Bodenmikrofon bauen

Jun 27, 2023 Last reply: 2 years ago 357 Replies

Am 15.07.2023 um 11:31 schrieb Michael S.:

Ich habe mal eine Piezo-Scheibe (35mm) gemessen. Frequenzgang etwa 300..6000 Hz, wobei bei 6kHz nichts mehr zu hören ist (vielleicht -30dB). Warum also sollte man einen Hörer mit 20..20000 Hz nehmen?

Am 15.07.2023 um 13:10 schrieb Bernd Mayer:

Dann wäre es abhängig von der Kopfhörerposition. Ist es definitiv nicht.

bestimmt.

Ja.

Vcc Vcc ___ | | +---|___|-+ | | | | 5k | | | 10k| | | |\ | | |10Meg | | | \ | | +----+-|- \ | ___ | | | +---+---- in -|___|--+--------------------|+ / 15k | | | / | | | | |/ | |1Meg | |1k | | _|_ _|_

Theoretisch ja. Bei Faktor 1000 in einem Schritt muss man sich auf jeden Fall darum kümmern, dass einen jegliche Form von Eingangs-Offset nicht einholt. Machbar, aber nicht mit obiger Schaltung.

Rauschärmer als der MAX ist er auch in dem von mir untersuchten Bereich. Habs genau gehört :-)

Michael

Kann ich auch bestätigen. Wenn man die Tonspur vom Video in Audacity wirft und sich die einfache Spektraldarstellung ansieht, dann ist in dem Bereich, in dem man wohl den Rohrbruch hört, ein deutlicher Streifen um

500 oder 600Hz.

Das gilt halt für diesen Rohrbruch ;-)

Gruß, Enrik

[weitere Erkenntnisse]

Abschalten der AGC hast du aber nicht probiert?

Gruß, Enrik

Am 15.07.2023 um 14:46 schrieb Enrik Berkhan:

Nein.

Michael

Am 15.07.23 um 14:21 schrieb Michael S.:

Hallo,

im Datenblatt, Figure 3 ist ein Schaltbild für einen Vorverstärker für ein Electret-Mikrofon.

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Der hat wegen dem 1µF Kondensator für Gleichspannung (also auch für die Offsetspannung) nur einfache Verstärkung.

Was der 15 kOhm Widerstand soll, verstehe ich nicht. Der rauscht mehr als der Opamp.

Bernd Mayer

Am 15.07.23 um 15:38 schrieb Bernd Mayer:

Nachtrag:

siehe das Nomogramm hier:

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Bernd Masyer

Am 15.07.2023 um 14:21 schrieb Michael S.:

Die Verstärkung ist gut 6-fach. Der 10k ist überflüssig. Man sollte + auf Vcc/2 einstellen.

2 x 470k statt 10M,1M wären normal.

Bei Faktor 1000 anstelle von 6-fach, wie hier, sollte man einen Doppel-OPV nehmen.

Am 15.07.2023 um 15:38 schrieb Bernd Mayer:

Soll den OPV vor Spannungsspitzen aus dem Piezo schützen (vermutlich aber noch notwendig)

Möglich, aber irrelevant.

Michael

Hallo Michael,

Du schriebst am Sat, 15 Jul 2023 12:13:17 +0200:

Das dürfte auch bei beginnenden Schäden der Fall sein, wenn das Wasser aus einem noch feinen Riß "zischelnd" austritt. Da reicht die Masse einfach nicht aus, um einen Strahl zu bilden. Wahrscheinlich entsteht an der Austrittsstelle ein Wasser-Luft-Gemisch niedriger Dichte, das das Zischen produziert.

Am 15.07.2023 um 21:02 schrieb Sieghard Schicktanz:

Unser Rohrbruch verliert im Moment ca. 3l/min. Laut Definition der professionellen Lecksucher ist das sehr klein und oft gar nicht hörbar und sehr schwierig zu finden. Wir haben Glück, dass unserer so gut hörbar ist. Bei größeren Wasserversorgern fällt so ein kleiner Rohrbruch gar nicht auf und wird deshalb auch nicht gesucht. Noch kleinere Rohrbrüche würden auch wir nicht bemerken und deshalb auch nicht suchen. Deshalb ist das Geräusch dann akademisch.

Auch bei 3l/min wird der Boden um das lecke Rohr ziemlich schnell mit Wasser gesättigt sein und jegliche Luft verdrängt haben. Zumindest dann, wenn das Rohr nicht in sauberem Kies liegt. Dann ist der von Dir oben beschriebene Effekt vielleicht nur Minuten oder wenige Stunden hörbar, also irrelevant.

Michael

Am 15.07.23 um 16:26 schrieb Michael S.:

Hallo,

ja - der Schutz des Opamp vor Spannungsspitzen/Überstrom am Eingang hat sicher Vorrang.

Bei derartig hohen Verstärkungen - grösser als 60dB - ist minimales Rauschen allgemein schon wichtig.

Ich überlege, was die Zeitkonstante aus dem 15 kOhm-Widerstand zusammen mit der Eigenkapazität der Piezoscheibe bewirkt - ob das irgendwie eine Filterwirkung hat.

Aus den Datenblättern erinnere ich Werte zwischen ca. 20 nF und 40 nF für Piezoscheiben.

Bernd Mayer

Am 16.07.2023 um 10:06 schrieb Bernd Mayer:

Es gibt da keine nicht vernachlässigbare Wirkung. Relevant hohe Kapazität _nach_ dem 15k könnte eher wirken, ist jedoch nicht vorhanden.

Und wenn die sich ungebremst in die pF des OpAmp Eingang entladen...

Solche Strombegrenzungswiderstände empfehlen sich eigentlich immer als Schutz für alle hochohmigen Eingänge.

DoDi

Hallo,

ja - das stimmt.

Die internen Schutzdioden des Opamp an den Eingängen zu den Versorgungsanschlüssen erlauben nur einen Maximalstrom von 10mA.

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Die Filterwirkung der RC-Kombination (15 kOhm plus Eigenkapazität) kann sich als Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von ca 500 Hz oder gar nur 250 Hz (je nach Kapazität der Piezocheibe) auswirken.

Das verminderte Rauschen hat dann seine Ursache in der geringeren Rauschbandbreite!

Das hängt dann nicht mit der Wahl des Opamps zusammen Ebenso die verminderte Empfindlichkeit zum Signal des Lecks.

Jemand im Thread hat über eine Analyse mit Audacity herausgefunden, daß im Bereich um 6 kHz das relevante Signal ein auffälliges Maximum hat.

Bernd Mayer

Hi Michael,

Imax für die Eingänge liegt bei 10 mA. Dein Widerstand greift also bei einer Eingangsspannung von 1500 V. Bist Du sicher, dass der da noch 15 kOhm hat oder nicht schon lange durchgeschlagen hat?

Ich sehe eine Verstärkung von knapp über 6. Das sollte kein Problem für den OP sein. Bei der kleinen Verstärkung ist auch der Offset kein Thema.

Ja, man nimmt da gerne die Schaltung aus Fig. 3 im OPA365 Datenblatt. Was die immer mit ihren 49 kOhm haben, hab ich auch nie verstanden.

Da lassen sich eben die abgelesenen Rauschspannungen besser verkaufen ;-)

Einen Kopfhörertreiber einzusetzen, ist ja auch keine Raketentechnik mehr. Hier würden zwei Transistoren mit TUP und TUN (mit einem kleinen Widerstand zwischen BE) als komplementäre Endstufe innerhalb der Rückkopplung ohne viel Umstand wahrscheinlich gut reichen. Es geht hier ja nicht um Hifi. Ich würde wohl ohnehin ein kleines BT-Sendemodul ankoppeln und BT-Ohrhörer einsetzen. Das nimmt viel Kabelstress weg.

Marte, dessen VV wohl in etwa so ausgesehen hätte:

Hochohmiger Spannungsteiler zur Vorspannungsgenerierung, mit sattem Elko zur Rausch- & Brummeliminierung. Kleiner Vorwiderstand zur Aufsetzstromreduzierung (müsste man mal am lebenden objekt austesten, wie groß hier gut ist. Ich rechne nicht mit viel, höchstens 1k. Wenn man wirklich Angst um den OP hat, macht man noch zwei Ableitdioden in Sperrichtung zur VCC und GND. Ich würde es ohne versuchen. Die Energie des Aufsetzimpulses dürfte so klein sein, dass die Eingangsschutzdioden im OP sie auch so abkönnen. Die Verstärkung des OPA365 sollte 60 dB hergeben, auch hier ist es ja kein Hifi.

_ ___ .-----/ \ | .-|___|-----------------. | (Mic)| | | | .-\_/ | | VCC | | | | + | VCC | | | | | | | | | | | .-. .-. | | |/ | | | | | | | .-----| | | | | | | | | |> | '-' '-' | | |\ | | | | | | .------o-|-\ | ___ | | | | | | | >---o-|___|-o------o o----o '---)--------|+/ | | | | | | |/ | | | __ /| .-. | + .-. | |< '---| | | | | ### | | '-----| .---|__| | | | --- | | |\ | \| '-' | '-' | | + | | | | ### | | | | --- === === --- | | GND GND --- === === | GND GND | | === GND (created by AACircuit v1.28.7 beta 10/23/16

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Hi Hans-Peter,

Zum Glück sind in den Eingängen zum ESD-Schutz meist Schutzdioden verbaut. Beim OPV365 sind die 10 mA-fest. Sooo schnell gehen die nicht kaputt. Die Piezos sind auch keine niederohmigen Spannungsquellen sondern verschieben ein bisschen Ladung, sooo viel kommt da nicht.

Solange sich nicht zu hochohmig sind, ist das kein Fehler. Man sollte dabei eben deren Spannungsfestigkeit im Hinterkopf haben. Und ja, die Eingangskapazität kann man hier als begrenzende Komponente der Eingangsimpedanz auslegen, wenn man denn schön hochohmig abgreifen mag.

Marte

Hi Helmut,

Nicht wirklich, wenngleich nicht schlau.

Wieso? Die Eingänge unnötig niederohmig machen.

Wozu? Wenns Hifi werden soll, ja, aber hier?

Marte

Hi Helmut,

Weil man den Piezo in Luft koppelnd nicht mit dem Piezo im Körperschall vergleichen kann. Ganz andere Ankopplung, ganz andere Impedanzen, ganz andere Verhältnisse -> ganz andere Baustelle.

Marte

Marte Schwarz schrieb:

Bei diesen Kapazitäten muss die Frequenz nicht allzu hoch sein, damit sie niederohmig wirken. Und angesichts piezoelektrischer Gasanzünder...

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