Bodenmikrofon bauen

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

Hi Michael,

Die Impedanz einer Piezoscheibe ist nicht unwesentlich von ihrer akustischen Umgebung abhängig. Wenn Du den Rand fixierst oder meinetwegen auch die Mitte, dann wirst Du völlig andere Resonanzfrequenzen erhalten. Insofern ist eine Angabe zu irgendeiner Resonanz ohne Referenz so sinnvoll, wie "nachts ist es kälter als draußen"

Die Einkopplung von Körperschall anstelle von Luftschall allein ändert die Verhältnisse noch viel mehr. Da ist die Resonanz der Lufteinkopplung mit deren Resonanzgeschehen noch schlimmer, weil ein Störeffekt. Deswegen hätte ich diesen Einkopplungspfad mechanisch begrenzt, statt befördert, wie es bei Deiner Anordnung passiert.

Da sind wir uns sehr einig.

Klar. Das hast Du regelrecht provoziert ;-)

Marte

Enrik Berkhan schrieb:

Oder es ist halt ein Resonanzgebiet des Sensors/µkrofons.

Am 19.07.2023 um 08:59 schrieb Marte Schwarz:

Der Widerspruch ist für mich, dass Köperschall jenseits der Schallgeschwindigkeit zumindest mit meinem Wissen, nicht vereinbar ist. Genauso wie Licht jenseits der Lichtgeschwindigkeit keinen Sinn macht.

Aber was hat das mit Körperschall jenseits der Schallgeschwindigkeit = Überschallgschwindigkeit zu tun.

Oder wars nur unglücklich formuliert und ich verstehe gerade was ganz falsch?

Am 18.07.2023 um 07:55 schrieb Marte Schwarz:

[...]

Gibst Du hier ein gute Note für eine falsche Aussage? (Helmut -> Resonanzfrequenz)

Am 19.07.2023 um 08:31 schrieb Marte Schwarz:

Es ist ein ganz schwaches Argument, mit einem OPV für +-15V mit Single 5V aufzutreten. Das ist ein sehr alter OPV, der nicht Rail-to-Rail Input und Output hat. Bei 5V einzeln wird es halt unsymmetrisch.

Geschätzt >99% aller Doppelspannungs-Transformatoren haben 2 gleiche Ausgangs-Spannungen. Ob es nun Block, Sedlbauer, ... ist - 100% gleiche Doppelspannungen.

"Sedlbauer 825053 Ringkerntransformator 2 x 115V 2 x 30 V/AC 300 VA 5A" Etwa 200 verschiedene Trafos - zu 100% gleiche Doppelspannungen. Ich weiß echt nicht, wovon Du träumst.

Hunderte Schaltungsbeispiele habe ich in OPV-Datenblättern gesehen. Wenn es kein ausdrücklicher Einzelspannungs-OPV war: zu 100% gleiche Doppelspannungen.

Hi Michael,

Dann trennt uns der Gebrauch des Begriffs "jenseits" ;-) Ich bin ganz bei Dir, was die Ausbreitungsgeschwindigkeit betrifft, das wäre ja in der Tat komisch. Ich hatte das "jenseits" im Sinne von "darüber hinaus" thematisch gemeint, wie meine jüngeren Kommentare zeigen.

Sonst hätte ich es ja nicht erklären müssen ;-)

Marte

Am 19.07.2023 um 09:07 schrieb Marte Schwarz:

Stimmt. Allerdings scheint das in den Datenblättern Usus zu sein:

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Im Beispiel steht nichtmal drin, dass das die Resonanzfrequenz ist.

nicht viel besser:

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Aber hier ist das Messverfahren beschrieben:
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Wie hättest Du das gemacht (Einkopplung von Luftschall begrenzt)?

Ist halt kein gedämpftes System. Ich könnte jetzt natürlich von oben Schaumstoff oder so auflegen/draufdrücken.

Aber letztlich will ich damit Rohrbrüche hören und offensichtlich muss man sich dafür nicht viel Mühe im mechanischen Aufbau geben.

Am 18.07.2023 um 20:47 schrieb Helmut Schellong:

[...]

Vorstehend ist nach Ankündigung vor Tagen nun das Resultat vorhanden.

Wichtigste Aussagen: Die Schraube ist fest verlötet, obwohl dies wegen der besonderen Lötmethode nicht danach aussehen mag. Der Piezo hat keinen Schaden genommen, auch nicht ein wenig.

Am 19.07.2023 um 08:37 schrieb Marte Schwarz:

Im Grenzbereich braucht man vielleicht auch beides

Spielt bei meiner Dimensionierung und Anwendung keine Rolle.

Das war mit klar und hatte ich im Blick.

Die von mir umgesetzte Schaltung war ein Versuch, auf der vorhandenen kleinen Lochraster-Leiterplatte mit möglichst wenigen Bauteilen nochmal was rauszuholen. Damit bin ich an Grenzen gestoßen. Beliebig oft umlöten geht auch nicht und deshalb habe ich das dann auch abgebrochen.

Will man es richtig machen, würde ich auch ganz anders ansetzen, z.B. mit:

- stabilisierter Vcc/2 als Referenz für den kompletten Audio-Pfad

- Abblocken von Vcc und Vss jeweils gegen Vcc/2

- Niederimpedante Erzeugung von Vcc und Vss mit ordentlich Kapazität dran

- Jegliche Arbeitspunkteinstellung nicht mit Widerständen direkt gegen Vcc/Vss sondern mit T-Filter oder Ähnlichem.

- Den Verstärkerstufen einen sinnvollen Frequenzgang spendieren und DC-Verstärkung auf 1 oder kleiner setzen.

- Der MAX würde rausfliegen

- Ein Kopfhörertreiber mit entkoppelter Versorgung würde reinkommen

- Ich müsste die ganzen Rauschthemen aus dem Studium mal wieder aufwärmen. Habe ich in den 20 Jahren danach nie wirklich gebraucht.

- ...

Am 19.07.2023 um 08:31 schrieb Marte Schwarz:

Bei R2R-OPVs sollte man auch den Crossover-Bereich meiden. In dem Bereich sind die meist deutlich schlechter und vor allem auch schlecht spezifiziert.

Am 19.07.2023 um 10:08 schrieb Helmut Schellong:

Nur dass der professionelle Entwickler es heute aus Kostengründen meist vermeidet, symmetrische Versorgung einzusetzen. Das geht mit modernen OPVs und cleverer Schaltungstechnik meist problemlos ohne.

Vermutlich gibt es nur noch sehr wenige Anwendungen, in denen man um die symmetrische Versorgung nicht drumrumkommt.

Da hast du natürlich vollkommen Recht: es gilt für dieses Experiment "mit allem und scharf".

Gruß, Enrik

Am 19.07.2023 um 10:44 schrieb Michael S.:

[...]

Das sind doch Maximum Ratings, im Bereich der Clamping-Dioden. Wegen Ripple sollte da noch ein Sicherheitsabstand gehalten werden.

Am 19.07.2023 um 10:47 schrieb Michael S.:

Ja - bei professionellen Anwendungen kommt man nicht drumrum. Was Du in Deinem Posting von 10:42 skizzierst, ist aufwendiger als eine symmetrische Doppelspannung. Auch bei 2 x (n Batterien), beispielsweise 2 x 3 Batterien, 2 x 1 Knopfzelle 3V.

Das Thema lautet 'Vcc/2'. Das ist doch analog zu 2 gleichen Versorgungsspannungen. Die 200 Trafos oben sind doch nur ein Beispiel für _ausnahmlos_ 2 gleiche Spannungen.

Am 19.07.2023 um 10:42 schrieb Michael S.:

[...]

Dir fehlt noch der richtige Blick auf Vcc/2 als virtuelle Masse. Die virtuelle Masse ist der (neue) Bezugspunkt für _alle_ Betrachtungen! Es ist egal, welcher Ripple da drauf ist! (Von welchem Bezugspunkt aus denn auch?) Der OPV (OPA365) selbst unterdrückt die Wirkung von Ripple um 100 dB! Das ist 100000.

Am 19.07.2023 um 15:17 schrieb Helmut Schellong:

Mach Dich mal schlau, was mit Crossover gemeint ist. Hat mit Clamping-Dioden nämlich absolut gar nichts gemein. Suchbegriffe z.B.: operational amplifier zero crossover

Am 19.07.2023 um 15:19 schrieb Helmut Schellong:

Ich entwickle seit 20 Jahren Automobilelektronik* und kann mich nicht erinnern, dort jemals eine symmetrische Versorgung gebraucht zu haben. OPVs habe ich aber massig verwendet.

Bei Audio oder Messtechnik im µV oder mV-Bereich mag es Anwendungen geben, wo eine symmetrische Versorgung am Ende günstiger und besser ist. In den meisten Fällen abseits dieser Anwendungen ist sie das aber nicht.

*Im beruflichen Umfeld gehe ich übrigens nicht so offensichtlich dilletantisch an ein Projekt ran wie hier. Hier stand die schnelle Umsetzung am Feierabend/Wochenende mit minimalem Zeitaufwand und schnellem Erfolg im Vordergrund und nicht ein ausgeklügeltes serienreifes Bodenmikrofon.

Es hat schon seinen Grund, warum professionelles Equipment so teuer ist.

Am 19.07.23 um 15:56 schrieb Michael S.:

"dilettantisch"im Sinne von "nicht fachmännisch" sicherlich, aber wer ist schon Fachmann für Bodenmikrofone? :) Der Erfolg zeigt, daß der Aufwand angemessen war - auf mehr kommt es nicht an, solange man kein Geld damit verdienen möchte.

Ich hab auch schon mal einen Leitungssucher mit einem 5fach Darlington + LED auf Lochraster improvisiert, tat auch...

Viel wichtiger, als das Projekt irgendwie fachmännischer zu machen, finde ich die Dokumentation in Form des Videos. Die Anzahl der Leute, die das interessiert, wird vermutlich überschaubar bleiben, aber gerade darum wird es für diejenigen, die sich mit einem verwandten Problem konfrontiert sehen, eine enorm wertvolle Ressource sein.

Hanno

Am 19.07.2023 um 15:40 schrieb Helmut Schellong:

Nein

Ja Wenn Du die virtuelle Masse aber mit Spannungsteilern erzeugst ist es eine maximal schlechte Masse. Genau deshalb habe ich es so nicht gemacht. Und eine echte symmetrische Versorgung wollte ich auch nicht machen, weil der der MAX hinter dem OPA365 damit nichts anfangen kann.

Jeder Widerstand von Vcc oder Vss an einen OPV-Eingang überträgt jegliche Spannungsschwankungen von Vcc oder Vss direkt in das Signal.

Da ist es egal, ob man Vcc/2 oder Vcc/10 nimmt. Das passiert einfach. Da mein Bezugspunkt aber Vss und nicht Vcc/2 ist, wird durch den Spannungsteiler 1:10 (1k:10k, bzw. 1Meg:10Meg) jegliche Spannungsschwankung auf Vcc auf 1/10 runtergeteilt.

Bei Vcc/2 funktioniert das zumindest in meiner Einfachstschaltung erstmal nicht. In meiner Einfachstschaltung mit Gain 6 hat Vcc/2 gegenüber Vcc/10 als Referenz keinerlei Vorteil, außer dass Vcc/2 im Lehrbuch steht.

Der OPV kann das, Deine externe Beschaltung kann das aber nicht.

Michael

Am 11.07.2023 um 17:02 schrieb Michael S.:

Kommender Dienstag ist angesetzt, sofern bis dahin alle Genehmigungen da sind (ist ne öffentliche Straße)

Michael

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