Малошумящий микрофонник: ищем решения

[Slabovik]

А вот интересный вопрос: есть ли принципиальная разница, в каком каскаде усиления будет применён формирующий рабочую полосу фильтр?

p.s. К сожалению OPA211 для меня являются экзотическими, но зато я разорился и приобрёл пару AD797. Придётся пересобрать макет под изменившиеся требования, поэтому 100% совместимости с картинкой из первого поста не будет.

[El-Eng]

... есть ли принципиальная разница, в каком каскаде усиления будет применён формирующий рабочую полосу фильтр?

Есть. Любой дополнительный элемент во входном усилителе добавляет шум, с этой точки зрения лучше сначала усилить, а потом фильтровать. С другой стороны, сильная внеполосная помеха может перегрузить входной усилитель, и с этой точки зрения лучше фильтровать сразу. Так что, выбор за разработчиком.

... я разорился и приобрёл пару AD797...

Вполне достойная замена. В принципе, главная идея схемы - максимально избавиться от компонентов на входе усилителя.

[Vilsi]

я бы сначала с микрофоном конкретно определился. точнее, с его выходным сопротивлением. могут быть нюансы.

[kaetzchen]

Ultralow Distortion,
Ultralow Noise Op Amp

так их просто тьма.
параллельное включение капсюлей возмите в вид, читсо параллельное без предмиксирования

[Phlanger]

Потуги изобрести велосипед ни в коем случае не глядя в букварь конешно безумно милы, только результат как всегда. Особенно доставляютъ многочисленные 100500 хулиардов гегопюкьсяляй при полном забвении Z генератора.
Вот SSM2019 в количестве присуцтвуют в 882-м междумордии от дигидезюгна.
Дальше берём схему например саундкрафта спирит, открываем букварь и любуемся картинкой "как параллельно поставить на вход хотя бы по три 3107"... Ну или просто смотрим в схему уаманы цычетыре.
http://phlanger.narod.ru/jpg/c4in.gif
Profit!

[Vilsi]

[uquote="Slabovik",url="/forum/viewtopic.php?p=3800606#p3800606"]А вот интересный вопрос: есть ли принципиальная разница, в каком каскаде усиления будет применён формирующий рабочую полосу фильтр?[/uquote]если бы речь шла о шуме, таки наверно нет. но вы работаете с отношением сигнал/шум. а вот его если на каком-то этапе изгадить, то восстановить потом может вылиться в серьёзную проблему. поэтому борьба с шумом должна вестись на каждом этапе.
в данном случае речь шла об уменьшении шума в конкретном первом каскаде.

[ПУХ]

[uquote="Phlanger",url="/forum/viewtopic.php?p=3801154#p3801154"]Дальше берём схему например саундкрафта спирит, открываем букварь и любуемся картинкой "как параллельно поставить на вход хотя бы по три 3107"... Ну или просто смотрим в схему уаманы цычетыре. http://phlanger.narod.ru/jpg/c4in.gif[/uquote]
Параллельное соединение транзисторов конечно даёт выигрыш по шумам пред одиночными транзисторами в квадратный корень из количества параллельных транзисторов, т.е. по приведённой Вами ссылке в два раза. Но тем не менее эта схема никак на профи не тянет. На входе стоят электролиты, что само по себе говорит об усилителе среднего класса, электролиты шумят. НО и это не всё, как оказалось, не знаю почему, но факт, электролиты с рабочим напряжением 6,3 вольта шумят сильнее чем с рабочим напряжением 16 В, при одинаковой ёмкости. А в вашей схеме именно наихудший вариант.
Схема с параллельными транзисторами на входе имеет право к рассмотрению как вариант. Если и использовать транзисторы 3107 то с буквой Ж, у них коэффициент собственного шума 4 db, и только микротоковом режиме, когда коэффициент шума минимален. У меня получилось при сопротивлении около 180 кОм. Еще более лучший вариант использование транзисторов 2SB737, у них коэффициент шума, при сопротивлении источника сигнала порядка 200-300 Ом - сопротивление большинства динамических микрофонов, около 1db.
Мне не удалось поэкспериментировать с несимметричными входными каскадами, когда в верхнем плече стоит четыре транзистора а в нижнем один, но может кто то попробует.
Проблема таких усилителей низкий коэффициент усиления, поэтому рекомендуется сразу после этого каскада ставить ОУ. Но хочу сказать что у меня почему то плохо получилось с ОУ у которых на входе стояли полевые транзисторы (оговорюсь сразу это были советские ОУ, в те времена импортных у меня не было). В этом случае необходимо уточнить какой спектр усиливаемых частот будет превалировать в исходном сигнале, если низкочастотный, то лучше ставить ОУ типа 140УД7, с нитридной пассивацией поверхности кристалла, у них плотность низкочастотного шума значительно ниже. Если ВЧ то лучше типа 140УД10(11), у них полотность ВЧ шума ниже. И естественно их современные аналоги.
P.S. я использовал двуполярное питание и никаких конденсаторов на входе не было.

[As]

А входное сопротивление у четырех биполярных в параллель не маловато будет? (резисторы в эмиттере ведь тоже будут шуметь, не меньше электролита на входе... ) Может, лучше малошумные полевики параллелить? Им входной конденсатор не нужен, и параллелятся они без дополнительных элементов, а по уровню шумов вполне сравнимы...

[Phlanger]

[uquote="ПУХ",url="/forum/viewtopic.php?p=3812032#p3812032"]эта схема никак на профи не тянет. На входе стоят электролиты, что само по себе говорит об усилителе среднего класса, электролиты шумят. НО...[/uquote] Только дедушке Ниву об этом не говорите, ради бога. А то он от стыда удавится.

[ПУХ]

[uquote="As",url="/forum/viewtopic.php?p=3812083#p3812083"]Может, лучше малошумные полевики параллелить? Им входной конденсатор не нужен, и параллелятся они без дополнительных элементов, а по уровню шумов вполне сравнимы...[/uquote]Вполне возможно. В своём последнем варианте я получил шумы усилителя 83dB, на этом и успокоился, поскольку шумы в моей комнате были: днём 62-65 dB, глубокой ночью 68-69 dB, я понял что гнаться за рекордными показателями усилителя нет смысла. А топикстартер, задавал ТЗ на запись птичек в природе, поэтому в этом случае этого вполне достаточно, должна быть разумная достаточность. Это на студии можно достичь рекордных 80dB, но как это получится в реальности..., я на студии ни разу не был. На данный момент у меня конденсаторный микрофон, но шумы он фиксирует точно также, как и мой старый динамический, увы не студия, а та же квартира. Кстати о птичках, приходилось мне видеть самодельную микрофонную установку, иначе не назовёшь, для записи в природе, монструозная конструция. Поэтому считаю, что вполне для этих целей подойдёт усилитель на хорошем малошумящем ОУ во входном каскаде, а за ним несколько перестраиваемых фильтров. А затем обработка на компьютере в какой либо программе, лично я пользуюсь старым добрым Sound Forge.

[Slabovik]

80-86 дБ на студии можно получить только для вокальных микрофонов, когда в них поют, а это громко. В общем-то всё достаточно легко рассчитывается, т.к. для микрофонов заявляется их уровень шума (см. ссылки выше), чувствительность и уровень звукового давления вокалиста тоже величины известные. Поэкспериментировав, я пока прихожу к выводу, что SSM мне в ближайшее время не переплюнуть и сейчас пока прорабатываю вариант на их базе. SSM - это потому что а) упёрся в принципиальные ограничения имеющихся микрофонов по уровню шума - их мне никак не переплюнуть, хотя по чувствительности эксперименты с массивом мне показались весьма занятными; б) всё-таки никуда не уйти от симметричного включения т.к. без него уровень наводок просто огромный и я ничего не могу с этим сделать.

[As]

...Думаю, при записи "на природе" наводкам особо неоткуда взяться... А вообще - малошумящий усилитель нужно ставить максимально близко к источнику сигнала, оно и наводкам не на что будет наводиться...

[Slabovik]

Думаю, при записи "на природе" наводкам особо неоткуда взяться...

Это очень легко проверить и убедиться, что это не так.

[ПУХ]

[uquote="Slabovik",url="/forum/viewtopic.php?p=3813711#p3813711"]В общем-то всё достаточно легко рассчитывается, .[/uquote]Всё это конечно есть, но я не стал акцентироваться на этом, что получилось по минимуму, тем и стал пользоваться. А так, да есть такая возможность рассчитать, но в моём случае шумов не станет меньше. Насчёт симметричного включения, да это выход из положения. Лично я расположил усилитель внутри микрофона. И ещё, сам не пробовал, но есть смысл попробовать согласующий трансформатор. Я понимаю что это нудное занятие его делать, если нет готового. Но я достал пермалой и в скором времени буду мотать.[uquote="As",url="/forum/viewtopic.php?p=3813724#p3813724"]...Думаю, при записи "на природе" наводкам особо неоткуда взяться...[/uquote] Вы забываете о том что существуют ЛЭП, на разное напряжение, от 220В до 110кВ, как недалеко от нашего города. И всё это излучающее антенное хозяйство имеет длину несколько сотен километров. Мы живём в электромагнитном смоге.

[u37]

Интересная тема.
Если нужен микрофон с высокой чувствительностью, то есть два рабочих (реально выполнимых) варианта:
1. собрать микрофонный массив.
2. взять новые MEMS микрофоны с отношением с/ш 70 db. Среди них есть и "аналоговые".
Я делал вариант №1, вполне удовлетворительный результат. Взял 50 электретных микрофонов 9 мм, соединил их параллельно, запитка от ИТ.
Сигнал очень большой, сверх-малошумящий усилитель не требуется, т.к. собственный шум пленки мембраны пересиливает его где-то на порядок. По деньгам - 50 шт. микрофонов на али стоят порядка 300 рублей, не существенно. Одно "но" - ток потребления разных моделей может здорово отличаться и когда число микрофонов порядка "десятков", полученная цифра может не обрадовать. Мне повезло, порядка 0.1mA.
При параллельном соединении уровень сигнала прямо пропорционален кол-ву микрофонов. Т.е. 50 штук дают сигнад в 50 раз больше.
Ставить бОльшее число микрофонов вряд-ли стоит. Выше 100 уже трудно их разместить так, чтобы не получить "направленный" микрофон со всеми вложенными недостатками этого. Впрочем, если задаться целью именно этого, сделать направленный микрофон, тогда можно поиграть и с бОльшим количеством, благо не так и дорого. ))
Но, у обычного "электретника" с/ш порядка 56 db. Массив из 50 штук дает улучшение ~7 раз, что обеспечивает ~71db с/ш. И тут мы плавно переходим ко второму варианту - к НОВЫМ MEMS микрофонам. Для них цифры значительно лучше "уже из коробки" (68-70db).