Самодельный измерительный микрофон на базе WM61A. Сравнение с двумя Superlux ECM999.

Проверка и калибровка самодельного измерительного микрофона на базе электретного капсюля Panasonic WM61A.
Цены на измерительные микрофоны колеблются от 40$ за невнятное чудо до 80$ за уверенный середнячок. При желании можно приобрести за 10к$ что-то типа Neumann KU 100, но мы попробуем обойтись вариантами попроще.
Обзор рассчитан на подготовленного читателя.

1. Более 12 лет назад в интернет была запущена утка, мол, капсюль wm61a — сверх линейный, и никакая калибровка ему не требуется.

Доверчивый народ заглотил наживку, и все капсюли быстро разошлись по просторам СНГ.
По закону подлости, производство капсюлей wm61a было прекращено (дата
достоверно неизвестна), а спрос остался.

Тогда хитрые продавцы и китайцы подсуетились, выпустив на рынок капсюли под видом wm61a.
Естественно, по эксклюзивной цене. Но и это не остановило искателей wm61A.
Но поскольку утка всё ещё продолжает летать, капсюли по сей день расходятся, как горячие пирожки,
несмотря на неизвестность происхождения и неизвестные параметры.

Нашлись и продвинутые радиолюбители с токарными\фрезерными станками и 3Д принтерами, которые
пытались подровнять АЧХ напильником акустическим исполнением держателя капсюля, скопировав размеры
с заводских прототипов:

Во-первых, это бесполезно: калибровка нужна в любом случае.
Во-вторых, использование пластика в качестве материала для корпуса микрофона влечёт за собой появление наводки 50 Гц по уровню -40..-60 дБ (в зависимости от усиления схемы) на спектрограмме:

На картинке выше реальная шумовая полка промышленного микрофона в пластиковом корпусе.

Такую же проблему получили владельцы недешёвых микрофонов DBX RTA-M, поскольку производитель сэкономил на алюминии. Ситуацию спасает специфика использования этой модели: на АЧХ при значительных звуковых давлениях наводка почти не влияет. А для других замеров микрофоны особо и не используются.

Ладно, шутки в сторону.
Если кого-то всерьёз заинтересовал вопрос, то рекомендую список литературы и ссылок:
Measuring Microphones — Lecture Note
Brüel&Kjær BE 1447 Technical Documentation Microphone Handbook
Microphones Methods of Operations and Type Examples
Система калибровки микрофонов методом взаимности 9699
Выбираем измерительный микрофон (230+ страниц)
Пред для электретного микрофона
LM386 в схеме измерительного микрофона
Калибровка микрофонов доступными средствами


Итак, перейдём к нашей самоделке.

2. Описание конструкции.
Схема заимствована на Вегалабе (разработчик — Fenyx):

Там же есть разводка печатной платы, авторские комментарии
и… обсуждение на 60 страниц. ))

Питание схемы 9 В (батарея «Крона»). Или её аккумуляторные аналоги:

или


НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ использовать аналоги с преобразователем внутри!

Микрофон конструктивно состоит из металлического корпуса (с платой усилителя и батареей внутри):

и держателя капсюля с разъёмом


С одной стороны — разъём BNC для подключения капсюля:


С другой стороны — разъём RCA для подключения стандартного кабеля (RCA-RCA или RCA-jack 3.5mm):


Пара переключателей: один — питание вкл\выкл, второй — дополнительное усиление +20 дБ.

Капсюль крупным планом:


В собранном виде:


Gruppenfoto перед началом замеров:


3. Замеры.
3.1 Шумовая полка.
Самодельный микрофон (минимальное усиление):

Этот график и все представленные ниже удобно рассматривать в полном размере!

Самодельный микрофон, шумовая полка (усиление +20 дБ):


Во время проверки:


Шумовая полка (микрофон Superlux ECM999):

На ВЧ можно заметить незначительную «расчёску».
В пределах допустимого.

3.2 Сравнение по чувствительности двух экземпляров ECM999.


В предыдущем обзоре ECM999 vs RFT mk102
приводится скан «паспорта», которым комплектуется ECM999:

Заявлена чувствительность -37 дБ. Разброс (ака допуск) не указывается.

По факту разница по чувствительности двух проверенных экземпляров ECM999 составила 2,5 дБ.
Надеюсь, вывод понятен. ;)

3.3 Ну и конечно же самое интересное: АЧХ.
АЧХ микрофона ECM999 n1 показана в предыдущем обзоре.

АЧХ микрофона ECM999 n2 и схемы на wm61a:

Графики наложены таким образом, чтобы на частоте 1 кГц обе АЧХ проходили через одну точку -20 дБ.

ВЫВОДЫ:
— АЧХ проверенных двух экземпляров ECM999 более-менее совпадают; что можно увидеть при проверке очередного ECM999 или любого другого аналога (DBX, Behringer и т.д.), собранных на базе обычных электретных капсюлей, пёс его знает;
каждый микрофон необходимо проверять и калибровать индивидуально !
— АЧХ самодельного микрофона на базе капсюля wm61a укладывается в «коридор» 10 дБ;
да, это неплохой результат, но с учётом файла калибровки схема «превращается» в полноценный измерительный микрофон.

Кошка проверяет АЧХ НЧ динамика


Всем удачных экспериментов и качественного звука!
Добавить в избранное +50 +61
+
avatar
0
Интересный обзор! Даже я немного понимаю. Ещё чуть-чуть и сделаю себе такой микрофон, но только когда времени больше будет. Самоделки — наше все!
+
avatar
0
На днях хочу попробовать править АЧХ наушников (эквалайзером в плеере)при помощи микрофона, чтобы не на слух, а визуально по картинке в спектралабе.
+
avatar
  • ZeRNoVoz
  • 02 февраля 2022, 10:52
+9
мама, смотри, я могу без рук трансцендентирую матрицу вижу звук)))
+
avatar
+4
мама, смотри, я могу без рук трансцендентирую матрицу вижу звук)))
...-чем больше паровоз, тем больше и мощнее у него свисток!
-ответили британские учёные, распихивая по карманам гранты за «исследования»…
+
avatar
+2
Будет про это обзор? Было бы интересно про принцип и подход почитать, чтобы и на свой слух попробовать)
+
avatar
+5
Alexander_,
обзор «АФАП-1» проходит последнее редактирование
будем слушать… свет
+
avatar
+1
Интересно)))
+
avatar
+2
...«АФАП-1»...
О нет, название «АФАП-1» совсем не звучит :)

Когда советский изобретатель Лев Сергеевич Термен создал в 1920 г. свой кинестетико-акустический синестезатор, он хотел назвать его «Этерон» (от латинского ether=эфир). Но восхищенные поклонники Термена придумали другое название его гениальному инструменту, под которым он и приобрел всемирную известность и успех — терменвокс.
будем слушать… свет
Потрясающе! Тогда предлагаю назвать ваш прибор «люменвокс» (от латинского lumen=свет и vox=голос).
Такое яркое, красивое и запоминающееся название обязательно привлечет внимание и в разы поднимет рейтинг вашего нового обзора.

PS. Помните что говорил капитан Врунгель из известного мультика? — «Как вы яхту назовёте, так она и поплывёт».
+
avatar
+1
Спасибо за удачное название!
+
avatar
  • kerleada
  • 02 февраля 2022, 22:56
0
Спасибо за ссылку на модели, распечатаю на принтере и обклею фольгой внутри
+
avatar
  • deBocsh
  • 03 февраля 2022, 00:47
+2
Баловство это, экранироваться: горбыль на 50Гц в реальной жизни ни на что не повлияет: в дальнем поле на такой низкой частоте ничего не намеришь, кроме стояков помещения, в ближнем поле уровень сигнала будет высокий на столько, что будет незаметно, так что можно смело забивать.
Но если если остро прямо очень хочется, то есть аэрозоль CRC EMI — делает токопроводящее покрытие. Суть — клей с медным порошком. Стоит невменяемо. Возможно есть что-то попроще/подешевле, но я не встречал.
Ну и нужно помнить, что магнитным полям эти все упражнения до лампочки.
+
avatar
  • kirich
  • 03 февраля 2022, 00:53
0
есть аэрозоль CRC EMI — делает токопроводящее покрытие. Суть — клей с медным порошком. Стоит невменяемо.
Такой вариант в качестве замены не пойдет?
+
avatar
  • deBocsh
  • 03 февраля 2022, 01:20
0
Фих знает, я не пробовал ни одно, ни другое, просто этот EMI заточен под экранирование. Но цена удивительная.
Я как то раз сел и ковырялся по толстым каталогам в поисках экранирующего лака, но ничего за вменяемую цену не нашёл: всё везде было плюс-минус одно и тоже, такое впечатление, что CRC делает эти все баллончики под разными брендами. Может что изменилось за пару лет, но не думаю.

В общем — нет мнения у меня.

А, вспомнил! Я бы и купил этот EMI, в хозяйстве пригодится, но другие баллончики, ну там с какими-то очистителями или смазками, не помню уже, этого же производителя, испустили волшебный дух и перестали распылять. Поэтому меня жаба и задушила. Купишь, а оно сдохнет во время хранения. Вот!
+
avatar
0
… ковырялся по толстым каталогам в поисках экранирующего лака..
В не столь далёкие Времена было достаточно посетить ближайший «хозмаг»,
и прикупить в нём пакетик алюминиевой пудры… Лак находился в любой доступной дамской сумочке. Западные зрители «неис-стов-стов-ст-свали-и»!\С\ ;-))
+
avatar
  • deBocsh
  • 03 февраля 2022, 20:30
0
Красивое, серебристое, термостойкое! Хотя, постойте… Нам же нужно проводящее электричество.
+
avatar
  • donBaton
  • 02 февраля 2022, 10:54
+3
Самое главное отсутствует — заключение котейки.

Котейка проверяет стиральную машинку. К эксплуатации допущено:

+
avatar
+3
… Самое главное отсутствует — заключение котейки.
-ему не хватает фото батарейки в анфас, и демонстрации её «потрошков»...
+
avatar
  • yopopt
  • 02 февраля 2022, 11:04
+3
Если бы поставили капсюль внутрь трубки диаметром 8-10 мм, тогда бы звуковое давление на вч несколько поднялось за счёт баффл-степа. Я делал измерительный микрофон на wm61a и при использования капсюля без корпуса был спад на ВЧ, но правда незначительный. В корпусе из алюминиевой трубки с внешнем диаметром 8мм, микрофон полностью линейный. Проверялся сравнением с поверенным микрофоном с индивидуальным калибровочным файлом. Однако капсюль у меня оригинальный, вытащенный из старого магнитофона Panasonic.
Я это к тому, что корпусом можно несколько нивелировать спад на ВЧ, но надо следить за фазой…
+
avatar
  • ZeRNoVoz
  • 02 февраля 2022, 11:27
+2
вытащенный из старого магнитофона Panasonic
тсс, а то барыги на авито/олх уже начнут потихоньку поднимать цены на старые маги)))
+
avatar
0
Увлекался я добычей капсюлей из видеокамер Panasonic. Они за годы прошедшие от 1995-2000 подрастеряли силу богатырскую электретную)))
+
avatar
+4
капсюль wm61a — сверх линейный, и никакая калибровка ему не требуется.
Исходя из документации фирмы Panasonic это похоже на правду. Только данное справедливо почти ко всем их микрофонам.
Картинка АЧХ WM-61A/WM-61B:

А модель WM-61 была выбрана как самая чувствительная из всех.
производство капсюлей wm61a было прекращено (дата достоверно неизвестна)
У меня есть данные только про WM61A102A, WM61A102B, WM61A102C:
+
avatar
+1
Исходя из документации фирмы Panasonic это похоже на правду.
но только лишь похоже ;)
и сравнение живого wm61a в сравнении с парой ecm999 показывают обратное
+
avatar
+1
Генератор белого шума есть?
Проверьте им корректность АЦП — осциллографического и звукового компутерного.
Время автокорреляции записанного сигнала д.б. ноль.
+
avatar
+2
В спектралабе есть программный генератор (белый шум, розовый шум, синус 1 кГц и т.д.).

При замере АЧХ по горизонтали — октавная шкала частот.
При тестировании выход-вход ЗК используется розовый шум,
и АЧХ получается ровная и горизонтальная:


Со ЗК всё в порядке: проверено многократно. ))
+
avatar
0
kapetz_finkap, перепроверил ЗК за пару минут:
+
avatar
  • u3712
  • 02 февраля 2022, 12:53
+2
Вообще, я бы задался вопросом, откуда берется это отклонение от нормы. И, по возможности, его устранил.
Электретный капсуль, как механизм, довольно хорошо детерминирован. Если что-то влияет, то это влияние стабильно и может быть (возможно) компенсировано/устранено.
Откуда берется «спад» на ВЧ? На срезание по электронике это не похоже, было-бы традиционные -6дб/октава. Внутри капсуля демпфера не ставят (по крайней мере в «такие»). Остается…
))
+
avatar
0
откуда берется это отклонение от нормы
меня не раз спрашивали, меняются ли характеристики капсюля со временем?
в первую очередь, интересовала АЧХ

у меня нет информации, чтобы достоверно ответить…
+
avatar
  • u3712
  • 02 февраля 2022, 13:46
+3
Чувствительность меняется, электрет «садится». Даже больше, пробовал зарядить (1000 В от мегометра).
За АЧХ, IMHO, отвечает конструкция исполнения, все ее элементы, и усилитель. Есть элемент, который прямо влияет на АЧХ (а не скажу какой )), вот его «заплевывание»/загрязнение весьма сказывается на АЧХ, опять-же IMHO.
+
avatar
  • deBocsh
  • 02 февраля 2022, 19:10
+3
Спад на ВЧ голого капсюля относительно нормального микрофона — влияние оформления. Совершенно точно.
+
avatar
  • deBocsh
  • 02 февраля 2022, 19:15
+2
Капсюли линейны, лично проверил пару ВМ60 и пяток ВМ61 установкой в корпус микрофона, отклонение было менее ±0,1дБ. Чувствительность у ВМ60 и ВМ61 разная, у вторых выше, точных цифр не скажу, не помню и мне они не нужны я пользуюсь двухканальным методом, он достовернее.

Все эти попадания в 10Дб — рукосуйство негодными методами, если есть инетерес к теме, то точно лучше сходить на Вегу почитать, чем вот это вот всё.

Любители в далёком 2009 году сделали короткую лабораторку, в которой видна и линейность и влияние оформления: cxo.lv/acoustic/measure/23-micc
+
avatar
0
Любители в далёком 2009 году сделали короткую лабораторку...
во 1х, это не любители

во 2х, муху они отловили, а слона пролюбили (пластиковый корпус)

в 3x, вм61хх надо калибровать, чтобы вы там не намеряли у себя
+
avatar
  • deBocsh
  • 02 февраля 2022, 20:51
+5
Не любители, а кто же, разрешите поинтересоваться? Или любители — это те, кто любительскую колбасу любят?
И где там пластиковый корпус и как он повлиял, разрешите поинтересоваться?
Ну если при ±0,1дБ надо, а «коридор в 10дБ допустим», то конечно надо, ага.
+
avatar
-1
о пластиковом корпусе написал в обзоре
+
avatar
  • deBocsh
  • 02 февраля 2022, 21:28
+5
Я про обзор ни слова не спросил, а спросил как повлиял пластиковый корпус у нелюбителей. Так как же повлиял на результаты пластиковый корпус у нелюбителей, почему они нелюбители?
+
avatar
-1
почему они нелюбители?
«Они все всё знают, только не умеют.» © LePart
+
avatar
  • deBocsh
  • 02 февраля 2022, 22:43
+5
Так как повлиял пластиковый корпус?

Про то как они там умеют наглядно видно. Тут тоже наглядно видно «умение».
+
avatar
  • ksiman
  • 02 февраля 2022, 12:45
+3
Кошка проверяет АЧХ НЧ динамика
Кошка явно подбирает себе новое место жительства :)
+
avatar
  • infino
  • 02 февраля 2022, 14:03
0
Я смотрю на схему и не понимаю, а разве этому электретному микрофону не нужно питание? там же внутри полевик стоит? Или я отстал от жизни.
Глянул ветку, пишут что типа не стандартное включение микрофона, прям меня вводит в смущение эти 6,5 пик, неужели хватает тока транзистору?
+
avatar
+3
Смотрите:


Обведённое красным — это всё капсюль.
Для моделирования используется «сборка» генератор+конденсатор+полевой транзистор.

Вот ещё схема, чтобы понятней было:
+
avatar
  • infino
  • 02 февраля 2022, 15:37
+3
Теперь все понятно, видимо я один такой тупой оказался и все сразу поняли что полевик это и есть микрофон. ))))
+
avatar
+1
Хорошо что я просто слушаю музыку и настолько не увлечён ачээхами графиками и измерениями. Ибо если пойти в этот путь, то он будет бесконечным. Как у самурая.
+
avatar
0
Слушать розовый шум из акустики по уровню >90 дБ — сомнительное удовольствие.
Поэтому все эти замеры выполняются, когда один дома.

А когда результат достигнут, можно уже насладиться музыкой. ))
+
avatar
0
ну в целом это не сильно сложно всё если не хочешь экономить или изобретать велосипед. замерил параметры по комнате, исправил типичные косяки, подправил ачх через эквалайзер на основе замеров и всё, наслаждайся
+
avatar
0
А можно использовать в качестве измерительного советские (гдр-овские) динамические микрофоны?
+
avatar
+1
У динамических микрофонов очень неравномерная АЧХ,
а ФЧХ — вообще ужас-ужас.

Но откалибровать любой динамический мик по АЧХ возможно: я проводил такой эксперимент.
Есть, конечно, оговорки мелким текстом…

Но для проверки АЧХ акустики такие калиброванные микрофоны сгодятся.
+
avatar
0
Я не имею в виду пластиковые модели. Имеется алюминиевый 22 мм в диаметре на 250 длинны…
+
avatar
+1
да, я и пишу про полноценные дин мики (в т.ч. для караоке)
например, LG

точёный алю корпус, качественное экранирование и т.д.