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Mikee

01.04.2022,
20:42
 

Mikrofonverstärker gesucht - welcher? (Elektronik)

Hallo!

Ich suche einen externen Mikrofonvorverstärker für Messzwecke.
Ich habe mal gegoogelt und dabei grundsätzlich verschiedene Typen von Verstärker gefunden:

A) Zwei Transistor Lösung, beide Transistoren verstärken, es wird am Kollektor ausgekoppelt (2x BC549C)
B) Zwei Transistor Lösung, nur der erste Transistor verstärkt, der zweite dient als Impedanzwandler, es wird am Emitter ausgekoppelt (BC550, BC560)
C) Operationsverstärker in nicht inv. Beschaltung (TL071)

Die Schaltung soll mit einer 9V Batterie betrieben werden.
Frequenzbereich 20Hz ... 20kHz am besten mit -0,5dB, also etwa 5Hz bis 40kHz -3dB
Verstärkung ungefähr 30dB oder auch mehr.
Die Ausgangsimpedanz sollte < 1kOhm sein.
Quellimpedanz des Mikros beträgt 820 Ohm, das Signal ca. 1mV.

Welcher Schaltungstyp ist zu bevorzugen?

Mikee

xy(R)

E-Mail

02.04.2022,
09:49

@ Mikee

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

Welches SNR hat das Mikro?

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
02.04.2022,
18:47

@ Mikee

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

Hallo Mikee

» Ich suche einen externen Mikrofonvorverstärker für Messzwecke.
» Ich habe mal gegoogelt und dabei grundsätzlich verschiedene Typen von
» Verstärker gefunden:
»
» A) Zwei Transistor Lösung, beide Transistoren verstärken, es wird am
» Kollektor ausgekoppelt (2x BC549C)
» B) Zwei Transistor Lösung, nur der erste Transistor verstärkt, der zweite
» dient als Impedanzwandler, es wird am Emitter ausgekoppelt (BC550, BC560)
» C) Operationsverstärker in nicht inv. Beschaltung (TL071)
»
» Die Schaltung soll mit einer 9V Batterie betrieben werden.
» Frequenzbereich 20Hz ... 20kHz am besten mit -0,5dB, also etwa 5Hz bis
» 40kHz -3dB
» Verstärkung ungefähr 30dB oder auch mehr.
» Die Ausgangsimpedanz sollte < 1kOhm sein.
» Quellimpedanz des Mikros beträgt 820 Ohm, das Signal ca. 1mV.

» Welcher Schaltungstyp ist zu bevorzugen?

xy hat einen kritischen Aspekt reingestellt mit der Abkürzung SNR. Kennst Du diesen Begriff?
Wenn nein, es heisst "Signal to Noise Ratio".
Zu deutsch nenn man es das Signal-Rausch-Verhältnis.

Die unterschiedlichen Mikrophon-Konzepte allein schon sind diesbezüglich umfangreich. Es gibt zu der Rauschspannung auch die Quell-Impdanz, nebenbei angedeutet.

Um ein paar zu nennen die mir grad in den Sinn kommen: Dynamisches Mikrophon (hier wirken Magnete und Spulen). Die Spule die sich schallbedingt bewebgt, erzeugt die induzierte Spannung. Meist sehr klein im Millivolt-Bereich, je nach Anwendung bzw. Lautstärke. Ein ganz anderes Mikrofon ist das Elektred-Mikrophon. Diesem "verwandt" sind sehr hochwertige und teure Kondensator-Mikrophone. Diese sind einfach nur erwähnt, werden wohl eher nicht in Frage kommen, vermute ich. Da gibt es solche die benötigen eine so genannte Phantomspeisung. DC-Spannung über das Mikrokabel zum Mikro geliefert.

Sollte Dich die Phatomspeisung interessieren, dann gibt es dafür einen Elektronik-Minikurs
von mir mit dem Titel:
"48 VDC Phantom-Speisung für Kondensatormikrofone"
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/dcdc48v.htm

» Ich suche einen externen Mikrofonvorverstärker für Messzwecke.

Vor allem andern stellt sich die Frage, was für Schallereignisse sollen getestet werden. Z.B. ist die Schallquelle weit entfernt und braucht es deshalb eine hohe Sensitivität, Richtempfindlichkeit und das mit möglchst wenig Rauschen (Noise).

Du merkst beim Durchlesen, dass ausser bei einem experimentellen Hobbybetrieb, es auf sehr Vieles ankommt.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

soso

02.04.2022,
19:52

@ schaerer

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» Du merkst beim Durchlesen, dass ausser bei einem experimentellen
» Hobbybetrieb, es auf sehr Vieles ankommt.

Jörg Wuttke "Mikrofon Aufsätze" (c) Fa.Schöpps wären da was zur Vertiefung.
Gab es mal zum kostenfreien Download. ...schön war die Zeit. :-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
03.04.2022,
08:08

@ soso

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» » Du merkst beim Durchlesen, dass ausser bei einem experimentellen
» » Hobbybetrieb, es auf sehr Vieles ankommt.
»
» Jörg Wuttke "Mikrofon Aufsätze" (c) Fa.Schöpps wären da was zur
» Vertiefung.
» Gab es mal zum kostenfreien Download. ...schön war die Zeit. :-)

Immer wieder lustig der Soso mit seinen gefitzten Kommentaren. :-D :ok:
Weitermachen! :ok: :-D :cool:

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

soso

03.04.2022,
09:43

@ schaerer

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» » » Du merkst beim Durchlesen, dass ausser bei einem experimentellen
» » » Hobbybetrieb, es auf sehr Vieles ankommt.
» »
» » Jörg Wuttke "Mikrofon Aufsätze" (c) Fa.Schöpps wären da was zur
» » Vertiefung.
» » Gab es mal zum kostenfreien Download. ...schön war die Zeit. :-)
»
» Immer wieder lustig der Soso mit seinen gefitzten Kommentaren. :-D :ok:
» Weitermachen! :ok: :-D :cool:

Danke für´s "Blümlein" ein ganzer Strauß retour!
Den Ausdruck "gefitzt" kannte ich bisher noch nicht. Hab ihn erst mit dem Wienerischen "g´feanzt" asoziiert.
War aber Fehlanzeige. :no: ...obwohl ich mich selbst eher als g´feanzt einstufen würde.

Mikee

03.04.2022,
10:41

@ xy

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» Welches SNR hat das Mikro?

Hallo!

es ist ein Electret-Micro, das 1995 mal 200 DM gekostet hat.
Das genaue Model lautet ECM-20 von Stage Line (Monacor).
Das Datenblatt sagt 4mV/Pa/1kHz, 10Hz-15kHz +/-1dB, sonst leider nichts.
Die gemessene Ausgangsimpedanz ist 815Ohm sehr konstant über den
gesamten Audiobereich.
Betrieben wird es mit einer 1,5V Mignon-Zelle und es hat einen
eingebauten FET-Vorverstärker.

Mikee

xy(R)

E-Mail

03.04.2022,
11:10

@ Mikee

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

https://www.electronics-lab.com/project/low-noise-mini-electret-microphone-preamplifier/

Gunther

03.04.2022,
14:41

@ xy

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» https://www.electronics-lab.com/project/low-noise-mini-electret-microphone-preamplifier/

In der Schaltung R4. Was heißt denn 49,9E ?

xy(R)

E-Mail

03.04.2022,
15:01

@ Gunther

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» »
» https://www.electronics-lab.com/project/low-noise-mini-electret-microphone-preamplifier/
»
» In der Schaltung R4. Was heißt denn 49,9E ?

49,9 Ohm.

Der Wert ist aber ziemlich unkritisch.

Altgeselle(R)

E-Mail

03.04.2022,
15:25

@ xy

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» » »
» »
» https://www.electronics-lab.com/project/low-noise-mini-electret-microphone-preamplifier/
» »
» » In der Schaltung R4. Was heißt denn 49,9E ?
»
» 49,9 Ohm.
»
» Der Wert ist aber ziemlich unkritisch.

Hallo,
in der Schaltung gibt es keinen Widerstand vor dem invertierenden
Eingang des OP. Dadurch hängt die Verstärkung von der Ausgangsimpedanz des
Mikrofons ab.
Außerdem schließt der OP das Mikrofon "virtuell" kurz. Ist das gewünscht
bzw. zulässig?
Bei 810 Ohm Ausgangsimpedanz ergibt sich mit C3 eine untere Grenzfrequenz
von ca. 90 Hz. Ist das gewünscht?
Wegen der Invertierung gibt es eine Phasendrehung von 180°. Das sollte berücksichtigt werden.

Grüße
Altgeselle

Kendiman(R)

03.04.2022,
15:53
(editiert von Kendiman
am 03.04.2022 um 15:55)


@ Altgeselle

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» Hallo,
» in der Schaltung gibt es keinen Widerstand vor dem invertierenden
» Eingang des OP. Dadurch hängt die Verstärkung von der Ausgangsimpedanz des
» Mikrofons ab.
» Außerdem schließt der OP das Mikrofon "virtuell" kurz. Ist das gewünscht
» bzw. zulässig?
» Bei 810 Ohm Ausgangsimpedanz ergibt sich mit C3 eine untere Grenzfrequenz
» von ca. 90 Hz. Ist das gewünscht?
» Wegen der Invertierung gibt es eine Phasendrehung von 180°. Das sollte
» berücksichtigt werden.
»
» Grüße
» Altgeselle

Das scheint eine Transimpedanz Konverterschaltung zu sein. (Darum gibt es da kein Widerstand)
Diese Schaltung wandelt Eingangsströme in Ausgangsspannung um.
Die Elektret-Mikrofonkapsel liefert aber sehr wenig NF-Wechselstrom.
Scheint mit dem geringen NF-Wechselstrom aber zu funktionieren.
Ua = I * 75 k
Ua = Ausgangswechselspannung
I = NF-Wechselsstrom, den die Mikrofonkapsel liefert.
75 k ist der Transimpedanzwiderstand vom Ausgang zum invertierenden Eingang
Die 10 pF neutraliseiren die Schaltung, die sonst sehr schnell zum Schwingen neigt.
Ist vom gesamten Aufbau der Schaltung abhängig.
Beispiel:
1 uA NF-Wechselstrom wird in 75 mV Wechselspannung umgewandelt.
Geht doch ! :-P

Altgeselle(R)

E-Mail

03.04.2022,
16:16

@ Kendiman

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» Das scheint eine Transimpedanz Konverterschaltung zu sein. (Darum gibt es
» da kein Widerstand)

Ja, schon klar. Aber: wie verändert sich der Frequenzgang / Klirrfaktor, wenn
das Mikrofon kurzgeschlossen (mit Stromanpassung) betrieben wird?
In der Originalschaltung befindet sich der Verstärker nahe am Mikrofon.
Wenn aber noch einige Meter Kabel dazwischen geschaltet werden,
dann ist die Schaltung aus Rausch- und EMV-Gründen eher ungünstig.

Mikee

04.04.2022,
07:16

@ Altgeselle

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

Hallo!

» » Das scheint eine Transimpedanz Konverterschaltung zu sein. (Darum gibt
» es
» » da kein Widerstand)
»
» Ja, schon klar. Aber: wie verändert sich der Frequenzgang / Klirrfaktor,
» wenn
» das Mikrofon kurzgeschlossen (mit Stromanpassung) betrieben wird?
» In der Originalschaltung befindet sich der Verstärker nahe am Mikrofon.
» Wenn aber noch einige Meter Kabel dazwischen geschaltet werden,
» dann ist die Schaltung aus Rausch- und EMV-Gründen eher ungünstig.

Das wäre dann eine weitere Schaltungsvariante, die aber schon kritisch beäugt wird.
Also vielleicht doch lieber der nicht inv. OpAmp oder vielleicht doch die
Zwei-Transistor-Lösung?
Ich hoffe ich komme diese Woche mal dazu einen Probeaufbau zu machen.

Mikee

Kendiman(R)

04.04.2022,
09:13
(editiert von Kendiman
am 04.04.2022 um 09:55)


@ Mikee

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

» Also vielleicht doch lieber der nicht inv. OpAmp oder vielleicht doch die
» Zwei-Transistor-Lösung?
» Ich hoffe ich komme diese Woche mal dazu einen Probeaufbau zu machen.
»
» Mikee

eine 2 Transistor Mikrofonvorverstäker Schaltung



Das ist ein Bildschirmfoto.
Die Schaltung habe ich mit professioneller Simulationsschaltung geprüft
Bandbreite von 1 Hz bis über 200 kHz (Bodediagramm)
Verstärkung 43,8 dB ( ca. 150 fach ) mit 1 kOhm Ausgangsbelastung an R6 (C3, R7)
R6 kann durch ein Potentiometer ersetzt werden. Dann lässt sich die Ausgangsspannung reduzieren.
Klirrfaktor nur 0,092 % bei 1 Khz
Signal-Rauschverhältnis > 60 dB
Phasengleichheit von Eingang zu Ausgang
Handelsübliche Bauelemente
9 V Betriebsspannung. Ausreichend gesiebt und brummfrei

Mikee

04.04.2022,
14:24

@ Kendiman

Mikrofonverstärker gesucht - welcher?

Hallo Kendiman!

» eine 2 Transistor Mikrofonvorverstäker Schaltung
»
» Bandbreite von 1 Hz bis über 200 kHz (Bodediagramm)
» Verstärkung 43,8 dB ( ca. 150 fach ) mit 1 kOhm Ausgangsbelastung an R6
» (C3, R7)
» R6 kann durch ein Potentiometer ersetzt werden. Dann lässt sich die
» Ausgangsspannung reduzieren.
» Klirrfaktor nur 0,092 % bei 1 Khz
» Signal-Rauschverhältnis > 60 dB

Geil! So etwas kann ich nicht. Darum mal die Bitte ein paar Bauteilwerte
zu ändern, weil ich fast die gleiche Schaltung hier habe:

R1 = 220k bitte ändern in 47k
R2 = 470R -> 1k
R3 = 470R -> 2k2
R4 = 470R -> 0R
R5 = 150k -> 100k
R6 = 2k7 -> 6k8

Transistoren BC549C (alternativ BC547C, BC548C)

Was ändert sich?

Und dann habe ich noch eine, die in meinen Augen nichts taugt:
R1 = 6k8
R2 = entfällt
R3 = 680R
R4 = 1k2
R5 = 100k
R6 entfällt
C1 entfällt
Dafür ist der Ausgang jetzt zwischen R3 und R4
Transistoren wie oben

Mikee