Zwei Fragen zu Mikrofonverstärker mit OP als Differenzverstärker

[Bjoern E. (bjoern_e)]

Hallo,

ich möchte den Ausgangsspannungs-Pegel eines dyn. Mikros (ca. 200 Ohm) 
mit einem Opamp (NE5534) als Differenzverstärker um den Faktor 20 
verstärken und habe nur eine unsymmetrische Spannungsversorgung (+15V).

1. Kann man dem Opamp auch im Differenzverstärker-Modus eine 
symmetrische Spannungsversorgung vorgaukeln?

2. Gibt es einen Online-Rechner für OP als Differenzverstärker?

[Udo K. (udok)]

Du kannst das 1:1 in den Copilot eintippen. Ist eine interessante 
Erfahrung :-)

[Luca E. (derlucae98)]

Bjoern E. schrieb:
> 1. Kann man dem Opamp auch im Differenzverstärker-Modus eine
> symmetrische Spannungsversorgung vorgaukeln?

Du kannst den Eingangsspannungsbereich auf VCC/2 legen. Im Schaltbild 
auf S.23 an Vref: 
https://e2e.ti.com/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/CircuitCookbook_2D00_OpAmps.pdf

Bjoern E. schrieb:
> Gibt es einen Online-Rechner für OP als Differenzverstärker?

So kompliziert ist die Gleichung nicht, dass es das bräuchte.

[Bjoern E. (bjoern_e)]

Danke für die Antworten.

Udo K. schrieb:
> Du kannst das 1:1 in den Copilot eintippen. Ist eine interessante
> Erfahrung :-)

Das habe ich gemacht. Lustig, es gab tatsächlich mehr oder weniger 
sinnvolle Antworten, so weit ich das beurteilen kann. Das Schaltbild war 
leider unleserlich.


Luca E. schrieb:
> Du kannst den Eingangsspannungsbereich auf VCC/2 legen. Im Schaltbild
> auf S.23 an Vref:

Danke. Habe das Schaltbild etwas umgezeichnet, wie man im Anhang sieht. 
Ist das so korrekt? Sind 22k als Spannungsteiler-Rs in Ordnung, könnte 
man sie eventuell sogar noch vergrößern?

Die nächste Frage ist, wie man R1 und R3 bemessen sollte, wenn das 
Mikrofon eine Impedanz von 200 Ohm hat.
Wären jeweils 1k angemessen (das hatte der Copilot vorgeschlagen)?

[Bjoern E. (bjoern_e)]

Um es etwas übersichtlicher zu machen, hier noch eine Skizze mit 
eingezeichnetem Mikrofon und Kabelschirm.

Wenn man für R1 und R3 jeweils 1k nimmt, ist die Eingangsimpedanz >2k, 
dass müsste für ein dynamisches Mikro mit 200 Ohm passen, oder?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Bjoern E. schrieb:
> Wenn man für R1 und R3 jeweils 1k nimmt, ist die Eingangsimpedanz >2k,
> dass müsste für ein dynamisches Mikro mit 200 Ohm passen, oder?

Das sollte ok sein. Bedenke aber, das ohne Koppelkondensatoren am 
Eingang eine Spannung gegen Masse ansteht. Und den Schirm würde ich 
nicht auf die virtuelle Masse, sondern auf die Masse der Speisespannung 
legen.

[Bjoern E. (bjoern_e)]

Matthias S. schrieb:
> Das sollte ok sein. Bedenke aber, das ohne Koppelkondensatoren am
> Eingang eine Spannung gegen Masse ansteht.

Danke. Habe die Cs im Schaltplan eingefügt.

Matthias S. schrieb:
> Und den Schirm würde ich
> nicht auf die virtuelle Masse, sondern auf die Masse der Speisespannung
> legen.

Ist jetzt ebenfalls im Schaltplan eingefügt.

Kann man eine virtuelle Masse mit einem zweiten OP aufbauen, so wie im 
Anhang unten zu sehen?
(dann nehme ich einfach einen NE5532)

[Harald W. (wilhelms)]

Bjoern E. schrieb:

> ich möchte den Ausgangsspannungs-Pegel eines dyn. Mikros (ca. 200 Ohm)
> mit einem Opamp (NE5534) als Differenzverstärker um den Faktor 20
> verstärken und habe nur eine unsymmetrische Spannungsversorgung (+15V).

Da OPVs normalerweise keinen Masseanschlusss haben, ist es ihnen egal,
wie sie versorgt werden. Man muss nur darauf achten, das sowohl das
Eingangs- als auch das Ausgangssignal weit genug von den Versorgungs-
"Schienen" entfernt ist. Wie weit, steht im Datenblatt des verwendeten
Operationsverstärkers.

[Bjoern E. (bjoern_e)]

Noch zur Schaltungsdimensionierung:

Wenn R1 = R3 und R2 = R4:

Ua = R2/R1 * (Ue2-Ue1)

Bei einer gewünschten Verstärkung der Spannungsdifferenz (Ue2-Ue1) um 
den Faktor 20 muss R2 20-mal größer als R1 sein.
R1 ist 1k, also muss R2 dann 20k betragen.

Korrekt?

[Luca E. (derlucae98)]

Bjoern E. schrieb:
> Kann man eine virtuelle Masse mit einem zweiten OP aufbauen, so wie im
> Anhang unten zu sehen?
> (dann nehme ich einfach einen NE5532)

Passt.

Bjoern E. schrieb:
> Bei einer gewünschten Verstärkung der Spannungsdifferenz (Ue2-Ue1) um
> den Faktor 20 muss R2 20-mal größer als R1 sein.
> R1 ist 1k, also muss R2 dann 20k betragen.
> Korrekt?

Passt auch.

[Bjoern E. (bjoern_e)]

Prima, Danke für das Feedback!

Sollte man zu R2 und R4 einen kleinen Kerko (z.B. 47pF) 
parallelschalten, um mögliche HF-Störungen abzublocken?

[H. H. (hhinz)]

Bjoern E. schrieb:
> Sollte man zu R2 und R4 einen kleinen Kerko (z.B. 47pF)
> parallelschalten, um mögliche HF-Störungen abzublocken?

Direkt am Mikrofoneingang.