Hallo Leute,
für eine Schaltung mit einem NE567 (Tonerkennung,
http://gemander.org/wp-content/uploads/2015/03/CW-DecoderSCH.png)
benötige ich ein verstärktes Mikrofonsignal. Dazu habe ich die beide
Schaltungen auf einem Steckbrett aufgebaut.
Die Verstärkerschaltung (V2 symbolisiert eine Elektretkapsel)
funktioniert am Mic-Eingang des Computers recht gut, außer wenn ich die
Schaltung mit dem NE567 (also nur die Spannungsversorgung) anschließe.
Ab dann höre ich nur noch Rauschen (Frequenz abhängig von PT1 im
verlinkten Schaltplan).
Mit dem Oszi habe ich jetzt mal die Versorgungsspannung gemessen (siehe
Bild, hier 5mV/Div). Die VS ist normalerweise völlig glatt
(Labornetzteil, analog), außer eben nach Anschluss der NE567-Schaltung.
Das Rauschen am Ausgang der Verstärkerschaltung sieht dann so aus wie
die Versorgungsspannung. Trotz Abblock- und Pufferkondensatoren (fehlen
im Plan) stellt sich keine Besserung ein. Nur wenn ich das Mikrofon
kurzschließe oder den NE567 abklemme, ist der Ausgang ruhig.
Hat jemand eine Idee, wie ich das Problem lösen kann? Ist die Schaltung
murks? Eine Verstärkerschaltung direkt mit einem BC547C habe ich noch
nicht getestet. Wäre die hier besser geeignet?
Danke für eure Hilfe.
Liebe Grüße,
Fabian
PS: Ja, das Bild ist leider etwas unscharf, sollte aber reichen.
Warum postest du denn nicht die Schaltung mit dem Tondekoder, die das
Problem verursacht? So hilft das nicht viel - ausser, das der LM358
nicht der rauschärmste OpAmp auf dem Markt ist. Spielt hier aber keine
grosse Rolle.
Die Schaltung sieht erstmal richtig aus.
Fabian schrieb:> OK, hier nochmal direkt als PNG.
Wenn deine Versorgungsspannung einen solchen Ripple verursacht, dann
mach doch mal den im Datenblatt vom 567 empfohlenen 1µ
Entkoppelkondensator an die Versorgungsspannung.
Gunnar F. schrieb:> Wie hoch ist denn die Frequenz?
Die habe ich noch nicht ausgerechnet, weil diese abhängig von PT1 ist.
PT1 legt ja die Abgleichfrequenz für den NE567 fest und ist somit nicht
immer gleich.
HildeK schrieb:> Wenn deine Versorgungsspannung einen solchen Ripple verursacht, dann> mach doch mal den im Datenblatt vom 567 empfohlenen 1µ> Entkoppelkondensator an die Versorgungsspannung.
Beide ICs haben schon einen 100nF Kerko und 100µF Elko, was aber nur
wenig Besserung brachte.
Fabian schrieb:> Beide ICs haben schon einen 100nF Kerko und 100µF Elko, was aber nur> wenig Besserung brachte.
Nachtrag: Das Signal ist jetzt nicht mehr so verzerrt und sieht fast wie
ein reiner Sinus aus. Zuvor hatte ich den Elko nur neben dem IC stecken,
jetzt dirket an den Versorgungspins.
Die Frequenz beträgt aktuell knapp 800Hz, darauf soll der NE567 auch
reagieren.
Dein Verstärker ist auch ziemlich am Limit, bzw. schon drüber.
2,5V Ruhesignalpegel, Verstärkung ca. 50fach und 20mV AC Eingangspegel.
macht am Ausgang ein Pegel zwischen 1,5 und 3,5V.
Allerdings kommt der LM 358 bei 5V Versorgung nicht über 3,3-3,5V am
Ausgang laut Datenblatt (bei 2kOhm Lastimpedanz).
Besser einen Rail to Rail einsetzen, oder dafür sorgen daß die
Ausgangsspannung nicht über 3V kommt.
Fabian schrieb:> Nachtrag: Das Signal ist jetzt nicht mehr so verzerrt und sieht fast wie> ein reiner Sinus aus. Zuvor hatte ich den Elko nur neben dem IC stecken,> jetzt dirket an den Versorgungspins.
Schau dir mal im Datenblatt den Layoutvorschlag an. Ich habe den 567
zwar noch nie eingesetzt, aber bei einem solchen Vorschlag scheint alles
ein wenig kritisch und empfindlich zu sein. Steckbrett ist wohl nicht so
geeignet.
Zusätzlich: mach in die Versorgung des OPA ein RC-Glied. Ich schlage mal
100R und 10uF ... 100uF vor ... Ähnliches würde ich auch bei der
Mikroversorgung vorsehen.
Gerade auch der Teiler aus R1 und R2 koppelt wunderschön jeden
VCC-Spannungsdreck in den OPA ein. Du könntest zusätzlich den R1 auch
zweiteilen: 9k1 und 91k (oder 18k/82k) und dazwischen ein C (1uF z.B.)
nach GND.
Und lege die Versorgungsleitungen so, dass der NE567 auf der
Netzteilseite liegt, erst danach GND und VCC zum OPA führen. Immerhin
willst du ca. 22fach verstärken (@Udo S.: es ist nicht v=50).
Fabian schrieb:> Eine Verstärkerschaltung direkt mit einem BC547C habe ich noch> nicht getestet. Wäre die hier besser geeignet?
Naja, der LM358 ist als Audioverstärker wirklich nicht gut geeignet.
Der ähnlich billige NE5532 ist da schon deutlich besser.
Harald W. schrieb:> Der ähnlich billige NE5532 ist da schon deutlich besser.
Naja, bei 5V Single Supply ist der eher nicht geeignet.
Und, eine Schaltung zur Tonerkennung braucht keinen rauscharmen
HiFi-Audio-OPA.
HildeK schrieb:> Zusätzlich: mach in die Versorgung des OPA ein RC-Glied. Ich schlage mal> 100R und 10uF ... 100uF vor ... Ähnliches würde ich auch bei der> Mikroversorgung vorsehen.> Und lege die Versorgungsleitungen so, dass der NE567 auf der> Netzteilseite liegt, erst danach GND und VCC zum OPA führen. Immerhin> willst du ca. 22fach verstärken (@Udo S.: es ist nicht v=50).
Danke! Das waren wertvolle Tipps. Ich habe jetzt beides gemacht und
siehe da, es hört sich gar nicht mal sooo schlecht an. Das "Rauschen"
ist scheinbar weg. Ein kleiner Rest ist noch da, der stört (mich) aber
nicht.
Morgen lade ich mal zwei Audiodateien hoch, einfach zum Vergleich.
Vorher kontrolliere/optimiere ich nochmal den Aufbau. Der Tag war
einfach zu lang, sonst würde ich es jetzt machen.
HildeK schrieb:> Steckbrett ist wohl nicht so> geeignet.
Wenn es jetzt gehen sollte, kommt es direkt auf Lochraster.
Harald W. schrieb:> Naja, der LM358 ist als Audioverstärker wirklich nicht gut geeignet.
Die Bastelkiste eines Anfängers ist d/noch recht dürftig bestückt ;)
Hätte nur noch einen TL084 da...
Fabian schrieb:> Ist die Schaltung murks?
Ja. R1:R2 überträgt Störungen der Versorgungsspannung direkt ins
Mikrophonsignal, die werden dann verstärkt und stören die Versorgung
noch mehr, es schwingt.
Fabian schrieb:> Hat jemand eine Idee, wie ich das Problem lösen kann?
Bau stattdessen 10k+10k mit 100uF nach Masse und lege von dort einen
100k an den OpAmp Eingang.
Auch die 4k7 zum Mikrophon übertragen Störungen. Nimm stattdessen 2 x
4k7 in Reihe und stütze deren Verbindungspunkt mit 47uF an Masse.
Lege alle Masseleitungen direkt an U- des LM358, Sternpunkt.
MaWin schrieb:> Bau stattdessen 10k+10k mit 100uF nach Masse und lege von dort einen> 100k an den OpAmp Eingang.
Danke, Mawin. Ich hoffe ich habe dich so richtig verstanden:
Fabian schrieb:> Mist, da fehlt noch der 220nF Koppel-C.
War ja im Prinzip das selbe, was ich son vorgeschlagen hatte.
Falsch in deiner Zeichnung ist aber die Verschaltung der beiden 10k mit
den 100μF!
Die beiden 10k sollen ganz normal als Teiler dienen. Das C kommt an den
Knotenpunkt und filtert dieseTeilspannung.
Nebenbei: der LM358 kommt fast auf GND, nicht jedoch auf VCC am Ausgang.
Man sollte daher eher auf knapp 2V herunterteilen, also den oberen 10k
etwas größer wählen.
NE5532 oder TL072 funktioniert. Habe das Teil hier aufgebaut als
Messmikro. auch mit 5V ausserhalb der specs.
Beim Elektret kann man einen "Linkwitz-Mod" machen und den eingebauten
FET als Spannungsfolger betreiben.
Schau mal unter linkwitzlab.com solange es das noch gibt (r.i.p.).
Das Kapselgehäuse aus Alu habe ich mit einem Draht in den Gummi
gequetscht und die Verbindung zum Gehäuse durchgekratzt.
LM358 hat wirklich schlimm gerauscht.
...
Die Schaltung ist jetzt nach euren Vorschlägen aufgebaut und ich bin
mehr als zufrieden. Für meine Zwecke sollte es reichen, denn die
Tonerkennung klappt ohne Probleme, auch an einem Schaltnetzteil.
Auch beim Anschluss an den PC ist es viel besser, das übertönende
Störgeräusch aus der Versorgungsspannung ist weg. Aber das war ja eh nur
zum Test. Vielleicht werde ich mich (bei Gelegenheit) noch mit dem
Rauschen beschäftigen.
Danke nochmal an alle die mir geholfen haben. Ihr seid einfach Klasse!
:)
Udo S. schrieb:> Dein Verstärker ist auch ziemlich am Limit
Die Verstärkung ist viel zu hoch.
Die Schaltung gehört in die Tonne.
Entweder baut man Mic.-Verstärker mit hochwertigem IC
oder mindenstens dreistufig.
Holger
Holger R. schrieb:> Udo S. schrieb:>> Dein Verstärker ist auch ziemlich am Limit>> Die Verstärkung ist viel zu hoch.> Die Schaltung gehört in die Tonne.> Entweder baut man Mic.-Verstärker mit hochwertigem IC> oder mindenstens dreistufig.>> Holger
Ach was!
Holger R. schrieb:> Die Verstärkung ist viel zu hoch.> Die Schaltung gehört in die Tonne.> Entweder baut man Mic.-Verstärker mit hochwertigem IC> oder mindenstens dreistufig.
Das ist hier völlig wurscht. Ich hätte noch einen 100 Ohm Widerstand in
den Ausgang des 358 gelegt, damit der kleine Kerl nicht direkt auf den
Diodenlimiter arbeiten muss, aber sonst spielt Qualität der Verstärkung
hier keine Rolle. Und runterdrehen geht ja immer.
Da das Problem anscheinend gelöst zu sein scheint, würde es sich
eigentlich erübrigen, einen weiteren Kommentar zu posten. Da die
vorangegangenen hilfreichen Ratschläge aber das eigentliche Problem
nicht ganz erfassen, der LM358 weil preisgünstig in vielen Bastelkisten
vorrätig ist und vielleicht noch der eine oder andere in diese
heimtückische LM358-Falle stolpert, will ich meine 10 Pfennige noch in
den Topf werfen.
Der LM358 braucht einen Widerstand vom Ausgang nach Masse, nominal 6k2,
zu sehen im TI-Datenblatt auf Seite 22, Figure 41. Ohne diesen
Widerstand kommt es innerhalb des OVs zu unkontrollierten Ein- und
Abschaltvorgängen, die in der normalen Simulation nicht auftreten, aber
in der konkret aufgebauten Schaltung, wie das Oszillogramm zeigt.Der
Widerstand bewirkt, dass dauernd ein Strom fließt, der das sporadische
Abschalten verhindert.
Man kann diese LM358-Falle mit der Innenschaltung des LM358
simulieren, siehe dazu die oben beigefügten Scans.
Die Scans entstammen dem Buch "Berechnung von Transistor-Verstärkern
lernen durch Experimente" des Japaners Tooru KURODA. [jikken de manabu
toranjisuta-ampu no sekkei]
Gruß,
Rüdiger
Versorgungsspannung.jpg
(130 KB)
Mikrofonverstaerker_mit_LM358.PNG
(12 KB)
