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]

речь идет о сравнении вариантов смещения

Имхо, монопенисуально по отношению к шуму.
Но сейчас проверю.

---------- Сообщение добавлено 16:14 ---------- Предыдущее сообщение было 16:10 ----------

То есть, ток утечки затвора не вытекает из него, а транзитом "пролетает" в исток. Очевидно, что такой режим полевика существует, и его можно создать. Конечно, этот режим характерен тем, что на затворе получается напряжение, фактически приоткрывающее переход затвор-исток.

Это ток не приоткрывает, а полностью открывает транзистор.
Он не только проходит транзитом в исток, но и течет по корпусу. А это сопротивления, сопоставимые с теми значениями Rзатвора, которые мы применяем.
Подключать транзистор с висячим затвором занятие общедоступное и столь же бесперспективное.

[Павлунчик]

Подключать транзистор с висячим затвором занятие общедоступное и столь же бесперспективное.

У меня вот так происходит -:
Транзистор 3557-6... Включаю питание (затвор "висит в воздухе", 75пФ подключен) - в течении нескольких секунд напряжение на переходе СИ устанавливается 4.5V. Затем через минуту-две снижается до 3V. Отмечаю что начиная от 4.5V и ниже шум незначительно но ощутимо падает, а от 3,7 до 3V явных улучшений не замечаю хотя упорное чувство, что 3V в самый раз, поскольку дальнейшее понижение напряжения СИ (от 3V и ниже) происходит крайне медленно, никаких улучшений по шуму уже нет, а через 5-10 мин шум на выходе схемы начинает расти.

[Гоша]

Но сейчас проверю.

Проверил.
В сравнении "чистый" FIN и модифицированный по Real64 с подключением затворного резистора в цепь истока.
Транзистор везде 2N5485, в обеих схемах напряжение с-и установлено 3В.
Точки пересечения отличаются по частоте, у Fin 1.6 кГц, у FIN Real64 1.3 кГц.
По общему шуму в диапазоне 20-20К схемы совпадают до третьего знака.
ИМХО различия несущественные.
Но выбросить два резистора делителя - замечательно.

[real64]

Гоша, спасибо!

[semimat]

Гоша, спасибо! А можешь повторить эти же расчеты с емкостью 5 пФ? Ведь такое вкючение резистора фактически имеет место в дешевых маленьких капсюлях.

[Гоша]

semimat,
Я не знаю номинал резистора утечки.
Есть разные мнения.
Противоречивые.
Могу тупо сунуть 5 пФ в FIN или в ИП.
Результат предсказуем - во всех случаях шум схемы будет определяться исключительно номиналом резистора.

[semimat]

Мне кажется, что если есть различия в шумах схем, то они будут в большей степени проявляться для малых емкостей мембран. Пожалуйста, попробуй для 3ГОм и 5 пФ. Именно тупо сунуть 5 пФ. Может тогда различия станут заметней. Хорошо бы сравнить шумы еще и в диапазоне от 10 Гц.

[Гоша]

semimat,
Конечно будут.
И не просто от емкости, а от произведения RC.
Чем больше емкость и сопротивление, тем ближе общий шум к шуму отдельного ПТ.
Другой вопрос, что выбрать произвольно большое значение R нельзя.
Тупо сунул.
Точка пересечения предсказуемо скакнула до 12 КГц.
Т.е в диапазоне 0-12КГц шумы RC выше шума транзистора.
Общий шум предсказуемо увеличился до 29 мкВ.
С уменьшением номинала резистора все будет еще хуже.

[semimat]

Гоша, спасибо! А это для какого включения резистора - в истоковую цепь (real64) или в отдельный делитель (FIN)? Очень интересно понять различия. Я уже ранее в посте #677 писал:
"...Real64 использует существено другое включение высокоомного резистора - а именно, он заводит его не на делитель, а на исток полевика (небольшое запирающее смещение - не в счет). В этом режиме эквивалентное входное сопротивление схемы возрастает многократно, и плюс образуется некая положительная обратная связь с истока на затвор, которая на сверхнизких частотах должна как-то проявиться. Но из экспериментов real64 этого не наблюдалось. Если сможешь, то сравни в моделировании по шумам и этот вариант включения резистора."

Мне хочется понять, проявляются ли различия в моделировании?

Когда исследовали зависимость шумов от номинала резистора утечки, получилось, что невзвешенные шумы для 1 и 3 ГОм различаются в 5 раз, а после взвешивания разница становится менее 30%.
Здесь мне хочется прийти к примерно аналогичному выводу, что для разных схем включения резистора, шумы немного различаются. Но различие незначительное (меньше, чем для 1 и 5 ГОм), оно проявляется лишь на сверхнизких частотах, поэтому практически полностью исчезает после процедуры взвешивания.

[Гоша]

А это для какого включения резистора - в истоковую цепь (real64) или в отдельный делитель (FIN)?

В истоковую цепь.
Я подписываю картинки FIN, если это FIN "от Павлунчика".
А с модификациями Real64 подписываю FIN Real64.
Не стоит ожидать от включения затворного резистора в истоковую цепь значительного увеличения входного сопротивления. Слишком маленький Кус усилителя, чтобы вызвать значительные изменения.
Тем не менее, они есть и наблюдаются в виде уменьшения характеристической частоты у FIN Real64 по сравнению с FIN.
Но есть и некоторое повышение "полки" и общего шума за счет того, что затворный резистор опирается на более шумный узел, отсюда более высока "полка".
Выкладываю результаты для FIN с 3ГОм и 5 пФ.
Характеристическая частота 14.5КГц, общий шум 24 мкВ.
Напомню, для FIN Real64 эти значения соответственно 12КГц и 29 мкВ.
И да, FIN Real64 при некоторых значениях отношения резисторов в цепи истока обнаруживает склонность к низкочастотной генерации.

[semimat]

Гоша, спасибо!
Теоретически все сравнения проведены. Мне даже кажется, что они корректнее, чем удаленные экспериментальные сравнения, выполняемые с формально разными звуковыми картами, используемыми конкретными экземплярами радикомпонентов и разными, по-разному настроенными программами обработки.
В этих условиях те различия, которые показала теория, вряд ли можно уверенно обнаружить - они лежат ниже различий, которые возникнут из-за неидентичных условий экспериметов. Получается, будет лучше, если каждый участник проведет сравнения всех вариантов схем на своём, по своему разумению настроенном стенде, а потом уже можно будет оценивать, у кого получилось это аккуратней и точней.

P.S. Я за время обсуждения данной проблемы узнал так много нового, что уже за одно это можно сказать спасибо всем, кто участвовал в теме!

[Гоша]

semimat,
Так в том и дело, что вполне реально разработать методику измерения шумов, не зависящую от применяемых ЗК и программ.
И это даже не очень сложно.
Договориться о калибровочном сигнале и настройках программ.
А различия от разных применяемых компонентов должны быть.
Другой вопрос что это мало кому интересно.

[Павлунчик]

Тем не менее, они есть и наблюдаются в виде уменьшения характеристической частоты у FIN Real64 по сравнению с FIN.

Что сопровождается расширением полосы в сторону бесполезных инфранизких частот.
В 5-10 раз. Грубо - схема работает не от 1 Гц, а от 0,1Гц. FIN без того излишне "открыта снизу".
Куда лучше применить не "виртуальное умножение", а соответствующий резистор. Хотя бы шума поменьше получим без болезненного расширения инфраНЧ.
Про значительную склонность к генерации сообщалось ещё в перовой теме, что вызвало немедленную ответную реакцию в виде пагубного для звучания чрезмерного уменьшения ёмкости в ПОС.
Никаких преимуществ, только недостатки. При понижении питающего напряжения напряжение СИ падает заметно больше, чем с внешним делителем. Диапазон питающих напряжений сужается.
По сему никому не советую такое смещение в подобных конвертерах импеданса. Разве, что живущему на краю пропасти без пары необходимых резисторов.
В студию - ни в коем случае.

[real64]

Опять бездоказательная голословная беллетристика, ничем не подтвержденная, кроме фантазии писавшего. Право, несерьезно на техническом форуме. На технических форумах принято отвечать за свои слова. Ждемс.

[Павлунчик]

Опять бездоказательная голословная беллетристика, ничем не подтвержденная, кроме фантазии писавшего. Право, несерьезно на техническом форуме. На технических форумах принято отвечать за свои слова. Ждемс.

Глав.ред.FIN высказал своё мнение.
Не более.
Ваше так же услышано.
Что-то ещё Вам доказывать поверх того, что уже в свободном доступе для всех?
Увольте.

[Гоша]

расширением полосы в сторону бесполезных инфранизких частот.
В 5-10 раз

И что с того?
Оба варианта схемы никак не защищены от инфранизких частот, а неплохо бы это сделать.
Увы, в конденсаторных микрофонах сделать это правильно, так, чтобы не перегружать каскад на ПТ, невозможно без существенного ухудшения шумовых характеристик.

При понижении питающего напряжения напряжение СИ падает заметно больше, чем с внешним делителем.

А кто мешает настроить схему таким образом, чтобы выставить требуемый ток стока и, соответственно, напряжение с-и? Касается обеих схем включения затворного резистора. При смещении с делителя в истоке это делать проще - подстраивать резистор в единицы/десятки кОм проще, чем мегомные резисторы.

[real64]

а соответствующий резистор. Хотя бы шума поменьше получим

Как раз наоборот. При прочих равных шума будет меньше за счет сдвига частоты влево в сторону НЧ при смещении в истоке.

При понижении питающего напряжения напряжение СИ

Это где ж такое может случится - на ум приходит только неисправность оборудования.

---------- Сообщение добавлено 13:11 ---------- Предыдущее сообщение было 13:08 ----------

Что-то ещё Вам доказывать поверх того, что уже в свободном доступе для всех?

Вам просто нечего сказать.

[Павлунчик]

И что с того?

Вот именно. Зачем такое, когда этого можно легко избежать.
Никто не мешает перестраивать схему, как угодно. Просто внешнее смещение заметно стабильнее без всяких подстроек.
К чему что-то ухудшать?
Чтобы потом доказывать, что влияние этого ухудшения на ТХ "незначительное"?
А может просто никак не ухудшать?
Вы меня простите но я всегда буду напоминать слушателям об этом.

---------- Сообщение добавлено 15:23 ---------- Предыдущее сообщение было 15:16 ----------

Вам просто нечего сказать.

По третьему кругу не пойду, ещё раз - увольте.
Пусть читатели выбирают сами - менее продуктивное смещение с истока или нормальный вариант.
Я совсем не против, если кто-то решит сделать себе хуже.

[real64]

К чему что-то ухудшать?

Чтобы что-то ухудшать, надо сначала это улучшать. См картинку из 651 поста. Почему у схемы FIN хуже с инфранизами? Что нам на это скажет Глав ред?

---------- Сообщение добавлено 13:32 ---------- Предыдущее сообщение было 13:26 ----------

Пусть читатели выбирают сами - менее продуктивное смещение с истока или нормальный вариант.

Offтопик:
Не лукавьте, не лукавьте! Ваша песня не нова. Ах, оставьте, ах, оставьте! Все слова, слова, слова...

[Павлунчик]

Почему у схемы FIN хуже с инфранизами? Что нам на это скажет Глав ред?

На Ваших графиках "ни о чём"?
Проходили уже.
Докатилось до - """"Это я еще не сказал из какого мусора собрана моя тестовая схема"""" https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2910106 (и это на техническом форуме).
Ещё раз - увольте.