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.

[Espresso]

Павлунчик,
Огромное спасибо за ликбез! По поводу отсечек. Во-первых, я был сбит с толку формулой в этой самой статье про схемы на полевиках. Кроме того, у вас в схеме использованы типы с отсечками именно в соответствии с требованием этой формулы (5484 и 5486). Я же надеялся подобрать из имеющихся 3819 парочку разных, у 3819 разброс Uотс по даташиту от 0 до -8В. Но все они оказались с Uотс = -0.7В. Но, ведь, отсечка верхнего полевика задаёт напряжение И-С входного, а оно в идеале должно быть около 3В, то есть, надо верхний полевик с отсечкой около 3В. Или нет? Подбирать транзисторы перепайкой это не подстроечник крутить...
Далее, про "неидеальный" двухполюсник из диодов/светодиодов и прочего. Насколько я понимаю, его неидеальность должна компенсировать какую-то другую неидеальность, приводя КНИ к нулю. Кстати, с четырьмя диодами, насколько я понял, это получилось? Если это так, то это должно быть хорошо, диоды в прямом включении шумят меньше стабилитронов и светодиодов.
КНИ, насколько я понимаю, можно измерить вычитая выходной сигнал из входного (подобрав масштаб, естественно) и измеряя напрямую милливольтметром. Так? Или есть другой способ попроще?
Ну и последний вопрос - у вас в последнем посте схема уже без диодов - это развитие идеи, но без "неидеального двухполюсника" или для иллюстрации мю-каскада?
Извините, если вопросы дурацкие, но я, в принципе, представляющий работу полупроводниковых приборов, ощущаю себя в этой беседе как исполнитель дворовых песен на трёх аккордах рядом с композитором-авангардистом. "А что, так можно было?" (с)

[Павлунчик]

Но, ведь, отсечка верхнего полевика задаёт напряжение И-С входного, а оно в идеале должно быть около 3В, то есть, надо верхний полевик с отсечкой около 3В. Или нет? Подбирать транзисторы перепайкой это не подстроечник крутить...

Тогда крутим подстроечник (R1) в пробнике с колодкой под транзистор.

Можно использовать один мультиметр-вольтметр измеряя напряжение на R1 и R2. Напряжение на R2 в милливольтах точно соответствует мкА. В таком случае микроамперметр не нужен.
Предварительно смотрим в симуляторе ток СИ полевика в микроамперах, устанавливаем его в реальном пробнике подстроечником R1. Напряжение на R1 покажет какое будет U на СИ входного.
Напряжение питания пробника стабилизировать не надо. Несколько вольт больше-меньше - не особо важно.
Как видите результаты в мультисим совпадают -


---------- Сообщение добавлено 22:12 ---------- Предыдущее сообщение было 21:57 ----------

Далее, про "неидеальный" двухполюсник из диодов/светодиодов и прочего. Насколько я понимаю, его неидеальность должна компенсировать какую-то другую неидеальность, приводя КНИ к нулю. Кстати, с четырьмя диодами, насколько я понял, это получилось? Если это так, то это должно быть хорошо, диоды в прямом включении шумят меньше стабилитронов и светодиодов.
... у вас в последнем посте схема уже без диодов - это развитие идеи, но без "неидеального двухполюсника" или для иллюстрации мю-каскада?

Примерно приблизительно - да. Параллельно ПОС нормированную обеспечить.
Надо проверить в работе все варианты "двухполюсников" включая "двухполюсник" на транзисторе. Транзисторы в таком включении = диоды. Никакой другой функции транзисторы в таком включении здесь не выполняют. По шуму может быть разница не в пользу простых диодов.

---------- Сообщение добавлено 22:28 ---------- Предыдущее сообщение было 22:12 ----------

КНИ, насколько я понимаю, можно измерить вычитая выходной сигнал из входного (подобрав масштаб, естественно) и измеряя напрямую милливольтметром. Так? Или есть другой способ попроще?

Сигнал с линейного выхода карты (с любого одного) подать на вход схемы микрофона через конденсатор 75пФ (эквивалент капсюля). Капсюль никуда не подключать. Сигнальный шнур покороче + экранированный. Затем открываем программу "Спектраплюс", включаем генератор синуса (любую частоту можно выбрать в рабочем диапазоне), затем включаем измеритель THD и смотрим на сколько гармоники схемы больше гармоник звуковой карты. Если не больше и карточка с малыми искажениями тогда всё Ок. Тест искажений карточки точно такой же только без схемы микрофона. Сигнал с линейного выхода одного из каналов подаётся на микрофонный вход карты. 1 контакт XLR - земля (общий), а сигнал либо на контакт 2, либо 3. Свободный контакт XLR микрофонного входа нужно закоротить на общий.
-----
При измерении искажений карты фантом отключить, а чувствительность микрофонного входа на минимум, как и в случае измерения искажений схемы микрофона. Измерение искажений схемы микрофона так же проводится на максимально возможной выходной амплитуде линейного выхода карты. Если линейные выходы карты балансные то берём сигнал только с одного полюса в обоих тестах. Второй выходной полюс линейных выходов карты закорачивать на массу категорически нельзя.

[Espresso]

Мда, общение на форуме несколько напоминает партию в шахматы по почте (не электронной, а через Почту России и письма в конвертах)...

Павлунчик,

Тогда крутим подстроечник (R1) в пробнике с колодкой под транзистор.

Ну, собственно, "за что боролись - на то и напоролись", то есть, в "разгуляйской" схеме отсечка верхнего полевика задаёт напряжение на нижнем (входном) и верхний полевик надо выбирать с отсечкой около 3В. Из имеющихся у меня 3819 с отсечкой 0,7В выбирать нечего. Заказанные 5486 пришли контрафактные, у них даже цоколёвка с даташитом не совпала. Ушли взад. Интересно, на что продаваны надеются? Заказал и жду J310.

Симуляция в мультисиме "разгуляйской" схемы с 5484/5486, четырьмя 1N4148 и резистором R12=6,8К даёт КНИ = 0,000%. Шаг влево, шаг вправо - КНИ растёт. Меняю полевики местами (к вопросу про то, что на отсечку пофиг) - 0,03%, меняю R12 в любую сторону - КНИ вверх. Кстати, схема с четырьмя диодами на мой взгляд вообще не шумит. Или шумит пренебрежимо мало, что меня устраивает.
Поскольку в этой схеме как в поэзии важно любое слово, на что с практической точки зрения влияет разница резисторов R6 (48,5ом) и R7 (47ом)? Не поставить ли оба 47ом и забыть про них?

Про методику измерения КНИ спасибо, попробую.

---------- Сообщение добавлено 10:45 ---------- Предыдущее сообщение было 10:19 ----------

Кстати, ещё немного дифирамбов - "классический" FIN из заглавного поста с китайским 87-м капсюлем в корпусе от ВМ-ки великолепно справился не только с бардовским бормотанием под гитару, но и с женским рок-вокалом от которого закладывает уши. Настолько великолепно, что мне этот микрофон не отдали. Паяю новый...

Ну, и ещё одно применение схемы FIN - гарнитура для записи аудиокниг. Давно хотел такую сделать.


25мм электретный капсюль с полевиком и гигаомником вынесены на гибкий подвес.

[Павлунчик]

на что с практической точки зрения влияет разница резисторов R6 (48,5ом) и R7 (47ом)? Не поставить ли оба 47ом и забыть про них?

Баланс импедансов в симметричной линии требует разницу между сопротивлениями согласно выходному сопротивлению усилителя которое в данном случае получается несколько случайным образом. В зависимости от выбора рабочего режима узла стабилизатора параллельно выполняющего функцию инвертора ПОС и усилителя с нормированным коэффициентом передачи зависящим от выбора режима этого узла, выходной импеданс схемы можно установить, как положительного знака, ноль, так и отрицательного. Выбирать знак (+0-) выходного импеданса удерживая искажения на минимуме подбором диф. сопротивления стабилитрона/напряжения/коэффициента передачи инвертора ПОС - задача непростая но решаемая практически.
Нулевой, околонулевой или отрицательный выходной импеданс это наше "звучание". А выходной баланс всегда полезен в борьбе с внешними и внутренними помехами. Старые tascam грешат шумом источника фантома, чуть расстроишь баланс сопротивлений - шум резко повышается. То не шум микрофона но от этого не легче.

---------- Сообщение добавлено 00:37 ---------- Предыдущее сообщение было 00:13 ----------

ещё одно применение схемы FIN

Да, давайте лучше о FIN или о "спокойном" двухтакте. "Эффектная" пусть подождёт

---------- Сообщение добавлено 01:04 ---------- Предыдущее сообщение было 00:37 ----------

Меняю полевики местами (к вопросу про то, что на отсечку пофиг) - 0,03%

Малейшее нарушение режима ведёт к заметному росту КНИ. А к отсечкам это не имеет никакого отношения.

[Espresso]

Старые tascam грешат шумом источника фантома, чуть расстроишь баланс сопротивлений - шум резко повышается.

Ну, вот я как раз и являюсь обладателем старого Tascam*a. Правда, я ART-овские преды использую, а у них фантом получается умножением питающей переменки 9В 50/60Гц и стабилизатором на дарлингтоне со стабилитроном, а входной дифкаскад на сдвоенных 3904. Вроде шумов пока не замечал. С другой стороны "ловля блох" перепайкой SMD-резисторов под конкретный пред - задача малопродуктивная и непрактичная.

Да, давайте лучше о FIN или о "спокойном" двухтакте.

"Спокойный" двухтакт я спаял, но пока не пробовал. И не уверен в результате. В процессе монтажа выяснилось, что у всех PNP h21э в районе 420, а у всех NPN - 520-560. Ни одной пары не подобралось... Кроме того, инвертор поляризующего напряжения сделал без умножения, не подумав, что инвертировать надо не 40В, а 20...
Пока думаю.
Классическому FINу я нашёл ещё одно применение - оverhead микрофоны для ударки. У рокеров, с которыми я сошёлся недавно, они уж сильно позорные. А оверхеды ответственны за чистое и неискажённое звучание "железа" и общую звуковую картину. Планы - использовать 16мм электретники. Попробую - отпишу.

"Эффектная" пусть подождёт

Не-не-не-не-не-не! (с) Может не в идеальном варианте, но эффектная схема мне понравилась. Уже играюсь.

[Павлунчик]

"Спокойный" двухтакт я спаял, но пока не пробовал. И не уверен в результате. В процессе монтажа выяснилось, что у всех PNP h21э в районе 420, а у всех NPN - 520-560. Ни одной пары не подобралось... Кроме того, инвертор поляризующего напряжения сделал без умножения, не подумав, что инвертировать надо не 40В, а 20...

Не очень больной разбег коэффициентов передачи. Вполне сойдёт для первого запуска. Режимы не поплывут ощутимо.
Преобразователь пока не ставьте - запитайте капсюль от 38V с плюса конденсатора C9.

---------- Сообщение добавлено 02:14 ---------- Предыдущее сообщение было 01:53 ----------

оверхеды ответственны за чистое и неискажённое звучание "железа" и общую звуковую картину.

Для железа (оно пишется более выразительно когда микрофон достаточно близко) поляризацию желательно существенно понизить (НЕ шунтировать капсюль доп ёмкостью!). Чем меньше амплитуда с критической атакой проходит через схему микрофона - тем приятнее результат. Аксиома. Не до фанатизма конечно. Добьётесь не более 300-500 мВ ампл. через схему, при сильном ударе по тарелке - самое то. Доверьте довершить дело последующему низкоимпедансному тракту, если он не совсем позорный конечно.

[Espresso]

Не очень больной разбег коэффициентов передачи. Вполне сойдёт для первого запуска. Режимы не поплывут ощутимо.

Ну так и спаял. А дальше видно будет.

Преобразователь пока не ставьте - запитайте капсюль от 38V с плюса конденсатора C9.

Я и так и так попробую. И, кстати, инвертор, наверное, можно от тех же 38В запитать. Или не стоит? И, ещё вопрос, "спокойная" схема, насколько я понимаю (без инвертора на C9), запитана симметрично, то есть, должна, по идее, работать и с трансформаторным входом? Вопрос чисто теоретический, у меня нет трансформаторных входов и, думаю, никогда не будет.

поляризацию желательно существенно понизить (НЕ шунтировать капсюль доп ёмкостью!).

Увы, там электретник, с поляризацией не поиграешься. Правда 16мм, не должен быть сильно чувствительным. Если же чуйка у него окажется избыточной - есть ещё авангардный вариант - расстояние между обкладками увеличить... Этот оверхед сильно экспериментальный - просто была готовая плата FIN, которая не вошла в предназначавшийся корпус, по-быстрому скидал оверхед из неё и электретника из ВМ-ки "на попробовать".

[Павлунчик]

Заказанные 5486 пришли контрафактные, у них даже цоколёвка с даташитом не совпала.

Китайский тестер транзисторов не определяет точно, где сток, где исток у маломощных Jfet.

---------- Сообщение добавлено 18:04 ---------- Предыдущее сообщение было 17:42 ----------

И, кстати, инвертор, наверное, можно от тех же 38В запитать. Или не стоит?

Точнее сказать - преобразователь напряжения (или поляризации). "Инвертирование" всего лишь частный случай. Можно положительное получить точно так же, умножить многократно, как в плюс так и в минус или двухполяр состряпать.

Лучше запитать преобразователь от стабилизатора на микротоковом стабилитроне на паре транзисторов в обратном включении 2SA1048.
Если преобразователь потребляет менее 50 мкА (при пит. 22V) то схема ниже -



Базы транзисторов никуда не подключать (иначе шум) откусить их под корень.

[shura1959]

Offтопик:

Китайский тестер транзисторов не определяет точно, где сток, где исток у маломощных Jfet.

Сто исток могут отличаться профилем легирования (технологически), или пробивными напряжениями, или, соответственно, при измерении, - объёмными сопротивлениями. При малых пробивных в слаботочных транзисторах разница параметров стока и истока небольшая. Так я думаю.

[Aikman]

Китайский тестер транзисторов не определяет точно, где сток, где исток у маломощных Jfet.

На GDIY читал, что (разговор был о схеме Neumann U87 и полевике 3819) как полевик не поставь-- сток-исток, исток-сток-- будет работать правильно.

[Павлунчик]

как полевик не поставь

Только через несколько десятилетий недешёвого производства P полевиков производители наконец поняли, что занимаются чем-то странным

---------- Сообщение добавлено 20:35 ---------- Предыдущее сообщение было 19:41 ----------

схема, насколько я понимаю..., запитана симметрично, то есть, должна, по идее, работать и с трансформаторным входом?

Да. И, здесь (без транса) лучшее подавление синфазной помехи на НЧ, чем в FIN хотя это "преимущество" как-то ощутимо лишь в аварийных условиях.

---------- Сообщение добавлено 21:33 ---------- Предыдущее сообщение было 20:35 ----------

Увы, там электретник, с поляризацией не поиграешься. Правда 16мм, не должен быть сильно чувствительным. Если же чуйка у него окажется избыточной - есть ещё авангардный вариант - расстояние между обкладками увеличить...

Увеличение расстояния между обкладками в капсюле с без того малой ёмкостью может дешунтировать вход настолько, что шум станет невыносимым.
Замените капсюль на эквивалент 75пФ, послушайте шум схемы на максимальном усилении карты и выхода наушников. Затем замените 75пФ на 15пФ. Только со стула не упадите
Но опять же - большое звуковое давление может позволить уменьшить входную чувствительность карты настолько, что шум не будет мешать. Здесь требуется опыт.
---
И почему я выше заявил, что "глушение" капсюля доп конденсатором это плохо...
Возможно Вас устроит. Попробуйте. Параллельно капсюлю 30-100 пФ. Шум уменьшится к тому же.

[Espresso]

Китайский тестер транзисторов не определяет точно, где сток, где исток у маломощных Jfet.

Китайский тестер прожил у меня ровно 36 часов. После этого уехал взад как полностью бесполезный.
Нет, я цоколевку тестером определял. P-n переход трудно неправильно прозвонить.

---------- Сообщение добавлено 09:45 ---------- Предыдущее сообщение было 09:43 ----------

Увеличение расстояния между обкладками в капсюле с без того малой ёмкостью может дешунтировать вход настолько, что шум станет невыносимым.

Это просто идея была. Кстати, трудновыполнимая - 16-миллиметровые капсюли завальцованы, их как 25-миллиметровые просто не разобрать.

[Павлунчик]

Меняю полевики местами (к вопросу про то, что на отсечку пофиг) - 0,03%,

Ещё раз про отсечки.
Отсечка нижнего в пять раз больше отсечки верхнего. Отсечка верхнего даже непозволительно мала.
Режим "бешеного" узла, как видите изменился, входной делитель тоже.

[Espresso]

Ещё раз про отсечки.

Убедили. Я и не спорил особо. Получается, схема требует не только установки рабочей точки правильным смещением входного полевика, но и индивидуальную подстройку R12 под используемые полевики. С технологической точки зрения это лишние телодвижения, но с другой стороны - это особенность всех схем с малым числом компонентов, "выжимающих" максимум из каждого из них. Красивые слова "схема не требует настройки, высокие параметры обеспечиваются схемотехнически" неизбежно влекут за собой усложение схемы.

На других фронтах - запустил и опробовал "спокойную" схему с оптроном. На 12-м капсюле (без центрального винта) звучание приятное. Опробую с разными капсюлями, запишу тестовые ролики.

И почему я выше заявил, что "глушение" капсюля доп конденсатором это плохо...
Возможно Вас устроит. Попробуйте. Параллельно капсюлю 30-100 пФ. Шум уменьшится к тому же.

Обязательно попробую. Особенно, если у используемого электретника окажется слишком резкое звучание. У меня под это дело где-то полистирольные конденсаторы были припасены.

[Павлунчик]

схему с оптроном

Судя по испытаниям, из всех известных мне высококачественных преобразователей импеданса, antiFINoptron наименее требовательна к монтажу даже с применением радиочастотного полевика на входе, последнее предпочтительнее в любых случаях. У меня сейчас стоит bf245a. К небольшому сожалению любой двухтакт P48 это доп. электролит на выходе. Благородное, "матовое" звучание, притом с высоким разрешением заставило меня обратить внимание на этот вариант. Решение гарантирует повторяемость среди простых любителей и полностью отвечает стандарту.
Рекордно приятный ширпотреб с ничтожными искажениями

[Espresso]

Электролит на выходе - проблема небольшая. Но плата схемы с оптроном - вся в электролитах... И если в корпусе от ВМ-ки это не проблема, то миниатюризация этой схемы для других применений под большим вопросом. Кроме того, я параноидально шунтирую все электролиты керамикой, а это дополнительные компоненты. Ну и необходимость подбора транзисторов с близкими параметрами...
Кстати, какое у уважаемой публики отношение к твердотельным электролитам? Не к танталу, а к появившимся в последнее время алюминиевым? Как они в звуке?

[Павлунчик]

шунтирую все электролиты керамикой

Здесь выбор схемного решения, транзисторов, режима - отражается на звучании на порядок больше, чем выбор производителя нормальных конденсаторов. А выбор капсюля/акустического оформления/звуковой карты отражается на результате фундаментально. Тут до "шунтирования" ехать и ехать
Надеюсь все интересующиеся помнят о "влиянии качества переходного конденсатора на звучание микрофона 105"? На фоне общего кошмара слух улавливает какие-то изменения в звучании, а общая картинка хронически оставляет желать лучшего. Не поддавайтесь на "конденсаторные провокации", они мощно отвлекают от главного. К примеру переотражения ВЧ от основания корзины и задней сетки в СТО раз более заметная и больная на слух штука, чем заурядный китайский электролит на выходе или по питанию, а звуковая карта с заурядным ОУ на микрофонном входе сведёт на НЕТ вообще всё
--------
Музыкальна пауза
https://www.youtube.com/watch?v=cXStLY0vb8o

[shura1959]

Музыкальна пауза
https://www.youtube.com/watch?v=cXStLY0vb8o

К Новому Году - отлично!, Жизнерадостно, выразительно, виртуозно!

[gribov]

Задорное исполнение. Интересно, как называются национальные аналоги моего родного контрабаса и его сестры виолончели?

[Павлунчик]

Задорное исполнение.

......
А контрабас он и в Африке контрабас.