Gegeben ist folgende Schaltung eines Vorverstärkers für eine Elektretkapsel:
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Problem: Kleine Änderungen der Betriebsspannung (einige mV) koppeln über R9 in den Signalpfad ein und werden dann mitverstärkt. Abblockkondensatoren an der Spannungsversorgung (Elko) und verteilt auf dem Board (100 nF Kerkos) sind vorhanden.
Man könnte R9 zweiteilen in einen 1k8 und einen 470er Widerstand. Den 470er am Plus-Pol, und zwischen 470 und 1k8 einen Elko gegen Masse. Die Masse zu diesem Elko möglichst nahe beim +-Eingang des OP-Amps verbinden.
Normalerweise: Widerstand, Z-Diode, Abblockkondensator, Widerstand (R9) Aber bei 3,3V Versorgung fällt das faktisch flach.
Btw: Wieviel braucht denn das Elektret? Also ca. 1,5-2V ist schon am unteren Ende. Da werden die Biester auch schnell mal nichtlinear.
Plan B: Widerstand, dicker Abblockkondensator, Widerstand R9 Nachteil: man muss den ersten Widerstand ziemlich klein wählen, damit man nicht zu viel Spannung verliert und daher muss der Kondensator natürlich entsprechend dick ausfallen, damit die Zeitkonstante größer ist, als die von C23/C24 - sonst funktioniert es nicht.
Plan C: Größerer Widerstand, Kondensator und Germaniumtransistor als Emitterfolger. Braucht aber NPN - blöd.
Die nichtinvertierende Schaltung kann man hochohmiger ( R3 ) machen. C3 wird nötig damit man den Offset nicht mitverstärkt. Man sollte prüfen ob die Verstärkung des OPs ausreicht um bei maximaler Frequenz von mV auf V zu verstärken. Sonst mit 2 OPs bauen.
Den Hinweisen, die Versorgung des Mikros über einen zusätzlichen RC zu filtern, kann ich nur zustimmen.
Hat nix mit den Einstreuungen zu tun: Schmeiss C24 raus. Verpolung bis
10% der Nennspannung macht den Kleinsignal-Elkos üblicherweise nix aus, und Du hast da höchstens 1,65V.
Wo hast Du überhaupt diese seltsame Schaltung her? Ist Dir klar, daß Du mit der OP-Beschaltung einen Transimpedanzverstärker baust, der Dir den _Strom_ aus dem Elektret in eine Spannung wandelt und das Mikro dabei mit einem virtuellen Kurzschluss abschließt?
Wobei der LMC6484 am Ausgang bis 600mV runterkommt. Vielleicht kann man Vref niedriger setzen, sodass der Elko nie negative Spannungen sieht. Oder R9 so, dass das Mike drueber bleibt. Ein kleiner Folienkondensator sollte auch noch ueber C23.
In der Elektret-Kapsel steckt ein FET, der im Prinzip eine spannungsgesteuerte Stromquelle (in diesem Fall eher eine Senke) ist. Von dem her ist daran nichts auszusetzen, auch wenn die Schaltung ungewöhnlich ist. Normalerweise würde der Strom aus dem FET einfach über den Widerstand gegen + in eine Spannung umgewandelt.
Dann machen wir doch das teil zur Methode: Man entferne R9, C23 und C4. Wozu sollten die denn gut sein? Wenn die Gegenkopplung mit R10 und R11 niederohmig genug ist, dann wird sich am invertierenden Eingang und damit an der Elektretkapsel eine sauber stabilisierte Spannung von 1,65 V (Voffset, die man zur Not auch aktiv stabisisieren könnte) einstellen. Am Ausgang liegt dann eine Wechselspannung um Voffset. Die jetzt ggfs. kleinere Amplitude lässt sich in einer zweiten Stufe auf die erforderliche Amplitude bringen. Die wegrationalisierten Bauteile geben Platz und Etat dafür lustig her.
Marte
P.S. Es mag jetzt wieder findige Wissenschaftler geben, die daraus schon wieder eine IEEE-Veröffentlichung schaffen könnten ;-)
Ob C23 oder C24 rausgeworfen und ueberbrueckt werden muss, zeigt sich schlichtweg daran, ob die Ruhe-DC-Spannung aus dem MIC1-Electret groesser oder kleiner ist als die die halbe Betriebsspannung. Die naemlich liegt als virtuelle Spannung an Pin 9 von IC:U8.
Oder anders gesagt, wegen der bestimmt viel zu hohen Verstaerkung, arbeitet die Schaltung nicht richtig. Am Eingang Pin 9 in Richtung C24 muesste ein Widerstand hin. Dieser darf nur so niedrig sein, dass MIC1 nicht ueberlastet wird. An die Adresse des Initial-Posters: Datenblatt des Micro studieren.
Aber noch etwas ganz anderes. Ein Opamp fuer einen Micro-Verstaerker der eine aequivalente Rauschdichtespannung von ganzen 37 nV/Hz^-2 hat, ist eigentlich viel zu hoch, ausser man braucht das Micro zum Hineinbruellen, dann koennte der Signal/Rausch-Abstand hoch genug sein. :-)))
Gruss Thomas
--
ELKO-Buecher ueber Opamp, Instrumentation-Amplifier und Timer-555:
ich kenne es auch so, aber die Argumentation mit dem FET als Stromquelle ist so verkehrt nicht. Letztlich wird die Impedanz am Mikro die Verstärkung begrenzen. Ich muss es bei Gelegenheit mal ausprobieren, wie sich das auf Frequenzgang, Linearität und SNR auswirkt.
Das ist freilich kein Fehler. Aber wenn nichts über diese Betriebsart drin steht, heißt da eigentlich auch nur, dass es nicht garantiert ist. Nicht mehr und nicht weniger.
nV/Hz^-2 war sicher nicht gemeint :-)
Ja, der Bursche ist nicht so der Brüller. Ich habe ehrlich gesagt auch noch selten 4 brauchbare OPs in einem Gehäuse gesehen.
Naja, für Audio ist der nur eingeschränkt brauchbar. Vor dem Laustärkeregler mit Linepegel ist das OK, aber für eine Weiche in einer Aktivbox ist er schon nix mehr, wenn ein Hochtöner im Spiel ist. Das rauscht dann schon hörbar. Ehrlich gesagt würde ich sagen er rauscht genauso, wie TL084. (Wahrscheinlich sind dieselben Dies drin.)
Das Ergebnis ist nur ein paar dB lauter, als mit Vorwiderstand, das war's. Und es ist gefühlt identisch mit dem asymptotischen Grenzwert für einen sehr großen Widerstand Richtung Versorgungsspannung. Den kann man natürlich nicht nehmen, weil sonst die Spannung am FET zu klein wird.
Also ehrlich gesagt, finde ich die Lösung charmant. Im Besonderen ist das Ausgangssignal invariant vom Widerstand Richtung Versorgung. Lediglich ein Pärchen 1N4148 würde ich mir gönnen, wenn der Mikroeingang direkt an den OP geht, damit der beim Stecken nicht jeden Huster abbekommt.
Für Audio-Zwecke ist dies ein Rauschgenerator. Während die TL07x als rauscharm im Vergleich zu den TL08x benannt werden, trifft dies für die TL074 bei vielen Herstellern nicht zu: Der Unter- schied zum TL084 ist nicht vorhanden. Auch der TL072 ist nicht mehr State-of-the-Art, sondern nur preisgünstig. Besser sind da:
Newsgroups: rec.audio.tech Subject: Re: A good audio quad op: BB OPA4132 ? From: snipped-for-privacy@hit.fzk.de (Axel Ridtahler HIT) Date: 17 Jun 1996 09:12:37 GMT
Hallo, here is a brandnew FET-Input - OP from Burr - Brown: The OPA 132 (monolytic) OPA2132 (dual) * OPA4132 (Quad) *
Nichtsdestotrotz ist der TL071 und TL072 in vielen Geräten der Studioelektronik kiloweise verbaut und, wenn an den richtigen Stellen eingesetzt, garnicht mal so schlecht. Rauschen spielt bei Line-Pegeln keine Rolle, lediglich die Stromlieferfähig- keit ist etwas schwach. Mitten im Gerät ist das akzeptabel.
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