Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mikrofonverstärker mit Endstufe


von Sespätzlean (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte in einem Raum Geräusche aufnehmen und diese im Nachbarraum 
wiedergeben. Ich habe mir dafür die im Anhang befindliche Schaltung 
überlegt. Diese funktioniert aber nicht bei Anschluss meines Mikrofons 
(Elektretmikrofon), sehr wohl aber mit einem Funktionsgenerator.
Folgendes Problem bei Anschluss des Mikrofons: Sobald ich die Lautstärke 
über das Poti etwas erhöhe (der Mittelabgriff etwa bei 1/10 steht (0 = 
Mittelabgriff am GND, 1 = Mittelabgriff am Signal), fängt die Schaltung 
an zu schwingen (etwa 2Hz) und ein sehr lautes Zischen ist zu hören. Die 
Lautsprechermembran lenkt außerdem in diesem Takt extrem aus. 
Oszillografiere ich dieses Signal, kan ich es bis zum Mirkofoneingang 
verfolgen. Meine Enstufe (LA4425) beeinflusst also die gesamte 
Signalleitung.

Nun habe ich herausgefunden, das das selbe Problem auch Auftritt, wenn 
ich die Ausgangsimpedanz des Frequenzgenerators erhöhe (etwa 5kOhm). 
Mein Mikrofon hat also eine zu große Ausgangsimpedanz.

Mir ist bewusst, dass der Vorverstärker (LM386) eigentlich auch eine 
Endstufe ist. Allerdings funktioniert diese ohne den LA4425 problemlos, 
liefert aber mit 325 mW zu wenig Leistung. Deswegen wollte ich den 
LA4425 dahinterschalten.

Kann mir jemad erklären, wieso sich die Schaltung so verhält. Wieso 
verändert sich das Eingangssignal des LM386, wenn sein Ausgangssignal 
verändert wird. Ich war immer der Meinung, dass das Ausgangssignal dem 
Eingangssignal folgt und nicht anders herum.

Ich freue mich natürlich auch über Alternativvorschläge, wie der 
Vorverstärker besser konstruiert werden kann (andere Dimensionierung, 
anderer IC, Transistorschaltung, etc.).

Vielen Dank im Voraus.

Uns sry, habe den Schaltplan versehentlich zwei mal angehöngt. Wie kann 
man Anhänge denn weider entfernen?

von Dieter (Gast)


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Spendiere dem Mikrofon eine simplen Vorverstaerker mit einem Transistor 
und reduziere etwas die Verstaerkung fes IC.

von Germann P. (mattann)


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Die Vorspannung des Elektretmikros sollte stabilisiert über eine 
Zenerdiode gewonnen werden oder über eine Siebung mit großer Kapazität.
Z.B. den 11K Widerstand ersetzen mit 2x 5.6k und 1000µF vom 
Verbindungspunkt gegen Null schalten.

von Jens G. (jensig)


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Kein Wunder. Deine Betriebsspannung ist vermutlich nicht stabilisiert, 
und jedes Signal aus der Endstufe zum Lautsprecher bewirkt einen 
entsprechenden Strom auf der Versorgung, die damit in dessen Rythmus 
schwankt. Da Dein Mikro und auch der LM386 ihren Arbeitspunkt aus der 
Betriebsspannungshöhe generieren, und dieser Arbeitspunkt im Rythmus des 
Lastsignals schwingt (geringe Betriebsspannungsunterdrückung - PSSR), 
hast Du eine wunderbare Rückkoppplung über die Betriebsspannung.
Also Betriebsspannung von Mikro und LM368 sauber von der Entstufe 
entkoppeln. Entweder mit fettem RC-Tiefpass, oder aber Spannungsregler.

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

aufgrund der hohen Gesamtverstärkung kommt es wohl zu einer Mitkopplung 
vom Ausgang zum Eingang. Abblockkondensatoren sind eingebaut, aber 
anscheinend gibt es noch einen anderen Übertragungsweg. Eventuell fehlt 
eine Abschirmung.

Mfg

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Warum so kompliziert? Oft ist einfacher besser.

Der LM386 sollte auf jeden Fall an 8 Ohm für Zimmerlautstärke genügend 
Power liefern.

Ich würde ihn aber so beschalten wie im Datenblatt vorgeschlagen 
(Schwingneigung):
1. Am Ausgang ein TP aus 100n+10R in Reihe,
2. Pin 7 Bypass 10uF an Masse.

Verstärkung ist so v=20. Ohne den R10=1k2 läßt sich v bis 200 treiben. 
Evtl. einen OP oder Transistor als Vorverstärker.

von Jens (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Am Ausgang ein TP aus 100n+10R

Warum schlägst Du hier einen Tiefpass vor?

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Jens schrieb:
> Warum schlägst Du hier einen Tiefpass vor?

Der wird im Datenblatt vorgeschlagen. Ist aber auch logisch, verhindert 
Schwingneigung. Texas empfiehlt bei Verstärkungen >20 auch den Bypass an 
PIN 7.

von Jens (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Texas empfiehlt bei Verstärkungen >20 auch den Bypass an
> PIN 7.

Warum ist die Linie von PIN 7 nur gestrichelt eingezeichnet?

von Jens G. (jensig)


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Mohandes H. (mohandes) schrieb:

>Jens schrieb:
>> Warum schlägst Du hier einen Tiefpass vor?

>Der wird im Datenblatt vorgeschlagen. Ist aber auch logisch, verhindert

Quatsch - das ist kein Tiefpaß. Das nennt sich Boucherot-Glied.

von Sespätzlean (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Warum so kompliziert? Oft ist einfacher besser.
>
> Der LM386 sollte auf jeden Fall an 8 Ohm für Zimmerlautstärke genügend
> Power liefern.

Die Geräusche sind teils recht leise und ich nutze bisher einen 4 Ohm 
Lautsprecher. Deswegen wollte ich noch weiter verstärken.

> Ich würde ihn aber so beschalten wie im Datenblatt vorgeschlagen
> (Schwingneigung):
> 1. Am Ausgang ein TP aus 100n+10R in Reihe,
> 2. Pin 7 Bypass 10uF an Masse.

Das werde ich mal noch probieren. Was genau bewirkt denn der Bypass? 
Habe bisher keine befriedigende Antwort finden können.

> Verstärkung ist so v=20. Ohne den R10=1k2 läßt sich v bis 200 treiben.
> Evtl. einen OP oder Transistor als Vorverstärker.

Durch den LA4425 ist die Verstärkung von 50 schon ganz schön stark. Ohne 
dessen Nutzung hättest du aber vollkommen recht, da wäre eine 
Verstärkung von 200 angebracht. Ich habe noch eine Transistorschaltung 
gefunden und werde die auch mal noch als Vorverstärker testen.


Vielen Dank schonmal für eure Vorschläge. Melde mich nochmal, nachdem 
ich das morgen ausprobiert habe.

von Sespätzlean (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Kein Wunder. Deine Betriebsspannung ist vermutlich nicht
> stabilisiert,
> und jedes Signal aus der Endstufe zum Lautsprecher bewirkt einen
> entsprechenden Strom auf der Versorgung, die damit in dessen Rythmus
> schwankt. Da Dein Mikro und auch der LM386 ihren Arbeitspunkt aus der
> Betriebsspannungshöhe generieren, und dieser Arbeitspunkt im Rythmus des
> Lastsignals schwingt (geringe Betriebsspannungsunterdrückung - PSSR),
> hast Du eine wunderbare Rückkoppplung über die Betriebsspannung.
> Also Betriebsspannung von Mikro und LM368 sauber von der Entstufe
> entkoppeln. Entweder mit fettem RC-Tiefpass, oder aber Spannungsregler.

Ich werde mir nochmal die Betriebsspannung am Oszipposkop anschauen.

Allerdings stelle ich mir die Frage, wieso es dann mit dem 
Funktionsgenerator funktioniert. Beziehungsweise, sollte es dann nicht 
reichen, wie von Germann P. die Betriebsspannung des Mikrofons zu 
stabilisieren?

Melde mich auch hier, was ich so herausfinden konnte.

von Jens G. (jensig)


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>Allerdings stelle ich mir die Frage, wieso es dann mit dem
>Funktionsgenerator funktioniert. Beziehungsweise, sollte es dann nicht
>reichen, wie von Germann P. die Betriebsspannung des Mikrofons zu
>stabilisieren?

Weil der Funktionsgenerator den Eingang deutlich niederohmiger ansteuert 
als das hochohmige Mikro (welches eher wie eine Stromquelle wirkt). 
Damit hält er den Einfluß von der Betriebsspannung über R11 in Grenzen. 
Er wirkt also stabilisierend auf den Arbeitspunkt des Eingangs. So 
gesehen könnte auch schon die Stabilisierung der 
Mikrofon-Betriebsspannung ausreichen.

von Mark S. (voltwide)


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Sespätzlean schrieb:
> Sobald ich die Lautstärke
> über das Poti etwas erhöhe (der Mittelabgriff etwa bei 1/10 steht (0 =
> Mittelabgriff am GND, 1 = Mittelabgriff am Signal), fängt die Schaltung
> an zu schwingen (etwa 2Hz)

Öööhhm - könnte es sich vlt um eine schnöde akustische Rückkopplung vom 
Lautsprecher aufs Mikro handeln. Besteht die Schwingung auch, wenn der 
Lautsprecher abgeklemmt wird?

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Jens G. schrieb:
> das ist kein Tiefpaß. Das nennt sich Boucherot-Glied.

Nenn es Boucherot-Glied oder Snubber - ist kein klassischer Tiefpass, 
wirkt aber so, die NF kommt durch, HF wird geblockt:

https://de.wikipedia.org/wiki/Snubber

>Warum ist die Linie von PIN 7 nur gestrichelt eingezeichnet?
Weil der C optional ist. Wenn etwas in der Schaltung schwingt würde ich 
auf jeden Fall den Bypass schalten!

Ein 7 sitzt 'half-way' in der Versorgung der 1. Stufe. Der Kondensator 
gegen Masse soll dem Einfluß von Noise über die Versorgung 
entgegenwirken (=> Schwingneigung).

Sespätzlean schrieb:

>... ich nutze bisher einen 4 Ohm Lautsprecher. 

Der 386 ist auch für 4 Ohm spezifiziert.

Wie gesagt: keep it simple! Ich würde nach dem Mikro einen Transistor 
schalten, dann den LM386 so wie im Datenblatt vorgeschlagen. Versorgung 
sollte natürlich ordentlich sein (Abblock-Cs!), ggf. stabilisiert.

von Jens G. (jensig)


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Mohandes H. (mohandes)

>Jens G. schrieb:
>> das ist kein Tiefpaß. Das nennt sich Boucherot-Glied.

>Nenn es Boucherot-Glied oder Snubber - ist kein klassischer Tiefpass,
>wirkt aber so, die NF kommt durch, HF wird geblockt:

HF blocken ist schwer übertrieben. Das Ding stellt nur eine etwas 
erhöhte Last für HF dar als Ausgleich für die zunehmende Impedanz des 
Lautsprechers. Zusätzlich soll das Ding auch etwas die Phase günstig 
korrigieren, das dessen kapazitiver Anteil den induktiven Anteil tw. 
kompensiert.

Ein besserer Link wäre übrigens der hier, wo auch ausdrücklich drin 
steht, daß dessen primäre Funktion nicht die eines Tiefpasses entspricht 
(was auch meinem Verständnis entspricht).

von Michael B. (laberkopp)


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Sespätzlean schrieb:
> Kann mir jemad erklären, wieso sich die Schaltung so verhält

Sie schwingt.

Entkopple die Stufen
1
VCC ---+------+--100R--+----+----1k---+---+
2
       |      |        |    |         |   |
3
       |      |        |    |         |  10k
4
     1000uF LA4425   10uF LM386     100uF |
5
       |    8|  |2     |    |         |  Elektred
6
       +-----+  |      |    |         |   |
7
       |        |      |    |         |   |
8
GND ---+--------+------+----+---------+---+
Weitere Optimierungen:

Verringere den 10k (bei dir 11k) Widerstand zum Elektred so lange, bis 
an der Verbindung zum Elektred die halbe Spannung vom LM386 anliegt, bei 
12V am LM386 also 6V am Elektred.
Mit dem Ergebnis (z.B. 4k7) verteile die Widerstandswerte gleichmässig 
auf den 1k und ehemals 10k nun 4k7, mache also beide zu 2.85k (2.7k).

Angenommen VCC ist 12V, dann lege eine 9.1V Zenerdiode (500mW reicht 
aber wenn du ganz andere Spannungen hast nachrechnen) parallel zum 
LM386.

Führe Leitung 8 und Leitung 2 einzeln zu den - der 1000uF, ebenso - des 
Lautstärkepotis.

Ja, man sollte den LM386 gegen einen ordentlichen OpAmp ersetzen, muss 
dann aber einen Gleichstrompfad für den -In Eingang aufbauen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Da der LM386 kräftig rauscht, würde ich einen anderen Vorverstärker 
nehmen. Diese Schaltung hat sich bewährt: 
http://stefanfrings.de/mikrofon_vorverstaerker/index.html

von Jens G. (jensig)


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ich schrieb mal:

>Ein besserer Link wäre übrigens der hier, wo auch ausdrücklich drin

Sorry, hatte den Link vergessen:

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

von Sespätzlean (Gast)



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Ich habe es leider erst heute geschafft. Jetzt aber meine Änderungen:

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Da der LM386 kräftig rauscht, würde ich einen anderen
> Vorverstärker
> nehmen. Diese Schaltung hat sich bewährt:
> http://stefanfrings.de/mikrofon_vorverstaerker/index.html

Genau das habe ich nun gemacht. Etwas anders dimensioniert, funktioniert 
aber tatsächlich deutlich besser als der LM386. Das Problem des 
Aufschwingens besteht jetzt nicht mehr. Allerdings konnte ich trotzdem 
manchmal Schwankungen der Versorgungsspannung messen (Danke an Germann 
P. und Jens G., mich daran zu erinnern). Deswegen habe ich die komplette 
Vorverstärkerschaltung (einfach, weil diese auch kaum Strom benötigt) 
über eine Zenerdiode (auf 10V) stabilisiert (wie auch von Germann P. und 
Michael B. vorgeschlagen). Nun funktioniert die Schaltung recht stabil, 
hat zugegebenermaßen aber eine ganz schön hohe Verstärkung. Aber über 
das Poti kann man das ja wieder gut herunterregeln.
Und ich habe nun weiterhin den LA4425 verwendet, mit dem LM386 ist der 
Ton später einfach zu leise, da meine Lautsprecher (Visaton FRS8) recht 
groß sind. Funktioniert als Endverstärker aber sicher auch gut mit 
kleineren Lausprechern.

Ich habe den Schaltplan nochmal angehängt.
Vielen Dank an alle für die guten Vorschläge und die Unterstützung!

von Stefan F. (Gast)


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Sespätzlean schrieb:
> Ich habe den Schaltplan nochmal angehängt.

Das Vorschaubild ist ja witzig: Nur ein Kondensator zu sehen.

von Stefan F. (Gast)


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Sespätzlean schrieb:
> über eine Zenerdiode (auf 10V) stabilisiert

Ja eine stabile Spannung ist schon nötig. Warum hast du keinen 
Spannungsregler (z.B. 78L09) benutzt?

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Sespätzlean schrieb:
> Nun funktioniert die Schaltung recht stabil

Parallel zur 10V Z-Diode sollte noch ein 47uF Elko. Der reduziert auch 
noch etwas Eigenrauschen von der Z-Diode.

Sespätzlean schrieb:
> hat zugegebenermaßen aber eine ganz schön hohe Verstärkung

Ein 100R Widerstand in Reihe zum 2,2uF Kondensator (C25) reduziert etwas 
die Verstärkung und sorgt für weniger Verzerrungen. Das Rauschen nimmt 
dann ebenfalls weiter ab.

von Stefan F. (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Parallel zur 10V Z-Diode sollte noch ein 47uF Elko.

Im Original-Plan war vor dem Mikrofon sogar ein R/C Tiefpass, den würde 
auch weiterhin beobehalten - egal wie die Versorgung des Vorverstärker 
stabilisiert wird. Denn die Stabilität und Rauschfreiheit der Versorgung 
vom Mikrofon hat den allergrößten Einfluss auf die Tonqualität der 
gesamten Schaltung.

> Ein 100R Widerstand in Reihe zum 2,2uF Kondensator (C25) reduziert etwas
> die Verstärkung und sorgt für weniger Verzerrungen. Das Rauschen nimmt
> dann ebenfalls weiter ab.

Auch da stimme ich zu. In meinem Plan war der auch drin.

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