Der Mikrofonvorverstärker liefert nicht die erwartete Verstärkung

Ich entwarf eine Mikrofonvorverstärkerschaltung für die Anwendung zur drahtlosen Geräuschüberwachung. Ich habe ein Elektretmikrofon AOM-5244L-R-53724 (Datenblatt: http://www.puiaudio.com/pdf/AOM-5244L-R.pdf ) und einen Verstärker verwendet, der an eine 9-V-Stromversorgung angeschlossen ist. Die Multisimulation der Schaltung mit einem Funktionsgenerator ergibt den erwarteten Gewinn von etwa 7,8. Aber die gleiche Schaltung im Steckbrett mit dem Mikrofon ergibt eine Verstärkung von nur etwa 5. Bitte teilen Sie mir mit, welche Verbesserungen in der Schaltung erforderlich sind, um die erwartete Verstärkung von 7,8 zu erhalten.

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Ausgabe vom Oszilloskop:

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Haben Sie die tatsächlichen Werte Ihrer Widerstände überprüft? Wenn sie eine Toleranz von 10 % haben, könnten Sie für die beiden, mit denen Sie die Verstärkung eingestellt haben, bis zu 20 % daneben liegen. Sind Sie auch sicher, dass Ihr Operationsverstärker von Schiene zu Schiene schwingt?
Welche Art von Kondensatoren sind C1, C3 und C4? Wenn elektrolytisch, was sind ihre Polaritäten? Wie hoch ist die Spannung an Pin 6 von U1? Wie hast du den Gewinn gemessen? Können Sie uns ein Foto Ihrer Steckplatinenschaltung zeigen?
Was ist die Ausgangsimpedanz Ihres Signals, das zum Testen der Verstärkung verwendet wird - könnte es ausgegeben werden, indem Sie es reduzieren, wenn Sie es an die Schaltung anschließen? Dies ergibt eine scheinbar niedrigere Verstärkung. Welche Frequenztestsignal geben Sie auch ein?

Antworten (2)

  1. 1,8 kΩ scheinen für einen Elektret-Pullup ziemlich klein zu sein, insbesondere auf 9 V. Haben Sie nachgesehen, was das Datenblatt empfiehlt?
  2. Sie verlangen tatsächlich eine Verstärkung von 6800 im Durchlassbereich. Ich kann nicht einmal erraten, woher Ihre Zahl von 7,8 stammt. Dies ist eine schlechte Idee für eine einzelne Stufe. Selbst bei 400 Hz fordern Sie eine Gesamtverstärkung * Bandbreite von 2,7 MHz, daher muss der Operationsverstärker gut auf etwa 10 MHz eingestellt sein, damit das Feedback etwas Headroom hat. Sie sollten nur ein paar 100 bis 1000 Gain von einem gewöhnlichen Elektretmikrofon auf Line-Audiopegel benötigen.
  3. 6,2 MΩ sind wirklich hoch. Ich habe diesen Operationsverstärker nicht nachgeschlagen, aber selbst wenn seine Eingangsimpedanz erheblich größer ist, kann bei dieser Impedanz anderes Rauschen in das Signal gelangen. Nur Leckage durch Schmutz auf der Leiterplatte kann erheblich sein.
  4. Bei einer so großen Verstärkung dauert es lange, bis sich diese Konfiguration nach dem Einschalten stabilisiert. Die (R1 + R2)C1 Zeitkonstante beträgt eine Minute! Außerdem müssten Sie einige Zeitkonstanten warten, bis sich das System nahe genug am endgültigen Betriebspunkt eingependelt hat.
  5. Die von R2 und C1 eingestellte Hochpass-Rolloff-Frequenz ist für Audio sinnvoll, aber die von R1 und C2 eingestellte Tiefpass-Rolloff-Frequenz beträgt 380 Hz. Ist das wirklich so beabsichtigt. Ich persönlich würde C2 wahrscheinlich ganz weglassen.
Er fordert eigentlich einen Gewinn von 7,18. 1 + R1/R2. Nichtinvertierender Standardverstärker.
Ich denke, es ist ein 6k19-Widerstand, nicht 6190k
@Was: 1 + (6,19 MOhm / 910 Ohm) = 6800 wie gesagt. Vielleicht hat Andy Recht und nimmt einen anderen Wert für R1 an, aber er wird im Schaltplan als 6,2 MOhm ("6.190 kOhm") angezeigt.
Zumindest auf meinem Bildschirm ist das ein Dezimalpunkt, kein Komma. Unten und links befindet sich ein Rasterpunkt, der für Sie wie ein Schwanz aussehen kann.
@Was: Das ist möglich. Natürlich wäre ein Schaltplan in anständiger Auflösung, um ihn hier sehen zu können, gut gewesen.
@OlinLathrop - Hmm. Wurde Ihr Rezept in letzter Zeit überprüft? Die Auflösung ist da, obwohl ich die Lupenfunktion verwenden musste, um den Dezimalpunkt sicherzustellen.
@Was: Auf meinem Bildschirm sieht es aus wie ein Komma. Nein, wir sollten nicht vergrößern, einen Schnappschuss auf der Festplatte speichern und ihn mit einem anderen Programm betrachten oder uns anderweitig bemühen müssen, einen Schaltplan zu sehen, der innerhalb der 630-Pixel-Breite, die diese Website zeigt, Bilder leicht lesbar sein sollte mit. Es gibt eine Menge Flusen um den eigentlichen Schaltplan, und er hätte leicht kompakter und besser lesbar gezeichnet werden können, alles in einem. Nur diese dummen Punkte zu beseitigen, hätte viel geholfen. Sicherlich gibt es eine Möglichkeit, einen Schaltplan zur Präsentation aus diesem Programm zu exportieren?
Tatsächlich ist der Widerstandswert R1 =6,190 kOhm. Entschuldigung für die Verwirrung.

Aber die gleiche Schaltung im Steckbrett mit dem Mikrofon ergibt eine Verstärkung von nur etwa 5

Hier ist ein mögliches Problem. Das Elektretmikrofon hat eine Ausgangsimpedanz von vielleicht einigen hundert Ohm. Wenn Sie Ihren Signalgenerator über das Elektret anschließen, um ein Signal einzuspeisen, wird das Signal mit einer Ausgangsimpedanz von 50 Ohm (ziemlich normal für Testgeräte) ein wenig gedämpft, und dies könnte dazu führen, dass Sie glauben, die Verstärkung sei fälschlicherweise niedrig.

Versuchen Sie, das Elektretmikrofon zu trennen, und sehen Sie, was passiert. Wenn Ihr Signalgenerator tatsächlich einen Ausgang von 600 Ohm hat, wird die 1k8-Vorspannung für das Elektret (selbst wenn kein Elektret vorhanden ist) auch Ihre Verstärkung durch Dämpfung des Eingangssignals vom Signalgenerator erheblich untergraben.

Ich verwende den Signalgenerator und das Mikrofon nicht zusammen. Ich habe gerade die Multisim-Simulation mit dem Signalgenerator durchgeführt. Ich ersetzte den Signalgenerator durch das Mikrofon und spielte Sinuswellen mit verschiedenen Frequenzen (aus MATLAB), beginnend mit 20 Hz bis 20 kHz. Die Verstärkung wurde mit dem Oszilloskop gemessen, wobei eine Sonde am Eingang und eine andere am Ausgang gehalten wurde und die Spannungen von Spitze zu Spitze gemessen wurden. Alle Kondensatoren sind elektrolytisch, außer dem 68 pF (Keramik). Die Widerstände haben eine Toleranz von 5%. Wenn ich das Mikrofon abtrenne und stattdessen den Signalgenerator verwende, wird die erwartete Verstärkung erzielt.
Du sagst es ist ok?
Die Schaltung funktioniert gut mit dem Signalgenerator, daher denke ich, dass an der Schaltung nichts auszusetzen ist und die erwartete Verstärkung (7,8) erzielt wird. Die Verwendung des Mikrofons in derselben Schaltung senkt die Verstärkung auf etwa 5. Was könnte der Grund dafür sein, dass ich nicht die Verstärkung von 7,8 erhalte, wenn ein Mikrofon anstelle eines Signalgenerators verwendet wird. Das Mikrofon, das ich verwende, ist Link . Ihre Hilfe wird sehr geschätzt.
Der Mikrofonvorverstärker liefert nicht die erwartete Verstärkung
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