Hallo,
ich suche eine Schaltung für einen möglichst rauscharmen
Mikrofonverstärker (Elekret Kapsel WM-61A) und einer großen Bandbreite
(Ultraschall).
Gefunden habe ich folgendes:
http://www.tonbandstimmen.de/mikvv.htm
Das Ausgangssignal geht weiter an einen Hochpass (10kHz) und einigen
Mischern und Filtern. Diese Teile habe ich noch nicht, kann also nicht
nichta bezüglich Anpassung sagen.
Nun meine Frage:
Sind die Bauteile korrekt dimensioniert, dass ich auch noch Signal bis
über 100kHz durchbekomme? (unter 10kHz brauche ich nicht).
Oder: Hat jemand Schaltungen für andere, rauscharme Vorverstärker die
nicht aus Einzeltransistoren bestehen? Ich suche ICs.
Die Schaltung kann 100kHz nicht mehr um den Faktor 500
verstärkern, dafür reicht der OpAMp mit 10MHz GBW nicht aus.
Statt einem schnelleren OpAmp, dessen Schwingen du nicht
in den Griff bekommst, sollte man lieber 2 Stufen a Faktor 25
hintereinander setzen.
C1 und C5 dürfen 0.1uF Folie werden, R2 mach 4k7, R5 86k,
und C5 ist C1 der nächsten Stufe.
Statt 2 NE5534 tut es dann ein NE5532, damit spart man sich
auch C4.
Typische Elektrets gehen bis 30 kHz bei ca. -6 dB. Ich würde die erste
Stufe diskret mit Transistor aufbauen und danach den OP--> mehr
Bandbreite, vmtl. wenigfer Rauschen
Stefan R. schrieb:> Dein erstes Problem: Das ausgesuchte Mikro wird nicht bis 100kHz gehen.> Das Datenblatt sagt 20-20000Hz
Ja, für den normalen Einsatz ist auch nur dieser Frequenzbereich
spezifiziert. Außerhalb dieser Bereiches ist es halt nicht mehr so
empfindlich. Es soll aber problemlos bis 60kHz aufnehmen können. Darüber
hinaus nimmt die Empfindlichkeit weiter ab. 100kHz sollen aber noch
gehen.
MaWin schrieb:> Die Schaltung kann 100kHz nicht mehr um den Faktor 500> verstärkern, dafür reicht der OpAMp mit 10MHz GBW nicht aus.
Danke für den Hinweis.
> Statt einem schnelleren OpAmp, dessen Schwingen du nicht> in den Griff bekommst, sollte man lieber 2 Stufen a Faktor 25> hintereinander setzen.
Ebenfalls Danke für den Rat. Sowas wollte ich hören.
Von Analogtechnik habe ich halt nicht so die große Ahnung.
Hallo batman,
die Schaltung ist nicht schlecht (habe ich auch mal gebaut).
Allerdings bin bei meinem 2ten Aufbau deutlich davon abgewichen
und habe für die Eingangsstufe den Verstärker 2 stufig ausgeführt.
Als OPV habe ich dann sowas wie MC34072 oder TL082 eingesetzt.
Zudem habe ich der Eingangsstufe eine frequenzabhängige Verstärkung
verpasst,
die die Verstärkung oberhalb 20khz anhebt um das Mic auszugleichen.
Wenn du als Mischer die NE602 nimmst kommt da auch nochmal
etwas Verstärkung hinzu.
Zudem benötigst du nach den beiden Mischstufen und dem Filter ja noch
den
Tiefpass, dem man ja auch wieder etwas Gain verpassen kann.
Gruss Klaus
BatMan schrieb:> Es soll aber problemlos bis 60kHz aufnehmen können. Darüber>> hinaus nimmt die Empfindlichkeit weiter ab. 100kHz sollen aber noch>> gehen.
Kondensatormikrofone ( insbesonders Druckempfänger also
Kugelcharakteristik ) werden in der Regel unterhalb der Resonanzfrequenz
betrieben. Diese legt dann auch die obere Grenzfrequenz fest. Darüber
fällt der Frequenzgang mit 12db/Oktave ab.
Ralph Berres
Moinsen!
Das Panasonic WM-61A ist als Mikrofon für einen Ultraschalldetektor
(aka. "Bat Detector") nicht gerade erste Wahl. ;-)
Besser bei hohen Frequenzen und rauschärmer ist z.B. der Typ
EK-3132 von Knowles Acoustics.
Diese Kapsel wird auch in Markengeräten eingesetzt,
z.B. in der D2xx Serie von Pettersson.
Richtig gut im Bereich bis 60 kHz (und darüber keineswegs schlechter als
die Elektret-Kapseln) ist das MEMS Mikrofon SPM0404UD5 von Knowles.
Dieses Mikrofon ist im Gegensatz zu den meist benutzten Elektret-Kapseln
speziell für den Ultraschallbereich entwickelt worden.
Der Frequenzgang verläuft von ca. 15kHz bis 40kHz von 0dB bis +10db
ansteigend, hält +10dB bis ca. 55kHz um bis 60kHz auf 0dB abzufallen.
Oberhalb von 60dB fällt die Kurve weiter bis ca. -15dB bei 80kHz, bei
100kHz werden etwa -12dB erreicht.
Datenblatt zum SPM0404UD5:
http://www.knowles.com/search/prods_pdf/SPM0404UD5.PDF
Was den Vorverstärker angeht, verstehe ich Deine Abneigung gegen
Transistorschaltungen nicht so ganz.
Gerade für Elektretkapseln wie die von Dir gewählte WM-61A brauchst Du
einen rauscharmen Vorverstärker mit stark ansteigender Verstärkung
oberhalb von 20kHz.
Mit einem 3-4 stufigen Vorverstärker aus rauscharmen Einzeltransistoren
läßt sich das sehr gut erreichen, indem die Koppelkondensatoren zwischen
den Stufen bereits als Hochpaß ausgelegt werden. Die Stufenverstärkung
kann dementsprechend klein ausfallen und man hat wenig Probleme mit dem
Rauschen.
Mit OpAmps gehts auch, aber dann wird man schon recht hochklassige Typen
wie z.B. LT1028 oder OPA211 verwenden müssen.
Was willst Du eigentlich als Mischer verwenden und was für einen
Oszillator?
Gruß,
Thorsten
Klaus De lisson schrieb:> Als OPV habe ich dann sowas wie MC34072 oder TL082 eingesetzt.> Zudem habe ich der Eingangsstufe eine frequenzabhängige Verstärkung> verpasst,> die die Verstärkung oberhalb 20khz anhebt um das Mic auszugleichen.
Interessant, wie geht das ;-)
> Wenn du als Mischer die NE602 nimmst kommt da auch nochmal> etwas Verstärkung hinzu.
Ja, an sowas hatte ich schon gedacht.
Thorsten S. schrieb:> Das Panasonic WM-61A ist als Mikrofon für einen Ultraschalldetektor> (aka. "Bat Detector") nicht gerade erste Wahl. ;-)
Das war das "beste", was ich finden konnte. ELV verwendet in seinem
Detektor MCE-2500. Der MW-61A hat ähnliche Daten, daher meine Wahl.
> Besser bei hohen Frequenzen und rauschärmer ist z.B. der Typ> EK-3132 von Knowles Acoustics.> Diese Kapsel wird auch in Markengeräten eingesetzt,> z.B. in der D2xx Serie von Pettersson.
Da ich das ganze nur als Hobby mache, kann ich nicht überall einkaufen.
Gibt es dazu eine Quelle, die auch für Privateleute erreichbar ist?
Auch vom Preis her?
> Richtig gut im Bereich bis 60 kHz (und darüber keineswegs schlechter als> die Elektret-Kapseln) ist das MEMS Mikrofon SPM0404UD5 von Knowles.
Oha, ich habe keine Ahnung, wie man MEMS Mikrofone verwendet.
Da muss ich mich erst mal schlau machen.
Als Quelle finde ich auf die Schnelle nur Farnell - und die beliefern
mich wohl nicht.
> Was den Vorverstärker angeht, verstehe ich Deine Abneigung gegen> Transistorschaltungen nicht so ganz.>> Gerade für Elektretkapseln wie die von Dir gewählte WM-61A brauchst Du> einen rauscharmen Vorverstärker mit stark ansteigender Verstärkung> oberhalb von 20kHz.> Mit einem 3-4 stufigen Vorverstärker aus rauscharmen Einzeltransistoren> läßt sich das sehr gut erreichen, indem die Koppelkondensatoren zwischen> den Stufen bereits als Hochpaß ausgelegt werden. Die Stufenverstärkung> kann dementsprechend klein ausfallen und man hat wenig Probleme mit dem> Rauschen.
Ich habe den Fledermausdetektor von ELV; also komplett mit Transistoren.
Das Teil rauscht wie Espenlaub. Nicht gerade das, was ich mir vorstelle.
Außerdem möchte ich gerne eine eine digitale Nachbearbeitung haben
(autoscan, sonogramm, speichern, etc); da stört das vorhandene Rauschen
sicherlich.
> Mit OpAmps gehts auch, aber dann wird man schon recht hochklassige Typen> wie z.B. LT1028 oder OPA211 verwenden müssen.
Da meine Kenntnisse in der Analogtechnik schon arg verstaubt sind, bin
ich hierzu erstmal auf konkrete (nachbaubare) Beispiele angewiesen. Hast
Du da irgendwelche Links oder auch Literaturempfehlungen?
> Was willst Du eigentlich als Mischer verwenden und was für einen> Oszillator?
Ich bin ja noch in der Planungsphase. Als Mischer habe ich mir vorerst
den NE602 ausgesucht. Aufbau des ganzen etwa wie bei ELV, nur halt -
naja, etwas rauschfreier.
Also Mikrofonverstärker, Hochpass 10kHz, Mischer mit Oszillator
475..550kHz, 455kHz Bandpass, Mischer mit 460kHz, Tiefpass, Kopfhörer
oder AD-Wandler.
Als Oszillator dachte ich an DDS, also per µC erzeugt.
Alternativ (weil es mich interessiert), würde ich die komplette
Verarbeitung auch gerne digital erledigen. Also lediglich einen
Mikrofonverstärker mit anschließendem AD-Wandler. Die Mischung sowie die
Filterung erfolgt dann im Prozessor.
Aber so weit bin ich noch nicht. Ich bin ja noch auf der Suche nach den
optimalen Bauteilen sowie deren Be-/Verschaltung.
naja, du Bettwanze (oder war Nettewanze ?)
ich hatte vor einigen Jahren den Krämpel von ELV nachgebaut..
(also das mit den BC550 am Eingang) und fand das einerseits sehr
lustig, weil man etwas hören konnte, und andererseits super enttäuschend
weil es nicht besser war als z.B. ein BFO-Detector für Goldsucher.
Im Finale für mich also nicht besonders prima.
Dabei bin ich nur Hobbyhörer und finde auch gewisse Grillenarten
etc interessant.
Ich habe dann irgendwann mal etwas (für mich) besseres gebaut und habe
versucht, die Dinge, die mich bei der ELV Kiste gestört haben
zu verbessern. Leider ahbe ich keinen Schaltplan, da ich oft aus dem
Kopf heraus arbeite. Nun ist das Gerät aber schon seit 2 Jahren fertig
und ich hoffe, es geht niemals kaputt. Dafür sorgt allerdings oft
eine vernünftige Auslegung.
Dein Ansatz mit DDS klingt logisch, ist aber u.U. nicht nötig.
Da mich das Wegdriften des Analogoscillators auch gestört hatte, habe
ich einen Atmega als Taktquelle für LO eingesetzt.
Leider musste ich das arme Tierchen etwas übertakten, damit ich auf mein
Frequenzraster von etwa 8khz komme.
Der arme Atmel muss also bei 50 oder 60Mhz ackern.
Da er sonst nichts zu tun hat , macht er das gerne.
Mein Gerät arbeitet in Stereo und ich habe zwei Electretkapseln als
Mikrofone an einen Gummigelagerten Holzstock fixiert.
Der Abstand der beiden Kapseln entspricht etwa dem Abstand meiner
Ohren. Ich nenne diesen Hörstock immer "Hammerhead", da er meiner
Meinung nach einem Hammerhai nachempfunden ist.
Zudem fand ich, dass "reines Ultraschallhöhren" den Bezug zur
Wirklichkeit erschwert.
Deswegen habe ich noch eine Art Mischpult (Schieberegler) eingebaut,
die mir (unter dem Schalldichten Kopfhörer) ermöglicht die original
töne meiner Schritte zu hören.
... nun höre ich aber auf über die Features zu sprechen.
(wie z.B. der 2te Kopfhörerausgang mit separater lautstärkeregelung
damit ich das auch mit meiner Frau teilen kann)
Meiner Meinung nach benötigst du pro Kanal einen mindestens 2 stufigen
Eingangsverstärker aus geeigneten OPV. Interessanterweise kann man diese
Stufen gleich als Linkwitz Reiley Hochpass mit Gain ausführen.
Dann geht es auf den 1sten NE602 und es wird hochgemischt.
Dann kommt der gelbe Filter 455khz mit 3 Beinen.
(diese findet man oft in alten Drahtlostelefonen.)
Hier musst du auf etwa 1k8 Ohm Einspeise- sowie Lastwiderstand achten.
Dann wieder auf den Runtermischer und anschliessend aud einen weiteren
2 stufigen (24db) Linkwitz Riley Tiefpass, der nur das Spiegelbild
der Eingangsstufe ist.
Dann rauscht da auch nix.
Ein Stufenschalter ändert dann am LO-Atmel nur das Teilungsverhältnis
in 8 khz Schritten.
Das geht schon.
Klaus
Klaus De lisson schrieb:> Mein Gerät arbeitet in Stereo und ich habe zwei Electretkapseln als> Mikrofone an einen Gummigelagerten Holzstock fixiert.
An Stereo hatte ich auch gedacht - zumindest später wenn es erst einmal
in Mono geht.
Welche Mikrofonkapseln hast Du verwendet?
Klaus De lisson schrieb:> Meiner Meinung nach benötigst du pro Kanal einen mindestens 2 stufigen> Eingangsverstärker aus geeigneten OPV
Welche Verstärkungen wären hierbei angebracht?
Und welche OPVs wäre am geeignesten?
Ich weiß ja nicht einmal, wie groß die Spannungen so sind, die so aus
dem Mikrofon kommen und welche ich brauche, um sauber mischen und
filtern zu können und dabei nichts zu übersteuern. Deshalb wäre es
schön, auf die Kenntnisse anderer zurückgreifen zu können.
Gerne hätte ich ein modulares Design, bei dem ich erst einmal mit meinen
Mikrofonkapseln anfangen und später mal auf MEMS wechseln kann.
Auch soll parallel zum Superhet auch noch eine Frequenzteilung
stattfinden, mit dem ich das komplette Band gleichzeitig betrachten kann
(akkustisch wie auch optisch als Spektrum).
Deswegen fange ich auch erst einmal vorne beim Mikrofonverstärker an, um
die "idealen" Komponenten nach und nach zu sammeln.
Bücherwurm schrieb:> Als Quelle finde ich auf die Schnelle nur Farnell - und die beliefern> mich wohl nicht.
Doch, über http://hbe-shop.de/
Gruß Dietrich
Bücherwurm schrieb:> Das war das "beste", was ich finden konnte. ELV verwendet in seinem> Detektor MCE-2500. Der MW-61A hat ähnliche Daten, daher meine Wahl.
Ja, mit dem MCE-2500 habe ich auch mal experimentiert. Im Vergleich zu
den Knowles-Kapseln rauscht es wesentlich stärker.
> Gibt es dazu eine Quelle, die auch für Privateleute erreichbar ist?> Auch vom Preis her?
Ich habe meine EK-3132 von DigiKey. Waren allerdings recht teuer, ca.
17,-€ / Stück.
> Oha, ich habe keine Ahnung, wie man MEMS Mikrofone verwendet.
super-einfach! (schau mal ins Datenblatt, das hatte ich oben verlinkt)
Das SPM0404UD5 braucht eine Versorgungsspannung zwischen 1,5V und 3,6V
die an Pin 4 zugeführt wird. Pin 2 und 3 werden an Masse gelegt.
Pin 1 ist der Ausgang.
Der Applikationsvorschlag auf Seite 6 des Datenblattes empfiehlt
Kondensatorkopplung zu einer nachfolgenden invertierenden
Verstärkerstufe mit einem OpAmp.
Die nominelle Empfindlichkeit laut Datenblatt beträgt
bei 1kHz ca. 8mV / Pa.
(1 Pa Schalldruck entsprechen 94dB)
Ein Großer Abendsegler in 30m Entfernung liefert Dir rund 76dB
Schalldruckpegel bei 20kHz, was mit der Empfindlichkeitskurve des Mikros
verrechnet 1mV Signalpegel ergibt.
In nur 10m Entfernung bekommst Du von der gleichen Fledermaus 10mV.
> Als Quelle finde ich auf die Schnelle nur Farnell - und die beliefern> mich wohl nicht.
DigiKey, die liefern auch an Privat.
Ich beabsichtige, mir ein paar von den MEMS Mikros zu bestellen,
ggf. kann man sich ja zusammentun...
> Ich habe den Fledermausdetektor von ELV; also komplett mit Transistoren.> Das Teil rauscht wie Espenlaub. Nicht gerade das, was ich mir vorstelle.
Ich nehme an, Du meinst dieses Teil hier:
http://www.elv-downloads.de/service/manuals/23280_US_NF_Koverter/23282_US_NF_KM.pdf
Das Teil ist aus mehreren Gründen suboptimal.
Zum einen wird zweimal gemischt, zuerst hoch auf 455kHz und dann wieder
runter in den Hörbereich. Damit bekommt man zwar hin, daß man nur ein
Seitenband umsetzt, aber das ist für die Fledermausbeobachtung gar nicht
wünschenswert.
Praktisch alle professionellen Ultraschalldetektoren, die nach dem
Mischer-Prinzip arbeiten, nutzen eine Direktmischung mit nachfolgendem
NF-Tiefpaß. Meines Wissens u.a. sämtliche Pettersson-Geräte.
Die zweimalige Mischung verschlechtert das Rauschen, zumal hier nur
additiv in den Transistoren T4 und T5 gemischt wird, denen gnadenlos
jeweils Nutzsignal und Oszillatorsignal per Koppel-C zugeführt wird.
Für eine saubere Mischung braucht man einen multiplikativen Mischer wie
den NE612 und ein sinusförmiges Oszillatorsignal.
> Außerdem möchte ich gerne eine eine digitale Nachbearbeitung haben> (autoscan, sonogramm, speichern, etc); da stört das vorhandene Rauschen> sicherlich.
eine digitale Verarbeitung ergibt eigentlich nur dann einen Sinn, wenn
man das Ultraschallsignal direkt digitalisiert.
Aus dem Output eines Mischerdetektors lassen sich keine Sonagramme
erstellen.
Dann kann man eigentlich gleich einen Zeitdehner bauen :)
Also Ultraschallsignal verstärken, digitalisieren und in einem FPGA
verarbeiten.
Im Moment spiele ich gerade mit dem Gedanken, ob nicht ein XMega 128A1
geeignet sein könnte, einen Zeitdehner aufzubauen.
Der integrierte A/D-Wandler wäre schnell genug für 480kHz Abtastrate,
und man kann ein SDRAM zum Speichern der Samples dranhängen.
Die Wiedergabe würde dann mit 48kHz über den D/A Wandler erfolgen, was
eine 10-fache Zeitdehnung ergibt.
Wenn das Ultraschallsignal erstmal digital im Speicher liegt, kann man
natürlich auch leicht Sonagramme draus errechnen, oder die Samples auf
einer Flash-Karte speichern ...
Da der Zeitdehner naturgemäß nicht in Echtzeit arbeiten kann, braucht
man dann aber immer noch einen Mischer als Echtzeit-Vorhöre.
Da würde es mich reizen, einen DDS-Chip als Oszillator für den
Mischerteil zu verwenden, weil man damit einen digitel einstellbaren
sauberen Sinusoszillator hätte.
Das ermöglicht dann auch Scans usw.
Wenn man den Ausgang des Mischerteils dann noch auf einen Komparator
führt, läßt sich z.B. der Zeitdehner automatisch triggern, wenn sich im
durch den Mischer selektierten Frequenzbereich was tut.
> Da meine Kenntnisse in der Analogtechnik schon arg verstaubt sind, bin> ich hierzu erstmal auf konkrete (nachbaubare) Beispiele angewiesen. Hast> Du da irgendwelche Links oder auch Literaturempfehlungen?
Wenn man mit guten OpAmps arbeitet, tun es praktisch die üblichen
Grundschaltungen, die sich überall in Lehrbüchern und Tutorials finden.
Auch die Applikationshinweise der Hersteller sind da eine Fundgrube.
Von TI (BurrBrown) gibts da einiges.
> Ich bin ja noch in der Planungsphase. Als Mischer habe ich mir vorerst> den NE602 ausgesucht.
Der ist prima geeignet, ist auch meine Wahl. Allerdings sollte man ihn
nicht zu weit aussteuern mit dem Eingangssignal. In seinem angestammten
Anwendungsgebiet (Funkempfänger) hat er es eher mit Mikrovolt als
Millivolt zu tun. ;-)
> Also Mikrofonverstärker, Hochpass 10kHz, Mischer mit Oszillator> 475..550kHz, 455kHz Bandpass, Mischer mit 460kHz, Tiefpass, Kopfhörer> oder AD-Wandler.
Die Profi-Detektoren verwenden IMHO alle eine Direktmischung.
Also einfach sauberen Sinus erzeugen von 10kHz bis 120kHz und mit einem
NE612 mit dem Mikrofonsignal mischen. Dann Tiefpaßfilter mit ca. 5kHz
Bandbreite, das wäre ein praxistauglicher Wert.
> Als Oszillator dachte ich an DDS, also per µC erzeugt.
Guter Ansatz, aber das würde ich aber nicht den µC selbst machen
lassen...
Die DDS-Chips kosten ja auch nicht mehr die Welt, und der würde dann
natürlich vom µC gesteuert.
> Alternativ (weil es mich interessiert), würde ich die komplette> Verarbeitung auch gerne digital erledigen. Also lediglich einen> Mikrofonverstärker mit anschließendem AD-Wandler. Die Mischung sowie die> Filterung erfolgt dann im Prozessor.
Ich spiele mit dem gleichen Gedanken in zwei Ansätzen.
a) eine Art LowCost Modell auf Basis eines XMega 128A1
b) die HighEnd Variante mit einem Spartan6 FPGA.
da drin kann man dann auch einen volldigitalen Mischer aufbauen mit
DDS-Oszillator (Sinus-Viertelwelle in BlockRams) und weitere
Möglichkeiten einer breitbandigen Vorhöre z.B. als Frequenzteiler mit
Hüllkurve.
> Aber so weit bin ich noch nicht. Ich bin ja noch auf der Suche nach den> optimalen Bauteilen sowie deren Be-/Verschaltung.
Mir schwebt sowieso vor, das Konzept (ähnlich wie meinen ersten Eigenbau
Detektor) modular zu halten.
Das fängt schon beim Mikrofon an, wenn man das mit Vorverstärker in ein
Alu-Rohr einbaut, kann man es besser handhaben, als wenn man mit dem
ganzen Gerät herumschwenken muß. Und man kann verschiedene Mikros für
unterschiedliche Anwendungsfälle oder zum Ausprobieren anschließen.
Was ich unheimlich reizvoll finde, ist ein Stereo-Betrieb, also zwei
Mikros und zwei Mischer, aber nur ein Oszillator.
Gruß,
Thorsten
Sodele, nun bin ich wieder da ;-)
Hatte leider den letzen Monet zu viel ander Dinge um die Ohren, so dass
ich hier noch nicht weitermachen konnte.
@Thorsten S.
Deine Beschreibungen hören sich richtig gut an.
Thorsten S. schrieb:> Ich beabsichtige, mir ein paar von den MEMS Mikros zu bestellen,> ggf. kann man sich ja zusammentun...
Hast Du schon bestellt?
Wenn nein, würde ich mich gerne mit anschließen.
Bei Digikey habe ich die Teile für 5,25€ gefunden. Nur wollte ich nicht
gleich 12 Mikrofone bestellen, 5 würden auf jeden Fall ausreichen.
Thorsten S. schrieb:> daß man nur ein> Seitenband umsetzt, aber das ist für die Fledermausbeobachtung gar nicht> wünschenswert.
Da ich noch blutiger Anfänger bin (wir habe einige Zwerg- und
Bartfledermäuse in der Gegend die ich bisher nur optisch beobachte) habe
ich da noch keine Erfahrungen.
Entschuldige daher bitte mein Unwissen.
Wieso ist es nicht wünschenswert nur ein Seitenband umzusetzen?
Christian H. schrieb:> Thorsten S. schrieb:>> Ich beabsichtige, mir ein paar von den MEMS Mikros zu bestellen,>> ggf. kann man sich ja zusammentun...>> Hast Du schon bestellt?> Wenn nein, würde ich mich gerne mit anschließen.
Auch mir könnte es passieren da so 2 bis 3 Stck mitzbestellen.
Klaus de Lisson
Christian H. schrieb:> Sodele, nun bin ich wieder da ;-)
Oh!
Und ich hatte diesen Thread schon fast abgeschrieben... ;-)
> Hatte leider den letzen Monet zu viel ander Dinge um die Ohren, so dass> ich hier noch nicht weitermachen konnte.
Ging mir selbst aber nicht anders, daher bin ich auch noch nicht dazu
gekommen, die Teile zu bestellen.
> Bei Digikey habe ich die Teile für 5,25€ gefunden. Nur wollte ich nicht> gleich 12 Mikrofone bestellen, 5 würden auf jeden Fall ausreichen.
Genau. Ab 10 Stück 4,40€ Die bekommen wir sicher zusammen, da ich mir
auch 8 Stück bestellen werde.
> Da ich noch blutiger Anfänger bin (wir habe einige Zwerg- und> Bartfledermäuse in der Gegend die ich bisher nur optisch beobachte) habe> ich da noch keine Erfahrungen.> Entschuldige daher bitte mein Unwissen.
Quark. Du brauchst Dich für gar nichts zu entschuldigen!
> Wieso ist es nicht wünschenswert nur ein Seitenband umzusetzen?
Da muß ich dann mal ein klein wenig ausholen...
Bei der Feldarbeit mit dem Detektor geht man ja üblicherweise so vor,
daß man auf der Suche nach Fledermäusen mit der Frequenzabstimmung
ständig den Bererich abscannt. Sobald man etwas hört, versucht man
möglichst schnell auf Schwebungsnull, abzustimmen, dann hat man bei
einem Direktmischer die Oszillatorfrequenz genau auf der stärksten
Komponente des konstant-frequenten Rufanteils (CF-Anteil).
Die Schwebungsnull erkennt man an der lauten baßlastigen Wiedergabe der
Rufe, bei einer Veränderung der Abstimmung hört man zwitschernde Laute
(mit der Differenzfrequenz).
Die Frequenz bei richtiger Abstimmung ist dann an der Frequenzanzeige
des Detektors (die für praktische Arbeit unerläßlich ist!) ablesbar und
ein wichtiger Hinweis für die Artbestimmung.
Zwerfgledermäuse liegen um die 45kHz, die hochfrequente Schwesterart
Mückenfledermaus um 55kHz und die dritte Art der Gattung, die
Rauhautfledermaus um 38kHz...
Ortungslaute von Myotis-Arten wie den Bartfledermäusen, der Wasser-
Teich- und Fransenfledermaus haben keine nennenswerte CF-Komponente, sie
bestehen praktisch nur aus kurzen, steil in der Frequenz abfallenden
Rufen. Diese hört man im Mischerdetektor als trockene Laute, die sich
nicht auf Schwebungsnull abstimmen lassen.
Die Myotis-Arten lassen sich auch nur sehr schwer oder gar nicht mit dem
Detektor auseinanderhalten. Kleine und Große Bartfledermaus sind nicht
unterscheidbar, dazu muß man die Körper vermessen...
Aber zurück zu Deiner ursprünglichen Frage: Warum ich es nicht für
sinnvoll halte, nur ein Seitenband umzusetzen.
Die Arbeitsmethode "Abstimmung auf Schwebungsnull" mit dem Detektor
erfordert, daß gerade der Frequenz-Nulldurchgang mit guter Amplitude
hörbar ist. Typische Einseitenband-Detektoren lassen den Bereich aber
vor dem Nulldurchgang enden, um ein Pfeifen aus der Überlagerung der
beiden Oszillatoren zu vermeiden...
Das erschwert eine exakte Abstimmung auf die Schwebungsnull und damit
die Ermittlung der Frequenz.
Außerdem ist der Suchbereich beim Direktmischer größer:
Bei einer Abstimmung auf z.B. 46kHz hört man sowohl eine
Rauhautfledermaus auf 38kHz als 8kHz Ton, als auch eine Mückenfledermaus
auf 55kHz als 9kHz Ton, sowie eine Zwergfledermaus als 1kHz Ton mit
typischem Klangbild.
Ein Einseitenband-Mischer würde bei gleicher Einstellung die
Rauhautfledermaus gar nicht wiedergeben und je nach Filterbandbreite die
Mückenfledermaus noch gerade eben hörbar machen.
Die Zwergfledermauslaute werden vom Filter um den 1kHz unter der
Abstimmung liegenden CF-Anteil beschnitten und dadurch im Klangbild
stark verändert, weil man nur noch die übrigbleibende FM-Komponente
hört.
Konstruktiver Vorteil des Einseitenbandmischers ist (bei analogem
Aufbau) der einfachere Oszillator, da die Variation nicht so groß ist.
Ein von 460 bis 570kHz einstellbarer Oszillator ist einfacher zu
konstruieren als einer, der von 10kHz bis 120kHz abstimmbar ist.
Außerdem hat man beim Oszillator des Einseitenband-Detektors keine
Probleme mit Oberwellen und kann ein schmutziges Signal, sogar ein
simples Rechteck verwenden.
Beim Direktmischer muß das Oszillatorsignal möglichst oberwellenarm,
also sinusförmig sein. Ansonsten erhält man Mischprodukte über
Oberwellen des Oszillators, und hört dann z.B. einen großen Abendsegler
(20kHz) auch bei einer Einstellung des Detektors auf 60kHz.
Per DDS ist das aber kein Problem mehr.
Uff, das wurde ja nun doch etwas länglich...
Wer bis hier mitgelesen hat: Danke. :)
Gruß,
Thorsten
Hallo Christian und Klaus,
eine DigiKey-Bestellung für das MEMS-Ultraschallmikrofon SPM0404UD5
http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=423-1086-1-ND
könnte ich demnächst aufgeben.
Bin selbst gerade noch etwas am Zusammensuchen, welches Zeug ich noch
von DigiKey benötige...
Kann noch ein paar Tage dauern, aber ich plane mal in ca. 2 Wochen zu
bestellen.
Die 10 Stück bekommen wir auf jeden Fall zusammen, der Stückpreis wäre
also aktuell 4,40€ zuzüglich der anteiligen Versandkosten.
Wer sich beteiligen möchte, bitte hier mit der Stückzahl dranhängen.
Gruß,
Thorsten
Thorsten S. schrieb:> Uff, das wurde ja nun doch etwas länglich...> Wer bis hier mitgelesen hat: Danke. :)
Ich muss mich bedanken.
Thorsten S. schrieb:> Die 10 Stück bekommen wir auf jeden Fall zusammen, der Stückpreis wäre> also aktuell 4,40€ zuzüglich der anteiligen Versandkosten.
Bei 4,40€/Stück würde ich wohl doch eher 10 Stück nehmen.
Das ganze Thema finde ich so spannend, dass ich wohl in Zukunft mehr als
einen Detektor haben werde. Da ist es wohl besser, mehr als die aktuell
benötigten Mikrofone da zu haben.
Axel R. schrieb:> Evtl. kann man die Überschrift für den Thread in "Fledermausdetektor"> ändern, bitte?>> Sehr interessantes Thema - ansonsten.>> AR.
Ja. Gute Idee.
... oder einen neuen Thread aufmachen. Planst Du auch einen solchen
Detektor zu bauen?
Gruß,
hhanff
Mikrofon ( MEMS ) Knowles Acoustics "SPM 0404 UD5".
Geht super!
bezogen über Farnell.
(Die liefern nicht an privat? das ist ja doof)
Dann evtl. als Muster bei Hersteller anfordern.
Klappt manchmal.
Stefan M. schrieb:> Mikrofon ( MEMS ) Knowles Acoustics "SPM 0404 UD5".> Geht super!> bezogen über Farnell.> (Die liefern nicht an privat? das ist ja doof)> Dann evtl. als Muster bei Hersteller anfordern.> Klappt manchmal.
Cool. Danke!
Hallo,
die SPM0404UD5 MEMS gibts wohl nicht mehr. Oder hat jemand ne aktuelle
bezugsquelle?
Gibt es alternative Sensoren anderer Hersteller auf dem Markt? Ich finde
da leider nirgens was.
Viele grüße
Michael
Michael schrieb:> die SPM0404UD5 MEMS gibts wohl nicht mehr. Oder hat jemand ne aktuelle> bezugsquelle?
Tja, sieht so aus, als hätte der Hersteller Knowles das Teil
eingestellt.
Ärgerlich, denn das Teil verbaue ich selbst gerne, funktioniert ganz
ausgezeichnet im Ultraschalldetektor.
> Gibt es alternative Sensoren anderer Hersteller auf dem Markt?
Wie wär's denn damit, erstmal beim selben Hersteller zu suchen?
Also: http://www.knowles.com/search/product.htm?x_sub_cat_id=14
dieser Link führte mal direkt auf die Produktseite vom SPM0404UD5.
Oh, da ist ja auch noch das Foto vom SPM0404UD5 abgebildet,
aber unten auf der Seite wird als einziges Bauteil der Kategorie
"Ultrasonic Sensors" das SPU0410LR5H genannt. :-o
Also mal flugs ins Datenblatt gespäht:
http://www.knowles.com/search/prods_pdf/SPU0410LR5H.pdf
naja, so übel sieht der Frequenzgang auch nicht aus, ist zwar nur bis
80kHz abgedruckt und nicht bis 100kHz und auch das Maximum der
Empfindlichkeit liegt bei rund 23kHz und nicht erst bei 50kHz, aber
dafür liegt das Empfindlichkeitsminimum nur bei -8dB und nicht bei -16dB
wie beim SPM0404UD5.
Mit 'ner Anpassung des Vorverstärkers (Hochpaß schon ab ca. 25kHz
einsetzen lassen und nicht erst ab 55kHz) sollte das Teil (zumindest bis
80kHz) ähnlich gut sein.
Nachteilig könnte der Bottom-Port sein, das Ding ist also nicht von
hinten mit Draht zu kontaktieren, sondern sollte per Reflow auf 'ne
Platine gesetzt werden, die ein Loch für den Port enthält. (Das Teil
lauscht sozusagen durch ein Loch in der Platine)
Achja, verfügbar ist das auch, z.B. bei DigiKey:
http://www.digikey.de/product-search/de?x=0&y=0&lang=de&site=de&KeyWords=SPU0410LR5H
Kostet sogar nur 1,55€
Gruß,
Thorsten
Hallo,
genau das wird das Problem sein, dass die Membran nur durch die Platine
zu erreichen ist.
Werde die Dinger mal ausprobieren und Checken wie dies Probleme bereitet
gegenüber dem SPM0404UD5. Da hab ich noch drei Stück.
Viele grüße
Michael
Hallo Zusammen,
auch ich habe noch die SPM0404UD5 aus der ersten Sammelbestellung aus
2011.
Durch eure derzeitigen Beiträge in diesem FRED sind sie mir wieder in
die Erinnerung gekommen. Daher die Frage:
Hat eigentlich schon jemand eine geeignete Vorverstärkerschaltung dafür
gebaut? Welche Lösung dazu hat sich als gut erwiesen ?
Gruss Klaus de Lisson
Klaus De lisson schrieb:> Hat eigentlich schon jemand eine geeignete Vorverstärkerschaltung dafür> gebaut? Welche Lösung dazu hat sich als gut erwiesen ?
Hallo Klaus,
ich habe bislang mit einem kleinen diskreten Vorverstärer gearbeitet,
das Ding ist einfach aus 2 NPN-Transistoren aufgebaut.
Habe die Schaltung mitsamt LTSPICE-Simulation mal angehängt,
in der Simulation habe ich mit einer Frequenzliste an einer B-Quelle
stückweise den Frequenzgang des SPM0404UD5 beschrieben.
Damit läßt sich in der AC-Simulation der ungefähre Gesamtfrequenzgang
(Mikro + Vorverstärker) simulieren.
Wenn man in der LTspice Schaltung die Leitung zur Brücke X1 auftrennt
und dafür eine Leitung von X2 zu VAC zieht, dann läßt sich der reine
Frequenzgang des Vorverstärkers simulieren.
Die Frequenzgangsimulation funktioniert übrigens nicht nur in AC,
sondern auch in der Transienten-Analyse.
Die ist in der angehängten Simulation ebenfalls eingerichtet, mit 'ner
Sinusschwingung von 45kHz. Einfach rechten Mausklick auf die .ac
Direktive unten und dann den Transient-Tab auswählen.
Die nötige Hochpaßfunktion ist mit über den Eingangskondensator sowie
die beiden Emitter-Kondensatoren realisiert.
Einen Vorverstärker aus Op-Amps hab ich für dieses Mikro noch nicht
ausprobiert, Knowles hat in seinen Application-Notes einen
invertierenden Verstärker mit Op-Amp angedeutet.
Mehrere derartige Verstärkerstufen mit passiven Hochpässen in Reihe sind
sicher auch eine mögliche Lösung, da habe ich allerdings noch nichts
berechnet oder simuliert.
Gruß,
Thorsten
Hallo Zusammen
ich beschäftige mich seit einiger Zeit mit akkustischer Aufnahme von
Fledermäusen, derzeit mit dem Ultramic250k mit getriggerter Aufnahme. Im
weiteren habe ich die Jdee einen Fledermausrekorder mit einem Olinuxino
zu realisieren, habe in diesem zusammenhang auch mal wieder nach einem
geeigneten Mikrofon gesuch und habe bei Knowles informationen gefunden
die für euch auch spannend sein dürften:
http://www.knowles.com/search/pdf/AN-17-Issue01.pdf
Ich denke das nachfolgende Mikrofon ist einfacher zu verwenden und hat
ein günstigeres Empfindlichkeitsverhalten im Bereich 20 bis 100kHz, als
das SPU0410LR5H. Es sollte sich im relevanten Bereich, mit einem
einfachen Filter, auf fast flachen Emfindlichkeitsverlauf bringen
lassen:
http://www.digikey.ch/product-detail/de/FG-23629-P16/423-1064-ND/697725
Gruss
Thomas
Thomas schrieb:> ich beschäftige mich seit einiger Zeit mit akkustischer Aufnahme von> Fledermäusen, derzeit mit dem Ultramic250k mit getriggerter Aufnahme.
Interessant!
Die Dodotronic Ultramics verwenden übrigens genau den Knowles
MEMS-Sensor (SPM0404UD5), dessen nicht-mehr-Verfügbarkeit wir hier
zuletzt kollektiv beklagten.
Und für den ich hier die Vorverstärkerschaltung als Simulation gepostet
hatte...
> weiteren habe ich die Jdee einen Fledermausrekorder mit einem Olinuxino> zu realisieren, habe in diesem zusammenhang auch mal wieder nach einem> geeigneten Mikrofon gesuch und habe bei Knowles informationen gefunden> die für euch auch spannend sein dürften:>> http://www.knowles.com/search/pdf/AN-17-Issue01.pdf
Ja, das Dokument ist mir bekannt.
Einen meiner ersten Detektoren habe ich mit einem für Ultraschall leicht
zweckentfremdeten Knowles Elektret-Mikro gebaut, dem EK23132-000
Datenblatt: http://www.knowles.com/search/prods_pdf/EK-23132-000.pdf
Das taucht nicht in der Ultraschall-Appnote auf, ist aber nicht schlecht
im Ultraschallbereich.
Der (in Fledermäusler-Kreisen wohlbekannte) Hersteller Pettersson
nutzt(e) genau diesen Typ lange in seinen D20x Detektoren.
Im direkten Vergleich weist ein SPM0404UD5 (wie in Deinem Ultramic) zu
Höheren Frequenzen ab ca. 40kHz die bessere Empfindlichkeit auf.
Aber zurück zu der AppNote, da gibt's ein paar Punkte zu beachten:
1. Das FG-23629-D65 ist winzig. Es ist ein zylindrisches Mikro von
gerade mal 2,56mm Durchmesser und 2,54mm Länge.
2. Dieses Mikro kostet mehr als das 16-Fache der MEMS-Mikros:
Als Einzelstück bei Digikey rund 25€, selbst für 100 Stück sinkt der
Stückpreis nur auf rund 19€.
Diese beiden Punkte zusammen machen das Anlöten der notwendigen Kabel,
ich empfehle Tonarmlitze dafür, zu einer echten Mutprobe.
OK. Die Variante mit Drähten dran erspart einem das. (die war noch nicht
verfügbar, als ich mir meine FG-Kapsel gekauft hab)
> Ich denke das nachfolgende Mikrofon ist einfacher zu verwenden und hat> ein günstigeres Empfindlichkeitsverhalten im Bereich 20 bis 100kHz, als> das SPU0410LR5H.
Ja aber das SPU0410LR5H kostet nur 1,52€ als Einzelstück.
Und achte beim Vergleich der Frequenzgänge von SPU0410LR5H und FG-23629
auch mal auf die Skalierung der Emfindlichkeit in den Diagrammen!
(in der von Dir verlinkten Ulraschall-Appnote, wie im Datenblatt des
SPU0410LR5H)
Das FG-xxx hat zu 80kHz hin einen Abfall von über -30dB.
Beim SPU0410 sinds nur etwa -8dB Abfall mit dem Minimum etwa bie 60kHz,
und ein Peak von gut +10dB bei ca. 24kHz.
Gut, mir gefiel der Frequenzgang vom SPM0404UD5 besser, mit seinem 10dB
Peak bei gut 50kHz (gerade im pipistrellus-Bereich).
Der 24kHz-Peak des SPU0410 ist da problematischer und bedarf eher der
Dämpfung.
> Es sollte sich im relevanten Bereich, mit einem einfachen Filter, auf> fast flachen Emfindlichkeitsverlauf bringen lassen
Ok, die Frage ist doch, was man hier eigentlich haben möchte.
Für Spektren möchte man natürlich einen möglichst linearen Frequenzgang,
aber dann ist die Empfindlichkeit weniger wichtig, da hier die
Fledermaus sowieso aus der Nähe aufgenommen werden muß, sonst dämpft die
Luftabsorption die hohen Frequenzen zu stark.
Für die Feldarbeit ist dagegen die absolute Emfindlichkeit wichtiger,
als ein linearer Frequenzgang, da sich hier schlicht die nutzbare
Reichweite des Detektors verbessert.
Gruß,
Thorsten
Hallo Thorsten,
Danke für die ausführliche Antwort!
Dass mein Ultramic ein SPM0404UD5 nutzt ist mir bekannt, im weiteren
findet man dieses Mikrofon auch beim Batlogger, Batscanner und SSF
Batdetecter II eingebaut. Schade, dass es nicht mehr hergestellt wird.
Das neue SPU0410LR5H fällt von 20 bis 90 kHz um etwa 30dB, das heisst,
es hat die guten Werte des SPM0404UD5 bei höheren Frequenzen nicht mehr.
Ich habe dazu in einem Forum eine ältere Version des Datenblattes
gefunden.
Das Forum:
http://forums.parallax.com/showthread.php/131953-The-Bat-detector-from-Nuts-and-Volts/page2
Das ältere Datenblatt:
http://forums.parallax.com/attachment.php?attachmentid=95245&d=1346355311
Die Datenblätter der FG-23629-D65 und FG-23329-D65 sind mir bekannt, mit
dem höheren Preis hast du natürlich recht, aber dafür ist es nicht so
empfindlich auf Feuchtigkeit wie das SPM0404UD5, beim SPU0410LR5H kenne
ich diese Eigenschaft noch nicht.
Für Feldaufnahmen für die Artbestimmung ist die geforderte absolute
Empfindlichkeit sicher mindestens vergleichbar mit dem Detektor, es
ärgert jeweils, wenn ich mit dem Detektor Rufe gehörte habe, und danach
keine zugehörige Sequenz auf dem Notebook finde.
Gruss Thomas
Hallo,
auch aufgrund dieses Beitrags habe ich ein Fledermaus Aufnahmesystem
gebastelt.
Vielen Dank für die wertvollen Hinweise zu den Mikrofonen!
Das Ergebnis findet ihr auf
http://www.batdroid.de
Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,
hey, das ist ja mal ein cooles Projekt! :)
Wenngleich bei mir (angesichts des üppigen Hardware-Aufwandes)
so ein ganz klein bißchen die Assoziation "Kanone-auf-Spatz" aufkommt.
Aber allemal eine interessante Entwicklung,
gerade auch die Einbindung des FPGAs.
Interessanterweise ähnelt das in einigen Punkten sehr meiner
(wegen chronischen Zeitmangels schlecht vorankommenden) Entwicklung,
die auch mit einem STM32F407 + Spartan 6 FPGA arbeiten soll.
Allerdings will ich mit einem XC6SLX9-2TQG144C auskommen, da ich
keine Module zukaufen möchte.
FFT in Hardware ist bei mir also nicht drin, das soll der STM32 in
Software machen.
Als Display ist ein DOGXL vorgesehen, das die Laute als durchlaufendes
Sonagramm anzeigen soll, also reicht für die Auflösung auch eine
64-Punkte FFT, die sollte der STM ganz gut hinbekommen.
Mein Gerät soll standalone arbeiten, also ohne ein Smartphone als
Bediengerät, da fehlen mir die nötigen Kenntnisse, um eine App zu
schreiben.
Als ADCs hatte ich bislang 16-Bit Wandler aus der PulSAR-Serie geplant,
mit etwas höherer Abtastrate (960ksps mit Downsampling im FPGA auf
480ksps), aber die von Dir gewählten 24-Bit Sigma-Delta ADCs sind eine
hochinteressante Alternative, da kein aufwendiges AntiAlias-Filter im
Eingang nötig ist.
Vielen Dank, daß Du Deine interessante Arbeit mitsamt den Quellen
veröffentlicht hast!
Gruß,
Thorsten
Hallo Thorsten,
gerne! Bei den ADCs gibt es auch noch den "kleinen Bruder" AD7764. Den
hatte ich in der Version 1 meiner Experimente und diese Variante hat
eine viel einfachere Spannungsversorgung, einfacher zu löten usw. Ist
halt "nur" 312.5kHz Samplerate, was aber in den meisten Fällen reichen
sollte. Der Unterschied bei der Analyse ist nicht sooo groß, da scheint
der AD7763 meist tatsächlich eine "Kanone auf Fledermaus" zu sein. Bei
meinen bescheidenen Kenntnissen beim Boardlayout und beim Anaologteil
sind auch die 24 Bit nicht wirklich ausnutzbar Aber diese ADCs gibt halt
nur in 24 Bit, dann nimmt man das halt mit.
Wenn Du möchtest, dann kann ich Dir den V1 Schaltplan gerne per PM
schicken. Gleiche Grund-Plattform, aber nur mono, 312.5kHz, feste
Verstärkung im Vorverstärker, Bluetooth Verbindung aber durchaus
brauchbar. Ich pflege die Version aber nicht weiter und das Boardlayout
werde ich ganz sicher niemandem zeigen :-).
MfG
Michael
Michael M. schrieb:> gerne! Bei den ADCs gibt es auch noch den "kleinen Bruder" AD7764. Den> hatte ich in der Version 1 meiner Experimente und diese Variante hat> eine viel einfachere Spannungsversorgung, einfacher zu löten usw.
Das TQFP ist jetzt für mich nicht so das Problem...
Ist die Spannungsversorgung so viel einfacher? Bin eben beim Überfliegen
der Datenblätter nicht auf den "Knackpunkt" gestoßen...
Aufgefallen ist mir nur der unüblich hohe Pegel von 5V für den MCLK beim
AD7763, während der "kleine Bruder" mit normalem Logikpegel auskommt.
Ok, die ganzen "Angst-Drosseln" in den ADC Versorgunsleitungen braucht
man üblicherweise, um das letzte Quentchen SNR rauszuquetschen.
> halt "nur" 312.5kHz Samplerate, was aber in den meisten Fällen reichen> sollte. Der Unterschied bei der Analyse ist nicht sooo groß, da scheint> der AD7763 meist tatsächlich eine "Kanone auf Fledermaus" zu sein.
wenn ich Dein Blockschaltbild richtig verstanden habe, machst Du doch
sowieso als erstes im FPGA ein Downsampling auf halbe Rate, also läuft
Deine FFT auch mit dem schnellen Wandler ebenfalls nur mit 312,5kHz.
Ok, mit dem Resampling kann man (theoretisch) etwas SNR gewinnen...
> Wenn Du möchtest, dann kann ich Dir den V1 Schaltplan gerne per PM> schicken.
Danke für's Angebot, aber ich werde wohl eh den besseren Wandler nehmen.
Eine deutlich günstigere Variante könnte die nächste Generation von
Audio-Wandlern bringen, 192ksps sind da jetzt Standard, wenn die im
Sample-Rate Hype so weitermachen wie bislang, könnte es bald auch welche
mit 384ksps geben, die perfekt für einen Fledermausdetektor geeignet
wären...
Zumal die Audiowandler meist mindestens 2-kanalig daherkommen. ;-)
Was mir aus dem Lesen Deiner Doku noch nicht ganz klar wurde:
Wird ein Zeitdehner-Modus unterstützt?
Also die Wiedergabe mit 1/10 oder auch 1/20 der Aufnahme-Rate.
Oder muß man dazu erst die Aufnahme auf SD-Karte haben und hinterher
auswerten?
Und macht der FD-Mode wirklich nur eine Frequenzteilung, oder hat der
auch eine Amplitudenerhaltung, die die Hüllkurve vom Eingangssignal aufs
heruntergeteilte Signal überträgt?
Und welchen Mikrofontyp hast Du jetzt im Einsatz?
Das MEMS-Mikro SPM... ODER die Electret-Kapsel FG...
Gruß,
Thorsten
Thorsten S. schrieb:> Ist die Spannungsversorgung so viel einfacher? Bin eben beim Überfliegen> der Datenblätter nicht auf den "Knackpunkt" gestoßen...> Aufgefallen ist mir nur der unüblich hohe Pegel von 5V für den MCLK beim> AD7763, während der "kleine Bruder" mit normalem Logikpegel auskommt.
Ja, MCLK ist 5V beim AD7763, deshalb hab ich im aktuellen Layout einen
5V Quarz drin. Ansonsten sind es halt die super vielen "Angst-Drosseln",
wie Du schon sagst. Da ist die Referenzbeschaltung des AD7764 viel
einfacher.
Thorsten S. schrieb:> sowieso als erstes im FPGA ein Downsampling auf halbe Rate, also läuft> Deine FFT auch mit dem schnellen Wandler ebenfalls nur mit 312,5kHz.
Yepp, das stimmt für die FFT und auch für das Mithören. Dafür wird alles
erst auf 312.5kHz runtergesetzt. Das Aufnahmeformat ist allerdings
einstellbar. Für die Aufnahme kann ich alle Kombinationen von
312.5/625kHz und 16/24Bits einstellen und dann am PC die Analyse machen.
Die Elekon BatExplorer SW unterstützt auch alle Formate. Andere Analyse
SW hat oft Probleme mit den 24Bits.
Thorsten S. schrieb:> Wird ein Zeitdehner-Modus unterstützt?
In der aktuellen SW-Version nicht. Ich hatte den Zeitdehner Abspielmodus
schon mal rudimentär drin. Vorgesehen ist dafür alles, nur ein wenig SW
notwendig. Man kann sehr einfach direkt aus dem DDR3 RAM abspielen (im
FPGA), als auch, mit etwas mehr SW Aufwand, auch wieder von der SD Karte
(über den STM32). Aber wie gesagt: Zur Zeit nicht drin. Rumlaufen, in
Echzeit mithören und aufnehmen war bei meinem User (meiner Frau) auf der
Prio-Liste.
Thorsten S. schrieb:> Und macht der FD-Mode wirklich nur eine Frequenzteilung, oder hat der> auch eine Amplitudenerhaltung
Ja, der FD-Modus hat auch die Amplituden-Funktion, d.h. die Lautstärke
wird auf das frequenzgeteilte Signal übertragen. Der Teiler ist im
Prinzip einstellbar, momentan habe ich aber kein User-Interface zur
Einstellung, daher steht der Teiler fest auf 1/10.
Mein Algo zum Runterteilen ist übrigens super-primitiv (ich zähle
Nulldurchgänge). Wenn Du da Tipps hast, wie man das elegant macht, dann
wäre ich interessiert. Für das breitbandige Mithören und Abschätzen, ob
ein Tier auf einen zufliegt oder von einem weg, reicht das so aber prima
aus.
Thorsten S. schrieb:> Und welchen Mikrofontyp hast Du jetzt im Einsatz?
Ich habe zwei Stereo-Geräte aufgebaut, die z.Z. beide mit dem MEMS Mic
(SPM...) laufen. Die SPMs funktionieren klasse (na ja, der Frequenzgang
der Dinger ist nicht gerade linear).
Ich habe auch FG Mikrofone hier und experimentiere gerade mit der
passenden Eingangsbeschaltung für den Vorverstärker (bei gleicher
Vorverstärkerkette wie beim SPM). Die Eingangsimpedanz des ersten OPs im
Vorverstärker muss sehr viel hochohmiger werden als beim SPM, da die
Ausgangsimpedanz der FGs bei 4.4kOhm (300 Ohm beim SPM) liegt. Die
richtige Mischung zwischen Eingangsimpedanz, Rauschverhalten, HP
Filterwirkung und Verstärkung der ersten Stufe zu finden, fällt mir
etwas schwer. Um die gleichen Pegel wie beim SPM zu bekommen, muss man
doch einiges mehr verstärken, was sich auch auf das Rauschen auswirkt.
Da bin ich noch nicht so zufrieden.
Auch da bin ich für jeden Hinweis dankbar. Meine Kenntnisse und
Erfahrung bei der Analogtechnik sind leider nur rudimentär...
Ich hatte auch noch einen Post hier im Forum im "Projekte"-Teil gemacht.
Falls Du das noch nicht gesehen hattest.
Michael M. schrieb:> Ja, MCLK ist 5V beim AD7763, deshalb hab ich im aktuellen Layout einen> 5V Quarz drin.
Das in Bezug auf den Jitter sicher auch die beste Lösung; Sigma-Delta
ADCs sind da ja etwas pingelig. Jitter an dieser Stelle kostet schnell
ein paar Bit Auflösung.
Ich liefere in meinen Designs solche Takte sonst gern vom FPGA,
da ist man flexibler bei der Taktwahl und kann ggf. umschalten...
> Ansonsten sind es halt die super vielen "Angst-Drosseln",> wie Du schon sagst. Da ist die Referenzbeschaltung des AD7764 viel> einfacher.
Ok, habs gerade noch mal angeschaut, ich dachte erst, daß die da auch
soviel Filterung eingebaut hätten. Selbst wenn, wäre der Aufwand
natürlich immer noch geringer, wegen der geringeren Anzahl an
Versorgungs-Pins...
Wer Auflösung will, muß halt Aufwand treiben ;-)
> Für die Aufnahme kann ich alle Kombinationen von> 312.5/625kHz und 16/24Bits einstellen und dann am PC die Analyse machen.
ok, das hatte ich nicht gleich durchschaut. ;-)
> Die Elekon BatExplorer SW unterstützt auch alle Formate. Andere Analyse> SW hat oft Probleme mit den 24Bits.
Hast Du Doku zu den Dateiformaten oder hast Du fertige Libs aufm STM
verwendet?
> Rumlaufen, in Echzeit mithören und aufnehmen war bei meinem User> (meiner Frau) auf der Prio-Liste.
Ah, ok. :)
Ich selbst bin nicht nur Entwickler, sondern betätige mich auch aktiv im
Fledermausschutz. Interessant, wie die individuellen Prioritäten sich
doch manchmal unterscheiden. Für mich ist in der Feldarbeit ein
Zeitdehner oft wichtiger, als eine Aufnahme, z.B. zum Untersuchen von
Soziallauten.
Interessant ist z.B. auch die Möglichkeit, das Ringpuffer-Signal mit
voller Rate wiederzugeben und durch den
> Mein Algo zum Runterteilen ist übrigens super-primitiv (ich zähle> Nulldurchgänge). Wenn Du da Tipps hast, wie man das elegant macht, dann> wäre ich interessiert. Für das breitbandige Mithören und Abschätzen, ob> ein Tier auf einen zufliegt oder von einem weg, reicht das so aber prima> aus.
Das Echtzeit Mithören in voller Bandbreite ist meiner Meinung nach auch
der einzige Sinn der Frequenzteiler-Betriebsart. Man erwischt ja
nichtmal zuverlässig die Grundschwingung des Rufes, da manchmal die 2.
Harmonische in der Amplitude größer ist.
Ich habe den Frequenzteiler auch nur über Nulldurchgangserkennung
aufgebaut, allerdings hab ich eine Hysterese definiert, damit
Mehrfachtrigger durch Rauschen oder Harmonische unwahrscheinlicher
werden.
Einen Trick beinhaltet meine Realisierung allerdings doch: Da es mir zu
blöd war, das Rechtecksignal aus dem Teiler anschließend noch zu
filtern, nehme ich den Zählerstand als Adresse für eine Sinus-LUT. Damit
wird der Filteraufwand viel geringer, weil jeder Nulldurchgang des
Ultraschallsignals das FD-Signal um 1/20 Periode weiterschaltet.
Mit meinem Hüllkurvendetektor fürs Ultraschallsignal bin ich allerdings
noch nicht 100%ig zufrieden. Momentan ermittle ich für jedes Intervall
zwischen zwei Nulldurchgängen die negativen und positiven Extremwerte
des Originalsignals. Diese werden über einen IIR-Tiefpaß 1. Ordnung
gefiltert und dann polaritätsabhängig mit dem FD-Sinus multipliziert.
D.h. die positiven Halbwellen des FD-Sinus werden mit dem gefilterten
Maximum, die negeativen mit dem gefilterten Minimum multipliziert.
> Die SPMs funktionieren klasse (na ja, der Frequenzgang> der Dinger ist nicht gerade linear).
Jo, die Empfindlichkeit und SNR sind super!
Der krumme Frequenzgang müßte für exakte Analysen berücksichtigt werden,
ist aber für die Feldarbeit überhaupt kein Problem.
Problematisch ist höchstens die etwas hohe Empfindlichkeit der Mikros
gegen Feuchtigkeit.
Die FG-Mikrofone (auch die von mir schon benutzten EK23132) benötigen
für den Einsatz als Ultraschallmikro einen sorgfältig dimensionierten
Vorverstärker.
Da feile ich auch schon seit Jahren dran herum. Mit LtSpice-Simulation
als Basis und dann im praktischen Testaufbau. Momentan verfolge ich
gerade wieder einen Ansatz mit rauscharmen OpAmps statt
Einzeltransistoren.
Die SPMxxx machen einem die Sache da viel leichter, da sie im Vergleich
unglaublich viel Pegel liefern...
> Die richtige Mischung zwischen Eingangsimpedanz, Rauschverhalten, HP> Filterwirkung und Verstärkung der ersten Stufe zu finden, fällt mir> etwas schwer.
Das ist auch nicht gerade einfach.
Mir erscheint da am aussichtsreichsten, als erste Stufe einen
rauscharmen OpAmp einzusetzen und den nötigen Eingangs-Koppelkondensator
schon so auszulegen daß die unerwünschten NF-Signale keinen Ärger mehr
machen.
also -3dB Punkt etwa auf 10kHz
Für die Frequenzgangskorrektur des Mikros kommt dann ein aktiver Hochpaß
dahinter, der kann so mit mehr Pegel arbeiten und braucht einen
schnellen aber nicht zwingend ganz so rauscharmen OpAmp.
Was mir bei Deinem Konzept noch aufgefallen ist, ist der PGA in der
Mikrofon-Baugruppe. Ich habe bislang die Schnittstelle (Mikro/Gerät)
immer schon hinter einen festen Mikro-Vorverstärker gelegt, den PGA habe
ich erst im Gerät vorgesehen. Alleine schon, um den "dreckenden" SPI aus
dem Mikrofonkabel herauszuhalten. HDMI-Kabel entschärfen die Sache
sicher etwas, aber ganz wohl ist mir nicht dabei...
Zumal ich lieber sowas wie 5-pol XLR dafür einsetze, bei einem Gerät für
den Feldeinsatz mag ich solche pfriemeligen Consumer-Stecker wie HDMI
nicht so gern, allein schon wegen der fehlenden Verriegelung.
Interessant finde ich, daß Du offenbar ebenfalls ein Fan von FRAMs bist.
:)
Auch ich habe in meinen Mikros ein FRAM eingeplant, allerdings die
I2C-Version. Der Bus wird langsam betrieben und stört so nicht. Ablegen
wollte ich da u.a. Mikrofontyp sowie Abgleichwerte für Verstärkung usw.
Ggf. den ausgemessenen Frequenzgang, aber dazu fehlt mir noch die
Möglichkeit.
> Ich hatte auch noch einen Post hier im Forum im "Projekte"-Teil gemacht.> Falls Du das noch nicht gesehen hattest.
Nein hatte ich noch nicht gesehen, danke für den Hinweis!
Gruß,
Thorsten
Thorsten S. schrieb:> Ich liefere in meinen Designs solche Takte sonst gern vom FPGA,> da ist man flexibler bei der Taktwahl und kann ggf. umschalten...
Super Idee, da bin ich noch gar nicht drauf gekommen.
Thorsten S. schrieb:> Hast Du Doku zu den Dateiformaten oder hast Du fertige Libs aufm STM> verwendet?
Ich habe das standard WAV Fileformat verwendet (siehe Wikipedia, RIFF).
File Header gemäß dem gewählten Format zusammenbasteln und dann die
entsprechenden Daten aus dem DDR3 RAM holen und dranhängen. Ist alles
"händisch" in CtrlTask.c gemacht. Auch die 24 Bit Formate sind gültige
WAV Files. Nur halt ein wenig unüblich und manche Auswerte-SW ist nicht
darauf vorbereitet. 625kHz/16Bit wird aber von aller Auswerte-SW, die
mir bisher in die Hände kam, korrekt verarbeitet.
Das XML-File ist ürsprünglich Elekon-proprietär. Dazu habe ich keine
Doku gemacht, da die Tags sozusagen Elekon "gehören". BatDroid nutzt
einige dieser Tags, um Informationen der Aufnahme (z.B. Geo-Position) in
die BatExplorer Oberfläche zu bekommen. Ich werde auch noch weitere Tags
definieren, die dann zwar nicht im BatExplorer angezeigt werden, die ich
aber weiterverwenden kann. Z.B. die Daten, die als kleine Frequenzgrafik
auf dem UI erscheinen, möchte ich noch ins XML File packen. Dann kann
ich die Grafik später nochmal anzeigen, wenn die Aufnahme gewählt wird.
Thorsten S. schrieb:> Für mich ist in der Feldarbeit ein> Zeitdehner oft wichtiger, als eine Aufnahme, z.B. zum Untersuchen von> Soziallauten.
Guter Hinweis! Dann kommt das wieder höher in die Prio-Liste.
Thorsten S. schrieb:> das Ringpuffer-Signal mit> voller Rate wiederzugeben und durch den
Leider abgeschnitten. Wozu würdest Du das machen?
Thorsten S. schrieb:> weil jeder Nulldurchgang des> Ultraschallsignals das FD-Signal um 1/20 Periode weiterschaltet.
Cool! Super Idee. Das schau ich mir mal an.
Thorsten S. schrieb:> Momentan ermittle ich für jedes Intervall> zwischen zwei Nulldurchgängen die negativen und positiven Extremwerte> des Originalsignals.
Das mach ich auch so, ich habe noch nicht mal den Filter. Wie gesagt,
meine FD Umsetzung ist sehr primitiv. Danke für Deine Hinweise!
Thorsten S. schrieb:> Alleine schon, um den "dreckenden" SPI aus> dem Mikrofonkabel herauszuhalten.
Da habe ich jetzt getrickst: Der SPI Bus hat auf dem MainBoard zu den
Vorverstärkern hin ein "Enable"-Signal. D.h. per SW wird der SPI nur
dann zu den Vorverstärkern geschaltet, wenn ich mit FRAM oder PGA
kommuniziere. FRAM nur beim Booten, dann ist Ruhe und PGA nur, wenn der
User die Verstärkung ändert. Den Rest der Zeit sind alle SPI Signale
abgetrennt, per Pull-Up/Down statisch und stören auch nicht den
Analogteil. SPI zu den Vorverstärkern lasse ich auch recht langsam
laufen, schon wg. der möglichen Kabellänge.
Ich habe die PGAs in die Vorverstärker "vorgezogen", weil ich maximale
Modularität haben wollte. Je nach Anwendungsfeld kann mann jetzt ganz
unterschiedliche Vorverstärker bauen, ggf. auch mit ganz anderen
Verstärkerketten. Solange man dem Mainboard korrekt skalierte Input
Signale liefert, können diese von irgendetwas stammen.
Und das Mainboard kann irgendwas damit machen. Die super performante DSP
Kombination aus FPGA und STM32 kann man garantiert auch noch für
Use-Cases nutzen, die gar nichts mehr mit dem Use-Case hier zu tun
haben. Da das Mainboard doch aufwändige HW hat, wollte ich mir diese
Zukunftsoption möglichst weit offen lassen.
Thorsten S. schrieb:> Zumal ich lieber sowas wie 5-pol XLR dafür einsetze
Da hatte ich mechanische Probleme mit der Größe und wg. der Stereo
Ansteuerung brauchte ich auch einiges an Signalen. Ich wollte aus
praktischen Gründen unbedingt nur ein einziges Kabel vom eigentlichen
Gerät zum Headset und HDMI hatte gerade die richtige Adernzahl, das
richtige Schirmungskonzept und die Kabel sind fertig zu kaufen.
Mechanisch ist das sicher nicht optimal, bis jetzt hat es sich aber ganz
gut bewährt.
Thorsten S. schrieb:> Interessant finde ich, daß Du offenbar ebenfalls ein Fan von FRAMs bist.
Yepp, FRAMs everywhere! Ich nehme die z.B. auch in meiner
Hausdatenerfassung. Da kann man Zähler praktisch ohne zeitliche
Begrenzung auf den selben Zellen inkrementieren, ohne die Zellen "kaputt
zu schreiben", wie das z.B. bei einem EEPROM mit 500000 Schreibzyklen
der Fall wäre.
Michael M. schrieb:> Ich habe das standard WAV Fileformat verwendet (siehe Wikipedia, RIFF).> File Header gemäß dem gewählten Format zusammenbasteln und dann die> entsprechenden Daten aus dem DDR3 RAM holen und dranhängen.
Ok, dann ist das weniger Aufwand, als ich dachte...
XML-Dateiformate mag ich auch, weil sie (neben der Lesbarkeit) einen
Vorteil haben: Wenn ein Programm einen bestimmten Tag nicht kennt,
ignoriert es ihn, ohne daß es zu Fehlern kommt. Man kann also die
Informationsstruktur erweitern ohne die Kompatibilität zu verlieren.
Michael M. schrieb:> Leider abgeschnitten. Wozu würdest Du das machen?
Örcks. Da hab ich beim Editieren was zerstört...
Der Absatz sollte heißen:
Interessant ist z.B. auch die Möglichkeit, das Ringpuffer-Signal mit
voller Rate wiederzugeben und durch den Mischerdetektor-Teil zu
schicken.
Dann kann man sich ein paar Sekunden Ultraschall, z.B. einen Soziallaut
oder einen Feeding-Buzz, in der Endlosschleife abspielen und in aller
Ruhe mit veränderter Mischer-Abstimmung sich immer wieder anhören.
Die Firma Pettersson hat das dieses Feature in ihren kleinsten
Zeitdehner, den D240x eingebaut.
Äußerst hilfreich, um die eigenen Fähigkeiten im Hören mit einem
Mischedetektor zu verfeinern.
Auch nützlich zu Lehr- und Demonstrationszwecken, z.B. auf öffentlichen
Exkursionen, um die richtige Einstellung der Oszillatorfrequenz beim
Mischerdetektor zu üben.
Wenn das auch mit Files von der SD-Karte funktioniert, könnte man sogar
komplette Trockenübungen veranstalten, z.B. als Training vor Beginn der
Fledermaus-Saison. Oder mal ausprobieren, wie sich bekannte
Referenzaufnahmen im Mischer anhören.
Michael M. schrieb:> Da habe ich jetzt getrickst:
Danke für die Erläuterungen!
Michael M. schrieb:> Yepp, FRAMs everywhere!
in letzter Zeit bin ich teilweise auf MRAMs von Everspin umgeschwenkt.
Voll kompatibel zu Ramtron FRAMs, aber etwas günstiger.
Gut, 'nen Neodym-Magneten sollte man vom MRAM besser fernhalten,
könnte man aber sogar als Panik-Lösch-Lösung für einen Key vorsehen ;-)
Der größte Vorteil von FRAMs / MRAMs gegenüber EEPROM ist
(neben der praktisch unbegrenzten Zyklenzahl) vor allem die
hohe Schreibgeschwindigkeit.
Nie wieder auf ein trödeliges EEPROM warten!
Wenn der SPI (oder I2C) Zugriff abgeschlossen ist, ist es auch der
Schreibvorgang. Da die STM32F4 Controller kein internes EEPROM haben,
bietet es sich ja geradezu an, ein FRAM/MRAM per SPI anzuschließen.
Das batteriegepufferte RAM im STM32 ist da keine echte Alternative.
Gruß,
Thorsten
PS. wir sollten die Diskussion mal woandershin verlagern, ist jetzt
inzwischen echt offtopic... Vorschläge wohin?
Thorsten S. schrieb:> PS. wir sollten die Diskussion mal woandershin verlagern, ist jetzt> inzwischen echt offtopic... Vorschläge wohin?
Stimmt.
Vielleicht hier im Forum zu dem BatDroid Thread im Projekt-Ordner?
(Ich weiss immer noch nicht, wie man das richtig verlinkt :-(.)
Oder in die BatDroid-Google-Group von www.batdroid.de?
https://groups.google.com/forum/?hl=en#!forum/batdroidv2
Da kann jeder mitlesen, allerdings hab ich das z.Z. so eingestellt, dass
nur zugelassene Teilnehmer schreiben können. Einfach dort anfragen oder
mir eine PM mit Deiner eMail-Adresse schicken, dann kann ich Dich
einladen.
Dort fange ich auch gerade an, mir Ideen, ToDos und Bugs für BatDroid zu
listen.
Oder hast Du noch Vorschläge?
MfG
Michael
Michael M. schrieb:>> PS. wir sollten die Diskussion mal woandershin verlagern, ist jetzt>> inzwischen echt offtopic... Vorschläge wohin?>> Stimmt.> Vielleicht hier im Forum zu dem BatDroid Thread im Projekt-Ordner?
Gut, erscheint mir erstmal als der richtige Ort für alles, was Dein
BatDroid Projekt betrifft, nur die Diskussionen, die direkt die
Mikrofonwahl und die erste Verstärkerstufe betreffen, sollten wir hier
behandeln.
Wenn die Moderatoren nix dagegen haben, möchte ich vorschlagen,
alles Weitere zum BatDroid dann im Projekte-Forum zu diskutieren:
Beitrag "BatDroid: Ultraschall Fledermausrufe Aufnahmesystem und Stereo Bat-Detector mit Android UI"
