Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor-Verstärkerschaltung für Elektret-Mikrofon


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von malu (Gast)


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Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei, eine Verstärkerschaltung für ein Elektret-Mikrofon 
(Datenblatt siehe Anhang) zu erstellen. Jedoch funktioniert diese nicht 
so, wie sie soll. Nach Schaltplänen habe ich auch schon gesucht, aber 
bisher habe ich fast nur solche mit 9-12V Versorgungsspannung gefunden.

Nun zu meinen Anforderungen:
Ich habe den Transistor BC549C und BC559C zur Verfügung, sowie sämtliche 
Widerstände und Kondensatoren. Die Schaltung wird mit einer 
Versorgungsspannung von 5V betrieben.
Am Ausgang brauche ich ein Signal, das sich im Idealfall bei Stille in 
der Nähe von 0V und bei sehr lautem Sprechen oder Rufen in der Nähe von 
5V befindet. Dieses wird dann an einem analogen Eingang eines 
Entwicklungsboardes anliegen.
Und das Ausgangssignal sollte so wenig wie möglich rauschen...

Da ich im Moment daran verzweifle: vielleicht kann mir ja jemand 
weiterhelfen oder hat eine funktionierende Schaltung mit 5V 
Versorgungsspannung.

Herzlichen Dank schon mal im Voraus
malu

von Jens G. (jensig)


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>Am Ausgang brauche ich ein Signal, das sich im Idealfall bei Stille in
>der Nähe von 0V und bei sehr lautem Sprechen oder Rufen in der Nähe von
>5V befindet. Dieses wird dann an einem analogen Eingang eines
>Entwicklungsboardes anliegen.

Was für ein Signal soll das am Ausgang sein? Einfach nur das 
Mikrofonsignal auf bis zu 5Vss verstärkt, oder soll da ein Schaltsignal 
ab einem bestimmten Mikrofonsignalpegel von L auf H (0V/5V) springen.
Oder eine Gleichspannung, die proportional mit dem Mikrofonsignalpegel 
anwächst.

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von Günter Lenz (Gast)


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malu schrieb:
>Versorgungsspannung von 5V betrieben.
>Am Ausgang brauche ich ein Signal, das sich im Idealfall bei Stille in
>der Nähe von 0V und bei sehr lautem Sprechen oder Rufen in der Nähe von
>5V befindet.

Mit einer Betriebsspannung von 5V ist es technisch nicht möglich
mit einer Transistorstufe am Ausgang 5V NF zu erzeugen, oder
du mußt mit einem NF-Übertrager hochtransformieren.

von malu (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Einfach nur das
> Mikrofonsignal auf bis zu 5Vss verstärkt, oder soll da ein Schaltsignal
> ab einem bestimmten Mikrofonsignalpegel von L auf H (0V/5V) springen.
> Oder eine Gleichspannung, die proportional mit dem Mikrofonsignalpegel
> anwächst.

Ich verstehe im Moment nicht ganz den Unterschied zwischen der ersten 
und der letzten Möglichkeit, aber so etwas meine ich.
Ich drücke es mal so aus: wird die Umgebung lauter, soll auch das Signal 
größer werden. Wird es leiser wird auch das Signal wieder kleiner.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die folgende Schaltung ist ein alter Klassiker: 
http://stefanfrings.de/mikrofon_vorverstaerker/index.html

Läuft mit 5V.

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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malu schrieb:
>Ich drücke es mal so aus: wird die Umgebung lauter, soll auch das Signal
>größer werden. Wird es leiser wird auch das Signal wieder kleiner.

Das macht selbsverständlich jeder NF-Verstärker so, solange er nicht
übersteuert wird. Oder willst du den Pegel auswerten? Dann würde
ich die NF am Ende gleichrichten.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Dieses wird dann an einem analogen Eingang eines
> Entwicklungsboardes anliegen.

Meinst du einen A/D Wandler? Dann packe halt noch einen 
Operationsverstärker dazwischen.

von malu (Gast)


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Danke, sieht schon mal gut aus. Aber was sind denn TP1/2/3 ?

Ach ja - die fertige Schaltung sollte sowohl in Breite und Länge, als 
auch in der Höhe so kompakt wie möglich sein.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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TP1, 2 und 3 sind Testpunkte auf die sich das Diagramm bezieht.

> so kompakt wie möglich

Das sagt gar nichts aus.

: Bearbeitet durch User
von malu (Gast)


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Ich will über den Analogeingang bei zwei festen Punkten (Spannungen) 
jeweils eine Aktion im Programm starten.

von Günter Lenz (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
>Läuft mit 5V.

Dann kann der auch keine 5V NF erzeugen, sonst braucht
er mindestens eine Betriebsspannung von 20V.

von Harald W. (wilhelms)


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malu schrieb:

> Nach Schaltplänen habe ich auch schon gesucht, aber
> bisher habe ich fast nur solche mit 9-12V Versorgungsspannung gefunden.

Dann passe sie doch an. Normalerweise werden solche Schaltungen
auch ohne Anpassung funktionieren

> Die Schaltung wird mit einer Versorgungsspannung von 5V betrieben.
> Am Ausgang brauche ich ein Signal, das sich im Idealfall bei Stille in
> der Nähe von 0V und bei sehr lautem Sprechen oder Rufen in der Nähe von
> 5V befindet.

Das ist schon eine recht hohe Verstärkung. Da wirst Du
einen mehrstufigen Verstärker brauchen. Natürlich kannst
Du mit Ub=5V bestenfalls etwa 1,5Veff erzeugen. Wenn Du
mehr brauchst, musst Du auch Ub erhöhen.

> eine funktionierende Schaltung mit 5V Versorgungsspannung.

Die findest Du massenhaft im INet. Aber vielleicht wäre
eine Operationsverstärkerschaltung für Dich einfacher.

von malu (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
>> so kompakt wie möglich
>
> Das sagt gar nichts aus.

Wenn möglich max. 20mm breit, 30mm lang und 10mm hoch. Zur Not geht es 
aber auch etwas größer.

Und ich brauche ein ausschließlich positives Signal

von Günter Lenz (Gast)


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malu schrieb:
>Und ich brauche ein ausschließlich positives Signal

Also dann wie gesagt, nach dem Verstärken, gleichrichten.
Am besten mit einem Spannungsverdopplungsgleichrichter.

Schau hier:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604161.htm

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Wenn es einfacher und kleiner sein soll, dann vielleicht mit nur einem 
Transistor. Diese Schaltung erzeugt aber auch keine 5V am Ausgang.

Der 1µF Kondensator kann auch kleiner ausfallen um Rumpeln zu 
unterdrücken. Parallel zum 1M Widerstand kann auch noch ein 100pF 
Kondensator geschaltet werden um Rauchen zu unterdrücken. Um die ca. 2,7 
Volt am Kollektor zu erreichen kann es nötig sein den 1M Widerstand 
evtl. etwas zu variieren.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Brauchst du eine Spannung, die angibt, wie laut das Geräusch ist?

Oder brauchst du das analoge Signal (Sprache/Musik) innerhalb des 
Bereiches zwischen 0 und 5V, also mit einem DC-Offset? Falls ja, dann 
lasse verwende das Signal von TP2, das liegt zwischen 2,5 und 5V (wenn 
du 5V als Versorgungsspannung verwendest).

Anstatt nach einer Schaltung zu fragen, solltest du beschrieben, was du 
damit machen willst. Es ist hier ein immer wiederkehrender Fehler, einen 
Thread mit der Beschreibung des WIE zu beginnen, dann mit WOMIT 
fortzufahren aber das WAS zu vergessen.

Diese Threads enden meistens ziemlich unzufriedenstellend.

: Bearbeitet durch User
von malu (Gast)


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Ich hab im Anhang jetzt mal die aktuelle Schaltung.

Für meine Zwecke habe ich sie leicht angepasst:
- Versorgungsspannung 5V
- 28k statt 18k Widerstände
- statt dem Lautsprecher habe ich den Kollektor mit Vss verbunden und 
dafür:
- zwischen Emitter und GND zuerst den Ausgang, dann einen Kondensator 
(100nF)

von Günter Lenz (Gast)


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malu schrieb:
>Ich hab im Anhang jetzt mal die aktuelle Schaltung.

Mit 1,5V Betriebsspannung kanst du keine 5V NF erzeugen.
Das haben dir nun schon mehrere Leute gesagt.

von malu (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Brauchst du eine Spannung, die angibt, wie laut das Geräusch ist?

exakt.

Die Spannung, abhängig von der Lautstärke, liegt an einem Analogeingang 
eines Digispark oder Arduino Uno R3 (eher das 1. Board). Dort wird dann 
bei bestimmten Spannungen ein gewisser Teil des Programms ausgeführt.

von malu (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> malu schrieb:
>>Ich hab im Anhang jetzt mal die aktuelle Schaltung.
>
> Mit 1,5V Betriebsspannung kanst du keine 5V NF erzeugen.
> Das haben dir nun schon mehrere Leute gesagt.

Daher habe ich auch nicht 1,5V sondern 5V angelegt...
(Und bis zu 4 Volt herausbekommen, was auch schon reichen würde)

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Mit 1,5V Betriebsspannung kanst du keine 5V NF erzeugen.
> Das haben dir nun schon mehrere Leute gesagt.

Der TO verwendet 5 Volt.

malu schrieb:
> Die Schaltung wird mit einer
> Versorgungsspannung von 5V betrieben.

Da T3 völlig übersteuert, wird diese Stufe im C-Betrieb betrieben und 
erzeugt fast 5 Volt Rechtecke. Jetzt noch eine Diode mit Kondensator 
dahinter und fertig sind die 4,3 Volt Gleichspannung.

Beitrag #5395935 wurde vom Autor gelöscht.
von malu (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Günter Lenz schrieb:
>> Mit 1,5V Betriebsspannung kanst du keine 5V NF erzeugen.
>> Das haben dir nun schon mehrere Leute gesagt.
>
> Der TO verwendet 5 Volt.
>
> malu schrieb:
>> Die Schaltung wird mit einer
>> Versorgungsspannung von 5V betrieben.
>
> Da T3 völlig übersteuert, wird diese Stufe im C-Betrieb betrieben und
> erzeugt fast 5 Volt Rechtecke. Jetzt noch eine Diode mit Kondensator
> dahinter und fertig sind die 4,3 Volt Gleichspannung.

Welcher T0?

Und warum übersteuert T3 völlig?

von F. F. (foldi)


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Günter Lenz schrieb:
> Mit 1,5V Betriebsspannung kanst du keine 5V NF erzeugen.
> Das haben dir nun schon mehrere Leute gesagt.

Doch, freie Energie auf addieren.
SCNR

von malu (Gast)


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malu schrieb:
> Ach Du grüne Neune schrieb:
>> Günter Lenz schrieb:
>>> Mit 1,5V Betriebsspannung kanst du keine 5V NF erzeugen.
>>> Das haben dir nun schon mehrere Leute gesagt.
>>
>> Der TO verwendet 5 Volt.
>>
> Welcher T0?

Ok, der Teil hat sich erledigt ...

von Jens G. (jensig)


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malu (Gast) schrieb:

>Jens G. schrieb:
>> Einfach nur das
>> Mikrofonsignal auf bis zu 5Vss verstärkt, oder soll da ein Schaltsignal
>> ab einem bestimmten Mikrofonsignalpegel von L auf H (0V/5V) springen.
>> Oder eine Gleichspannung, die proportional mit dem Mikrofonsignalpegel
>> anwächst.

>Ich verstehe im Moment nicht ganz den Unterschied zwischen der ersten
>und der letzten Möglichkeit, aber so etwas meine ich.
>Ich drücke es mal so aus: wird die Umgebung lauter, soll auch das Signal
>größer werden. Wird es leiser wird auch das Signal wieder kleiner.

Nein, 1 und 3 sind nicht daselbe.
Die erste Variante ist einfach ein NF-Verstärker (bzw. 
Mikrofonverstärker), während die dritte Variante das Signal 
gleichrichtet, so daß nur noch eine (geglättete) Gleichspannung (wie für 
eine Pegelanzeige) erscheint.

>Ich will über den Analogeingang bei zwei festen Punkten (Spannungen)
>jeweils eine Aktion im Programm starten.

Du willst also Variante 3.

Günter Lenz (Gast) schrieb:

>>malu schrieb:
>>Und ich brauche ein ausschließlich positives Signal

>Also dann wie gesagt, nach dem Verstärken, gleichrichten.
>Am besten mit einem Spannungsverdopplungsgleichrichter.

>Schau hier:
>https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604161.htm

Naja, nicht gerade eine Präzisionsvariante. Aber wenn er ohnehin nur 
zwei Punkte mit begrenzter Genauigkeit auswerten will, dann reicht auch 
das (nach entsprechender Verstärkung vorher).

Ach Du grüne Neune (Gast) schrieb:
unterdrücken. Parallel zum 1M Widerstand kann auch noch ein 100pF
Kondensator geschaltet werden um Rauchen zu unterdrücken. Um die ca. 2,7

Für einen Transistor ist das Rauchen eben auch ungesund ... ;-)

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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malu schrieb:
>Und warum übersteuert T3 völlig?

Durch die Übersteuerung wird T3 zum Gleichrichter.
Ich denke aber ein richtiger Gleichrichter bildet
den Pegelverlauf besser ab.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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malu schrieb:
> Welcher T0?

Du bist selbst der TO (Thread Opener).

malu schrieb:
> Und warum übersteuert T3 völlig?

Weil T1 und T2 bereits ausreichend verstärkt haben und T3 weder 
gegengekoppelt wird, noch einen Basisvorwiderstand hat und auch nicht 
vorgespannt wird.

Das bedeutet, dass er bei 0,7 Volt an der Basis voll durchschaltet, was 
in Deinem Fall ja auch gewollt ist. Kaputt gehen kann der nicht, weil R3 
ihn schützt. Eine Schottky-Diode mit Kondensator ist vielleicht auch 
nicht erforderlich, weil die Rechteckspannung bereits ausreichend ist um 
den Arduino zu clocken. Alles gut.

von malu (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Du willst also Variante 3.

Stimmt.

Jens G. schrieb:
> Naja, nicht gerade eine Präzisionsvariante. Aber wenn er ohnehin nur
> zwei Punkte mit begrenzter Genauigkeit auswerten will, dann reicht auch
> das (nach entsprechender Verstärkung vorher)

Solange es nicht zuuuu ungenau ist, meinetwegen. Aber die Verstärkung 
bereitet mir auch noch Sorgen :(

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Jetzt müsste T3 eigentlich immer durchgeschaltet sein, weil der 
Koppelkondensator vor der Basis fehlt.

von F. F. (foldi)


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Guck mal das an!
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0311261.htm

Ich glaube das brauchst du.
Am Eingang dann dein Mikrofon.

: Bearbeitet durch User
von malu (Gast)


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F. F. schrieb:
> Guck mal das an!
> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0311261.htm

Danke, aber ich habe keinen OP zur Verfügung.

von Jens G. (jensig)


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>Danke, aber ich habe keinen OP zur Verfügung.

Heutzutage kann man sowas kaufen ;-)
Aber ok, Du willst eben deine BC-Dinger verbauen ...

von F. F. (foldi)


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https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente

Such dir was aus!
Bisschen was musst du immer da haben.

So wat is schomma gut.
https://www.mikrocontroller.net/part/LM358

von Günter Lenz (Gast)


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F. Fo schrieb:
>Ich glaube das brauchst du.

Ein Komparator erzeugt aber Rechteckimpulse.

malu schrieb:
>Ich drücke es mal so aus: wird die Umgebung lauter, soll auch das Signal
>größer werden. Wird es leiser wird auch das Signal wieder kleiner.

Er will aber den Pegelverlauf abbilden.

von F. F. (foldi)


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Aso.
Anfangs schrieb er was von zwei Werten.

von laho (Gast)


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F. F. schrieb:
> Aso.
> Anfangs schrieb er was von zwei Werten.

Ja, Spannung kommt auf analogen Eingang -> wird eingelesen -> bei z.B. 2 
Werten passiert was (aber das ist ja dann alles im Programm)

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

Du benötigst NACH deinem 1000fach-Verstärker noch einen 
Spitzenwertgleichrichter. Diesen kann man auch einfach mit Kondensator 
und Dioden aufbauen oder mit OPV wie hier:

http://www.loetstelle.net/grundlagen/operationsverstaerker/opamp_5.php

MfG

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Mali, was du suchst wird derzeit für kleines Geld unter dem Namen 
"Arduino Sound Sensor FC-04" verkauft.

von Harald W. (wilhelms)


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