So bauen Sie einen rauscharmen Mikrofonvorverstärker

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Eines der Boards hat die Teilenummer SSM2167 , so dass wir sein Datenblatt leicht finden können: wo Seite 3 ein Spannungsrauschen von 20 nV/sqrt (Hz) offenbart (!) ... ziemlich laut, wenn man bedenkt, dass SSM sich einen Namen als Spezialist für hochwertiges Audio gemacht hat. Ich denke, es ist für einen bestimmten Zweck ausreichend, wahrscheinlich in einer lauten Umgebung, da es einen Kompressor enthält. Es funktioniert glücklicherweise nur mit 3 V.

Ein anderer verwendet den AD828 (ich bemerke nebenbei, dass SSM von AD gekauft wurde), der als VIDEO-Operationsverstärker mit einer Bandbreite von bis zu 90 MHz in Rechnung gestellt wird! Eine merkwürdige Wahl für ein Mikrofon. Trotzdem beträgt seine Eingangsrauschspannung nur 10 nV/sqrt(Hz) ... etwas besser.

Der dritte sagt nichts, aber das Foto zeigt einen NE5532, der 5 nV/rtHz hat und seit den 1980er Jahren ein Grundnahrungsmittel für Pro-Audio ist (zusammen mit seinem etwas leiseren Einkanal-Bruder NE5534, wie Graham empfiehlt). Es ist das Beste aus dem Haufen für Ihre Anwendung, vorausgesetzt, der Rest der Platine ist auf dem neuesten Stand und Sie können es sich leisten, es mit Strom zu versorgen (mindestens +/- 5 V, +/- 12 V besser).

Was Mikrofonverstärker betrifft, ist es immer noch ziemlich laut; Ich habe das 5534 mit vorgeschalteter diskreter Transistorstufe verwendet, um das eingangsbezogene Rauschen deutlich unter 1 nV/sqrt (Hz) zu bekommen, wenn ich es mit Studio-Kondensatormikrofonen zu tun habe. Aber mit der Elektret-Kapsel, die in Ihren Kopfhörer eingebaut ist, müssen Sie sich diesen Aufwand nicht leisten.

Vor allem wird davon ausgegangen, dass das "Rauschen" einfaches weißes Rauschen ist. Wenn es etwas anderes ist, Brummen, Brummen usw., müssen Sie die Ursache finden und stattdessen beseitigen, z. B. durch elektrostatische Abschirmung um Ihren Verstärker und/oder Verbesserung Ihrer Stromversorgung.

Für die Anwendung, die Sie im Sinn haben, sollte fast jeder einigermaßen rauscharme Verstärkerchip mit einem Spannungsrauschen von typischerweise unter ~ 5 nV/sqrt (Hz) gut funktionieren. Das schließt zum Beispiel die beliebten LM4558 und LM741 aus.

Wirklich rauscharme Mikrofonverstärker, wie sie in Studio-Tonmischpulten verwendet werden, sind für die Verwendung mit professionellen, symmetrischen, niederohmigen (normalerweise 150-200 Ohm) Mikrofonen ausgelegt. Sie sind etwas spezialisierte Designs, die diskrete Transistor-Differential-Frontends mit Spannungsrauschen unter 1 nV/sqrt (Hz) verwenden. Ihre typische niedrige Eingangsimpedanz (~2 kOhm) passt möglicherweise nicht ideal zu einem kostengünstigen unsymmetrischen Elektret-Kondensatormikrofon. Ein Headset-Mikrofon benötigt auch keinen symmetrischen Eingang.

Von den von Ihnen aufgeführten Beispielen basiert eines auf einem SSM2167-Chip, der sich der Leistung der oben genannten Designs annähert, aber es werden keine Informationen zu den Spezifikationen gegeben.

Tatsächlich eignen sich viele Operationsverstärker gut für Ihren Mikrofonverstärker. Der allgegenwärtige NE5534 wäre perfekt in einer nicht-invertierenden Konfiguration, die leiser ist als der invertierende Modus. https://www.ti.com/product/NE5534

Das Noyito-Board verwendet die duale Version dieses Chips, den NE5532, enthält jedoch eine Elektret-Mikrofonkapsel.

Beachten Sie, dass ein Elektretmikrofon Eigenrauschen hat, das nicht thermischen Ursprungs ist, da es einen JFET-Puffer enthält.

Da keines der von Ihnen verlinkten Module Spezifikationen hat, ist es schwierig, eines auszuwählen, das für Sie besser ist.

Vielleicht möchten Sie einige Beispiele mit Spezifikationen finden?

Die Originalplatine in Ihrem Beitrag sollte keine nennenswerten Geräusche verursachen. Ich habe es als Heaphone-Treiber verwendet und es funktioniert gut. Ich vermute, Ihr Rauschen wird nicht vom Chip erzeugt, sondern von der Stromversorgung oder einer schlechten Signalabschirmung

Um das Problem einordnen zu können, wären weitere Informationen unerlässlich. Was sind das für Mikrofone? Elektret oder Dynamisch. Letztere erfordern eine höhere Verstärkung und damit mehr Sorgfalt bei der Abschirmung und Erdung der Stromversorgung. Beschreiben Sie das Geräusch, reines weißes Rauschen oder ein anderes Geräusch, Brummen, Summen, ändert es sich, wenn Sie sprechen?. Reines weißes Rauschen ist wirklich das einzige Rauschen, das durch die Verwendung verschiedener Operationsverstärker geändert wird. Schalten Sie die Schaltung von einer Batterie aus. Immer noch laut? Berühren Sie die Masseleitung des Stromkreises. Ändert sich das Geräusch, wenn Sie dies tun?

Der SSM2167 ist eine großartige Schaltung für diese Art von Intercom-Anwendung, da er bei richtiger Konfiguration eine Übersteuerungsverzerrung verhindert und jedes Schaltungsrauschen ausblendet, wenn Sie aufhören zu sprechen. Das heißt, wenn man sich die Platinenkonfiguration ansieht, werden Komponentenänderungen erforderlich sein, und ich bin mir nicht ganz sicher, ob es alleine Kopfhörer ohne weitere Pufferung ansteuern wird.