|
|
|
|
|
Хочу спросить про линейные регуляторы и их рабочие свойства при небольшом запасе по входному напряжению. Имею микросхему на 3.200В, падение по даташиту всего ничего 0.007В при токе 1мА. На вход подаю я ей со своего преобразователя 3.300В, т.е. на 100мВ запасу. По моим расчетам пульсации на выходе преобразователя при максимальной нагрузке не более 0.015В. Могу ли я рассчитывать на такой линейный стабилизатор? Или все-таки свойства линейных стабилизаторов в плане чистоты выхода будут плохими при небольшом запасе входного напряжения и стоит взять регулятор на 3.1 или 3.0 В? Честно говоря, фуфло какое-то, эти линейные стабилизаторы для питания микрофона. Нифига не фильтруют как надо. |
|
|
|
ZZZAMK: это как-то явно связано с шумом питания от моего DC-DC преобразователя ZZZAMK: Как ультразвуковой SEPIC шуметь вообще может в цепи питания микрофона? Значится так! Импульсные DC-DC преобразователи имеют очень большой уровень низкочастототного шума. Связано это со спецификой его работы. Спектр этого шума простирается до очень низких частот. Чтобы его отфильтровать нужен фильтр с очень низкой частотой среза! Герцы! Такой фильтр потребует применения электролитов очень большой емкости и большого номинала резистора, на котором "просядет" большое напряжение. Не запитывают от импульсников высокочувствительные цепи. А если и запитывают, то ставят последовательно еще и компенсационный линейный стабилизатор. Учтите, что они тоже шумят (там шумит опорник) и надо подбирать с минимальным шумом или такой, где есть вывод от опорника для внешнего конденсатора. На выходе линейного стабилизатора можно поставить активный фильтр с транзистором.
Учтите, что в DC-DC преобразователях очень важна разводка земель. Даже если разводка правильная, могут быть наводки от индуктивности. Наводится то будет ВЧ, но она промодулирована НЧ шумами. На любой нелинейности схемы будет происходить демодуляция. Желательно брать индуктивность в броневом сердечнике или хотя бы на кольце.
А вобще-то фильтровать надо не общее питание, а те цепи, где требуется особая "чистота" напряжения. Так вы сэкономите на падении напряжения на фильтре, будь то пассивный RC фильтр или активный транзисторный. Учтите также, что шумы в питании страшны не для самого микрофона (усиление микрофона мало зависит от напряжения фантомного питания), они приложены ко входу самого усилителя. Дифференциальный микрофон - хорошее решение, но такие микрофоны бывают только профессионального плана.
У меня тоже была похожая задача и я применял импульсник для создания фантомного напряжения 50 В (есть такие микрофоны, профессиональные). Тоже корячился и с линейными стабилизаторами и с пассивными и активными фильтрами. Все получилось. Правда спасало положение то, что микрофон был дифференциальный.
Еще, как вариант, не использовать DC-DC преобразователь с ШИМом, а применить повышающий преобразователь на коммутируемых конденсаторах. Или просто сгенерировать мощный меандр и подать его на умножающий выпрямитель на диодах. НЧ шумов будет намного меньше. Так делают в профессиональных микрофонных усилителях или профессиональных внешних звуковых картах.
**********************
Да, ну и самое простое для вас (у вас же микрофон обычный низковольтный) взять мелкосхему микрофонного усилителя с внутренним стабилизатором фантомного питания. Такие есть у МАХа. Зайдите на его сайт - там найдете (не помню тип). Купить можно в Тэрраэлектронике. У них есть точно, я видел. И еще, хорошим решением будет применение MEMS - микрофона. Продают и в "Терре" и в "СМП". В "Тэрре" продаются инфинионовские. Они лучше.
...блин, не посмотрел, вы же не в Москве... 
|
|
|
|
Дааа, на отшибе я... тут тока обвязку всякую купить можно. Вообще я что-то интересное всегда выписываю с DigiKey, богаче выбор. А заморочки те же, что с Москвой. MEMS микрофоны интересно, почитал уже про них. На будущее решение (или если это ваще уже никак не получится) воспользуюсь Вашим советом насчет микрух предусилителей со встроенной стабилизацией питания микрофона. Про конденсаторные преобразователи я читал. Почитаю ка еще раз. Я вот недолго думая откопал свой USBшный осциллограф, там есть какая-то фича FFT spectrum analyzer. Я сделал запись на выходе своего ШИМ преобразователя, показало 4 мВ максимальной амплитуды и пик в районе 22 кГц. Это что-то может нам сказать? См. аттачмент. 
|
|
|
|
А вот запись сразу после линейного регулятора. Амплитуда не более 1 мВ. Шума в звуковых частотах нет. Мааленький пик где-то на 100 кГц. Микрофона и RC цепочек нет. Просто резистор на пару килоом в нагрузку линейного стабилизатора поставил. Шума, выходит, по питанию нет! 1мВ да и то за пределами слышимости это ж ничего. А запись жужжит. 
|
|
|
|
Когда я свистю в микрофон осциллограф показывает единицы милливольт изменение напряжения от пика до пика на выводах микрофона. Ну тогда получается, что и 0.1 мВ по питанию уже может хорошо шуметь!? Стабилизировать питание тогда нужно до десятков микровольт, чтоли, насколько это реально? Или что-то я не так измеряю? Кстати, если в микрофон дуть или говорить в упор, напряжение на нем резко падает и восстанавливается в течение нескольких секунд. Нормально ли это? |
|
|
|
Zandy: Учтите, что в DC-DC преобразователях очень важна разводка земель. В двух словах, можно? Я понимаю, что существует правило незавосимой разводки аналоговой и цифровой земли. Но это же здесь ни коим боком? Какие есть особенности для DC-DC преобразователя крайне кратенько?
|
|
|
|
ZZZAMK: Шума, выходит, по питанию нет!
Операционник сам по себе имеет большой коэффициент подавления помех по питанию. Может быть и 60 и 80 дБ. Шум приходит со входа.
Еще совет. Микрофон, в зависимости от включения его внутреннего полевичка может быть либо источником тока, либо источником напряжения. Если микрофон двухпроводный, то скорее всего он источник тока. Т. е. при изменении напряжения на микрофоне + нагрузка не вызывает изменения тока по этой цепи. И следовательно напряжение на нагрузке остается постоянным. Поэтому, неиспользованный вход дифференциального усилителя лучше соединять блокировочной емкостью не с землей, а с той точкой, куда подсоединен нагрузочный резистор микрофона. Тогда, в силу стабилизирующих свойств самого микрофона, разностное напряжение шумов (между дифференциальными входами) должно быть меньше. ZZZAMK: Какие есть особенности для DC-DC преобразователя крайне кратенько?
Все земли (конденсаторов, микросхемы, делителя напряжения и т. д.) - в одну точку. Не использовать распределенных земель (в виде полигона или проводников).
*****************
Конечно, микрофон может и сам шуметь. Среди дешевых электретных капсулей такое сплошь и рядом. Попробуйте несколько микрофонов из одной бочки. Думаю, что шуметь они будут все по-разному.  |
|
|
|
Zandy: напряжение на нагрузке остается постоянным Как микрофон может рассматриваться как источник такого-то тока я не понимаю. Не нагрузка же изменяет свое сопротивление. Если источник тока (микрофон) будет поддерживать постоянный ток в цепи, то, чтобы менялось напряжение на выводах микрофона (а диффвход глядит напряжение), должно менятся сопротивление чего-то в цепи. Но не резистора же? |
|
|
|
ZZZAMK: Как микрофон может рассматриваться как источник такого-то тока я не понимаю
Я обобщенно сказал о микрофоне. Собственно микрофон, это заряженный конденсатор, одна из обкладок которого, тончайшая металлизированная пленка из материала под названием электрет, способного сохранять заряд на протяжении всего срока службы микрофона, независимо, подано ли на него питание. . Когда мы говорим в микрофон, пластины сближаются и отдаляются друг от друга - емкость меняется. Из физики известно, что при постоянном заряде и изменении емкости конденсатора, напряжение на нем будет меняться. Вот это напряжение, пропорциональное, в конечном счете, акустическому давлению звуковых волн, приложено между затвором и стоком полевого транзистора. Транзистор - полевик с изолированным затвором. В засисимости от напряжения на затворе меняется сопротивление канала сток-исток. Именно выводы стока и истока транзистора являются двумя выходами микрофона.
Когда в эту цепь мы включаем постоянное сопротивление нагрузки и источник питания, получаем простую схему с резистивным делителем напряжения. Один резистор у нас переменный (сопротивление канала зависит от давления звука). Следовательно напряжение на нагрузочном резисторе будет меняться. Вот это - то напряжение мы и должны приложить ко входу микрофонного усилителя.
*************************
Теперь посмотрим, а как будет меняться напряжение в точке соединения резисторов, в зависимости от изменении приложенного напряжения к этому нашему делителю. А тут все просто. Для этого надо посмотреть на вольт-амперную выходную характеристику транзистора, а именно, на зависимость тока стока полевика от напряжения стока. Из младших курсов электроники любого ВУЗа мы знаем, что эти характеристики почти горизонтальны оси напряжений, имея лишь небольшой подъем с ростом напряжения. Отсюда и делаем вывод, что с точки зрения питающего напряжения полевик является источником тока, т. е. имеет большое динамическое сопротивление. Именно поэтому при изменении питающего напряжения, напряжение на канале сток-исток будет меняться, а напряжение на нагрузочном резисторе будет оставаться почти постоянным. Ну а т. к. шум источника питания это то самое изменение питающего напряжения, думаю, что все ясно.
*************************
Понятно теперь, почему выгоднее снимать полезное напряжение не с выводов микрофона, а с выводов его нагрузки? |
|
|
|
ZZZAMK: Правильно ли я думаю, что для расчета 2-го по счету фильтра следует суммировать последовательные сопротивления R1 и R2? А не только R1 принимать в счет? Вообще, нет, суммировать не надо.
Есть такое практическое правило, что сопротивление резистора каждого последующего RC-звена в многозвенном фильтре должно отличаться не менее чем на порядок от предыдущего. Тогда цепи можно считать независимыми. Т.е. каждое последующее звено является нагрузкой для предыдущего. А так, как учитывать это влияние, если "правило порядка" не соблюдается? Проще тогда прибегнуть к симуляторам и там уже получить графики фильтра. ZZZAMK: А в 2х словах, что именно мы проверяем таким шитрым ходом с индуктивностью? Это по-идее фильтр будет LC на 7.3 кГц? То, про что Zandy написал: "Наводится то будет ВЧ, но она промодулирована НЧ шумами." Вот это-то ВЧ и попытаемся более эффективным способом подавить. Только здесь я имел ввиду, что это ВЧ будет модулироваться сигналом с микрофона. А насчёт частоты среза... Это не конкретная рекомендация, я предложил навскидку, т.к. даже так если эффект будет заметный, то можно уже конкретней посчитать. А так теперь понятно, что наводятся помехи именно по цепи питания микрофона, а не "по воздуху", от какого-нибудь стоящего рядом ВЧ-трансформатора. ZZZAMK: Честно говоря, фуфло какое-то, эти линейные стабилизаторы для питания микрофона. Нифига не фильтруют как надо. Ну, по крайней мере, они не создают кучу всякого мусора по цепям питания, в отличие от преобразователей.
Кроме того, ВЧ-помехи могут просачиваться и через цепи питания, по пути наименьшего сопротивления, например через собственную "проходную" ёмкость стабилизатора фильтра. Тут уже важную роль сыграет, как написал вам Zandy "Учтите, что в DC-DC преобразователях очень важна разводка земель". Т.е. земля должна как-бы "глотать" эти ВЧ-помехи, не давая им пройти мимо фильтра. ZZZAMK: Кстати, если в микрофон дуть или говорить в упор, напряжение на нем резко падает и восстанавливается в течение нескольких секунд. Нормально ли это?
Да, нормально. К примеру, тот-же эффект даст АРУЗ в магнитофоне. |
|
|
|
|