Mikrofonvorverstärker, symmetrisch

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zucker
Inventar
#1 erstellt: 11. Feb 2005, 11:40
Hallo,

der User richi 44 hat einen Plan und die Beschreibung für einen symmetrischen Mikrofonverstärker eingebracht.
Der Plan
Die Beschreibung


[Beitrag von zucker am 11. Feb 2005, 12:16 bearbeitet]
kobold01
Stammgast
#2 erstellt: 18. Sep 2007, 21:47
Ich suche noch ein prof. Studio-Großmembranmikrofon zum Anschluss an den PC.
Dazu fehlt mir aber ein Mikrofonvorverstärker mit Phantomspeisung Sym. Eingang und unsym Ausgängen (Cinch).
richi, kannst du den Schaltplan um die Spannungsversorgung und um den Anschluss eines "Standard"-Studiomikrofons erweitern ? Den Verstärker wollte ich nämlich selbst bauen. Hast Du auch einen Vorschlag, wie man die 48V am besten hinbekommt?
richi44
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 29. Sep 2007, 09:53
Hallo Kobold,
erstens habe ich Deine Frage erst jetzt gesehen und zweitens fahre ich für eine Woche in Urlaub. Wenn Du Dich etwas geduldest, werde ich Dir die Unterlagen hier einstellen.
Gruss
Richi
kobold01
Stammgast
#4 erstellt: 29. Sep 2007, 10:45
danke, es eilt nicht.
richi44
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 29. Sep 2007, 16:37
Hat gerade noch gereicht.


Falls Du Fragen hast, brauchts halt etwas Geduld.
leotse
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 02. Jul 2010, 14:44
Hallo Teilnehmer dieses Forums,
ich habe hier ein Bändchenmikrofon, das trotz seines niederohmigen stepup Übertragers noch einen sehr geringen Pegel hat, deswegen suche ich nach einer Schaltung, die den Pegel verstärkt und auf eine Impedanz von 200 Ohm ausgelegt ist, da fiel mir auch gleich die Schaltung von Richie mit dem LM394 ein allerdings ist sie nicht mehr online hat sie jemand von euch abgespeichert und kann sie mir schicken?
Danke
Leotse
tiki
Inventar
#7 erstellt: 02. Jul 2010, 23:09
Hallo,
guckste hier.
Ist aber von mir weder simuliert noch gebaut oder gar getestet. Ich würde es wohl nicht so bauen. Z.B. ist der NE zwar ein billiges Arbeitspferd, aber nicht der rauschärmste Kandidat.
Viel Erfolg!


[Beitrag von tiki am 02. Jul 2010, 23:10 bearbeitet]
leotse
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 06. Jul 2010, 19:08
Hallo Timo,

vielen Dank für die Schaltung, ich kann sie so auch garnicht bauen, weil ich per Phantomspeisung nur 10mA kriege und ich brauche ja auch nur einen unsymmetrischen Eingang, den Ausgang mache ich quasisymmetrisch mit einem 100µ und einem 100R auf Pin3 des XLR Ausgangs - diesen Trick verwendet auch das aktuelle AKG C414. Ich würde den Ausgang noch mit einem Päärchen PNP NPN Transistoren niederohmig machen. Mir gings nur um die Schaltung um den LM394, der kostet übrigens mitlerweile über 12€ , ich werde diese Transistorparallelschaltung also erstmal mit 2 billigeren Audiotransistoren versuchen, vielleicht 2A970, ich kann sie ja zumindest nach HFE matchen.
Wünscht mir Glück
Leotse
richi44
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 05. Aug 2010, 15:15
Hallo Leotse,
Dein Problem ist nicht ganz einfach. Aber zuerst eine Frage:
Das Mik hat ja einen eingebauten Trafo, um es an übliche Verstärkereingänge anschliessen zu können, also auf 200 Ohm. Dieser Trafo ist noch da und angeschlossen? Das ist nämlich die erste Voraussetzung!

Bändchenmikrofone haben eine geringere Ausgangsspannung als normale Tauchspulenmikrofone. Die Frage ist, was Du mit diesem Mik anstellen möchetst. Ein Bändchenmik ist im Vergleich zu einer Tauchspule meistens linearer und daher eigentlich für Musikaufnahmen geeignet. Nachteilig ist wie gesagt die geringe Ausgangsspannung, die einen rauscharmen Verstärker verlangt. Und nachteilig ist weiter, dass Bändchenmikrofone mechanisch sehr empfindlich sind. Einmal hineinblasen (wie dies oft zum Test gemacht wird) und das Bändchen ist hin!! Daher nicht für Sprache verwenden und schon gar nicht irgendwelche Laien in die Finger geben.

Aber zurück zu Deiner Frage: Man kann einen Verstärker bauen, der aber üblicherweise nicht ab der Phantom gespeist wird. Und man muss eines wissen:
Jeder Widerstand rauscht. Das Rauschen ist abhängig von der Temperatur. Und das Rauschen eines Widerstandes ist ein konstanter Wert (konstante Leistung bei definierter Temperatur). Wenn wir also eine Quelle von 200 Ohm haben, so liefert diese Quelle ein definiertes Rauschen. Unter diesen Wert kommt man nicht.
Und genau so rauscht ein Transistor. Um das Rauschen zu verringern schaltet man Transistoren parallel. Das funktioniert aber nur, wenn die Transistoren absolut gleich sind. Bei normalen Transistoren aus der Bastelkiste wären die Differenzen zu gross. Man kann sich das etwa so vorstellen: Wir nehmen 1000 Transistoren und schalten die parallel. Und wir betreiben jeden mit einem Kollektorstrom von 1 Mikroampere. Damit erreichen wir das beinahe optimale Rauschen. Aber dies, weil sich die Nutzspannungen phasengleich addieren, also 6dB mehr bei zwei Transistoren, während sich die Rauschleistung auch addiert, was aber nur 3 dB ausmacht. Mit jeder Verdoppelung der Transistorzahl verbessert sich das Rauschverhältnis um Faktor 1,414 und nähert sich so immer mehr dem theoretischen Ruherauschen des Widerstandes (das ja nie erreicht wird).
Haben wir aber Transistoren mit 1 Mikroampere Kollektorstrom, so muss die Basisspannung nur um pV verändert werden, um den Ruhestrom zu verändern. Also können allerkleinste, nicht mehr messbare Spannungsdifferenzen die einzelnen Transistoren sperren und damit unwirksam machen.

Beim LM394 sind intern schon etwa 300 Transistoren parallel. Und da alle auf einem Chip vereint sind, ist die Toleranz klein genug, dass mindestens 100 auch wirklich richtig arbeiten. Daher ist es sinnlos, einen Versuch mit zwei Transistoren zu machen. Ich habe es mal mit 10 Stück versucht und habe letztlich eine Verbesserung von etwa 2dB erreicht, weil die Toleranz (auch thermische Einflüsse) nichts besseres zuliessen.

Also, wenn wir an einem Tonbandgerät oder Mischpult einen wirklich hochwertigen Eingang haben, so ist dieser zwischen 0,5 und 5dB schlechter als das reine Widerstandsrauschen. Es ist also fraglich, ob wir etwas besseres hinbekommen und eine Rauschverbesserung von 0,5dB wäre ja dann das absolute Maximum, das nicht getopt werden kann.

Und jetzt mal eine kleine Rechnung:
Ein Schalldruck von 1Pa entspricht 94dB. Das ist schon sehr laut (Presslufthammer in etwa 2,5m Abstand). Lautes Sprechen in kurzem Abstand ergibt etwa einen Schalldruck von 70dB und Sprechen in 1m Abstand ergibt etwa 50dB.

Bei den erwähnten 94dB liefert ein Studio-Kondensatormikrofon etwa 20mV oder einen Pegel von -32dBU, bei 70dB noch 1.26mV oder -56dBU
Bei normaler Sprache wäre dies noch rund -76dBU.

Ein Elektret hätte etwa 10mV bei 94dB, ein Tauchspulmikro ca. 1.5mV bei 94dB und ein Bändchen rund 1mV. Das ergäbe einen Pegel von 57,8dBU. Rechnen wir nun um, was raus kommt, wenn wir normale (eher leise) Sprache aus 1m Distanz aufnehmen, so ergäbe dies einen Pegel von -101,8dBU.
Nun das Eigenrauschen eines 200 Ohm Widerstandes: Dies liegt bei Zimmertemperatur bei -129,6dBU
Das bedeutet, dass wir KEINE Geräusche aufnehmen können, die weniger als 27,8dB Schalldruck haben. Normales Flüstern in 1m Distanz hat gerade mal 30dB Schalldruck.

Fazit: Ein Bändchenmikrofon könnte für Musik verwendet werden, wenn es maximal etwa 2 m von den Musikern entfernt steht (je nach Instrument). Es darf aber nicht im Bereich von Instrumenten stehen, welche einen Luftstrom verursachen (Blasinstrumente).
Für Geräuschaufnahmen ist es unbrauchbar und auch Musikaufnahmen hinterlassen ein Rauschen, das an Kassettengeräte erinnert.
Unter diesem Aspekt ist zu überlegen, was Du mit dem Mik anstellen willst und ob es für Dich überhaupt einsetzbar ist.
leotse
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 24. Aug 2010, 13:49
Hallo Richie,

danke für deine Ausführungen. Bei dem Mikro handelt es sich um ein Oktava Mikro aus den achtziger Jahren, es sieht aus wie ein Sennheiser MD421 und ich wollte es zur Aufnahme von Instrumenten benutzen, wegen seines begrenzten Frequenzumfangs und dem für Bändchenmikros typischen komprimierten Klangs vor allem am Schlagzeug (Toms) und vor Gitarrenverstärkern - also laute und windfreie Schallquellen, der Signal-Rauschabstand wäre hier ausreichend. Ich hatte allerdings gehofft, auch akustische Gitarren und Gesang mit dem Mikro aufnehmen zu können, es gab früher viele Bändchenmikros, mit denen Sänger wie z.Bsp. Elvis aufgenommen wurden, die waren durchgehend passiv und sind heute noch sehr beliebt und entsprechend teuer. Im Mikro sind auch 3 verschieden dicke Gitter und eine Schicht Gewebe gegen tiefqrequenten Schall und Wind eingebaut, und ich würde noch einen größeren Popschutz benutzen.

Das Mikro war ursprünglich in folgender Weise aufgebaut: erst das Bändchen, dann der Übertrager und dann ein batteriebetriebener Transistorverstärker zur Lautstärkeanhebung und Erniedrigung der Impedanz. Dieser Vorverstärker war für mich nicht akzeptabel, die Batteriegröße und -spannung war mir völlig unbekannt ich hätte also keinen Ersatz bekommen und die Elkos waren auch schon jenseits von Gut und Böse. Außerdem ist die Spannungsversorgung im Studio über Phantomspeisung viel einfacher, deswegen wollte ich einen phantomgespeisten Verstärker konstruieren, dieser sollte das Signal natürlich möglichst rauscharm übertragen. Ich hatte das Mikro auch passiv angeschlossen, der Pegel war dann aber sogar für einen Gitarrenverstärker zu gering, und außerdem stimmt dann auch die Impedanz nicht, wie ich mittlerweile rausgefunden habe. Ich hatte schon einen Verstärker mit einem INA163 konstruiert, der ja für 200 Ohm optimal ist, der war allerdings zu verrauscht. Dann habe ich erstmal die Ausgangsimpedanz vom am Bändchen angeschlossenen Übertrager gemessen und kam auf 1660 Ohm.
Eigentlich sollte für 1660 Ohm Quellimpedanz ein normaler Transistorverstärker oder ein IC (z.Bsp. OP37) gut funkionieren den Transistorverstärker hatte ich allerdings schon ausprobiert und er war mir auch zu verrauscht, deswegen dachte ich auch fehlerhafterweise, dass die Impedanz kleiner sein müsste, die 200 Ohm waren also Blödsinn.

Wenn ich deine Ausführungen lese, scheit es ja, als ob es garnicht besser geht und ich mich mit dem Rauschen abfinden muss. Ich würde gern noch wissen, welche Variante denn bei 1660 Ohm am rauschärmsten ist. Ich muss noch sagen, dass der Verstärker eine Verstärkung von 35dB braucht, wenn ich auch leisere Quellen aufnehmen wollte. Wäre es eine gute Idee, einen Übertrager mit einem Verhältniss von vielleicht 1:100 oder mehr zu benutzen und den dann an einen JFet anzuschließen? Ich hätte dann einen höheren Pegel aber auch eine höhere Ausgangsimpedanz also auch mehr Widerstandsrauschen, gleicht sich das aus und ich hätte nichts gewonnen?


Ich beschreibe noch, wie ich die Impedanz gemessen habe, damit ihr eventuelle Fehler entlarven könnt, und auch zum Nachmachen: Ich hänge das Mikro im Ständer vor eine Box mit einem 1k Sinus, um ein gleichbleibendes Signal zu gewährleisten und messe mit einem 10Mohm Netzteil den AC Ausgang des Übertragers - quasi unbelastet. Danach messe ich den Ausgang, während er zusätzlich mit einem 1kOhm Widerstand belastet ist. Ich teile die erste Spannung durch die zweite, das Ergebnis minus 1, mal 1000 Ohm.


schöne Grüße

Leotse
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