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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ansprechschwelle in OP-Verstärkerschaltung


Autor: Max K. (achulio)
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Hallo zusammen,
ich muss ein VU-Meter entwickeln, welches mit Hilfe eines uC ein 
Mikrofonsignal auswertet und den Pegel über 6 LEDs anzeigt. uC deshalb, 
da später weitere Funktionen wie peak hold bzw exemplarisch 
Softwarefilter implementiert werden sollen.
Analogtechnisch bin ich jedoch (noch :)) ziemlich schwach, weshalb ich 
mir folgende Schaltung 
http://www.mikrocontroller.net/attachment/13671/micamp2.jpg aus 
folgendem Beitrag "Vorverstärker für Elektret-Mikrofon" aufgebaut habe.
Was ich feststellen muss, ist dass ich erst ab einem sehr hohen 
Geräuschpegel (reinbrüllen) einen Spannungsausschlag bekomme, diesen 
jedoch sofort bis an die Leistungsgrenze des OPV.
Ich möchte quasi zum einen die „Empfindlichkeit“ der Verstärkerschaltung 
einstellen, zum anderen die „Ansprechschwelle“. Wo muss ich dazu in der 
obigen Schaltung werte verändern? Über R9 und R25 erhalte ich quasi 
keine Veränderung :(

Autor: Max K. (achulio)
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Benötigt ihr weitere Infos?
Ist ein Elektret-Mikrofon an obiger Schaltung...

Autor: MaWin (Gast)
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> Benötigt ihr weitere Infos?

Wir eigentlich nicht, Aber du vielleicht.

Z.B.: Was ist eigentlich ein VU-Meter ?

Die d.s.e FAQ sagt dazu:
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.30.2

Desweiteren ist die Fragem, welche Werte deine paar LEDs eigentlich 
repräsentieren sollen.

+3dB, 0dB, -3dB, -6dB, -10dB -15dB ?

und du erfasst die Pegel mit dem A/D-Eingang des uC ?

Dann: Was sind 0dB ?

http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.30.4

also vermutlich 1V, die +3dB sind 1.4V, die -15dB sind 0.176V.
Das kann der uC direkt, ohne Verstärker messen und unterscheiden.

Autor: Max K. (achulio)
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Hallo,
was die logische und softwaremässige Ausgestaltung des Projektes 
betrifft, habe ich keine Probleme. Bei mir liegt es eher an der 
Beschaltung des Ganzen.
Der AC-Output eines Elektret ist minimal (unterer mV-Bereich??), diesen 
muss ich verstärken. Direkt an den ADC ist nichts zu machen... jedoch 
spricht mir die Schaltung im Link im ersten Beitrag zu spät an. Wie kann 
ich die Ansprechschwelle verringern?

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Max,

Du benötigst wahrscheinlich einen Präzisionsgleichrichter mit 
logarithmischer Verstärkung. Die lineare Verstärkung der angegebenen 
Schaltung, bringt Dir nichts, da die Schalldrücke in linearer 
Darstellung über mehrere Dekaden gehen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4...

http://www.krucker.ch/Skripten-Uebungen/AnSys/ELA5-OpAmp.pdf
Kapitel 3.161

Gruß,
  Michael

Autor: Gastino G. (gastino)
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Michael Lenz schrieb:
> Du benötigst wahrscheinlich einen Präzisionsgleichrichter mit
> logarithmischer Verstärkung.

Nicht unbedingt. Das kann er ja softwaretechnisch machen.

Im Anhang ist meine Schaltung, deren Grundzüge ich mal 
dankenswerterweise hier vorgeschlagen bekommen habe, leicht modifiziert 
und ergänzt durch einen einfachen Bandpass am Ausgang.

Den Vorwiderstand für das Mikrofon musst Du evtl. noch an Dein Modell 
anpassen und die Verstärkung über R5 und R6 an Deine Anforderungen 
anpassen. Ich wollte 100fach und hatte gerade nichts anderes in der 
Grabbelkiste. Für eine Signalisierungsfunktion sollte die Schaltung 
ausreichen (und tut das auch bei mir).

Hier ist übrigens das "Original" von Kai Klaas:

Beitrag "Re: Application Note AVR335 (Mikrofonverstärker)"

Ich hoffe, der ist mir nicht böse wegen meiner Modifikationen. :)

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Gastino,

> Michael Lenz schrieb:
>> Du benötigst wahrscheinlich einen Präzisionsgleichrichter mit
>> logarithmischer Verstärkung.
>
> Nicht unbedingt. Das kann er ja softwaretechnisch machen.
Das hängt wiederum von der Anzahl der Dekaden ab, um die der Schalldruck 
variiert. Die Logarithmierschaltungen haben den Vorteil, daß sie bei 
kleinen und großen Lautstärken ähnlich große Quantisierungsfehler 
aufweisen, während lineare Verstärker bei kleinen Pegeln nachteilig 
sind.

Gruß,
  Michael

Autor: Gastino G. (gastino)
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Michael Lenz schrieb:
> Das hängt wiederum von der Anzahl der Dekaden ab, um die der Schalldruck
> variiert. Die Logarithmierschaltungen haben den Vorteil, daß sie bei
> kleinen und großen Lautstärken ähnlich große Quantisierungsfehler
> aufweisen, während lineare Verstärker bei kleinen Pegeln nachteilig
> sind.

Ja, das stimmt natürlich. Ich hatte nur den Eindruck, dass er erst mal 
eine einfache Verstärkerschaltung sucht und den Rest in Software machen 
will und dass auch die Anforderungen an die Genauigkeit im nicht so 
extrem hoch sind.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Da man auf Grund der Quantisierung mit einem ADC bei Logarithmen nicht 
mehr unbedingt ordentlich messen kann, und einfach aus einer Laune 
heraus, hab ich mal den Logarithmierer simuliert.

Natürlich stecken da für den praktischen Aufbau noch Haken drin, z.B. 
Temperaturdriften der Bauteile.

Aber zur Ansicht, mal die Dateianhänge.

Autor: MaWin (Gast)
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>Aber zur Ansicht, mal die Dateianhänge.

Kinders, was baut ihr hier ?
Ein uA741 für 5V ? (Ja, du hast 10 drangeschrieben, Max K. hat aber nur 
5)

 +5V
  |
 1k
  |
  +--- A/D-Eingang
  |
Mikro
  |
 GND


reicht eigentlich. Wenn das Mikrophon zu unemfindlich istm, kann man 
verstärken, und zwar einstellbar von 0 bis 50-fach:

 +5V
  |
 1k
  |           LMC7111 oder so
  +---------------|+\
  |               |  >--+-- A/D-Eingang
Mikro          +--|-/   |
  |            |        |
  +-100nF--10k-+--Poti--+
  |               500k
 GND

ausserdem entfernt die Schaltung tiefe Töne (brummen).

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Nachtrag:

Die 10V und der 741 aus meinem Beispiel sind natürlich frei erfunden und 
beliebig ersetzbar. Ich hätte diese Bezeichnungen wohl mal besser 
entfernt.

Autor: Max K. (achulio)
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Hallo,
ich habe die Mikrofonverstärkerschaltung von Gaston nachgebaut (aufgrund 
Teileknappheit mit einem TL072 als OPV und nur 1M als R6); die 
Ergebnisse sind schon recht gut verwertbar, siehe Bild anbei. (ich 
Sample das Signal mit 8kHz, das Bild zeigt der Einfachheit halber nur 
die Maximalwerte der positiven Halbwelle des gesampleten Signals alle 
20ms)
Da ich meine Analog-Kenntnisse etwas erweitern möchte, noch ein paar 
Fragen zu der Schaltung von Gaston; ich hoffe ihr könne mich erleuchten:
1. Was macht genau C1?
2. Was ist der Sinn von R7 und R8? Wenn ich mein Signal bei C5 abnehme, 
habe ich bereits einen Wert von 2.5V DC (bei 5V Vcc)
3. Insgesamt verstehe ich die Kombination von C5, R9 und C6 nicht... 
Soll das als eine Art Filter wirken?

Wäre schön wenn ihr mir input gebt diesbezüglich.

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