Доработка бюджетного студийного конденсаторного микрофона или нестандартное схемное решение для стандарта фантома 48V, 6.8 кОм/6.8 кОм.

[Павлунчик]

ВНИМАНИЕ! - Данная схема НЕ РАБОТАЕТ с трансформаторным входом. Таковой проектировалась изначально и сознательно.
Вопросы о "пристройке транса" с ТС не обсуждаются.

Хочу поделиться с интересующимися довольно своеобразным схемным решением преобразователя импеданса студийного конденсаторного микрофона. Схема с успехом прошла испытания в десятках студий (любительских и профессиональных). Интересно ваше мнение, пожелания, критика основанная на реальных измерениях или эмуляции.
Идея (кстати родилась в Ташкенте) простая - два повторителя с раздельным питанием от резисторов источника фантома 48V звуковой карты + ПОС "слежения" с выхода усилителя в цепь питания первого каскада посредством двух конденсаторов.
Более полугода шло активное обсуждение этой идеи на другой площадке - где тема называлась "В помощь Самоделкину. "Нерадивый" конденсаторный микрофон зазвучит лучше!", её нетрудно найти в инете. Немало повторивших эту схему, тестов-сравнений, восторженных отзывов, здоровой критики и, куда без них - группа "вечно критикующих но не практикующих". Недавно вышел ролик, где эту схему тестирует один из увлечённых микрофонной тематикой. Естественно не "доктор акустических наук" но треки для сравнения любезно представил за что ему огромная благодарность.
https://www.youtube.com/watch?v=o6fv...ature=youtu.be
Схема -
Полевой транзистор можно выбрать из широкого списка маломощных - K30, 5457,305, 202, 5485 и т.п. Простая настройка - подбор R8 для установки на выходе "3" (он же третий контакт XLR разъёма) постоянного напряжения в пределах 20-21V.
Дроссели - ферритовые бусинки. Хотя можно и без них. Возбуждение схемы на ВЧ не замечалось.



---------- Сообщение добавлено 17:00 ---------- Предыдущее сообщение было 16:54 ----------

Тест в эмуляторе -


---------- Сообщение добавлено 19:09 ---------- Предыдущее сообщение было 17:00 ----------

Тест - коэффициент передачи -



Тест - эффективность компенсации паразитной ёмкости входа (сигнал подаётся на вход через очень малую ёмкость - 0.1 пФ). Как это отражается на КНИ и коэффициенте передачи -



---------- Сообщение добавлено 22:43 ---------- Предыдущее сообщение было 19:09 ----------

Далеко не во всех бюджетных КМ встроен высоковольтный преобразователь (варианты ВП рассмотрим позже) но и без него схема может "оставить" для питания капсюля около 46 Вольт, а вкупе с малыми потерями по передаче, после доработки "нерадивого" мика, мы получим ощутимый прирост чувствительности.
Капсюль обозначен на схеме, как C1.



---------- Сообщение добавлено 23:36 ---------- Предыдущее сообщение было 22:43 ----------

Тест - питание 24V -
Схема, сама по себе, достаточно линейна даже при значительном снижении напряжения питания и превосходно линейна от 40V вплоть до 60V.



По совету уважаемого semimat, для предотвращения резкого броска напряжения на выходе схемы, около 10 Вольт, в момент включения фантомного питания, схема дополняется диодом (1N4148 или аналогом) -



Для обеспечения наиболее плавного и безопасного запуска включать фантомное питание только после подключения устройства. Эта рекомендация относится и к другим КМ с фант.пит. 48В.

[Гоша]

Значит оставляем "+ 1дБ" с моей стороны.

Павлунчик,
Ваш сигнал больше всего на 0,56 дБ.
А чем устанавливаете усиление? Крутилками?
Это +- лапоть.

[semimat]

Можно Вас попросить проанализировать два файла с разных карт (обе карты "пикуют" в спектраплюс где-то между 1,91V и 1,92V RMS, т.е. почти на равных.
https://yadi.sk/d/YAAC7ZvD72xJLg
https://drive.google.com/file/d/16IF...05ONrd-id/view

Возможно мой файл (второй) не откроется в Вашем анализаторе (у Real64 напрямую не открылся, а у меня открывается без проблем).

Павлунчик, выкладываю первые результаты сравнения. Они интересные!
Вот как выглядят спектры в полном масштабе.

Вот значения уровней (я предварительно прогнал записи через фильтр 500Гц-2кГц, чтобы точнее оценить RMS записанной частоты).

Разница в уровнях составляет 0,58 дБ или 7%. Это вполне удовлетворительно.

Вот так более подробно выглядят шумы.

У тебя они очень странные для 16 битной записи. Это особенно видно в линейном масштабе шкалы частот.

Похоже, ты произвел запись в каком-то режиме, когда не делается дизеринг. Поэтому спектральные шумы лежат ниже шумовой полки 16-битного дизеринга, и при этом возникает такая дикая рвань спектра. Её уже трудно исправить даже включением дизеринга. Вот что произойдет, если в твоей записи включить дизеринг (синий график). Шумовое "дно" поднялось на 6 дБ и осталась рвань. Я считаю, что запись неудачная и неисправимая.

А вот как добавление дизеринга меняет спектр шума у real64. Видно, что, как и положено, шумовое "дно" поднялось немного меньше, чем на 3 дБ (поскольку к тому дизерингу, который был, добавился еще один такой же дизеринг).

Из графиков шумов также видно, что в таком режиме запись лучше не делать, поскольку шумы записи практически "лежат" на шумах дизеринга. Нужно либо увеличивать разрядность оцифровки, либо попробовать увеличить усиление при записи, чтобы оторваться от шумов дизернинга хотя бы на 6...10 дБ.

Да, надо добавить - FFT вычислялся для 16384 точек. Это влияет на абсолютное положение "шумовых полок".

P.S. Загадкой для меня остается завал шумов у real64 на частотах выше 21кГц. Непонятно почему они уходят ниже шумов 16-битного дизеринга... Этот анализ я провел в программе Audition 1.5. Надо будет потом повторить в более новой версии. У них работа с дизерингом различается.

[Гоша]

Похоже, ты произвел запись в каком-то режиме, когда не делается дизеринг. Поэтому спектральные шумы лежат ниже шумовой полки 16-битного дизеринга, и при этом возникает такая дикая рвань спектра.

Не думаю, что запись произведена без дизеринга.
Дизеринг ведь добавляется до квантования по амплитуде.
Разве можно выключить дизеринг в аудиоинтерфейсе?
Скорее "рвань" записи Павлунчика похожа на особенности генератора. По спектрам очень похоже на повышенный уровень гармоник и повышенные пульсации на 100 Гц.
Но пока что это никак не влияет на результаты измерений и вычислений. До шумов мы еще не добрались.
Обращаю внимание на высокую корреляцию твоих и моих вычислений, полученных совершенно другими методами и без применения FFT.

[Павлунчик]

особенности генератора. По спектрам очень похоже на повышенный уровень гармоник и повышенные пульсации на 100 Гц.

Несколько убогих генераторов пробовал. У одного лес гармоник до -60дБ, у другого -90дБ. А тут взят почти "голый" выход с цап самой карты без доп ОУ с фильтром.
Во всех случаях результат "+- 0.1 дБ". По просьбам моих знакомых любителей в течении нескольких лет отдавал несколько генераторов Г3-118 и покупал на замен другие. А сейчас нет его в наличии. Усердно ищу.

[semimat]

Не думаю, что запись произведена без дизеринга.
Дизеринг ведь добавляется до квантования по амплитуде.
Разве можно выключить дизеринг в аудиоинтерфейсе?

Может быть, я не очень удачно выразился. Мне хотелось подчеркнуть, что такой вид шумов может быть, если у карты были какие-то проблемы с записью. То, что я вижу, могло призойти, если исходно карта оцифровывала с разрядностью 24 бита, а потом без дизеринга просто отбросила младшие 8 бит, превратив таким образом 24 бита в 16. Такое может быть из-за сбоя работы дарайвера карты или ошибки железа. Возможно, так сделал какой-то звуковой редактор при переводе записи из 24 бит в 16. Но это "неправильная" запись. Таким низким "шумовое дно" при правильной 16-битной оцифровке быть не должно. Для измерения больших сигналов это не страшно, но мерить шумы в таком режиме будет рискованно.

[Павлунчик]

такой вид шумов может быть, если у карты были какие-то проблемы с записью.

Возможно. Здесь ещё один триллер случился... Я же недавно обновил старую винду до отказа и переустановил заново с родных дисков карты "все, что там было".
Сейчас ткнул на 24 бит - спектраплюс откликнулся сразу (как меня достали эти "прошивочно-драйверные" дебри. Ещё в инете пугали, мол кранты, теперь только 16, что подтверждалось не раз). Записал шум с резисторами на входе 2X33Ом. 96000/24.
Поможете охарактеризовать шум?

https://drive.google.com/file/d/158R...ew?usp=sharing

-------------
-------------
Карта на минимуме усиления.

[Гоша]

В этом конкретном файле шума 3.2736µV RMS.
Для шкалы 1В (0.707В RMS) это почти -107 дБ.

[Павлунчик]

превратив таким образом 24 бита в 16.

А это 96000/24 но уже с сигналом на входе и таким же подключением (один из полюсов XLR закорочен, на другой через многооборотник настроенный примерно на 1 кОм идёт сигнал 500мВ 1000Гц). Усиление карты на минимуме.

https://drive.google.com/file/d/17pK...ew?usp=sharing

---------- Сообщение добавлено 21:10 ---------- Предыдущее сообщение было 21:07 ----------

В этом конкретном файле шума 3.2736µV RMS.
Для шкалы 1В (0.707В RMS) это почти -107 дБ

Благодарю.
Теперь с подключенным (тем же) генератором (я пока не устранял разбалансировку входа - сигнал с генератора идёт на один полюс XLR через резистор 1 кОм, а другой полюс закорочен на общий).

---------- Сообщение добавлено 21:32 ---------- Предыдущее сообщение было 21:10 ----------

Первый мой. Второй Ваш.

Теперь первый мой - второй Ваш.
Если есть свободное время - сравните нас по уровням на 96/24 500 мВ 1000 Гц.

[real64]

Вот данные вашей и моей карт на одном графике.

Здесь ещё один триллер случился... (как меня достали эти "прошивочно-драйверные" дебри

Аналогично У меня теперь внутренний генератор в режиме 44,1 кГц выдает не 1 кГц а 920 Гц.

[Гоша]

Теперь с подключенным (тем же) генератором

Нет там 500 мВ RMS.
А только 184 мВ.
Это может значить:
1. Входное сопротивление ЗК малО, и последовательный резистор 1к уже прилично ослабляет сигнал.
2. Минимальное усиление ЗК не 1, а меньше. 0,37 или - 9 дБ.
А скорее и то и другое вместе взятое.
Что там балансировать, если неизвестно выходное сопротивление генератора? И входное сопротивление карты?
Измерять входной сигнал нужно на входе карты, после резистора, а не на выходе генератора.

[real64]

Если есть свободное время - сравните нас по уровням на 96/24 500 мВ 1000 Гц.

Предлагаю несколько другой, более простой, вариант, исключающий различие в выставляемых уровнях крутилками, исключающий погрешность измерительных приборов, наводки на соединительные кабели, различные КНИ внешних генераторов и т.д. и т.п. Используем внутренний генератор карты с уровнем - 12 dBFS. Частоту можно взять 48 или 96 кГц. (проверьте свой внутренний генератор на 44.1 кГц У Вас все в порядке?)

[Павлунчик]

не на выходе генератора.

В отдельном редакторе у меня почти такая же амплитуда, как и в тестах 44100/16.

---------- Сообщение добавлено 21:58 ---------- Предыдущее сообщение было 21:57 ----------

Используем внутренний генератор карты с уровнем - 12 dBFS.

Говорите - как его включить.

[Гоша]

Используем внутренний генератор карты с уровнем - 12 dBFS

Метод не универсальный.
Что делать владельцам других ЗК, без встроенного генератора?
Какова полная шкала ЦАП-а E-MU?

---------- Сообщение добавлено 20:04 ---------- Предыдущее сообщение было 20:01 ----------

В отдельном редакторе у меня почти такая же амплитуда

У меня в редакторе WavePad Master (полная версия, не ломанная, купленная за доллары) уровень чуть выше -12 дБ.

P.S.: Почему бы не писать в моно, чтобы не удивляться отсутствию сигнала при случайном выборе не того канала?

[real64]

Говорите - как его включить.

Кнопка в меню со значком переменного напряжения (Signal generator). Выбирается 1 кГц и настраивается уровень (Level)

---------- Сообщение добавлено 20:17 ---------- Предыдущее сообщение было 20:12 ----------

Какова полная шкала ЦАП-а E-MU?

Max Level: 6.7 dBV (unbalanced) (0204)

Почему бы не писать в моно, чтобы не удивляться отсутствию сигнала при случайном выборе не того канала?

Согласен. Это мне удобнее. У меня левый канал лучше правого. Что у Павлунчика - посмотрим. По моему там с как раз с левым проблемы из-за неудачной разводки.

P/S По уровню сигнала:
Max Level: 6.7-12=-5,3 dBV = 0,543 mV/
Если взять -12.7 выходим как раз на 0,5 В

[Павлунчик]

Кнопка в меню со значком переменного напряжения (Signal generator). Выбирается 1 кГц и настраивается уровень (Level)

Нет у меня меню и значка.
Только окно установки частоты.

[real64]

Может тогда стоит обновить версию спектры?

[Павлунчик]

Если взять -12.7 выходим как раз на 0,5 В

Вы смогли сравнить уровни на тех же настройках?

---------- Сообщение добавлено 22:48 ---------- Предыдущее сообщение было 22:44 ----------

Может тогда стоит обновить версию спектры?

А... Вы хотите заставить мою карту выдать "образцовый" уровень через цап?
Не выйдет. У меня выход цап давно сидит на выходных тюльпанах без всяких добавочных родных ОУ.

[real64]

Вы смогли сравнить уровни на тех же настройках?

Нет, просто арифметически проверил то что мы получили на практике https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2906934

[Павлунчик]

Нет, просто арифметически проверил то что мы получили на практике

Прошу Вас никогда не считать в уме подобные тесты. Только живьём.
Если не трудно - сделайте. Очень прошу. Откажитесь - не обижусь.

[real64]

А... Вы хотите заставить мою карту выдать "образцовый" уровень через цап?
Не выйдет. У меня выход цап давно сидит на выходных тюльпанах без всяких добавочных родных ОУ.

А вы попробуйте подать сигнал на линейный (он высокоомный?) вход карты и посмотрите что получится

---------- Сообщение добавлено 20:56 ---------- Предыдущее сообщение было 20:55 ----------

Только живьём.

Так именно это и было сделано !https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2906934