Als bisherig haupts=E4chlich digital-angehauchter Bastler tue ich mich etwas schwer mit der analogen Elektronik. Ich m=F6chte mir einen Mikrofonverst=E4rker f=FCr ein elektronisches Stetoskop bauen. Da wird das Rauschen schnell zum Problem. Deshalb frage ich mich, welche Bauteile denn nun besser sind. Operationsverst=E4rker oder Transistoren ? Bei beiden Typen f=E4llt es mir auch schwer anhand des Datenblattes zu entscheiden was denn nun rauscharm ist und was nicht. Kann mir jemand konkrete rauscharme (und bezahlbare) Bauteile nennen, die ich f=FCr einen Mikrofonverst=E4rker (V ca. 500) verwenden kann ? Bisher habe ich schon verschiedene Ans=E4tze betrachtet, jedoch n=FCtzt mir z.B. eine Schaltung mit Transistorstufe nichts wenn daf=FCr einfache Standardtransistoren wie BC547 verwendet werden.
danke f=FCr die Antwort. Ich verwende ein K=F6rperschall-Mikrofon welches eine Spule in einem Magnetfeld bewegt. Impedanz um die 600 Ohm. In der Anwendung sind niedrige Frequenzen von Interesse (Herzt=F6ne). Ist die Basis-Schaltung daf=FCr brauchbar ? Die Verwendung der LED ist mir nicht ganz klar. WIrd da nicht unn=F6tig Strom verbraucht ?
Die LED sorgt für eine konstante Basisspannung und somit auch für einen genau definierten Arbeitspunkt des Transistors. Störungen und Schwankungen der Versorgungsspannung werden nicht über die Basis eingekoppelt.
Generell nicht, speziell schon, weil man sich beim OP Schaltungstechniken gönnen kann, die mit Einzelbauteilen entweder zu einem Bauteilgrab führen würden oder z.B. im Falle von Matched Pairs garnicht möglich sind.
Die modernen OpAmps kommen dem Stück Draht mit Verstärkung schon sehr nahe ...
Das Geräusch das da rauskommt wird wahrscheinlich den Beitrag jedes mittelprächtigen OP übertreffen.
Wenn das Mikrofon an Kabel hängt könnte es sinnvoll sein am Mikrofon einen Transistor als Vorverstärker anzubringen um gegen eingestreuten Netzbrumm anzukommen. Da hätte man dann Grund für Anwendung von Transistor gefunden.
Im simpelsten Fall schlachted man ein Electret-Mic und nimmt dessen selbstleitenden Fet. Wenn das Mikrofon allerdings starkes Signal gibt, ist der nichtlinear. Wenn am Aufnehmer viel Platz ist, kann man natürlich solche Schaltung mit OP und etwas Kleinkram machen, wird dann qualitativ besser.
Nimm statt dessen den BC550 (komplementär BC560), das sind rauscharme Transistoren für Eingangsstufen, die sonst dem BC547 weitgehend entsprechen (allerdings geringere Maximalspannung, IIRC). Du kannst ein halbes Dutzend davon parallel schalten um das Rauschen weiter zu senken, Elektor hatte da zB mal vor ein paar Jahren ein Schaltbeispiel (MD-Vorverstarker).
Allerdings hätte so ein Projekt hauptsächlich bildungsmäßig Wert, einfacher ist die Verwendung von rauscharmen OPs. Davon gibt es je nach Geldbeutel zahlreiche Typen, vom relativ einfachen TL070 (auch als Dual und Quad-OP TL072 oder TL074) angefangen. Den würde ich versuchen, falls es Rauschprobleme gibt kannst Du ja immer noch auf was besseres wechseln. Mit IC-Fassung gar kein Problem, die meisten Op-Amps haben die gleiche Pin-Belegung. Denke auch an die übrigen Komponenten: Metallfilm-Wiederstände, Folien-Kondensatoren und eine stabile, gut entkoppelte Betriebsspannung. Dazu kurze, abgeschirmte Leitungen zwischen Mic und Eingang und ein geschirmtes Gehäuse. Nach meiner Erfahrung sind Probleme mit Brummeinstreuung oft größer als die mit Rauschen.
Linear Technology ist sicher eine gute Wahl, für Mikrofone je nach Impedanz bei niedriger ebensolcher z.B. der hier: "The LT1028/LT1128?s voltage noise is less than the noise of a 50(Ohm) resistor. Therefore, even in very low source impedance transducer or audio amplifier applications, the LT1028/LT1128?s contribution to total system noise will be negligible." Bei 1MHz immer noch 20dB Gain, CMRR typ. 126dB usw.
Das kann man ohne massive Kühlung kaum mehr besser machen, es grüßen die Grenzen der Physik.
Für ganz niedrige Eingangsimpedanzen und ganz fetten Geldbeutel ist im Datenblatt eine Schaltung, wie man ganz viele von den Dingern parallel schalten kann, um das Spannungsrauschen noch weiter (auf Kosten des Stromrauschens, es grüßt die Physik) zu drücken.
Für höhere Mikroimpedanzen nimmt man andere Typen, weil dann das Stromrauschen stört, im Datenblatt des LT1028 ist eine Tabelle enthalten.
Aber auch Analog, Intersil, Philips und TI bauen nette Differenzverstärkerdrähte(tm).
Ach noch was: Bitte nicht an den Widerständen und Kondensatoren sparen, Metallfilm und Folie, nix Keramik. Und zu einem Low Noise Amp gehört auch eine Low Noise Stromversorgung und vorallem ein geschirmtes Low Noise Gehäuse, sonst ist der ganze Aufwand für das Tier, für das so unendlich viel entwickelt wird: Nämlich für die Katz ...
Gruß Oliver
P.s.: Im Datenblatt des LT1028 ist hinten die Innenbeschaltung sichtbar. Da sieht man sehr schön, wie z.B. Transistoren integriert mit Kondensatoren am Emitter kombiniert wurden, soetwas geht halt nur integriert auf einem IC.
Und hierzulande ahnt $ING noch nichtmal was von diesen Möglichkeiten und glaubt deshalb immer noch an den guten alten Einzeltransistor ... Leute, sowas nennt sich Technologie, dass ist das, was hierzulande leider häufig genug fehlt :-|
Wie kann man Peter etwas empfehlen, wenn er nichts übers Mikrofon mitteilt. Wärs ein dynamisches Mikro mit Impedanz 200 Ohm, und NF Bereich von
30_Hz bis 15_kHz, täts ein Mikrofonübertrager zB 1:5 mit Impedanzwandler(ein Fet). Mit dieser schlichten Schaltung kommt er an die Rauschgrenze des Mikros. Käme es ihm aufs Grasrauschen an, müßte ihm ein HF Mikro emphohlen werden. Die sind aber erheblich tuerer.
Vielleicht ist es eher so, das deutsch Ings. hierzulande nicht so technologieverliebt sind, als das sie den Zweck einer Sache übersehen.
Die guten Rauscheigenschaften werden mit der Höhe des Quellwiderstandes zunehmend schlechter. Du hast schon daraufhin gewiesen. Will er für den NF Bereich tatsächlich "das Letzte" aus dem IC herausholen, empfehle ich Drahtwiderstände ;-)
Auch eine gute HF Abblockung plus Ferritperlen sei nicht zu vergessen. Oft dringt HF aus Breitbandanwendungen ein und das verursacht eventuell nicht die ueblichen erkennbaren Modulationseffekte, sondern erhoehtes Rauschen. Cell Phones (Handy?) und Spread Spectrum Funktelefone, wenn es die bei Euch auch gibt, sind da besonders "eindringlich".
Wie sollen denn die neuen Ingenieure sowas lernen wenn es nicht gelehrt wird? Die Unis machen zum Großeteil Kuschelvorlesungen und betreiben eine Beschäftigungstherapie (Vorlesungsbegleitende Praktika) und wollen so 50% der Studienanfänger durchmogeln.
Wenn ich mir den Lehrinhalt einer Vorlesung in einer Woche vor der Prüfung aus einem Buch aneignen kann, ein Kommilitone aus dem 8. Semester nicht weis was ein Spektrumanalyser ist oder die Fourierreihe als unüberwindbares Hinderniss angesehen wird muss man doch Fragen ob die Qualität nicht unter der Quantität leidet. In den Infoveranstaltungen wird dann laut gerufen das VDE und Co. eine Bedarf an x-Tausend Ingenieuren prognostizieren der u.U. gar nicht vorhanden ist oder anderweitig abgedeckt werden kann. Wenn sich jemand dann aufgrund solcher Aussagen einem Studium zuwendet was gar nicht zu ihm passt ist das Scheitern vorpogrammiert.
Warum setzt sich aber die Indusdrie nicht für bessere Studienbedingungen ein? Liegt es evt. daran, dass sie ganz genau wissen, das sie gar nicht so viel Wissen brauchen?
Das schlimme ist wirklich die Beschäftigungstherapie, Aufwand für nix.
*Schüttel*Graus*
Naja, ich kenne jetzt wenigstens einen Studenten, der weiß, wie man einen FSP-7 bedient ;-)
Da kann sich die Industrie einsetzen wie sie will, das wird nicht gehört (*). Auch Geld nützt nix, das landet bestenfalls in der Verwaltung. Die schreibt dann Einstellungsrichtlinien, die sicherstellen, dass als Lehrer/Prof. nur in Frage kommt, wer garantiert ein absoluter Orchideen-Homo-Theoreticus und garantiert verwaltungslinientreu ist.
Sie könnte höchstens eigene Unis gründen, siehe Witten ...
Aber irgendwo kann es das doch wohl auch nicht sein, der Staat bekommt jede Menge Steuern, demnächst auch noch Studiengebühren, und trotzdem landet das meiste wieder nur bei den Verwaltungsheinis. Angeblich sollen die Studiengebühren ja bei den Unis landen, aber die Finanzminister aller Colleur bekommen da auf einmal lauter Dollarzeichen in den Augen und wech ist die Kohle im allgemeinen Haushaltssumpf :-((
Warum erinnnert mich das nur so an die "wir senken den Beitrag, so ab dem Jahr 3050 ..." Krankenkassen ? Und bei Hartz 4 hat es die total abgewirtschaftete Bundes- regierung auch fertig gebracht, eine Reform rauszubringen, die: a) sehr viele Leute gegen sie aufbringt b) *trotzdem* noch irrsinnig viel Geld kostet. Offenbar ist die Verwaltung derartig aufwendig und kompliziert, dass alle Ersparnisse wieder wegverwaltet werden :-(
Gruß Oliver
P.s.: (*) Politik ist grauslich. Wir erleben das mit Funkstandorten für das ISP Geschäft, da geht nix voran, weil sich immer irgendein Dödel einmischt und aufmaschelt und wichtig machen will. Die öffentliche Hand behindert nur und fördert nix. Und das ist leider nur *ein* Beispiel von vielen.
Drosseln können sehr hilfreich sein. Aber sie können in der realen Schaltung auch gegenteilige Wirkungen aufweisen. Also die HF Störungen noch verstärken ;-)
Oh ja. Es ist immer mal wieder ein Amüsement zu beobachten wie selbst teures Profi Gerät als Detektor für Cell Phones eingesetzt werden kann.
Ich kenne Beispiele, wo Ing. für Nachrichtentechnik gesucht und eingestellt wurden. Für Stellen die mit einem Werbemenschen optimaler besetzt wären. Der Grund - man halte sich fest - war der Stellenspiegel der betr. Abteilung. Aus dieser und ähnlichen Erfahrungen gehe ich davon aus, das viele Stellen schlicht falsch besetzt werden. Provozierend behaupte ich mal, das der im Besetzungsspiegel einmal "reingeschriebene" Ing. das Einzige ist, was mit der realen Tätigkeiten eines Ings. zu tun hat. Wozu dann mehr Wissen eines Ings?
Die Antwort wäre, im Prinzip Transistoren aber.... es gibt ausgezeichnet ICs.
Es kommt, wie so oft, darauf an, was du zur Verfügung hast. Wäre es ein dyn. Mikro mit Impedanz von 200 Ohm und einem NF Bereich von
30_Hz bis 15_kHz täte es ein Mikrofontrafo 1:5 mit Impedanzwandler (Fet). Bei dieser einfachen Schaltung ist das Mikro bereits der bestimmende Faktor. Sitzt der Verstärker direkt an der Mikrokapsel und liegt die Impedanz unter 100 Ohm, gibt es ausgezeichnete ICs von Linear Tec. Willst du aber an die unterste mögliche Rauschgrenze kommst du an HF-Kondensatormikros nicht herum. Ansonsten empfehlen sich die preiswerten Kondensatormikrokapseln. Hier täte es sogar der alte NE5534 ;-) Soll das Mikro in rauer Umgebung mit zT erheblicher HF Verseuchnung betrieben werden, empfiehlt sich ohnehin ein Mikrofontrafo.
Du siehst, so einfach ist die Entscheidung nicht. Probiers einfach mit einer preiswerten Mikrokapsel und einem NE5534. wenn dir das nicht reicht, weißt du, es wird teuer ;-)
Mal abgesehen davon, daß das Schaltbild mindestens einen Fehler enthält (Emitter von Q1 und Q2 sind nicht verbunden) sehe ich da nichts außer- gewöhnliches. Klar, ideal gematchte Paare/Tripel wie (Q1, Q2), (Q7-Q9) oder (Q13, Q14) bekommt man vernünftig nur integriert hin, dito Multi- Kollektor Transistoren wie Q5 und Q6. Beides machen Halbleiterherstel- ler seit ca. Ende der 60er Jahre. (sogar die DDR konnte das)
Aber die angesprochenen Transistor-mit-Kondensator-am-Emitter sehen mir arg nach Nebelkerzen aus. Z.B. hat Q22 überhaupt keine Funktion. Q4 schaltet der Kompensationskapazität wenigstens noch eine Diode parallel, die aber erst bei einem vollkommen illusorischen Hub von mehr als 3V am Kollektor von Q2 wirksam würde.
Vielleicht will LT mit dem nicht genormten Schaltbild ja irgendwas andeuten; z.B. das es sich um nichtlineare (Sperrschicht?) Kapazitäten handelt. Ich halte das aber mehr für Voodoo um die Konkurrenz zu verwirren.
Das sehe ich auch so, da hat der Zeichner einen Punkt vergessen.
Naja, mir wäre aber kein OpAmp mit *den* Eigenschaften aus DDR-Produktion bekannt, *ein bisserl* besser ist der hier schon.
Der Teufel steckt im Detail.
Klar, der Verhau um Q5 bis Q9 dient im Prinzip der Kompensation des Bias-Stroms. Allerdings sieht man auch, dass mit dem zusätzlichen Stromspiegel um Q7/Q8 sehr viel Wert darauf gelegt wurde, dass ja beide Eingänge exakt die gleiche Bias-Kompensation (Noise!) erhalten. Dementsprechend werden Größe, Distanz und Symmetrie der Strukturen im Layout auch angepasst sein, was natürlich dem Schaltbild nicht zu entnehmen ist.
Man sieht der Schaltung schon an, dass auf dem Grabstein ein "Sein ganzes Leben galt der Verbesserung des Operationsverstärkers" stehen könnte ...
Dann will ich Dir einen Tipp geben:
Die fraglichen Strukturen werden mit großer Sicherheit dazu benutzt, die nichtlinearen (Miller-) Eingangskapazitäten der Eingangstransistoren zu kompensieren. Allerdings wollte man wohl nicht direkt an die empfindliche Basis gehen (Noise!) und wählt deshalb den Brute-Force Umweg über den Kollektor und dessen BC-Kapazität.
Nur so als Vermutung: Ein Mosfet kann auch zur Herstellung einer spannungsvariablen Kapazität im IC-Design genutzt werden.
Ja, es dürfte sich um IC-Layout-Strukturen handeln, die sich mit klassischen Mitteln nicht nachbilden lassen.
Schaut man sich mal die beiden Kollektorströme von Q1+Q2 an und vergleicht sie mit Ic von Q3, muß der Zeichner eine Verbindung vergessen haben.
Wenn Q4 und Q22 Mosfets sind, könnten die lediglich zur Darstellung von doch relativ hohen Kapazitäten dienen? C1=257pF und C3=250pF. es drängt sich der Eindruck auf, das hier etwas kompensiert werden soll? Um die Millerkapazitäten von Q1 und Q2 zu kompensieren, wäre eine Kaskodeschaltung eigentlich günstiger.
Ich glaub nicht an Voodoo. Das ist ja "nur" eine vereinfachte Schaltungbeschreibung. Die wirkliche Schaltung dürfte wesentlich kompexer sein. Deshalb können sie sich das Verwirren wohl eher schenken.
ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here.
All logos and trade names are the property of their respective owners.