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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mikrofon Vorverstärker 1,5 - 3 Volt Low Power Preamp


Autor: Lacuna Lacuna (lacuna)
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Liebes Forum,

  ich bin dringend auf der Suche nach einem Mikrofonvorverstärker, den 
ich möglichst mit knopfzellen betreiben kann. Eine oder zwei Knopfzellen 
oder eine normale 1,5 volt Batterie, mehr Platz ist nicht.

Ich habe rausgefunden dass der lm358 für singlesupply 3v und für 
dualsupplies 1,5v benötigt, aber keinen schaltplan gefunden.

dann gibts noch das hier:
   http://www.zen22142.zen.co.uk/Circuits/Audio/lvpreamp.htm

der verstärkt aber minimum nur 50hz, da möchte ich tiefer gehen.

die qualität ist ziemlich unwichtig, kann rauschen und verzerren, egal, 
nur klein sollte alles zusammen sein.


weiß jemand was?

bitte helft mir

dankeschön

Autor: Ulrich (Gast)
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Mit 2 Zellen (3 V) könnte man einen kleine OP nehmen. Da gibt es einige 
Typen, die mit etwa 2-2,7 V auskommen, und mit unter 0,5 mA an Strom 
auskommen.  z.B. MCP6001.

Autor: MaWin (Gast)
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Für welche Art von Mikrophon ?

Dynamische oder Elektret (Kondensator etc. lassen wir mal weg) ?

Elektret: Kannste vergessen, nur mit Spannungswandler auf höhere 
Spannungen.

Autor: Lacuna Lacuna (lacuna)
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danke für schnelle antworten

@ulrich:

> z.B. MCP6001.

ist das nen opamp?   wo finde ich eine schlatung für nen 
mikrofonvorverstärker mit dem drin?



@MaWin
> Für welche Art von Mikrophon ?
>
> Dynamische oder Elektret (Kondensator etc. lassen wir mal weg) ?
>
> Elektret: Kannste vergessen, nur mit Spannungswandler auf höhere
> Spannungen.


ich dachte an elektret, wo bekommt man heute noch dynamische her?
bei conrad gibts elektret mit 30Hz & ab 1,5 volt spannungsversorgung
http://www.conrad.de/ce/de/product/302180/MIKROFON...



das hier
http://www.eleccircuit.com/single-ic-preamp-by-lm358/
 hab ich schon mal gebaut, läuft aber mit 9v
kann man da was modifizieren?
Vielleicht geht es wenn ich R1,R3 und R4 kleiner mache? Damit das mic 
noch genug abbekommt.  Meint Ihr das geht? wie klein sollte ich 
probieren?


wie sieht das mit dem Spannungswandler aus?  der nimmt auch kaum platz 
weg und die batterie hält trotzdem ein klein wenig oder?


danke

Autor: MaWin (Gast)
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> mit 30Hz & ab 1,5 volt

Richtig, ab 1.5V, und dann braucht es noch einen Vorwiderstand an dem 
der schwankende Stromfluss eine Spannung erzeugt.
Der JFET im Elektretmikro ist so ähnlich wie eine LED die 1.5V hätte 
aber mehr als 1.5V zum leuchten braucht.
Am lautesten wäre es, wenn an dem Widerstand auch 1.5V abfallen, aber 
verstärken wir 10 mal mehr reicht vielleicht 0.15V, macht zusammen mit 
dem Mikro 1.65V und deine Batterie reicht nicht.
Mit 10V stehst du natürlich besser da, dann ist das Signal gleich lauten 
und du musst weniger verstärken.

> kann man da was modifizieren?

Eine Menge: Hochohmiger damit es weniger Strom braucht und tiefere Töne 
überträgt:
Als OpAmp ein Rail-To-Rail-OpAmp wie TS912.
R1 müsste kleiner sein, damit bei niedriger Spannung das Elektret mehr 
abbekommt, sagen wir 1k, dann läuft die Schaltung mit5V und sogar 3V.
Im Prinzip sollte der Widerstand so sein, daß bei deriner 
Versorgungsspannung die Spannung am Mikro genau die halbe 
Betriebsspannung ist.
R3/R4 können 100k haben
R1 kann 10k bekommen, das Poti nicht 100k sondern mindestens 1MOhm.
C1 sollte 1uF haben.
C2 weglassen (Drahtbrücke) denn der nächste Eingang wird selbst einen 
Koppelkondensator haben. Ausser du weisst, daß das nicht der Fall ist.

>  der nimmt auch kaum platz weg und die batterie hält trotzdem ein klein wenig

Kann man so sagen. Natürlich hält die Batterie weniger lang.

Autor: Ulrich (Gast)
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Ein Elektretmikrofon sollte nicht so schlecht sein. Mit kleineren 
Abtrichen reichen da oft auch 1,5 V als Versorgung. 3 V sollte allemal 
reichen.  Es geht also auch ohne SPannungswandler. Elektrisch verhät 
sich so ein Elektrrtmikrofon etwa wie eine Variable Stromsenke für einen 
Strom von Größenordnungsmäßig 0,5 -1 mA je nach Typ.

So ähnlich wie bei der mit dem LM358 gezeigten Schaltung kann man es 
schon machen. Mit einem MCP6001 oder 1/2 TS912 geht es dann auch mit 3 
V.  R3/R4 können viel größer werden (z.B. 1M), oder man nimmt gleich den 
Mittelabgriff zwischen den 2 Batterien.

R1 sollte vermutlich bei etwa 3 K richtig sein, mit 0,5 mA sollte man 
damit etwa auf die halbe Spannun kommen.

Der MCP6001 ist ein einfach OP, etwas sparsamer als der TS912 oder LM358 
und auch für niedrige Spannung ab ca. 2 V. Außerdem gibts den sehr klein 
(SOT23-5). Ähnliche Typen haben fast alle größeren Hersteller, z.B. 
OPA347 oder AD8541.

Autor: Lacuna Lacuna (lacuna)
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ui MaWin du hast einen sehr schönen Namen und Sprache!


Du meinst bestimmt R2 kann 10k bekommen, und nicht R1, oder?

So wie ich den Schaltplan verstanden habe, sieht das symmetrisch 
zwischen invertiertem und nicht-invertiertem eingang vom OP aus, deshalb 
haben R1,R3,R4 den gleichen wert. Da irre ich mich aber bestimmt dann?

Kombiniere kombiniere:
wenn das Mikro 1,65V Versorgung braucht, die Schaltung mit 3V (2xknopf) 
betrieben wird und am Mikro die Hälfte anliegen soll (3V/2=1,5V) dann 
geht das nicht auf.  Ist das so schlimm?  Dann mache ich das einfach so, 
dass 1,65 Volt anliegen?
Ist es nicht auch so, dass so eine Knopfzelle nur ganz am Anfang 1,5V 
bringt? und dann immer weniger wird? dann ist es vielleicht besser den 
R1 noch kleiner zu machen???  U = R x I da fuchse ich mich dann nochmal 
durch und probiere aus.


C1 und R2 ergeben zusammen sowas wie nen Filter oder?

bin voll froh, dass das ja alles dann vielleicht doch noch klappt! und 
freu mich über noch ne Antwort wenn auch nur auf die wichtigsten Fragen. 
Dankeschön!!!!!

Autor: Lacuna Lacuna (lacuna)
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hallo ulrich,

also mache ich das so, dass der vorwiederstand am mikro die halbe 
spannung=1,5V bringt!?

R3&R4 lasse ich weg und mache den mittelabgriff an den 
nicht-invertierenden eingang!??

poti riesig groß   C1 1uF  R2 10k    und koppelkondensator weg  & 
mcp6001



?

ja?


vielen dank!

Autor: MaWin (Gast)
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> Du meinst bestimmt R2 kann 10k bekommen, und nicht R1, oder?

Ja, richtig, R1 hatte ich schon vorher bedacht.

> So wie ich den Schaltplan verstanden habe, sieht das symmetrisch
> zwischen invertiertem und nicht-invertiertem eingang vom OP aus, deshalb
> haben R1,R3,R4 den gleichen wert.

Nein, R3 und R4 haben denselben Wert, damit sich zwischen ihnen die 
halbe Betriebsspannung einstellt. So sollte auch R1 einen zum Mikro 
passenden Wert bekommen (der aber unbekannt ist und vom Mikro abhängt, 
also ausprobieren), damit sich am Mikro die halbe Spannung einstellt.

Wenn man eh die halbe Spannung hat, kann man R3/R4 weglassen und an den 
mittleren Batteriekontakt gehen, R1 kann man aber nicht weglassen.

> wenn das Mikro 1,65V Versorgung braucht

1.5

>, die Schaltung mit 3V (2xknopf) betrieben wird und am Mikro
> die Hälfte anliegen soll (3V/2=1,5V) dann geht das nicht auf.

Doch, mit deinem Mikro gerade eben. Die zusätzlichen 0.15 (bzw besser 
1.5V) waren für den Widerstand R1, den man auch braucht.

> Dann mache ich das einfach so, dass 1,65 Volt anliegen?

Dan kann nötig sein, wenn das Mikro nicht ab 1.5 sondern ab 1.65 
arbeitet.

> Ist es nicht auch so, dass so eine Knopfzelle nur ganz am Anfang 1,5V
> bringt? und dann immer weniger wird? dann ist es vielleicht besser den
> R1 noch kleiner zu machen???

Keine schlechte Idee

> C1 und R2 ergeben zusammen sowas wie nen Filter oder?

Ja. Er MUSS Gleichspannung trennen, sollte aber tiefe (und hohe) 
Frequenzen noch durchlassen.

Autor: Lacuna Lacuna (lacuna)
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super, dann fang ich jetzt gleich mal an.

ich finde den OP nicht!   wo bekomme ich den her?

 hier in der stadt gibts nur conrad, und die haben den nicht.

mcp6001       opa347     ad8541

was gibts noch für namen, die vergleichbar sind?

sonst nehme ich doch den ts912? den gibts

Autor: Ingo (Gast)
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Hallo Lacuna!
Wenn die untere Grenzfrequenz das Einzige ist, was dich an deiner 
anfangs zitierten diskreten Beispielschaltung stört, dann verdoppele 
doch einfach die Kapazität der Koppelkondensatoren dann hast Du eine fu 
von 25 Hz.
Grüße

Autor: MaWin (Gast)
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Dummerweise aber nicht für Elektret-Mikros.

Autor: HildeK (Gast)
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Ingo schrieb:
> dann verdoppele
> doch einfach die Kapazität der Koppelkondensatoren dann hast Du eine fu
> von 25 Hz.

Antwort von MaWin im Beitrag #1704165:
> Dummerweise aber nicht für Elektret-Mikros.

Und warum nicht?
http://www.hinkel-elektronik.de/cgi-bin/1.cgi?obj=...

Bei der genannten Schaltung macht zunächst der Verstärker die untere 
Bandbegrenzung.

Autor: MaWin (Gast)
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> Und warum nicht?

Liefert keine Phantom-Spannung für das Mikro.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Bei aller Liebe zu kleiner Betriebsspannung sollte man aber auch 
bedenken, daß ein Mikrofonverstärker allermeist mit sehr großer Dynamik 
klarkommen muß. Und das kann er nur, wenn er in der Lage ist, recht hohe 
Spannungen zu verarbeiten, was er wiederum nur dann kann, wenn er an 
recht hoher Betriebsspannung läuft. Im professionellen Bereich arbeitet 
man deshalb mit +-15V dualer Versorgung, so daß immer genügend 
Aussteuerungsreserven sind. Bei Deinen 3V geht der Verstärker schneller 
in die Sättigung, als Du 'Mikrofon' sagen kannst. Und das hört sich dann 
gräßlich an.

Autor: Ulrich (Gast)
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Den meisten Elektretmikrofonen sind 1-2 V genug. Den Widerstand für den 
Speisestrom könnte man auch bei der ersten Schaltung dazufügen. Eine 
Phantomspeisung mit mehr Spannung braucht man für normale 
Kondensatormikrofone ohne Elektret.

Diskret aufgebaut, könnte man eventuell auch mit 1,5 V auskommen. Das 
Mikrofon müßte man dann aber wohl gegen den Kollektor eines Transistors 
arbeitem, damit von 1,5 V noch etwa 1,2-1,3 V am Mikrofon ankommen.
Man hätte dann am Ausgang des Mikrofons schon relativ viel Signal und 
könnte ggf. mit nur einem Emitterfolger als "Verstärkung" auskommen. 
Problematisch wären dabei aber die hohen Frequenzen.

Autor: Lacuna Lacuna (lacuna)
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Habe jetzt alle Teile, außer den IC.  den opa347 hab ich mir jetzt bei 
reichelt bestellt, kommt noch.

Weiß jemand, wo es diesen oder einen anderen in kleinerer Bauform gibt?


einige Fragen habe ich noch:

warum ist die halbe betriebsspannung für mikrofon und widerstand so 
ideal?-->weil die wechselspannung dann gut in beide richtungen (+ & -) 
gut aussteuern kann? was passiert wenn es nicht die halbe spannung 
ist?-->verzerrungen?oder nur magnitude?



warum kann ich nicht auch zur mikrofonspeisung den mittelabgriff der 
batterien benutzen?



und zu dem mittelabgriff für den nicht-invertierenden eingang des 
opamps:
entläd sich dann nicht die eine batterie schneller als die andere? hier 
fließt ja nur geringer strom, was passiert mit den batterien?


danke euch

Autor: Ulrich (Gast)
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Für die Spannung am nicht inv. Eingang kann man den Mittelabgriff der 
Batterie nehmen. Bei den in frage kommenden CMOS-OPs ist der Strom 
minimal.
Die halbe Spannung ist vor allem wegen der maximalen Amplitude, 
verzerrungen gibt es erst wenn man sehr groß wird in der Amplitude.

Für das Mikrofon selber braicht man ja schon fast die volle Spannung, 
man will den Widerstand in Reihe zum Mikrofon ja auch relativ groß 
haben, damit man auch einigermaßen viel Amplitude bekommt.

Bei den größeren Distributoren wie Farnel, RS, TME.eu, Digikey,...
sollte es den OPA347, MCP6001 oder ähnliche im SOT23-5 geben.

Autor: MaWin (Gast)
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> und zu dem mittelabgriff für den nicht-invertierenden eingang des
> opamps:
> entläd sich dann nicht die eine batterie schneller als die andere?

Nicht, wenn der nur an den Eingang eines OpAmps geht.

> warum ist die halbe betriebsspannung für mikrofon und widerstand so
> ideal?-->weil die wechselspannung dann gut in beide richtungen (+ & -)
> gut aussteuern kann?

Ja.

> was passiert wenn es nicht die halbe spannung
> ist?-->verzerrungen?oder nur magnitude?

Beides.

> opa347

Uiuiui. Es hätten auch hunderte andere getan, von Conrad z.B. TS912 oder 
LMC7111.

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