Предусилитель для динамических капсюлей с чувствительностью менее 1мВ

[Schertler]

Здравствуйте!

В предыдущей теме я обратился к Вам за информацией про динамические капсюли от наушников, которые отлично могут служить во внутренней пикап-системе для акустической гитары.... нужно лишь усилить чувствительность, которая где-то в районе до 1 мВ !!

Пожалуйста, подскажите и/или прокоментируйте варианты схем, которые я сам тоже буду предлагать.
На этот момент, для подобной ситуации с мини-габаритным, низко-вольтажным предусилителем для динамических головок чаще всего раасматривается предусилитель с общим эмиттером, который по всем параметрам идеально подходит для этой задачи.

Вот базовые варианты схем:



Полезен будет каждый конкретный случай с подобной задачей.......

Всем спасибо за участие и поддержку!

[Гоша]

мог ли наш пред своим усилением поколечить вход 20мВ с ОУ TL072 в комбо ??

Нет,не мог.
А при замене транзисторов ты проконтролировал их режимы работы?
Ищи что где неправильно подключил.

[semimat]

Интересные и очень хорошие новости........

1) Заменил КТ3102 на ВС337 во втором канале и он обогнал первый канал
2) Заменил КТ3102 на ВС337 и в первом канале и оба канала теперь супер-бесшумные
3) Пред в кастрюле подтвердил эффективность экранирования на 100%

Про КТ3102 можно сказать, что он приблизительно вдвое хуже ВС337 если судить по слуху ......


Но есть и плохая новость...... почему-то звук в динамике комбо стал какой-то рваный, мог ли наш пред своим усилением поколечить вход 20мВ с ОУ TL072 в комбо ?? динамик часто входил в ступор на сравнительно больших уровнях сигнала и ВЧ в особенности...... не знаю что думать???

Это очень интересные (и странные) новости.. транзистор BC337 не является малошумящим. Это транзистор общего назначения, повышенной мощности, не рассчитанный на работу при малых токах - у него сильно падает коэффициент усиления и возникает риск неправильной работы предусилителя.

[Schertler]

Нет,не мог.
А при замене транзисторов ты проконтролировал их режимы работы?
Ищи что где неправильно подключил.

Я же говорю странно, сейчас уже не хрипит.......
Проверил везде, всё в норме...... на выходе, на Коллекторе КТ3107 в обоих каналах 3 Вольт.......
Я же говорю, что не только пред хрипел, а сам комбо тоже с прямо подключёнными микрофонами .....
Такой симптом бывает при неполном контакте, стараюсь найти если есть где такое.

[straus]

Это очень интересные (и странные) новости.. транзистор BC337 не является малошумящим. Это транзистор общего назначения, повышенной мощности,

В силу повышенной мощности у него автоматически получается низкое объёмное сопротивление базы. Поэтому с низкоомными источниками у него будет малый шум.

[Schertler]

Это очень интересные (и странные) новости.. транзистор BC337 не является малошумящим. Это транзистор общего назначения, повышенной мощности, не рассчитанный на работу при малых токах - у него сильно падает коэффициент усиления и возникает риск неправильной работы предусилителя.

А может из-за него всё и началось ? может вернуть КТ3102-ые ?
Так почему же везде пишут и говорят чьл ВС337 самый лучший для таких схем???

---------- Сообщение добавлено 20:33 ---------- Предыдущее сообщение было 19:42 ----------

Это очень интересные (и странные) новости.. транзистор BC337 не является малошумящим. Это транзистор общего назначения, повышенной мощности, не рассчитанный на работу при малых токах - у него сильно падает коэффициент усиления и возникает риск неправильной работы предусилителя.

Видимо этот риск возник окончательно...... такое ощущение, что предусилитель то работает, то "плывёт" не по течению, в смысле работает не по правилам!!

Короче говоря, снимаю эти ВС337 и выкидываю, кто только придумал их использовать в микрофонных схемах ..........

[Гоша]

Ну и зря.
Ток коллектора там не такой и маленький, чтобы ВС337 сильно потерял в усилении, а Rb действительно значительно ниже, чем у 3102.
Раз режим по постоянному току не изменился, значит усиления у него достаточно.
Шуметь с низкоомным источником должен меньше, что, собственно, и наблюдается.

[Schertler]

Имеются некоторые старые транзисторы, может быть среди них лучший чем 3102 ??
Например:

Тесла КС509
C9013
Unitra BC147
Unitra BC149

---------- Сообщение добавлено 21:35 ---------- Предыдущее сообщение было 21:03 ----------

Польские ВС149 оказались очень качественные, у меня когда-то были НЧ динамики Юнитра 10", других похожих по качеству такого размера НЧ динамиков я даже не знаю с советской эпохи.......
Итак, КТ3102 сменили польские ВС149, результат - отличный!
Кстати, ВС149 имеет шум 1,4дБ и не более чем 4дБ !!!

---------- Сообщение добавлено 22:38 ---------- Предыдущее сообщение было 21:35 ----------

Всё исправилось, завтра буду полностью собирать аппарат..... в принципе, в таком виде пред достаточно легко разбирается-собирается, единственный минус - множество отдельных деталей как в конструкторе....... зато аудио-характеристики супер.......

Очень рад и доволен фантомному питанию - никаких проводов и лишних коробок в инструменте!
Однако, я заметил следующий факт: при замене электретных капсюлей изменяется ток потребления и следовательно напряжение фантома. Например, с МКЭ-5 у нас есть 2,8 Вольт, а с новым маленьким и вдвое чувствительным капсюлем напряжение падает до 1,8 Вольт, но это не мешает ему работать хорошо!

Напрашивается вопрос: не лучше ли выставить на фантом более высокое напряжение около 5 вольт, чтоб при замене микрофона напряжение не падало так ?? другими словами, будет ли достаточно иметь около 1,5 вольт фантомного питания ??
Сейчас у нас стоит 43 кОм на фантомном, наверное нужно ставить 36 кОм.........


ВС337: полный абсурд использовать этот транзистор, зря на него потратил время и деньги...........

---------- Сообщение добавлено 07.04.2019 в 03:32 ---------- Предыдущее сообщение было 06.04.2019 в 22:38 ----------

В электретном микрофоне потребляет только транзистор. Сам электрет не потребляет ничего. Ты заменил один транзистор на другой, а токи зачем-то сложил. Отсюда и ошибка.

Да, я сложил токи потребления от МКЭ-5 и 2SK1109 - 0,2мА + 0,3мА......... сейчас уже понимаю, что нужно считать ток потребления только ПТ.
В микрофоне МКЭ-3/5 максимальное напряжение встречается 4,5 В, и оно даётся по спецификации К513УЕ1А - 5 В....... теперь у нас стоит 2SK1109 вместо К513, а он имеет допустимое напряжение питания 20 В, получается, что мы можем даже не ставить понижающий резистор 22-50 кОм на наше напряжение 15 В, ведь так ??? или есть всё же риск ?? а сам электрет не имеет лимита подаваемого напряжения ???
А не зависит ли качество и чувствительность микрофона от напряжения на 2SK1109 ? может на 15 В он даже лучше будет работать ??? Ищу в интернете подобный метод, пока ничего........
По дата-листу, с нарастанием напряжения понижается ёмкость с 9пФ до 7пФ....

Это последнее, что осталось доделать перед полной сборкой......

[Гоша]

Можно поднять напряжение сток-исток для 2sk1109 вплоть до 20В. Это предельно допустимое напряжение.
Не рекомендуется применять электронные приборы в предельных режимах - это снижает их надежность.
Разумным считается минимум 30% запас.
Ничего нового от повышения напряжения на капсюле выше 5В, кроме повышения потребляемой мощности, ты не получишь.
А то, что ПТ работает при 2В напряжения сток-исток - вполне нормально. Меньше 1В уже будет хуже, 3...5В - оптимум.
Уже давно поставил бы переменный резистор и покрутил его туда-сюда. Нашел бы то напряжение, которое тебе больше нравится.
И какая тебе разница, как питалась Октава - у местных инженеров были ограничения по питанию в ТЗ, вот и запитали от 3В. Нормально.
Сам электрет представляет собой просто конденсатор. Я измерил емкость двух злектретов от МКЭ3, емкость одного 10пФ, второго - 6 пФ.
Для конденсатора существует, конечно, ограничение по напряжению, но, во первых, оно явно больше 200В, а во вторых, к электрету в капсюле прикладывается только напряжение затвора ПТ, а оно в этой схеме равно 0.
Опять ты нашел проблему там, где ее нет. Подбрось монетку, что ли, определи таким способом какое напряжение на капсюле выставить

[Schertler]

Гоша, спасибо!

Дело в том, что именно тех резисторов нет в наличии какой номинал оптимально подошёл бы, вот отсюда и этот поиск за альтернативными "лучшими" решениями..... нужны резисторы номиналом 36-39 кОм, которых нет и нужно в магазин за ним идти........ а могу поставить два резистора последовательно чтоб "набрать" нужные 38-39 кОм?? есть вероятность того, что в этом месте лишний резистор внесёт больше шума ??

Кроме этого, я почти уверен, что из десятка разных современных капсюлей я точно выберу один неплохой, которым можно будет иногда или польностью заменить МКЭ-5...... вчера я обнаружил ещё два новых капсюля 6х2,2мм, один из них хорош настолько, что даже неприлично его не попробовать......... только с тем капсюлем напряжение упало до 1,8 В, как я уже говорил...... вот поэтому и хочу чуть повысить напряжение, приблизительно вдвое до 5 В..........

[Гоша]

Если резистор исправен - нет такой вероятности.
Я бы расширил диапазон номиналов до 30 кОм.

[Schertler]

Если резистор исправен - нет такой вероятности.
Я бы расширил диапазон номиналов до 30 кОм.

С номиналом 33 кОм я получаю напряжение 6 Вольт для МКЭ-5, для современного капсюля оно составит около 4,5 В......... может так и сделать - 6 В для Октава с 2SK1109 (имеет допуск до 20 В)???

Offтопик:
Путешествуя по разным "микрофонным" ресурсам, я обнаружил симулятор http://qucs.sourceforge.net/index.html был ли у вас опыт работы с этим симулятором???

---------- Сообщение добавлено 17:16 ---------- Предыдущее сообщение было 14:46 ----------

Интересная симуляция модификации электретного микрофона с целью повышения уровня звукового давления.

Интересная также статья про вынужденный компромисс из-за компактности капсюлей, получается, что единственная причина почему электретные капсюли не имеют более высокий показатель SPL это габариты.... (??) сравнивая технологии и модели К513 и 2SK1109 (2SK596......), можно предположить, что совсем несложно встроить эти 2-3 SMD компонента в капсюль и улучшить этот конкретный параметр......

[Гоша]

Интересная также статья про вынужденный компромисс из-за компактности капсюлей, получается, что единственная причина почему электретные капсюли не имеют более высокий показатель SPL это габариты.... (??)

Вся электроакустика это набор компромиссов.
Говоря о конденсаторных микрофонах - а электретный микрофон это просто разновидность конденсаторного - главный компромисс в диаметре подвижного электрода.
Слишком маленький диаметр поглощает меньше энергии звуковой волны, и превращает в электричество мало звуковой энергии. Но не взаимодействует с ней, поэтому имеет линейную АЧХ.
Слишком большой превращает в электричество много звуковой энергии, но взаимодействует с волной и имеет нелинейную АЧХ в области ВЧ.
Компромиссным является размер подвижного электрода около 17 мм.
Еще один компромисс - натяжение мембраны. Для того, чтобы получить линейную АЧХ конденсаторного микрофона необходимо иметь собственный механический резонанс мембраны выше 20 кГц. Значит, мембрана должна быть сильно натянута. А чем сильнее натянута мембрана - тем меньше чувствительность. А чем больше диаметр мембраны, тем сильнее надо ее натягивать. Налицо порочный круг.
Еще компромисс. Для получения хорошей чувствительности в области НЧ нужно иметь как можно большую емкость микрофона. Емкость пропорциональна размеру мембраны и обратно пропорциональна зазору между мембраной и неподвижным электродом. Но с уменьшением зазора повышается риск замыкания мембраны на неподвижный электрод и уменьшается величина поляризующего напряжения, которое можно подать между мембраной и неп. электродом.
Во все эти компромиссы наиболее удачно вписываются микрофоны с диаметром диафрагмы 6 мм и зазором около 5 мкм. Вот все и выпускают в основном такие капсюли.
А какой там стоит транзистор, smd или в железом корпусе - дело десятое.

был ли у вас опыт работы с этим симулятором???

Нет. А чем не устраивает LTSpice? Он тоже умеет такие фокусы. Ниже то же самое в LTSpice. И LTSpice я больше доверяю - за почти 20 лет пользования он меня ни разу не подвел.
И про линеаризующий резистор в цепи истока я тебе говорил. Вместе с конденсатором. Посмотри на схему, по которой я производил эксперимент и найди принципиальные отличия. Но, видимо, Линквиц для тебя больший авторитет, чем старый советский инженер.
Все это становится ясным, если понимать, как работает полевой транзистор. Я это усвоил 40 лет назад, поэтому не имею проблем и иллюзий относительно схем с ПТ.

совсем несложно встроить эти 2-3 SMD компонента в капсюль и улучшить этот конкретный параметр

А кому это нужно? Ты представляешь себе SPL 120 дБ? Кровь из ушей еще не идет, но уменьшить этот уровень децибелл на 10 хочется немедленно.
В твоем случае можно говорить об SPL 100...105 дБ, и то, если колотить по струнам со всей дури. 20 дБ запаса хватит с головой.
А профессиональные микрофоны делают с SPL 130+ дБ. Капсюли там практически такие же, компромиссные, а электроника немножко другая. Но не сильно отличающаяся от обычной.

[straus]

А кому это нужно? Ты представляешь себе SPL 120 дБ? Кровь из ушей еще не идет, но уменьшить этот уровень децибелл на 10 хочется немедленно.

Раньше тоже так считал. Сейчас с учётом опыта могу сказать, что если давление в 120 дБ не сосредоточено в узкой частотной полосе, а равномерно распределено по третьоктавным полосам всего звукового спектра - вообще никаких отрицательных ощущений, и даже хочется поддать ещё. Когда система способна выдать без искажений уровень в 130-136 дБ - его уже грудиной чувствуешь, но уши при этом в трубочку не сворачиваются. А если мощность размазана равномерно по звуковой полосе - даже можно спокойно сказать пару слов соседу. Вот такой прикол. А свернуть уши в трубочку можно маленьким 10-дюймовым динамиком при давлении 95 дБ.

[Schertler]

Гоша, во-первых хочу сказать вам, что нет никого авторитетнее и добрее вас во всём интернет-пространстве не только в русско-язычном, но и англо-язычном!!! А во-вторых, Линквитц для меня ничто иное как просто название метода переделки электретного капсюля, ничего более......
LT Spice я настолько освоил, что иногда даже думаю пользуюсь ею с детства, не видя в её компонентах символа микрофона, я решил она не производит подобные симуляции.......... теперь же, ещё больше она мне нравится!!

Если бы не опыт разбора МКЭ-5, абсолютное сходство его капсюля с современными капсюлями и также личный опыт прослушивания нескольких современных капсюль, я бы никогда не подумал, что массовые капсюли могут производиться с такими достойными показателями....... я очень рад такому опыту, не смогу успокоиться пока не построю (в смысле такой же достойный микрофонный корпус) свой микрофон, последние две капсюли оставили о себе самые лучшие впечатления..... и все они диаметром 6 мм, но разные по высоте - 2/4/5 мм.

Что касается показателя звукового давления SPL, я уже не так критичен так как, с одной стороны, капсюль должен быть максимально и аккуратно изолирован от больших вибрации, а во-вторых, единственно возможной перегрузкой по звуковому давлению может быть волна вызванная сильным ударом по деке прямо над позицией микрофона, но даже в этом случае, средней плотности лицевой экран-изолятор абсолютно достаточен для защиты .......

Хочу поузнавать про конструирование, материалы и методы построики таких миниатюрных микрофонных корпусов и постараться уложиться в габаритах диаметром 8 мм и длиной не более 15-16 мм. Не знаю других моделей, но самый миниатюрный микрофон это Countryman B6 диаметром 2,5 мм, и этот микрофон использует другой тип внутреннего транзистора LMV1012 размером 1/1,5мм - естественно такое руками не собрать!!

[semimat]

Интересная симуляция модификации электретного микрофона с целью повышения уровня звукового давления.

Интересная также статья про вынужденный компромисс из-за компактности капсюлей, получается, что единственная причина почему электретные капсюли не имеют более высокий показатель SPL это габариты.... (??) сравнивая технологии и модели К513 и 2SK1109 (2SK596......), можно предположить, что совсем несложно встроить эти 2-3 SMD компонента в капсюль и улучшить этот конкретный параметр......

А что за симуляция модификации электретного микрофона и где эта статья про вынужденный компромисс...? Я чего-то не нашел...

https://forum.vegalab.ru/attachment....4&d=1554655769

Мне кажется, что некорректно сравнивать работу полевиков, когда у одного из них затвор по постоянке не притянут ни к чему. У меня нет возможности повторить эту схему, так как нет модели 2N3685. Гоша, мне кажется, что более честно и у первого транзистора поставить 1ГОм на землю. Я вообще считал, что чем ближе потенциал затвора к истоку, то есть, чем больше ток стока (конечно, без открывания перехода затвор-исток), тем более высокая линейность у полевика при одной и той же выходной амплитуде сигнала. Возможно, также следует поднять напряжение питания, поскольку первому транзистору при его токе стока этого напряжения не хватает.

[straus]

внутреннего транзистора LMV1012 размером 1/1,5мм - естественно такое руками не собрать

Да ладно, и не такое делали.
Вон не давеча как вчера свой мобильник ремонтировал, припаивал там кварцевый генератор размером где-то 0.5х1.2 мм. И ручками, потому что дома установки инфракрасной пайки нет.

---------- Сообщение добавлено 21:11 ---------- Предыдущее сообщение было 21:10 ----------

работу полевиков, когда у одного из них затвор по постоянке не притянут ни к чему

Притянут всегда. В микрофонных транзисторах стоит резистор завтор-исток, десятки мегаом.

[Schertler]

Да ладно, и не такое делали.
Вон не давеча как вчера свой мобильник ремонтировал, припаивал там кварцевый генератор размером где-то 0.5х1.2 мм. И ручками, потому что дома установки инфракрасной пайки нет.

[semimat]

Притянут всегда. В микрофонных транзисторах стоит резистор завтор-исток, десятки мегаом.

А разве в транзисторе 2N3685 встроен резистор? Это обычный полевик с достаточно высоким рабочим напряжением. Для него надо в симулировании ставить резистор на землю (или между затвором и истоком) иначе он постепенно излишне откроется током утечки сток-затвор.

[Гоша]

Мне кажется, что некорректно сравнивать работу полевиков, когда у одного из них затвор по постоянке не притянут ни к чему.

Я не рассматривал корректность схем из примера, и не собираюсь включать ПТ с непритянутым затвором, более того, без смещения затвора относительно истока.
Я просто показал, что LTSpice рисует точно такие же картинки, как и симулятор по ссылке.
Так зачем еще один симулятор?
Лучше время, потраченное на изучение нового симулятора потратить на углубление овладением LTSpice. Если ТС не обрыднет все это, там есть еще много гитик.

[straus]

А разве в транзисторе 2N3685 встроен резистор? Это обычный полевик с достаточно высоким рабочим напряжением. Для него надо в симулировании ставить резистор на землю (или между затвором и истоком) иначе он постепенно излишне откроется током утечки сток-затвор.

Да, для 3685 резистор надо ставить снаружи.