Mikrofonverstärker mit anpassungsfähiger Verstärkg

Hallo,

seit Monaten sitze ich an einem Problem, zu dem es doch sicher eine Standartlösung geben muß.

Ich habe mir einen Mikrofonverstärker gebaut. Der macht eine hübsche Verstärkung, so um die 30.000fach. Das ist genial, wenn man leise Geräusche verstärken möchte. Aber wenn jemand etwas lauter spricht, übersteuert der Verstärker natürlich sofort.

Deswegen wollte ich mir einen Verstärker bauen, der sich automatisch an die Umgebungslautstärke anpasst.

Meine bisherige Vorgehensweise war so:
Mein Verstärker besteht aus 2 OpAmp-Stufen. Dahinter habe ich einen sog. „Peak-Detector“ geschaltet, im Grunde nichts anderes als ein Kondensator hinter eine Diode, und der Kondensator lädt sich mit der maximalen Spannung auf, die am Ausgang des Verstärkers liegt.
Ein Mosfet dient als spannungsabhängiger Widerstand und sitzt in der Rückkopplung einer OpAmp-Schaltung. Der Mosfet wird indirekt über die Spannung am Peak-Detector gesteuert.

Das Problem ist, daß diese Verschaltung extrem verzerrt und daher absolut nicht zu gebrauchen ist. Das beste, was ich noch hinbekommen habe, war eine aufwendige Schaltung, mit der ich die Verstärkung relativ unverzerrt in einem viel zu kleinem Bereich nur variieren konnte. Also nichts befriedigendes.

Also suche ich weiter nach einer Lösung. Wie kann ich die Verstärkung abhängig von der Stärke des Eingangssignals einstellen!?!

Für jede Hilfe wäre ich dankbar.

Viele Grüße,

Bernhard

Ich bin leider nicht so bewandert mit Schaltungen.
Aber ich hätte eine Lösung anzubieten.
Auf der Seite von Conrad Elektronik gibt es einen
NF Mono Mikrofon-Vorverstärker Bausatz mit variabler
Verstärkung und variablen Ausgangspegel zusätzlich läßt sie auch eine Fremdspeisung für das Mikrofon ableiten.
Allerdings ist der Vorverstärker nur für eine Eingangsspannung 0,2…2mV geeignet.Zur Not brauchst du noch einen Impendanzwandler ohne
Verstärkung um das Mikrofon anzupassen.
Man kann sie da unter „zusätzliche Informationen“
eine Schaltungsbeschreibung und einen Schaltplan
ansehen als PDF-Dokument.
Das müsste die doch sicher helfen.
Ich habe einen Mikrofonverstärker gebaut der schon ganz ordendlich ist
aus genau diesem Bausatz einer Mono-Klangstufe von Kemo und einem
1 Watt Endvestärker.
Zu meiner Frage ich benutze als Mikrofon eine Piezokeramischen Schallwandler (Piezosummer) um Körperschall zu verstärken.
In meinem Fall Seismische Bewegung.Die Verstärkung von 1500 in der
Vorstufe reicht aber noch nicht aus und da ich nicht sehr bewandert
bin weiß ich nicht wie ich den Bausatz verändern müsste um die Verstärkung auf z.b 5000 anzuheben was aus der Anleitung ersichtlich
per abänderung von Widerständen und Kondensatoren möglich wäre.

Hallo,
analoge Schaltungstechnik ist zwar seit je mein Steckenpferd,
allerdings habe ich mit Audio lange Zeit nichts mehr gemacht.

Ich habe mir einen Mikrofonverstärker gebaut. Der macht eine
hübsche Verstärkung, so um die 30.000fach. Das ist genial,
wenn man leise Geräusche verstärken möchte. Aber wenn jemand
etwas lauter spricht, übersteuert der Verstärker natürlich
sofort.

Wie hast Du die Eingangsstufe (rauscharm genug) realisiert?

Deswegen wollte ich mir einen Verstärker bauen, der sich
automatisch an die Umgebungslautstärke anpasst.

Da fallen mir 2 Ansätze ein.

1. Spannungsgesteuerte Verstärker (hast Du ja schon ausprobiert)
 Es gibt aber auch paar IC mit solchen Funktionen.
2. Logaryhmischer Verstärker bzw. eine Kombination von linearem
 und logarythmischer Verstärkung (im unteren Bereich anähernd 
 linear und im oberen Bereich logarythmisch).
Auch die kombination der beiden Varianten ist denkbar.

Allerdings werde alle Varianten bei Übersteuerung mehr oder weniger
verzerren und verfälschen.

Meine bisherige Vorgehensweise war so:
Mein Verstärker besteht aus 2 OpAmp-Stufen. Dahinter habe ich
einen sog. „Peak-Detector“ geschaltet, im Grunde nichts
anderes als ein Kondensator hinter eine Diode, und der
Kondensator lädt sich mit der maximalen Spannung auf, die am
Ausgang des Verstärkers liegt.
Ein Mosfet dient als spannungsabhängiger Widerstand und sitzt
in der Rückkopplung einer OpAmp-Schaltung. Der Mosfet wird
indirekt über die Spannung am Peak-Detector gesteuert.
Das Problem ist, daß diese Verschaltung extrem verzerrt und
daher absolut nicht zu gebrauchen ist. Das beste, was ich noch
hinbekommen habe, war eine aufwendige Schaltung, mit der ich
die Verstärkung relativ unverzerrt in einem viel zu kleinem
Bereich nur variieren konnte. Also nichts befriedigendes.

Ich denke, das ist richtig nur in den Griff zu bekommen, wenn
Du die Rückkoplung über alles machst. Sonst bleibt ja nur der
Variantionsbereich der einen Stufe. Das ist bei großer Dynamik
wohl zu wenig.
Dann sehe ich noch folgende mögliche Probleme:

  1. Nichtlineare Verstärker-Kennlinie durch die FET-Regelung
  2. Schwingneigung durch Phasendrehung und zu hohe Steilheit des FET
  3. Zu kleine Zeitkonstante des Peak-Detektors führt zu Modulation
    Die konktrete Ursache wäre hier mal zu analysieren.

Nicht undenkbar ist auch eine Rückkopplung vom Ausgang auf den
Eingang durch Übersprechen (stark vom Aufbau anhängig).

Also suche ich weiter nach einer Lösung. Wie kann ich die
Verstärkung abhängig von der Stärke des Eingangssignals
einstellen!?!

In diversen Freisprecheinrichtungen und auch in
Mutingschaltungen sollte solche Schaltungstechnik verwendet werden
(allerdings auch oft mit mäßigem Erfolg).
Außerdem gab und gib’s sowas in Aufnahmegeräten mit automatischer
Pegelaussteuerung (Tonbandgeräte, MD usw.)
Da müste doch auch was für den nachbau zu finden sein.
Gruß Uwi

Hilfe zu Deinem Conrad-Verstärker - an René
Hallo René,

Ich schaue mir gerade den Schaltplan vom Conrad-NF Mono Mikrofon-Vorverstärker an:

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1750…

Leider unterstützt er keine automatische Pegelanpassung, das muß immer noch per Poti manuell gemacht werden.
Aber ich kann Dir Tips zu Deinem Problem geben.

  1. Du hast ein Piezo-Mikro. Damit habe ich noch nie gearbeitet. Vielleicht kann man die gleiche Schaltung sowohl für Piezo- als auch für Elektret-Mikros verwenden. HILFE?!

  2. Der 10Kohm Widerstand vor dem Mikro ist in meinem Fall ein 18Kohm. Aber das hat nichts zu sagen. Nur, falls Du Experimentierfreudig bist, kannst Du den Widerstand durch einen Poti ersetzen und schauen, wann das Signal am stärksten verstärkt wird. Dann ist es auch am rauschfreiesten.

  3. Der Eingangsspannungsteiler am OP besteht aus zwei 47Kohm - Widerständen. Ich würde hier hochohmigere Widerstände verwenden. z.B. zwei 1 MegOhm - Widerstände. In dem Fall könnte man die Kapazität des Eingangskondensator von 2,2uF auf 100nF senken. Das ist gut, denn : dann verwendet man einen keramischen Kondensator, der weniger rauscht als ein Elko.
    Aber hier nochmal der Hinweis: Ich glaube, das allermeiste Rauschen kommt eh von dem Mikro selber und von Hintergrundgeräuschen, so daß der Elko wahrscheinlich nichts ausmacht.
    ? Kann mir jemand sagen, warum Conrad Elektronik nicht gleich einen hochohmigeren Eingangsspannungsteiler verwendet hat? Gibt es dafür irgendeinen Grund?

  4. Um die Verstärkung zu erhöhen, kannst Du den Widerstand R3 von derzeit 180Kohm auf 1Megohm ändern, um eine Verstärkung von 5000 zu erhalten. Denn:
    Verstärkung = ungefähr R3/R4. Momentan ist das 180K /180 = ungefähr 1000fache Verstärkung. Bei R3=1Meg -> 1Meg/180 = ungefähr 5000.
    Allerdings gilt hierbei: Der Frequenzgang Deines OPs geht bei dieser Verstärkung in die Knie. Will sagen: Die Verstärkung von 5000fach macht er vielleicht bis etwa 1Kilohertz. Darüberhinaus fällt die Verstärkung rapide ab.
    Um den entgegenzuwirken, solltest Du einen zweiten OP mit gleicher Beschaltung als zweite Stufe hintendran schalten. Dann macht jede Stufe nur einen Teil der Verstärkung, und dann werden auch höhere Frequenzen ordentlich verstärkt.

Ich hoffe, das kann Dir weiterhelfen.

Zur Not brauchst du noch einen
Impendanzwandler ohne
Verstärkung um das Mikrofon anzupassen.

Wofür? Dann kann man doch gleiche eine Verstärkung reinpacken.

Zu meiner Frage ich benutze als Mikrofon eine Piezokeramischen
Schallwandler (Piezosummer) um Körperschall zu verstärken.
In meinem Fall Seismische Bewegung.

Seismische Bewegung ! Sehr interessant.
Doch ich kann mir (als Laie in diesem Gebiet, wohlgemerkt) vorstellen, daß Piezos hier nicht die richtige Wahl sind, falls die Seismischen Schwingungen zu langsam sein sollten.

Bei weiteren Fragen stehe ich gerne zur Verfügung.

Viele Grüße,

Bernhard

automatic gain control
Hallo,

z. B. hier:
http://www.thatcorp.com/4311desc.shtml

sonst bei Halbleiterherstellern suchen

Z.