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.

[real64]

Измерения - зачем добавлять в измерительную систему избыточное усиление, увеличивая при этом шумность измерителя?

Пока не разобрал тестовый стенд сделаю измерения и при 20 дБ (чуть позже). А так просматривается довольно простая методика, доступная к повторению.

[Igor EV]

В чем проблема?
Обычная LM317 обеспечит пульсации на порядок ниже.

Собственно у меня так и было. Но с трансформаторным блоком питания. Пульсации я измерить не смог, т.к. на пределе 10мВ/дел на осциллографе их не было видно. Но при этом при усилении +60дБ уровень пульсаций на частотах 50 и 150Гц был на уровне -73дБ. Если я включал последовательно по две микросхемы LM317/337, пульсации уменьшались децибела на 3. Наводки? Я вроде всё заэкранировал. Грешу на земляные петли. Буду всё переделывать.
И меня до сих пор мучает вопрос: почему пульсации имеются только на нечетных гармониках (50, 150, 250, 350...Гц)? Почему нет ни одной четной? И это не только у меня так. У real64 то же самое.

Можно взять старый (или купить новый ) аккумулятор 12В от ИБП и уже к нему приделать LM317. И от нее питать ЗК.
Я, собственно, так и делаю. Для измерений, не для записи.

Да, хорошая идея. Надо попробовать. Только все равно преобразователь нужно сделать, т.к. надо двуполярное питание. Хотя конечно можно взять 2 аккумулятора

[Гоша]

почему пульсации имеются только на нечетных гармониках (50, 150, 250, 350...Гц)?

Это говорит о симметричности формы наводки относительно 0В.

---------- Сообщение добавлено 12:16 ---------- Предыдущее сообщение было 12:14 ----------

Только все равно преобразователь нужно сделать, т.к. надо двуполярное питание.

Такой преобразователь уже есть на борту E-MU.
И работает он далеко не на 50 Гц.
Поэтому достаточно сделать хорошие 5В и подставить их вместо 5В USB.
ИМХО.

Offтопик:
В науке есть такой метод исследования - анализ.
Заключается в выделении и обособлении различных факторов воздействия.

Чтобы исключить эфирную наводку нужно всё засунуть в железную (магнитящуюся) кастрюлю, соединенную с общим проводом. Крышка тоже должна быть железной.
Чтобы исключить наводку по питанию, нужно запитаться от батарей.
Определив, что из этого влияет больше, нужно бороться именно с этим.
В кастрюлю - дешевле, проще и быстрее. Я бы начал с этого.

[Павлунчик]

Блажен, кто верует...

Всё познаётся в сравнении...

---------- Сообщение добавлено 14:44 ---------- Предыдущее сообщение было 14:23 ----------

Я имел в виду практическое применение, а не измерения

Для звукописца лишь крутануть ручку чувствительности карты до 60дБ и сравнить по шуму, на слух, два, три, четыре микрофона.
Он не доверяет написанному в паспорте. Прецедентов немало, когда заявленный (якобы значительно меньший шум) - на деле оказывается, на слух, заметно сильнее, чем у другого мика (якобы более шумящего). Выкладывал же видео удивлённого звукорежа из за океана.
Именно по этой причине дам возможность сторонним слушателям-любителям слышать разницу по шумам между схемами различных миков напрямую, без доп. условий. Завал на ВЧ никак не повлияет на относительное сравнение, а возможность непосредственного управления уровнем громкости даст исчерпывающий ответ. Конечно приобрету карту получше но пока так.

[real64]

Конечно приобрету карту получше но пока так.

Может все-таки преамп собрать?

[razorgolf]

Не совсем по теме, но т к тут есть владельцы EMU и обсуждаются шумы и помехи, то вот тут есть результаты переделки питания, кмк весьма достойные.
https://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=90:2803:185#185 и далее по теме.

[Павлунчик]

Может все-таки преамп собрать?

Несомненно. Более совершенная карта так же не помешает.
Однако слух и в нашем случае даст однозначную оценку - "какая схема меньше шумит". Графики само-собой. Можно и на 30-40дБ провести тест. Он приведёт к ТОЧНО такому же результату на слух но потребует доп. условий.

[Igor EV]

Такой преобразователь уже есть на борту E-MU.
И работает он далеко не на 50 Гц.
Поэтому достаточно сделать хорошие 5В и подставить их вместо 5В USB.

У меня не E-MU. У меня самодельный микрофонный усилитель, которому надо +/-12В. Естественно, если питать от 5В (или даже от 12В), то нужен преобразователь (понятно, что он работает не на 50Гц )

Чтобы исключить эфирную наводку нужно всё засунуть в железную (магнитящуюся) кастрюлю, соединенную с общим проводом. Крышка тоже должна быть железной.

Да. Осталось только найти кастрюлю, счистить с нее эмаль и припаять туда землю. Жена будет в восторге Но я подумаю, как быть. Может какую-нибудь железную коробку найду. Идея здравая, только придумать, как реализовать...

дам возможность сторонним слушателям-любителям слышать разницу по шумам между схемами различных миков напрямую, без доп. условий. Завал на ВЧ никак не повлияет на относительное сравнение, а возможность непосредственного управления уровнем громкости даст исчерпывающий ответ.

Да, это будет интересно.

Не совсем по теме, но т к тут есть владельцы EMU и обсуждаются шумы и помехи, то вот тут есть результаты переделки питания, кмк весьма достойные.
https://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=90:2803:185#185 и далее по теме.

О, спасибо огромное за Ваш ответ: https://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=90:3128:719#719
Ссылку дал, потому что может кому-то тоже интересно будет.

[razorgolf]

Igor EV,
Я не сообразил, что там отвечаю Вам же.

Offтопик:

самодельный микрофонный усилитель, которому надо +/-12В

Аналогично, моя карта не имеет микрофонного входа(1212). Но я так и не смог добиться от своего преда(Alto Mictube на INA163, переделанный) отсутствия фона. Походу там земля разведена неправильно и его надо полностью переделывать(родная схема дебильная до ...). Плюс питание от адаптера с 18в переменки. Брал как корпус, очень дёшево, но так и не довёл до ума.

За темой слежу, сначала на RMM, теперь тут, но пока не имею времени заняться.

[Павлунчик]

Да, это будет интересно.

Для грибова в частности
Шум RODE NTK. Заводская свежая схема (лежит у меня без дела по ранее названным причинам). Тот же эквивалент 74.7 пФ и резистор 3G. Относительно закороченного входа 2x33Ом, усиление +61.5 дБ. Прогрев лампы основательный...



И трек шума (с почтением для Real64) -
После 22 сек я стукнул по корпусу микрофона. Надо этот удар вырезать.

https://drive.google.com/file/d/1cJz...ew?usp=sharing

---------------------------

Можно сравнить с FIN -

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2908126

FIN урыла NTK по всему спектру с сильным отрывом не моргнув и глазом

[real64]

Удар вырезал. Совместил с моим ранее приведенным в 622 сообщении аналогичным. Смотрите.

[Павлунчик]

Удар вырезал. Совместил с моим ранее приведенным в 622 сообщении аналогичным. Смотрите.

Вы бы расшифровали свою мысль...
---------------
---------------
А... у меня розовый цвет не прорисовался. Еле заметил.
Значит - верной дорогой идём

[real64]

А теперь попробуйте определить с какой частоты начинается подъем шума на НЧ, напрямую связанный с сопротивлением гигаомного резистора, и где горизонтальный участок, обусловленный шумом полевого транзистора для:
- вашего графика https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post2908126;
- моего невидимого розового;
- и для Rode.

[Павлунчик]

А теперь попробуйте определить с какой частоты начинается подъем шума на НЧ, напрямую связанный с сопротивлением гигаомного резистора, и где горизонтальный участок, обусловленный шумом полевого транзистора для:
- вашего графика https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post2908126;
- моего невидимого розового;
- и для Rode.

Главное - "уложиться пониже" во всём спектре не корёжа высокую верность передачи. Других задач тут не знаю.

[real64]

Возможен и такой подход, но мне надо понимать что я делаю.

[Павлунчик]

Возможен и такой подход, но мне надо понимать что я делаю.

Я должен в точности повторить Ваше смещение, все режимы, и только тогда, при всех прочих равных, будет что-то понятно для нас обоих. Судя по всему "счёт пошёл на сотые доли".
А так... пока пальцем в небо.

[real64]

Я должен в точности повторить Ваше смещение, все режимы, и только тогда, при всех прочих равных, будет что-то понятно для нас обоих. Судя по всему "счёт пошёл на сотые доли".
А так... пока пальцем в небо.

Совсем нет . Ловля блох в мои планы, как я уже упоминал, не входит. Для меня важнее понимание на уровне (условно) типа: произведение сопротивления на емкость дает нам подъем НЧ с такой то частоты. Или возможно, какая-то другая зависимость

[Павлунчик]

Совсем нет . Ловля блох в мои планы, как я уже упоминал, не входит. Для меня важнее понимание на уровне типа: произведение сопротивления на емкость дает нам подъем НЧ с такой то частоты. Или возможно, какая-то другая зависимость

"ловля блох", здесь это десятые доли дБ. Единицы и более - увы. На шуме, да ещё в относительно широкой полосе - сходу заметны на слух при мгновенном сравнении.

[Гоша]

Для меня важнее понимание на уровне (условно) типа: произведение сопротивления на емкость дает нам подъем НЧ с такой то частоты. Или возможно, какая-то другая зависимость

Давай разбираться.
Только спектры, снятые "Спектрой" нам вряд-ли помогут - уж больно они лохматые.
Симулятор более нагляден (утверждения о том, что симулятору доверять нельзя, оставим скептикам, не верящим математике).
Проанализируем простую схему, состоящую из модели капсюля 75 пФ и истокового повторителя на ПТ, с резистором в затворе.
Шумят в этой схеме два элемента - затворный резистор и собственно полевой транзистор, его канал.
Шумы всего остального малы настолько, что ими можно пренебречь.
Для начала определим, насколько шум полевого транзистора зависит от тока стока.
Построим семейство характеристик спектральной плотности шума транзистора 2SK170A в зависимости от тока стока.
Видим, что кривая спектральной плотности имеет явную "полку" и обратно зависит от тока стока. Изменение тока стока в 6 раз (от 47 до 290 мкА) приводит к уменьшению спектральной плотности шума от 2 до 1,32 нВ*Гц-2, т.е в 1,5 раза.
При приближении тока стока к величине начального тока стока зависимость спектральной плотности шума от тока стока уменьшается.
Поэтому можно выбрать ток стока 250 мкА..
Теперь построим семейство кривых спектральной плотности шума затворного резистора в диапазоне от 1ГОм до 5 ГОм с шагом 0,5 ГОм (в иллюстрации - синие), и кривую спектральной плотности шума ПТ с током стока 250 мкА (в иллюстрации красная).
Нас будут интересовать точки пересечения красной и синих линий. Частоту, при которой пересекаются линии, назовем характеристической.
В этих точках вклад резистора и транзистора в общий шум системы будут одинаковы, т.е шум резистора добавит к шуму транзистора 3 дБ.
В диапазоне частот выше этой точки шум схемы определяется в основном шумом транзистора.
В диапазоне частот ниже этой точки для сравнительно малых значений сопротивления затворного резистора шум схемы в основном определяется шумом резистора.
Видно, что с увеличением затворного резистора шум схемы все больше определяется шумом транзистора, и при значении затворного резистора 6...7ГОм дальнейшее увеличение этого значения не приведет к уменьшению шума схемы. Он будет определяться шумом транзистора.
Для данного транзистора увеличение затворного резистора с 1 до 5 ГОм приводит к изменению характеристической частоты с 3,8 кГц до 600 Гц.
Теперь можем выбрать транзистор с другими шумовыми характеристиками, мысленно "подвигать" спектральную кривую транзистора вверх/вниз.
Характеристические частоты тоже будут изменяться.

[semimat]

Гоша, ход твоих мыслей понятен, но вот между графиками есть нестыковка. Кривая шумов полевика при токе 250 мкА на левом графике совершенно не соответствует ни одной кривой его шумов из правого графика, особенно, тем, которые относятся к токам 250...290 мкА. Можешь пояснить это расхождение?