Rauscharmer Mikrofonverstärker

Hallo NG,

im Rahmen meiner Bachelorarbeit soll ich einen Mikrofonverst=C3=A4rker =C3=BCberarbeiten. Grundlage daf=C3=BCr ist folgende Schaltung:

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Laut Firma sollen folgende Kriterien erf=C3=BCllt werden:

- konstante Gruppenlaufzeit von 100 bis 20kHz (->Besselfilter 4. Ordng)

- Rauschspannung < 10=C2=B5V

- max. 10=E2=82=AC pro Kanal

- unipolare Versorgungsspannung 12V (bspw. Autobatterie, im weitesten Sinne)

Dass der Einsatz des TL064 "suboptimal" ist, steht au=C3=9Fer Frage. Ich hoffe an dieser Stelle Ideen, Anregungen etc. zu erhalten, die besonders auf die Rauschreduzierung abzielen. Mein Problem ist, dass es in 5 Semestern keine ordenltiche Vorlesung "Analogtechnik" o.=C3=A4. gab ... ich bin also f=C3=BCr jeden Vorschlag offen :)

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Michael Franke
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PS: Die in der Abbildung dargestellten Widerst=E4nde der Filterstufe stimmen nicht bzw. realisieren kein Besselfilter 4.Ordnung. Die korrekten Werte sind 6,2k/50,2k/9,4K/26,1k.

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Michael Franke

Am 4/20/2007 6:29 PM schrieb Michael Franke:

[rauscharmer Mikrofonvorverstaerker]

Hallo Michael, schau' Dich dort um:

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Douglas Self hat einige IMO sehr gute Buecher zum Thema Audiotechnik verfasst. Mein Favorit derzeit ist "Self on Audio", ISBN 0-7506-4765-5 Erhaeltlich per Amazon (lange Wartezeit!)

hope that helps

--
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 schoerghuber     | (Kazimierz Bartoszewicz)
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Fritz Schoerghuber

Generell ist LTSpice ( kostenlos, leicht erlernbar ) für sowas nützlich. Bücher über OP-Schaltungstechnik wohl auch nicht vorhanden ? Recht nett:

  • Harms "Linearverstärker" Vogel 1978, 1980
  • Seifart "Analoge Schaltungen" 1988

Der TL064 ist sicher etwas obsolet, aber solange man nicht extrem verstärkt ist Rauschen selten ein überwältigendes Problem. Ich sehe hier nur G=6,2 und G=10.

Wenn man sich reinsteigern will: als Literatur gibts seit

1973 das Standardwerk Motchenbacher, Fitchen "Low-Noise Electronic Design" Die neuen Ausgaben sind nicht besser als die alte.

Soll die Schaltung mit den Z-Dioden einen A/D-Wandler 0...5V schützen ? 2 Schottkydioden wären üblicher.

Soll das ein Tiefpaßfilter gegen Aliasing werden ?

Sollte Uni-Bibliothek passende Bücher nicht haben, kann ich gegebenenfalls welche leihen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hallo Michael,

Nachdem ich beim gerade in Arbeit befindlichen Laser-Regler aufgrund von Lieferschwierigkeiten kalte Fuesse bei den rauscharmen OPA Versionen bekommen hatte, habe ich nach rauscharmen Alternativen in s.e.d. gefragt. Dort wurde mir u.a. der LM833 empfohlen, den ich nun einsetze.

Bei Transistoren nehme ich den BCX70K, auch schoen "leise". Es kommt immer auf ein moeglichst niedriges 1/f Knie an und da macht er sich ganz gut.

Ansonsten: Darauf achten, dass man nicht mit grossen Widerstaenden etwas kaputt macht. Und immer schoen hoch aussteuern, das gibt Dynamikbereich. Die Versorgung sollte natuerlich auch sauberst poliert sein.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

"Michael Franke" schrieb

- Für welchen Anwendungsbereich ist er konzipiert

- Welche Art von Mikrofon soll angeschlossen werden?

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Armin Wolf

"Michael Franke"

Für gute und einfache Rauschunterdrückung gibt es einen einfachen Trick. Einfach drei parallele Verstärker an das Mikrofon hängen und am Ausgang die Differenzen rausfiltern oder Glattbügeln. Die drei Stück sind deshalb notwenig um die Differenzen zuordnen zu können ob es dem Rauschen zugehörige Differenzen sind oder andere Differenzen z.B. Netzbrumm sind; sprich bei 3 Wegen sind zwei Differenzen gleich bzw ähnlich muss die Differenz nicht subtrahiert werden. Sind die Differenzen unterschiedlich, so handelt es sich um rauschen und die Differenz muss entfernt werden.

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maqqusz

"Bernd Stolle"

in dB kann ich dir das nicht sagen. Ich habe mir ein Exemplar mit zwei (Stereo) At Mega8 gebaut, der die vergangenen Differenzen mitberücksichtigt. Das Ganze ist ein Piezo der an einen alten Glasspiegel geklebt ist. Klebt man den Spiegel mit Wasser an eine Fensterscheibe, ... das führe ich jetzt nicht weiter aus weil das eig illegal ist. Es war nur ein Experiment. ;)

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maqqusz

deshalb

Hast Du Dir mal ?berlegt was Rauschen ist, woher es entsteht und wie die einzelnen Quellen u.U. korreliert sind? Wie willst Du das Rauschen welches im Mikrophon z.B. durch die thermische Bewegung der Atome/Elektronen entstanden ist herausrechnen? Wie willst Du es von dem Signal unterscheiden. Das Rauschen welches im Verst?rker entsteht kommt hinzu. Nun ist die Idee mehrere Verst?rker paralell zu schalten nicht neu. Nur Deine Er- kl?rung daf?r mag ich nicht so ganz nachvollziehen. Man braucht auch nicht zwingend drei Verst?rker sondern kann das Prinzip mit beliebig vielen, auch zwei anwenden. Die Idee dahinter ist, dass das Rauschen welches *durch die Verst?rker dem Signal zugef?gt wird* bei verschiedenen Verst?rkern statistisch unabh?ngigen Prozessen zugrunde liegt und damit unkorreliert ist. Da das Nutzsignal (d.h. hier Eingangssignal *und* Rauschen des Mikrophon) aber bei allen gleich war ist es miteinander korreliert und damit addiert sich die Leistung dessen wo hingegen die Leistung das Rauschen, da eben unkorrliert, nur mit einem Faktor

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Martin Laabs

nd deshalb

?rige

Der Faktor ist Wurzel aus Anzahl der parallelen Verst=E4rker. Es gab da schon vor Jahrzehnten Schaltungen z.B. von Elektor f=FCr sog Moving Coil Tonabnehmer. Gruss Harald

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Harald Wilhelms

"Harald Wilhelms"

Das gilt aber immer nur für zeitlich aktuelle Differenzen. Mit einem Mikrocontroller dazwischen hat man zusätzlich Zugriff auf die Vergangenheit und kann das Rauschen so deutlich besser entfernen.

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maqqusz

Schöner formuliert: "1/", Rauschen soll ja nicht mehr werden.

Noch unfertig:

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MfG JRD

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Rafael Deliano

Harald Wilhelms schrieb:

Doch nicht bei Schwurbelrauschen.

CNR, Dieter

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Dieter Wiedmann

Sag mal, warum stellst Du immer solche Behauptungen auf die offensichlich nur Vermutungen Deinerseits sind? Kannst Du dann nicht wenigstens schreiben "Ich denke, dass ..."? Das w?rde einerseits ehrlicher sein und andererseits w?rdest Du damit die anderen Leser nicht n?tigen immer auf Dein Geschwurbel zu antworten um andere Menschen die es nicht so genau wissen davor zu bewahren das zu glauben was Du hier *als Fakt darstellst obwohl es oft haneb?chener Unsinn* ist.

Rauschen, jedenfalls das was man in der Elektronik darunter versteht ist eben *kein* Markov-Prozess und damit von der Vergangenheit unabh?ngig. Schau Dir doch bitte mal die Auto- korrelationsfunktion von gau?schem wei?en Rauschen an. In der Theorie (!) ist das ein Diracimpuls. Das das in der Praxis nicht ganz hinkommt ist auf die begrenzte Bandbreite zur?ck- zuf?hren aber die AKF ist immer noch etwas sehr schmales und spitzes bei tau=0. Und bevor Du auf die Idee kommst man k?nnte da ja vielleicht doch noch etwas rumrechnen um das SNR wenigstens ein bisschen aufzubessern: Vergiss es. Dein Signal ist ebenso bandbreitenbegrenzt wie das Rauschen und hat auch keinen Dirac als AKF.

Viele Gr??e, Martin L.

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Martin Laabs

Naja, was er beschreibt ist wohl sein digital gebauter Tiefpass, hätte man natürlich auch analog filtern können.

Ansonsten kann man anstelle von parallelen Verstärkern/Transistoren auch einfach den Ruhestrom erhöhen und so den Eingangswiderstand niedriger machen -> Richtung Leistungsanpassung. Ich habe afair auch mal zwei BD... (Treiber/Endstufe) als Eingangs- transitoren für MC Vorverstärker gesehen. Parallele Transistoren machen imho nur bei nichtgaußförmigem Rauschen Sinn, shot-noise oder so.

Jens

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Jens Dierks

"Martin Laabs"

Ich habe keine Ahnung was das nun ist.

Ja das Rauschen. Aber du hast Rauschen _und ein Signal_. In meinem Fall sind es drei Identische plus unterschiedlichem Rauschen und das Rauschen verhält sich zeitlich nunmal anders als ein niederfrequentes Audiosignal und kann durch diese Eigenschaft identifiziert werden. BTW: Der Algorithmus identifiziert ja auch keine breiten Spektren sondern Sprache also sind im Signal maximal 5 Frequenzspitzen interessant. PS: Wenn du den Schaltplan und den Quellcode zu meinem Prototypen haben möchtest: Ab 50000 Euro ist er ohne Exklusivrechte zu haben. Und es interessiert mich ehrlich gesagt einen Dreck, _warum_ er funktioniert.

Es scheint in der deutschen Wissenschaft heutzutage wohl in Mode gekommen zu sein dass man lieber Probleme bis zum Erbrechen herausarbeitet statt sie zu lösen.

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hxh4q

hxh4q schrieb:

Lk 23,34.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Martin Laabs schrieb:

Mir scheint, als hätte Makus mal was über lineare Prädiktion gelesen und es zu einem Viertel verstanden.

Bei uns in den Prüfungen in digitaler Signalverarbeitung wissen manche Prüflinge auf die Frage, was denn aus dem Prädiktionsfehlerfilter herauskommt, wenn man weißes Rauschen reinsteckt, auch keine Antwort.

Gruß Henning

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Henning Paul

hxh4q schrieb:

Na das wundert mich kaum.

Ja, durch die Ermittlung der Autokorrelation z.B.

LOL. Was glaubst Du, wie GSM-Sprachkompression funktioniert? Implementierung gibts z.B. hier

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nur an die Patente denken...

Yule-Walker-Gleichung? Parametrische Spektralschätzung? Kammeyer/Kroschel, "Digitale Signalverarbeitung", Teubner Verlag, Kapitel 9.

Glückwunsch, Du hast 20 Jahre alte Technik neu erfunden. :-)

Gruß Henning

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Henning Paul

"Dieter Wiedmann"

"Jesus aber betete: Vater, vergib ihnen, denn sie wissen nicht was sie tun. Dann warfen sie das Los und verteilten seine Kleider unter sich."

soso...

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maqqusz

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