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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Piezoscheibe als Körperschallaufnehmer


Autor: mamikoe (Gast)
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Hallo,
ich möchte mittels einer Piezoscheibe den Sprach-Köperschall abnehmen. 
Z.B. indem die Scheibe oben mittig auf etwas Schaumstoff (zum leichten 
Anpressen auf den Schädel) in einen Helm geklebt wird. Natürlich geht 
das im Prinzip auch mit einem Kondensatormikro - aber das nimmt auch 
jede Menge Umgebungslärm auf, die Piezoscheibe aber vielleicht wirklich 
nur die Sprache (und vielleicht auch ohnehin schon gefiltert nur die 
höheren Frequenbereiche - es geht um Kommunikation, nicht um Hifi).
Diese Piezoscheiben brauchen aber eine Vorverstärker, und da hängt es. 
Welche Schaltung wäre am besten dafür geeignet? Ausgangspegel soll wie 
bei Kondensatormikofonen sein. Eine OP-Schaltung mit einem 324 wäre 
nicht verkehrt, weil in der weiteren Elektronik ohnehin ein 324 nicht 
ausgelastet ist. As Versorungsspannung habe ich ca.10V.
Gefunden habe ich bisher nur Schaltungen für Tritt- und Bruchsensoren; 
die sind aber nicht geeignet.
Ach ja: Wie lange dürfte die Leitung zwischen Piezo und Elektronik? Wenn 
es funtioniert kann ich sie in die unmittelbare Nähe packen, aber zum 
Test müßte das Kabel schon so 50cm haben ... wenn es geht ....
Wäre prima, wenn ihr mir weiterhelfen könntet.
Mark

Autor: X- Rocka (x-rocka)
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Wenn da noch Schaumstoff und Helm dranhängen, wird nicht viel von den 
sprachrelevanten Frequenzen rüberkommen.
Und anstelle von Umgebungsgeräuschen hast du dafür schlucken, kauen, 
niesen, Haare, Helm,...
Ausprobieren! An sich ein gute Idee.

Zur Verstärkerschaltung:
Was für ein Sensor ist das? Datenblatt?
Kuck mal bei Linear, da habe ich schon mal komplette Piezo Preamps 
gesehen.

Autor: mamikoe (Gast)
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Die Montage hast Du mißverstanden:
Es geht um einen Motorradhelm.
Oben in den Helm kommt auf die vorhandene Streifenpolsterung ein Stück 
Schaumstoff. Auf die Rückseite der Piezoscheibe wird als "Abstandhalter 
(damit die Aufnehmerfläche nicht "blockiert" wird) ein dünnen "Ring" 
aufgeklebt - dünnrandige Unterlegscheibe, was auch immer, zur Not ein 
Stück Hartpappe passend ausgesägt. Dies wird dann auf den Schaustoff 
geklebt, so daß die Piezoscheibe frei "schwingen" kann bzw. wenn sie 
nach Aufsetzen des Helmes auf dem Kopf aufliegt ohne Blockade durch die 
Montage dessen Schwingungen aufnehmen kann.
Da der Kopf im Helm fixiert ist und sich - jedenfalls bei einem 
bestimmungsgemäß gut passenden Helm - nicht darin bewegt, sind keine 
nennenswerten Nebengeräusche aus dem Hel/Kopf selbst zu erwarten. Niesen 
wird natürlich ebenso übertragen wie Husten, Räuspern, Summen und Singen 
- aber sorry, darum geht es ja! Alles andere betrifft ja nur 
Einwirkungen auf den Helm - "aufprallender" Wind, aufprallende Vögel, 
Insekten, Bruchstücke verunfallender Fahrzeuge - egal. Die Piezoscheibe 
ist dank des Schaumstoffs ohne vibrationsleitende Verbindung zum Helm, 
also sollte sogar ein Klopfen auf den Helm kaum auf den Piezo übertragen 
werden.
Aber letztlich entscheidet der Versuch, denn Versuch macht kluch, und 
darum geht es ja: Auszuprobieren, ob man damit ein brauchbares Ergebnis 
erzielen kann.
Ich hänge aber an der Elektronik: Auch nach wiederholtem Googlen finde 
ich nichts, was mir weiterhilft. Es gibt Schaltpläne zu Einzel-FET- oder 
OP-Puffer- und Verstärkerschaltungen für Kondensatormikros, aber überall 
heißt es, daß dies für Piezoscheiben nicht geeignet sei. Gefundene 
Schaltungen für Pieroscheiben beschränken sich auf deren Vernwendung als 
seismischer oder Bruchsensor - diese sind für Körperschallübertragung 
nicht geeignet. Gelegentlich wird gesagt, man bräuchte einen 
Ladungsvertärker, aber auch der Wikipedia-Eintrag hilft mir da nicht 
weiter - sorry, ich bin kein ausgebildeter Elektroniker, denn dann würde 
ich hier nicht fragen, ich brauche jedenfalls in dieser Hinsicht eine 
konkrete Schaltung. Das in ein paar Musikerforen laienhaft der Piezo 
direkt an den Mirofoneinang eines Laptops oder Mischers angeschlossen 
wird, mag vielleicht zufällig irgendwie ein etwas über "geht nicht" 
liegendes Ergebnis bringen - aber das ist natürlich nicht die richtige 
Lösung, schon gar nicht, wenn es darum geht, die zur 
Kommunikationszwecken bestimmte Körperschallübertragung so gut wie es 
damit eben möglich ist zu bewerkstelligen.
Sodele, nach diesem langen Roman noch einmal meine Bitte um eine 
Buffer-/Verstärkerschaltung, um eine Piezoscheibe zur 
Körperschallübertragung nutzuen zu können.

Mark

Autor: Sebastian (Gast)
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Ich habe für so etwas mal einen Verstärker für Kristallmikrofone 
gefunden, Transistorschaltung aus dem Netz. Paßt einigermaßen, könnte 
etwas empfindlicher sein, aber die Selektivität für Körperschall 
gegenüber Umgebungsschall aus der Luft ist gut.

Bild 1 hier: http://www.ferromel.de/tronic_1906.htm
oder Bild 2 hier: http://www.ferromel.de/tronic_1902

sollte gehen.

Autor: Sebastian Enz (senz) Benutzerseite
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Guck Dir mal bei ELV den Lauschverstärker LV 100 an, der kann auch 
Piezoscheiben verstärken.
Für Piezomikrofone benutzt man sogenannte Ladungsverstärker.

Autor: mamikoe (Gast)
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Danke für die Links. An Kistrallmikros bzw. die alten Plattenspieler mit 
Kristallabnahmer habe ich nicht mehr gedacht.

Sebastian Enz schrieb:
> Guck Dir mal bei ELV den Lauschverstärker LV 100 an, der kann auch
> Piezoscheiben verstärken.
> Für Piezomikrofone benutzt man sogenannte Ladungsverstärker.

Das habe ich auch schon geschrieben. Und gerade deswegen zweifele ich ja 
daran, "normale" Vorverstärker dafür zu verwenden - die sind ja gerade 
kein Ladungsverstärker.
Den LV100 "kenne" ich, der ist aber, wie es im Text steht, nur für 
dynamische und Kondensatormikros ausgelegt. Sicherlich wird er "auch" 
mit Kristallmikros bzw. den Piezoscheiben "irgendwie" funktionieren, 
aber nicht perfekt und mir geht es darum, einen möglichst passenden 
Vorverstärker/Puffer anzuschließen.

Mark

Autor: Sebastian Enz (senz) Benutzerseite
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Das mit dem LV100 hat mich gestern auch gewundert, ich habe mich 
zufällig mit dem Ding beschäftigt. In der Anleitung ist aber ein 
Körperschallaufnehmer aus einer Piezoscheibe beschrieben, sonst hätte 
ich hier nicht geantwortet.
Die Eingangsbeschaltung sieht auch fast wie ein Ladungsversärker aus. 
Ich würde das auf alle Fälle mal testen. Die Filter kann man ja auch 
noch anpassen.
Ich werde das Ding demnächst für eine ähnliche Anwendung (auch Piezo) 
nachbauen, da ich die AGC gut gebrauchen kann.

Autor: mamikoe (Gast)
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Sebastian Enz schrieb:
> Das mit dem LV100 hat mich gestern auch gewundert, ich habe mich
> zufällig mit dem Ding beschäftigt. In der Anleitung ist aber ein
> Körperschallaufnehmer aus einer Piezoscheibe beschrieben

Ja, das habe ich auch gelesen. Aber nur als ein "Basteltip" verstanden, 
die Beschreibung, wofür der LV100 bestimmt ist, ist ja sehr deutlich.

> Die Eingangsbeschaltung sieht auch fast wie ein Ladungsversärker aus.

So. Na dann ...

> Ich würde das auf alle Fälle mal testen. Die Filter kann man ja auch
> noch anpassen.

Naja, das ganze Drumherum brauche ich nicht, nur die Eingangsstufe. Und 
sollte ein Filter erforderlich sein, brauche ich den da getrieben 
universellen Aufwand nicht.
Obwohl: Wenn ich keinen LM324 wie für den Rest meiner Schaltung nehmen 
kann, ist das blöde, so ein Einzel-OP mit FET-Eingängen ist wieder mehr 
Aufwand.
Schau doch mal auf
http://www.noliac.com/Conduct_sound_through_bones_...
Das ist das Datenblatt zu einem "richtigen" (kommerziellen) 
Körperschallmikro (einzeln natürlich nicht zu bekommen und natürlich 
viel zu teuer, um ein paar Dutzend zu kaufen). Das hat einen 
integrierten Vorverstärker, die Schaltung ist auf S.2: 1 FET, 2 R, 1 C. 
Leider sind keine Werte für die R und T angegeben. Hast Du vielleicht 
eine vage Ahnung, mit welchen Größenordnungen man da für Tests beginnen 
könnte und welcher handelsübliche (und zusätzliche auch als SMD 
erhältiche) FET geeignet wäre? Ich habe da leider nicht auch nur den 
Hauch eine Vorstellung ....

Mark

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