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!

[straus]

однако, я собрал мини-питание с батарейкой и вывел МКЭ-5 через свой же Эндпин и подключил прямо в комб..... и что вы думаете - кристальный звук от Октава МКЭ-5

А с динамическим капсюлем отдельная история, этот капсюль 160 Ом оказался слабее прежнего

Тут надо не забывать ещё один фактор - собственные АЧХ микрофонов. Многие советские электретники имели спад АЧХ, начиная с 400 или 200 Гц, этот спад может помочь при встраивании внутрь деки, компенсируя избыток нижней середины.
И ещё момент: у направленных микрофонов (а динамический явно такой) есть зависимость АЧХ от расстояния до источника звука, так называемый Proximity Effect.

---------- Сообщение добавлено 21:57 ---------- Предыдущее сообщение было 21:54 ----------

А интересное начинается сейчас..... не знаю какой сигнал у МКЭ-5, но регуляторы уровней на самых минимумах, там же где и в случае использования нашего предусилителя........

Ну если у него чувствительность около 15 мВ/Па, то внутри деки он даст не менее 45 мВ, а то и за 100.

[Schertler]

Ну если у него чувствительность около 15 мВ/Па, то внутри деки он даст не менее 45 мВ, а то и за 100.

Если такое возможно, тогда получается двойное перегружение - первое сразу на входе преда и второе на комбо.......
Уже не знаю как это лечить........ может есть смысл прекратить терять на это время и лучше приобрести 2-х канальный мини-микшер, таких сегодня множество выпускается ......

Кстати, про транзисторы ВС337: есть предположение, что нужно было подбирать резисторы ОС R3/R22 для ВС337, есть в этом смысл ??

[Гоша]

Schertler,
Я имел в виду регуляторы уровня на предусилителе, которые до смесителя.
У тебя просто получился колоссальный избыток усиления в канале микрофона, по моим прикидкам раз в 20.
Сигнал от микрофона перегружает входной каскад, отсюда искажения.
Ты сигнал 100 мВ усиливаешь в 100 раз. Должно получиться 10 В! А взяться им там неоткуда, максимум 1В. Сигнал ограничивается.
Я тебе говорил - уменьшай усиление микрофонного канала, пока не поздно. Ты не послушал - теперь пожинаешь плоды.
А запись мне нужна не слушать, а посмотреть осциллографом, это может помочь выяснить причину.
У меня такие каскады работают на ура. Главное - не перегружать.

---------- Сообщение добавлено 00:11 ---------- Предыдущее сообщение было 00:08 ----------

straus,
У ТС в качестве динамического капсюля не микрофон, а капсюль от высокоомного наушника. Он если и имеет направленность, то восьмерку, а в ближнем поле это все равно, что ненаправленный.

[semimat]

Кстати, про транзисторы ВС337: есть предположение, что нужно было подбирать резисторы ОС R3/R22 для ВС337, есть в этом смысл ??

Хорошо, что ты хочешь разобраться с этим вопросом. Я думаю, транзисторы BC337 так сильно отличаются по параметрам от маломощных транзисторов, что прямая замена не всегда возможна, и вообще, чтобы выжать из BC337 максимум, схему надо "затачивать" под него. А так возможны две проблемы при прямой замене, о которых я писал. Первая - нарушение режима по постоянке, которую можно решить именно указанными тобой резисторами R3/R22. Надо подогнать их так, чтобы на выходах ПУ, идущих к сумматору, добиться максимального возможного неискаженного сигнала. Вторая проблема - это возможная неустойчивость работы ПУ, о риске которой ранее указывал Alickkk в посте #627. Для более низкочастотного BC337, возможно, это ещё более актуально. Поэтому надо вспомнить про дополнительный конденсатор коррекции, предложенный Alickkk*ом, повышающий устойчивость схемы.
Про плохое звучание с резонансами есть еще версия с акустическим возбуждением в случае большого усиления схемы, если одновременно включены колонки. Может стоит произвести запись игры с выключенными колонками и затем уже прослушать. Вдруг станет лучше.
P.S. Вот еще пост от Гоши про риск возбуждения #647.

[Schertler]

Schertler, Я имел в виду регуляторы уровня на предусилителе, которые до смесителя.
У тебя просто получился колоссальный избыток усиления в канале микрофона, по моим прикидкам раз в 20.
Сигнал от микрофона перегружает входной каскад, отсюда искажения.
Ты сигнал 100 мВ усиливаешь в 100 раз. Должно получиться 10 В! А взяться им там неоткуда, максимум 1В. Сигнал ограничивается.
Я тебе говорил - уменьшай усиление микрофонного канала, пока не поздно. Ты не послушал - теперь пожинаешь плоды.
А запись мне нужна не слушать, а посмотреть осциллографом, это может помочь выяснить причину.
У меня такие каскады работают на ура. Главное - не перегружать.

Да, я начинаю тоже так думать...... мы начинали разработку этого преда как для "полуживого" динамического капсюля с 1мВ, а используя МКЭ-5 как основной микрофон, такой первый каскад переходит все края.......
Если мы вспомним пред B-Band, мы предположили что он сам имеет Ку=1, то есть, МКЭ-5 в нём работал на свои несколько мВ и вход на комбо я поднимал больше половины...... сейчас же, сам один МКЭ-5 имеет больше усиления чем с B-Band ........

А почему такой резонанас присутствует и малых уровнях первого каскада ?? на минимуме ведь не должно быть такого перегружения ??

Так, я разберу ещё раз пред и понижу Ку первого каскада, это резистор 4.7 Ом на Эмиттере ВС149, только какое усиление и номинал резистора подбирать ?? какое реальное выходное напряжение мы можем предположить у МКЭ-5 чтоб подобрать реальное усиление ? 2, 4, 10 мВ или больше ??

Конкретные вопросы:

1) Могла ли замена К513 на современные 2SK1109 так всё изменить с МКЭ-5 ?
2) Есть смысл вернуть КТ3102 вместо ВС149 ?
3) Разработанная для динамического капсюля, годна ли эта схема для электретного микрофона ?
4) Поставив резистор 12 Ом вместо 4,7 Ом, мы должны получить понижение усиления втрое, верно ? то есть около х30 ?

---------- Сообщение добавлено 04:00 ---------- Предыдущее сообщение было 03:30 ----------

Интересная получается ситуация, мы собираем предусилитель для микрофона, которому больше нужен предпонижатель......
Может сделать максимальный Ку=3 или 4 ??

[Гоша]

1. Да. Увеличилось выходное напряжение капсюля. Раза в 2 как минимум.
2. Нет.
3. Да. Усилителю все равно, от какого источника приходит сигнал.
4. Да, но придется подрегулировать режим по ПТ.

какое реальное выходное напряжение мы можем предположить у МКЭ-5 чтоб подобрать реальное усиление ?

Надо измерить. Я завтра с утра засуну переделанный по твоей схеме МКЭ и сделаю осциллограмму. Думаю, будет больше 100 мВ.

---------- Сообщение добавлено 03:00 ---------- Предыдущее сообщение было 02:29 ----------

Вторая причина - это возможная неустойчивость работы ПУ, о риске которой ранее указывал Alickkk в посте #627.

Усилитель теряет устойчивость только при значительной индуктивной составляющей сопротивления источника сигнала.
Для обычных источников он устойчив абсолютно.

---------- Сообщение добавлено 10:59 ---------- Предыдущее сообщение было 03:00 ----------

Schertler,
Вот, осциллограммы.
Капсюль от МКЭ3, не самый чувситвительный, середнячок. Транзистор 2SK596, виртуальное питание, нагрузка 2кОм.
Файл А - средне дернута 5 струна.
Файл Е - средне дернут аккорд Е.
Файл D - в ЭТО превращается входной сигнал амплитудой 50 мВ на выходе первого каскада. А потом это все усугубляется сумматором и темброблоком.
Как видно, в пике 5 струна дает 150 мВ. Аккорд все 200 мВ, а потом долгое время идет сустейн 100мВ.
У тебя инструмент громче и капсюль, наверное, почувствительней. Так что будет еще больше.

[Schertler]

Если у нас усиление больше чем требуется, так может вовсе исключить входной каскад и оставить только эквалайзер Фендэра ? так можно - микрофон прямо подключать на вход эквалайзера ??

[Гоша]

Можно.
Только не на вход эквалайзера, а на вход сумматора, перед регулятором.
Поставь ты уже себе программу-осциллограф, хоть какой-то измерительный прибор будет.
Такие вещи с одним мультиметром не делаются.
А все почему получилось? Потому что по ходу дела менялось ТЗ, а все нюансы не учитывались. Рекомендация снизить усиление в канале микрофона была дана давно.

Offтопик:
Сигнал усиливать - как хомяка кормить. Пока зерно умещается в защечных мешках -
все нормально. А как перестает - начинает высыпаться. Но хомяк жрать при этом не перестает.
Это и есть режим перегруза.

[Schertler]

Можно.
Только не на вход эквалайзера, а на вход сумматора, перед регулятором.

1) Я это и имел в виду, только не понял можно ли пот оставлять для регулировки уровня ?

2) Попробую сначала понизить Ку увеличением номинала резистора 4,7 Ом...... вы говорили, что нужна будет также коррекция по ПТ, это как ?

---------- Сообщение добавлено 14:25 ---------- Предыдущее сообщение было 14:21 ----------

Поставь ты уже себе программу-осциллограф, хоть какой-то измерительный прибор будет.

Есть разные программы Осциллограф в интернете, эта версия работоспособная https://www.zeitnitz.eu/scope_en ?
Если инет, то какую лучше устанавливать ?

---------- Сообщение добавлено 14:36 ---------- Предыдущее сообщение было 14:25 ----------

И ещё, я так понимаю, что нет смысла пробовать подключать этот предусилитель даже на линейный вход усилителя, так как имеется переусиление сигнала сразу на входе микрофона ???

---------- Сообщение добавлено 18:56 ---------- Предыдущее сообщение было 14:36 ----------




Гоша, я заменил номинал R5 на 100 Ом, всё пропало - и искажения и дребезг и резонанс...... Ку=5 теперь, раз мы увеличили резистор ~х5 раз, верно ???

В принципе я доволен! Есть особенности инструмента, звук у гитары ну очень большой, ВЧ есть но НЧ просто всё перекрывают....... это происходит именно после бриджа, где больше всего площадь деки и, следовательно больше вибрации и голоса...... поэтому нужно менять позицию микрофона - это просто как информация.......

Ещё про ВЧ: если вдруг становится СЧ или НЧ многовато, то пред заводится, а если ставить ВЧ на предел то свист от завязки не наступает, а появляется интересный звук очень высокой частоты (как голос дельфина!), понятно что наступает насыщение, или клип....... такое в порядке вещей ?

Я также измерил напряжения вокруг первого транзистора, они показаны на рисунке....... на Базе 1 В, на Коллекторе 9 В, ну а на Коллекторе второго транзистора у нас 2,1 В вместо 2,8 В, на Коллекторе этого же второго транзистора 9,8 В .........
По симулятору, ток на Коллекторе первого транзистора теперь 1,6 мА вместо 2,5 мА !!!
Что ещё нужно или можно менять-улучшать ???

Динамический капсюль: не знаю почему (и даже устал изучать и экспериментировать дальше!), но этот большой капсюль с Ку=100 несравним с маленьким во втором инструменте с предом B-Band........ я начинаю думать о переделке этого преда под два электретных входа, и с фантомом на оба канала...... для второго фантома разве нельзя присоединиться к фильтру с первого фантома и всего лишь вторым нагрузочным резистором подключить второй фантом на второй канал ???

Какие могут быть советы-указания ??? в одной из схем стоял конденсатор 1нФ на База-Коллектор второго транзистора, разве
это необходимо ???




---------- Сообщение добавлено 21:25 ---------- Предыдущее сообщение было 18:56 ----------

Сейчас смотрел демо-видео о выходном сигнале у массового электретного каппсюля = 26мВ....... внушительное число!!
Очень вероятно, что у МКЭ-5 минимально точно будут эти 25мВ......

[Гоша]

эта версия работоспособная https://www.zeitnitz.eu/scope_en ?

Да, вполне. И там не только осциллограф.
Основной недостаток - фиксированный сэмплрейт и разрядность - 44100/16 бит.
По крайней мере мне не удалось переключить на лучшее разрешение.
Значит синусоида после 5 кГц уже будет так себе.
Я тебе еще рекомендовал Аудиотестер, поищи мою ссылку. Там сложнее интерфейс, но разрешение ограничено только возможностями звуковой карты, есть фильтры и еще много рюшек.

такое в порядке вещей ?

Это вариант "заводки". На ВЧ туда еще вмешивается конечная полоса пропускания усилителя.
Но может быть и признак самовозбуждения.

Что ещё нужно или можно менять-улучшать ???

Можно успокоиться.

в одной из схем стоял конденсатор 1нФ на База-Коллектор второго транзистора, разве
это необходимо ???

Этот конденсатор как раз помогает бороться с самовозбуждением на ВЧ. Лучше поставить, полезная штука.

для второго фантома разве нельзя присоединиться к фильтру с первого фантома

Можно, но напряжение фантомного питания будет зависеть от количества подсоединенных микрофонов. Ты уже сам можешь посчитать, как изменится напряжение при подключении еще одного капсюля и, соответственно, возрастании тока потребления вдвое.

[Schertler]

Гоша, ох спасибо, успокоили!

1) Поставлю конденсатор 1нФ на втором транзисторе, обязательно! а есть ещё очень простой метод чуть "срезать" НЧ чтоб не так сильно выпирало ?? может какой-то конденсатор уменьшить в ёмкости ???

2) Фантом для двух: Я только уточню свои подсчёты..... если расчитывать с общего фильтра ток потребления 0,6мА для двух микрофонов и питание около 3 В, итого, получается что нужно 15-3В/0,6мА=20кОм..... НО, если будет подключён только один микрофон, то следовательно на нём напряжение получится выше !!! Я так понимаю, что лучше делать второй фильтр, не так ли ??

Тот потребления: После уменьшения Ку чуть понизилось и потребление тока с 29мА до 26мА, вот и экономия !

[Гоша]

Все правильно посчитал.
В принципе, ничего страшного от того, что на двух подключенных микрофонах будет 3 В а на одном микрофоне будет 6 В.
Но лучше сделать второй фильтр или застабилизировать фантомное напряжение стабилитроном.
Я имел в виду не экономию тока потребления, а удвоение тока фантомного питания при подключении второго микрофона.

---------- Сообщение добавлено 20:14 ---------- Предыдущее сообщение было 20:10 ----------

может какой-то конденсатор уменьшить в ёмкости ???

Мы уже это проходили. Уменьшение емкости разделительных конденсаторов дает именно такой эффект.
Другое дело, что дека представляет собой фильтр по крайней мере 2 порядка, а разделительный конденсатор - 1 порядка. Этого может оказаться недостаточным для полной линеаризации АЧХ.

[Schertler]

1) Фантом-стабилитрон: стабилитроны есть, нужен на 3-5 Вольт! А как и где его поставить ? извиняюсь, я стабилитроны только в стабилизаторы применял..... если я правильно понимаю, можно его поставить вместо понижающего резистора ?.......... ??
Думаю, одного стабилитрона достаточно на оба микрофона, верно??

Про экономию тока я потому и упомянул, что с двумя микрофонами нужен будет двойной ток......


2) Все разделительные конденсаторы у меня стоят 10мкФ, ставить 4,7мкФ как-то мало........ попробую расположением микрофона урезать НЧ......

[Гоша]

Стабилитрон на 3...5 В нужно поставить параллельно конденсатору фильтра анодом к общему.
Резистор фильтра уменьшить до (15 - Uст)/5 (кОм). При 5 В стабилитроне 2 кОм получается.

[Schertler]

Всё прекрасно! Ставим один стабилизатор на два электретных капсюля и временно забываем про заком Ома !
У меня много разных советских и современных крохотных и стеклянных, разберусь который из них на 3-5 Вольт...... в симуляторе поставил стабилитрон на 4,7 Вольт и получил ровно 4,5 Вольт...... ну а дальше только нагрузочные резисторы с кондесатором......

Гоша, общий вопрос по всем нашим схемам, мы начинали и собрали пред с Ку=100 для слабого динамического капсюля, дальше из-за разных но актуальных обстоятельств пришлось серьёзно менять задачу вплоть до Ку=1........ возникают вопросы по чувствительным электретным капсюлям с выходом свыше 20-30мВ:

1) Нужен ли вообще первый каскад такой изысканный (расчитанный на вход 1мВ!), или можно обойтись примитивной схемой на тех же ОУ 072-ых ?

2) А можно суммитровать эти два микрофона прямо на втором каскаде сумматора на ОУ 072, но имея потенциометры для уровня ? такой вариант выглядит очень практичным с точки зрения достаточного Ку и эффективного эквалайзера.......

Вот стабилитрон на 4,7 Вольт!



---------- Сообщение добавлено 14.04.2019 в 01:19 ---------- Предыдущее сообщение было 13.04.2019 в 23:42 ----------

3) НЧ: Номинал выходного конденсатора электретного капсюля мы поставили 10 мкФ чтоб не пропадали НЧ из-за взаймозависимость "частота-сопротивление" в конденсаторе........ думаю, есть смысл и даже следует постараться попробовать уменьшить этот номинал вплоть до 1 мкФ..... что вы скажете об этом, и до какого номинала конденсатора можно опускаться, чтоб не "урезать" нужные частоты ???

[Гоша]

1. Конечно, не нужен. При уровне входного сигнала 20 мВ ОУ уже вполне могут обеспечить нужное соотношение с/ш.
2. Можно. Если будет не хватать усиления, сумматор можно легко сделать усиливающим напряжение.
3. Разделительный конденсатор можно уменьшать сколь угодно. Конкретно - зависит от избытка НЧ во входном сигнале. Поскольку АЧХ деки неизвестна, то выбрать нужный конденсатор можно только на слух.
Из общих соображений я бы оставил один канал с чувствительностью 1 мВ. Чтобы подключать динамический или конденсаторный микрофон.

[Schertler]

Про прямое подключение на сумматор я ещё спрошу........

Извиняюсь конечно, но я лучше спрошу, чем постоянно буду сомневаться...... это про SMD крохотные стеклянные стабилитроны, вольтаж которых я проверял стандартным методом с помощью тестера:




Дело в том, что эти стабилизаторы почему-то все имеют одинаковую маркировку тёмно-синий круг со стороны катода, а показывают разные напряжения.....
Вопрос: так ли это, что в одинаковом корпусе и одинаково помеченные стабилизаторы имеют разные напрфжения ??



Один такой показал 4,5 Вольт, ну я и поставил, работает!

[Гоша]

Насколько разные напряжения?
Какой номинал токоограничивающего резистора и величина нестабилизированного напряжения?
Одинаково маркированные стабилитроны должны иметь разность напряжений не более 100 мВ ( с запасом).

[Schertler]

По порядку....

Этот тип стабилитронов имеет название ZMM....
Я проверял штук 10 на напряжение 9 Вольт и резистором 2 кОм. Все, кроме одного, не сработали на напряжение ниже 9 В, следовательно они были расчитаны на более высокое напряжение......
Только один сработал и показал 4,5 Вольт, я и поставил в предусилитель и всё в норме работает - 4,5 Вольт !!

Пожалуйста, следуйте за ссыслкой где вы увидите, что эти ОДИНАКОВЫЕ и ОДИНАКОВО маркированные стабилизаторы выпускаются на разные напряжения от 2-х до 75 Вольт.........

https://www.aliexpress.com/item/Free...8-5cd6a9902f64


Ситуация похожа на потециометры - одинаковый корпус но номиналы от Ом до мОм..........

Я сомневался до последней секунды и сто раз перепроверял цифровым тесетром - стандартно стоят 4,5 Вольт !!!

Вы согласны ???

---------- Сообщение добавлено 01:35 ---------- Предыдущее сообщение было 00:47 ----------







Гоша, вы знаете как сильно трансформировалась начальная задумка и задача....... всем этим изменениям есть своё объяснение, если вкратце, то это с одной стороны не очень удачный опыт с динамическим капсюлем в этом конкретном инструменте (во второй гитаре, наоборот, очень успешный!!). А с другой стороны, это модификация Октава МКЭ-5 и её изменённая (повышенная!) чувствительность..... следовательно, сложности в согласовании входных 20-30мВ в предусилитель со входом на 1мВ!!.......

Как уже понятно, у нас всё стоит на встроенных микрофонах, которым нужен минимальный предусилитель с Ку до 10-20, не более. Как уже касались этой версии, я сделал вход прямо на потенциометры, а дальше всё тоже самое. В симуляторе я получил выходные 12мВ от микрофонных 20мВ, думаю есть неточности в подходе.......

Есть конкретные вопросы:

1) Вносят ли поты в таком включении дополнительный шум?
2) Как правильно нужно будет подключать виртуальный Общийй?

Вот изображение и симуляция:

2 Channel _ EQ Acoustasonic.rar

[Гоша]

эти ОДИНАКОВЫЕ и ОДИНАКОВО маркированные стабилизаторы выпускаются на разные напряжения от 2-х до 75 Вольт.........

Ну тогда единственный способ установить напряжение стабилизации - прямое измерение. Что ты, собственно, и сделал.

думаю есть неточности в подходе.......

Есть.
Схему замещения электретного микрофона нельзя представить источником напряжения с внутренним сопротивлением.
Это источник тока.
Источник напряжения увидел сопротивление "фантома" 3,6 кОм, заземленное по переменному току через конденсатор С20. И посчитал его входным сопротивлением усилителя. Соответственно входное напряжение поделилось делителем 2200 и 3600 в пропорции 3600/(2200+3600) = 0,62. 20 мВ х 0,62 = 12,4 мВ.
На самом деле выходное сопротивление микрофона одновременно является и сопротивлением "фантома".
Поэтому, чтобы не заморачиваться сложными схемами замещения, можно смело убрать из симуляции цепи фантомного питания R27, стабилитрон и фильтр.
На результате симуляции это никак не скажется.
1. Теоретически шумит каждый резистор. Практически шум потенциометров будет микроскопическим - сопротивление потенциометров зашунтировано малым выходным сопротивлением источника сигнала.
2. Как и раньше. На схеме подключено правильно.

модификация Октава МКЭ-5 и её изменённая (повышенная!) чувствительность..... следовательно, сложности в согласовании входных 20-30мВ в предусилитель со входом на 1мВ!!.......

Ничего страшного, просто нужно новое ТЗ.
Почему 20...30 мВ? Я наблюдал 200.
Еще раз советую поставить программу осциллограф. Ты сможешь измерить это напряжение.
Избыток усиления не всегда полезен.
Чем меньше избыток усиления, тем больше можно сделать отношение с/ш.
Допустим, у нас есть усилитель, собственный шум которого 4 мкВ. Приблизительно такой шум имеет усилитель с Ку = 1 на ТЛ072.
Усиливая сигнал 20мВ получим отношение с/ш 5000 или 74 дБ. Результат приемлемый, но не выдающийся.
А если тем же усилителем усиливать 200 мВ, то отношение с/ш будет 50000, или 94 дБ. Это очень приличный результат.
Ну ладно, 20 мВ так 20 мВ.
Их ведь надо усилить хотя бы раз в 5. Это легко сделать простой заменой R10 на 110 кОм. Отношение с/ш при этом так и останется 74 дБ.
А вот если сделать входной каскад с Кус 5 на транзисторах, а усиление сумматора оставить 1, то общее усиление останется 5, а отношение с/ш будет 83 дБ, что в 3 раза лучше.
И чем больше требуемое усиление, тем больше выигрыш с каскадом на транзисторах.
Так что рекомендую еще раз хорошо обдумать ТЗ и только потом принимать решение об упразднении транзисторных каскадов.