Elektret-Mikrofonverstärker für die Allgemeine Luftfahrt

Elektret-Verstärker

Ich versuche, eine Konverterbox zu erstellen, die die Verwendung eines Standard-Elektretmikrofons und -kopfhörers als Headset für die allgemeine Luftfahrt ermöglicht. Das Headset ist relativ einfach, verwenden Sie einfach einen Audiotransformator, um eine anständige Impedanzanpassung zu erhalten (~ 150 Ohm für den Avionikausgang gegenüber 8 Ohm für das Headset). Das Mikro ist etwas schwieriger. Um mit Kohlemikrofonen aus der Zeit des 2. Weltkriegs kompatibel zu sein, erwartet die Avionik einen Eingang von ~0,5-1 V und eine Impedanz von ~400 Ohm. Die Avionik liefert Phantomspeisung (oder im Fall eines echten Carbon-Mikrofons DC-Bias). Die tatsächlich zugeführte Spannung scheint ziemlich zu variieren, aber 5-7 VDC scheinen typisch zu sein. Ich habe die obige Schaltung zusammengestellt, um den Elektretausgang zu verstärken und hoffentlich die Impedanz auf dieser Grundlage nahe zu bringenantworten, aber ich bin ausgebildeter ICH und meine Fähigkeiten im Bereich des analogen Schaltungsdesigns sind etwas eingerostet, daher wollte ich etwas Feedback von der Community erhalten. Mein Denkprozess besteht darin, den invertierenden Verstärker mit einem Spannungsteiler zu kombinieren, um die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom in den gewünschten Bereich zu bringen. Ich bin mir nicht sicher, ob C2 notwendig ist, da die Audio + -Leitung bereits einen DC-Offset trägt, aber ich dachte, es könnte nicht schaden. Ist dieser Ansatz zumindest auf dem richtigen Weg? Vielen Dank im Voraus!

EDIT: Ich hatte noch keine Zeit, die Komponenten abzuholen, aber ich war heute im Flugzeug und habe beschlossen, das Mikrofon so zu testen, wie es ohne zusätzliche Schaltung ist. Das Mikrofon war nur schwach hörbar, was ungefähr das war, was ich erwartet hatte. Auf dieser Grundlage plane ich, Andrews Schaltung auszuprobieren, sobald ich die Teile bekomme. Ich denke auch darüber nach, einfach den internen Verstärker des Elektrets zu replizieren, indem ich ein Jfet als Backup-Plan anschließe.

EDIT 2: Ich konnte heute Nachmittag Andys Schaltung testen und es hat gut funktioniert. Die einzige Änderung, die ich vorgenommen habe, war, den 100-Ohm-Widerstand auf 10 Ohm zu reduzieren, um die Verstärkung leicht zu erhöhen.

Antworten (1)

Ich denke, Sie verkomplizieren dies möglicherweise ein wenig - warum schließen Sie nicht einfach das Elektretmikrofon (unter Beachtung der Polarität) über einen 3,3-kOhm-Widerstand an die Mikrofonkabel an und sehen, was passiert.

Ihre Schaltung wird so wie sie ist nicht funktionieren, weil das Signal, das Sie versuchen, wieder auf die Leitung zu legen, über die 10k zum Mikrofon zurückgeführt wird und meiner bescheidenen Meinung nach alles mit sehr geringer Verstärkung endet.

Ich glaube nicht, dass es einen Ersatz dafür gibt, es auszuprobieren, und wenn es nicht laut genug ist, legen Sie einen 10-uF-Kondensator über den von mir erwähnten 3k3-Widerstand, und wenn das nicht nach der richtigen Lautstärke klingt, senken Sie vielleicht die 3k3 auf 1 kOhm.

Was die Anpassung der Impedanz betrifft, so macht dies für das Kit, das das Signal empfängt, keinen großen Unterschied. Es hat wahrscheinlich einen unsymmetrischen Eingang und ist wahrscheinlich nicht differentiell, also denke ich nicht, dass Sie hier durch Reifen springen müssen.

Wenn Sie immer noch glauben, dass das Mikrofon allein nicht funktioniert, versuchen Sie Folgendes: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bei deinem Lösungsvorschlag bin ich etwas unsicher. Selbst mit einem eingebauten FET haben Elektretmikrofone nach all meinen Recherchen typischerweise einen Ausgang im Bereich von 10-100 mV, also scheint es, als würde ich eine Art Verstärker brauchen, um ihn auf 0,5-1 V zu bringen. Der ursprüngliche Gedanke war, dass das Signal mit kleiner Amplitude zwar über R1 zurückgeführt wird, aber auch durch die Transistorbasis geleitet wird, wodurch ein Signal mit viel größerer Amplitude durch R2 und den Transistor erzeugt wird, das dann über den Spannungsteiler auf die richtige Amplitude zugeschnitten wird und wieder auf die Linie setzen. Bin ich hier weit weg von der Basis?
Nein, das wird nicht passieren - das am Kollektor des Transistors erzeugte Signal ist genau gegenphasig zum Signal an der Basis - die Amplitude wird kleiner.
Obwohl der gemeinsame Emitterverstärker invertiert, verstärkt er in diesem Szenario immer noch, richtig? Ein sofortiges -10-mV-Signal vom Mikrofon erzeugt einen 1-V-Delta-S/W-Kollektor und -Emitter (unter der Annahme einer Verstärkung von 100), was ~ 4 V am Kollektor impliziert. Ich will hier nicht schwierig sein, ich versuche nur zu verstehen. Selbst wenn diese Schaltung nicht funktioniert (und ich glaube Ihnen, wenn Sie sagen, dass es nicht funktionieren wird), brauche ich immer noch eine Art Verstärker, nicht wahr? Ist es möglich, den Verstärker mit der gleichen Phantomspeisung wie das Mikrofon zu betreiben, oder benötige ich eine separate Versorgung? Danke!
Nun, Sie könnten das gleiche Argument mit einem Operationsverstärker vorbringen - obwohl er eine massive Open-Loop-Verstärkung hat, fällt diese Verstärkung bei Anwendung einer negativen Rückkopplung auf einen kontrollierten Betrag, aber niemand würde sich die Mühe machen zu sagen, dass die Spannung an seinen Eingängen x Open Loop ist Verstärkung = Spannung an seinen Ausgängen - was bei negativer Rückkopplung passiert, ist, dass es die Eingangsspannung massiv bis zu dem Punkt reduziert, an dem es als virtuelle Erde bezeichnet wird.
Wenn Sie die Schaltung ausprobieren möchten, dann vergessen Sie R4, R5 und C2 - schließen Sie den Kollektor direkt an die Phantomspeiseleitung an. Legen Sie vielleicht 100 Ohm in den Emitter und teilen Sie die 10 k zur Basis in 2 x 4 k7 auf, wobei der Mittelpunkt mit einem 100-uF-Kondensator mit Masse verbunden ist. Dies kann funktionieren, ABER versuchen Sie es einfach direkt mit dem Mikrofon.
Siehe fügt hinzu, um Kumpel zu beantworten.
Ich werde auf jeden Fall beide Möglichkeiten ausprobieren, die Sie vorschlagen, und sehen, wie es geht. Die einzige Frage, die ich habe, ist, dass Sie 2 V über dem Elektret markiert haben. Wo kommt das her?
Die ~ 2 V stammen aus der Erfahrung, einige Elektretschaltungen gesehen zu haben - beachten Sie das ungefähre Symbol ~ LOL. Viel Glück und bitte komm zurück und lass mich (uns) wissen, wie es weitergegangen ist. Ernsthaft.
@ Andy aka: Deine Schaltung oben funktioniert super. Ich habe diesen Thread gerade gefunden, als ich nach einer ähnlichen Lösung gesucht habe, die ein Kohlemikrofon in einem normalen alten Telefon mit Wählscheibe ersetzt. Ich habe einen Brückengleichrichter in den Stromkreis geschaltet, um eine falsche Verdrahtungspolarität in Telefonleitungen zu vermeiden, und den 100-Ohm-Emitterwiderstand auf 10 Ohm gesenkt, was die Verstärkung gut erhöht und den durch die Brücke eingeführten Spannungsabfall kompensiert. Vielen Dank.
@Andyaka Kurze Frage, ich sehe 2 GND in deiner Schaltung, kannst du es mir erklären? Ich versuche, die Schaltung in meinem Flugzeug zu testen, aber ich habe nur Mic-Hi und Mic-Lo, also frage ich mich, ob beide GND Mic-LO sind. Danke
Es ist nur eine Verdoppelung der Knotenbeschriftungen und ein Bodensymbol / -name ist ausreichend. Der Masseknoten kann einen beliebigen Namen haben, also ist Mic-Lo in Ordnung.
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