Elektretmikrofon: Auswahl eines Vorspannungswiderstands

Ich frage mich langsam, ob die 1k-Widerstände zu klein sind, da sie kleiner sind als die 2,2k-Ausgangsimpedanz des Mikrofons.

Das sind die Ausgangsimpedanzen des Mikrofons. Wenn Sie sich das Datenblatt der Mikrofonkapsel ansehen, sehen Sie eine Ersatzschaltung:

Ich weiß nicht, warum Hersteller den FET immer als Dreieck darstellen. So ist es tatsächlich konfiguriert:

Das ist also wirklich ein gemeinsamer Quellverstärker :

Die Ausgangsimpedanz eines Common-Source-Verstärkers ist gerade$R_\text{D}$, der Drain-Widerstand, wenn also im Datenblatt "Ausgangsimpedanz (Zout) 2,2 KΩ" steht, meinen sie wirklich "Ausgangsimpedanz unserer Beispielschaltung ".

Mit$R_\text{S}\ = 0$, die Spannungsverstärkung des Common-Source-Verstärkers ist proportional zu$R_\text{D}$, da der FET wie eine Stromquelle wirkt, wird die resultierende Spannung durch V = I(FET) * Rd bestimmt.

Welchen Widerstand sollten Sie wählen? Es hängt davon ab, ob. Im Allgemeinen möchten Sie in der ersten Stufe eine hohe Verstärkung, damit Sie die Verstärkung der nachfolgenden Stufen verringern können, wodurch das Rauschen verringert wird. Die Verzerrung nimmt auch ab, wenn die Verstärkung zunimmt. Du kannst nicht zunehmen$R_\text{D}$Für immer gibt es jedoch einen Punkt, an dem der Strom zu niedrig ist und die Verzerrung zunimmt und die Verstärkung plötzlich abfällt. Wenn Ihr Mikrofon voraussichtlich hohe SPLs aufnehmen wird, sollten Sie die Verstärkung nicht zu stark erhöhen, da es sonst übersteuert.

Ich weiß nicht, wie ich die Verstärkung basierend auf den Parametern im Datenblatt optimieren soll, aber ich würde es gerne wissen. Für die Massenproduktion variiert der gm der FETs von Einheit zu Einheit (und möglicherweise wird der FET-Typ von einer Kapsel zur nächsten geändert, obwohl sie die gleiche Teilenummer haben), also ist die Optimierung für maximale Verstärkung für einen bestimmten FET wahrscheinlich eine schlechte idee.

Beachten Sie, dass Sie in diesem Fall tatsächlich eine Vorspannung von 2 kΩ haben, nicht 1 kΩ. Das liegt daran, dass der Vorspannungswiderstand auf beiden Seiten des Mikrofons geteilt ist, wahrscheinlich in der Hoffnung, dass der größte Teil der Rauschaufnahme Gleichtakt ist, den der Verstärker anscheinend ablehnen soll.

Die äußeren (argh, verwenden Sie bereits Komponentenbezeichnungen!) 1-kΩ-Widerstände dienen zum Filtern der Stromversorgung und nicht zum Hinzufügen von Vorspannungswiderständen. Sie werden effektiv AC-weise durch die beiden Kappen gegen Masse kurzgeschlossen. Es ist wichtig, jede Seite des Mikrofons ähnlich zu behandeln, damit Umgebungsgeräusche ungefähr gleich auf beide Leitungen gekoppelt werden.

Es handelt sich um ein 2-VDC-Mikrofon (laut Datenblatt). Wenn Sie also eine viel kleinere Vorspannung liefern, funktioniert es wahrscheinlich nicht mehr. Wenn Ihre Vorspannung zu hoch ist, kann es auch seine Empfindlichkeit verringern, da der eingebaute JFET auf potenzielle Probleme stößt. Das ist meine Intuition.

Außerdem vermute ich, dass das Gehäuse in der Zeichnung auch mit einer Leitung verbunden sein kann und diese Leitung geerdet sein sollte, anstatt in einen Diff-Eingang eingespeist zu werden. Es sieht nicht so aus, als ob Pin 10 Gleichstrom benötigt, also würde ich es offen lassen.

Dies könnte das Rauschen reduzieren, das Sie erhalten. Sie sollten versuchen, das Mikrofon an Masse anzuschließen und es über einen größeren Widerstand mit 2,0 V (oder was auch immer?) Zu versorgen und mit einem Messgerät zu überprüfen, ob es noch ungefähr ein paar Volt sind, oder wenn die Stromversorgung beispielsweise 5 V beträgt, versuchen Sie es mit einem 3k3 und überprüfen Sie das Das Mikrofon hat 1,5 V bis 2,5 V darüber.

Wieder mehr Intuition als harte Fakten.

Pin 14 und Pin 1 haben einen Widerstand, der aussieht, als würde er die Verstärkung/Verstärkung definieren. Wenn es sich um einen Instrumentenverstärker handelt, können Sie diesen verringern und sehen, ob Sie mehr Dezibel erhalten.

Die Eingangsrauschspannungen auf diesem Datenblatt sind ziemlich hoch - 70 nV/rtHz bei einer Verstärkung von 20, was laut Datenblatt S. 8 Rgain = 11,1 k zwischen den Pins 1 und 14 entspricht.

Das Rauschen fällt auf etwa 12 nV/rtHz bei einer Verstärkung von 200 (Rgain = 1,1 k zwischen den Pins 1 und 14). 12 nV/rtHz ist immer noch laut, aber wahrscheinlich das, was Sie von einem Gerät mit so geringem Stromverbrauch erwarten können. Versuchen Sie es also zuerst; es klingt, als ob die zusätzliche Verstärkung auch nützlich wäre.

Wenn das nicht ausreicht und Sie sich die Leistung leisten können, können Sie mit einem klassischen Audio-Operationsverstärker (dem alten NE5534A mit 3,5 nV/rtHz oder bis zu 1 nV/rtHz mit anderen wie dem AD797) ein viel geringeres Rauschen erzielen .

Wenn Sie die Versorgungsspannung VCC nehmen und die Nennspannung des Elektret-Einsatzmikrofons subtrahieren und dann durch die Stromaufnahme des Elektrets teilen, erhalten Sie den Vorspannungswiderstand in k Ohm. Es sieht ungefähr so ​​​​aus 5 Volt - 2 Volt -:- .5 = 6k Widerstand . Berechnen Sie es für Ihre Gerätedaten. Die vier 1-kΩ-Widerstände in Reihe summieren sich zu insgesamt 4 kΩ über das Mikrofon.