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.

[Igor EV]

Если вдруг кому интересны мои поиски причин фона в усилителе на INA163, то они не увенчались успехом. Я сжег микросхему, ошибочно соединив входы не с землей, а с выводом 11, т.е. подал на входы +12В. Так что теперь нужно покупать новую микросхему.

[Павлунчик]

Если вдруг кому интересны мои поиски причин фона в усилителе на INA163, то они не увенчались успехом. Я сжег микросхему, ошибочно соединив входы не с землей, а с выводом 11, т.е. подал на входы +12В. Так что теперь нужно покупать новую микросхему.

И я когда-то жёг всё подряд. КТ315 взрывались, а осколки летели мне в глаз. Помнится взорвался электролит на 350V 100 мкФ, задняя алюминиевая пробка вылетела с такой скоростью, что вальцовка выпрямилась почти идеально. INA217 спалил (одну из трёх купленных). И Вы покупайте по нескольку. Здесь всё нормально.

[Igor EV]

И я когда-то жёг всё подряд. КТ315 взрывались, а осколки летели мне в глаз. Помнится взорвался электролит на 350V 100 мкФ, задняя алюминиевая пробка вылетела с такой скоростью, что вальцовка выпрямилась почти идеально. INA217 спалил (одну из трёх купленных). И Вы покупайте по нескольку. Здесь всё нормально.

Так обидно ж. У меня радиолюбительский стаж уже лет 40, и давно уже ничего не взрывалось (кстати, INA163 не взорвалась - не хватило мощности блока питания) Тут просто банально перепутал ножки. То ли зрение уже не то, то ли невнимательность. И что самое противное - у того продавца, у которого я покупал, больше таких микросхем нет. Сейчас куплю у другого, это как пальцем в небо - либо подделка, либо настоящая. Та, которую я сжег, настоящая была.
У меня теперь новая идея появилась - запитать свой усилитель от USB. Сейчас он питается от трансформатора. Естественно 50Гц трудно отфильтровать. Думаю сделать преобразователь 5В -> +/-12В, чтоб там и близко 50Гц не было. Если получится - расскажу. Я уже делал преобразователь для питания лампового микрофона, он выдает 200В с пульсациями, которые вообще не видно на осциллографе (на пределе 10мВ/деление).
Да, еще по ходу спрошу. Нашел у продавца транзисторы BC847C, BC857B (SOT23), 2N5457 (TO92). Стоит покупать, или лучше искать какие-то другие?

[Павлунчик]

BC847C, BC857B (SOT23), 2N5457 (TO92). Стоит покупать, или лучше искать какие-то другие?

5457 конечно возьмите. Попробуете. На счёт 857, 847... отличные транзисторы по звучанию но шумят порой для некоторых заметно. При близком источнике идеально но писать издалека переусилив - уже заметный на слух шумок. С преобразователем конечно лучше (не электретный капсюль). Подумайте...

[Aikman]

У меня радиолюбительский стаж уже лет 40, и давно уже ничего не взрывалось (кстати, INA163 не взорвалась - не хватило мощности блока питания) Тут просто банально перепутал ножки. То ли зрение уже не то, то ли невнимательность.

А вы как думали? )) Очки +5 на зрачки и света побольше. На SMD перешел в январе, сразу "почувствовал разницу". Даже микроскоп купил(оказалось что лишнее), остановился на 1206.

[real64]

Поэтому я чтой-то сомневаюсь в шкале АЦП 2,93В.

А если зайти с другой стороны? Производитель указывает в технических характеристиках:

6.5 dBV это 2.113 V RMS тогда амплитуда 2.113*1.414=2.99 V (довольно близко к полученным опытным путем 2.93) . Или я что-то путаю?

[maxssau]

[real64]

довольно близко к полученным опытным путем 2.93

[Гоша]

real64,
maxssau,
Я, конечно, заглядывал в даташит АК5385.
И это, конечно же, не случайное совпадение.
Оно подтверждает правильность пути, по которому мы идем.
Продолжу анализ полученных от real64 файлов.
Мои ожидания о том, что помеха 50 Гц не будет мешать, не оправдались.
Мешает, и сильно.
Отфильтровал ее (не в аудиоредакторе, сделал дополнительный высокодобротный LC фильтр в симуляторе).
Полученные значения: шум карты с 33 Ом 46 мкВ (и это весьма похоже на правду, приведенный ко входу уровень шума составляет в этом случае 1,5 мкВ), шум карты с усилителем на входе 233 мкВ.
Шум самогО усилителя получается 7,6 мкВ.
Задумаемся, почему так много?
Вычисление RMS сигнала по его временной развертке, которое я провожу в симуляторе, происходит во всем диапазоне частот от 0 Гц до бесконечности.
Отфильтровал сигнал снизу вторым порядком 20 Гц.
Получил шум карты 46 мкВ (как и предполагалось, карта шумит белым шумом, обрезка снизу практически не изменяет RMS шума), шум карта+усилитель 104 мкВ (значительное уменьшение очевидно, поскольку шум нашего усилителя сосредоточен в основном на НЧ), и шум самогО усилителя 3,11 мкВ RMS не взвешено.
Интересный факт - измеренное RMS шума усилителя достаточно точно совпало с значением шума при симуляции схемы усилителя (3 мкВ). Это для тех, кто сомневается в симуляторах.
АЧХ фильтра, использованного в эксперименте, прилагаю.

[Павлунчик]

С нашими картами (на мин. усил.) спектраплюс клипует на 1.91 - 1.92 В RMS (да и этот мизерный "разбег" вполне мог быть вызван погрешностью вольтметров).
Даташитные 2.7 B ампл. умножаем на 0.71.
Получаем наши 1,917 RMS.
2.7 В - максимальная гарантированная рабочая амплитуда по даташиту. Не удивительно, что 0204 и 0404, клипуют в спектраплюс (без всяких "калибровок") именно на этой амплитуде.

[Aikman]

по ходу спрошу. Нашел у продавца транзисторы BC847C, BC857B (SOT23), 2N5457 (TO92). Стоит покупать, или лучше искать какие-то другие?

обнаружил что в Rode NT1-A используют пару BC850-860 :

[Павлунчик]

используют пару BC850-860

Нам главное не ставить 500мАмперные монстры. Здесь PNP 100 мА. Это и для нас неплохой выбор.
FEATURES•Low current (max.100mA).
О как...

---------- Сообщение добавлено 17:16 ---------- Предыдущее сообщение было 14:29 ----------

В моей 0404 напряжение питания ацп, D - 3.22V.
AVDD и VREFR - по 4.97V
4,97 x 0,58 = 2.8826 апмл. или 2.046 RMS.
В даташит на ацп AVDD 5V +- 5%. При минус 5% это составляет 2,75V ампл. или 1,95 RMS.
Получается, что "выбор" значения ампл. около 2.7V (1.917 RMS), как лимит в спектраплюс по умолчанию, логичен. Конечно у самой карточки должен быть какой-то, в большей или меньшей мере, запас по перегрузке. Но он уже в расчёт не берётся поскольку разброс по питанию ацп от карты к карте, может колебаться в пределах известного допуска.
Получается - 2.7V ампл. здесь максимум равный для всех подобных карт. Выше начинается "зона разброса". Так даташит сказал

[maxssau]

ну что бы небыло сомнений, желательно схему входного буфера ваших карточек, тогда понятно будет какой заложен Ку, а исходя из Ку станет понятен входной диапазон полной шкалы

[real64]

Вот схема 0204
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2903457
0404
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2903495

[maxssau]

судя по второму каскаду Ку<1. Что то в районе 2В рмс по входу, это и будет полная шкала.

[Павлунчик]

судя по второму каскаду Ку<1. Что то в районе 2В рмс по входу, это и будет полная шкала.

Измерил разницу между входным напряжением карты и напряжением на входе ацп. На входе карты 500мВ - на входе ацп 516мВ. Перепроверил несколько раз.
Точнее измерил напряжение клипа в спектраплюс - на входе карты 1,917 RMS, на входе ацп, судя по всему, 1.98 RMS (уже не перепроверял).
С моей стороны на сей счёт думаю покончено. Теперь поработаем над шумом схемы в различных режимах и покажем результаты. На максимальном усилении 61.5 дБ. Разница будет видна чётко.

[Igor EV]

Оффтоп, но все-таки спрошу. Тут выкладывали схемы карт E-MU 0204/0404. Но меня интересует схема питания. Т.е. фрагмент, начиная от +5В (USB) и заканчивая линиями Vcc и Vee. И еще, если кто знает, какое напряжение питания Vcc и Vee? Вангую, что там должно быть +/- 12...15В, но так ли это? И напоследок: знает ли кто-нибудь, какой уровень пульсаций по питанию (т.е. по Vcc и Vee)?

[real64]

Игорь, попробуйте спросить у пользователя razorgolf в теме https://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=90:3128-23. Он ремонтирует эти карты.
Провел работу над ошибками. Заменил в устройстве полевик и перезаделал истрепавшиеся кабели. Теперь вот так по сравнению с тем что было.
Зеленый - было с подключенным устройством. Синий стало.
Коричневый - было с резисторами на входе карты. Красный - стало с закороченным входом.
Усиление везде +30 dB


И ссылка на 2, записанных сегодня файла.

https://yadi.sk/d/mSoVne-2WfAVJw

[Igor EV]

Игорь, попробуйте спросить у пользователя razorgolf в теме https://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=90:3128-23. Он ремонтирует эти карты.

Спасибо большое! Спрошу.

Зеленый - было с подключенным устройством. Синий стало.
Коричневый - было с резисторами на входе карты. Красный - стало с закороченным входом.

У меня примерно такая же картина (только цифры другие) наблюдалась с моим самодельным усилителем. Три основных непонятки:
1) Почему уровень помех (гармоники 50Гц) при закороченных входах выше, чем при незакороченном? (т.е. сравниваем коричневый и красный графики)
2) Почему имеются только нечетные гармоники 50 Гц? Куда делись четные? (У меня точно такая же картина, причем 150Гц выше, чем 50Гц)
3) Ниже 200Гц какой-то ужас. "С подключенным устройством" - это с микрофоном FIN? Можно ли как-то убрать этот НЧ шум? Причем, это именно шум, а не наводки.

Усиление везде +30 dB

Было бы интересно глянуть с усилением +60 dB.

Ну и напоследок вопрос: учитывая большой шум ниже 200Гц, имеет ли вообще значение шум на более высоких частотах? 10dB выше или ниже - какая разница. Во всяком случае такой вывод напрашивается из графика.

[Гоша]

Несколько слов о пользе микрофонного усилителя.
Задумался над тем, можно ли применить для измерения малых шумовых сигналов недорогих USB интерфейсов, так называемых "свистков".
А также насколько оправдано применение дополнительного малошумящего усилителя по сравнению с усилителем, встроенным в ЗК.
Что имеем - USB свисток SB Play!3 (44.1К, 16 бит), малошумящий усилитель с переключаемым Кус 10 и 33 (двойка ОЭ-ОЭ).
Поскольку максимальное усиление свистка = 30, экспериментировал только с усилителем Кус = 10.
1. Записан в файл и измерен RMS шума карты с усилением 1 и 10 (вход закорочен).
Шумы соответственно 40 мкВ и 127 мкВ.
2. Записан в файл и измерен RMS шума карты с усилением 1 плюс усилитель с Кус 10 (вход закорочен).
Шум 42,8 мкВ.
Применение внешнего малошумящего усилителя взамен встроенного позволило уменьшить шумы в 2,97 раза, т.е на 9,5 дБ.
Приведенный ко входу уровень шума получился 1,52 мкВ, что позволит уверенно работать с сигналами такого уровня.
Прилагаю "осциллограмму" шумов карты и карты с усилителем, спектрограммы и схему усилителя.