Ламповые микрофоны по мотивам ЛОМО 19А9

[Beermonza]

А с чего бы 2*Pi*Fн - константа ? Точнее Fн ?. Если у нас будут менятся сопротивления нагрузки и источника, то соответсвенно будет менятся и Fн.

Получается, что Вы произвольно выбираете Fн ("Находим индуктивность для частоты Fн"), и именно на -3 дБ, ...почему не на -1 дБ или 0 дБ? Срез не может быть точкой отсчёта. Надо делать резонансный контур, крутить частоту и смотреть осциллографом где будет удвоение амплитуды, потом подставлять в формулу ёмкость параллельного конденсатора, частоты резонанса, амплитуды напряжения на обмотке. Делать как контур без нагрузки на вторичной обмотке. Мультиметр покажет тот же результат +/- погрешность.

Если перегрузить сердечник по индукции, результат вообще может в разы отличаться и с мультиметром. К примеру, нанокристалл с 1,1 Тл максимальной индукцией измеряется адекватно даже на десятке витков, а пермаллой 79НМ (0,3 Тл) показывает индуктивность в 3 раза меньше. Стоит измерить на 1000 витках вторичной и пересчитать в первичную на его 10 витков, и возвращается адекватная величина. Всё дело в индукции.

[real64]

Наверное  надо было более подробно написать что использовалась снятая АЧХ трансформатора и Fн(-3дБ) =Fср= 75 Гц - частота по уровню -3дБ взята с графика
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4004-39bb946d57.jpg[/img]
img-4004-39bb946d57.jpg  
   Fср. по определению -3Дб
 Метод резонансного контура это лишь один из возможных способов измерения индуктивности и  далеко не самый точный и удобный. И почему надо пользоваться  обязательно им я не понимаю. Не понимаю, но готов для проверки выполнить измерения и им. Давайте уточним, как видоизменить схему измерений. Параллельно первичке я подключаю конденсатор, вторичку оставляю с нагрузкой или на холостом ходу ?  Формулы, по которым считаем ?
   Мне больше понравился простейший расчет приведённый Норманом Кроухeрстом (см ссылку на пред. странице). Вот цитата:
  "будем думать о низкочастотном склоне, а в другие проблемы, обусловленные намагничивающим током, вникнем позже. На отметке в -3 дБ индуктивное сопротивление первичной обмотки равно параллельно соединенным сопротивлениям источника и нагрузки".
  Считаем параллельно соединенные 13 кОм (сопротивление источника) и 2*3.45*3.45=23.8  (уточненное сопротивление микрофонного входа, приведённое к первичной обмотке). Получилось 8410 Ом (В предыдущем варианте получалось 8470)
 L1=Xl1/(2*Pi*Fн)=8410/(2*3.14*75)=17.9 Гн.

[Beermonza]

Нет, я не имел в виду, что "срез" может быть на другом уровне. Я спрашивал конкретно почему выбирается -3 дБ, а не -1 дБ или 0 дБ, ...срез не может быть точкой отсчёта, он зависит от параметров сердечника. Проницаемость не постоянная для разных уровней индукции, а индуктивность - относительно постоянная величина (на интересующем участке). Поэтому её надо измерять как на катушке, а не под нагрузкой, когда работает закон электромагнитной индукции.

Допустим, у Вас та же нагрузка на вторичной 1500 Ом, трансформатор намотан с КТ 3:1, т.е. на первичной приведённое сопротивление должно быть 13К. По идее индуктивное сопротивление первичной должно быть тоже 13К, напряжения на резисторе и обмотке, соответственно, поровну, по 144 мВ. График показал срез 75 Гц, стало быть индуктивность - 27,6 Гн, ...

Вот эта проблема измерения была и есть всегда, на какой частоте измерять, под каким напряжением, в каком режиме "катушка/трансформатор", обламываются и "зубры". Сколько людей столько и мнений. Я тоже не великий специалист, вывести адекватную формулу для burd-ig не смог (в теме "Эксперименты с аморфом"). Нужны графики на материал.

Материал по измерению:

[real64]

В приложенном файле результаты измерений трансформатора в программе RMAA При уменьшении входного  уровня  начиная с 290 мВ ступенями по -6дБ.  
    Beermonza
Почему выбирается  именно  -3дБ я уже не помню, а просто верю. Но если очень нужно, можно почитать например у Хоровица и Хилла - глава первая. Раздел 1.19 - Фильтры. Если этого будет недостаточно - можно будет поискать более серьёзные труды с интегралами на три листа  
  P/S  По измерениям резонансным методом я так и думал. Единственное что мы не выяснили - как поступить со вторичной обмоткой нагружать или нет ? Мне проще грузить входным сопротивлением мик усилителя.  

[Beermonza]

Единственное что мы не выяснили - как поступить со вторичной обмоткой нагружать или нет ? Мне проще грузить входным сопротивлением мик усилителя.

Вроде отметил этот момент, ...отсоедините нагрузку, пусть будет первичная как катушка с сердечником.

Получается при большем напряжении меньше искажений, ...не свойственно для высоконикелевого пермаллоя.

А скажите какая звуковая карта у Вас? ...если включить модемный трансформатор как есть 1:1 на 600 Ом, будет ли что-то ниже 60 Гц?

[real64]

Звуковая EMU 0204.  входное микрофонного при балансном подключении 2 кОма. Небаланс - 1.5 кОм.
   Включать 1:1 уже не получиться - я его перемотал   . Ещё один пока не выпаивал. При случае попробую.  
  Результаты измерений и расчета индуктивности по резонансной методике:
1. Параллельно первичке запаян конденсатор 6150 пФ. Частота 740 Гц.
   Расчетная индуктивность:
   10^12/((6,28*740)^2*6150)=7,5 Гн
2. Параллельно первичке запаян конденсатор 7530 пФ. Частота 620 Гц.
   Расчетная индуктивность:
   10^12/((6,28*620)^2*7530)=8,76 Гн
3. Увеличено последовательное сопротивление с 13 до 34 кОм.
    конденсатор 7530 пФ. Частота 555 Гц.
    10^12/((6,28*555)^2*7530)=10,9 Гн.
  Три измерения - три разных результата.  
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4005-c8a82fd046.jpg[/img]
img-4005-c8a82fd046.jpg

[Beermonza]

Три измерения - три разных результата.  

Мало того, Вы получите резонанс в разном месте на одном и том же контуре изменяя напряжение генератора    ...это не решаемая задача без данных на тип материала, графиков зависимости индукции от напряжённости поля, проницаемости от индукции, индукции и проницаемости от частоты.

Индуктивность и расчётное индуктивное сопротивление - это точка отсчёта, и формула XL = 2 * Пи * Fн * L работает поверхностно, увязывая индуктивность и индукцию. Нельзя точно определить первое не зная второго.

И измеритель напряжения должен быть с высоким внутренним сопротивлением (в инструкции ламповый), обычный мультиметр вмешивается в работу контура, резонанс уползает, ...на сколько, я оценить не в состоянии.

[real64]

Это всё я знал и мне изначально не хотелось им пользоваться.

 Метод резонансного контура это лишь один из возможных способов измерения индуктивности и  далеко не самый точный и удобный. И почему надо пользоваться  обязательно им я не понимаю. Не понимаю, но готов для проверки выполнить измерения и им.

Кстати при этих измерениях  я подключался к высокоомному (более 1 мОма) инструментальному входу звуковой карты. При необходимости можно было подключиться вольтметром В3-38.

[Beermonza]

Резонансный способ наиболее точный, при условии стабильности материала сердечника. Разные показания не из-за способа измерения, как возможного - альтернативного, а из-за указанной проблемы, вне её (нестабильности материала) способ - самый точный. Это означает, что нестабильность материала можно решить, найдя условия в некотором диапазоне частот, где он стабилен или относительно стабилен.

Давайте зайдём с обратной стороны. Попробуем подать на контур короткий импульс через конденсатор в сотню пикофарад, например +1В. Контур примет импульс, и по идее должен показать затухающий резонанс какой-то частоты. Нужно записать этот "звон", и дальше по формуле, при известной величине ёмкости, найти точное значение индуктивности:

L = 1 / ((2*Пи*Fр)^2 * C)

Попробуйте этим способом.

[real64]

Меня терзают смутные сомненья, что этот способ осуществим. Во первых, емкость в сотню пикофарад маловата будет. Во вторых, низкая добротность убьёт колебательный процесс в зародыше.  

[Beermonza]

Меня терзают смутные сомненья, что этот способ осуществим. Во первых, емкость в сотню пикофарад маловата будет. Во вторых, низкая добротность убьёт колебательный процесс в зародыше.

100 Ом в первичной будет? ...параллельно измеряемой обмотке керамический конденсатор 1 мкФ, импульс можно подать через такой же керамический 1 мкФ, ...батарейка +1,5В и кнопка без фиксации.

За счёт паразитного активного сопротивления пролетите на пару генри, ...по-моему нормальная точность. А можно измерить 100 витков и вернуть индуктивность через AL * N^2.

[real64]

Давайте зайдём с обратной стороны. Попробуем подать на контур короткий импульс через конденсатор в сотню пикофарад, например +1В. Контур примет импульс, и по идее должен показать затухающий резонанс какой-то частоты. Нужно записать этот "звон", и дальше по формуле, при известной величине ёмкости, найти точное значение индуктивности:

L = 1 / ((2*Пи*Fр)^2 * C)

 

Давайте.
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4006-49168f96c7.jpg[/img]
img-4006-49168f96c7.jpg

Период колебаний 0,026 сек. Соответсвенно частота

1/(0,026)=38,5 Гц

и индуктивность

1/((6,28*38,5)^2*10^-6)=17,1 Гн
 
 И этим способом величина получилась близка к первым двум  (18 и 17,9). На точность могли  повлиять: 20% допуск использованного конденсатора, активное сопротивление и входное сопротивление инструментального входа звуковой карты.

[Beermonza]

Повлиять могла и способность звуковой карты адекватно зафиксировать звон (частота довольно низкая), ...ещё время подачи импульса. Частота в момент появления импульса, его продолжительности, изменяется. Нужен отрезок, когда разделительный конденсатор не вмешивается в контур (ток прекратился).

Сопротивление обмотки не вносит корректива резонанса в таком режиме свободного контура, 100% активка не влияет, только задаёт скорость затухания резонанса. Сопротивление входа звуковой карты - тоже мало вероятно, 1М достаточно много. А вот разброс ёмкости параллельного конденсатора влияет очень сильно. При разбросе +/-20% может быть в край 0,8-1,2 мкФ, но чаще всего 0,9-1,1 мкФ, ...между ними 200 нФ - это погрешность 15,5 - 19 Гн, если частота таки правильная - 38,5 Гц, ...по графику полупериоды почему-то не равные.

Разделительный конденсатор можно поставить 1 нФ, и параллельный взять 100 нФ, более точный, чтобы передвинуть свободный резонанс за 100 Гц, где звуковая карта должна адекватнее записать колебания.

[real64]

Звуковая карта вполне адекватно отрабатывает такие частоты. А вот то , что полупериоды не равны - это как раз влияние активного сопротивления обмотки (вспомним понятия коэффициент затухания, декремент затухания

http://portal.tpu.ru:7777/departments/kafe...D-22%202013.pdf

[Beermonza]

Звуковая карта вполне адекватно отрабатывает такие частоты. А вот то , что полупериоды не равны - это как раз влияние активного сопротивления обмотки (вспомним понятия коэффициент затухания, декремент затухания http://portal.tpu.ru:7777/departments/kafe...-22%202013.pdf)

Вспомнить-то можно   ...только и коэффициент затухания и декремент отвечают за амплитуду, но не за период T. Как была частота резонанса Fр от начала свободных колебаний, так и останется до полного затухания, а у Вас вот:


img-4007-bebb761ea8.jpg

Либо звуковая карта не схватила адекватно, либо через разделительный конденсатор в этот момент идёт ток. А есть участок подальше от начала, где пересечение через ноль строго в 1/2 T?

[real64]

Вот файлик с процессом.

[Beermonza]

Анализ показал, что уровень нуля не держится на месте. Частота в начале импульса составляет 31 Гц, и в конце на амплитудах в 0,5 мВ - 42 Гц, дальше через ВЧ шум есть 43 и 44 Гц.


img-4008-b108fc4b2f.gif

Это изменение индуктивности 26 -> 13 Гн, ...при условии, что параллельная ёмкость - 1 мкФ. Если ёмкость меньше хоть на 100 нФ, то индуктивность выше на 2-3 Гн, если больше 1 мкФ, то ниже на столько же.

Разделительный конденсатор какой ёмкости?

В статье по намотке малосигнальных трансформаторов у меня вот так указано:

RL = 2 * Пи * Fн * L

где,
Fн - нижняя частота АЧХ, по уровню -1 дБ (за счёт R обмоток),
L - индуктивность обмотки.

Fн - это не срез, а граница НЧ по -1 дБ. Если подставить значение с Вашего графика будет:

RL = 2 * Пи * Fн * L = 6,28 * 150 * 13 = 12246 Ом. В нагрузке висел резистор 1,5К, в первичную транслировал приведённое сопротивление - 13500 Ом.

...истина где-то рядом

[real64]

Изменил схему коммутации конденсатора и всё встало на свои места.
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4010-ee53d8519d.jpg[/img]
img-4010-ee53d8519d.jpg
 Сейчас использую микропереключатель    МП2101
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4009-c682fd2fe9.jpg[/img]
img-4009-c682fd2fe9.jpg
  В ненажатом положении конденсатор подключен к батарейке и заряжен. При нажатии кнопки он подключается к первичной обмотке и начинается колебательный процесс.
  Использовал конденсаторы:
1 МКС-1  1 мкФ  Замеренная мультиметром MY-63 емкость 1 мкФ
   Частота колебаний 34,5 Гц
    Расчётная индуктивность
 1/((6,28*34,5)^2*10^-6)=21.3 Гн
2 МБМ-1 0.1 мкФ Замерянная ёмкость  0.165 мкФ
  Частота колебаний около 83 Гц
   Индуктивность
 1/((6,28*83)^2*1.65*10^-7)=22,3 Гн

[Beermonza]

Что-то я не понял схему стенда. Вы сигнал на запись со вторичной отправляете?

Конденсатор вижу только один. Импульс нужен быстрее чем можно клацнуть переключателем, поэтому от плюса батарейки выключатель, через него последовательно 1 нФ керамический конденсатор, он пропустит ток в импульсе и оторвёт + от контура за счёт гигантского сопротивления (у керамических конденсаторов мизерная утечка). В контуре желательно тоже керамический конденсатор 0,1-1 мкФ, какой найдётся поточнее. Сигнал на запись надо снимать с контура, ...вторичная обмотка не нужна, её оставить в воздухе, без нагрузки.

[real64]

Сигнал? Да - со вторички. Я думаю -это даже лучше - меньше влияние на контур ( приведённое сопротивление ок. 10 мОм.
 А чем плохо подключение нажатием кнопки микропереключателя к контуру уже заряженного конденсатора на время большее чем 10T, за которое он будет разряжаться в колебательном процессе? Отпускаем кнопку - конденсатор заряжается и опять готов к следующему циклу.