Svenska ElektronikForumet

Leta upp "generatorformeln" i
http://sv.wikipedia.org/wiki/Elektromag ... ntzkraften

Generatorformeln:
U = vBl

Svanted - Jag förstod inte att du behövde övertygas. Om vi betraktar ett specialfall av Maxwells ekvationer. \(e = l B v\), här är \(l\) ledarens längd, \(B\) fältstyrkan, \(v\) ledarens hastighet och \(e\) är den elektromotoriska spänningen. Tänk på att magneters fällt kan riktas hur som helst när de konstrueras. I mitt fall har jag alltså två magneter med Nord - Syd riktade rak emot varandra. Givet att Maxwells ekvationer inte bara är humbug. så säger det här oss alltså att om en ledare (ett band i mikrofonen) rör sig igenom det homogena magnetfältet i mikrofonen kommer en ström att alstras i ledaren om vi skapar en sluten krets. Jag har skapat en sluten krets genom att koppla in en transformator med lågohmig ingång till en något högre ohmig utgång.

Edit, Oj ser att sven redan postat ett svar till dig svante.

slurry - Tack för ditt svar. Jag blir dock lite konfunderad av alla alternativ... Vet inte riktigt hur jag ska välja.

Jag sitter och tittar på olika lösningar med op-förstärkare. Om jag använder ett ickeinverterande steg enligt det jag bifogar. Visst kan jag anta att impedansen in och ut är oändlig respektive noll (några få Ohm) oavsett vad R1 och R2 är? Vidare om det stämmer kan jag koppla in censor+transformator direkt emot op-förstärkaren? Att min svaga ström/spänningskälla borde kunna driva en op-amp utan problem om in-impedansen är som jag skrev ovan?

Transformatorns ut-impedans är ca 75 Ohm.


Edit, är det någon som har spice-modeller av; AD8599, LM4562 - LME49720, AD797, LME49713, LM6172 eller OPA2134?

Vid 75 ohm är det termiska bruset sqrt(4RkT) = 1.1 nV/sqrt(Hz)
Det betyder att OPns spänningsbrus helst bör vara lägre än så för att
det skall bli optimalt. I och för sig fungerar den säkert bra
ändå, men lågt brus är en viktig egenskap för mikrofoner.

Det innebär också att R2 i figuren bör vara mindre än 75 ohm, annars börjar den bidra.
Om R1 är för låg kan utgången bli så belastad att man får distorsion, och är den för
hög blir spänningsförstärkningen så stor att detta också ger distorsion.
Det går att lösa dessa problem på många sätt, t.ex. en bra OP eller en kompletterande buffert.

Spicesimulering är bra men inte alltid tillräckligt.
Är osäker på om den beräknar distorsionen rätt vid överbelastning.
Rökutvecking brukar den inte simulera exakt rätt!
Men man kan få en viss förståelse för många av problemen.
Sedan kan man säkert nöja sig med en ickeoptimal konstruktion.
Missar man en decibel i dynamiken är kanske man är nöjd ändå!

SvenW - Först och främst handlar det om att förstå op-förstärkare bättre. Jag tror att de op-förstärkarna jag frågade efter är bra. Hur räknar jag ut lämpliga R1 och R2 menar du? Hur vet jag att R2 inte bör vara över källans utgångs-impedans tex? Vidare, visst blir förstärkningen A = 1+R1/R2, dvs jag borde ju inte ha något problem att ta ett litet R2..? Hur räknar du fram det värme beroende bruset, sqrt(4RkT) = 1.1 nV/sqrt(Hz)?

Lite läsning jag haft glädje ab.
http://www.ti.com/lit/an/sboa092a/sboa092a.pdf
http://www.analog.com/library/analogDia ... dbook.html

Här finns en text på forumet:
http://elektronikforumet.com/forum/view ... 14&t=41840

Annars på engelska t.ex.
http://en.wikipedia.org/wiki/Johnson%E2 ... uist_noise
Nykvist var en svensk-amerikan som jobbade på Bell Labs.

>>Hur vet jag att R2 inte bör vara över källans utgångs-impedans tex?

Alla komponenter bidrar med brus. Bruset R2 kommer in lika starkt som mikrofonen
men med styrkan sqrt(4RkT), alltså proportionellt med sqrt(R2).
R2 bör alltså vara så lågt som möjligt. Helst lägre än signalimpedansen 75 ohm.

Tack!

Det finns an approximation som säger att förstärkningen A = gain*bandwidth. Funkar den approximationen i en ickeinverterande koppling? Förresten, finns det några för nackdelar med ickeinverterande jämfört med andra 'standardkopplingar'?

svanted skrev:

danei skrev:Magnetfältet ska vara homogent för att signalen ska motsvara ljudet som bandet utsätts för. Det är rörelsen i magnetfältet som genererar en signal, inte förändringen av magnetfältet.

jaså...
citat:
Induktion innebär att en elektrisk ström alstras (induceras) i en elektrisk ledare, om ett magnetfält i dess närhet varierar.
alut citat:
urklipp från
http://sv.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisk_induktion

För att en ström ska kunna induceras måste det finnas en lednings slinga. Det är variationerna i magnetflödet genom den slingan som genererar en ström. Om bandet rör sig i ett homogent fält blir utsignalen linjär mot rörelsehastigheten.

Jag fixade till wikipedia sidan. Tog även bort ett fel i meningen efter den du citerade.

75 ohms impedans är väldigt nära impedansen på Moving Coil-pickuper för vinylspelare. De har typiskt t.ex. 100 ohm och en utgångsspänning på någon halv millivolt.

Jag bildsökte på nätet på moving coil amplifier och hittade ett par exempel:

På den här sidan (på "Hi-Fi News, 1979, December" och "Homemade, pre-amplifier"-raderna) finns ett enkelt schema som visar principen för ett gemensam-bas-tranistorsteg. (Ja, det finns dessutom en rörkoppling). Jag skulle inte bygga exakt detta schema, dels använder det stenålderstransistorer och dels finns det lite bättre lösningar.

Det här schemat verkar klart bättre, fast det är inte ett gemensam-bas-steg. (Det ser dessutom ut att vara en piratkopia på nån Elektorgrej ). De tre vänstra transistorerna ihop med de tre högra transistorerna bildar en differentialförstärkare vars balanserade utgångar matar ingångarna på en OP, och OP'ns utgång matar ingången på högra halvan av differentialförstärkaren. Om du vill mata denna koppling med fantommatning så kan du skapa en virtuell jord med spänningsdelare (och ev. förstärkande OP) och kondingarna C4, C5, C6 och C7. Jord i XLR-kontakten går då till det som heter -15 i schemat, och R13 går till "-15" istället för "jord". En till separat OP skapar balanserad signal, även den får på utgången en koppling likadan den med R12, C2, R13. Från båda utgångarna tar du lagom stora motstånd för att få 30V vid den ström förstärkarkopplingen nu drar. (OBS, detta är egentligen inte helt rätt, det bör vara en stabilisering, eftersom mikrofoningångar brukar ha låg impedans i "proffs"-XLR-kontakt-sammanhang och den kan kanske dra så mycket ström att det börjar märkas på spänningen. Det är inte så troligt, men det finns liten risk).

Här är ett MC-försteg från en bra-hifi-tillverkare (Classe), gemensam bas-steg:
http://www.diyaudio.com/forums/analogue ... ridge.html

Även denna sida har ett gemsam-bas-steg "Hiraga Pre-amp":
http://www.solaris.no/electronics/preamp.html

Här finns ett till schema med gemensam bas. Detta har flera transistorer. OBS, detta steg måste matas från batteri eller med specialkonstruerad strömmatning:
http://www.solaris.no/electronics/preamp.html
OBS att bruset anges till 54/74 nanovolt! Borde inte nåt sånthär gå att använda direkt med mikrofonen utan trafo?

Med alla ovanstående får det givetvis kompletteras med något för att få balanserad signal.

Just fantommatning är ju lite jobbigt och något som ofta löses med en trafo, den ger både balansering, en 'ren' matningsspänning och dc-isolering mellan elektronikens signalutgång och kabelns fantommatade ledare.

Det ljudkvalitetsmässigt bästa är nog att slippa alla trafos helt, men det ställer ju en del mer krav på elektroniken.

P.S. tråden sov såpass länge att jag tappat tråden lite, minns inte alla detaljer av vad som skrivits på de fem första sidorna. Sorry om jag upprepar något.

"A = gain*bandwidth" gäller i stort sett lika för inverterande som icke-inverternande kopplingar.
Det finns ingen väsentlig skillnad mellan dessa förutom just inverteringen.
Det är bara lite skillnad på hur de belastar källimpedansen. Vet inte om detta
har betydelse här, möjligen borde alumiumbandet dämpas lite av lasten.

Att helt skippa trafo skulle nog gå om man kopplar väldigt många transistorer parallellt.
Det behövs kanske ett hundratal, och med priset 50 öre styck har man väl råd, men
det går också åt en del lödtenn. Samt tålamod.

SvenW - Jag har redan en traffo i mikrofonen. Den 'växlar upp' impedansen från >1 Ohm till ca 75 Ohm. Jag kommer alltså att använda den. Då är ju op-förstärkare jätteenkla att använda. När jag testar en ickeinverterande koppling i LTspice får jag helt linjär frekvensgång i det hörbara området. Fasgången är också i stort sett linjär, ja alltså nämnvärt även om fasgången inte spelar så stor roll i en ensam mickrofon. Med ett par op-förstärkare i serie kommer jag upp i 60 - 70 dB förstärkning, vilket borde räcka gott och väl.

MiaM - Tack för ditt inlägg. Jag har i stort sett skrotat iden om att ha ett kretskort med transistorer etc. I stället kommer jag att använda ett eller ett par op-chip.

I nuläget är jag lite osöker på hur jag bäst använder phantom-spänningen. En del lösningar jag sett på nätet verkar kort och gott koppla in den som matarspänning till op-förstärkare via ett par motstånd på ca 10k Ohm. Är det någon som har erfarenhet av phantom-spänning och hur man använder den i tex preamps?

Jag gjorde en bodeplot över två seriekopplade op-förstärkare. Jag bifogar en plot där bandbredden, dvs ca -3dB från topp, är med. Det här borde alltså funka bra ifall jag hittar op-förstärkare med riktigt låg brusfaktor, eller vad det heter.

Fantommatningen fungerar ju normalt så att man har en trafo med mittuttag på lindningen som ansluts till kabeln. En sån trafo i mixerbordet/mikrofoningångsburken matas med +48V (eller vad för lägre hobbyspänning man kan ha). En annan sån trafo sitter i mikrofonen, där tar man ut +48V på mittuttaget (och avkopplar den spänningen till jord med konding o.s.v.). De två ytterändarna på lindningen ansluts till själva kabeln.

Det är ungefär samma princip som för power-over-ethernet (fast där har man två trafos för två balanserade par, där ena paret är signal åt ett håll och ena polen på likspänningsmatningen, andra paret är signal åt andra hållet och andra polen på likspänningsmatningen. Mikrofonen har ju däremot en enda jord för minuspolen på likspänningsmatningen men ett balanserat par för signal från mikrofon och likspänningsmatningens pluspol).

I princip kan man väl välja fritt på att antingen ha trafo mot kabeln eller bara använda ledningarna rakt av.

Endast motstånd -> op-förstärkares matningsspänning har nackdelen att ifall OP'n drar varierande strömmängd så kommer spänningen variera. Nån enklare regulator kan nog vara en bra idé. Tyvärr tror jag att de klassiska regulatorerna typ 78xx-serien och för den delen 723 (som normalt används med extern effekttransistor, men i det här fallet borde orka ensam) inte är specade för att klara tillräcklig hög spänning. (723 har nog t.ex. 40V som gräns). 78xx-regulatorerna kan nog iofs användas om en zenerdiod används för att flytta upp dess jordreferens och en annan zenerdiod används för att se till att det aldrig kan bli för hög spänningsskillnad mellan ingång-utgång. Med tanke på att den zenerdioden får ta strömstöten vid uppstart då kondingar ska laddas upp (och dessutom vid avstängning om man slår av fantommatningen och direkt jordar den, då går backström från kondingar via zenerdioden (i det läget arbetande som vanlig diod) tillbaka till kabeln/kontakten) så är det nog bara bra att ha lagom stora/små seriemotstånd mellan signalpinnarna och regulatorn. Välj motståndsvärden så att de (parallellt, det är ju två signalpinnar) max vid 50V över sig ger så mycket ström som zenerdioden & co tål kortvarigt.

Absolut worst-case-scenario är väl att nåt stolpskott hittar en hane/hona-växlare för XLR och ansluter mikrofonen till en högtalarutgång. Jag vet inte om det är värt att bygga så att mikrofonen tål det? Det finns väl gränser på dumheter, typ...


P.S. länka gärna till de ritningar du hittar, så kan de vara diskussionsunderlag