Bandmikrofonbygge

Berätta om dina pågående projekt.
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

Hej igen!

Jag blir aningen bortkollrad av din förklaring... Jag tror att du har rätt i att jag borde posta schemat jag har nu. Det avslöjar förmodligen vilken nivå jag är på, så att säga. :-)

Kommentar till mitt schema. Det enda jag gjort är att skärma av förstärkningsstegen från phantom spänningen mha ett par kopplingskondensatorer. Då bör jag kanske även försöka skapa en jord som ligger mitt i spänningsfallet jag får ut av phantom-spänningen, eller?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

Jag ändrade lite i själva pre-amp:en.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
MiaM
Inlägg: 12844
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av MiaM »

circuit version 2.1a.PNG
Jag kladdade in lite grejer.

R21 och R22 är för att ge en viss utgångsimpedans, lämpligt är kanske att ha värden jämförbara med de man får på en dynamisk (passiv) mikrofon? OP-förstärkarna ger dessutom inte så jättebra prestanda om de lastas med lång kabel = kapacitiv last. Du kan ju prova att simulera kabelsn kapacitans, dels mellan ledarna och dels ledare-jord.

D1 är en zenerdiod som ser till att inte överskrida maxspänningen som OP-stärkarna tål.

C11 filtrerar matningen så att det inte läcker ljudsignaler tillbaka till matningen och vice versa. (Så länge D1 leder så ska C11 i princip inte behövas, men det är dumt att chansa).

R23 och R24 skapar en virtuell "signaljord" för OP-kopplingen, C12 filtrerar, OP'n förstärker signalen och C13 både filtrerar och gör framförallt att det inte behöver gå nämnvärd ström genom OP'n utan den mesta växelströmmen i den virtuella jorden går genom C13.

Som synes så kopplas trafo1's signaljord till denna virtuella signaljord. Chassiet på trafo 1 ska däremot kopplas till "riktig" jord, detsamma gäller mikrofonens skal o.s.v.


Det kanske eller kanske inte vore bra med skyddsdioder som skyddar utgångarna mot överspänningar.

P.S. för simuleringen så kan du inte bara prova olika kapacitans i mikrofonkabeln utan också att mata in HF-störningar i kabeln och i viss mån även på trafon. Dels kan man tänka GSM-störningar men kanske viktigare mellanvågsändare och liknande som strålar in. Det går ju att tvinga musikerna att lägga sin mobil en bit bort, men det är svårare att förbjuda grannländerna att ha sina mellanvågssändare igång.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

Hm.. Jag får inte alls till förstärkaren om jag följer dina tips. :-/ Jag vet inte riktigt hur jag ska dimensionera de olika komponenterna...
Användarvisningsbild
MiaM
Inlägg: 12844
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av MiaM »

R21 och R22 enligt vad för impedans som nu är vanlig på dynamiska mikrofoner. 200 ohm kanske är vanligt, då bör de vara på ca 100 ohm per styck eftersom de ser "halva" kabeln var. Egentligen ska de ha en smula högre värde eftersom R1 och R2 parallellkopplas med R21 och R22 sett ur kabelns perspektiv.

Välj vilken OP du vill ha. Kolla vad den tål för maximal spänning, och kolla också hur mycket tomgångsström den drar. Maximal spänning (och/eller önskad drivspänning) sätter spänningen på zenderdioden D1. Välj närmaste lägre standardvärde.

R23 och R24 kan ha ganska högt värde, huvudsaken är att de har samma värde (inom några procent). C12 dimensioneras så att den filtrerar bort all växelspänning från under hörbara frekvenser och uppåt. Räkna C12 som del av ett RC-lågpassfilter där R23 och R24 är parallellkopplade.

C11 och C13 behöver vara "tillräckligt stora" för att spänningen inte ska variera nämnvärt när OP'ns strömförbrukning varierar som funktion av ljudet.

C13 kommer se strömmen som går i R3 och R5. Båda dessa strömmar verkar vara i fas.

C11 kommer att se dels den pyttelilla strömmen som går in i R23/R24 men framförallt strömmen som går in i OP'n. En tumregel är att en OP drar sin tomgångsström plus utgångsströmmen och i det här fallet specifikt när en OP matar ut en positiv ström. (En negativ ström dras ju genom minusanslutningen). Eftersom AD2 och AD3 ger differentialsignaler så kommer bara en i taget att dra en ström som har med C11 att göra.

AD1 kommer att se R7 parallellt med R4-R3. AD2 kommer se (R22 i serie med (mixerns inimpedans parallellt med R1)) parallellt med (R6 i serie med R5). (Jag skrev meningen med "matte"-användning av parenteser, hoppas det blev begripligt.

Här blir det tyvärr krångligt att räkna eftersom R1 och R2 ingår i AC-belastningen AD2 och AD3's utgångar ser, vilket bidrar till hur mycket ström AD2 och AD3 som mest drar, vilket i sin tur påverkar dimensioneringen av R1 och R2. Det går givetvis att lösa matematiskt men det går också att chansa på ett startvärde i beräkningarna, se vad resultatet blir, justera det chansade värdet och upprepa beräkningarna till man chansat/justerat tillräckligt nära. Dessa motstånd ska ju ändå ha lite lägre värde än vad som behövs för att minst klara den högsta ström OP'n drar kontinuerligt med max ljudnivå in på mikrofonen, annars kommer spänningen över D1 och OP'na att gunga.

Jag måste erkänna att jag hade nog bara höftat till värden på kondingarna (både de jag ritat in och C3/C4) men det korrekta är ju att beräkna dem som lågpassfilter. Man kan här frestas att räkna på t.ex. 20Hz eller ännu högre, vad man nu vill ha för lägsta frekvens, men med flera frekvensberoende komponenter inblandade så kan man i värsta fall åka på rätt mycket oönskad fasvridning. Räkna på bara någon Hz istället. Du kan ju prova att simulera olika värden, för lågt på C11 eller C13 gör att spänningen över de gungar vid hög utspänning och låg frekvens. OBS att för att simuleringen ska fungera bra så bör du rita in mixerns ingångsimpedans mellan XLR-pin 2 och 3.

Nackdelen med för stora värden är att då tar det istället oönskat lång tid för elektroniken att "sätta sig" så att den fungerar ordentligt. I studiosammanhang kanske man inte direkt slår av/på fantommatningen/mixern och väntar sig perfekt ljud på en halv sekund, så här kan man kanske acceptera flera sekunders uppstartstid. I något annat sammanhang, t.ex. om du är sugen på att använda bandmikrofonen med batterimatning ihop med nån portabel inspelare (usb-ljudkort till smartphone t.ex.?) så har starttiden kanske större betydelse.

Vet inte om det blev mer begripligt, säg till om det inte blev det :wink:
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

Åh tack snälla! Ja, det blev tydligare. Även om det känns lite som att jag mest inser hur lite jag förstår. Hehe...


Hur som helst. Jag får bara ett spänningsfall på ett par volt mellan A+ och A-. Kan det vara så att krämen från mina phantom-spänningskällor inte orkar driva min förstärkare och det är därför spänningen sjunker så drastiskt..? Jag vet att phantom spänningen levereras via 6.8k motstånd. Då blir väl effekten att tillgå: 48^2/6.8k dvs någon tiondels watt. Hmm... :humm: Stämmer det? Om man söker på nätet anges strömmen kunna vara upp emot 4-5 mA i phantommatningen.

Jag bifogar mitt schema.
Användarvisningsbild
MiaM
Inlägg: 12844
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av MiaM »

Fantommatningen är ju rätt "klen".

6,8k på varje ledare på matningssidan motsvarar 3,4k. Maximal effekt fås när halva spänningsfallet ligger över motståndet i mixern, d.v.s. 24V över motstånden. Det blir bara 7mA ström och för att nyttja den strömmen så behövs spolar/trafo istället för motstånd i mikrofonen, eller så behövs åtminstone motstånd med mycket lägre resistans. Jag är HELT SÄKER på att någon annan kommer med bättre förslag på OP! Poängen är iaf att den vänstra OP'n har ju förstärkt signalen en hel del varpå det inte behövs lika lågt brus i efterföljande OP. Den nedre högre som ger mitt-noll-referensen kan egentligen vara hur usel som helst, eventuellt brus på utgången kortsluts av den efterföljande kondingen. Extremt mycket brus kommer förvisso ge onödig ström in i kondingen, men det ska väl till en katastrofdålig OP...


Jag provade att byta till LT6020 för alla utom den vänstra OP'n, och så provade jag att byta ut R1 och R2 mot spolar på 0,1H, och allmänt lite labbande. Resultatet blir att simuleringen verkar ta evigheter... LT6020 tog jag som slumpvist vald OP som drar mycket mindre tomgångsström och som fanns i biblioteket. Det kanske var ett dåligt val (t.ex. med avseende på simuleringshastigheten). Egentligen borde man rita spolarna som en spartrafo / spole med mittuttag.

Men, du har ritat "XLR-jord" in på den vänstra och den övre OP'n. Det är fel, det ska vara "mittnolla-jorden" som skapas av den nedre (högra) OP'n.

Jag labbade också med att ändra värdena på kondingen (innan jag såg att jorden satt fel), vet inte om det påverkar simuleringshastigheten.

Jag orkar inte vänta på simuleringen längre.

Jag är inte direkt någon fena på spice. Om du har nåt tips på inställningar som snabbar på simuleringen så vore det bra. Här är det jag micklat fram. Forumet gillar inte .asc-filer så jag zippade den:
circuit version 2.zip
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

Tack igen!

Till att börja med Jag måste alltså sänka mina förväntningar på hur mycket jag kan boosta signalen. Undrar om det är dags att återgå till ritbordet nu..? 0.15 W i runda slängar ger ju inte mycket att jobba med. Jag måste fundera lite på hur jag ska göra... Tips emottages tacksamt. Jag ska försöka sätta mig in i de förslag du postade längre upp i tråden MiaM.
Användarvisningsbild
MiaM
Inlägg: 12844
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av MiaM »

Kom på att det kan ju vara bra att slänga in schemat som vanlig bild för alla andra som följer tråden och inte orkar kolla på simuleringsfilen :)
bandmik.PNG

Men med OP som drar mindre tomgångsström så borde detta schema kunna fungera, väl?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

Ja... jag vet inte riktigt. Jag kanske ska försöka med endast ett balanserat op steg. Då har jag bara två op jobbar och drar ström. Visst inte behöver på vid den virtuella jorden så mycket..? humm:

Edit, alltså, balanserat = endast steget där jag splittar signalen.
Användarvisningsbild
lillahuset
Gått bort
Inlägg: 13969
Blev medlem: 3 juli 2008, 08:13:14
Ort: Norrköping

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av lillahuset »

Själv skulle jag för enkelhets skull skapa den differentiella signalen genom att ta den färdigförstärkta signalen och skicka den genom en OP med förstärkningen -1.

När det gäller den virtuella jorden har jag för mig att TI har kretsar som drar väldigt lite ström.
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

lillahuset - Det spelar egentligen ingen roll vad det är för op. Jag simulerar i LTspice, och ja, gissa vilka OPs Linear Technology har i sitt program. ;-) Vidare är jag så grön på op-förstärkare att jag inte vet var jag ska börja när jag letar efter lämpliga kandidater. :doh:
Användarvisningsbild
lillahuset
Gått bort
Inlägg: 13969
Blev medlem: 3 juli 2008, 08:13:14
Ort: Norrköping

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av lillahuset »

Hmmm, har jag skrivit om OP-typer? Tror inte det. Det du fick från mig tror jag var med LTs billigaste OP LTC6087.
Den drar typiskt 1,05mA per förstärkare, vid max 5V. Kör du med 5V matning har du tillgång till (48 - 5) / 3,4 = 12mA.
Användarvisningsbild
slurry
Inlägg: 289
Blev medlem: 18 februari 2005, 14:06:23

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av slurry »

überfuzz skrev:lillahuset - Det spelar egentligen ingen roll vad det är för op. Jag simulerar i LTspice, och ja, gissa vilka OPs Linear Technology har i sitt program. ;-) Vidare är jag så grön på op-förstärkare att jag inte vet var jag ska börja när jag letar efter lämpliga kandidater. :doh:
Tänka på att många OPampar inte är stabila ner till gain=1 så om det är ett krav så blir det inte allt för många kvar att välja på,
mitt första (ogenomtänkta) förslag är OPA2134, prislappen är i mitt tycke OK och du får en opamp som låter erkänt bra och själv har jag aldrig haft några stabilitetsproblem med den.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa134.pdf

finns på electrokit: http://www.electrokit.com/opa2134pa.44018
überfuzz
Inlägg: 790
Blev medlem: 8 december 2009, 19:46:27
Ort: Uppsala

Re: Bandmikrofonbygge

Inlägg av überfuzz »

Jag kollade runt bland electrokits OPar. I ett försök att röna ut vad jag ska ha så tänkte jag så här.
  1. Brusegenskaper - verkar anges i nV/sqrt(Hz)
  2. Effektåtgång - intressant eftersom det är aningen begränsat i min applikation
Slurry den du tipsade om har 8 nV/sqrt(Hz). I en snabb koll hittade jag LME49990 bland deras sortiment, med 1.3 nV/sqrt(Hz). Borde inte den vara en bättre kandidat..?
Skriv svar