einfache Mikrofonverstärkerschaltung über USB versorgen

Johannes schrieb:
> Dann hab ich versucht die Spannung mit einem Spannungsregler (A 78L05)
> und Kondensatoren zu stabilisieren.

Der 78L05 benötigt eine höhere Eingangsspannung als 5,0V, so um die 
7,0V.

> Das funktioniert leider auch nur bedingt. Erst wenn ich einen Elko mit
> 4700uF zwischen VCC und GND hänge, verschwindet das Rauschen
> größtenteils.

Gewöhnlich lässt man die 5,0V des USB erst einmal über eine Induktivität 
laufen um die durch Digitalsignale "verunreinigte" Spannung zu säubern. 
Ad hoc könnte man gemäss dem Schaltbild nach dem 220µF einen ohmschen 
Widerstand in Reihe schalten. Danach schalte noch einen 220µF Elko von 
+Vcc zu Masse. Fang mal mit 100 Ohm an und erhöhe wenn die Wirkung nicht 
genügt.
Gruss Klaus.

Johannes schrieb:
> Wären Drosseln o.ä. eine Lösung? Habe mit denen noch nie gearbeitet.

Ja. Am besten eine 470µH Drossel direkt in die +5 von USB legen und dann 
mit einem Elko und Kerko wie oben schon gesagt gegen Masse abfiltern. 
Ein Spannungsregler, wie oben bemerkt, geht nur, wenn es da noch was zu 
regeln gibt, wenn du also z.B. mit 3,3 Volt auskommen könntest.

> ich habe den Kondensator, welcher direkt zwischen Vcc ung GND hing in
> Reihe mit einem 100, 470, 1k, 22k und 100k Widerstand geschaltet und
> dazu einen 2. Kondensator nochmal direkt an Vcc und GND, hab ich das
> richtig verstanden?

Ich glaube nicht - der Elko kommt schon direkt zwischen +5 und Masse, 
ein Widerstand in Reihe mit ihm verschlechtert nur seine 
Entkoppelwirkung.
Der Elko darf wg. seines Aufladestromes aber auch nicht zu gross werden, 
max. so 470µF, sonst knickt die USB Spannung beim Anstecken an den 
Rechner ein.
Wichtig ist vor allen Dingen, das die Speisespannung fürs Elektret Mikro 
extra sauber gefiltert wird, spendier da ruhig noch eine eigene RC 
Kombination.

Das Problem kenne ich.
Auf einen speziellen Wunsch hin, habe ich mal versucht eine Elektret 
Mikrofonkapsel in eine Computermaus einzubauen. Versorgt von den 5V die 
man innen leicht anzapfen kann.
Es gelang mir mit keiner Methode, die Störgeräusche ( digitales 
geschrabbel )
von der Versorgungsspannung zu entfernen.
Es wird mit den üblichen Siebgliedern zwar besser, aber letztlich zu 
heftig um brauchbar zu sein.
Die Störungen koppeln sich offenbar auf allen physikalisch denkbaren 
wegen ein.

Noch besser als die vom Matthias vorgeschlagene einfache Drossel ist 
eine stromkompensierte Version:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stromkomensierte_drossel_schaltbild.svg

Damit ist es mit gelungen einen Endverstärker direkt an +12V eines PCs 
zu betreiben, mit einer einfachen Drossel war das, in meinen Fall, nicht 
möglich.

Grüße Löti

Johannes schrieb:
> Erst wenn ich einen Elko mit
> 4700uF zwischen VCC und GND hänge, verschwindet das Rauschen
> größtenteils.

Mir ist da noch etwas eingefallen. "Spannungsregelschaltung mit 
elektronischer
 Brummsiebung (Brummunterdrückung)"

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lnpowsup.htm

Allerdings erzeugt das wieder einen Spannungsabfall und die Schaltung 
ist für einen Bereich von 6 - 30 V ausgelegt.

Ich würde noch einen anderen Weg gehen. Die Versorgungsspannung sollte 
erhöht werden. Dafür gibt es Spannungsverdoppler. Ein passendes IC wäre 
der ICL7660.

http://www.reichelt.de/ICs-CA-ISD-/ICL-7660/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=8732;GROUPID=2910;artnr=ICL+7660

Man kann so etwas auch mittels Timer 555 realisieren, der meist ja 
irgendwo herumliegt.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206161.htm

Solch eine Schaltung hätte den Vorteil das alles was über USB ankommt so 
und so zerhackt wird. Unter Umständen verbessert sich dadurch allein das 
Störverhalten. Jetzt kannst Du aber auch einen Regler, z.B. den 78L05, 
dahinterschalten. Der wird dann genügend Spannung erhalten.

Hinweis: Die Spannungsverdoppler verdopplen nicht exakt. Der ICL7660 
würde aus 5,0V vielleicht 8,5-9,0V machen, der Timmer 8,0V - 8,5V.

Gruss Klaus.

Hallo,
zu dicke Elkos am USB VBUS Anschluss sind keine gute Idee, da beim 
Einstecken des USB Kabela zum Host dann ein sehr hoher Ladestrom 
(sogenannter 'inrush current') fliesst, der im schlimmsten Fall zu 
Schäden am Host-Port führen kann, oder dazu das der Host den Port 
abschaltet, falls er nett ist. Dieser maximale Strom ist in der USB Spec 
spezifiziert, normalerweise würde ich sagen das es bei mehr als 220uF 
langsam bedenklich wird. Eine Siebdrossel ist sicher besser und begrenzt 
ausserdem den Einschaltstrom auf 'natürliche Weise'.
LG

Johannes schrieb:
> Klaus Ra. schrieb:
>> Ich würde noch einen anderen Weg gehen. Die Versorgungsspannung sollte
>> erhöht werden. Dafür gibt es Spannungsverdoppler. Ein passendes IC wäre
>> der ICL7660.
>
> Das werde ich auch nochmal ausprobieren, vielleicht lassen sich damit
> noch bessere Ergebnisse erzielen.

Das Problem dabei ist, das der 7660 selber wieder ein 'Piepen' durch 
seine internen Schaltwandler für den Buck-Boost Umwandler erzeugt. Ich 
hatte das Problem mal, als ich für meinen Bassverstärker, der aus +12 
Volt gespeist wurde, noch eine negative Spannung für einige OpAmps und 
Analogschalter brauchte. Ich musste mir damit behelfen, das die 
Ablaufsteuerung an einen Timer Pin ein 40kHz Signal erzeugte, mit dem 
ich dann den 7660 synchronisierte - alles etwas kompliziert für einen 
einfachen Mikrofonverstärker. Wenn es also ohne geht, ist es besser und 
einfacher.

Bei 5 Volt Vcc sind übrigens 1k als Arbeitswiderstand für das 
Elektretmikrofon recht wenig. Als Beispiel: Sennheiser nimmt für seine 
alten Funkmikros SK1010/1012 mit 9 Volt Blockbatterie einen 8k2 
Widerstand, um die Mikros zu speisen. Wenn du also den 1k Widerstand 
umbaust in eine Kombination aus, sagen wir 1k-1k und dazwischen nochmal 
einen Siebelko nach Masse legst, wird das auch gut funktionieren und dir 
eine saubere Vdd für das Mikro liefern.

Karl Mindt schrieb:
> zu dicke Elkos am USB VBUS Anschluss sind keine gute Idee

Hatten wir schon:

Matthias Sch. schrieb:
> Der Elko darf wg. seines Aufladestromes aber auch nicht zu gross werden,
> max. so 470µF, sonst knickt die USB Spannung beim Anstecken an den
> Rechner ein.

Analoge Verstärker brauchen meist keine stabile störungsfreie 
Spannungsversorgung, aber eine stabile Referenz-Spannung. Besonders bei 
OP-Amp Schaltung ist das üblich.

Für einen OP-Amp basierten Verstärker, der mit 5V versorgt wird, würde 
ich eine 2V Referenz mit einer Z-Diode oder LED machen:

1

       220 Ohm     ZD 2,7V (oder LED)

2

5V O---[===]---+---|<|-----| GND

3

               |

4

               |   220 Ohm

5

     +---------+---[===]---+--------+---O Uref

6

     |         |           |        |

7

    ===       ===         ===      ===

8

100nF|   100µF |     1000nF|  100µF |

9

     |         |           |        |

10

     -         -           -        -

11

    GND       GND         GND      GND

Anwendungsbeispiel:

1

2

            47k

3

   Uref o--[===]--+     OP-Amp

4

                  |    ______

5

            10µF  |   |      |

6

 Eingang O---||---+---|+     |      100µF

7

                      |      |---+---||---O Ausgang

8

   Uref o--[===]--+---|-     |   |

9

            10k   |   |______|   |

10

                  |              |

11

                  +----[===]-----+

12

                        1M

Ich habe dieses Prinzip erfolgreich bei einem Mikrofon-Vorverstärker 
(mit Electret-Mikrofon) verwendet. Angeschlossen an den Line-Eingang 
meienr Soundblaster Awe32, versogt mit 5V über den Gameport der 
Soundkarte.

Der Mikrofoneingang der Soundkarte funktionierte nur in Mono, ich wollte 
aber Stereo haben. Deswegen der Aufwand.

Zusätzlich lohnt sich ein klassischer L/C Filter gegen HF Störungen in 
der 5V Stromversrgung, aber wie bereits gesagt mit nicht allzu großem 
Kondensator, wegen dem Ladestrom beim einstecken. In meinem Fall hatte 
ich darauf verzichtet, es funktionierte auch ohne L/C Filter schon 
zufriewdenstellen. Wobei ich erwähnen sollte, dass ich kein Audiophiler 
bin.

> Hat dein PC keinen Mikrophoneingang ?

Ja, aber wie bereits geschrieben, wollte ich es in Stereo haben, die 
Soundkarte hatte nur einen Mono Mikrofon-Eingang.

Über den Sinn eines Stereo-Mikrofons möchte ich nicht diskutieren. 
Damals war es mir wichtig, heute nicht mehr.

Die USB 2.0 Spec (Section 7.2.4.1. "Inrush Current Limiting") erlaubt 
übrigens nur 10µF || 44Ω. Der entsprechende Spannungsdroop ist 330mV. 
Die vorgeschlagenen 220µF bzw. 470µF verletzen die Spec damit erheblich. 
Ob das für dich OK ist, musst du entscheiden.
Die USB-Spec erlaubt größere Filterkondensatoren, wenn der 
Einschaltstrom vom USB-Gerät limitiert wird.

Ich würde (100p || 1n || 10n || 1µF) in Serie mit >=100R oder besser 
eine Ferritperle in Serie mit 47uF nehmen. Wenn das nicht hilft, ist wie 
schon vorgeschlagen, eine CM-Choke von Nöten.

PS: Denk daran, dass deine Apparatur nur 500µA "ziehen" darf, wenn der 
Host im Standby ist.