Комплементарный Si/Ge SRPP в предусилителе для электретника или мастер-класс по Микрокапу-11 в практике аудиофила

Комплементарный Si/Ge SRPP в предусилителе для электретника или мастер-класс по Микрокапу-11 в практике аудиофила

© Николай Сухов, март 2017

Praeambulo. Если вы очень спешите или не разбираетесь в радиоэлектронике, то краткое (но хорошо иллюстрированное) содержание этого поста можно ненапрягаясь поглядеть в моем канале на ютюбике:

А людям серьёзным, предлагаю углубиться в дебри аудиосхемотехники.

В чём проблема
Рано или поздно любой серьёзный юзер, хоть раз прослушавший свою собственную голосовую фонограмму не на микроскопические мультимедийки или божеупаси на встроенные хрипелко-шепталки ноутбуков/планшетов/смартфонов, а на HiFi акустику или хотябы на затычковые наушники, начинает осознавать, что его 2...10-баксовый компьютерный электретный микрофон (Свен, Гембирд, А4Тех, Гениус, Траст ...) — «ацтой». Типичные мультимедийные сателлиты не воспроизводят ничего ниже 150...200 Гц, и поэтому на них не слышна конкретная «фоняра» с частотой осветительной сети (50 Гц и иногда с 3-й гармоникой 150 Гц). Но стоит прикрутить сабвуфер или чтото аудиофильское, нередко воспроизводящее 30...40 Гц (а затычковые наушники даже 5 Гц), как фон 50 Гц уже «не мягко проступает, а ярко выделяется (© Жванецкий)». И чем дальше, тем сильнее раздражает как слушателей, так и диктора, которому становится стыдно за свою аудиотехнику.
Фон возникает из-за того, что микрофон является самым слабеньким (единицы милливольт) из источников звукового сигнала, и по пути в микрофонный вход звуковой карты на соединительный микрофонный кабель длиной в несколько метров из окружаюшей вашу комнату осветительной сети напряжением 220 вольт бесконтактно (через паразитные ёмкости и индуктивности) оседают наводки (шумовое напряжение), лишь немного меньшие напряжения полезного звукового сигнала.

Совсем ленивые или незнающие, за какой конец берётся паяльник, в такой ситуации в первую очередь обращаются за помощью к программным режекторным фильтрам (DeHummer, Remove mains hum, Notch filter), имеющимся практически во всех аудиоредакторах. Фон удаляется парой кликов мышки, но ценой привнесения в звучание артефактов, напоминающих эхо пустой цистерны. Это зачатую хуже фона, поскольку он заметен только на качественной акустике, а «цистерность» слышна и на смартфоне.

Поиск более качественного микрофона нередко вводит искателя в ступор. Ведь настоящие конденсаторные микрофоны начального профессионального уровня стартуют по цене от 200 уев, а действительно студийные Нойманы, Сеннхейзеры, Шуры, Аудио-Техники и АКГ с дюймовыми мембранами потянут до килобакса. И интерфейс у них не писюковый с 3,5 мм джеком и фантомным питанием 2,5 В, а студийный с симметричным входом/выходом через разъем типа XLR (в обиходе «Канон») и фантомным питанием 48 В. А то, что предлагается по цене ниже 150 вечнозелёных, на деле оказывается теми же «китайскими» электретными noname капсюлями «10х6.5 мм» с мембраной диаметром 6 мм (в лучшем случае, панасониковским WM-61A), что и в дешевых «компьютерных» микрофонах, только дополненными встроенными предусилителями с батарейными блоками питания + преобразователями напряжения, а иногда и АЦП c USB-адаптерами. Они шумят не меньше, чем дешевые «компьютерные» (об одном из них — 40-баксовом Audio-Technica ATR3350 я упомяну ниже в разделе реальных измерений).

Мнение радиоинженера о ламерах
Как известно, «голь на выдумки хитра». Тем более, что в эпоху «исторического материализма» (© моё сокращение из Ильфа-Петрова) каждый второй наш пацан (и я в том числе) был радиолюбителем и клепал всё подряд ввиду полного отсутствия завоза из-за бугра. Сегодня, спустя всего четверть века «после исторического материализма», всю электронику клепают и завозят к нам уже китайцы, поэтому число радиолюбителей из старой гвардии поубавилось — «иных уж нет, а тех — долечат». А DIYеры XXI века с закрытыми глазами соберут «писюк» или разгонят «камень», но, увы, особыми знаниями аналоговой схемотехники не блещут. Это я вам утверждаю как радиоинженер, в свое время закончивший с красным дипломом радиотех КПИ, ставший на некоторое время лучшим автором журнала Радио, а потом десятилетия трудившийся главным редактором журнала Радиохобби.

Если конкретно, — дайте запрос гуглу или ютюбику «предусилитель для электретного микрофона». На вас выпадет лавина предложений «собрать лучший в мире» дивайс на npn транзисторе по тривиально убогой схеме с общим эмиттером и питанием от 5 до 30 (!) В, тупо выдранной и сдобренной цитатами из учебников для радиотехникумов 30...40 летней давности. Вот типичная ахинея:

Типичный "предусилитель для электретника", но с батарейкой

Причём ни один из таких горе-авторов не указывает, а куда конкретно в корпусе 10-миллиметрового микрофона «впихнуть невпихуемое :-)» — здаравенную 9-вольтовую (или даже две) батарейку питания типа «Крона»/6F22. Присобачить на соплях снаружи или замутить питание отдельным трансатлантическим кабелем от отдельного сетевого блока?
Ладно недоросли-недоучки, но когда с аналогичными предложениями на полном серьёзе начинают выступать эксперты-консультанты таких известных брендов как «Чип и Дип»,

то меня охватывает ужас вперемежку с унынием. Это ж просто галиматья, как у Райкина («Партия учит нас, чтот газы при нагревании расширяются»): https://www.youtube.com/watch?v=Iyzyg4NU1AA .

Деградации до такого примитивизма, граничащего с убогостью, я вытерпеть не смог, в результате чего таки снова «взялся за перо». Этой публикацией хочу не только описать конкретную схему удачного микрофонного предусилителя, но и показать будущим авторам, как в начале второго десятилетия XXI века гоже излагать схемотехнику. «Блок-схема» такая: в чем проблема — как по-вашему её можно решить теоретически — анализ нюансов схемы в схемном симуляторе — описание конструктива — метрологически корректные измерения, потверждающие реализацию в «железе» ваших теоретических замыслов. Итак, поехали.

За что, собственно, боремся
Когда 2 года назад я завершил карьеру главреда журнала Радиохобби и всецело отдался на пенсии разным любимым занятиям, в том числе велотуризму с видеофильмированием, то довольно быстро пришел к выводу, что микрофон Gembird MIC-205, посредством которого скайпировал с редколлегами и авторами, для качественной дикторской озвучки фильмов не подходит из-за довольно высокого уровня фона 50 Гц. По моим измерениям, он составил -40 дБ (а если поднести руку к самому микрофонному капсулю или охватить микрофонный кабель, то поднимается аж до -30 дБ), что практически незаметно на мультимедийных колонках, но явно слышно на Hi-Fi, домашнем мультимедиа с сабвуфером и даже в простеньких «затычковых» наушниках. Обмеряв жменьку аналогичных 3...5-долларовых мультимедийных электретников от Свена, А4Теха, Гениуса и т.п., я убедился, что у всех них уровень фона такой же высокий: для вайбера или видеочата ещё куда ни шло, но для качественной озвучки и тем более аудиоизмерений — нет.

Значительный уровень фона обусловлен двумя факторами. Во-первых, довольно высоким выходным сопротивлением встроенного в капсуль полевика — оно равно входному сопротивлению микрофонного входа звуковой карты, т.е. 3 кОм. Во-вторых, типовой паспортной чувствительности микрофона -54 дБ соответствует напряжение 2 мВ при стандартном звуковом давлении 1 Па или 94 dB SPL (http://www.sengpielaudio.com/calculator-transferfactor.htm). Но 94 dB SPL — очень большая громкость, это вагон метро при остановке на расстоянии 10 метров, даже пневматический отбойный молоток и то тише. А вот громкий разговор на расстоянии 1 м — это всего 64 дБ или на 30 дБ ниже, ему будет соответствовать напряжение всего 0,06 мВ. Это в 2 раза меньше, чем ЭДС воспроизведения магнитной головки кассетного магнитофона (которую очень тщательно экранирована и соединена со схемой коротеньким экранированным кабелем длиной от силы 10 см, а не 2 метра). Думаю, теперь причина высокого уровня фона типового электретника понятна даже домохозяйкам.

Я вышел тогда из положения, использовав доставшийся мне «по наследству от НИИЭМП» (где я проработал 15 лет с.н.сом в аккурат до распада «истмата») конденсаторный измерительный микрофон MV102 производства немецкой (тогда еще ГДРской) R-F-T VEB Mikrofontechnik Gefell.

Конденсаторній микрофон MV102 с капсюлем Neumann
Конденсаторній микрофон MV102 с капсюлем Neumann

Фишка в том, что усилитель и блок питания (6 В на термоэлемент подогрева микрофона при низкой температуре, 90 В на усилитель на полевике КП303В и 200 В для поляризации микрофонной мембраны) в нём были на советских компонентах,

Схема MV102
Схема MV102

но сам конденсаторный микрофонный капсуль — не падайте со стула — MK102.1 производства Georg Neumann GmbH (да-да, того самого Ноймана — «роллсройса» среди микрофонов!). Сегодня такой целиком Ноймановский микрофон тянет на $2000 (http://www.proaudiosolutions.com/product-p/gefell-m296s.htm?Click=21743). Всё было классно, но куча толстых кабелей, отдельный блок питания и самодельный переходник с R-F-T кабеля на компьютерный «конец» с 3,5 мм джеком смотрелись некундебно и располагались рядом с системным блоком крайне громоздко. К тому же, глядя то на схему R-F-T усилителя на КП303В, то на аналогичную схему настоящего Ноймана КМ253,

Схема Ноймана КМ253
Схема Ноймана КМ253

я все чаще останавливался на мысли, что ничего сверхъестественного ни по параметрам, ни по схемотехнике в них нет.

В результате колебаний наконец задался целью (попытка-не пытка, тем более, что опыт разработки малошумящих звукоусилителей еще 30 лет назад у меня уже был) так усовершенствовать 4-долларовый Gembird-MIC205, чтобы без дополнительного питания снизить уровень фона до такого уровня, при котором его уже не слышно и таким образом можно будет избавиться от громоздкости и неудобства двухкилобаксового Ноймана как при озвучке фильмов, так и при акустических измерениях (в последнем случае я один раз откалибровал-скорректировал АЧХ Гембирда по аттестованной АЧХ Ноймана, и получил измерительный микрофон за $5).

Строгое инженерно-техническое обоснование
В связи с тем, что внутреннее сопротивление как чисто конденсаторных, так и электретно-конденсаторных микрофонов — суть емкость порядка 5...20 пФ, для первичного согласования потенциала мембраны с реальной резистивной нагрузкой в несколько килоом сегодня в 100% случаев используется полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, в английской аббревиатуре jfet. Ранее применялись лампы, но они сильнее шумят и требуют высокого анодного, и сегодня анахронизм. Советский КП303В из R-F-Tшного MV102, BF245B из Ноймана КМ253 и smd-jfet 2SK3372, монтируемый внутри капсуля большинства электретных микрофонов, имеют примерно одинаковую крутизну Sfet: судя по типовым ВАХ, соответственно 2 мА/В, 3 мА/В и 1,6 мА/В. Т.е. их шумовые и усилительные свойства сопоставимы, а отличие лишь в том, что напряжение отсечки у 2SK3372 равно 0,35 В, а у КП303В, BF245B — от 2 до 4 В. Таким образом, 2SK3372 при сверхнизковольтном питании вполне справляется с функцией согласования сопротивления не хуже «обычных» КП303В, BF245B.

Типовые ВАХ сверхнизковольтного полевика 2SK3372
Типовые ВАХ сверхнизковольтного полевика 2SK3372

Осталось добавить к низковольтному полевику такой же низковольтный малопотребляющий усилитель напряжения, и золотой ключик у нас в кармане. Но не всё так просто. Дело в том, что звуковая карта для фантомного питания электретника выдает всего Uп=2,5 В через резистор Rзв=3 кОм. Этого достаточно для превосходного штатного питания 2SK3372 в схеме с общим истоком при напряжении на стоке 1...1,2 В и токе стока до 200...300 мкА, но на всё остальное из Uп/2Rзв=0,41 мА остаётся всего несколько десятых миллиампера — это очень мало. Да и само «напряжение питания» на стоке 2SK3372 постоянным не является — к нему же добавляется звуковой сигнал, передаваемый в звуковую карту по тому же двухпроводному кабелю в обратном направлении. В любом случае, вариант на ОУ, даже сверхнизковольтном, отпадает — операционник, особенно при однополярном питании, не поймет на шине своего питания сколь-нибудь заметных пульсаций, особенно в такт со звуком.

Остаётся старый добрый биполярный общий эмиттер, ведь по сравнению с полевиками, биполярники имеют крутизну (читайте — коэффициент усиления по напряжению) на порядок, если не два, выше. Не удивительно поэтому, что в гугло-ютюбиковых запросах почти все ответы именно на одном npn транзисторе в схеме с общим эмиттером.

Тривиальный ОЭ
Тривиальный ОЭ

Но чтобы получить хорошее усиление по напряжению, в коллекторе транзистора необходимо организовать большое сопротивление по переменному току Zн, поскольку коэффициент усиления равен Ku=SZн, где S — крутизна транзистора. Беда в том, что в этой простейшей схеме роль Zн играет Rзв, который установлен в звуковой карте и увеличить который мы не можем. К тому же для организации питания входного полевика приходится вводить T-образный ФНЧ R2C2R1, без емкости которого биполярный каскад окажется охваченным 100% ООС и его усиление сойдет на нет. Побочное действие R2C2R1 заключается в том, что R1 примерное втрое (Ku=SfetR1 вместо Ku=SfetRзв, здесь Sfet — крутизна полевика) уменьшает сопротивление нагрузки, а значит, и коэффициент усиления полевика, а R2 — биполярника (Ku=SR2Rзв/(R2 + Rзв) вместо Ku=SRзв). Т.е. вроде бы дополнительный каскад усиления мы ввели, но тут же урезали его усиление практически в 10 раз. И вместо обещанного усиления в «примерно сто» реально остается от силы 3...4 раза или около 10...12 дБ. Смешно.

А дальше добавляются только слёзы. Дело в том, что «голый» общий эмиттер из-за экспоненциальной зависимости тока коллектора от напряжения база-эмиттер создает довольно значительные нелинейные искажения, примерно 1% на каждый милливольт входного напряжения. Т.е. при 10 мВ на входе коэффициент гармоник будет порядка 10%, это нонсенс не только для HiFi, но даже для телефонии. Звукотехники сейчас подскажут для снижения искажений ввести местную ООС, поставив в цепь эмиттера резистор. Таки да, искажения уменьшатся. Но во столько же раз уменьшится и без того небольшое усиление. Занавес?

Нет. Продвинутые аудиофилы вспомнят, что для кардинального увеличения коэффициента усиления с одновременным улучшением линейности вместо резистора в коллекторной/анодной нагрузке давно применяют активную нагрузку в виде транзисторных генераторов тока, т.н. каскодов («многоэтажки» общий эмиттер + общая база), бета-умножителей (многоэтажка общий эмиттер + «хитрый» общий коллектор, или пришедший из ламповой High-End техники SRPP).

Ламповый SRPP

Действительно, такие каскады позволяют значительно, в десятки раз увеличить коэффициент усиления посредством того, что «второй этаж» создает в цепи коллектора/анода на один-два порядка большее сопротивление переменному току, чем постоянному. Но в нашем случае такой вариант не пройдет. Во-первых, потому что мы не можем физически «временно сгонять на тот свет, а потом вернуться», т.е. выпаять Rзв из звуковой карты и впаять туда «второй этаж» из дополнительного транзистора и пары резисторов. А во-вторых потому, что каждый из двух «этажей» захочет для своей работы в активном (усилительном) режиме по меньшей мере 1 В (0,7 В между базой и эмиттером и еще хотябы 0,3 В между базой и коллектором). Т.е. 1+1=2, а у нас есть от силы 1,25 — т.е. половина из 2,5 В, которые выделяет фантом звуковой карты. Опять занавес?

Нет.Транзисторы лучше ламп в том смысле, что бывают двух типов проводимости — npn и pnp, у которых полярность рабочих напряжений база-эмиттер противоположна. Это нам очень поможет вдвое сэкономить напряжение питания (читайте — высотность двухэтажности), ведь мы сможем второй этаж развернуть вверх ногами и расположить не сверху, а рядом с первым. Пол второго этажа будет на одном уровне с потолком первого и наоборот. При этом «люди» второго этажа — «дырки», которые ходят вверх ногами, но они как бы перевёрнутые «люди»-электроны первого этажа и поэтому чувствуют себя великолепно. Но чтото я чересчур увлекся аллегориями, вернемся к схемотехнике.

Вот так выглядит  комплементарный транзисторный npn/pnp вариант лампового SRPP каскада, имеющего безукоризненную репутацию у High-Endщиков.

Комплементарный SiGe SRPP
Комплементарный SiGe SRPP

Здесь «верхний» pnp транзистор Q1 включен по схеме с общим коллектором, поэтому эмиттер отслеживает напряжение на базе. Это значит, что напряжение на резисторе R7 в коллекторной цепи нижнего npn транзистора Q2 остается постоянным независимо от звукового напряжения на коллекторе этого транзистора. Т.е. переменный ток через резистор равен нулю и не зависит от прилагаемого к нему переменного напряжения. Согласно закону Ома это означает, что резистор для переменного тока имеет бесконечное сопротивление, а SRPP каскад — {в идеале} бесконечный коэффициент усиления. На практике коэффициент передачи каскада с общим коллектором немного меньше единицы, поэтому не всё так идеально, но все равно усиление SRPP несравненно выше, чем «голого» резистивного ОЭ. Для нас архиважно и то, что в рассмотренном случае коллектор верхнего транзистора Q1 сидит на земле, а не на шине питания, как в обычном SRPP. Это обеспечивает исключительную возможность комплементарного SRPP посадить выход каскада — эмиттер верхнего pnp транзистора Q1 — туда куда надо, т.е. на резистор R2 («Rзв») — вход звуковой карты. Все гуд? К сожалению, нет. Легко убедиться, что если на нижнем этаже (Q2) падает 0,7 В между эмиттером-базой плюс 0,3 В между базой-коллектором, то на базу-эмиттер Q1 верхнего этажа из половины питания 2,5 В, т.е. 1,25 В, остается 1,25-0,3-0,7=0,25 В.

ВАХ кремниевого ВС857
ВАХ кремниевого ВС857

Это меньше напряжения открывания эмиттерного перехода кремниевого транзистора (минимум 0,6 В, а лучше 0,7 В — см. типовую ВАХ кремниевого BC857), поэтому верхний транзистор окажется не в активном режиме усиления, а в т.н. режиме отсечки (без усиления). Когда-то очень давно Олег Гализин попробовал, и получилось, что чисто кремниевый комплементарный SRPP работоспособен только от 5 В, но такое фантомное питание было только на микрофонных материнках прошлого века, сегодня у всех 2,5 В через 3 кОм. Снова занавес?

Где германий лучше кремния
Опять нет. Вспомним, что некогда самые распространённые, а ныне экзотические германиевые транзисторы открываются при напряжении база-эмиттер всего 0,2...0,25 В.

ВАХ германиевого ГТ310
ВАХ германиевого ГТ310

Дык это же именно то, что надо! Ставим германиевый малошумящий pnp ГТ310Б на место Q1, и всё отлично заработало и от фантомного 2,5 В!!!

Сначала убеждаемся в этом виртуально, испытав нашу разработку в схемном симуляторе Microcap 11 (для анализа нашей схемы на 100% годится бесплатный «студенческий» вариант Microcap 11, инсталлатор которого весит всего 20 МБ и доступен для скачивания на сайте разработчика http://www.spectrum-soft.com/demoform.shtm). Мы ведь уже давно в XXI веке живем, и компьютеры наши лучшие помощники. Ещё 15 лет назад я считал, что любой схемотехник-аудиофил просто обязан владеть Микрокапом не хуже, чем паяльником, а уж сегодня и подавно. В первую очередь убеждаемся, что германиевый Q1 работает в активном режиме. Для этого смотрим соотношение его коэффициента передачи тока h21э по постоянке (статический h21э=Iк/Iб, BETADC=178) к нему же по переменке (дифференциальный h21э=dIк/dIб, BETAAC=189).

Оно больше единицы, значит всё гуд и транзистор нормально усиляет без захода в отсечку или насыщение. Если вместо Q1 ГТ310 всунуть кремниевый ВС857, то BETAAC(1,63)/BETADC(210)=0,0077 становится значительно меньше единицы,

т.е. транзистор уходит в режим отсечки и перестает усилять.

Ставим крест на кремнии и пошли дальше. Проверяем искажения (Alt+8, F2) при номинальном выходном напряжении 10 мВ и перегрузке +20 дБ 100 мВ: Кг=0,4% и 4%.

Не хайэнд, конечно, но для 2,5 В питания просто люкс. Типовый однотранзисторный предусилок

в таких условиях даёт в 3 раза больше — соответственно Кг=1% и 10%. Наконец, сравниваем усиление (жмём Alt+2, F2): 28 дБ против 2 дБ в исходнике и 11 дБ в однотранзисторном предусилке. Иными словами, германиевый ГТ310Б в описанной конфигурации комплементарного низковольтного Si/Ge SRPP повышает усиление в 7 раз, а искажения и выходное сопротивление снижает в 3 раза. Забегая наперёд, добавлю, что и шумы+фон при этом снижаются более чем на 20 дБ!

Относительно скепсиса некоторых рьяных ретроградов-радиолюбителей по поводу схемных симуляторов (мол, симуляторы — фигня полная, они не могут учесть то-то и то-то, и поэтому схемы надо только паять живьём в железе), то повторю то, что писал еще в прошлом веке. Если схема виртуально заработала в Микрокапе, то она 100%-но реально заработает и в железе в множестве независимых повторений. А вот наоборот получится не всегда. Проверено.

Практика — критерий истины!
И все же, как нас учит диалектический материализм, Практика — критерий истины, да и микрокапову виртуальную схему к реальному писюковому микрофону не прикрутишь. Поэтому после успешного микрокапания берём в руки паяльник и ваяем схему в железе, на что уходит от силы 10 минут. Этапы сборки пиминутно запечатлены на фотографиях.

После навесного монтажа на выводах имевшегося в микрофоне переключателя (его функция теперь — быстрое переключение между исходным вариантом и описанным предусилителем, чисто для сравнения), экранируем предусилок фольгой из пачки сигарет. Разумеется, изолирующей бомагой вовнутрь, а алюминиевой фольгой наружу, причем фольгу обжимаем куском зачищенного и заземленного медного провода.

Выпив рюмку чая за успех мероприятия, суём шнурок нашего дивайса в микрофонный вход звуковой карты (я использую ирекомендую ASUS Xonar Essence STX), запускаем программу анализа/измерения звука и протоколируем результаты. Поскольку в последнее время я отдался велотуристским экшн-видео, а в этой области нет лучше видеоредактора, чем Адобовская Премьера (//www.ixbt.com/live/case/adobe-premiere-pro-cc20152-vs-prodad-mercalli-v4defishrrespeedr-v-obrabotke-video-ekshn-kamer.html), то и в звуке мои предпочтения сегодня — это Adobe Audition СС (в меню статистики этой программы есть возможность выбора максимального и минимального среднеквадратического — RMS — значения напряжения шумов, а также динамического диапазона выделенной курсором части фонограммы; именно так метрологически корректно измерять С/Ш, а то ведь некоторые крутые парни глядят на уровни спектрограммы и ничтоже сумняшеся начинают уверять, что уровень шума их девайсов «лежит ниже -100 дБ»). Надиктовав в наш микрофон пару тестовых фраз, всего парой кликов мышки (Amplitude Statistics — Dynamic Range, слева снизу) протоколируем реальный динамический диапазон более 60 дБ (почти профессиональный уровень), а на спектрограмме справа убеждаемся в отсутствии фонового горба на частоте 50 Гц.

Динамический диапазон нашего дивайса - больше 60 дБ!
Динамический диапазон нашего дивайса — больше 60 дБ!

Для сравнения в этих же условиях измеряем динамический дапазон нашего дешевого Gembirda в исходном варианте = 30,5 дБ (+ на спектрограмме явно просматривается фоновая Эйфелева башня на частоте 50 Гц),

Динамдиапазон исходного Gembird-MIC205 ниже 40 дБ
Динамдиапазон исходного Gembird-MIC205 ниже 40 дБ

а также на порядок более дорогого ($40) микрофона Audio-Technica ATR3350 = 37,5 дБ.

Микрофон Audio Technica ATR3350

Динамдиапазон 40-баксового АТ3350
Динамдиапазон 40-баксового АТ3350

Измерения выполнены после взвешивания по кривой IEC-A 61672:2003 и выравнивания опорных уровней 0 дБ (по хлопку в ладоши в ближнем поле).

Ссылки

https://www.youtube.com/watch?v=qwS8W0XPIPg — видеовариант этой статьи одним файлом в ютюбике

https://drive.google.com/file/d/0BwWFi3_rXCHcLVNNdVpaYjRScDA/view?usp=sharing — cхемный файл (cir) рассмотренных вариантов предусилителя для схемного симулятора Microcap 11

http://www.spectrum-soft.com/demoform.shtm — бесплатная версия схемного симулятора Microcap 11 (инсталлятор 20 МБ)

https://drive.google.com/file/d/0BwWFi3_rXCHcb0JicDBSd0JKMEU/view?usp=sharing — звуковой файл испытания микрофонов

Вива ГТ310 и Микрокапу!

 

 

 

 

 

 

Об авторе
1979-1998 гг. — автор журнала Радио, 1998-2014 гг. — учредитель, издатель, главред журнала Радиохобби. С 1987 года — видеооператор, с 1989-го — инструктор по велотуризму.
+8 1 23132 56
Автор Николай Сухов Рейтинг +1.83 Сила 3.62
Блог Блог им. Николай Сухов 4 2 RSS

56 комментариев

Автор поста запретил добавлять комментарии
Potolog
Прочёл.
Ничего не понял.
Я тупоооооой! :-(
162552492@yandex
Николай! Хорошая инженерно грамотная статья, но… Смотри комментарий выше! Для не подготовленных тяжеловато для освоения. Я не согласен с тем что единственным источником 9V может служить только крона. Ну а как например элемент 23АЕ12V с напряжением 12V? Ламповый «анахронизм» до сих пор рулит да еще и как! Глаза на лоб лезут от «космических цен» на ламповую технику. И микрофонные усилители на лампах (разумеется не на 6Ж32П ) имеют далеко не хилые параметры. Да и преимущество транзисторов имеющих разную проводимость ( электроны и «дырки») имеет на мой взгляд чисто схемотехническое значение. Хоть я и не «лампист»,  но поток электронов в вакууме управляемых магнитным полем сетки теоретически вносит меньшие искажения в звуковой сигнал чем транзисторы с процессами движения электронов в кристаллической атомной решётке, рекомбинации дырок и прочими «потенциальными ямами» (в прямом и переносном смысле) свойственными природе полупроводников. В целом и те и другие имеют право на жизнь. А разработка мало компонентной аудиотехники на дискретных элементах, как автор я надеюсь сам убедился, актуальна, интересна и бесконечна.
С уважением В. Соловьев, Краматорск. 
Николай Сухов
как например элемент 23АЕ12V с напряжением 12V? Ламповый «анахронизм» до сих пор рулит да еще и как!

Батарейка классная, спору нет, но все равно здаравенная, не влезет. А с лампадами, то вообще ни одну из них, даже стержневую 1Ж18Б, которая в несколько раз меньше пальчиковых, в микрофон не засунешь. Разве что новый корпус лепить специально под лампады (да еще и блок питания вольт на 200, ведь несколько дюжин батареек засунуть тем более не реально). От этого даже Нойман (Georg Neumann GmbH) отказался и перешел таки на твердотелы еще в прошлом веке.
162552492@yandex
Николай! 
Georg Neumann GmbH известная фирма, но это фирма заточенная на массовую продукцию а не на единичный «эксклюзив» за несколько десятков тысяч зелёных. Поэтому вполне логично, что она перешла на массовую более дешёвую и экономичную твердотельную схемотехнику. Но это совсем не значит, что эта схемотехника имеет преимущество по техническим параметрам (кроме экономичности) над ламповой! Да и лампы есть поменьше  1Ж18Б — нувисторы и «жолуди» и питание у них намного меньше 200В. Ну да бог с ней, ламповой схемотехникой. Задача ведь была в доработке существующего микрофона для того чтобы убрать фон и шум и она выполнена автором на 100%. За это ему респект.
Николай Сухов
Ничего не понял. 

В двух словах —  если достаёт фон (гул "бууууууу...") и шиповник («шшшшшшшшш...») от твоего микрофона, то научись паять и прилепи то, что описано. Звук станет как в студии.
Николай Сухов
Прочёл.
Ничего не понял.
 
Дык тогда просто послушай вот тут
 
razorgolf

Статья интересная, но боюсь, что не для этого сайта. Большинство просто купит китайский микрофон, например BM700, у которого скорее всего нет таких недостатков.
К тому же раздобыть германий(если нет в загашнике) нынче сложновато.
Собирал когда-то Ваши схемы из Радио:)

Николай Сухов
например BM700, у которого скорее всего нет таких недостатков.

У алиэкспресовых 15-баксовых ВМ700/ВМ800 сигнал/шум в районе 47...52 дБ, я измерял (можешь и сам померять — скачай какой-нибудь из ютюбиковых обзоров-распаковок и засунь в Adobe Audition, как у меня в конце видеоролика). Хоть китайцы и пишут снаружи на коробке «80 дБ», а внутри в паспорте «76 дБ». Ну на то они и китайцы. Но главный недостаток этих микрофонов в том, что они требуют ток питания не менее 3 мА, а это не по зубам большинству писюковых звуковых карточек, выдающих 2.5 В через 3 кОм. Закон Ома помнишь? 2.5 В/3 кОм = 0,83 мА<<3 мА. Поэтому придется прикручивать (иначе большая вероятность того, что дивайс просто не заработает или будет хрипеть — читай гуглоотзывы) еще как минимум внешнюю специальную ЮСБовую звуковуху или вообще + внешний фантомник. Это не столько деньги, сколько массогабариты, которые и так немалые вместе с пауком и рукой. Хотя, если по большому счету, микрофончик для блогеров вполне нормальный.

К тому же раздобыть германий(если нет в загашнике) нынче сложновато.

ГТ310 дешевле грязи на каждом углу. Например, вот тут от 6 рублей за штуку
Николай Сухов
китайский микрофон, например BM700, у которого скорее всего нет таких недостатков.

Я этот китайский ВМ700 видел/слушал года два назад у своего приятеля-редколлеги, тогда же его и обмерял. Поскольку по сравнению с моим настоящим упомянутым выше Нойманом он тогда не впечатлил, я об нём забыл. Но раз такая пьянка, то договорился, подъеду сегодня к нему на рюмку чая (тем более, что у нас сегодня дождь и велопоход выходного дня отменяется), расковыряем — поглядим. Терзают меня смутные сомненья, что китайцы дурят нашего брата, утверждая на коробке большими красивыми буквами «Конденсаторный Студийный». Если там действительно окажется настоящий конденсаторный модуль аля оригинальный английский (пусть и китайского производства. Щас даже для эпла всё узкоглазые клепают)  iSK BM-700 Uni-directional Studio Condenser Microphone, который на ебае предлагается за 99 уев, то респект им и уважуха за то, что на алиэкпрессе китай-копия "Zeepin BM700 Конденсатор Звукозаписи Микрофон с 3.5 мм Проводной Шок Крепление для Радио Braodcasting" предлается в 5...6 раз дешевле (а на геарбесте еще дешевле). В демпинговом смысле на то она и щука, чтобы карась не дремал.

В общем, сегодня вечером (или если наклюкаемся до нестями, то, извините, завтра утром) доложу подробно результаты вскрытия.
Николай Сухов
Большинство просто купит китайский микрофон, например BM700, у которого скорее всего нет таких недостатков.


«Блажен, кто верует, тепло ему на свете»   (© А.С.Грибоедов). Но у нас получается как раз наоборот. По жизни оказалось, что алиэкспресовый фейковый BM700 фонит действительно заметно меньше, шипит лишь немного меньше, чем 4-баксовый типовый писюковый электретник, но затодоставляет столько гимора со своим нестандартным фантомным питаловом, что без поллитры блондинке-домохозяйке или типовому блоггеру с ним ну никак не разобраться.
Как и обещал вчера,докладываю результаты вскрытия.  
Итак, что показала трепанация 16-баксового китайского поциента 
Zeepin BM700 Конденсатор Звукозаписи Микрофон с 3.5 мм Проводной Шок Крепление для Радио Braodcasting?

А то, что никакой это не «Конденсаторный Студийный» (как пишут на красочной коробке и в интернет-рекламе), а хоть и улучшенный, но тривиально электретный микрофон. Вот как выглядят его потроха.

Тут прикручен долларовый электретный капсуль диаметром 14 мм (точно такой же применён и в Zeepin-ах BM800, MKF100TL) — похоже, вот этот. Он, конечно, крупнее обычных 6-миллиметровых мультимедийных электретников, из-за чего даёт бОльший уровень сигнала. Но с настоящим конденсаторным капсулем (34-миллиметровым, который стОит около 50 баксов), как говорится, даже рядом не лежал.   Да и в электронно-усилительной части Zeepin BM700 напрочь отсутствуют индуктивность и несколько диодов высоковольтного преобразователя, имеющегося у настоящего конденсаторного микрофона iSK Pro Audio (фирма с английским учредителем, но с производством в Китае) iSK BM700 за $99.99,вот его схема, под внешний вид которого косят хитрожопые китайцы из Zeepin.

И ведь трудно придраться к узкоглазым, поскольку электретные микрофоны действительно являются дешевым подклассом конденсаторных (в смысле не динамических) микрофонов. Так что не ведитесь на уловки поднеБЕСных маркетолухов. И тем более не верьте бреду ютюбиковских «блоггеров-распаковщиков-тестеров», уверяющих вас о том, что «Zeepin BM700 из алиэкспреса — конденсаторный студийный микрофон» только на том основании, что на его печатной плате есть электролитические конденсаторы ;-) (я не выдумал — послушайте сами на 1:53 из вот этого ютюбика https://www.youtube.com/watch?v=LhIiEERgZos). 
На самом деле это неплохой (хоть и не работает без допспецпитания с многими современными 2,5-вольтовыми микрофонными фантомами входов звуковых карт, в т.ч. и с моей ASUS Xonar Essence STX, см. также https://www.youtube.com/watch?v=GdZ1k38eS5M, https://www.youtube.com/watch?v=iXw00tiSG5Q) электретный микрофон, но не более того. К конденсаторной студийности не имеет никакого отношения. Его сигнал/(шум+фон) при питании от 8 В и выше примерно на 10 дБ лучше, чем у типовых 3-5 долларовых мультимедийных электретников на основе 6-миллиметровых капсулей, но на 12 дБ хуже, чем у описанного выше SiGe SRPPшника, все детали которого по цене укладываются в $1. 
Поэтому  моя рекомендация-вывод: купите паяльник, научитесь паять и слепите сами качественный предусилитель. По-любому, на это уйдет меньше времени, чем на получение посылки из Китая, причём полученные навыки вам вполне вероятно пригодятся и в дальнейшем. А на вырученные деньги выпейте (с «незлим тихим словом» © Т.Г.Шевченко) за здоровье Zeepinовских Ли-Си-Цинов ;-)

ЗЫ. Кстати, 48-вольтовое «фантомное питание» для Зипиновских ВМ700, BM800 — тот же фейк. Оно совсем не подается на конденсаторный капсуль (как в настоящих конденсаторниках) в связи с отсутствием оного (электретнику оно надо как зайцу стопсигнал). Оно тупо   снижается до 7,5 В имеющимся на плате стабилитроном и далее используется для питания многокаскадного предусилителя на полевике КТК596 в корпусе ТО92М и четырёх биполярниках в корпусе SOT23 (смотрите фотку вчерашней трепанации фейкового ВМ700). Вкупе такое нагромождение потребляет не сотни микроампер (как типовый электретник), а несколько миллиампер — в десятки раз больше. Нормальные звуковые карты такой ток не вытягивают (ещё Георг Симонович Ом нас учил: I=U/R, что для моей ASUS Xonar Essence STX означает максимальный ток козы I=2,5 В/3 кОм=0,83 мА), поэтому и требуется либо спец-катайская ЮСБовая внешняя, либо даже отдельный фантомный БП, — елда, которая стОит чуть ли не дороже BM700 (https://www.youtube.com/watch?v=vJ0SWR3kI0A).
ЗЗЫ. Поскольку скрипт обсуждения не предусматривает непосредственную визуализацию картинок, вы можете поглядеть более красиво иллюстрированный ответ по трепанации ВМ700 вот тут.

Берегите ваши уши от китайской лапши!

                                                                                                                               Успехов, всегда Ваш, Николай Сухов

Jarmish
Из германия даже очень много — мп39, мп41, П416=очень хорош для звука.В качестве источника тока есть литий, раз ставите переключатель так его и для выключения использовать можно.
Николай Сухов
мп39, мп41, П416=очень хорош для звука

Оно то да, но они шумят больше, чем ГТ310, и корпуса у них непомерно толстые, могут не влезть.
uncle_sem
корпуса у них непомерно толстые

распилить! ;) 
я намедни перебирал залежи… ох сколько там П и МП… и никуда не сунуть наверно уже…  
razorgolf
ГТ310 дешевле грязи на каждом углу. Например, вот тут от 6 рублей за штуку

Удивительно. Не думал, что столько предложений. Хотя опыт с einfo по импортным комплектующим скорее отрицательный. Несмотря на заявленное, реально либо нету, либо ждать 2-3 недели, да ещё и надо партию брать. А мне для ремонтов обычно надо 2-3шт. 

Насчёт bm700, я их сам не щупал, просто знаю про них, т к помогал одному форумчанину разобраться, можно ли его подключить к обычному фантому. Он писал, что подключил к обычной звуковухе на материнке и у него всё заработало. Правда потом, при подключении к нормальной звуковухе с фантомом и XLR заработало ещё лучше.
Про потребление не подумал, хотя судя по youtube у многих работает именно через обычный вход, не через XLR. Кстати на фотках и срисованной схеме явно виден внутренний преобразователь питания. Хотя там их тьма модификаций.  
Я прекрасно понимаю, что bm700 далеко не панацея, но писал в основном про посетителей сайта.
А для меня никакой экзотики в XLR входах нет, соответствующего оборудования не в одном экземпляре, т к занимался ранее всякой околозвуковой деятельностью, а теперь ремонтирую подобное оборудование. А маленькие электретники(правда самодельные, на основе капсулей) использую иногда для прикидочных измерений, т к сам уже выше 15кГц не слышу. Естественно предварительно сравнив их в одинаковых условиях с измерительным микрофоном, чтобы знать, куда делать поправку. Своего измерительного микрофона нет, т к такие работы нечасты и смысла покупать не вижу. 

сигнал/шум в районе 47...52 дБ

У меня на более серьёзных микрофонах в квартире больше 60 никогда не получалось, скорее всего из-за фоновых шумов в самой квартире. 
Николай Сухов
в квартире больше 60 никогда не получалось

а у меня вот 62 с хвостиком получилось ;-)
Последний раз редактировалось
Николай Сухов
Правда потом, при подключении к нормальной звуковухе с фантомом и XLR заработало ещё лучше.
 
;-) Лучшее — враг хорошего ;-) А что стало лучше с отдельным мощным фантомом (и каким, уточните плиз)?
razorgolf
Фантом обычный, 48в, от внешней usb-звуковухи, какой конкретно, не знаю, это не мои слова, это написал тот, кто мучал этот мик. У него был вопрос про подключение его к звуковухе с xlr. Я попытался ему помочь по фотографиям внутренностей понять, не сгорит ли чего при таком подключении.
По его словам при подключении этого мика к карте с фантомом увеличился как раз сигнал/шум и звук стал чище, стало больше ВЧ. Кроме с/ш остальное, насколько я понимаю, было сказано субъективно, без измерений.
Удивительно было, что этот мик может работать и с обычным комповым микрофонным входом, и с  xlr с фантомом. Хотя это было по моему больше года назад и китайские затейники могли уже что-то поменять.
razorgolf
Не понял, как тут редактировать. Немного не так я написал, собственно вот http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=90:3931:34#34, описание того, про что я, ну и спма тема про этот мик. 
Забылось уже, давно было. 
razorgolf
Не понял, как тут редактировать. Немного не так я написал, собственно вот http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=90:3931:34#34, описание того, про что я, ну и сама тема про этот мик. 
Забылось уже, давно было.
User57
вариант вашей схемы без германиевой экзотики
 http://i89.fastpic.ru/big/2017/0320/4c/a62be6f89c23a2e35431b4df1a85604c.png
Николай Сухов
вариант вашей схемы без германиевой экзотики

Оно, конечно, можно и так. Но количество элементов выросло вдвое, а самых дорогих и, главное, самых габаритных элементов — электролитов — даже втрое. Количественные изменения перешли в качественные (© Диалектический материализм ;-), и такой дивайс уже не смонтируешь на трёх ножках имеющегося переключателя. Придётся мантулить полноценную печатную плату, и не факт, что она влезет в микрофон. Да и экзотику жалко :-). Киньте также, плиз, сцыльку на ваш схемный микрокаповский файл, чтоб публика могла поупражняться.
Николай Сухов
вариант вашей схемы без германиевой экзотики
 http://i89.fastpic.ru/big/2017/0320/4c/a62be6f89c23a2e35431b4df1a85604c.png

Я не стал дожидаться, и проанализировал вашу (User57) схему сам. Она оказалась настолько неудачна, что это не модификация "вашей схемы без германиевой экзотики", а модифекализация какая-то.
Во-первых, её коэффициент усиления всего 10 дБдаже меньше, чем 11 дБ у одиночного транзистора с ОЭ, не говоря уже о 28 дБ SiGe SRPPшника. Во-вторых, её коэффициент гармоник при выходном сигнале 10 мВ тоже больше даже одиночного ОЭ (1,1% против 1,0%, и 0,4% у SiGe SRPP — соответственно красный, зелёный и синий график). Наконец, изза неудачной схемы смещения базы через единственный резистор R6=51 кОм,режим каскада по постоянке жутко плавает как в зависимости от температуры, так и от h21э (т.е. без подбора R6 под конкретный экземпляр транзистора не обойтись). Ну и в довершение — то, о чём я писал ещё вчера — удвоенное количество элементов и утроенное количество электролитов. Ввиду изложенного категорически не рекомендую повторять схему User57. Для тех, кто не верит на слово, привожу ссылку насхемный файл для Microcap 11 с обоими вариантами предусилителя.
User57

Получилось промоделировать схемы только в MC9.
Схемы почти не оптимизировались.
Проводился анализ THD, AC, Transient.

Схема «3a_electret_preamps.CIR» — вариант близкий к вашему.
Усиление по отношению к схеме только с капсулем равно 5.
Недостатки: низкая перегрузочная способность, сильный рост искажений при увеличении сигнала.

Схема «3b_electret_preamps.CIR» — упрощенный вариант.
Усиление равно 3.
Недостатки: умеренная перегрузочная способность, рост искажений при увеличении сигнала.

Схема «3с_electret_preamps.CIR» — минимальный вариант.
Усиление равно 2.
Достоинства: высокая перегрузочная способность, незначительный рост искажений при увеличении сигнала.
Особенностью этой схемы является то, что за счет разгрузки капсульного транзистора по току, она обладает искажениями меньшими по сравнению со схемой только с капсулем.

https://cloud.mail.ru/public/4jkV/uZVvUZzSE

Николай Сухов
Это устаревшая версия, надо было давно проапдейтиться до Microcap 11. Ведь его инсталлятор всего 20 МБ, легально и бесплатно в студенческой версии раздаётся с сайта разработчика одним кликом мышки. У него анализ нелинейных искажений гораздо удобнее, т.к. результаты выводятся не в виде нагромождения туевой хучи палок малопонятных неудобных спектрограмм, а в виде красивенького классического графика зависимости коэффицента гармоник от уровня выходного сигнала THD(Vout) или Кг(Uвых). Или ещё краше и эффектнее в виде трёхмерного 3D.
foma007
А у слабого сигнала какие будут искажения?
Ram-Time
А можно сеанс такой же магии, но для магнитодинамического микрофона?
Николай Сухов
Для динамического микрофона схемотехника предусилителя совершенно иная, т.к., в отличие от конденсаторного/электретного, у него не мегабольшое (Гигаомы), а микромалое (сотни Ом) внутреннее сопротивление. Поэтому на входе потребуется не полевик, а биполярник со сравнительно большим рабочим током коллектора (несколько миллиампер). Такой большой ток питания не вытянет стандартный микрофонный вход звуковухи, поэтому потребуется батарейка или питание от ЮСБ. Громозко и вряд ли оправдано для нестудийных условий.
Jarmish

[URL=http://fastpic.ru/][IMG]http://i91.fastpic.ru/big/2017/0323/d4/8aef3d3558e8ef82c5f5c61ae3e90dd4.jpg[/IMG][/URL]
Я делал такую схему и на выход включал наушники, для проверки работы.Чувствительность хорошая и при задувании микрофона искажений не было.

hectorsky
Промоделировал в Multisim14 схему уважаемого Николая Сухова. Отлично работает и с простым кремниевым ВС857 вместо динозавра ГТ310. Так и не понял, почему по нем  такие страсти… Получил при номинальном выходном напряжении 10 мВ и перегрузке +20 дБ 100 мВ: Кг=0,7% и 7%. немного выше, чем на «германии», но на слух будет неразличимо. Усиление схемы сравнимо — 31dB.
В Multisim14 нет модели jfet 2SK3372, подобрал вместо него резистор на входе с типичным для микрофона током через него.
https://www.dropbox.com/sh/tqks8qt8s06sys9/AACy00x_rwa4HZYiin30y6Tza?dl=0 
hectorsky
Поправка Кг=1% и 9.6% что впрочем на слух будет неразличимо с авторским вариантом
hectorsky
заменой одного резистора получаем уже при номинальном выходном напряжении 10 мВ и перегрузке +20 дБ 100 мВ: Кг=0,6% и 6%. Ссылка та-же, что и выше. По мне ГТ310 выеденного яйца не стоит… :)
hectorsky
Ставим окончательно крест на германии (там где ему и место). При номинальном выходном напряжении 10 мВ и перегрузке +20 дБ 100 мВ: Кг=0,36% и 3.6%. Усиление схемы авторское — 28dB. Результаты моделирования по ссылке, что и выше. Multisim использую 8 лет
Последний раз редактировалось
hectorsky
Умозаключения  Н. Сухова не верны по одной простой причине, его слова в статье: Это меньше напряжения открывания эмиттерного перехода кремниевого транзистора (минимум 0,6 В, а лучше 0,7 В — см. типовую ВАХ кремниевого BC857),   не соответствуют действительности. Дальше в статье он отталкивается от этого неверного заключения и пошло-поехало..
Для транзисторов нет понятия лучше-хуже. Есть простая физика их работа. В рассматриваемой схеме транзисторы работают на микротоках, соответственно напряжение эмиттерного перехода у них менее 0.55 вольт. Два кремниевых транзистора вполне уютно чувствуют себя при 2.5 вольтах питания.
hectorsky
Выложил и более оптимизированные схемы (по той-же ссылке), с коэффициентом гармоник меньше авторской:  При номинальном выходном напряжении 10 мВ и перегрузке +20 дБ 100 мВ: Кг=0,24% и 2.4%. 
Как уже отметил, ток через микрофон брал 0.25мА. Это типичный ток таких микрофонов. Но так как в общем случае микрофоны попадаются с разных рабочим током (и совсем не обязательно на jfet 2SK3372), то в каждом конкретном случае схема будет нуждаться в оптимизации.
Отмечу еще один момент: что авторская, что моя схема не есть оптимальной по шумах. Минимум шумов биполярного транзистора наблюдается при коллекторном токе около 50мкА. Если оптимизировать схему по шумовому параметру, номиналы, естественно выйдут другие. Но, т.к. рассматривается не хай-фай — сойдет и так.
Последний раз редактировалось
hectorsky
А во-вторых потому, что каждый из двух «этажей» захочет для своей работы в активном (усилительном) режиме по меньшей мере 1 В (0,7 В между базой и эмиттером и еще хотябы 0,3 В между базой и коллектором)
Еще одно не верное умозаключение Н. Сухова  Что-то новое от гуру. 1вольт для активной работы?? Ну-ну… А если 0.7В? Или 0.5В? Активная работа закончилась?
У биполярного транзистора нет границы по вольтажу для активной работы.
Если биполярный транзистор не в насыщении — он уже в активном режиме. 
Пожалуй на сегодня хватит, а то разнесу эту статью в пух и прах. 
hectorsky

Все гуд? К сожалению, нет. Легко убедиться, что если на нижнем этаже (Q2) падает 0,7 В между эмиттером-базой плюс 0,3 В между базой-коллектором, то на базу-эмиттер Q1 верхнего этажа из половины питания 2,5 В, т.е. 1,25 В, остается 1,25-0,3-0,7=0,25 В.
Пытался еще читать, сплошной бред…
Хватит...
Такое впечатление — что автор даже не удосужился посмотреть в симуляторе напряжения на электродах..
Посмотрите на реальные напряжения, что я выложил.
Хотя, стоп, ха… ха… ха!! Только заметил, смотрите выше в статье!
Для кремниевого транзистора ВС857А  Н. Сухов выкладывает скриншот симулятора с  напряжение база-эмиттер 567мВ,
Для германиевого транзистора GT310B  Н. Сухов выкладывает скриншот симулятора с напряжение база-эмиттер 652 мВ
Т.е. больше. чем для кремниевого!
Это уже ни в какие ворота не лезет..
Что за чудо-юдо GT310B  моделирует Н. Сухов??
Короче от обилия разных ляпов и ошибок в статье аж в глазах рябит.


Николай Сухов

Вы действительно хотите, чтобы я прокоментировал эти «записки сумасшедшего» неуча-студента-шизофреника? Но ведь смеяться над больными и убогими грешно. Ну раз вы просите, то извольте. Тем более, что макать ламеров и мосек в чан с г@$ном я люблю. Это так же смешно, как и читать их перлы.

Итак, по пунктам, что же показывает медицинский анализ поносного потока постов поциента hectrosky.

1). Несмотря на, как он утверждает, «с Мультисимом работаю 8 лет», наш студент так и не научился двумя ударами по клаве (Ctrl-C, Ctrl-V) вставлять в свою схему SPICE-модели остутствующих в стандартной библиотеке Мультисима радиокомпонентов. Хотя это так же просто, как в Ворде вставить слово, поциент не сумел вставить модель 2SK3372, а… заменил полевой транзистор ...  резистором. Для диагноза имхо достаточно, но продолжим веселиться.

2). Очевидно, не дочитав до конца главу «Транзисторы» своего учебника для техникумов, студент уверяет, что транзистор может работать лишь в двух режимах — насыщения или активном. А вот если б он слушался преподавателей и дочитывал книги до конца, то знал бы, что транзистор может работать ещё и в режиме отсечки.

3). Не зная, что такое режим отсечки, наш ламер, естественно, не может врубиться, как это в скриншотах Сухова напряжение смещения на эмиттерном переходе у кремниевого транзистора BC857 может быть меньше, чем у германиевого ГТ310. Отвечаю персонально тебе, двоечник. Погляди на токи коллектора BC857 и ГТ310. У первого он 37 мкА, а у второго 258 мкА. Это значит, что рабочая точка кремниевого находится на границе между активным режимом и режимом отсечки (что подтверждает и соотношение его BETAAC/BETADC << 1), в то время как германиевый находится в середине активного линейного режима (у него BETAAC/BETADC около 1). Простыми словами, ну не хватает немного напряжения питания для нормальной работы кремниевого транзистора. К сожалению, ты вряд ли знаешь, чем статический коэффициент передачи тока базы отличается от дифференциального, и не поймешь написанного. Надеюсь, что в следующий восьмилетний период ты прочитаешь об этом в учебнике, если тебя до того не отчислят из техникума за неуспеваемость.

4). Если б поциент не был таким ленивым, то в текстовой части моего схемного файла прочитал бы, что там черным по белому написано (цитирую 4-й абзац) «Германиевый p-n-p транзистор ГТ310Б Q1 можно заменить на 2N964, 2N503, AF106. В крайнем случае — на кремниевый (КТ3107, КТ361, BC557), но в этом случае коэффициент гармоник увеличится, а максимальное неискаженное выходное напряжение существенно уменьшится».

Прочитал бы, и тогда, раз нет у него ГТ310, поставил бы кремний и не мучился б с изобретением велосипеда. Правда, тогда и нас бы не повеселил ;-).
Впрочем, учитывая его критическое состояние, я надеюсь, что поциент еще не раз порадует нас своими постами.

hectorsky

Да уж… Я признаться не мало удивлен, что человек с такими скудными познаниями в схемотехнике был два года редактором известного радиолюбительського журнала. 
А вот теперь он еще вообразил, что бог моделирования в электронных симуляторах.
Он думает, что:
1. Нельзя заменить модель микрофона — генератором сигнала с эквивалентным выходным напряжением и сопротивлением.
2. Что активный режим работы транзистора начинается, когда на его коллекторе 1 вольт и больше, а открывается кремниевый транзистор от 0.6 (а лучше от 0.7 вольт) — нет слов..
3. Что германий в его схеме в крайнем случае можно поменять — на кремниевый (КТ3107, КТ361, BC557), но в этом случае коэффициент гармоник увеличится, а максимальное неискаженное выходное напряжение существенно уменьшится.Простыми словами, ну не хватает немного напряжения питания для нормальной работы кремниевого транзистора.
А по факту он слеп.
1. Не может разглядеть даже цифры, которые выдает ему программа-симулятор.
2. Не знает, когда начинается активный режим транзистора.
3. Не видит, что с кремнием без особого труда получаються даже лучшие результаты.

И, конечно-же, особого внимания заслуживает этот перл от «бога» Микрокап-11 Н.Сухова:
— в модели для германиевого транзистора GT310B Н. Сухов выкладывает скриншот симулятора с напряжение база-эмиттер 652 мВ, а в статье пишет: Вспомним, что некогда самые распространённые, а ныне экзотические германиевые транзисторы открываются при напряжении база-эмиттер всего 0,2...0,25 В.
Ну и как вам этот пассаж??
И этот человек будет мне рассказывать про SPICE-модели?? Он сам полный «0».
У вас еще остались сомнения по поводу того, соображает ли этот человек что-либо в электронных симуляторах??
Что еще сказать? Выживающий из ума старик, пытающийся кому-то вбить в голову свои идеи… Ему дорога туда-же, куда и германию..
И еще скажу ему по простому — я много лет разрабатываю микропотребляющие, низковольтовые схемы.И у меня получается, а вот у него, вижу, пока не очень.

hectorsky
Затих Н. Сухов.
Пукнул 1 раз и сдулся.
Его тут можно погонять бесконечно,  причем его же словами.
Пишет Н.Сухов:
Отвечаю персонально тебе, двоечник. Погляди на токи коллектора BC857 и ГТ310. У первого он 37 мкА, а у второго 258 мкА. Это значит, что рабочая точка кремниевого находится на границе между активным режимом и режимом отсечки (что подтверждает и соотношение его BETAAC/BETADC << 1), в то время как германиевый находится в середине активного линейного режима (у него BETAAC/BETADC около 1). Простыми словами, ну не хватает немного напряжения питания для нормальной работы кремниевого транзистора. 
Ага, а с каким током коллектора работает у тебя первый транзистор ВС547А? 
22мкА??
Неужто он то-же находиться  «на границе между активным режимом и режимом отсечки»? То-же напряжения ему не хватает? Мозгов тебе не хватает..
И т.д. и т.п.
Если хватит у Н. Сухова ума — пусть поправит статью, дабы не позорится, а комментарии может удалить.
Последний раз редактировалось
Николай Сухов

>Ага, а с каким током коллектора работает у тебя первый транзистор ВС547А?
>Неужто он то-же находиться «на границе между активным режимом и режимом отсечки»?

Для двоечников замечу, что режим работы транзистора (насыщения/отсечки или активный) характеризуется не током коллектора, а дифференциальным коэффициентом передачи тока BETAAC (т.е. реальными усилительными свойствами для приращения тока базы). Если он падает в разы по сравнению с максимумом в середине активного участка, то значит наступает отсечка (её признак — малость тока базы) или насыщение (его признак — Iб > Ik/h21э). Научился б наконец выводить в Мультисиме BETAAC и засовывать внешние спайсовы модели. Касательно режима первого BC547A картинка тут — https://io.ua/36186001m.jpg

> а комментарии может удалить.

не буду я удалять твои клоунские комментарии. Более того, пиши еще. Даю даже хинт — возьми у своей схемы без первого транзистора и померяй как умеешь в Мультисиме сигнал/шум. Поскольку шуметь в ней нечему, кроме тепловых шумов резистора, который у тебя вместо полевого транзистора :), то запиши, что достиг отношения сигнал/шум не 62 дБ, как у Сухова, а, скажем, 162 дБ ;-). Будешь чемпионом своего цирка.

cherenokl
Повторил данную разработку. Номиналы взял со схемы, что нарисована от руки. Получилось уместить все детали в небольшой микрофон-петличку Dialog. Для голоса подходит отлично. Выяснилась особенность схемы — весьма сильно поднимаются низы, и вместе с этим не хватает высоких.
По усилению все очень хорошо. Если раньше приходилось выкручивать усиление 10-20 дБ (по драйверу звуковой карты), то теперь без усиления выдается такой же уровень сигнала. Фона 50 Гц нет вообще.
hectorsky
2 Chernenko — проверь схему с кремниевым транзистором вместо ГТ310 — должно быть на слух то-же самое.
У Н. Сухова верно дрожат руки, не может даже взять в руки тестер, что-бы померять — какое все-таки напряжение на эмиттерном переходе  ГТ310. Может ты, Chernenko, померяешь? Прям интересно стало..
P.S. Я никоим образом не утверждаю, что схема плоха — она хороша. И причем она, после подстройки, будет одинаково хорошо работать как на германии, так и на кремнии. Но вот поза Н. Сухова мне не нравиться, занесло человека, надобно опустить на землю немного…
Юрий
Здравствуйте честной компании. Был заинтересован таким усилителем так как: Продвигаю свой канал на Ютубе — канал аналитический, приходится говорить голосом,  Хоть мой канал и посвящен аудио (реклама you're welcome to my nightmare - depo196 ) но тратиться на никчемную петличку петличку за сотни бакоф как то не климатит. Иногда случаются казусы — напр недавно писал с партнером обзор, подключив петличку к его приличному Канону и словили фон, который хз почему вытянул АРУЗ — прежде этого хз почему не было. Печаль. Пришлось изгаляться, маскировать музыкой, чтоб хоть как то использовать отснятый материал — переснять было затруднительно.
Кароч, почитав сей материал, покручинившись, гепнул шапкой о землю, купил на радиорынке деталюшек и собрал сабж.
 Динамический диапазон действительно вырос, жалко тут нельзя картинки постить, попробую это сделать на форуме Радиохобби. Спасибо Николаю за полезную конструкцию.
hectorsky
Н. Сухов  третий раз тебе говорю — возьми тестер и померяй напряжение на эмиттерном переходе ГТ 310.
И покажи всем, что ты намерял на переходе: 0.2В, как должно быть по твоему мнению в статье или 0.65 вольт, как показывает твой Микрокап-11.
То, что ты умеешь вилять жопой, и отводить разговор от темы, все уже и так поняли. 
Когда ты выложишь сюда измеренное тестером напряжение на эмиттерном переходе ГТ 310, ты просто окончательно выставишь себя ослом.
На том разговор с тобой будет закончен, свой "мастер-класс по Микрокапу-11 в практике аудиофила" сможешь законно засунуть себе в одно место.
 
Николай Сухов

> На том разговор с тобой будет закончен

Очень жаль ;-((. Без вашей клоунады как-то сразу скучно станет.

hectorsky
Также, Н. Сухов, ты можешь поступить, как настоящий мужик — признать свои ошибки.
Сказать — да, у меня была конченая SPICE-модель ГТ310. Да, я лоханулся с определениями границ активной работы транзисторов и т.д. 
Какой ты сделаешь выбор??
Только не начинай писать тут опять про «дифференциальные коэффициенты передачи тока BETAAC».
 Видишь ли, не зависимо от твоего понимания их (верного или нет), транзисторы усиливают и работают.
hectorsky

Ну что-ж, поскольку наш старый осел артачиться, упорно молчит и не хочет признавать своих ошибок, я скажу за него.
Как говориться, будем бить врага его же оружием.
Воспользуемся бесплатной версией схемного симулятора Microcap 11, по ссылке Н. Сухова, и его же cхемным файлом (cir) рассмотренного предусилителя.
В схеме сделаем одну простую замену: заменим суховское чудо-юдо ГТ310 на весьма распространенный кремниевый транзистор 2N3906.
Сделаем анализ АЧХ и искажений.
Ну и что мы видим?
А видим следующее: усиление схемы 28dB, искажения при номинальном выходном напряжении 10 мВ и перегрузке +20 дБ 100 мВ: Кг=0,36% и 3.3%.
Что там у Н.Сухова??
Скриншоты симуляции (файлы 20,21,22) здесь: https://www.dropbox.com/sh/tqks8qt8s06sys9/AACy00x_rwa4HZYiin30y6Tza?dl=0
У кого остались еще какие вопросы?

P.S. Особенно мне нравится этот выперд Н. Cухова:
Не зная, что такое режим отсечки, наш ламер, естественно, не может врубиться,
как это в скриншотах Сухова напряжение смещения на эмиттерном переходе у кремниевого транзистора BC857 может быть меньше,
чем у германиевого ГТ310. Отвечаю персонально тебе, двоечник. Погляди на токи коллектора BC857 и ГТ310.
У первого он 37 мкА, а у второго 258 мкА. Это значит, что рабочая точка кремниевого находится на границе между активным режимом
и режимом отсечки (что подтверждает и соотношение его BETAAC/BETADC << 1), в то время как германиевый находится в середине активного
линейного режима (у него BETAAC/BETADC около 1). Простыми словами, ну не хватает немного напряжения питания для нормальной работы кремниевого транзистора.
Выше я уже показал, что Н. Сухов не может определиться какое же напряжение на эмиттерном переходе ГТ310. То пишет 0.2-0.25В, то 0.65В
Сейчас у Н.Сухова потерялся тестер и он не может сказать точно.
Я думаю, что когда он найдет тестер, правда окажется для него жестче, напряжение там будет менее 0.2В.
Вообщем, макнул «студент» Н.Сухова в говно по самые уши, как ему теперь отмыться?

hectorsky
Думаю, что никак, сейчас он наверное опять пукнет: Без вашей клоунады как-то сразу скучно станет. А потом тихо здуется и будет смотреть на свой ГТ310.
hectorsky
Ну что, теперь  немного прояснить читателям ситуацию?
Н.Сухова мы наверное долго не услышим, он занят поисками тестера (или дрочит на ГТ310?). Да и вряд-ли он что умного скажет.
Итак, как пишет автор: Простыми словами, ну не хватает немного напряжения питания для нормальной работы кремниевого транзистора.
Я не зря привожу эту цитату автора уже несколько раз. Возможна ли эта ситуация?
Ответ очевиден — конечно нет. Мы имеем усилительный транзисторный каскад с непосредственной связью между транзисторами. Режимы работы транзисторов в нем устанавливаются «автоматически». Все транзисторы работают только в активном режиме, не возможна ситуация, что-бы какой-либо транзистор находился в состоянии отсечки (был закрытым). Ну, конечно при разумных уровнях сигнала на входе.
На нагрузочном резисторе каскада (тот, что внутри компа или ноута) будет не половина напряжения питания, как думает Н. Сухов, а то, которое потребует усилительный каскад для своей балансировки. Для каскада на кремниевых транзисторах это будет 1.1В, для варианта Н.Сухова меньше — вероятно 0.8...0.9 вольт.
Вот и всего делов-то.
Как я не пытался подтолкнуть к этой мысли автора  - увы. Старые ослы плохо поддаются обучению. Знай себе бубнит про «дифференциальные коэффициенты передачи тока BETAAC» . :)
Я уже писал, что был удивлен, что человек с такими скудными познаниями в схемотехнике был два года редактором известного радиолюбительського журнала.
Не знать основы-основ транзисторной схемотехники?
Надеюсь, что Н. Сухов хоть теперь что-то почитает по теме.
Нашел первое в поиске: http://arsenal-info.ru/b/book/561762499/19
Николай Сухов

Какая радость, клоун хотел было уйти, но таки вернулся! Продолжаем клоунаду!!

> Надеюсь, что Н. Сухов хоть теперь что-то почитает по теме.
> Нашел первое в поиске: http://arsenal-info.ru/b/book/561762499/19

А на напряжение питания этих схем внимания не обратил, учёный? То посмотри внимательнее, +9...+12 В. И сравни с самой верхней схемой этого обзора (в чёрной рамочке «микрофонный усилитель»), там тоже кремниевый транзистор и те же +9...+12 В. Или с видеообзором твоего коллеги из ЧипиДипа, что чуть ниже, не узнаёшь схему в начале первой минуты видео (1:1 из арсенал-инфо, токо там уже до +30 В хотят)? «Учите матчасть» ©

hectorsky
Ссылка дана как ознакомительный пример для обучения — уяснения общего принципа работы усилительных каскадов с непосредственной связью между транзисторами. И это понятно любому мало-мальски образованному человеку.
Увы, старый осел даже этого понять не смог…
Продолжаю удивляться непробиваемой тупости Н. Сухова.
Ты тестер хоть нашел то, маразматик?
Как я и писал выше: вряд-ли он что умного скажет, по сути ответить  Н. Сухову нечего.
hectorsky
Н. Сухов займись делом:
  1. Возьми тестер и померяй напряжение на эмиттерном переходе ГТ 310.
  2. Замени ГТ310 на транзистор 2N3906, сделай анализ АЧХ и искажений. 
То, что нужно делать — ты не делаешь, ну а то, что ты умеешь вилять жопой, и отводить разговор от темы строча всякую куйню, я уже понял, не усердствуй.
Выполнишь эти две задачи — тогда милости просим, пости. 
hectorsky
Для читателя, наверное, самый простой способ понять, как работает транзисторный каскад с непосредственной связью между транзисторами, будет, если посмотреть на картинки 18 и 19 здесь: https://www.dropbox.com/sh/tqks8qt8s06sys9/AACy00x_rwa4HZYiin30y6Tza?dl=0
В первом случае питание всего 2В, во втором 10В. В обоих случаях каскад автобалансируется, и на выходе имеем около 1.1В.
Сухову для ознакомления не рекомендую, все-равно не дойдет. 

Добавить комментарий