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]

Брал для стримов, не вокал и не музыка, качество на уровне у капсюля)

Одному такому 25мм я отдал предпочтение в сравнении с 319-й Октавой при чтении аудиокниг.
Звук, конечно, обработан, но больше в части удаления шумов - в помещении достаточно сильно шумит кондиционер. Для моего голоса мне капсюль показался подходящим.

https://drive.google.com/file/d/1-9D...usp=drive_link

Хотя, подозреваю, как у всего китайского разброс большой и мне попался удачный капсюль.

[Павлунчик]

Вариант односторонней разводки балансной схемы для BM800. От сообщения на предыдущей странице
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3332925
Размер чёрного поля 40x63 мм. Сама плата около 38.3x57.9x33.8 мм. Расстояние между крепёжными отверстиями 29.5 мм, а их диаметры по 2.7мм. Отверстия для навесного монтажа входных узлов (отмечены крестиками) по 4 мм. В отверстие, в подвешенном состоянии, пропустятся по одному выводу от трёх элементов - конденсатора ООС 10-20 пФ, сопротивления 1-5 Гигаом и затвор входного полевика. Все три вывода скрутить вместе тонким медным проводом с обратной стороны, спаять, создав таким образом крепкий изолированный от платы контакт для подпайки проводов идущих от капсюля.
Здесь с учётом возможности установки стандартных (покусанных, где нужно) цанговых колодок для BS250 (или VP0610L) чтобы гарантировать абсолютную защиту мосфетов от случайного электростатического пробоя при монтаже. Все полевики в корпусах TO-92 с затворами посередине. Входные сопротивления - известные плоские китайцы по 1-5G - с расстоянием между выводами до 8мм. Чем точнее подобрана пара ёмкостей в ООС - тем точнее баланс. Многооборотные подстроечники по 1МОм (предварительно установить по 180кОм с нужной стороны).






Полярность подключения электретного капсюля. Данный вариант для электретных капсюлей с ОДНИМ контактом в центре и корпусным контактом который у нас подключается к одному из входов усилителя. Поэтому требование к изоляционным свойствам стойки капсюля - высокое. Родная пластиковая стойка BM800 имеет хорошие изоляционные свойства.



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

Чем точнее подобрана пара ёмкостей в ООС - тем точнее баланс. К примеру измеритель показал ёмкость конденсатора "15пф" - 14.8 пФ - значит надо выбрать из кучки конденсаторов такое же значение.

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

Можно подключить к схеме два электретных капсюля расположенных в корзине рядом и смотрящих в противоположные стороны. Так получается направленность "восьмёрка" с совершенно уникальной акустикой для сегодняшнего дня, хотя лет 30-35 назад ещё можно было встретить в союзных студиях звукозаписи такие "восьмёрки" от ЛОМО.
--------
Та самая ЛОМОвская "восьмёрка" от 1985г. Заводской номер 0001. Лет 30 назад безвозвратно повредил второй капсюль (он сродни МКЭ-100 но не электретный). Пружинные контакты позже сам переставлял туда-сюда в экспериментах, в оригинале они должны быть с разных сторон.



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

Можно попробовать сэкономить на ёмкостях не в ущерб шуму (ну может совсем чуть-чуть или показалось) применив вместо пары по 470мкФ - один 220мкФ включенный между резисторами по 1кОм. Тут уж вероятно на вкус, если не учитывать аварийные ситуации, когда случайно закорачивается один из входов на массу и на тантале происходит переполюсовка в несколько вольт.



Это может навеять мысли о небалансном подключении капсюля

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

Замена резисторов "5.1кОм" на стабилизаторы тока по 400-700мкА, на переходах мосфетов - заметно улучшит без того отменные ТХ. Можно применить стабилизаторы тока на биполярниках, со светодиодами. То уже для любителей крайне высокого качества передачи.
Применение балансного метода разгружает тракт. Это замечание не относится к балансным схемам с резистивной душегубкой подключенной в мост, плюс они заметно плывут от изменения ёмкости и сопротивления в нагрузке ("подвал" не шунтирован). И к схемам типа schoeps, где входной полевик кочегарит с удвоенной амплитудой. Здесь через каждое плечо проходит половина от общей амплитуды, чего не скажешь об использовании всего одного плеча прогибающегося под УЧЕТВЕРЁННОЙ мощностью со всеми вытекающими для качества. Особенно в схемах с усилением.

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

Можно опробовать такой гибрид - составной транзистор jfet/mosfet. Здесь jfet одновременно исполняет роль перестраиваемого (по задаче) стабилизатора тока для входного полевика и роль усилителя + в составном включении. Настроить ток jfet можно отдельно от схемы. Так расширяется выбор jfet и ещё более улучшается качество передачи. Практическая обкатка различных вариантов - единственный судья.



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

По умолчанию это в Мультисим или один из глюков - не важно.
На НЧ, особенно на малом сигнале, искажения могут показаться странными или будут подплывать в НЧ области на большом сигнале.
Чтобы исключить подозрения - уберите с глаз долой этот несчастный мультисимовский искаженомометр и посмотрите в осциллоскопе.
Эта схема, судя по ряду замеченных глюков, частью непереносимая для Мультисим по умолчанию.
Ёмкостная ООС в балансе - редкая птица, если вообще когда-то ранее где-то описывалась в микрофонной тематике. И для симулятора тоже видимо "новость".




---
Интересующиеся поведали, что не заметили такой проблемы.
Значит надо просто иметь в виду данное замечание в работе с различными версиями симулятора и т.п.

---
---

Показательный сюжет по случаю "открытия Америки".
https://www.instructables.com/OPA-Ba...d-and-a-Figur/





Специальной балансной схемы для этого, в принципе, не требуется. За исключениями уже оговоренными. Но возможно кого-то заинтересует "симметрия От и До" с мембранами находящимися в одной плоскости. В любом случае один из капсюлей можно закоротить по необходимости (не забываем о полярности подключения капсюля!). К примеру миниатюрным ртутным контактом который почти ничего не стоит (обязательно уточнить/испытать сопротивление в разомкнутом состоянии, а то пишут везде просто ">10МОм") или др. различными контактными датчиками наклона. Перевернул микрофон вниз головой - получай "восьмёрку" взамен "кардиоиды".



---
---
---

Кому лень подбирать элементы но хочется "помыть слона" - ставьте без подбора, только желательно из одной партии. Пару конденсаторов ООС, в таких капризных случаях, тоже допустимо не подбирать в точку. Львиную долю задачи решает устойчивая конденсаторная ОООС и наш фирменный FINовский тандем jfet/mosfet. Больше ничего.
Здесь вместо "5.1кОм" - 2sk596(B,C,D) из одной партии без подбора, чтоб долго не думать. В,С,D - каждая следующая буква, в среднем - больше ток. Этот ток проходит через входной jfet. Некоторые jfet не требуют значительный ток для малошумности. K117GR один из таких добряков. Почему для 2sk596 два отверстия разного диаметра - думаю понятно.



Заменил рисунок печатки. Размер чёрного поля 38X57.7мм. Чуть расширил пространство для 2SK596 и т.п. полевых транзисторов с малым начальным током стока, не требующих доп. сопротивление для настройки тока. Меньше 300 мкА - шум схемы ощутимо растёт, больше 700 мкА - нецелесообразно. Выбирайте. Или - ниже описан способ настройки нужного тока с транзистором имеющим значительный начальный ток. Такой jfet с добавочным сопротивлением можно подключить двумя способами. Мало того - можно использовать jfet аналогичный входному.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Испытал в качестве стабилизатора тока 2SK3557(6).
Подобрал пару (хватило трёх проб) без пайки прижимая транзистор к площадкам сходу глядя на микроамперметр.



Между третьим и первым контактом макетной панельки припаял 1кОм. На второй(+) и третий(-) контакты панельки подавал 10V от блока питания через 3.9кОм и микроамперметр. Так можно быстро отобрать большое количество пар. У первого транзистора ток стабилизации получился 750 мкА, у второго 525 мкА, третий показал 550 мкА. Второй и третий впаял в схему вместе с резисторами по 1кОм, как в схеме выше (FINшептунBALs). В итоге автоматом, без испытаний в работе иных транзисторов - получились - рекордно малый шум, рекордно малые искажения (равномерные от 30 до 8000Гц в пределах 0.0013-0.0014) и рекордная динамика. Одно плечо, усиление 7.5 раз, выходное напряжение 850мВ RMS (x2 = 2.4В общ. ампл.). Прям сплошные рекорды. Звучит то как... Когда от карточной кочегарни требуется гораздо меньшее усиление - словами не передать. Рекомендую. Предварительно конечно. Может вылезти внезапно такое, что мало не покажется.
По факту - 2SK163L (входной, на вкус), 2SK246BL (разгонный/стабилизирующий напряжение питания входного, на вкус), 2SK3557/6 (не обязательный "на поговорить", можно резистор "5.1кОм" влепить но обязательный для музыкальной творческой братии, помощник творящий чудеса /на вкус/) в тандеме с добрым волшебником BS250P (у VP0610L запас по питанию больше но проблем пока не заметил).
--
Да, если усиление одного плеча = 7.5 раз - то с подключением второго плеча, с таким же усилением - общее усиление = 15 раз. Т.е. 23.5 дБ. Без стеснения по нагрузке, шуму и искажениям.
Коромысло сподручнее, особливо, ежли ноги не подкашиваются. А плечи... - плечи тут и по одиночке не лыком шиты, коли в вёдрах шибко не поровну

-

Добавлю вариант - где в качестве стабилизатора тока (вместо резистора "5.1кОм") можно использовать такой-же jfet с небольшой отсечкой, как на входе усилителя или схожий в аналогичном корпусе с затвором посередине. Предварительно подобрав пару на отдельном стенде с одноимённым резистором (можно начать с 1кОм. На плате они 0603). Схема FINшептунBALs (выше).
Колодки цанговые для пары mosfet - обязательно. Любительские условия сборки губительны для этих высоко-эффективных транзисторов. Вращающееся китайское кресло с пластиковыми колёсиками, сидящий в нём любитель, в свитере с постоянным поёрзыванием - может легко набрать на теле 3-5 КИЛОВОЛЬТ статического кошмара. Устанавливать пару mosfet только после полной сборки конструкции, держа корпус микрофона и mosfet в руках. Вынимать их из колодок всякий раз, когда появляется желание заменить что-нибудь на плате. При всём этом, кабель не должен быть подключен к микрофону. Не настолько всё страшно но осторожность не помешает.



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

Сказал бы - "И наконец...". Нет, не скажу

Здесь выходные транзисторы заземлены, что обеспечивает низкое выходное сопротивление, десятые доли Ома на плечо, во всём звуковом диапазоне (отклик микрофона - "высокий комфорт"), стабилизацию выходных напряжений, к примеру для питания преобразователя FINПП от выходов усилителя посредством пары сопротивлений 100-200кОм с мизерными пульсациями, если поточнее подобрать пары элементов в ООС. Можно с двухполярным преобразованием.
RC цепь в ООС позволяет успокоить это золотце на инфранизких частотах с небольшой добавкой шума в области НЧ. На слух разница почти не ощущается. Если гигаомники не по 5G, а по 1G - прибавка шума на НЧ станет заметной. Ничего не поделаешь, то общее правило для студийных капсюлей с поляризацией.



С подачей питания - напряжения на выходах увеличиваются плавно, величаво, синхронно подходя к настроенным 22V и встают, как вкопанные. Пользоваться микрофоном можно уже от пары секунд после включения. Мне начинает нравиться эта пресловутая ёмкостная ООС. Ни малейшего намёка на радиочастотные проблемы. Быстрая, чёткая, стрекочет, как кузнечик без мыла и других артефактов. Теперь преды дешёвых карт зазвучат иначе, кабельные помехи естественным образом снизятся на 20дБ. А вдруг старики КМ84, У87 и т.п берут за душу, помимо капсюля, именно своими ёмкостными ООС (чего лишён КМ184, поэтому всегда на заднем плане)? Вдруг у нас получилось одно из лучших воплощений ёмкостной ООС?
Вот тут уж я не удержался. Дешёвый электретник (тот самый) с задранным верхом, недонизами и "сквозняком" для ветра (как у капсюлей tlm 103, rode nt1a и т.п. без второй мембраны, что большой плюс для передачи но чаще требуется поп-ветрослюнявчик. Здесь без него, пел негромко, близко (по сему свистящие дополнительно выпирают, ведь их энергия изменяется в меньшей степени на фоне изменения мощности голоса), с небольшими задуваниями. Запись прямая, без склеек и всяких эффектов. Это таинственное для конструкторов "звучание" микрофона, когда даже полуголосого исполнителя, в не студийных условиях, сбухтыбарахты, ведёт и не отпускает незримая нить, имя которой - "Отклик". Известное там, за горизонтом, а у нас всё только начинается.

https://drive.google.com/file/d/1_R2...ew?usp=sharing

Случайные сторонние читатели могут подумать - "Прям свет клином сошёлся на этих микрофонах". Однако "95%" информации от глаз, а женщины любят ушами, вот и считайте

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

Раз уж мы согласились на несущественную прибавку шума в области НЧ, в угоду очень низкому выходному сопротивлению во всей рабочей полосе и устойчивости на инфранизких частотах - то можем использовать эти дополнительные резисторы по 5G для обеспечения бесшумного переключения усиления схемы методом описанным выше. Если ртутные контакты не покажут "бесконечное" сопротивление в разомкнутом состоянии - будем пробовать применять иные датчики наклона.
Здесь контакты переключающие чувствительность - замкнуты. Общее усиление снизилось с 20дБ до 4.5дБ. С капсюлем ёмкостью 38пФ усиление будет переключаться с -1.5дБ на +14дБ, а с заменой C17, C18 на 7.5пФ и С7, С1 на 50пФ - усиление будет переключаться с +4.5дБ на +20дБ. В каком положении микрофона будет та или иная чувствительность - решать Вам. Ёмкостью в мостовом подключении также можно переключать усиление. С немного иным эффектом но кому-то один ключ вместо двух будет веселее.



Применение конденсатора C15 100пФ - под вопросом, я его добавил чтобы в симуляторе убрать паразитный не больной подъём АЧХ где-то там на десятках мегагерц радио-диапазона, что на практике может быть не обязательным. Схема показывает отменную устойчивость работы этой удивительно эффективной ёмкостной ООС позволившей достичь высоких показателей по всем пунктам.

[Kvantum]

Одному такому 25мм я отдал предпочтение в сравнении с 319-й Октавой при чтении аудиокниг.
Звук, конечно, обработан, но больше в части удаления шумов - в помещении достаточно сильно шумит кондиционер. Для моего голоса мне капсюль показался подходящим.

https://drive.google.com/file/d/1-9D...usp=drive_link

Хотя, подозреваю, как у всего китайского разброс большой и мне попался удачный капсюль.

Вся фишка в вере, а значит и капсюль попадется добротный, вопрос какой мне 34мм выбрать Накидал схему на 103й корпус в нем соберу второй, уже на текстолите с частичным навесным монтажом.

[Павлунчик]

Применение конденсатора C15 100пФ - под вопросом,...

Текущие практические замечания в продолжении обзора TIA-ВCB - трансимпедансного мост/Ё-балансного уся с гравицапами на расплаве ртути в частности.
Опробованы в работе ртутные контакты с али. Те, что "3 мм". Из 20 шт. только 7 шт. показали безукоризненную коммутацию с учётом углов наклонов во всех плоскостях, что проверяется любым нормальным мультиметром. Два вообще не контачили. Заказал на пробу другие, "5мм", у иных поставщиков. Коммутационные щелчки, при переключении чувствительности (переворачиваем микрофон) - без бабахов, негромкие. На десятках Вольт разомкнутые контакты показывают практически бесконечное сопротивление, выше 10 триллионов Ом не заглядывал, да это уже не важно.
Если переключить усилитель в режим единичного усиления (на плечо) - может возникнуть широкополосный радиочастотный возбуд в сопровождении всепоглощающего шума Ниагарского водопада. Хороший знак- нет резонансных явлений, в отличии от привычных ОООС- когда схема находится в возбуждённом состоянии на частотах в мегагерцы, а заметного шума нет (тихий ужас). Пока монтаж сознательно полунавесной, позорно-обширный, чтобы гарантировать благодать в печатном монтаже, "Тяжело в учении - легко в бою". Добавление нескольких сотен пФ параллельно "1кОм" (последняя схема выше) решает проблему. Петля- что надо, легко контролируется, успокаивается без неприятных последствий. Здесь К117GR/К246BL/K3557(6)/BS250smd и тот самый электретный капсюль 38 пФ с ёмкостями в ООС по 10 пФ, в аттенюации по 56 пФ (желательно по 39 пФ) Поиск подводных камней продолжается...

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

Почему акцентирую на "гравицапах"?
Во первых это кротчайший путь к коммутации без гвоздей. Во вторых это принципиально для сравнения- при всех прочих равных. В третьих- только после такого сравнения вы сможете сделать правильный выбор. Попереворачиваете микрофон туда-сюда в записях, балансируя чувствительностью карта/микрофон. Уверен- каждому восходящему звукописцу будет интересно узнать во что ему обходятся- дополнительные десять крат карточного усиления и микрофоны с чувствительностью 10-25мВ/Па.

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

На практике испытал несколько упрощённый вариант. Возможно такое совмещение приятного с полезным - оправдано. По температуре, по общему характеру работы.
Пока явных неприятностей не заметил. Дальше посмотрим...



Это вариант с гравицапами но можно без них, если без того всё ясно