Замена трансформатора в микрофонном преампе

[Антон]

Часто в схемах микрофонных преампов встречал на входе трансформатор(особенно в ламповых). В статья "Радиохобби" попадаются попытки улучшить линейность трансформатора... А почему их не заменяют "каменными" предусилителями, допустим если коэффициент трансформации 100 - заменить транс предварительным усилителем(например, на микросхеме SSM2019 или 2017) с такимже коэффициентом усиления и все. При таком подходе вроде все должнобыть не только проще, но и параметры должны быть лучше?.?. Какие мнения по этому поводу, может кто сравнивал по звуку один и тотже преамп с заменой транса?

[Denn]

Вход микрофонного преампа - очень чувствительное место. Любой активный элемент привнесёт шумы, которые затем будут нехило усилены собственно схемой преампа. Трансформатор - пассивный элемент, он не даёт таких шумов, как любой активный. Т.о. получаем "нахаляву" малошумящий "разгон" очень слабого сигнала. На камнях сделать можно, но есть такая фигня: либо очень дорого (см. цены на спец микрухи а-ля INA103 и т.п.), либо очень шумно и некачественно (цены на 140УД6 можно даже не смотреть ).

[Антон]

Если использовать SSM2019 и при этом верить даташиту, то шумы на её выходе(на входе - 1,7нВ/V(Гц) при Ку=40дБ) будут порядка 24 мкВ - при полосе 20Гц-20кГц и усилении 40дБ. относительно
0 дБ - 0,755 мВ мы имее динамической диапазон 90 дБ. Учитывая то, что после него ещё каскад усиления будет стоять - максимум 30 дБ. Мы получим шум преда 60 дБ, а учитывая что для микрофона обычно 40-50 хватает, то ниже 70 дБ. Помоему очень круто выходит. Или я что-то не так посчитал здесь???
Глянул цены на INA103, хорошо стоит... но разве хороший трансформатор не будет стоить раз в 10 дороже??? За эту цену помоиму можно вполне сделать замену трансформатора..

[Denn]

Мы получим шум преда 60 дБ, а учитывая что для микрофона обычно 40-50 хватает, то ниже 70 дБ. Помоему очень круто выходит.

Шум в 60 Дб - это действительно круто

Глянул цены на INA103, хорошо стоит... но разве хороший трансформатор не будет стоить раз в 10 дороже??? За эту цену помоиму можно вполне сделать замену трансформатора..

Суть в том, что трансформатор по-любому лучше. Но так как он дорогой, то дешёвая каменная альтернатива была бы в некоторых случаях оправдана. Но дешёвой каменной альтернативы нет, а делать дорого и хуже как бы не очень много смысла.

[Антон]

Я имею ввиду 60 дБ шума при усилении преда 70дБ(такое усиление никто не использует). Если мы имеем рядовой студийный микрофон типа Октава МК-220 с чувствительностью 10 мВ/Па, то для полного счастья нам надо усилить его сигнал где-то на 36 дБ, а это значит, что шум преда будет 94 дБ разве это не здорово. Так чем же тогда трансформатор будет лучше, если шумы мы толком даже не услышим и с каменным предом - этого с головой будет достаточно для "комфортной" студийной работы? А вобще на сам звук трансформатор оказывает положительное влияние? Если оценивать эту замену по окрасу и качеству передачи звука, не учитывая шумы.?  

[Sonic]

Если найдёте хорошее железо, то можно и самому намотать транс (хотя бы на железе ТВЗ 9-1), ради эксперимента стоит рискнуть. А так попробуйте собрать два преда: один на ОУ, например на OP275, OPA2134 или INA217(усовершенствованная версия SSM2017); другой на лампе, с малым коэффициентом усиления, для подогрева звука. Попробуйте, как они звучат сами по себе, а потом ламповый поставить после твёрдотельного, вот и поймёте, есть смысл делать замену трансу или нет. Сам я пока не пробовал, вот Вам и флаг в руки.  
П.С. Схем гибридников с входом и выходом на ОУ можно найти море.

[Антон]

Впринцепе этим сейчас и занимаюсь. За основу взял схему преампа TubeTech MP1A. Кстати в этой схеме выходной каскад интересный - построен в виде двухтактного оконечного лампового (маломощного, типа для наушников) усилителя с трансформатором на выходе и безовсяких ОУ(на выходе). Вобще часто встречаются такие "типы" выходных каскадов в железе стоимостью более
100 т.р.

[Tubeman]

2:Антон...весь кайф от звучания лапового перампа прявляется именно тогда, когда это чистейший SE (ибо 2я гармоника) , а потом еще и минимальное количество узлов по ходу сигнала.
С уважением, Tubeman.

[Антон]

Вполне возможно что кайф именно от SE и нечем его не заменишь. Вот только ниодин человек ещё не сказал... "да вот мы пробовали, сравнивали и именно трансформатор даёт классный звук, а "камень" звучит не так..". Это ведь все только догадки, а что на практике? Что касается 2-ой гармоники, то её можно получить на 1-ом транзисторе. Причём, нижнюю половину волны сигнала обрезаешь и в сигнале у тебя(в идеале конечно) одни чётные гармоники, вот только звучать всё это будет мерзко. Интересует практика прежде всего по данному вопросу.

[jazz77]

Часто в схемах микрофонных преампов встречал на входе трансформатор(особенно в ламповых). В статья "Радиохобби" попадаются попытки улучшить линейность трансформатора... А почему их не заменяют "каменными" предусилителями, допустим если коэффициент трансформации 100 - заменить транс предварительным усилителем(например, на микросхеме SSM2019 или 2017) с такимже коэффициентом усиления и все. При таком подходе вроде все должнобыть не только проще, но и параметры должны быть лучше?.?. Какие мнения по этому поводу, может кто сравнивал по звуку один и тотже преамп с заменой транса?

Что касается микросхем по входу, то все они уступают дискрету
по шумам. А дискрет уступает трансу по шумам. Вот и вся песня.
Т.е. транс вообще не шумит и при этом усиливает сигнал. Вот его
основное преимущество. Вот поэтому его применяют для микрофона
и МС корректора. Я пытался сделать вместо транса усилитель на
малошумящих полевиках, но ничего хорошего не получилось, всё
равно вернулся к трансу.

[Антон]

А что значит ничего хорошего не вышло, много шума было или звук не устраивал?. По расчётам, которым я выше предоставил вроде всё замечательно выходит в отношении шумов (если глянуть даташитку SSM2019, то видно, что в ней дискрет стоит и только на выходе ОУ). Где тогда можно хорошие трансформаторы достать(купить, заказать) входные с коэффициентом трансформации 100?

[jazz77]

Не устраивал как раз таки шум. А трансы я брал от ламповых
пультов Тесла и от ламповых мониторов  Тесла и Биг, где стояли
хорошие трансы на пермаллое с коэф. от 10 и выше.
Можно конечно было Дженсены заказать, но жаба задушила такие
деньги платить.

[Samat]

Смотря еще какой микрофон используется. Если ленточный, то однозначно транс на пермаллое нужен, ...если динамический, то момент спорный, транс или камни, ...а вот если конденсаторный, то полевик, например, нормально себя ведет, в качестве усилителя, и по шумам все в порядке. Да еще и у кого как душа лежит, нужен ламповый окрас или "стерильный" звук, ...нужно делать и слушать конкретно от используемых усилителей.
А что сложного намотать себе транс? ...покупать на заказ дорого, из б\у на барахолке поискать еще нужно, одни проблемы, ...для меня так, естественно. Я намотал себе 3 штуки с разными сердечниками для ленточного, С\Ш в районе -65дБ, теперь поставлю неодимовые магниты и будет еще лучше. ...извините за немножко ОФФа.

[OlegFX]

2 jazz77:

==Т.е. транс вообще не шумит и при этом усиливает сигнал.==

Немного не так. Во-первых, транс шумит. Во-вторых, усиливая сигнал источника в n-раз, он увеличивает его шумовое сопротивление в n-в квадрате. Его применение должно быть четко обоснованным с пониманием того, "для чего и почему". Он нужен, прежде всего, для согласования источника со входным каскадом. Точнее, для приведения эквивалентного сопротивления источника к оптимальному для входного каскада, в смысле шумов, значению. Так, в ламповом преампе без транса никак, т.к. лампа имеет минимум К_шума при сопротивлении источника десятки кОм (сравни со стандартным микрофонным r_внутр=200 Ом). В правильно спроектированном каменном входном каскаде транс дает очень небольшой выигрыш по шумам (несколько дБ), если применяются обычные малошумящие транзисторы и ОУ, и почти никакого выигрыша, если применить специальные тр-ры с малым объемным сопротивлением базы. Хотя, применение транса здесь все равно желательно, т.к. проще и правильней организуется балансный вход.

==Я пытался сделать вместо транса усилитель на
малошумящих полевиках, но ничего хорошего не получилось==

Неудивительно, почитай Хоровитц, Хилл. Если кратко, то оптимальное r_источника для полевиков намного выше микрофонных 200 Ом. Потому, не место полевику в микрофонном бестрансформаторном преампе. Кстати, не бывает "вообще" малошумящих транзисторов. Полевик 2SK170 c его 1нВ/корень_из_Гц шума может оказаться намного малошумящее БТ 2SB737 с 0,55нВ/корень_из_Гц. А может - и наоборот, что у тебя и случилось.
А, вообще-то, мне кажется, что ты слушал избыточные шумы пассивных компонентов, раз пришел к таким выводам.

2 Антон:
Собирай по бестрансформаторной схеме, по шумам будет отлично. Применяй металлопленочные резисторы, качественные конд. и все будет в порядке. От случайного (неправильно сделанного) транса вреда больше, чем пользы. Одно экранирование чего стоит! Хотя, честно говоря, я за трансы. Но правильные.

[jazz77]

to OlegFX, транс- пассивный элемент и шумят у него медный провод и домены. Гораздо страшнее у транса-искажения на краях частотного тдиапазона.  И шум транса меньше шума любого резистора под нагрузкой. Насчёт полевиков-ставил 5шт в параллель SK170, чтоб уменьшить шумы и соглавсовать с микрофоном.  Получилось, с трансом Кш=78дб, а с полевиками-72дб.

[Антон]

А что сложного намотать себе транс? ...покупать на заказ дорого, из б\у на барахолке поискать еще нужно, одни проблемы, ...для меня так, естественно.

Микрофоны использовать планируется конденсаторные, крайний случай - динамические.
Сложность как раз таки в намотке: 1) нужен провод, как я понимаю тонкий - порядка 0.05мм, те надо покупать бабину и не одну - это деньги 2) Знания в этой области(какое железо, как наматывать и тд) на это надо время тратить чтобы был опыт. Еслибы можно было взять 1-ый попавшийся транс(железо) и намотать входной, получив хорошие характеристики это одно... но в этом деле, и не только в этом, есть много нюансов(как я понимаю), с которыми связываться пока не очень хочется.

[OlegFX]

2 jazz77:
==транс- пассивный элемент и шумят у него медный провод и домены.==

Про шум доменов не знаю, может, ты имеешь ввиду шум эквивалентного сопротивления потерь (потери в материале магнитопровода на вихревые токи и гистерезис)? Такое есть.

==И шум транса меньше шума любого резистора под нагрузкой.==

Наоборот, всегда выше. Не может добавочный элемент понижать шум. Это противоречит законам физики. Уточню: шум резистора+трансформатора всегда больше шума того сопротивления, к которому транс приводит сопротивление источника сигнала. Пример: 200 Ом входного_r транс преобразует в 20 кОм эквивалентного сопротивления (транс возьмем 1:10, значит, по сопротивлению 1:100). Так вот, эта связка будет шуметь больше, чем просто резистор 20кОм (хоть идеальный, хоть реальный, но качественный). Другими словами, если бы усилители были идеальными, то транс только бы ухудшал С/Ш.
А рассматривать шум никуда не подключенного трансформатора, который "меньше шума любого резистора", по-моему, не имеет смысла. Правильней анализировать всю связку источник--транс--входной касад.

==Насчёт полевиков-ставил 5шт в параллель SK170, чтоб уменьшить шумы и соглавсовать с микрофоном.  Получилось, с трансом Кш=78дб, а с полевиками-72дб.==

Оптимальное r_источника для таких ПТ примерно 10кОм, т.е. сколько же их надо взять, чтобы получить 200 Ом? Даже страшно представить, что это такое получится. Лучше параллелить БТ. Так иногда и делают в про-пультах.

[Антон]

jazz77, а кокой коэффициент передачи был у транса и у преда на полевиках для полученного тобой значения шума -76 дБ и -72 дБ соответсвенно? Навернека он разный и, надобы уровень шума привести к одному коэффициенту передачи, так как сигналы на выходах будут иметь различный уровень...

[Samat]

Микрофоны использовать планируется конденсаторные, крайний случай - динамические. Сложность как раз таки в намотке: 1) нужен провод, как я понимаю тонкий - порядка 0.05мм, те надо покупать бабину и не одну - это деньги 2) Знания в этой области(какое железо, как наматывать и тд) на это надо время тратить чтобы был опыт. Еслибы можно было взять 1-ый попавшийся транс(железо) и намотать входной, получив хорошие характеристики это одно... но в этом деле, и не только в этом, есть много нюансов(как я понимаю), с которыми связываться пока не очень хочется.

Все проще гораздо, ...нужно начать с вопроса: "у меня хватит терпения?" ...по ответу приступать или не приступать к изготовлению. Провода от сетевых маломощных трансформаторов обычно у паяльщика достаточно, а если трансов десяток другой от старой электроники (у меня валом), то там все есть. По поводу железа, ...если у тебя конденсаторные мики в планах, то транс нужен на выходе преда, как я понимаю, чтобы развязаться с пультом, или еще с чем, балансный или еще как-то, это ты сразу определись. От куда возьмутся мики? ...только капсули или в сборе купленные типа Октава? Где-то читал заметку, ...некий спец, ради интереса, намотал на дешевом сетевом трансе, и это все по качеству обошло дорогие трансы от фирмы, которые специально покупали для этих дел, ...не сказав заказчику, он провел слепой тест, и тот выбрал именно пред с этим дешевым трансом, полагая, что туда вставили дорогой фирменный транс, ...на словах естественно не поверили, пришлось показать, ...и тут удивлению нет предела. На сколько это правда я не решаюсь ответить, ...но по своему опыту скажу, что эксперименты лучше поиска достоверной инфы.

[PNC]

По поводу железа, ...если у тебя конденсаторные мики в планах, то транс нужен на выходе преда, как я понимаю, чтобы развязаться с пультом, или еще с чем, балансный или еще как-то, это ты сразу определись. От куда возьмутся мики? ...

Мики уже давно есть Октава 319 и 105 (тобишь фантомное питание будет использоваться)

Пред будет ориентироваться на них.