Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elektretmikrofon zerrt - Vorverstärkerschaltung optimieren


von Arthur Spielmann (Gast)


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Hallo!

Das ist mein erster Beitrag in diesem Forum und ich hoffe, ich bin hier 
richtig.
Da ich die Suchfunktion schon ohne Erfolg benutzt habe, stelle ich die 
Frage mal hier.

Ich habe online einen Schaltplan für den Bau eines Vorverstärkers für 
Elektretmikrofonkapseln gefunden und nachgebaut. Soweit funktioniert 
alles ganz gut. Aktuell betreibe ich das ganze über ein Netzteil, 
welches 9V/DC ausgibt (Selbst gebaut, da die herkömmlichen aus dem Laden 
ein Netzbrummen erzeugt haben).

Nun ist bei den ersten Tests das Problem aufgetreten, dass die Kapseln 
schon bei Lautstärken um die 70-80dB extrem verzerren (Bei Beschallungen 
über Lautsprecher). Normale Sprache und das spielen einer Akustikgitarre 
lösen dieses Probleme eigenartigerweise nicht aus. Daraus schließe ich, 
dass die Kapseln aktuell zu empfindlich sind. Ich habe versucht die 
Eingangsspannung runterzusetzen, was das Problem aber verstärkt hat. Mit 
10V Eingangsspannung sind die Verzerrungen am geringsten und mehr halten 
die Kapseln laut Datasheet nicht aus. Die nächste Überlegung war es den 
Eingangswiderstand anders zu dimensionieren. Ich weiß aber nicht genau, 
was sinnvoll wäre...

Die Frage ist vielleicht sehr banal, aber ich habe leider nicht 
besonders viel Ahnung von Elektrotechnik und hoffe, dass ihr mir ein 
wenig weiterhelfen könnt.

Und wisst ihr vielleicht, wie ich diese Schaltung symmetrieren könnte?

Den Schaltplan hänge ich an.


Vielen Dank im Voraus und liebe Grüße!

: Verschoben durch User
von Dussel (Gast)


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Also erstmal finde ich den Schaltplan absolut nicht schön. Unnötig 
schräge Linien irgendwie quer durch und dann die ganzen sinnlosen 
Punkte…

Hast du mal R1 größer gemacht? Meines Wissens sind Elektretkapseln für 1 
mA ausgelegt, bei 9 V fließen aber fast 2 mA, wenn ich mich nicht 
vertue. Ich weiß nicht, wie viel das ausmacht.

Hast du die Verstärkung mal verringert?

Arthur Spielmann schrieb:
> mehr halten die Kapseln laut Datasheet nicht aus.
Das gesuchte Wort ist 'Datenblatt'.

von Henrik V. (henrik_v)


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Ersetze mal den R5 (220k) durch ein Poti oder 1k,10k,100k.
Ich vermute, dass die Verzerrung in Deinem Vorverstärker erfolgt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Arthur Spielmann schrieb:
> dass die Kapseln schon bei Lautstärken um die 70-80dB extrem verzerren
Wo hast du das gemessen?
Siehst du diese Verzerrungen schon am Eingangssignal?

von HildeK (Gast)


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Auch mir erscheint die Verstärkung viel zu hoch zu sein - das ist ja 
fast Faktor 500!

Dann: je nach Kapsel sind R1=4k7 nicht unbedingt optimal. Welche 
DC-Spannung ist an der Kapsel (Pin 2) zu messen? Da reichen 2-5V völlig 
aus. Eventuell R1 anpassen, so dass du in den Bereich kommst. Dann 
kannst du auch mit mehr als 10V Versorgung fahren, solange die Kapsel 
nicht mehr als die 10V sieht. Oder auch mit einer Z-Diode begrenzen (R1 
aufteilen, dazwischen Z-Diode), denn dem OPA wären mehr als 10V durchaus 
lieb. Sein Ausgang kann maximal 4V weniger Swing als die 
Versorgungsspannung ist. Das ist auch der Grund, warum du ins Clipping 
kommst.

Zum Brumm mit gekauftem Netzteil:
- C2 vergrößern, 10k/100n dämpfen erst ab rund 300Hz (-3dB). Hier wären 
10µ angesagt.
- C6 ist ok, aber parallel dazu dürfen ruhig 100µF sitzen, wenn das 
Netzteil schlecht gesiebt sein sollte.
- R1 aufteilen und dazwischen wieder 10µ ... 47µ gegen Masse legen.

von Arthur Spielmann (Gast)


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Dussel schrieb:
> Also erstmal finde ich den Schaltplan absolut nicht schön. Unnötig
> schräge Linien irgendwie quer durch und dann die ganzen sinnlosen
> Punkte…

Muss ja nicht immer alles gleich aussehen. So sah er für mich schöner 
aus :) Wenn du ihn nicht magst, kann ich dir aber gerne einen 
"schöneren" zuschicken. Die Punkte verlangt Eagle übrigens, da sonst 
Fehlermeldungen angezeigt werden.

Dussel schrieb:
>> mehr halten die Kapseln laut Datasheet nicht aus.
> Das gesuchte Wort ist 'Datenblatt'.

Ja, richtig. Und in der englischen Sprache, in der so gut wie jedes 
Datenblatt angelegt ist, heißt es Datasheet.

Man muss nicht immer direkt so garstig sein. Und wenn dein Beitrag schon 
zu 50% aus Rumgemeckere besteht, verzichte ich gerne auf deine Hilfe :)

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Henrik V. schrieb:
> Ersetze mal den R5 (220k) durch ein Poti oder 1k,10k,100k.
> Ich vermute, dass die Verzerrung in Deinem Vorverstärker erfolgt.

Vielen Dank! Das probiere ich mal aus und berichte, ob es daran lag :)

----

Lothar M. schrieb:
> Wo hast du das gemessen?
> Siehst du diese Verzerrungen schon am Eingangssignal?

Die dB-Angabe ist lediglich auf den von den Monitoren ausgegebenen 
Schallpegel bezogen. Gemessen habe ich das ganze mit einem 
Schallpegelmessgerät. In der Aufnahme sind die Verzerrungen nicht als 
"übliche" Verzerrungen, wie sie beim zu starken hochfahren des Gains zu 
sehen sind, sichtbar. Allerdings sieht das eingehende Signal etwas 
"komprimiert" aus. Dynamik ist jedoch vorhanden.

Dankesehr :)

von Arthur Spielmann (Gast)


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HildeK schrieb:
> Auch mir erscheint die Verstärkung viel zu hoch zu sein - das ist ja
> fast Faktor 500!
>
> Dann: je nach Kapsel sind R1=4k7 nicht unbedingt optimal. Welche
> DC-Spannung ist an der Kapsel (Pin 2) zu messen? Da reichen 2-5V völlig
> aus. Eventuell R1 anpassen, so dass du in den Bereich kommst. Dann
> kannst du auch mit mehr als 10V Versorgung fahren, solange die Kapsel
> nicht mehr als die 10V sieht. Oder auch mit einer Z-Diode begrenzen (R1
> aufteilen, dazwischen Z-Diode), denn dem OPA wären mehr als 10V durchaus
> lieb. Sein Ausgang kann maximal 4V weniger Swing als die
> Versorgungsspannung ist. Das ist auch der Grund, warum du ins Clipping
> kommst.
>
> Zum Brumm mit gekauftem Netzteil:
> - C2 vergrößern, 10k/100n dämpfen erst ab rund 300Hz (-3dB). Hier wären
> 10µ angesagt.
> - C6 ist ok, aber parallel dazu dürfen ruhig 100µF sitzen, wenn das
> Netzteil schlecht gesiebt sein sollte.
> - R1 aufteilen und dazwischen wieder 10µ ... 47µ gegen Masse legen.

Dankesehr! Die Anpassungen werde ich vornehmen und dann nochmal erzählen 
wie's läuft :) Beim nächsten mal schicke ich dann ein Klangbeispiel mit.

Liebe Grüße

von Arthur Spielmann (Gast)


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HildeK schrieb:
> Dann: je nach Kapsel sind R1=4k7 nicht unbedingt optimal. Welche
> DC-Spannung ist an der Kapsel (Pin 2) zu messen?

An Pin 2 liegen laut Multimeter 9,8V bei 10V Eingangsspannung am 
Vorverstärker an.

von Michael B. (laberkopp)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Aktuell betreibe ich das ganze über ein Netzteil, welches 9V/DC

Na ja, 9V für einen NE5534 ist sehr wenig, 2 x 9V wäre besser, dann 
spart man sich auch die virtuelle Masse.

Die CH291 für 1 Knopfzelle ist ja wohl ein schlechter Witz als 
Spannungsversorgung.

Die Verstärung über 470R/220k ist halt viel zu hoch, der OpAmp geht ins 
clipping, der kann ja bei deinen niedrigen 9V nur Signale von 3V bis 6V 
liefern, also 1Vrms.

Nimm entweder einen ordentlichen Rail-To-Rail OpAmp wie TS912, oder 
+/-9V, und verringere die Verstärkung (2k2 statt 470R oder so).

von jo (Gast)


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>Muss ja nicht immer alles gleich aussehen.

Ja stimmt, wenn du z.B. Sonnenblumen in Öl malst - gewähren wir dir auch 
diese Freiheiten. Wenn du aber einen Schaltplan notieren willst - halt 
dich doch bitte an gängige Konventionen. Im übrigen dürfte der drc check 
unnötige Probleme mit den nur "einfach verbundenenen" Punkten anzeigen.

Gruß J

von HildeK (Gast)


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Arthur Spielmann schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Dann: je nach Kapsel sind R1=4k7 nicht unbedingt optimal. Welche
>> DC-Spannung ist an der Kapsel (Pin 2) zu messen?
>
> An Pin 2 liegen laut Multimeter 9,8V bei 10V Eingangsspannung am
> Vorverstärker an.

Mach mal den R1 deutlich größer, 10k, 20k oder so.
Wenn die Kapsel in Ordung ist, dann bist du mit dem Arbeitspunkt weit 
weg vom Optimum.

von Günter Lenz (Gast)


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R1 vergrößern und vielleicht R2 vergrößern
damit die Verstärkung nicht so groß ist.
Das Thema Elektretkapsel hatten wir vor Kurzen schon mal.

Beitrag "alte Mikrofonkapsel durch Elektretmikrofon austauschen"

von Erwin D. (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Das Thema Elektretkapsel hatten wir vor Kurzen schon mal.

Da ging aber eher darum, mit einem Elektretmikrofon ein Kohlemikrofon zu 
ersetzen. Also elektronisch das Verhalten eines Kohlemikrofons 
nachzubilden.

von Dussel (Gast)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Muss ja nicht immer alles gleich aussehen. So sah er für mich schöner
> aus :) Wenn du ihn nicht magst, kann ich dir aber gerne einen
> "schöneren" zuschicken.
In der Technik gibt es Konventionen und meines Wissens sind schräge 
Linien für Spezialfälle reserviert. An die Konventionen sollte man sich 
halten.

Arthur Spielmann schrieb:
> Die Punkte verlangt Eagle übrigens, da sonst
> Fehlermeldungen angezeigt werden.
Dann ist aber irgendwas komisch. Ich brauchte diese Punkte an Bauteilen 
noch nie. An Leitungskreuzungen gehören sie natürlich hin.

Arthur Spielmann schrieb:
> Ja, richtig. Und in der englischen Sprache, in der so gut wie jedes
> Datenblatt angelegt ist, heißt es Datasheet.
Das hier ist aber ein deutschsprachiges Forum und dein Text ist auch 
größtenteils auf Deutsch geschrieben.

Arthur Spielmann schrieb:
> Man muss nicht immer direkt so garstig sein.
Garstig war das eigentlich nicht. Ich wollte nur darauf hinweisen, dass 
der Schaltplan 'Verbesserungspotential' hat.
Und dass man sinnlos englische Wörter in deutschen Texten nutzt, stört 
mich eben. Wenn es kein gebräuchliches deutsche Wort gibt, kann man 
nichts machen, aber 'Datenblatt' ist absolut gebräuchlich.

Unabhängig davon habe ich dir zwei mögliche Fehlerquellen genannt, die 
du mal überprüfen kannst.

von Werner H. (werner45)


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Hallo Arthur!

Deine Mikrofonkapsel ist platt!
Wenn am R1 9,8 V anliegen, fließen ja nur 40 µA. R1 ist gleichzeitig der 
Arbeitswiderstand der Kapsel (Drainwiderstand des FETs), da sollte die 
halbe Betriebsspannung oder weniger anliegen.

Gruß   -   Werner

von ArnoR (Gast)


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HildeK schrieb:
> Auch mir erscheint die Verstärkung viel zu hoch zu sein - das ist ja
> fast Faktor 500!

Nein, längst nicht. Der Ausgangswiderstand des Micro (wohl R1) liegt 
signalmäßig in Reihe zu R2. Die Verstärkung ist also etwa 10-mal 
kleiner.

von Arthur Spielmann (Gast)


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Erstmal Danke für alle Tipps! :)

Michael B. schrieb:
> Die Verstärung über 470R/220k ist halt viel zu hoch, der OpAmp geht ins
> clipping, der kann ja bei deinen niedrigen 9V nur Signale von 3V bis 6V
> liefern, also 1Vrms.

Danke, das war mir leider gar nicht klar. Ich versuche das ganze morgen 
neu aufzubauen und schaue wie sich das verhält. Bin wie gesagt nicht 
sehr bewandert im Bereich der Elektrotechnik und daher ist im Schaltplan 
auch der CH291 -> Ich habe bei Eagle keinen konventionellen 
Stromanschluss gefunden und der 9V-Block ist seit dem letzten Update 
nicht mehr auffindbar (Zumindest finde ich ihn nicht)

Dussel schrieb:
> In der Technik gibt es Konventionen und meines Wissens sind schräge
> Linien für Spezialfälle reserviert. An die Konventionen sollte man sich
> halten.

Dann entschuldige ich mich an dieser Stelle bei dir und hoffe, dass du 
meine Antwort nicht als offensiv empfunden hast. Das war nämlich nicht 
meine Absicht. Ich bin mit diesen Konventionen nicht vertraut, werde 
mich aber in Zukunft daran halten. Danke für deine Tipps

Liebe Grüße

von HildeK (Gast)


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@ArnoR: ja, du hast natürlich recht. Es dürfte aber weniger als R1 sein 
( ~ die Hälfte), den beim optimalen Arbeitspunkt ist ja die DS-Strecke 
des FET auch etwa so groß und schwankt mit dem Signal, was sogar 
Verzerrungen verursachen wird. Natürlich nicht die, die der TO oben 
bemängelt hat.

Ich hätte hier einen nichtinvertierenden Verstärker vorgezogen. Gut, 
etwas mehr Aufwand bei Single Supply, aber man hat dann die Verstärkung 
besser in der Hand und der Ausgangswiderstand der vorausgehenden 
Schaltung geht nicht ein.
Wenn die Kapsel tatsächlich mit so wenig Strom funktionieren sollte, 
dann ist der nichtinvertierende Verstärker auch geboten.

Werner H. schrieb:
> Deine Mikrofonkapsel ist platt!

Ja, das vermute ich zwar inzwischen auch, wobei man nie weiß, welchen 
Exoten er im Einsatz hat. Aber er hat ja ein Signal gehabt ...

von Arthur Spielmann (Gast)


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Ich hab R1 durch einen 20k-Widerstand ersetzt und komme jetzt auf 3,7V. 
Die Verzerrungen scheinen weg zu sein! Vielen Dank an euch alle.


HildeK schrieb:
> Ja, das vermute ich zwar inzwischen auch, wobei man nie weiß, welchen
> Exoten er im Einsatz hat. Aber er hat ja ein Signal gehabt ...

Die Kapsel funktioniert. Es ist eine EMY-63M-Kapsel.

Liebe Grüße

von ArnoR (Gast)


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HildeK schrieb:
> Es dürfte aber weniger als R1 sein
> ( ~ die Hälfte), den beim optimalen Arbeitspunkt ist ja die DS-Strecke
> des FET auch etwa so groß und schwankt mit dem Signal

Es ist nicht der statische, sondern der dynamische Innenwiderstand des 
JFet maßgebend, und der ist deutlich größer als der statische.

von dr google (Gast)


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von Arthur Spielmann (Gast)


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Okay, noch eine Frage. Habe mich voll gestern geirrt.
Ich hab den R1-Widerstand ja jetzt durch 20k ersetzt. Jedoch hat sich 
die am +Pin anliegende Spannung nur minimal verringert (0,3V). Jemand 
eine Idee woran das liegen könnte?

Gruß

von Michael B. (laberkopp)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Jemand eine Idee woran das liegen könnte?

Vielleicht Elektred-Mikrophonkapsel verpolt angeschlossen ?

von Arthur Spielmann (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Vielleicht Elektred-Mikrophonkapsel verpolt angeschlossen ?

Nein, die ist richtig rum. Ich glaube ich hab den Fehler schon gefunden. 
Will ich die Spannung permanent auf einen Wert reduzieren, muss ich 
einen Spannungsteiler bauen, richtig?

von HildeK (Gast)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Ich hab den R1-Widerstand ja jetzt durch 20k ersetzt. Jedoch hat sich
> die am +Pin anliegende Spannung nur minimal verringert (0,3V).

Also doch nicht auf 3.7V?
Dann solltest du mal eine andere Kapsel ausprobieren (meinetwegen 
irgendeine). Laut Datenblatt müsste die EMY-63 auch mit 2k2 für R1 im 
gesamten Versorgungsbereich. Und die deinige kommt ja mit dem 
Arbeitspunkt kaum in eine brauchbare Region - nicht mal mit 20k.
Ich hoffe, du misst auch zwischen Kapsel und Masse, an der Stelle wo C1 
angeschlossen ist?

Arthur Spielmann schrieb:
> Will ich die Spannung permanent auf einen Wert reduzieren, muss ich
> einen Spannungsteiler bauen, richtig?

Die Arbeitspunktspannung muss durch den Strom, den der eingebaute JFET 
fließen lässt, erreicht werden - nicht durch einen Spannungsteiler.

von Egon (Gast)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Ich glaube ich hab den Fehler schon gefunden.

Läßt du uns bitte teilhaben?

von Rumpel (Gast)


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Nochmal Hallo und frohe Weihnachten in die Runde!

Ich habe mich an eure Anregungen gehalten und einige Teile in der 
Schaltung ersetzt. Das Brummen ist weg, die Verzerrungen sind geblieben. 
Es ist eindeutig, dass nicht die Mikrofonkapsel selbst, sondern der OP 
die Verzerrungen auslöst, da er Übersteuert.
Den Widerstand R2 habe ich auf 1k vergrößert (Verstärkung von x468 auf 
x220 abgesenkt), was das Problem jedoch nicht behoben hat. Welcher 
Verstärkungsfaktor wäre bei einer Vorverstärkerschaltung für eine 
Elektretkapsel sinnvoll? Ist es möglich den Widerstand R2 durch einen 
linearen 220k Poti zu ersetzen und die Verstärkung somit zwischen x1 und 
x(∞) regeln zu können? Folglich würde ich den Poti am Ausgang des OPs 
weglassen und die Lautstärke über das nachfolgende Interface einstellen.

Eine LED die eine Übersteuerung des Amps anzeigt wäre praktisch. Hat 
jemand eine Idee wie man so etwas umsetzen könnte?

Liebe Grüße, feiert heute schön und genießt die Festtage

von Rumpel (Gast)


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Egon schrieb:
> Arthur Spielmann schrieb:
>> Ich glaube ich hab den Fehler schon gefunden.
>
> Läßt du uns bitte teilhaben?

Ja, gerne. Mir war nicht klar, dass die Spannung nicht reduziert wird, 
so lange die Mirofonkapsel nicht angeschlossen ist. Die Spannung wurde 
nach dem Anstecken der Kapsel auf den gewünschten Wert reduziert.

von ArnoR (Gast)


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Rumpel schrieb:
> Den Widerstand R2 habe ich auf 1k vergrößert (Verstärkung von x468 auf
> x220 abgesenkt), was das Problem jedoch nicht behoben hat.

Klar, wie auch? Du hast praktisch nichts verändert:

Beitrag "Re: Elektretmikrofon zerrt - Vorverstärkerschaltung optimieren"

Es ist offenbar zuviel verlangt, die Posts auch mal zu lesen.

von Rumpel (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Es ist offenbar zuviel verlangt, die Posts auch mal zu lesen.

Nein, ich hab ihn gelesen, habe mich jedoch an den ersten Beitrag 
bezüglich der Widerstände gehalten, da ich auch in einer anderen Quelle 
lesen konnte, dass sich der Verstärkungsfaktor mit R2:R1 (In meinem 
Schaltplan R5:R2) errechnet. Ich verstehe grade nicht genau was daran 
falsch sein soll.

R1 (4k7, mittlerweile 20k) und R2 (470Ohm, mittlerweile 1k) liegen doch 
nicht wirklich in Reihe, oder? Der Signalweg geht doch nur über C1 & R2 
auf den invertierenden Eingang des Ops.


ArnoR schrieb:
> Klar, wie auch? Du hast praktisch nichts verändert:

Wie gesagt, ich bin davon ausgegangen, dass ich den Verstärkungsfaktor 
bei einer Erhöhung von R2 auf 1k um mehr als die Hälfte reduziert habe. 
Würden R1 und R2 in Reihe liegen hätte ich nun einen Verstärkungsfaktor 
von ~10. Was wäre denn hier sinnvoll?

Liebe Grüße

von ArnoR (Gast)


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Rumpel schrieb:
> R1 (4k7, mittlerweile 20k) und R2 (470Ohm, mittlerweile 1k) liegen doch
> nicht wirklich in Reihe, oder?

Doch, R1 und R2 liegen signalmäßig in Reihe, weil R1 der Drainwiderstand 
des eingebauten JFET ist und der Ausgangswiderstand dieser 
Verstärkerstufe (der signalmäßig in Reihe zu R2 liegt) praktisch gleich 
R1 ist. Der Widerstand R1 ist deine Signalquelle, denn der JFET speist 
in den R1 seinen Drainstrom ein. Dabei ist der dynamische 
Innenwiderstand des JFET vergleichsweise groß, so dass nur R1 in 
Erscheinung tritt.

Rumpel schrieb:
> Wie gesagt, ich bin davon ausgegangen, dass ich den Verstärkungsfaktor
> bei einer Erhöhung von R2 auf 1k um mehr als die Hälfte reduziert habe.

Wenn R1 20k hat und R2 470R, dann ist die Summe 20,5k, die Verstärkung 
~10,7. Nun ist R2 1k, die Summe also 21k, die Verstärkung ist nun ~10,5, 
also nichts geändert.

Rumpel schrieb:
> Was wäre denn hier sinnvoll?

Naja V=10 ist eigentlich wenig, da sollte der OPV nicht übersteuern. 
Vielleicht liegt da noch ein anderes Problem vor. Stimmt den der 
Arbeitspunkt der Kapsel wirklich? Liegt der Ausgang des OPV auf der 
halben Versorgungsspannung? Stimmt der Wert von R5 oder hast du dich bei 
den Ringen vertan?

von Rumpel (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Doch, R1 und R2 liegen signalmäßig in Reihe, weil R1 der Drainwiderstand
> des eingebauten JFET ist und der Ausgangswiderstand dieser
> Verstärkerstufe (der signalmäßig in Reihe zu R2 liegt) praktisch gleich
> R1 ist. Der Widerstand R1 ist deine Signalquelle, denn der JFET speist
> in den R1 seinen Drainstrom ein. Dabei ist der dynamische
> Innenwiderstand des JFET vergleichsweise groß, so dass nur R1 in
> Erscheinung tritt.

Sehr gute Erklärung! Danke!

ArnoR schrieb:
> Naja V=10 ist eigentlich wenig, da sollte der OPV nicht übersteuern.
> Vielleicht liegt da noch ein anderes Problem vor. Stimmt den der
> Arbeitspunkt der Kapsel wirklich? Liegt der Ausgang des OPV auf der
> halben Versorgungsspannung? Stimmt der Wert von R5 oder hast du dich bei
> den Ringen vertan?

Diese möglichen Fehler kann ich ausschließen. Ich messe morgen nochmal 
am Ausgang des OPV und berichte davon. R5 hat den richtigen Wert, das 
habe ich schon geprüft.

Ich muss dazu sagen, dass ich die Schaltung insgesamt 5 mal gebaut habe. 
Bei 3 davon liegen die Kapseln offen und verzerren auch bei sehr lauten 
Signalen nicht mal im geringsten. Die anderen beiden sind, wie bei einem 
Kunstkopf, in Ohrmuscheln eingelassen und genau diese beiden verzerren 
bei gleichem Pegel extrem. Das Signal wird in den Ohrmuscheln gebündelt 
und bereits dort stark verstärkt. Dementsprechend dürfte das von den 
Mikrofonkapseln ausgehende Signal deutlich höher sein, als bei den 
offenliegenden Kapseln.

Liebe Grüße

von here (Gast)


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Rumpel schrieb:
> Ich muss dazu sagen, dass ich die Schaltung insgesamt 5 mal gebaut habe.
> Bei 3 davon liegen die Kapseln offen und verzerren auch bei sehr lauten
> Signalen nicht mal im geringsten.
Das sind doch die besten Voraussetzungen um vergleichende Fehlersuche zu 
machen.
Schaltplan ausdrucken, die Spannungen der funktionierenden Schaltung in 
grün eintragen und die der fehlerhaften Schaltung in rot.

Anschließend den Zettel auf den Scanner legen und hier hochladen und 
schon ist der Sonntagabend gerettet...

von Günter Lenz (Gast)


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Rumpel schrieb:
>Ich messe morgen nochmal
>am Ausgang des OPV und berichte davon.

Die Ausgangsspannung muß in den Spitzen unter 4V bleiben,
je nach Last auch noch weniger, ab etwa 4V geht der OPV in die
Begrenzung und verzerrt dann natürlich. Ansonsten muß man
die Verstärkung verringern.

von Rumpel (Gast)


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Hallo!

here schrieb:
> Das sind doch die besten Voraussetzungen um vergleichende Fehlersuche zu
> machen.
> Schaltplan ausdrucken, die Spannungen der funktionierenden Schaltung in
> grün eintragen und die der fehlerhaften Schaltung in rot.
>
> Anschließend den Zettel auf den Scanner legen und hier hochladen und
> schon ist der Sonntagabend gerettet...

Auf die Idee hätte ich auch mal kommen können. Ich hab das ganze jetzt 
einfach in Eagle umgesetzt. Ich hoffe man kann was damit anfangen. Die 
5,63V beziehen sich auf Pin6 des OPV.

Wie erwartet ist die von der im Ohr eingelassenen Kapsel ausgehende 
Spannung deutlich höher. Schließe ich diese an einer der anderen 
Platinen an verhält sich diese genauso.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen, ich verzweifle langsam an dem 
fehlenden Wissen.

Liebe Grüße

von ArnoR (Gast)


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Rumpel schrieb:
> Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen

Ich hoffe du hilfst uns erstmal weiter. Was sind das für Spannungen 
links an R2? Gleichspannung kann es ja nicht sein, die müsste gleich der 
rechts an R2 sein. Wechselspannung scheint mir aber sehr viel zu groß, 
weil man ja an der Stelle die Teilung aus der 20k-Quelle mit der 1K-Last 
R2 hat. Dort liegt also nur 1/20stel der Mikrofonwechselspannung. Was 
also hast du da gemessen und womit?

Wenn die Pegel so groß sind brauchst du vielleich gar keine Verstärkung, 
sondern nur einen Puffer (Spannungsfolger).

von Rumpel (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Ich hoffe du hilfst uns erstmal weiter. Was sind das für Spannungen
> links an R2? Gleichspannung kann es ja nicht sein, die müsste gleich der
> rechts an R2 sein. Wechselspannung scheint mir aber sehr viel zu groß,
> weil man ja an der Stelle die Teilung aus der 20k-Quelle mit der 1K-Last
> R2 hat. Dort liegt also nur 1/20stel der Mikrofonwechselspannung. Was
> also hast du da gemessen und womit?
>
> Wenn die Pegel so groß sind brauchst du vielleich gar keine Verstärkung,
> sondern nur einen Puffer (Spannungsfolger).

Selbstverständlich.
Ich habe vergessen es dazu zu schreiben. Dort liegt Gleichspannung an, 
die gleich dem Wert rechts von R2 ist. Ich habe nur interessehalber das 
Multimeter mit V vor dem Kondensator und Com hinter dem Kondensator 
angesetzt und die Werte bekommen. Die tun eigentlich nichts zur Sache, 
glaube ich. Wie könnte ich denn an diesem Punkt die Wechselspannung der 
Kapsel messen?

Liebe Grüße

von ArnoR (Gast)


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Rumpel schrieb:
> Ich habe nur interessehalber das
> Multimeter mit V vor dem Kondensator und Com hinter dem Kondensator
> angesetzt und die Werte bekommen.

Du hast also die Spannung über C1 gemessen. Normalerweise misst man 
Spannungen gegen Masse, also COM des Multimeter an GND. Die Spannung 
über dem C1 hätte man auch so aus deinen anderen Werten ablesen können.

Wechselspannung wird ebenso gemessen, COM an Masse (GND, Minuspol 
Versorgung) und "V" an den Messpunkt, Messbereich natürlich Vac. In 
deiner Schaltung kannst du aber die "reine" Mikrofonspannung, also die 
Leerlaufspannung nicht messen, weil das Mikro ja mit den 1k des R2 
belastet ist. Die Spannung an C1/R2 ist nur etwa 1/20stel der 
Leerlaufspannung. Du müsstest den R2 einseitig ablöten und dann an C1 
messen, egal welche Seite.

Noch eine Erklärung zur Verstärkung.
Deine Sichtweise mit der Verstärkung V=-R5/R2=-220 stimmt zwar auch, 
aber das gilt dann nur vom linken Pin des R2 zum Ausgang des OPV. An R2 
liegt aber nicht die Leerlaufspannung des Mikrofons, sondern die im 
Verhältnis R2/(20K+R2) heruntergeteilte Mikrofonspannung. Daher ist die 
resultierende Verstärkung nur 10 und nicht 220.

Die Erklärung oben, die den Innenwiderstand des Mikrofonverstärkers zu 
R2 addiert, darf dagegen direkt mit der Mikrofonleerlaufspannung 
arbeiten, weil die Teilung durch die Berücksichtigung des 
Innenwiderstandes bereits enthalten ist.

Die ganze Problematik wäre deutlich einfacher, wenn du einen 
nichtinvertierenden Verstärker verwenden würdest. Der hat einen hohen 
Eingangswiderstand, so dass die Teilung entfällt und die Verhältnisse 
übersichtlicher werden, außerdem könnte man die Schaltung dann noch 
etwas vereinfachen. Aber gut, miss die MikrofonLeerlaufspannung und dann 
sehen wir weiter.

von Arthur Spielmann (Gast)


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Danke für die super Erklärung. Ich messe die Leerlaufspannung im Laufe 
des Tages.
Im Grunde bin ich nicht an diese Schaltung gebunden und kann nochmal 
umstrukturieren. Im Netz habe ich den angehängten Schaltplan gefunden. 
Vom Aufbau her ähnlich, aber nichtinvertierend.
Allerdings für dynamische Mikrofone. Für  die Verwendung einer 
Elektret-Kapsel muss  ja nur einen Eingangswiderstand mit einbauen. Wenn 
ich R1 gegen ein Poti tausche kann ich auch noch die Verstärkung regeln.
Muss gleich sowieso zu Conrad.

Liebe Grüße

von ArnoR (Gast)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Im Netz habe ich den angehängten Schaltplan gefunden.

Ja, im Prinzip meinte ich so eine Schaltung. Natürlich brauchst du 
weiterhin den R1 deiner alten Schaltung. Wenn nun die Gleichspannung am 
Mikrofon (Pin2) etwa die Hälfte der Versorgungsspannung ist (so sollte 
das mit R1 eingestellt werden), dann kannst du auf C1 und den 
Spannungsteiler R3/R4 bzw. den 10k-Teiler verzichten und den 
nichtinvertierenden OPV-Eingang direkt an PIN2 des Mikro anschließen. 
Der Rest der Schaltung wäre so wie zuletzt von dir gepostet. Je nach 
Lage der Spannung am Mikro und deren Temperaturdrift und so muss man 
u.U. aber kleine Abstriche an der Aussteuerbarkeit machen.

von Arthur Spielmann (Gast)


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Ich habe versuchsweise mal die zuletzt angehangene Schaltung auf einer 
Steckplatine aufgebaut. Wenn ich die Widerstände etwas anpasse bekomme 
ich  ein sauberes, zerrfreies Signal. Wenn ich den 100u-Elko gegen 
"Masse" (Bei mir ist Masse = Minus) schalte, geht das Netzteil aber 
sofort in die Knie  und liefert nur noch 0,3V. Wo könnte der Fehler 
liegen?

von ArnoR (Gast)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Wenn ich den 100u-Elko gegen
> "Masse" (Bei mir ist Masse = Minus) schalte, geht das Netzteil aber
> sofort in die Knie  und liefert nur noch 0,3V. Wo könnte der Fehler
> liegen?

Elko verpolt.

von Rumpel (Gast)


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Tatsächlich war es nicht ganz so. Da ich über die Feiertage bei der 
Familie war und kaum was dabei hatte, habe ich mir bei Conrad noch eine 
günstige Steckplatine besorgt. Ich habe bereits 4 und wollte daher etwas 
daran sparen. War wohl ein Fehler, da mehrere Kontakte, die eigentlich 
nicht aneinander gehören, untereinander verbunden waren. Das heißt der 
Elko war mit + und - an die Versorgungsspannung angeschlossen. Es 
funktioniert jetzt :)

Frohes neues Jahr euch allen und liebe Grüße

von Arthur Spielmann (Gast)


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Hallo,

nach ein paar versuchen habe ich gemerkt, dass das Ausgangssignal immer 
noch verzerrt ist. Die Schaltung habe ich mittlerweile, bis auf ein 2.2k 
Poti an Stelle von R1, exakt so aufgebaut wie die angehangene.

Ich muss das Mikrofonsignal also vor dem OP dämpfen. Ein einfacher 
Widerstand zwischen Plus-Pin und nicht-invertierendem Eingang würde 
nichts verändern, da das Nutzsignal eine Wechselspannung ist, oder?
Folglich gehe ich davon aus, dass die beiden 47k-Widerstände vergrößert 
werden müssen. Wenn das richtig ist, wie berechne ich den nötigen 
Gesamtwiderstand, welcher sich aus der Parallelschaltung ergibt?

Die Mikrofonkapsel hat laut Conrad eine Impedanz von 2k. Hab beide 
Schaltungen mit mehreren der EMY63-Kapseln getestet, es kann also nicht 
an den Kapseln liegen.

Liebe Grüße

von Günter Lenz (Gast)


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Arthur Spielmann schrieb:
>nach ein paar versuchen habe ich gemerkt, dass das Ausgangssignal immer
>noch verzerrt ist.

Wie stellst du das fest, also was folgt am Ausgang,
Lautsprecher, NF-Endstufe, Kopfhörer, Oszillograf?


>Ich muss das Mikrofonsignal also vor dem OP dämpfen.

Wenn du Übersteuerung befürchtest, verringere die Verstärkung,
R1 vergrößern. Wie ist der Arbeitspunkt der der Kapsel
eingestellt, also die Gleichspannung über der Kapsel?
Hast du die Polarität der Kapsel beachtet?

von Henrik V. (henrik_v)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Die Schaltung habe ich mittlerweile, bis auf ein 2.2k
> Poti an Stelle von R1, exakt so aufgebaut wie die angehangene.

Na dann fehlt Dir aber noch die Biasstromversorgung , 
Versorgungsspannung auf 9V (Batterie) und 2,2k von Vcc ans Mic ..

Das wird jetzt nur vom Elko-Leckstrom versorgt :>

Das Datenblatt von Reichel sagt Vcc max 10V

von Arthur Spielmann (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Wie stellst du das fest, also was folgt am Ausgang,
> Lautsprecher, NF-Endstufe, Kopfhörer, Oszillograf?

Der Ausgang der Schaltung läuft über XLR zu einem Interface und wird 
direkt in der Recording-Software aufgenommen. Die Verzerrungen sind sehr 
deutlich im Hochmitten-Bereich zu hören und auch zu sehen (An der 
Wellenform). Abgehört wurde das ganze sowohl über Monitore, als auch 
über Kopfhörer. Ich habe auch mehrere Interfaces getestet, daran liegt 
es auch nicht.

Günter Lenz schrieb:
> Wenn du Übersteuerung befürchtest, verringere die Verstärkung,
> R1 vergrößern. Wie ist der Arbeitspunkt der der Kapsel
> eingestellt, also die Gleichspannung über der Kapsel?
> Hast du die Polarität der Kapsel beachtet?

Ich habe es auch mit einem 22k-Widerstand an Stelle von R1 probiert 
(Also Vf = 2), das Signal der Kapsel ist aber anscheinend zu stark. 
Würde alternativ eine andere Kapsel nehmen die eine geringere 
Empfindlichkeit aufweist, aber ich finde sonst keine mit einem 
annehmbaren Frequenzverlauf (Die Emy63 hat laut Datenblatt 30 - 
20000Hz). Die Verstärkung muss aber regelbar sein und das ist das 
Problem...
Die Kapsel ist richtig eingesetzt. Verbindung zum Gehäuse = Minus-Pin

Henrik V. schrieb:
> Na dann fehlt Dir aber noch die Biasstromversorgung ,
> Versorgungsspannung auf 9V (Batterie) und 2,2k von Vcc ans Mic ..

Entschuldige, ich habe vergessen zu erwähnen, dass ich den R1 aus der 
vorangehenden Schaltung mit eingebaut habe. Die Kapsel bekommt über den 
Widerstand 2,1V Gleichspannung vom Netzteil.

von Andi B. (andi_b2)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Entschuldige, ich habe vergessen zu erwähnen, dass ich den R1 aus der
> vorangehenden Schaltung mit eingebaut habe. Die Kapsel bekommt über den
> Widerstand 2,1V Gleichspannung vom Netzteil.

Na dann wäre eine Komplettschaltung vielleicht hilfreich. Mittlerweile 
redest du ja von zwei verschiedenen R1. Und woher die 2,1V kommen sehe 
ich jetzt auch nicht.

Welche OPAMP hast du jetzt? Und den 10u zwischen R1 und R2 baust du ein 
um die paar 100uA zu sparen? Oder welchen Grund hat der sonst? Den Elko 
am Ausgang willst du wirklich floaten lassen?

Arthur Spielmann schrieb:
> Ich habe es auch mit einem 22k-Widerstand an Stelle von R1 probiert
> (Also Vf = 2), das Signal der Kapsel ist aber anscheinend zu stark.

Das kann kaum sein. Du brauchst ca. 30dB Verstärkung um auf vernünftige 
Pegel (Line Pegel) zu kommen. Oder stöpselst du deinen Verstärker auf 
eine Mikrofoneingang an?

Mit deinen 22k / 1k machst du 27dB. Wird also sogar noch zu wenig 
Verstärkung sein.

von HildeK (Gast)


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Andi B. schrieb:
> Und den 10u zwischen R1 und R2 baust du ein
> um die paar 100uA zu sparen? Oder welchen Grund hat der sonst?

Der ist doch dringend notwendig!
Sonst wird die UB/2 am +Eingang ebenfalls um v = 23 verstärkt und das 
bringt den OPA sofort an den Anschlag. Wir haben hier 
Single-Supply-Betrieb!

von Andi B. (andi_b2)


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HildeK schrieb:
> Wir haben hier
> Single-Supply-Betrieb!

Sorry, da war ich wohl geistig kurz abwesend ;-)

Ich würde sowas aber auch immer invertierend machen. Da braucht man den 
dann nicht.

von Arthur Spielmann (Gast)


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Andi B. schrieb:
> Das kann kaum sein. Du brauchst ca. 30dB Verstärkung um auf vernünftige
> Pegel (Line Pegel) zu kommen. Oder stöpselst du deinen Verstärker auf
> eine Mikrofoneingang an?

Ja, tue ich. Der Mikrofoneingang verstärkt aber nicht zusätzlich. Wäre 
es sinnvoller in einen Line-Eingang zu gehen, um die Preamps des 
Interfaces komplett zu überbrücken?

Andi B. schrieb:
> Ich würde sowas aber auch immer invertierend machen. Da braucht man den
> dann nicht.

Der Verstärker war anfangs invertierend, mir wurde hier aber geraten ihn 
nicht-invertierend aufzubauen :D


Andere Frage:

Ich habe jetzt mehrfach gelesen, dass eine Verbindung zur Erde 
Störsignale minimieren kann. Mein Netzteil hat zwar einen 
Schuko-Stecker, leitet die Spannung aber nur auf 2 Adern ab. Also:

Schuko - 2-adrig (+Phase/-Phase) -> Trafo - 2-adrig -> Gleichrichter 
(Die fertige Platine von Conrad) -> 2-adrig zum Verstärker

Würde man eine Verbindung zwischen +Phase und GND vor dem Gleichrichter 
ziehen (Vor oder hinter Trafo?), zwischen Neutral hinter dem 
Gleichrichter und GND oder ganz wo anders?

Vielen Dank

von Andi B. (andi_b2)


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Arthur Spielmann schrieb:
> Ja, tue ich. Der Mikrofoneingang verstärkt aber nicht zusätzlich. Wäre
> es sinnvoller in einen Line-Eingang zu gehen, um die Preamps des
> Interfaces komplett zu überbrücken?

Und wie ist dann dieser Mikrofoneingang spezifiziert? Wenn er nicht 
verstärken würde, warum heißt er dann Mic Eingang und nicht Line-IN? 
Line müssen 2Veff (>5,6Vpp) vertragen. Das schaffst du mit deiner Kapsel 
und der Dimensionierung nicht.

Mic-Eingänge z.B. auf Notebooks stehen allerdings oft schon viel früher 
an.

Arthur Spielmann schrieb:
> Der Verstärker war anfangs invertierend, mir wurde hier aber geraten ihn
> nicht-invertierend aufzubauen :D

Die Erklärung dazu von HildeK verstehe ich aber nicht ganz. Invertierend 
mit z.B. 330k/10k ergibt ca. 30dB, wobei der Quellwiderstand noch zu den 
10k addiert werden müssen, bei dieser Kapsel sinnvoll 2k2, also 
330k/12,2k = ca. 28dB. Dafür hat man üblicherweise kaum Probleme mit 
Schwingneigung, was ev. bei dir das Problem sein könnte. Du hast ja 
keine Bandbegrenzung eingebaut (C mit 200pF probieren parallel zu R2).

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Andi B. schrieb:
> Die Erklärung dazu von HildeK verstehe ich aber nicht ganz.

Welche?

@ Arthur Spielmann:
Die Schaltung von vorgestern (6.2.) müsste zumindest mit einem 
dynamischen Mikrofon ohne Zerren funktionieren - wenn auch mit etwas 
wenig Ausgangspegel.
Hast du ev. eines zur Verfügung? Dann teste das mal.

Wie man schon erwähnt hat, wird diese Variante nicht mit Elektrets 
funktionieren, weil die eine DC-Versorgung benötigen.

von Andi B. (andi_b2)


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HildeK schrieb:
> Welche?

Diese.

HildeK schrieb:
> Wenn die Kapsel tatsächlich mit so wenig Strom funktionieren sollte,
> dann ist der nichtinvertierende Verstärker auch geboten.

?

Die Kapsel braucht einen R gegen Versorgung damit der Ausgangs-FET 
überhaupt was tut. Und dieser 2k2 (Vorschlag laut Datenblatt) ist der 
Ausgangswiderstand der Stufe und addiert sich zum Eingangs-R des 
invertierenden OPAMPs. Warum soll man da nur einen nichtinvertierenden 
Verstärker dranhängen? Klar soll der Eingangs-R des OPAMPs größer sein 
weil der ja AC-mäßig parallel zum Kapsel-Pull-up liegt und somit die 
Ausgangsspannung mitbeeinflußt. Aber die Werte sind ja alle einfach 
berechnenbar.

von HildeK (Gast)


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In der Phase des Threads sah es noch aus, als dass da eine seltsame 
Kapsel im Einsatz ist, die einen sehr hohen Arbeitswiderstand benötigt. 
Selbst bei 20k hing der Arbeitspunkt noch weit oben. Da sorgt der hohe 
Rin des nichtinvertierenden V. für klarere Verhältnisse.
Außerdem müsste dann für eine hohe Verstärkung der 
Rückkopplungswiderstand sehr hoch sein mit dem Nachteil eines erhöhten 
Rauschens.

von Basi (Gast)


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Hallo,
probiert doch einfach,das Mikrofon direkt anzuschließen ohne 
OP-Verstärker,Spannungsversorgung des Micro nicht vergessen.
Falls Du jetzt keine Verzerrungen mehr hast, würde ich einen
ein- oder zweistufigen Transistorverstärker nachschalten.
Sigus

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