Mikrofonvorverstärker inkl. Phantomspeisung im Selbstbau gesucht.

So, wieder mal etwas aus der Praxis: Der SSM maxcht maxiaml 60dB Verstärkung, wenn man ihn so betreibt, wie im Datenblatt angegeben, also mit einem minimalen Gegenkopplungs-Querwiderstand von 10 Ohm. Eine höhere Verstärkung ist nicht angezeigt. Da gibt es dann echt Offestprobleme.

Bei der aufgezeichneten Schaltung mit dem Offset-OPV gefällt mir etwas nicht: Dieser OPV liefert die Masse für den SSM oder INA. Wenn diesem OPV nur das kleinste Störgeräusch entfleucht, habes wir es in der Schaltung drin. Ich würde den Ausgang dieses Dings unbdingt über ein RC-Glied sieben, bevor ich es als Masse verwenden würde.

Generell zur Verstärkung:
Ein gutes Studiomikrofon liefert bei 96dB Schalldruck rund 20mV Ausgangsspannung, das Eigenrauschen entspricht etwa 16dB Schalldruck, sodass das Mikrofonrauschen bei 80dB tiefer liegt als die 20mV (2 Mikrovolt).
Andererseits sind Schalldrücke von 126dB für das Mik noch zu verarbeiten, also haben wir eine maximale Ausgangsspannung am Mik von 30dB über 20mV (632mV). Ein normal besprochenes Mik bekommt einen Schalldruck von etwa 76dB, somit liefert es 2mV. Und im absolut ruhigen Raum haben wir immer noch ein Ruhegeräusch von etwa 26dB, also eine Mik-Ausgangsspannung von 6,32 Mikrovolt.

Jetzt nehmen wir die Verstärkung von 60dB. Damit bekommen wir im Normalfall (bei 76dB Schalldruck) eine Ausgangsspannung von 2V, eine Mikrofon-Rauschspannung von 2mV, ein Eigenrauschen des Mik-Verstärkers (inkl. Quellwiderstand) von (-66dBU =) 0,385mV und im Maximum eine theoretische Ausgangsspannung von 632V.
Wenn wir ein Schallereignis aufnehmen wollen, das sich deutlich aus dem Umgebungsgeräusch abheben muss, so muss es mindestens einen Schalldruck von 46dB besitzen. Dann haben wir einen Geräuschabstand von 20dB (zum Umweltgeräusch) und das ist so ziemlich das Minimum. Und damit haben wir ein Miksignal von 63,2 Mikrovolt und am Verstärkerausgang eines von 63,2mV.

Wenn wir also Vogelstimmen aufnehmen wollen oder Grillen oder sonst was aus der Natur, könnte die Verstärkung nochmals 20dB höher sein. Das müssen wir mit einem nachgeschalteten OPV erreichen. Sobald wir aber Aufnahmen in einer normalen Umgebung machen wollen, haben wir es mit einem Grundgeräuschpegel von mindestens 46dB zu tun. Und da sind letztlich 60dB Verstärkung mehr als ausreichend.

Jetzt kann man statt dieses Studiomikrofons (Sennheiser HF-Kondensatormikrofon) ein Elektretmikrofon verwenden. Da ist die Ausgangsspannung meist 6 bis 10dB tiefer, die Rauschspannung aber (bei einem guten) rund 6dB höher. Das bedeutet, dass das Rauschen des Miks um rund 16dB höher liegt als beim Studioding. Da hilft mehr Verstärkung nichts, weil es nur mehr rauscht. So ein Mik lässt sich nur mit mehr Schalldruck betreiben, also nicht mehr für Naturaufnahmen sinnvoll einsetzen.

Verwendet man ein billiges Elektretmik, so um 30€, ist das Rauschen meist nochmal 6dB schlechter. Und wenn man ein dynamisches Mik verwendet, liegt seine Ausgangsspannung mindestens 26dB unter jener des Studiomiks. Hier haben wir kein eigentliches Eigenrauschen des Miks (Quellwiderstandsrauschen habe ich beim Verstärkerrauschen schon berücksichtigt), sondern wir müssen das Verstärkersignal um die 26dB anheben, um vergleichbare Verhältnisse zu bekommen, und damit erhöhen wir auch das Verstärkerrauschen um die 26dB. Damit ist dieses Verstärkerrauschen um rund 6dB höher als beim Studiomikrofon.

Zusammengefasst kann man sagen, dass eine Nachverstärkung bei einem dynamischen Mik nötig werden kann, dass es aber bei normalem Einsatz für Sprach- und Musikaufnahmen nicht nötig ist. Und bei Elektret- oder Studiomiks ist es auch nur bei extremen Naturaufnahmen nötig. Und wenn, dann immer mit einem nachgeschalteten OPV.

Noch zur Verstärkerregelung: Wenn man den Mikverstärker in ein eigenes Gehäuse (OHNE NETZTRAFO) einsetzt, kann die geschirmte Leitung zum Regler ohne weiteres 10cm lang sein.
Längere Leitungen werden etwas kritisch.

Tach,
ja, schon klar, das Problem mit der max. Verstärkung. Ich war der Böse, der dem Verrückten das einimpfte. Allerdings hat der Monacor-MPA202 auch bis 75dB bei 68dB unbewertetem SNR. Insofern würde ich ggf. die überzähligen 10-20dB Gain in den nachgeschalteten OPA per Poti halbwegs dB-linear einstellbar packen. Man weiß ja nie.

Bei G=1000 ist input voltage noise = 1nV/sqrt(Hz), macht im Audiofrequenzbereich am Ausgang 141µV gegen 9,45V max. Aussteuerung. Sind bei mir 96dB SNR nur im SSM2019-Verstärkungszweig, ungefähr jedenfalls. Bei nachgeschalteten 20dB verbleiben nurmehr 76dB, immer noch besser, als der Monacor. Idealen Aufbau vorausgesetzt.

Input offset voltage ist 0,25mV max., output offset voltage 30mV max., zusammen 0,28V max. Das sollte noch keinerlei Probleme verursachen, auch die Aussteuerfähigkeit wird nur minimal eingeschränkt.

Der einfachen Bestückung und Montage halber würde ich alles auf eine Platine packen, _alle_ Anschlüsse vorne. Das hilft wirklich.

Richi, Asche auf mein Haupt, mit dem Kapselvorverstärker bin ich immer noch nicht weiter, habe lediglich noch mehr Kapseln und Zubehör erworben.

Der reference input wirkt 1:1 auf den output, ist also nicht gar so kritisch, trotzdem ist richis Vorschlag nicht schlecht. C vom Ausgang des Offsetkillers entkoppeln, wegen Schwinggefahr.

Hallo Stefan, hallo Richi,

richi44 schrieb:

Bei der aufgezeichneten Schaltung mit dem Offset-OPV gefällt mir etwas nicht: Dieser OPV liefert die Masse für den SSM oder INA. Wenn diesem OPV nur das kleinste Störgeräusch entfleucht, habes wir es in der Schaltung drin. Ich würde den Ausgang dieses Dings unbdingt über ein RC-Glied sieben, bevor ich es als Masse verwenden würde.

Das geht leider nicht, weil dann das Matching in der Rs der Diff.Stufe am Ausgang nicht mehr stimmt --> CMRR beim Teufel. An dieser Stelle geht es um niedrigste Ausgangsimpedanz des Servo.

Die Diff.Stufe hat auch nur Verstärkung=1, d.h. allfälliges Rauschen des Servos wird nicht verstärkt, deswegen muss es nicht zwingend ein Low-Noise-OP sein (wobei ein OP27, nach niederohmigerer Dimensionierung des RC-Netzwerkes, schon passend wäre).

Ich habe mit dieser Form von DC-Servo jedenfalls noch nie Problem gehabt, jedoch eine Siebung nach dem Servo nie probiert: Dürfte ja auch nicht tiefer liegen als die Fg des Servos, sonst läuft wohl der Intergrator über. Und, mit kleinem Längs-R (10R..50R oder so) wird das C schon recht groß, etliche hunderte µF, müsste also ein Elko sein, aber bipolar, oder zwei in Gegenreihe...und die CMRR für DC/LF ist trotzdem noch verschlechtert... also ich weiss nicht, ob das eine praktikable Idee ist.

Noch zur Verstärkerregelung: Wenn man den Mikverstärker in ein eigenes Gehäuse (OHNE NETZTRAFO) einsetzt, kann die geschirmte Leitung zum Regler ohne weiteres 10cm lang sein. Längere Leitungen werden etwas kritisch.

Wären ja zwei Leitungen, und zwei Schirme, und damit, je nach Länge entsprechend Schaltkapazität nach Masse. Bei Instrumentenverstärkern mit echten OpAmp-Frontends ist das schlechterdings der Garant für Probleme. Beim SSM2019 ist der Rg ja ein Emitter-Shunt, der den Verstärkungsfaktor in der Eingangs-Diff-Stufe regelt, das ist u.U. weit unkritischer.

Gut ist in jedem Fall dennoch die Leitungen zum Poti eng zu verdrillen und möglichst weit weg von allem anderen zu verlegen, und immer so kurz wie möglich. Wenn die Kapazität der verdrillten Leitungen zueinander nicht grösser als 1nF wird (sehr sehr unwahrscheinlich, eher wenige pF), gibt es keine Probleme bei wenig Gain (Höhenboost), fg=72kHz bei 2k2||1nF, z.B.
Und, lege den 10R als 2x5R1 aus und plaziere diese direkt am Chip, erst dann mit dem Twisted-Pair zum Poti. Dann hast du die Restkapazitäten mit 5R1 (etwas) isoliert und symmetriert.
Ein externes Netzteil würde ich wie Richi auch für sowas vorschlagen, oder ein gut geschirmtes Netzteil-Subchassis im Gehäuse und die Elektronik in einer Weißblech-HF-Schachtel.

Beachte noch Fig.4 im Datenblatt des SSM, vor allem den 200pF über den Eingängen.

Bei hohem Gain am SSM (60dB) können dir auch Differenzen in den Leckströmen der Eingangs-Elkos bei anliegender Phantomspeisung eine Strich durch die Rechnung machen, bei einem Delta von 0.5µA in den 2k2 gibt das 1.1mV, *1000 sind schon 1.1V Verlust an Headroom, auch wenn der DC-Servo das hinterher ausregelt (den Offset, aber nicht den Headroomverlust), und der Offset-Current (Bias-Current Mismatch) kommt auch noch dazu (gibt weitere 2.2mV Vos(RTI) worst case, die Tiki unterschlagen hat). Das kann man durch bootstrapping verbessern, falls es ein Problem wird: Den 47µF ersetzen durch 2x100µF in Serie, wobei in der Mitte der Serienschaltung ein 22k nach Masse geht. Der untere 100µF hat dann nur wenig DC-Spannung anliegen, was den Leckstrom durch beide Cs und den 2k2 deutlich verringert.

Und Layout/Aufbau für so ein 80dB-Monster ist nicht von Pappe, da geht's um jedes µV/nA. Vorsicht auch mit EMV/HF (d.h. Maßnahmen dagegen beachten), und wenn du das Ding zu 100% "Handy-fest" bekommst, bist du ein Held, glaube mir.

Grüße, Klaus

Eine allererste spontane Frage:

Welchen 47yF meinst Du? Den im Signalweg hinter der Phantomeinspeisung? Falls ja, kann man die auch antiseriell schalten? Und ich müsste dann zwischen den beiden oberen und unteren je einen R gegen Masse schalten?

Stefan

P.S: Über den rest denke ich noch

Es macht wohl Sinn Präzisionsbauteile zu nehmen und alles in SMD aufzubauen. Oder?!

Bei G=1000 ist input voltage noise = 1nV/sqrt(Hz), macht im Audiofrequenzbereich am Ausgang 141µV gegen 9,45V max. Aussteuerung. Sind bei mir 96dB SNR nur im SSM2019-Verstärkungszweig, ungefähr jedenfalls. Bei nachgeschalteten 20dB verbleiben nurmehr 76dB, immer noch besser, als der Monacor. Idealen Aufbau vorausgesetzt.

Ich rechne jetzt nicht nach. Ich weiss einfach, dass der SSM2017 (der etwas weniger rauscht und den es nicht mehr gibt) eine Rauschzahl von rund 3dB bei einer Quellimpedanz von 200 Ohm besitzt. Die 200 Ohm rauschen mit -129,6dBU bei 25 Grad. Das ergibt ein Rauschen von Verstärker und Quellimpedanz von rund -126dBU, entsprechend bei einer Verstärkung von 60dB eine Rausch-Ausgangsspannung von 385 Mikrovolt.
Das Problem ist ja, dass nicht nur die Rauschspannung massgebend ist, also die 1nV/sqrt(Hz), sondern auch der Rauschstrom, der an der Quellimpedanz eine Rauschspannung zur Folge hat, die bei diesen Angaben nie berücksichtigt wird. Das habe ich übrigens so an meinem Mikverstärker mit dem SSM2017 nachgemessen.

Hallo,
genau, ich hab was unterschlagen, ist mir erst nach dem Schreiben aufgefallen, daß im Datenblatt ein Teil der Rechnungen ja schon vorexerziert wurde.
Beim SSM2019 ist es auf Seite 6.
Klaus, im Moment kann ich nur die SSM-SOIC-Variante bieten, das lötet sich auch noch gut und das Ding wird kleiner/schicker. Nicht dass Du noch auf die Idee kommst, zu sockeln, das wäre fatal.

SSM-SOIC

pssst: schlabber, lechz

Na, (ver)einicht Euch, ich habe nur zwölf Stück, min. zwei brauch ich selbst. Soll ich jetzt weitere Prioritäten setzen?

Hallo,

mh, eine Frage noch. Der Gain ist 60dB bei einem RG 10 Ohm. Der SSM soll aber max. 70 dB können. Wie muss der RG dann dimensioniert sein? Was passiert bei einem RG von o Ohm, also Kurzschluß?

Gruß

Stefan

Hallo Klaus,

KSTR schrieb:

Den 47µF ersetzen durch 2x100µF in Serie, wobei in der Mitte der Serienschaltung ein 22k nach Masse geht. Der untere 100µF hat dann nur wenig DC-Spannung anliegen, was den Leckstrom durch beide Cs und den 2k2 deutlich verringert.

Kann ich die beiden C auch antieriell schalten? Wie kommst Du auch 22K? 2K2 mal 10? Wenn der 2K2 ein 10K wird, muss dann der R zwischen den beiden C 100K sein?

Stefan

P.S. Machen Präzisionsbauteile (wegen Gleicheit) sinn? Ebenso SMD Bauteile?

Hallo,

mal ein Plan. Was mein ihr?

Stefan

Fang ich mal hinten an: Beim Plan hast Du D1 bis 4 drin. Eine Zenerdiode hat die Zenerwirkung in Sperrrichtung. In Leitrichtung hat sie die üblichen 0,6V. Was Du also gemacht hast, bekämst Du mit 4 normalen Dioden genau gleich hin, nämlich eine Pegelbegrenzung auf +/- 1,2V
Wenn schon müssen es zwei Zenerdioden sein, die in Reihe liegen, aber gegeneinander verdreht. Dann leitet die eine, während die andere als Zener läuft. Du hättest also bei 2 12V Zenerdioden eine Begrenzung auf +/- 12,6V
Wenn Du die minimale Verstärkung des SSM berechnest, so hast Du intern 2x5k und extern die 4,7k und 10 Ohm. Das gibt also ein Verhältnis von 14,71k zu 4,71k = 3,123.
Die maximale Ausgangsspannung des SSM liegt bei ca. 10V eff, also ist die maximale Eingangsspannung rund 3,1V eff oder 4,3V spitze. Das bedeutet, dass Du zwei Zenerdioden von ca. 3,9V gegeneinandergerichtet in Reihe an jeden Eingang anschliessen solltest.
Ich habe übrigens soeben gesehen, dass der Fehler schon im Datenblatt gemacht wurde. Die Eingangsschaltung Fig.4 ist da schon falsch.

Wie ich bereits erwähnt habe, würde ich den Massepunkt des SSM nicht direkt an den OPV anschliessen, sondern zwischen Ausgang OPV und SSM einen Seriewiderstand von 100 Ohm legen und den Massepunkt am SSM mit 100 Mikrofarad 25V (dann braucht er nicht bipolar zu sein) und 100nF für Wechselstrom gegen Masse führen. Diese kapazitive Massung verhindert, dass der SSM schwingt, die ganze Übung unterdrückt aber irgendwelche Reststörungen des OPV.

Zur Frage der Elkos und Widerstände:
Generell ist die Belastung für das Mikrofon mit 2,2k pro Draht an der unteren Grenze. Hinzu kommt ja noch der Phantom-Widerstand von 6,8k, also ist die Minimalbelastung 1,66k, was eigentlich zu tief ist. Du hast jetzt 10K (pro Draht) und 100k (gemeinsam), also quasi 10K//50k//6,8k = rund 3,74k pro Draht eingesetzt. Das würde ich als praxisgerecht bis eher obere Grenze betrachten.
Nochmals ein Wort du den Zenerdioden am Eingang: Mit den Phantomwiderständen von 6,8k und den Eingangswiderständen von 2,2k hättest Du einen Spannungsteiler, der den Einschaltimpuls auf höchstens das Teilerverhältnis (9k zu 2,2k) werden lässt. Damit wäre der Eingangsimpuls mazimal 11,73V, also unter der Speisung.Bei den jetzt eingesetzten Widerständen liegt das Verhältnis bei etwa 15,13k zu 8,33k, was eine maximale Spannungsspitze von 26V ergäbe. Daher ist bei dieser Widerstandswahl der Diodenschutz am Eingang UNABDINGBAR!
Zur Polarität der Elkos:
An der Mikbuchse liegt üblicherweise die Phantomspannung, also liegt da auch das Plus des ersten Elkos C1. Falls der Elko nicht ganz dicht ist, liegt an seinem Minus-Ende immer noch eine leichte positive Spannung, herrührend aus dem Leckstrom und dem 100k gegen Masse. Aus diesem ersten Grund muss der nachfolgende Elko nicht umgekehrt gepolt sein, wie Du ihn gezeichnet hast, sondern gleich wie der erste. Und ausserdem sind die Eingangstransistoren des SSM NPN-Typen. Diese benötigen somit einen positiven Basisstrom. Die Basis wird mit den beiden 10k (R4+5) gegen Masse geführt. Folglich ist die Masse um den Wert Basisstrom mal 10k positiver als der Eingangsanschluss. Das bedeutet, dass am Eingang eine geringe negative Spannung anliegt, sodass der Elko C7/8 auch aus diesem Grund falsch gepolt ist.

Zur Verstärkung:
Ich sehe im ganzen Datenblatt nirgends eine Verstärkung von 70dB. In den diversen Kennlinien und auch in der Datentabelle ist immer nur von Gain 1, 10, 100 und 1000 die Rede.
Würdest Du die Verstärkung über die 60dB erhöhen, würde der Frequenzbereich eingeengt, der Klirr würde deutlich steigen und die Stabilität wäre nicht mehr gegeben, das Ding würde also mit Sicherheit schwingen. Ausserdem wäre dann eine Offsetspannung am Ausgang unvermeidlich. Und diese wäre höchst unstabil, sodass sie mit einem Offset-OPV nicht mehr korrigiert werden könnte. 60dB sind Schallgrenze bei dem Gebilde!

Hallo Richi,

erst einmal vielen Dank für Deine Unterstützung und Aufklärung an meiner Person. Nein, wirklich! Vielen Dank!

Ich muss mir das erst einmal reinziehen um es zu verstehen und werde dann ggf. noch einmal hier nachfragen oder gleich einen neuen Plan reinstellen.

Gruß

Stefan

Hallo Richi,

richi44 schrieb:

Fang ich mal hinten an: Beim Plan hast Du D1 bis 4 drin. Eine Zenerdiode hat die Zenerwirkung in Sperrrichtung. In Leitrichtung hat sie die üblichen 0,6V. Was Du also gemacht hast, bekämst Du mit 4 normalen Dioden genau gleich hin, nämlich eine Pegelbegrenzung auf +/- 1,2V Wenn schon müssen es zwei Zenerdioden sein, die in Reihe liegen, aber gegeneinander verdreht. Dann leitet die eine, während die andere als Zener läuft. Du hättest also bei 2 12V Zenerdioden eine Begrenzung auf +/- 12,6V Wenn Du die minimale Verstärkung des SSM berechnest, so hast Du intern 2x5k und extern die 4,7k und 10 Ohm. Das gibt also ein Verhältnis von 14,71k zu 4,71k = 3,123. Die maximale Ausgangsspannung des SSM liegt bei ca. 10V eff, also ist die maximale Eingangsspannung rund 3,1V eff oder 4,3V spitze. Das bedeutet, dass Du zwei Zenerdioden von ca. 3,9V gegeneinandergerichtet in Reihe an jeden Eingang anschliessen solltest. Ich habe übrigens soeben gesehen, dass der Fehler schon im Datenblatt gemacht wurde. Die Eingangsschaltung Fig.4 ist da schon falsch.

Deine Ausführungen habe ich verstanden. Aber, wenn ich mir Deinen Plan anschaue, dann hast Du je zwei Dioden in Reihe gegen Masse geschaltet. Macht also +/- 1,4V. Oder? Ich könnte auch je zwei Dioden in Reihe gegen +15V und -15V schalten. Dann hätte ich max. +/- 13,6V. wäre vom Verstärkungsfaktor her zuviel, aber nicht schädlich. Oder?

Den 4K7 werd ich vielleicht noch erhöhen. Auf wieviel max.?

richi44 schrieb:

Wie ich bereits erwähnt habe, würde ich den Massepunkt des SSM nicht direkt an den OPV anschliessen, sondern zwischen Ausgang OPV und SSM einen Seriewiderstand von 100 Ohm legen und den Massepunkt am SSM mit 100 Mikrofarad 25V (dann braucht er nicht bipolar zu sein) und 100nF für Wechselstrom gegen Masse führen. Diese kapazitive Massung verhindert, dass der SSM schwingt, die ganze Übung unterdrückt aber irgendwelche Reststörungen des OPV.

Klingt nicht verkehrt. Werd ich mal in den nächsten Plan übernehmen.

richi44 schrieb:

Zur Frage der Elkos und Widerstände: Generell ist die Belastung für das Mikrofon mit 2,2k pro Draht an der unteren Grenze. Hinzu kommt ja noch der Phantom-Widerstand von 6,8k, also ist die Minimalbelastung 1,66k, was eigentlich zu tief ist. Du hast jetzt 10K (pro Draht) und 100k (gemeinsam), also quasi 10K//50k//6,8k = rund 3,74k pro Draht eingesetzt. Das würde ich als praxisgerecht bis eher obere Grenze betrachten. Nochmals ein Wort du den Zenerdioden am Eingang: Mit den Phantomwiderständen von 6,8k und den Eingangswiderständen von 2,2k hättest Du einen Spannungsteiler, der den Einschaltimpuls auf höchstens das Teilerverhältnis (9k zu 2,2k) werden lässt. Damit wäre der Eingangsimpuls mazimal 11,73V, also unter der Speisung.Bei den jetzt eingesetzten Widerständen liegt das Verhältnis bei etwa 15,13k zu 8,33k, was eine maximale Spannungsspitze von 26V ergäbe. Daher ist bei dieser Widerstandswahl der Diodenschutz am Eingang UNABDINGBAR!

Wie kommst Du auf die 50K bei 10K//50k//6,8k = rund 3,74k ?
Macht also sinn die 100K zu reduzieren?! Auf wieviel?

richi44 schrieb:

Zur Polarität der Elkos: An der Mikbuchse liegt üblicherweise die Phantomspannung, also liegt da auch das Plus des ersten Elkos C1. Falls der Elko nicht ganz dicht ist, liegt an seinem Minus-Ende immer noch eine leichte positive Spannung, herrührend aus dem Leckstrom und dem 100k gegen Masse. Aus diesem ersten Grund muss der nachfolgende Elko nicht umgekehrt gepolt sein, wie Du ihn gezeichnet hast, sondern gleich wie der erste. Und ausserdem sind die Eingangstransistoren des SSM NPN-Typen. Diese benötigen somit einen positiven Basisstrom. Die Basis wird mit den beiden 10k (R4+5) gegen Masse geführt. Folglich ist die Masse um den Wert Basisstrom mal 10k positiver als der Eingangsanschluss. Das bedeutet, dass am Eingang eine geringe negative Spannung anliegt, sodass der Elko C7/8 auch aus diesem Grund falsch gepolt ist.

Logo, mein Fehler. Was ist mit den 100nF darüber? Kann man auch einen über beide machen? Oder muss über jeden 100yF ein 100nF?

richi44 schrieb:

Zur Verstärkung: Ich sehe im ganzen Datenblatt nirgends eine Verstärkung von 70dB. In den diversen Kennlinien und auch in der Datentabelle ist immer nur von Gain 1, 10, 100 und 1000 die Rede.

Ich hatte irgendwo 70dB gelesen. Ich finds aber nicht wieder. Ich hab mich wohl versehen. ich bleibe bei 60dB. Zumindestens in der SSM Schaltung.

richi44 schrieb:

Würdest Du die Verstärkung über die 60dB erhöhen, würde der Frequenzbereich eingeengt, der Klirr würde deutlich steigen und die Stabilität wäre nicht mehr gegeben, das Ding würde also mit Sicherheit schwingen. Ausserdem wäre dann eine Offsetspannung am Ausgang unvermeidlich. Und diese wäre höchst unstabil, sodass sie mit einem Offset-OPV nicht mehr korrigiert werden könnte. 60dB sind Schallgrenze bei dem Gebilde!

Wie gesagt, ich bleib bei 60dB.

Mir ist auch aufgefallen, dass ich Pin 2 und 3 des SSM vertauscht habe. Ist das überhaupt von belang? Ich glaube nicht.

Gruß

Stefan

Deine Ausführungen habe ich verstanden. Aber, wenn ich mir Deinen Plan anschaue, dann hast Du je zwei Dioden in Reihe gegen Masse geschaltet. Macht also +/- 1,4V. Oder? Ich könnte auch je zwei Dioden in Reihe gegen +15V und -15V schalten. Dann hätte ich max. +/- 13,6V. wäre vom Verstärkungsfaktor her zuviel, aber nicht schädlich. Oder?

Wenn Du eine Diode z.B. gegen Plus führst, so ist sie ja im Normalfall gesperrt und wird erst leitend, wenn an ihre eine um 0,6V höhere Spannung liegt, also Eingangsspannung +15,6V
Wäre es umgekehrt, müssten ja die Dioden dauernd leiten und somit Plus und Minus verbinden.
Ich würde es wirklich mit den Zenerdioden lösen, wie ich es beschrieben habe.

Den 4K7 werd ich vielleicht noch erhöhen. Auf wieviel max.?

Bei R Pot unendlich bekommst Du Verstärkung 1, nur ist das nicht mehr bedienbar.
Generell ist es ja so, dass Du eigentlich eine log. Kurve brauchst, aber sie müsste verkehrt log, sein. Oder dann musst Du halt mit dem Pot nicht "die Verstärkung" sondern "die Dämpfung gegenüber der maximalen Verstärkung" einstellen. Damit hast Du die höchste Verstärkung im Linksanschlag, die grösste Verstärkungsdämpfung im Rechtsanschlag (also unlogisch)
Oder log. Schieberegler, den kann man ja auch verkehrt herum einbauen.

Wie kommst Du auf die 50K bei 10K//50k//6,8k = rund 3,74k ? Macht also sinn die 100K zu reduzieren?! Auf wieviel?

Gute Frage: Falsch geguckt und falsch gedacht.
Ich würde die 100k auf 47k oder 39k reduzieren.

Logo, mein Fehler. Was ist mit den 100nF darüber? Kann man auch einen über beide machen? Oder muss über jeden 100yF ein 100nF?

Einer über beide Elkos ist eigentlich noch besser. (und schon wieder was gespart )

Wie gesagt, ich bleib bei 60dB.

Alles klar, schönen Sonntag

Hallo Richi,

richi44 schrieb:

Deine Ausführungen habe ich verstanden. Aber, wenn ich mir Deinen Plan anschaue, dann hast Du je zwei Dioden in Reihe gegen Masse geschaltet. Macht also +/- 1,4V. Oder? Ich könnte auch je zwei Dioden in Reihe gegen +15V und -15V schalten. Dann hätte ich max. +/- 13,6V. wäre vom Verstärkungsfaktor her zuviel, aber nicht schädlich. Oder? Wenn Du eine Diode z.B. gegen Plus führst, so ist sie ja im Normalfall gesperrt und wird erst leitend, wenn an ihre eine um 0,6V höhere Spannung liegt, also Eingangsspannung +15,6V Wäre es umgekehrt, müssten ja die Dioden dauernd leiten und somit Plus und Minus verbinden. Ich würde es wirklich mit den Zenerdioden lösen, wie ich es beschrieben habe.

Alles klar, mein Denkfehler. Aber mir ist eines immernoch nicht klar. Wenn ich es richtig verstehe, soll die Eingangsspannung nicht über +/- 15V hinaus gehen. Warum nehme ich nicht einfach eine 12V Z-Diode und schalte sie gegen Masse. Wie in meinem Plan, jedoch nur eine. Wenn der Plus Eingang dann mehr als 12 Volt gegen Masse erreicht, dann sperrt die Z-Diode. Oder hab ich da einen Denkfehler?

Dann hätte ich eine max. Eingangsspannung von +/- 12V. Das wäre doch nicht verkehrt. Nicht 24V wie in meinem Plan. Das würde bedeuten, dass der Plan im Datenblatt nicht falsch wäre.

richi44 schrieb:

Gute Frage: Falsch geguckt und falsch gedacht. Ich würde die 100k auf 47k oder 39k reduzieren.

Ich mach mal 39k.

Gruß

Stefan

Erstens:
Nimm mal eine normale Diode 1N4007. Da steht etwas von 1000V.
Das ist die Spannung, die diese Diode sperren kann. Wenn die Sperrspannung überschritten wird, schlägt sie durch und ist futsch. Dass sie in Leitrichtung 0,55 bis 07V braucht, steht nicht, das weiss man ja sowieso.
Und jetzt nimmst Du eine Zenerdiode ZF12. Diese sperrt, bis 12V erreicht sind, und dann leitet sie (schlägt durch) Nur geht sie dabei nicht futsch. Das ist der ganze Unterschied. In Leitrichtung leitet sie genau auch bei 0,55 bis 0,7V.

Zweitens:
Beim Amp hast Du den Noninverseingang und den Inverseingang. Die Bezeichnung + und - hat da eigentlich nichts zu suchen. Plus bedeutet Noninvers, minus = Invers.
Und Invers bedeutet, dass das OPV-Ausgangssignal gegenphasig ist zum Invers-Eingangssignal.

Wir haben aber in jedem Fall an beiden Eingängen Wechselspannungen, die einfach gegenphasig anliegen und eine gemeinsame Ausgangsspannung erzeugen. Somit hast Du am Noninvers (+) nicht einfach ein Plussignal, das Du mit einer Diode auf 12V begrenzen kannst, sondern du hast im nächsten Moment auch ein Minus-Signal, das Du mit einer zweiten, umgekehrt gepolten Diode auf minus 12V begrenzen musst.
Daher brauchst Du zwingend an jedem Eingang zwei ZD, eine, die das Plus begrenzt und eine für das Minus.
Und weil ja die Dioden in der "Nicht-Zenerfunktion" normal leiten, schaltet man die beiden Dioden jeweils in Reihe, aber nicht wie im Datenblatt gleich (ergäbe ja +24V/-1,2V), sondern gegeneinander gepolt (ergibt +/-12,6V)

Guten Morgen Richi,

richi44 schrieb:

Erstens: Nimm mal eine normale Diode 1N4007. Da steht etwas von 1000V. Das ist die Spannung, die diese Diode sperren kann. Wenn die Sperrspannung überschritten wird, schlägt sie durch und ist futsch. Dass sie in Leitrichtung 0,55 bis 07V braucht, steht nicht, das weiss man ja sowieso. Und jetzt nimmst Du eine Zenerdiode ZF12. Diese sperrt, bis 12V erreicht sind, und dann leitet sie (schlägt durch) Nur geht sie dabei nicht futsch. Das ist der ganze Unterschied. In Leitrichtung leitet sie genau auch bei 0,55 bis 0,7V.

Ja, das hatte ich auch drauf. Ist also klar.

richi44 schrieb:

Zweitens: Beim Amp hast Du den Noninverseingang und den Inverseingang. Die Bezeichnung + und - hat da eigentlich nichts zu suchen. Plus bedeutet Noninvers, minus = Invers. Und Invers bedeutet, dass das OPV-Ausgangssignal gegenphasig ist zum Invers-Eingangssignal.

Das bedeutet, dass es völlig egal ist, ob ich Pin 2 oder 3 des SSM an Pin 2 oder 3 der XLR Buchse anschließe. Richtig?

richi44 schrieb:

Wir haben aber in jedem Fall an beiden Eingängen Wechselspannungen, die einfach gegenphasig anliegen und eine gemeinsame Ausgangsspannung erzeugen. Somit hast Du am Noninvers (+) nicht einfach ein Plussignal, das Du mit einer Diode auf 12V begrenzen kannst, sondern du hast im nächsten Moment auch ein Minus-Signal, das Du mit einer zweiten, umgekehrt gepolten Diode auf minus 12V begrenzen musst. Daher brauchst Du zwingend an jedem Eingang zwei ZD, eine, die das Plus begrenzt und eine für das Minus. Und weil ja die Dioden in der "Nicht-Zenerfunktion" normal leiten, schaltet man die beiden Dioden jeweils in Reihe, aber nicht wie im Datenblatt gleich (ergäbe ja +24V/-1,2V), sondern gegeneinander gepolt (ergibt +/-12,6V)

Ja, jetzt. Danke.

Ich mach mal einen neuen Plan.

Stefan

Die Bauteilbezeichnungen sind leider immernoch nicht sortiert (in der Reihenfolge) Aber ich denke, es sollte trotzdem klappen.

Bald haben wirs. Nur noch die nachfolgende Korrektur, und es klappt:

Alles klar. Korrektur in meinen Plan übernommen.

Jetzt habe ich noch einen Überfall:

Ich möchte den RG nicht wie im Plan dargestellt per Poti einstellen, sondern mit einem Schalter in 10dB Schritten von 0 bis 60. Zwischen den Rastungen mit einem Poti eine Feinjustierung um 10 dB. Also Schalter beispielsweise auf 40 dB gestellt und die Feinjustierung funzt dann von 40 bis 50 dB.

Eine Idee auf Lager?

Gruß

Stefan

Das geht, aber nicht auf einen Schritt.
Du musst die Verstärkung grob am SSM mit dem Schalter in den 10dB-Schritten einstellen, und dann einen zweiten OPV nachschalten, bei dem die Feinanpassung egmacht wird. Grund:
beim SSM liegt der Widerstand irgendwo zwischen 10 Ohm und unendlich.Also müsstest Du mit jedem Schritt auch das Fein-Pot auswechseln.
So hast Du aber einfach die 6 Widerstände und unabhängig davon den Feinregler (würde ich auf +/-7dB festlegen, dann hast Du noch eine leichte Anhebung oder Dämpfung über den Grundbereich hinaus und ausserdem überlappende Bereiche).
Schaltung folgt.

richi44 schrieb:

Das geht, aber nicht auf einen Schritt. Du musst die Verstärkung grob am SSM mit dem Schalter in den 10dB-Schritten einstellen, und dann einen zweiten OPV nachschalten, bei dem die Feinanpassung egmacht wird. Grund: beim SSM liegt der Widerstand irgendwo zwischen 10 Ohm und unendlich. Also müsstest Du mit jedem Schritt auch das Fein-Pot auswechseln.

Mein Gott, so doof bin ich garnicht, denn darüber bin ich auch schon "verzweifelt".

richi44 schrieb:

So hast Du aber einfach die 6 Widerstände und unabhängig davon den Feinregler (würde ich auf +/-7dB festlegen, dann hast Du noch eine leichte Anhebung oder Dämpfung über den Grundbereich hinaus und ausserdem überlappende Bereiche). Schaltung folgt.

Richi, Du bist ein Engel Du bist doch keine Frau

Nein mal im Ernst. Ich hatte den Eindruck, vor diesem Thread, dass die Cracks sich zu fein sind, den "einfachen" Usern zu helfen. Aber was ich hier erlebe, ist wirklich sehr nett und hilfsbereit...

Gruß

Stefan

Noch eine schnelle Korrektur: Der XLR Ausgang ist falsch. Pin 1 ist IMMER Masse und Pin 3 muss bei asymmetrischem Anschluss ebenfalls an Masse.

richi44 schrieb:

Noch eine schnelle Korrektur: Der XLR Ausgang ist falsch. Pin 1 ist IMMER Masse und Pin 3 muss bei asymmetrischem Anschluss ebenfalls an Masse.

Erledigt

Richi, Du bist ein Engel Du bist doch keine Frau

Erstens ganz im Gegenteil, und zweitens heisst es ja: DER Engel, also MUSS Deine Überlegung irgendwie falsch sein (oder eben darum).
Aber zurück zur Schaltung: Die Widerstände 227 Ohm, 784 Ohm und 3514 Ohm musst Du halt allenfalls durch Serie- und Parallelkombinationen hinbasteln, ausser Du bekämst die Werte in weniger als 1000 Stück geliefert .

Benötigt der NE eine Ofsetregelung? Wahrscheinlich nicht, da 22yF?!

Kann ich auch ein Doppel OP (OPA2604) nehmen und den Ofset OP des SSM in dieses Gehäuse integrieren? Müssen dann die Widerstandswerte sich ändern?

Was ist mit dem TL032? Das scheint auch ein sehr guter OP zu sein und wenn ich das Datenblatt richtig lese, ist der Ofset intern getrimmt.

Was ist mit C´s an den Spannungsversorgungen? Auch je 100nF?

Gruß

Stefan

P.S. Geht auch ein 4k7 für das Poti? 5k hab ich spontan nicht gefunden

Den Offset des SSM haben wir ja auskompensiert, also kommt nichts auf den NE. Und bei einer Verstärkung von rund 7dB im Maximum hat der NE auch keinen nennenswerten eigenen Offset. Und was bleibt (wenige mV), trennen wir ja mit dem Ausgangselko. Und weil im Invers und Noninverszweig die Widerstände unterschiedlich sind (im Noninvers 0 Ohm), bekommen wir eher eine positive als negative Offsetspannung. Es lohnt also gar nicht, sich da irgendwelche Gedanken zu machen.

Ich habe bisher hauptsächlich mit dem NE5534 gearbeitet, weil dieser in vielen Studiogeräten drin ist und somit sooo schlecht nicht sein kann. Und man kriegt ihn immer und überall recht günstig.
Natürlich gibt es bessere IC, die Frage ist nur, ob man damit etwas erreicht. Wenn wir eine Grenzfrequenz von 40kHz als Maximum annehmen (wird von fast keinem Studio-Mikrofon erreicht, daher gibt es auch auf einer SACD keine so hohen Frequenzen), ist das für den NE kein Problem. Ebenso sind Klirr und Rauschen im grünen Bereich. Und mehr kann ein anderer IC auch nicht.

Kann ich auch ein Doppel OP (OPA2604) nehmen und den Ofset OP des SSM in dieses Gehäuse integrieren? Müssen dann die Widerstandswerte sich ändern?

Als Offset-Kompensierer brauchst Du einen FET-OPV, weil Du ja mit hohen Widerständen am Eingang arbeitest (1M).
FET-OPV rauschen aber stärker bei niederohmiger Ansteuerung als bipolare Typen. Daher wird das Rauschen etwas höher ausfallen, wenn Du einen solchen als Audioverstärker einsetzt. Das Rauschen als solches ist aber so gering, dass es in der Praxis kaum eine Rolle spielt. Du kannst also ohne weiteres sowas verbauen. Widerstände müssen nicht angepasst werden und der externe Kompensationskondensator (22p) entfällt ersatzlos.

Den TL032 würde ich aber nicht verwenden, da liegst Du dann mit dem Rauschen schon an der Grenze.

Man sollte erst alles lesen, und dann antworten...

Benötigt der NE eine Ofsetregelung? Wahrscheinlich nicht, da 22yF?!

Nein, Offset ist kein Thema und wird oft weit überbewertet. Ich habe auch beim SSM nie eine externe Kompensation verwendet (findet man fast nie in Schaltungen mit dem SSM). Die 22 sind pF, nicht Mikrofarad und dienen der externen Frequenzkompensation!!

Was ist mit C´s an den Spannungsversorgungen? Auch je 100nF?

Das ist nicht verboten, nur bringt es nicht sehr viel.

Bei digitalen Schaltungen sind diese C zur Impulsableitung, weil bisweilen hohe Frequenzen vorkommen, im Bereich bis einige GHz. Da ist selbst eine Leitung von 1cm Länge eine Spule. Aber bei NF ist es normalerweise nicht nötig. Und wenn man irgendwelche Störspitzen gegen Masse leitet, fragt man sich, was Masse überhaupt ist. Das ist letztlich genau so eine Leiterbahn wie jene der Speisung und somit genau so induktiv.

Im Gegensatz zur Digitaltechnik, wo man eine Schwellenspannung überwinden muss, damit der Baustein funktioniert, gibt es im Analogbereich keine Schwelle. Alles, was auf der Masse fagabundiert, kommt letztlich in die Verstärkerschaltung hinein und hinten wieder heraus.
Aber das alles spielt erst bei grösseren, komplexen Schaltungen wirklich eine Rolle oder bei Schaltungen mit extrem hohen Strömen.

Deine Argumente nicht nicht von der Hand zu weisen.

Hast Du eine Alternative zum OPA137? Der ist nicht günstig und auch nicht überall zu haben.

Nachfolgend habe ich mal den aktuellen Plan.

Hallo,

glaub dem Richard, ein 5534 oder 1/2 5532 tut es gut aber die Eingänge müssen gedreht werden, E+ auf Masse, E- in den GK Zweig.

Hallo,

das geht ja ab hier!

Die Diodenschutzschaltung würde ich mit (meinetwegen auch Schottkies) gegen die Betriebsspannungen legen. Mit der bisherigen Variante habe ich schlechte Erfahrungen in der Meßtechnik gemacht, weil die Dioden schon vor Erreichen der "Schaltschwelle" merklich leiten. Also von jeder Eingangsstrippe je eine Diode mit Anode an +15V und je eine mit Katode an -15V.

Statt OPA137 geht auch AD822, den habe ich sicher noch reichlich als SOIC8, sein bißchen Rauschen wird sowieso mit R12, C17 "gegroundet".

Die Referenz vom SSM2019 stützt sich über die internen 5k auf die 100µF des C17. Macht fu=3Hz, ist das richtig? Ich hab bisher nur sehr oberflächlich mitgelesen.

Vor die Eingänge und vor C16, würde ich noch je einen 22R in Reihe legen, deren Eigenrauschen gering genug ist, die aber einen gewissen Schutz gegen ESD bieten. Gleichzeitig sollten je 1/10 bis 1/5 C16 nach Masse gehen, gegen HF-Einkopplungen.

Schalter auf jeden Fall mit vergoldeten Kontakten, das Poti Cermet oder Leitplastik, aber zumindest ein zuverlässiges, gekapseltes Ding. Das kleine Alps in meiner Soundkarte jedenfalls ist Dreck.

tiki schrieb:

Vor die Eingänge und vor C16, würde ich noch je einen 22R in Reihe legen, deren Eigenrauschen gering genug ist, die aber einen gewissen Schutz gegen ESD bieten. Gleichzeitig sollten je 1/10 bis 1/5 C16 nach Masse gehen, gegen HF-Einkopplungen.

Also an den Eingängen des SSM je direkt einen 1-2 pF gegen Masse? Und an dem dritten R auch? Zwischen dem R und C16?

Über den Rest denke ich noch.

@ Timo
Die Variante mit den Schutzdioden (sind übrigens im Schema wieder falsch!! nämlich normal in Reihe, nicht gedreht) hatten wir in allen Varianten schon durch. Die Variante mit Zenerdioden ist eigentlich aus jenem Schaltbild übrig geblieben, bei welchem die Verstärkungdes SSM bei rund 10dB Minimum lag.
Erfahrungsgemäss ist man auf der besseren Seite, wenn das Eingangssignal UNTER der Betriebsspannung bleibt. Daher eigentlich die Zener.
Die Problematik, die Du ansprichst, kommt natürlich jetzt zum Tragen, wo wir die Möglichkeit eines Hochpegeleingangs haben (V=1). Bei Mik kommen wir mit dem Nutzpegel nie in diese Gefahrenzone, können aber gegen "Phantomspannungsrumser" bestens schützen.

Zum ganzen OPV-Thema: Man könnte natürlich auch die 1M in der Offset-Kompensation verkleinern und entsprechend die 100nF vergrössern. Dann bräuchte man nicht zwingend einen FET-OPV und könnte daher einen NE5532 oder etwas vergleichbares (billig, gut, überall erhältlich) einsetzen.

Zum 100 Mikro-Elko bei der Masse des SSM: Das verschlechtert etwas die Symmetrie bei tiefen Frequenzen. Prinzipiell hat aber der Eingangsteil schon ein Gleichtakt-V von 1 bei jeder beliebigen Verstärkung. Wenn also bei den 0,3Hz (falsch gerechnet?) die Gleichtaktunterdrückung bei V60dB nur noch 63dB beträgt, ist das sicher nicht so schlimm. Bei 50Hz verschlechtert sich diese gerade mal um 0,0006% und ist damit kein Thema mehr.

richi44 schrieb:

@ Timo Die Variante mit den Schutzdioden (sind übrigens im Schema wieder falsch!! nämlich normal in Reihe, nicht gedreht) hatten wir in allen Varianten schon durch. Die Variante mit Zenerdioden ist eigentlich aus jenem Schaltbild übrig geblieben, bei welchem die Verstärkungdes SSM bei rund 10dB Minimum lag. Erfahrungsgemäss ist man auf der besseren Seite, wenn das Eingangssignal UNTER der Betriebsspannung bleibt. Daher eigentlich die Zener. Die Problematik, die Du ansprichst, kommt natürlich jetzt zum Tragen, wo wir die Möglichkeit eines Hochpegeleingangs haben (V=1). Bei Mik kommen wir mit dem Nutzpegel nie in diese Gefahrenzone, können aber gegen "Phantomspannungsrumser" bestens schützen.

Das die D´s wieder falsch sind, habe ich auh gesehen. Es muss wieder je eine gedreht werden. Warum das in der Schaltung wieder falsch ist, weis ich auch nicht.

Wenn ich das richtig verstehe, dann sind die Dioden eigentlich gegen den upergau. Also dürften Timos Bedenken nicht problematisch sein. Oder?

richi44 schrieb:

Zum ganzen OPV-Thema: Man könnte natürlich auch die 1M in der Offset-Kompensation verkleinern und entsprechend die 100nF vergrössern. Dann bräuchte man nicht zwingend einen FET-OPV und könnte daher einen NE5532 oder etwas vergleichbares (billig, gut, überall erhältlich) einsetzen.

Das gefällt mir auch. Wie groß müssten dann R und C sein?

richi44 schrieb:

Zum 100 Mikro-Elko bei der Masse des SSM: Das verschlechtert etwas die Symmetrie bei tiefen Frequenzen. Prinzipiell hat aber der Eingangsteil schon ein Gleichtakt-V von 1 bei jeder beliebigen Verstärkung. Wenn also bei den 0,3Hz (falsch gerechnet?) die Gleichtaktunterdrückung bei V60dB nur noch 63dB beträgt, ist das sicher nicht so schlimm. Bei 50Hz verschlechtert sich diese gerade mal um 0,0006% und ist damit kein Thema mehr.

Das gefällt mir auch. Wie groß müssten dann R und C sein?

Das Problem ist meist der Platz. Wenn jetzt 1M zu 100nF drin sind, könnten wir 100k mit 1Mikrof. verwenden. Das ist gerade so das R-Maximum, das noch Sinn macht.
Andererseits könnten wir 47k und 2,2yF verwenden, was dann aber baulich etwas gross wird.
Wenn Du es nicht auf den kleinsten Platz abgesehen hast, würde ich die Variante 47k / 2,2yF vorschlagen.

Und zu den Eingangskondensatoren gegen Masse und so:
http://files.hifi-forum.de/Zucker/Selbstbau/MikSP.doc
In meinem Bauvorschlag habe ich die Kapazität zwischen den Eingängen auf 100p festgelegt, dafür von jedem Eingang gegen Masse auch 100p. Diese Schaltung habe ich so aufgebaut und damit eine genügende HF-Festigkeit erzielt. Sie ist so auch bei einigen Herstellern anzutreffen.

Das ist jetzt meine aktuellste Variante. Ist das bis jetzt so in Ordnung?

Hallo,

meine Fragen resultierten tw. aus oberflächlichem Lesen, wie angedeutet, verzeiht bitte.

Das C-Verhältnis am INA-Eingang habe ich aus einem Datenblatt von AD oder LTC, war auch kurz begründet. Hab es schon vergessen, weil bei mir eben jene Variante in den Brückenverstärkern für Strömungsmessung wunderbar funktioniert. Offenbar unkritisch.

Die Zener gefallen mir u.a. deswegen nicht, weil die allermeisten Datenblätter nur Restströme im µA-Bereich garantieren, abgesehen von dem weichen Übergang und dem für die "Regelung" notwendig hohen Strom. Die einzigen Ausnahmen, an die ich mich erinnere, waren von Philips, habe sie aber auch wieder aus den Augen verloren. Wenn Eure Erfahrung Besseres sagt, kein Problem.

ab hier etwas geändert:

Stefan, siehst Du im Layout bitte trotzdem die Serienwiderstände für die Inaeingänge nach C16 vor? Da kann man alternativ Brücken oder eben Rs bestücken. Es ist bald Winter, da wird das ESD-Problem wieder allgegenwärtig. Und selbst mit 1nF parallel zum INA-Eingang haben wir noch unendlich Bandbreite. Dieser C wirkt bei ESDs als kapazitiver Spannungsteiler, je größer, desto besser gegen Spannungsspitzen (aber entsprechend schlechter für die Bandbreite).

Deshalb sollte diese C-Kombination auch ganz an den Eingang, also noch vor C1/C2. Hinter die Eingangs-Cs sollten meiner Meinung nach trotzdem die Dioden nach +15V und -15V, weil die Spannungsspitzen sich dann direkt in die Stütz-Cs über nur die forward drops der Dioden entladen können (sofern diese in unmittelbarer Nähe niederohmig und niederinduktiv angekoppelt sind). Deren Impedanz ist deutlich niedriger als die der Zenersens, es verbleibt also eine wesentlich niedrigere Spitze. Hab ich wieder was übersehen?

@ Timo
Das Peak-Problem am Eingang entsteht, wenn wir im Betrieb, aber ohne Mik, die Phantom ein- und ausschalten. Dann bekommen wir die 48V über je 6,8k auf den Eingang. Dabei bildet sich ja ein Teiler mit den 10K und den 39K im Eingangsteil des SSM. Trotzdem ist diese Spannung zu hoch. Das ist eigentlich der Aufhänger fürs ganze. Und Du kannst nachrechnen, was da für Ströme möglich sind. Da geht es nicht mehr um Mikroampere, folglich begrenzt da die Zenerdiode sehr wohl.
Andererseits liegen ja im Mik-Fall Spannungen von unter 1V an, und das mit einer Quellimpedanz von rund 100 Ohm, sodass die "Undichtheit" der ZD kaum eine Rolle spielen dürfte.
Die Seriewiderstände können Sinn machen, gefallen mir aber ehrlich gesagt nicht so recht. Wenn man das Ding als Mikverstärker für den Bühnenbetrieb einsetzen will, verstehe ich die Argumente. Da hat man rasch einiges an HF eingefangen. Dann sollte man aber die Eingangsschaltung so auslegen, wie sie bei Studiomischpulten üblich ist, also mit einem entsprechenden HF-Filter, bei dem die beiden Spulen auf einen gemeinsamen Kern gewickelt werden und so durch Auskompensation die Gleichtaktunterdrückung im HF-Bereich verbessern.
Wenn der Verstärker aber eher als Mess-Hilfsmittel eingesetzt wird, also mit 1m Mikkabel, ist die ganze Übung eher etwas übertrieben.
Und bei den C muss man ja immer die Quellimpedanz, also das Mik mit berücksichtigen. Da haben wir ja schon pro Eingang rund 100 Ohm drin, sodass die R da keine nennenswerte Rolle mehr spielen.

@ Stefan
Beim Pegelregler hast Du am Anschluss A die höchste Verstärkung, bei E die kleinste. Ist allenfalls beachtenswert beim Einbau.
C4 und C12 würde ich als Folienkondensatoren vorsehen (daher meine Anmerkung mit der Grösse), denn mit Elkos können da trotz allem Leckströme entstehen, die die Schaltung ad absurdum führen würden.
Wenn Du als Offset-Killer den NE5532 verwendest, kannst Du ihn auch als Ausgangsverstärker einsetzen. Dann ändert sich die Numerierung am OPV und die 22p (C15) entfallen.

richi44 schrieb:

@ Timo Das Peak-Problem am Eingang entsteht, wenn wir im Betrieb, aber ohne Mik, die Phantom ein- und ausschalten. Dann bekommen wir die 48V über je 6,8k auf den Eingang. Dabei bildet sich ja ein Teiler mit den 10K und den 39K im Eingangsteil des SSM. Trotzdem ist diese Spannung zu hoch. Das ist eigentlich der Aufhänger fürs ganze. Und Du kannst nachrechnen, was da für Ströme möglich sind. Da geht es nicht mehr um Mikroampere, folglich begrenzt da die Zenerdiode sehr wohl. Andererseits liegen ja im Mik-Fall Spannungen von unter 1V an, und das mit einer Quellimpedanz von rund 100 Ohm, sodass die "Undichtheit" der ZD kaum eine Rolle spielen dürfte. Die Seriewiderstände können Sinn machen, gefallen mir aber ehrlich gesagt nicht so recht. Wenn man das Ding als Mikverstärker für den Bühnenbetrieb einsetzen will, verstehe ich die Argumente. Da hat man rasch einiges an HF eingefangen. Dann sollte man aber die Eingangsschaltung so auslegen, wie sie bei Studiomischpulten üblich ist, also mit einem entsprechenden HF-Filter, bei dem die beiden Spulen auf einen gemeinsamen Kern gewickelt werden und so durch Auskompensation die Gleichtaktunterdrückung im HF-Bereich verbessern. Wenn der Verstärker aber eher als Mess-Hilfsmittel eingesetzt wird, also mit 1m Mikkabel, ist die ganze Übung eher etwas übertrieben. Und bei den C muss man ja immer die Quellimpedanz, also das Mik mit berücksichtigen. Da haben wir ja schon pro Eingang rund 100 Ohm drin, sodass die R da keine nennenswerte Rolle mehr spielen.

Aber wie Timo sagte, könnte man das im Layout erst einmal berücksichtigen. Es sind ja nur zwei Widerstände, womöglich in SMD. Da ist doch schnell ne Brücke drüber.

Ich bleib bei den Z-Dioden, wie in meinem letzten Plan.

richi44 schrieb:

@ Stefan Beim Pegelregler hast Du am Anschluss A die höchste Verstärkung, bei E die kleinste. Ist allenfalls beachtenswert beim Einbau.

Ich geb zu, ich habe nicht drauf geachtet, da ich die endgültige Bauteilauswahl noch nicht traf, aber Du hast natürlich Recht.

richi44 schrieb:

C4 und C12 würde ich als Folienkondensatoren vorsehen (daher meine Anmerkung mit der Grösse), denn mit Elkos können da trotz allem Leckströme entstehen, die die Schaltung ad absurdum führen würden.

Die Größe des Layouts muss zwar nicht so klein wie irgend möglich, aber 2,2yF als Folien. Das sind ja Trümmer. Obwohl, stimmt garnicht, RM 7,5. Das ist ok. Wird geändert. Es gibt sie aber "nur" mit 20% Toleranz. Ist das i.O.?

richi44 schrieb:

Wenn Du als Offset-Killer den NE5532 verwendest, kannst Du ihn auch als Ausgangsverstärker einsetzen. Dann ändert sich die Numerierung am OPV und die 22p (C15) entfallen.

Ich bekomme AD824AR14. Können wir bitte die Schaltung dafür vorsehen. Soll heißen, muss ich da noch andere Werte korrigieren? Oder nur ggf. die Pinbelegung.

Gruß

Stefan

Ich habe gerade gesehen, von WIMA gibt es 2,2yF Folie auch als SMD mit 10% Toleranz. Das ist ok.

Aber wie Timo sagte, könnte man das im Layout erst einmal berücksichtigen. Es sind ja nur zwei Widerstände, womöglich in SMD. Da ist doch schnell ne Brücke drüber.

Alles klar

Die Größe des Layouts muss zwar nicht so klein wie irgend möglich, aber 2,2yF als Folien. Das sind ja Trümmer. Obwohl, stimmt garnicht, RM 7,5. Das ist ok. Wird geändert. Es gibt sie aber "nur" mit 20% Toleranz. Ist das i.O.?

Das passt.

Ich bin zwar beim AD824 mit dem Rauschen nicht sonderlich glücklich, aber es geht.
Werte brauchst Du keine anzupassen.

Hier mal wieder ein aktueller Plan. Ich weis, die Pinbezeichnungen der beiden OP´s stimmen nicht, soll aber erst einmal egal sein.

Kann man nicht auch den "FeinreglerOP" so dimensionieren, dass er nicht +/-7dB macht, sondern +15dB macht, dann hätte ich eine max. Verstärkung von 75 dB. Damit würde ich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen. Also, Schalter auf 0 - Feinregler auf max. = 15 dB, oder Schalter auf 40 - Feinregler auf max. = 55 dB.

Stefan

Man könnte es theoretisch ganz genau anpassen, aber irgendwann macht es keinen Sinn mehr. Daher folgende Möglichkeit: R13 = 3,9k, Pot = 10k, R14 = 12k.
Das ergibt im Minimum eine Dämpfung von 13,9:12 = 1,2767dB
Die Maximalverstärkung liegt bei 22:3,9 = 15,0272dB

richi44 schrieb:

Man könnte es theoretisch ganz genau anpassen, aber irgendwann macht es keinen Sinn mehr. Daher folgende Möglichkeit: R13 = 3,9k, Pot = 10k, R14 = 12k. Das ergibt im Minimum eine Dämpfung von 13,9:12 = 1,2767dB Die Maximalverstärkung liegt bei 22:3,9 = 15,0272dB

Habe ich das richtig verstanden? Bei den Werten ergibt es eine Feinregelung von ca. -1,3/+15 dB?

Ist die Schaltung sonst in Ordnung?

Gruß

Stefan

Hallo,

bitte den AD824 nicht unbedingt als Ausgangs-OP verwenden, da gebe ich Richi Recht. Dann doch lieber den NE. Als Offsetkompensation ist er aber i.O.

Meine vorhergehende Diodendiskussion ging nicht um die Phantom-Peaks beim bloßen Einstecken/Abziehen des Miks, sondern um ESD, also die Kontakt- und Luft-Entladungen, die durch statische Aufladung bei trockener Luft nahezu unvermeidlich sind. Da geht es um bis zu 50A mit Anstiegszeiten im Sub-ns-Bereich! Es ist ganz und gar nicht vernachlässigbar, auf welche Werte die Klemmspannung dabei steigt. Das ist sehr stark abhängig von der Diode. Eigentlich gehören hier sogar niederkapazitive Supressordioden rein. Ich stecke mal ein paar ESDA14V2SC5 mit in den Brief. Die kann man gleich als Serienzener verschalten (Pin 1+3 und 4+6 jeweils kurzschließen, Pin 2+5 frei lassen). Bei diesen sagt das Datenblatt eine Klemmspannung von ~22V bei 10A und gar ~47V bei 50A voraus (Letzeres sicherlich selten und nur bei heftigen Kontaktentladungen). Das ergibt aber nur Sinn mit den zusätzlichen Dioden zu den Betriebsspannungen. Dann ist das Diodennetzwerk doch hinter den Eingangselkos zu belassen, die man dem ESD-Glücksspiel überlassen muß. Bitte unbedingt die Layouthinweise beachten.
Übrigens sind dies keine theoretischen Überlegungen, sondern resultieren aus meinen Entwicklungserfahrungen bei einem Automotive-Drucksensorhersteller. Eine erfolgreiche ESD-EMV-Prüfung für ein anderes Meßgerät habe ich gerade vor ca. einem Monat durch. Also EMV/ESD bitte nicht auf die liechte Schulter nehmen, wenigstens mir zuliebe.

Die Idee mit dem Eingangsfilter finde ich nicht verkehrt, nur ist aus ESD-Sicht die (hoffentlich niedrige) Koppelkapazität (Streukapazität) interessant, weil die zum Durchreichen des Ladungsimpulses führt.

Aus dieser Sicht ist es auch sehr sinnvoll, alles in SMD mit kürzester Leitungsführung und ohne(!) Extraverdrahtung auszulegen. Die Buchsen/Stecker und Potis/Schalter kann man sinnvoll als Einlötversionen am Platinenrand platzieren. Das verringert auch den Bestückungs- und Montageaufwand extrem, wie schon geschrieben.

Richis Auslegung der Nachverstärkung gefällt mir auch sehr.

Der Ausgangssymmetrierer fehlt noch, ich glaube, Henry hat eine Schaltung hier vorgestellt, natürlich finde ich es wieder mal nicht.
Ausgebuddelt
Ist der so in Ordnung oder zu modifizieren?

Stefan, kannst Du bitte die Schaltungen als *.PNG, auf 256 Farben reduziert, einstellen? Bei meiner ISDN-Einschlafleitung zählt jedes gesparte Bit. Danke!

Es freut mich, wie es hier weitergeht.

Timo,

wenn so, dann mit dem

Die Ausgänge bekommen jeweils 300R 1% und 220p gen Masse, jeder Ausgang in Serie 10µ + 250µH ala Stromdrossel von Epcos und nach der Drossel gen Masse je 220p > XLR.
2 und 7 bekommen je 10µ Tantal von ihren Ua zurück.
Fertig und HF tauglich.

tiki schrieb:

Hallo, bitte den AD824 nicht unbedingt als Ausgangs-OP verwenden, da gebe ich Richi Recht. Dann doch lieber den NE. Als Offsetkompensation ist er aber i.O.

Dann nehme ich den NE5532, dann habe ich ein Bauteil gespart.

tiki schrieb:

Meine vorhergehende Diodendiskussion ging nicht um die Phantom-Peaks beim bloßen Einstecken/Abziehen des Miks, sondern um ESD, also die Kontakt- und Luft-Entladungen, die durch statische Aufladung bei trockener Luft nahezu unvermeidlich sind. Da geht es um bis zu 50A mit Anstiegszeiten im Sub-ns-Bereich! Es ist ganz und gar nicht vernachlässigbar, auf welche Werte die Klemmspannung dabei steigt. Das ist sehr stark abhängig von der Diode. Eigentlich gehören hier sogar niederkapazitive Supressordioden rein. Ich stecke mal ein paar ESDA14V2SC5 mit in den Brief. Die kann man gleich als Serienzener verschalten (Pin 1+3 und 4+6 jeweils kurzschließen, Pin 2+5 frei lassen). Bei diesen sagt das Datenblatt eine Klemmspannung von ~22V bei 10A und gar ~47V bei 50A voraus (Letzeres sicherlich selten und nur bei heftigen Kontaktentladungen). Das ergibt aber nur Sinn mit den zusätzlichen Dioden zu den Betriebsspannungen. Dann ist das Diodennetzwerk doch hinter den Eingangselkos zu belassen, die man dem ESD-Glücksspiel überlassen muß. Bitte unbedingt die Layouthinweise beachten. Übrigens sind dies keine theoretischen Überlegungen, sondern resultieren aus meinen Entwicklungserfahrungen bei einem Automotive-Drucksensorhersteller. Eine erfolgreiche ESD-EMV-Prüfung für ein anderes Meßgerät habe ich gerade vor ca. einem Monat durch. Also EMV/ESD bitte nicht auf die liechte Schulter nehmen, wenigstens mir zuliebe. Die Idee mit dem Eingangsfilter finde ich nicht verkehrt, nur ist aus ESD-Sicht die (hoffentlich niedrige) Koppelkapazität (Streukapazität) interessant, weil die zum Durchreichen des Ladungsimpulses führt.

Muss ich gleich mal in Ruhe drüber denken.

tiki schrieb:

Aus dieser Sicht ist es auch sehr sinnvoll, alles in SMD mit kürzester Leitungsführung und ohne(!) Extraverdrahtung auszulegen. Die Buchsen/Stecker und Potis/Schalter kann man sinnvoll als Einlötversionen am Platinenrand platzieren. Das verringert auch den Bestückungs- und Montageaufwand extrem, wie schon geschrieben.

Hatte ich eh vor.

tiki schrieb:

Richis Auslegung der Nachverstärkung gefällt mir auch sehr. Der Ausgangssymmetrierer fehlt noch, ich glaube, Henry hat eine Schaltung hier vorgestellt, natürlich finde ich es wieder mal nicht. Ausgebuddelt Ist der so in Ordnung oder zu modifizieren?

Auch hier denke ich später drüber nach.

tiki schrieb:

Stefan, kannst Du bitte die Schaltungen als *.PNG, auf 256 Farben reduziert, einstellen? Bei meiner ISDN-Einschlafleitung zählt jedes gesparte Bit. Danke!

Wie kein DSL, aber Feiertag?

tiki schrieb:

Es freut mich, wie es hier weitergeht.

Mich auch, sehr sogar. Alle sehr hilfsbereit hier.

Stefan