Profi mikrofon előfok INA217-el

Kétségtelen, hogy az egyébként nagy számú előerősítős kísérleteim közül az INA217 váltotta be legjobban a reményeket, mert remek dinamikával, nagy hangerővel, kis zajjal szólt egy vacaknak mondható Behringer dinamikus mikrofonnal. A neten annak idején többféle összehasonlítást is olvastam, és ez az áramkör igen jó helyen végzett a sokkal drágábbakkal szemben. Az a cikk túlzás volt, hogy 5 dollárból kihozható, hiszen az IC az lehet hogy csak annyi, de kell hozzá trafó, tápegység, 2 potméter, panel, nem beszélve a kondenzátormikrofonhoz szükséges 48V fantomtápról. Nálam a gyári Phonix keverő mikrofonbemenetével összehasonlítva egy nem túl jó énekhangfalban jobban teljesített. Nem gerjed, hatalmasat erősít, nincs zaja.

Most egy kicsit átalakítottam a gyári kapcsolást, ami nagyon egyszerű. Eddig szinte ezt a megoldást használtam és teszteltem. Most viszont az unbalanced jack bemenet mögé egy az előzőnél jobb balanced konvertert készítettem. A másik változás, hogy a stereo rendszerbe illesztésnél gond lehet hogy mono áramkör révén csak 1 kimenete van. Ha ezt kétfelé ágaztatjuk, azzal összekötjük egy keverő két bemenetét és jelentősen romolhat az áthallás a jobb és bal csatornák között. Emiatt a kimenetre tettem egy igen olcsó de hasznos áramkört mi illeszt is és úgy osztja ketté a kimenetet hogy nem rontja az áthallást, hanem két valódi kimenetet generál. Végül mivel nálam bevált, és immár 5 változatát készítettem el a "power filter" nevű modulnak, a panelen minden IC kapott egy-egy különálló power filtert. Ez részben zajcsökkentő, másrészt ha stereo lenne az áramkör, és mindkét csatornát szimmetrikusan oldanánk meg, csökkentené az áthallást, mint a TPA6120-as áramkörnek is nem véletlenül van két tápbemenete.

Az új áramkör rajza a kiegészítésekkel:


és a panelje csatlakozókkal:


Ugyan ez csatlakozók helyett 12 tüskés csatlakozóval (P4), ami a keverők alaplapjaiba szerelhető:


Így mostmár elég sok szolgáltatása van mind a két verziónak:

• Balanced bemenet
• 6.3 jack mint Unbalanced bemenet, de balanced-konverterrel
• Gain potméter
• Hangerő potméter
• Csatlakozó 48V fantomtáphoz
• Kapcsoló 48V fantomtáphoz
• Kapcsoló az unbalanced Jack és a balanced XLR bemenetek között
• Kettéosztott illesztett vonal szintű kimenetek stereo rendszerbe csatlakoztatáshoz
• Minden IC-hez külön tápszűrő a kisebb zajhoz
  

Előerősítők önáló paneleken

Már egyszer említettem hogy elkészültem két előerősítős projekttel is, az egyikben teljesen önállóak az áramkörök, a másikban modulrendszerben lehet őket egy keverőként szolgáló alaplapra szerelni.

Nézzük őket sorban:
Az egyik legegyszerűbb de igen nagy erősítésre képes áramkör. 1 db dual IC van benne, a minősége gyakorlatilag ettől függ. A TL072-őt én lecserélném NE5532-re hátha úgy még jobb, bár lehet akkor nem lehet teljesen kitekerni a gain-t. Amit mindenképpen érdemes lenne, a TL072 helyett az LT1124, de ez majdnem beszerezhetetlen. Van rajta (mint mindegyiken) hangerő és GAIN állító potméter a panelre szerelve úgy, hogy épp megfelelő hosszan lóg ki a műanyag potméter a panelből a jack aljzathoz képest. Sztereó áramkör, mint a mikrofon előerősítő kivételével mindegyik. A panelbe van szerelve a sztereó jack aljzat is, és két kapcsoló ami a sztereó/monó módot és a bypass-t kapcsolja. Ez a két kapcsoló egy panelbe szerelhető tüskesoron áll derékszögben a panelre a jack aljzat és a potméterek között. A egyik legegyszerűbb kapcsolás. TL072-vel kétségtelen hogy nagyot erősít, de mikrofonhoz kevés, gitárhoz sok. A hangja kicsit rossz irányba módosítja a hangszer dinamikáját, szerintem zajtalanabb típussal otthoni előfoknak zenehallgatáshoz keverőbe jobb mint hangszerhez. A "P1" csatlakozón mindig egy LED kimenet van, ami jelzi ha valami be van dugva a jack aljzatba. Ha nagy lenne a káosz az előlapon a led-ek összegyűjtése egy helyre sokat segíthet.

Kapcsolás:


A PCB:


Ennek az áramkörnek van egy olyan panelje is, amin nem 1 db dual, hanem 2 db szimpla IC van:

Ez egy kicsit nagyobb áramkör, de van rá lehetőség hogy 2 db jobb IC kerüljön bele, LF356, vagy valamilyen OPA, de a legjobb lehet LT1028 LT1115 áramkörökkel. Ezen 1 db tápszűrő áramkör van mind a két IC--hez. A dual-ba is lehetne LT1124-et tenni, de az nincs, ha van akkor drága.

Végül van egy 3. verzió is, amin ugyancsak 2 db single IC-nek van hely, de mindkettőhöz külön van tápszűrő áramkör. Ebbe lenne érdemes szimpla LTxxxx áramköröket rakni, de lehet hogy a TL071-el, vagy az LF356-al is jobb mint a fentiek:


A kapcsolókat tartalmazó kis áramkör, amelyik majdnem mindegyik előfok panelbe kell:

....ahol feltűnő lehet, hogy SW1 és SW2 ugyan azt csinálja, ami igaz is, csak az elhelyezés miatt van belőle 2, ha két kapcsoló kell, de az SW3-hoz képest a másikat közelebb vagy távolabb akarjuk rakni. Ha 1 kell az SW3-at kell használni.

A panelje, ahol látni is hogy a két felső kapcsoló össze van kötve:


Ez a kapcsolókat tartalmazó modul mindegyik panelbe szükséges, kivéve a jFET előerősítőt. Ha nem kell mégsem, a panelen egyszerűen össze kell kötni a kapcsoló kiiktatására a megfelelő lábait a P1 aljzatnak.

JFET előfok.
Ez az egyik kedvencem. Dual jFET, egy tokban van kettő, emiatt kicsi és egyszerű. A hangja sokkal alkalmasabb gitár/hangszer erősítésre mint az IC-s, sokkal melegebb, dinamikusabb, zaja gyakorlatilag nincs. Nem kell neki szimmetrikus tápfeszültség csak +15V, emiatt a tápszűrő emitterkövetős kapcsolás is kisebb lehetett. Panelon a gain/volume poti, és a stereo jack aljzat. Kisebbet erősít mint az IC-s, de gitárhoz, effekthez éppen elegendő.


PCB:

Ez az egyetlen panel, amin nincs bypass és stereo/mono átkapcsolónak tüskesor. Lehet egy későbbi verzióban majd lesz. A panelbe eredetileg tervezett dual jFET-et már nem lehet kapni, de gykorlatilag bármi jó helyette. Itt egy dual-jFET katalógus válogatni.

A következő áramkör az INA217-el felépített mikrofon előfok. Ebből is volt már egy példányom korábban, most továbbfejlesztettem. Sima gyári kapcsolás. Kapott egy jack aljzatot a panel, megmaradt ebben is a hangerő/gain szabályozás, de mivel az áramkör monó, ez a két potméter is az. Jobban szeretem a fémházas potmétereket, ennél a panelnél ezeknek van kialakítva hely, kevésbé kell belógatni őket mint a hosszú végű műanyagokat. Ezen csak a kétféle balanced/unbalanced bemenet között lehet kapcsolgatni, azért van a tüskesor, a sztereó/monó kapcsolónak nem lenne értelme:

Nagyon olcsó és remek áramkör. Alig van zaja, nem gerjedékeny, nagyot erősít, nagy a dinamikája. Ezt az INA217-nek köszönheti aminek akár 10.000x-es erősítése is lehet nagyon kis zaj mellett. Csak egy sima olcsó Phonix keverővel tudtam összehasonlítani, de annál mindenképpen jobb volt dinamikus énekmikrofonnal. Van csatlakozó a panelen 48V-os fantomtáphoz, azt külön kell kapcsolgatni ki vagy be a kondenzátormikrofonnál. A jack aljzat után van egy igen egyszerű és olcsó áramkör ami az aszimmetrikus mikrofon jelét szimmetrikussá alakítja. A aszimmetrikus bemenet a jack, a szimmetrikus csatlakozósoron van, erre 3 pólusú XLR aljzatott kell szerelni. Nem ez a legjobb ilyen átalakító áramkör, de "valódi" szimmetriát alakít ki, a Jensen ajánlásával. Azóta találtam ennél jobb konvertereket is, talán lesz majd egy olyan panel amin jobb az unbalanced/balanced konverter. Unbalanced bemenettel nem működik nagyon meggyőzően, mindenképpen kellett rá a konverter. Bár így most 3 IC van rajta, csak 1 tápszűrőáramkört tartalmaz. Később lehet lesz modulos verzió belőle ami minden IC-hez rendel 1-1 tápszűrőt.

A PCB:


Ezek az áramkörök alul a jack aljzat alatt azonos távolságokra vannak kifúrva, így egy L alakú idommal lehet őket a doboz aljára szerelni úgy, hogy arra derékszögben felfelé álljanak. több egymás mellé kerülő panelt távtartókkal azonos távolságokba lehet csavarozni, és csak a két legszélsőt lefogatni a doboz aljára. A modul rendszerű paneleket eleve csak derékszögben lehet a keverő alaplapjára szerelni.

Végül kell hozzájuk egy tápegység:


PCB:


Az előerősítők komplett PDF doksija.

De mint említettem, minden előfok áramkörök át lett úgy alakítva, hogy egy csatlakozón keresztül egy keverő alaplapjába lehessen szerelni őket. Ez annyival bonyolította meg a helyzetet, hogy minden előfok panel modulként kapta meg a tápszűrő áramkört hogy kisebb legyen, a kimenetek, bemenetek, és tápfeszültség tüskesoron keresztül csatlakozik hozzájuk, és ezeket egy "alaplap" hozza össze komplett keverőként. Az alaplapon van maga a keverő, és 2 db sztereó illesztett vonalkimenet áramköre:


Ilyen alaplapból mindenképpen akarok majd még 4-nél több csatornásat is, akarok 6-ot, 10-et legalább. Az érdekessége, hogy bármelyik előfok bármelyik aljzatba beszerelhető így lényegében tetszőleges lehet az előfokok elhelyezkedése az alaplapon. Ezen a panelen van egy aljzat 2 db master potméternek, illetve egy másik amin a vonalszintű kimenetek vannak. Ezen az aljzaton lehet 2 db 6,3-as jack, 1 6,3-as és 1 3,2-es, 1 6,3-as és két RCA, vagy 1 db 3,2-es ls 1 db RCA. Az alaplapra szerelve minden potméter és jack-aljzat pont jól lóg le a lapokról, de a keverőről majd egy másik postban.

Minden kép az előerősítő tervekről:



És minden kép a modul rendszerű keverőről:

Teszt szimmetrikus mikrofonnal

Pár napja sikerült kölcsön kérnem egy Behringer szimmetrikus mikrofont. Óriásit szólt, kicsi zajjal, kis gerjedékenységgel, hatalmasat erőst a Gain. A már törölt tesztoldal szerint igen természetes volt a hangja aksival is, és ez valóban így volt nálam is rendes táppal elég gagyi hangfalakban. Mindenképpen jobb volt mint a Phonix keverőjének előfoka.

Módosítanivalók az INA217-es panelen

Az összerakás közben derült ki, hogy szinte lehetetlen a 4 db tranzisztor lábát (amit a tápot szűri a kisebb zaj érdekében) beforrasztani főleg mert mind a két oldalon meg kell forrasztani őket és az alkatrészoldalon nagyon nehéz tisztán hozzáférni. Én is méricskéltem meg javítgattam amíg sikerült az összeforrasztott lábakat szétválasztani.

A másik hogy be kell építeni egy aszimmetrikusról szimmetrikusra konvertáló kis áramkört. Főleg ha nincs kéznél szimmetrikus kimenet. A teszteket csak sima aszimmetrikus jellel tudtam elvégezni, így most nem tudom valójában milyen is csak azt látom hogy tényleg nagyot erősít.

A tranyó footprintjét meg fogom változtatni szélesebbre az nem gond, a projektet pedig úgy folytatom, hogy egy 4 csatornás panel fog készülni (az OPA137 4-es változata miatt), aminek a bemenetein lesz aszimmetrikus jack bemenet is sima jelforráshoz megtartva a szimmetrikus XLR bemenetet is. Az aszimmetrikus bemenetet stereora kéne tervezni, csak akkor meg pazarlás az óriási gain amit az INA217-tud.

A következő áramkör a 4 csatornás mic előfok után egy SMD D osztályú fejhallgató erősítő lesz.

Az INA127-es mic előfok tesztje

Már régóta összeraktam az áramkört, de csak ma teszteltem le hogy működik-e és hogyan. Sajnos szimmetrikus mikrofonom nem volt, és csak aszimmetrikus jelet tudtam rá tenni de a teszt miatt jó volt ez is. Ha lesz lehetőségem majd meghallgatom egyszer szimmetrikus mikrofonnal is.

A tapasztalat az, hogy tényleg rohadt nagyon erősít. Egészet mini bemenő jelből is kivehető minőségű és erősségű jelet generál. A zaja hallható, de végig kicsi. A Gain állító potméterrel sorosan inkább nagyobb mint kisebb ellenállás kell (nem kaptam 8 Ohmosat, talán 4 Ohmos van helyette) mert a végállás környékén kiakad és tápfeszre erősít az IC, mindent négyszögesít és nagyon zajos lesz. 10 Ohm jó megoldás ha nincs kisebb.

1kHz-es szinuszjellel vizsgáltam, mértem, szkópoztam. Sajnos a fotók nem mutatnak semmit csak azt hogy végülis működik. Picasa galériában a teszt képei:



A tesztek során computerről kapott a bemenet 1kHz szinusz jelet. Mivel a Gain mögött egy kisebb ellenállás volt, sajnos vigyázni kellett a határértékkel. Első körben nagyjából 50mv a bemenet, és kb 1V lett a kimenet. Második körben 132mv a bemenet, és kb 5V a kimenet, már amennyire a multiméter 1kHz-en pontos, de a szkóp képén nagyjából hasonló értékeket látni.

Elkészült a Mic előfok

Elkészült, illetve összeraktam az Ina217-es Mic előfokot, de majd csak a jövő héten fogom kipróbálni milyen. Sajna nincs most rendes szimmetrikus énekmikrofonom, ami van az igen gagyi asszimetrikus elektret mikrofon, de legalább kiderül milyen zajjal erősít. :).

Az összerakott áramkör:


(hiányzik a képekről egy ellenállás de azt azóta beültettem...)

Elment a terv levilágítani

Végső szakaszába került a mikrofon előfok elkészítése, mert nemrég elküldtem levilágítani a panelt. Ez a dolog nem volt annyira egyszerű mint gondoltam, mert a Designer PDF export modulja látszólag rendben van, de RGB színtérben küldi ki a PDF-et, és ezt a mai levilágító RIP-ek CMYK-ra bontják ráadásul raszteresen, meg a lebontás után mind a 4 plate-re kerül rajz, és a CMY-ra természetesen nem kell, a K-ra viszont 100% fedettséggel kell minden vonal és ezzel is gond volt első körben. Ezért a tervet az Altiumból printelni kellett, nem exportálni a Smart PDF menüben (egybéként a printermodulja szinte azonos a PDF export modullal, kibővítve a printelés lehetőségeivel) egy PDF nyomtató driverrel, grayscale módban hogy csak 1 plate legyen a végén. Ezt ma elküldtem levilágításra, a héten vagy a jövő héten elhozom. Utána már csak a gyártás van hátra. Semmi sem ment meg attól hogy elkészüljön az első teljesen szoftverrel tervezett panelem :)

Mint az előzőben írtam, átraktam mind a két potmétert a panel keskenyebb hogy jobban elférjen egymás mellett.

Az új tervek:

Tegnap mégis átterveztem :)

Tulajdonképp már jó lett volna a panel, mert az alkatrészeket rápróbálva a papíros printre minden rendben volt, és már le is világítottam volna ha van rá elég időm, de nem volt. Tegnap ezért átterveztem újra. Egyrészt a 47uF-os kondik footprintje nem volt elég pontos, 2mm volt a lábtávolság nem 2.5, ezért csináltam egy új, pontosabb footprintet erre a célra. Vettem polaritásfüggetlen elkókat a bemenetre, mert a fantomtáp miatt eleve ezt kellett volna vennem. Ezek a kondik jóval nagyobbak mint a polaritásfüggőek, ezeknek is új 5mm-es footprint kellett mert nem volt. A footprint készítés már nem okoz gondot szerencsére. Valamint átraktam a potmétereket a panel keskenyebb oldalára hogy szélességben kevesebb helyet foglaljanak és többet lehessen egymás mellé tenni, ha szükséges több csatorna egy helyre. Szerdáig semmi időm nem lesz, utána ha nincs újabb ötletem ez lesz a végleges verzió.

Próba, egyelőre csak papíron

Sikerült megvenni az összes szükséges alkatrészt, sőt pár dologból többet is vettem mint kell hátha lesz több példány belőle. Úgy tűnik a nyomtatott papíron minden stimmel, pontosak a méretek és a footprintek. Ezután már csak a film levilágítása és a panel lemásolása van hátra. Remélhetőleg hamarosan az is kész lesz. Nem volt drága, 1000 Ft flett kicsivel potikkal és csatlakozókkal együtt, de ehehz még kell doboz és tápegység, és a fotóeljárásos másoláshoz pár dolog. Ha jó lesz így is simán megéri, főleg egy többcsatornás verzió.

Mai panelterv

Az autorouter hibája miatt új panelterv született, és még pár dolgot is módosítottam. Elvileg mosmár így marad ha nem találok más hibát. Holnap nem lesz időm alkatrészeket vásárolni, már csak a jövő héten derül ki pontosak-e a footprintek, és addig le sem világítom hátha valami nem jön össze. Az autoruoter amúgy csinál más érdekességeket is, például hurkot egyazon net rövid szakaszán. A mostani terven elforgattam pár alkatrészt, vastagabbak lettek a vezetőcsíkok, és mindössze egy átkötés lett a két panel között (az alkatrészlábakon van több is).

Megérkeztek az analóg áramkörök is

Az erősítő digitális része még alakulgat, és ehhez még kell pár alkatrész, és át is kell látnom mit mihez illesztek majd és hogyan, mert még sok minden nem vlágos. Viszont végre megérkeztek a mikrofon erősítőhöz szükséges analóg áramkörök. Ezt könnyen gyorsan össze fogom rakni mert ezek nem SMD hanem hagyományos DIP tokozású alkatrészek.

Az áramkörről először egy olyan oldalon olvastam, ahol összehasonlították mintegy vak-teszt szerűen két másik gyári készülékkel.

Ez az az oldal. Érdemes elolvasni. A teszt egyik szereplője a Behringer Ultragain Pro MIC2200, amin csodálkoztam volna ha nem marad alul egy bármilyen tesztben, mert a Behringer a világ leggagyibb audió márkája. Eddig még bármilyen hangosításhoz ilyet használtak az csak rontott a helyzeten.

A másik viszont egy komolyabb berendezés, a Universal Audio LA-610 Classic Tube Recording Channel.
A Behringer kb 200$ (mostmár csak 100$), a másik viszont 1500$. Az áramkör maga az itthon szinte beszerezhetetlen INA217-es IC, ami kis zaj mellett ritka nagyot tud erősíteni. Általában egy-egy áramkörnek 1000x-es az erősítése, de ennek 10.000x-es lehet, úgy hogy viszonylag kicsi marad a zaj. Az áramkör a cikk szerint 5$, ami beleszámolva a potmétereket, aljzatokat, tápegységet, vezetékelést, panelt, esetleg a dobozt, messze nem igaz, de még így is sokkal olcsóbb mint bármelyik másik berendezés. A cikk másik hátulütője hogy ezt az áramkört ami igen egyszerű, elemekkel táplálták. Szóval rendes táp kell neki, bizonyára az okozta a teszt során a kis zajt és a nagy dinamikát, ezzel előzte meg a gyári készülékeket hangban.

Az áramkör adatlapjából egyébként kiderül, hogy mindössze 1.3nV/gyök Hz a zaja, ami igen kicsi, mert az egyik legkisebb zajjal rendekező áramkörnek az 0.85nV a zaja, szóval ez sem sokkal nagyobb. Az egyik gyakran alkalmazott áramkörnek a TL07x sorozatnak 18nV a zaja, ez azért sokkal több.

Az áramkör kapcsolási rajza igen egyszerű:


Ez a rajz van az áramkör adatlapján is. Bizonyos cikkekben megfogalmazódnak kételyek, és más gyártók összehasonlításában is vannak jobb eredmények:
Ez természetesen a That corporation (amiről én még sosem hallottam) összehasonlítása, majd mindjárt utánanézek mert pár dologban tényleg jobbak a paraméterek, erősítés függvényében kisebb a zaj, stb... Az hogy 60dB-t lehet rajta erősíteni az nem kispályás dolog, de mostmár jó lesz az INA217 is.

A fenti kétségektől függetlenül sokan elégedettek az áramkörrel, és van összehasonlítás is ezen az oldalon a másik két gyári berendezéssel. A megépítésének egy hátulütője lehet, a rosszul szűrt tápegység, de erre van már bevált módszrerem, jó (szabályozható LM317-es) stabilizátorral kell kialakítani, és az IC-k táplábaihoz emitterkövetős szűrőt kell tenni. Így még a nagyobb zajú áramkörök is optimálisabban működnek. Hamarosan megcsinálom erről a kapcsolási rajzot. Addig is cikkben szereplő áramkör fotója, amit egypébként sokan utánépítettek lehet róla találni nyákrajzot és sok képet meg véleményt is.