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.

[Павлунчик]

От внешних паразитных помех защищает корпус микрофона

Сотовые телефоны нередко "пробивают" помехой микрофоны именитых фирм с небольшого расстояния.
Что мне Вам сказать? - "Сотовый телефон с метра не "пробивает" микрофон с правильным фильтром на выходе, а с неправильным фильтром или разводкой "пробивает"?
Это же не разговор. Подойдёт время - попробуем провести "сотовые" и др. эксперименты с различными микрофонами, разводками, фильтрами и т.п.
А пока... Я уже встраивал по всякому новый преобразователь поляризации FINПП (упрощённый вариант) в микрофон со схемой FIN. Работает отлично. Никаких отрицательных явлений пока не заметил. Напряжение поляризации получилось около минус 75V.
110 Вольт тоже освоим.



На выходе обязательный дополнительный RC фильтр 4.7МОм/0.1мкФ.

[Schertler]

Я правильно понял, что новый преобразователь поляризации FINПП это уже рабочая лошадка и можно схему смело собирать ??

Понятно стало про "пробоины" от мобильных телефонов....... переживания по этому поводу спали полностью. Во-первых, что делает мобильный телефон вблизи микрофона во время записи ?? ни один нормальный записывающий так не сделает! Во-вторых, я мобильным почти не пользуюсь, точнее не таскаю его, берегу целость карманов ....... То есть, я откажусь от проходных конденсаторов пока, но поищу и куплю на будущее!!

Про бусинки-дроссели: эти микроГенри дроссели оказываются выглядят как резисторы только чуть пухловатые, или чёрные как-бы в термо-усадку упакованные...... десяток разных имеется, может даже есть подходящие, завтра повыбираю.......
Такие допустимо использовать:

[Павлунчик]

Я правильно понял, что новый преобразователь поляризации FINПП это уже рабочая лошадка и можно схему смело собирать ??

Здесь успех зависит только от дросселя 6800 мкГн.
Используйте дроссели соответствующие, а не "от балды".
https://tkd.com.ua/item.php?item_type=3&item=2541
Я использовал дроссель 6800 мкГн из видеомагнитофона Электроника ВМ-12. Он показал наилучший результат по экономичности, найдите подобные современные, а потом нам расскажете, где нашли. Пробовал дроссель такого же номинала из видеомагнитофона sony - японский дроссель показал плохой результат, ток потребления возрос с 25мкА до 40мкА (габариты у него меньше). Хотя схема, в остальном, работала отлично.

[Igor EV]

Schertler, в моих многочисленных экспериментах с двумя схемами (трансформаторной от semimat и бестрансформаторной от Павлунчика лучше всего работали дроссели, намотанные на гантельках (вторая Ваша картинка). Я пробовал дроссели индуктивностью от 1.6mH до 12.6mH - обе схемы работают нормально. Оптимально - 6.8mH. Еще я перепробовал штук 5 дросселей на кольцах (как самодельные, так и заводские) - результат плохой. Думаю не стоит рисковать и использовать сверхминиатюрные дроссели. Гантелька диаметром 6мм - самое то. Можно использовать и диаметром 8мм (я пробовал), но габариты больше.
В Ваш корпус наверное ничего не влезет. А вот в более просторный корпус влезет даже дроссель на Ш-образном сердечнике (я не пробовал).
Если будете делать схему FINПП, то напряжение поляризации получится где-то 95В (-75В дает преобразователь и примерно +20В есть на затворе схемы FIN), так что Вашему капсюлю этого может хватить. Я эту схему не тестировал - просто не нужно было.

добавление:
Я ошибся с выходным напряжением: схема FINПП дает примерно 74В на выходе (52В + 22В смещения на затворе). Прошу прощения за ошибку.

[Павлунчик]

лучше всего работали дроссели, намотанные на гантельках

Готовые залитые дроссели с жёсткими выводами есть и на гантельках, работают отлично. Ссылку только что дал на "внешний вид".
Я стараюсь избавить тему от всяких "мотаний". Тем более от "генераторных" решений Общий Эмиттер.

---------- Сообщение добавлено 14:13 ---------- Предыдущее сообщение было 13:10 ----------

многочисленных экспериментах с двумя схемами

Испытайте генератор с трансформатором но в иной схеме - "Общая База". С различными номиналами. Пока на напряжении не более 22V.
И возможно ДЕЙСТВИТЕЛЬНО будет достаточно пары-тройки витков на готовый дроссель.

[Igor EV]

Испытайте генератор с трансформатором но в иной схеме - "Общая База". С различными номиналами.

Хорошо, сделаю попозже.

У меня проблема с шумами. Собрал схему FIN - шумит, пока не пойму что именно. Шум противный, с шелестом каким-то. И уровень высокий (до -45дБ). Буду еще разбираться, поскольку не понимаю, что именно шумит. Можно ли замкнуть затвор в схеме FIN на корпус через конденсатор большой емкости (напр. 2000пФ), чтоб убедиться, что шумит не схема FIN?

[Гоша]

Можно ли замкнуть затвор в схеме FIN на корпус через конденсатор большой емкости (напр. 2000пФ)

Можно и больше.
И отключить преобразователь. Тогда сразу станет ясным источник шума.
А шумит с капсюлем или с эквивалентным конденсатором?
Шум незаглушенной комнаты никуда не денется.

[Павлунчик]

что именно шумит. Можно ли замкнуть затвор в схеме FIN на корпус через конденсатор большой емкости (напр. 2000пФ), чтоб убедиться, что шумит не схема FIN?

Достаточно 100-200 пФ.
Небось на КП303 собрали
Делителем на затворе установите напряжение на ВЫХОДЕ (на контакте 3 XLR) 21-22V.
Скажите - какое при этом напряжение на СИ полевика...

[Igor EV]

Гоша,
Павлунчик,
Шумит с капсюлем. Капсюль электретный (пока), так что преобразователя нет вообще. Но шумит и с конденсатором в 60пФ вместо капсюля.
Полевик в схеме FIN - 2N5457. Еще у меня есть 2SK30A. Не знаю, какой из них менее шумящий. Остальные два транзистора - 2N4403 и 2N4401.
Но я грешу не на схему FIN, а на что-то еще (пока не знаю, что).
На контакте 3 XLR у меня 20.5В (видимо сбил настройку - у меня там подстроечник). На СИ полевика напряжение 10.89В.
Еще меня интересует распайка кабеля. Сейчас у меня сделано так: три жилы внутри экрана (они идут на 1-й, 2-й и 3-й контакты). Экран идет на корпус разъемов XLR. На стороне мик.усилителя 1 XLR соединен с корпусом XLR и с нулем источника питания. На стороне микрофона 1 XLR соединен с корпусом микрофона и корпусом XLR.

Я пока эксперименты прекращаю до вечера, т.к. у меня сейчас работа. Позже напишу о результатах экспериментов, если Вы предложите еще что-то проверить.

[Павлунчик]

Полевик в схеме FIN - 2N5457. Еще у меня есть 2SK30A. Не знаю, какой из них менее шумящий. Остальные два транзистора - 2N4403 и 2N4401.

Полевики неплохие, а вот последнюю "парочку" пожалуйста не применяйте. Статический никакой, паразитной ёмкости навалом, кристалл тяжёлый (600мА - ЖЕСТЬ!)
Поставьте хотя бы копеечные, как в схеме обозначено, в первом посте.

---------- Сообщение добавлено 16:21 ---------- Предыдущее сообщение было 16:09 ----------

Еще меня интересует распайка кабеля. Сейчас у меня сделано так: три жилы внутри экрана (они идут на 1-й, 2-й и 3-й контакты). Экран идет на корпус разъемов XLR. На стороне мик.усилителя 1 XLR соединен с корпусом XLR и с нулем источника питания. На стороне микрофона 1 XLR соединен с корпусом микрофона и корпусом XLR.

По простому соедините - два в экране, экран на общий с обеих сторон.
Потом уже мудрить можно. Когда схема заработает в Ваших руках, как в моих.

---------- Сообщение добавлено 21:36 ---------- Предыдущее сообщение было 16:21 ----------

Хорошо, сделаю попозже.

Только эти 3 витка проводом тонюсеньким.
Если на 45V питания - то транзистор 2N5401. Низковольтный пробьёт сходу (но из строя не выйдет), уже писал.
Базу "тушите" на массу (можно 10нФ) без особого подбора конденсатора, здесь это ни к чему.
Обратите внимание - на сколько выходное напряжение больше напряжения питания.

[Igor EV]

По простому соедините - два в экране, экран на общий с обеих сторон.

Кажется нашел причину шума (возможно эта причина не единственная) - кабель. Оказывается я сделал кабель из витой пары - там 8 жил. И напрочь забыл об этом. Думал, что там нормальная оплетка. Кабель переделаю, но думаю, что это еще не всё.

Только эти 3 витка проводом тонюсеньким.
Если на 45V питания - то транзистор 2N5401. Низковольтный пробьёт сходу (но из строя не выйдет), уже писал.
Базу "тушите" на массу (можно 10нФ) без особого подбора конденсатора, здесь это ни к чему.
Обратите внимание - на сколько выходное напряжение больше напряжения питания.

Задачку Вы задали Еле нашел транзисторы 2N5401. Еще нашел 2N5551 (n-p-n). Может быть схему можно будет переделать под n-p-n впоследствии, если будет желание. Пока поэкспериментирую с 5401. Но уже завтра вечером наверное (работы много, целый день полностью занят).

[real64]

В воскресенье было пол дня свободных от домашних дел. Собрал и встроил 2 преобразователя в микрофоны.

В качестве индуктивности использовал в одном микрофоне самодельную, намотанную на гантельке диаметром 8 мм проводом 0,08 до заполнения. Далее -отвод и еще 20-30 витков (15-20 минут на все про все). Во втором - доработанный дроссель из энергосберегайки. https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2959947. Наматывал и поверх готовых - тоже работает. Требуемое выходное напряжение подбирается резистором в эмиттере. У меня капсули "захотели" -60 и -45В.

[Павлунчик]

Задачку Вы задали Еле нашел транзисторы 2N5401.

Я же предупредил - ДО 22V (можно несколько больше). У меня некоторые маломощные транзисторы пробиваются при выходном 38 Вольт (без удвоителя), а какие-то почему-то держатся до максимума. Так что, на всякий случай, все низковольтные в этом деле "бракуем" для наших читателей.
Если уж нашли высоковольтные - выбирайте с высоким статическим. Уже после теста можете проверить работу транзисторов с самым малым статическим.
Просто я смотрю некоторые уже "погрязли" в трансформаторном вопросе, так вот пусть хотя бы с толком

---------- Сообщение добавлено 23:54 ---------- Предыдущее сообщение было 23:46 ----------

Собрал и встроил 2 преобразователя в микрофоны.

"Назло маме отморожу уши"

[real64]

Горе мне, горе, Я поздно узнал. что вы запретили схему с общим эмиттером. А если серьезно, чем она вам не угодила? Только без обычных заклинаний лозунгов, шуток и прибауток, а технически обоснованно.

[Павлунчик]

Горе мне, горе, Я поздно узнал. что вы запретили схему с общим эмиттером. А если серьезно, чем она вам не угодила? Только без обычных заклинаний лозунгов, шуток и прибауток, а технически обоснованно.

Так Общая База на трансформаторе проще и эффективнее. Только и всего. Представить не мог, что ВЫ об этом не знали, а когда Вы стали демонстративно игнорировать Общую Базу упрямо собирая Общий Эмиттер - я решил напомнить о "заре генераторостроения".
Боже прости - трансформаторный вариант "от Павлунчика" - :



-Питание 23V ровно.
-На выходе 27,5V ровно (диод 1N4148, транзистор взял случайный - 2sa933. С1 у меня пока 0.1мкФ).
-Ток потребления менее 14мкА.
-Высокая (до ненужности) скорость заряда выходной ёмкости сохраняется.
-В обратной связи ПЯТЬ витков, провод 0.1. Можно сделать три витка - на пару мкА повысится ток потребления (дроссель известный, 6800мкГ ровно).
-Ну и хвалёная температурная стабильность в придачу с лучшими характеристиками в плане "высокочастотности" с подавлением эффекта Миллера
----------------------
А Вы можете оставить себе Общий Эмиттер. Ну где-то больше витков, похуже TX. И не такое переживали, правда?

[Schertler]

Вопрос про более высокое поляризующее напряжение у старых ламповых микрофонов.....
Я не уверен, что прочтение поляризующего напряжения микрофона например 110/120/130 или больше Вольт как напряжения поляризации капсюля есть правильно. Рассматриваю разные источники, схемы, разъяснения и т.п и прихожу к мнению, что поляризующее напряжение микрофона не означает поляризующее напряжение самого капсюля..... Высокое поляризующее напряжение 100 и более Вольт в старых ламповых микрофонах подразумевает и поляризацию капсюля и поляризацию/питание самих ламп в микрофонах.
Ниже схема 47-го Ноймана: Капсюль имеет напряжение 63 Вольт.

Интересно услышать мнение знатоков микрофоностроения, так как можно вечно находиться вне зоны понимания этого вопроса, или же испортить микрофонный капсюль повышенным напряжением если такой имеется!

[Lenivo]

Интересно услышать мнение знатоков микрофоностроения, так как можно вечно находиться вне зоны понимания этого вопроса, или же испортить микрофонный капсюль повышенным напряжением если такой имеется!

Начинать надо с физики процесса - устройства капсюля и при каких условиях он может выйти из строя.
Конденсаторный капсюли имеют разный материал мембран - с высоким напряжением поляризации капсюли сделаны из фольги никеля (там секретный сплав никеля для получения очень тонкой фольги и не разглашаемая технология получения такой фольги).... Про прочие нюансы конструкции здесь не говорим - капсюля выходят из строя в основном от трещин фольги. А трещины получаются от механических воздействий или от коррозии от слюны дикторов. Повышенное напряжение не страшно для для таких капсюлей - а на ламповых микрофонах при старте на холодных лампах напряжение могло быть и в 1,5 раза выше номинального. Сейчас микрофоны такого типа используются в основном в измерительных микрофонах, так как могут работать при уровнях звука 130-200 дБ - например для измерения параметров самолётных турбореактивных двигателей, а могут и звук разговора насекомых записать.

Фото трещины мембраны - возможно от коррозии




А вот для современных музыкальных и дикторских микрофонов используется пластиковая плёнка - 15 - 3 микрона толщиной с напылением металла - алюминия, никеля, золота, платины и опять же не разглашаемых сплавов металлов.

Микрофон может выйти из строя при расплавлении металлизированного слоя, при микротещинах на металлизированном слое и при коррозии металлизированного слоя. Но в основном выходят из строя из -за старения пластика на мембранах - он становится хрупким и трескается или теряет свойства и просто хуже начинает работать на изгиб.

Коррозия - бывает от капель слюны - поэтому используют защиты и поп фильтры.
А вот проплавление слоя и от повышенного поляризационного напряжения при изгибных деформациях микротещинах и при коротком замыкании обкладок конденсатора - борются конструктивными способами - разрабатывают конструкцию капсюля , чтобы свести эти явления к минимуму. И электро схематическими методами. Для проплавления нужно кроме потенциала ещё ток.... А вот ток снижается Гигаомными резисторами - от 1 до 5 гига ом - то есть потенциал напряжения на облкладках создаётся, а вот тока для проплавления напыления при кз уже не хватит.... Ну от повышения напряжения в схемах подбираются детали которые выдержат повышенное напряжение в 1,5-2 раза или схемотехникой - с резисторами большого номинала чтобы броски напряжения срезались RC фильтрами....

А так там много чего прописано - про капсюли, например, Брюль энд Кер - больше 200 страниц с графиками и картинками расписано с формулами и расчётами..... Но в основном печатные оцифрованные каталоги и мануалы. А вот современными знаниями никто не делится, так как опасаются китайцев , которые всё копируют и штампуют подделки.... но без понимания нюансов подделки хуже оригинала. А если всё расписать сделают подделку даже лучше оригинала.

[gribov]

в пятницу планирую заехать на склад за деталями. Пару страниц назад писали, что проблема с 100М резисторами? Там есть 1206 чипы, около 700шт в наличии, по 2,5 рубля штука. Если надо кому, пишите. Потом отправлю письмом или бандеролькой

[real64]

Прежде чем хвататься за паяльник, хочу посмотреть в симуляторе Вашу схему. Можете выложить файлик симуляции?

Ну где-то больше витков, похуже TX

5 или 30 витков это не принципиально.

-Питание 23V ровно.
-На выходе 27,5V ровно

Мне надо -60 В, которые я получил с резистором в эмиттере 1 МОм при токе 18 мКа. Говорить о характеристиках похуже при такой разнице (если она вообще будет при 60 В на выходе) ну - не знаю
Схема из вашего поста без модификации -60 В не выдаст. Максимум 45-50 В. При этом амплитудное значение напряжения эмиттер - коллектор в условиях ядерной войны может достигать 90-95 В, что потребует применения высоковольтных транзисторов.

[Павлунчик]

Прежде чем хвататься за паяльник, хочу посмотреть в симуляторе Вашу схему. Можете выложить файлик симуляции?

5 или 30 витков это не принципиально.
Мне надо -60 В, которые я получил с резистором в эмиттере 1 МОм при токе 18 мКа. Говорить о характеристиках похуже при такой разнице (если она вообще будет при 60 В на выходе) ну - не знаю
Схема из вашего поста без модификации -60 В не выдаст. Максимум 45-50 В. При этом амплитудное значение напряжения эмиттер - коллектор в условиях ядерной войны может достигать 90-95 В, что потребует применения высоковольтных транзисторов.

Цифры на 23V в студию пожалуйста.
Не вуалируйте вопрос сторонними разговорами касающимися умножения, "резистора в эмиттере" и т.п.. Мы тоже можем повысить напряжение питания генератора (практически пропорционально увеличится ток потребления, выходное напряжение), либо "умножить" без повышения тока потребления, применить внешний стабилизатор, регулятор либо резистором в цепи питания баловаться.
В данный момент сравнивается эффективность работы ВЧ генераторов с применением трансформатора. В первом случае транзистор включён по схеме "Общий Эмиттер" - во втором случае - "Общая База".
--------------"5 или 30 витков это не принципиально"... Вам больше нечего сказать в оправдание менее эффективного решения?-------------
----------------------------------
Эмулятор в вопрос не вмешивайте, проводим сравнительный тест в реальности.
Иначе 30 витков превращаются в ТРИ, а ток потребления оказывается то 7мкА, то 10, то 15. Или забыли об этом от волнения?