Messbox mit Verstärker

[SNT]

Hallo zusammen,

das wäre mein Vorschlag für die optionale Phantomspeisung auf die denkbare einfachste Art als Boostconverter mit nachgeschaltetem 'Linearegler' (Zenerdiode) und liefert maximal 500mW. Ich denke das dürfte für die meisten Kapseln ausreichen, da ich mir nicht vorstellen kann dass die Kapsel eine höhere Wärementwicklung verträgt. Die Toleranz liegt in etwa rein rechnerisch bei +-10% im worst case in der Praxis hat man da etwa +-5% zu erwarten.

Die Schaltung hat im Audiobereich nicht die geringsten Störer da absichtlich ohne Pulsweitenmodulation, benötigt aber eine konstante Eingangsspannung. Die Schaltung kann auch an kleinere Eingangsspannungen angepasst weren in dem man den Wert von L1 ändert. Für die übrigen Gatter (6 Stück in einem Gehäuse) überlege ich mir dann noch einen Einsatz für den Rest der Elektronik. R3 ist nur ein Schuß gegen Kurzschluß.

Also 9 Bauteile für die Phantomspeisung. Vielleicht dann man den 100 Ohm noch weglassen.



Grüße

[3eepoint]

Die Idee finde ich gut.

Zur Akkuversorgung, es ist ja die rage für wie lange die Leistung gebracht werden muss. Ein 12V Akku mit 2Ah kannst du eben für 1 Stunde mit 12V*2A also 24W belasten. Bei 30min kannste schonwieder 48W saugen und bei 15min ca. 96W. Sprich man kann auch mit allem messen was einem die Betriebsspannung/Amp hergeben, nur wie oft ist dann die Frage.

Zum umschalten zwischen Netzteilversorgung und Akku könnte man nen einzelnen Chip nehmen, LTC4417 oder ähnlich. Der kann zwischen 3 Betriebsspannungen umschalten, und braucht weniger Teile als eine diskrete Lösung.

Die Phantomspeisung braucht im eigentlichen Sinne keinen Strom, wenige mA. Allerdings würde ich nen ausgangsfilter gegen HF von der Stromversorgung vorsehen. Der Eingang des Mic VV ist gegen nur gleichstrommäßig entkoppelt und würde sich sonst alles was vom Nt kommt einfangen.

Vergiss beim Battariebetrieb nicht das der Amp eine Minimalspannung benötigt um zu funktionieren. Also dann n Paar Mignons in Reihe schalten

Schaut sonst aber gut aus

[Violoncello]

Zur Phantomspeisung: Die XLR-Spezifikation sieht vor, dass die 48 V über ca. 6,8k (der genaue Wert ist nicht so sehr wichtig, wohl aber die Paargleichheit) an Hot und Cold gelegt werden.

D.h. im Kurzschlussfall können pro Mic-Eingang max. 48V / (6,8k || 6,8k) = 15 mA fließen. Die Schaltung sollte das zumindest überleben, in der Praxis sollte das aber nur bei einem Defekt/Fehlbedienung vorkommen.

Typische Arbeitsspannung bei der Elektronik von Elektret-Mikrophonen ist, so weit ich weiß, bei der halben Phantomspannung oder auch darüber. Macht also bei 24V einen Dauerstrom von 7,5 mA, also 0,36 W (pro Mic-Eingang), den die Schaltung dauerhaft liefern müsste.

[SNT]

Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure Antworten. Ich werde mich über Wiki o.ä. noch genauer in die Phantomspeisung einlesen, da ich das mit den symmtrischen Widerständen noch nicht wusste.

Die typische NiCd-Zellen liegen bei etwa 2A/h (möglicherweise auch NiMh?) , da brauche ich spannungsmäßig ca. 18 Zellen um auf die gleiche Verstärkerleistung wie bei Netzbetrieb (19V) zu Kommen. Wenn man davon ausgeht, dass man nur Akustikmessungen im Akkubetrieb machn wird, dann benötige ich eigentlich nur etwa 1W (naja sagen wir 10W falls man Dipole vermisst) also brauche ich in etwa 8 Zellen um theoretisch auf die Leistung zu kommen wenn wir mal eine Gegentaktendstufe vorraussetzen. Und dann hat man in etwa diese Leistung von etwa 15W (abzuüglich Wirkunsggrad Klasse Ab Endatufe) für eine Stunde. Da dürfte für einen Messnachmittag im Wald ausreichen. Klar: Möglicherweise schaltet dann der Chip in Unterspannung. Könnte aber bei einem KFZ Chip gehen...

Blöd ist auch das Balancing der Akkus. Weis jemand ob man die NiMh auch balancen muß oder einfach in Serie schalten darf? Wär echt aufwendig wenn man hier eine Balancingschaltung einsetzten müßte. Dann schon lieber einen Gleichstromwandler von einer Zelle (1.1V) auf 19V... oder auch aus einer Lithiumbatterie 3V auf 19V.

Wenn Akku- oder Batteriebetrieb, dann müßte in der Zeit, in der das Messignal nicht anliegt, die Endstufe möglichst stromfrei gemutet werden. Da kann man dann lange messen. Ich selber habe die Akkulösung und meistens sich Akkus leer weil ich vergesen habe, die Versorgung abzuschalten.
Meistens misst man ja nicht mal für eine Sekunde und dann ist für mindestens ein paar Minuten Schluß. Also wenns mans so macht, benötigen wir IMHO zum Messen gar nicht so viel Akkupower.

[SNT]

Macht also bei 24V einen Dauerstrom von 7,5 mA, also 0,36 W (pro Mic-Eingang), den die Schaltung dauerhaft liefern müsste.

Muß man etwa mit mehreren Mic's rechnen?

[3eepoint]

Die Endstufe Stromlos schalten kann man ja relativ einfach über ne Timing Schaltung machen so das nach sagen wir 1min nach dem letztein Eingangssignal der Amp via Relais stromlos geschaltet wird und ne eingangssignalerkennung verpasst bekommt, muss man das Messignal hat n 2. mal reinschicken.

Balancing ? Davon hab ich noch nie gehört , warum sollte man soeine Reihenschaltung balancen müssen ?

Noch ein Wandler ? Nichts für ungut aber du willst das hier doch einfach halten oder ? Da würd ich lieber mehrere Zellen nehmen als da nocheinen Wandler rein zu packen der auch wieder ne Störquelle darstellen kann.

Mit den Mehreren Mic`s meint er für z.b Mischpulte wenn man eine Speisung für sowas auslegt.

[Pfeffermühle]

Hallo Sven,

beim abgebildeten Brückenverstärker sehe ich folgende Probleme:
der Ausgang ist nicht potentialfrei, das heisst z.B. bei einer Impedanzmessung muss ich einen Ausgang mit Masse verbinden -> Kurzschluss

und der Verstärker sollte unbedingt kurzschlussfest sein. Bei der Schaltung ist das je nach Netzteil "vielleicht" der Fall

dann lieber ein einzelner TDA 2050 oder ähnliches. Dummerweise braucht man dann wieder einen Auskoppelkondensator ... was für Messungen auch nicht so dolle ist

... vielleicht doch symmetrische Spannungsversorgung :denk:

Grüsse Udo

Nachtrag:
das Problem gilt nicht nur für diesen Schaltplan sondern für Brückenverstärker allgemein

[Violoncello]

Ich habe mir die Verstärkerschaltungen nicht so genau angeschaut, weil ich da nicht so die Ahnung habe - aber eines weiß ich sicher, wie es auch schon mein Vorredner gesagt hat: Das Verstärker-Ausgangssignal MUSS massebezogen sein (leitende Verbindung zur Eingangsmasse). Ist das nicht der Fall, schießt man sich im ungünstigsten Fall bei zweikanaligen Messungen das Interface (einem Freund so passiert).

Das "pro Mic-Eingang" war eher allgemein gedacht, in diesem Anwendungsfall braucht man natürlich nur einen Eingang mit Phantomspeisung.

[SNT]

beim abgebildeten Brückenverstärker sehe ich folgende Probleme:
der Ausgang ist nicht potentialfrei, das heisst z.B. bei einer Impedanzmessung muss ich einen Ausgang mit Masse verbinden -> Kurzschluss

und der Verstärker sollte unbedingt kurzschlussfest sein. Bei der Schaltung ist das je nach Netzteil "vielleicht" der Fall

Ja stimmt, da sieht man mal was man vergessen kann und wie wichtig Eure Hilfe ist. Prinzipiell ist es möglich, die ursprüngliche Messbox umzubauen,da muß ich aber noch drüber nachdenken, ob da doch nicht ein preisgünstiges Zweifachtischnetzteil oder eine andere Lösung günstiger ist. Oder 48V Single Supply mit Elkoauskopplung an der Endstufe? Da wäre schon Phantom mit dabei. Hmmm...vielleicht für die Impedanzmessungen einen kleinen 1W Chip-Amp und für Klirrmessungen den Brückenchip?

Oder man kann auch bei einem Brückenchip für die Impedanzgschichten den Speaker zwischen einem Ausgang und Masse laufen lassen, man hat nur weniger Leistung, und dann bei den Klirrmessungen bei Bedarf die Masse vom Speaker nehmen und an den anderen Kanal legen. Dann hat man die 4-fache Ausgangsspannung. Das könnte es ein... Hmmm...die Welt wäre so einfach ohne die Versorgungsspannungen...

Der obige Verstärkerschaltplan dient nur der prinzipiellen Darstellung. Um die Komponentenzahl zu reduzieren hätte ich schon ein kurzschlußfestes Chip genommen.

Ich entwickle hauptberuflich Gleichstromwandler und sehe daher überhaupt keine Probleme bei dem Thema. Wenn es Vorteile hat packe ich dann auch mehrere in ein Gerät (Natürlich hier nur wenn es sich mit sehr wenigen Komponenten realisieren lässt, siehe Phantomspeisung) Ich betrachte einen Schaltregler im relevanten Audiobereich nicht als Störquelle. Mein zuletzt vor 5 Jahren entwickleltes KFZ-Navigerät hatte sage und schreibe 12 verschiedende interne Spannungen für die ich verantwortlich war, davon 7 Schaltwandler. EMV ist dann klar ein Thema wenns auf hohen Wirkungsgrad ankommt und mehr als 1W Leistung ist, aber da das Layout dann passend gemacht wird, sind die Störungen auch nicht so hoch, dass gleich der Postwagen vor der Tür steht. Eine EMV Prüfung könnte ich auch machen (leitungsgebunden und Abstahlung)

Ein Balancing ist dann notwendig wenn man Zellen in Reihe schaltet die wegen Alterung und/oder Toleranzen einen unterschiedlichen Ladezustand haben. Wie kann man sonst sicher sein, das beim Laden mit einer Stromquelle die Spannung an einer einzelnen Stelle nicht überschritten wird? Bei LiIo ist das absolut notwendig. Bei NiCd und NiMH weis ich es nicht, deshalb die Frage.

[Pfeffermühle]

Ist halt schwierig, sich teilweise widersprechende Wünsche unter einen Hut zu bekommen ..

ich sammle mal:

- kein gefährliches 230V Gefrickel - externes Netzteil ist Pflicht
- einfacher Nachbau
- Mikrofonvorverstärker +48V Phantom
- 50Watt Verstärker integriert ?
- überschaubare Kosten

größtes Problem u. gleichzeitig Kostentreiber ist aus meiner Sicht der Verstärker ...
mir persönlich würden saubere 3V eff (an min. 2 Ohm) für 99% meiner Messungen reichen ( eigentlich braucht man nur mehr Leistung zur Klirrfaktormessung und dann mache ich mir halt die Mühe meinen Verstärker anzuschliessen )

Ich entwickle hauptberuflich Gleichstromwandler und sehe daher überhaupt keine Probleme bei dem Thema. Wenn es Vorteile hat packe ich dann auch mehrere in ein Gerät (Natürlich hier nur wenn es sich mit sehr wenigen Komponenten realisieren lässt, siehe Phantomspeisung)

ah und wenn man sich auf ein 12V Netzteil einigen könnte ?
wird dann in der Messbox auf +12V -12V +48V umgewandelt ?
wenn das ginge wär natürlich genial ...

Grüsse Udo

[SNT]

Also, wenn ich es das Problem mit dem Single Supply irgendwie in den Griff krieg und ich nichts Einfacheres finde, nehme ich wohl den TDA7560, da dieser unter 5€ kostet. (Tipp von -3dB aus dem Hifi Forum)

Der hat alles was man braucht nur 3 Kanäle zu viel, aber bei dem Preis....vielleicht kann man mit den überflüssigen Kanälen noch was anderes anfangen. Habt Ihr vielleicht Ideen?

[SNT]

ah und wenn man sich auf ein 12V Netzteil einigen könnte ?
wird dann in der Messbox auf +12V -12V +48V umgewandelt ?
wenn das ginge wär natürlich genial ...

Ginge schon, aber dann ginge die gesamte Leistung über den Schaltregler und das kostet Verluste also ein dickeres Kühlblech und vor allen Dingen in der Leistungsklasse von etwa 70W ein 'richtig dickes' vor allen Dingen extrem bauteileaufwendiges Schaltnetzteil. Da baue ich dann lieber die ARTA-Messbox so um dass das mit der Speakermasse kein Problem ist.

Ich denke jedoch dass eine Brückenendstufe so eingesetzt werden kann, dass bei der Impedanzmessung (und kalibr.) der Speaker gegen GND geschaltet bleibt und bei der Klirrmessung der Anschluß der vorher auf Masse war gegen den anderen Brückenausgang geschaltet wird. Muß mal weiter drüber nachdenken....

Wenns ichs nicht hinbekomm kann ich ja die hohe Leistung zur Klirrmessung weglassen (dann braucht man eine externen AMP) , nur das können die bisherigen Minimalvorschläge ja auch schon (siehe Links von ENTE). Da brauch ich dann wirklich nix neues zu machen. Wenn schon eine neue ARTA-Messbox, dann muß sie schon am besten besser und einfacher sein. Da muß man sich schon was neues einfallen lassen...

Ich hoffe ja immer noch auf jemanden der uns nen bewährten Schaltplan für ne Soundkarte hier postet.:danke::danke::danke:

[ente]

.. ich werfe mal den Diskussionsstand mit dem Entwickler von hifi.diy.net in den Ring:



Gruß
Heinrich

[SNT]

Yeah...:ok: Wie Ihr sehen könnt mehr als die Hälfte ist Versorgung. Ich hab mir vorgenommen das noch massiv abzuspecken. Vor allen Dingen prüfe ich nach ob die Stabis durch eine geschickte Gesamtversorgung entfallen können. Den MICamp schick ich mal durch den Simulator...igendwas sagt mir das der MicGain so nicht funktionieren kann. Aber egal vielleicht fehlen ja ein paar Leitungen. Halt Moment: Möglicherweise ist das ja nicht nur ein OPV. Muß mal die Spec ansehen.

Ich überdenke auch mal die Relais.

Der LM1875 hat kein Mute (Akkulösung eigentlich nicht praktikabel) und schafft auch nur 3-4A also erheblich weniger Leistung bei gleichem Preis.

..und nein ich denke nicht daran die übrigen 3 Verstärker im TDA als Micpre zu verwenden, oder vielleicht doch? Ertappt! Ist aber wahrscheinlich doch keine gute Idee, da der Pre dann nicht exakt symmetrisch arbeitet, aber naund? Der Micstörabstand würde reduziert werden so was ich jetzt davon gelesen habe, aber hat das denn einen großen Einfluß? Muß denn die Leistungsstörfestigkeit so extrem hoch sein? Also ich meine die Störer die auf die Mickabel einstrahlen, die werden durch den symmetrischen Aufbau theoretisch zu Null eliminiert, aber was wenn nur wenige Störer da sind? Na dann bracuhen wir eigentlich keinen symmetrischen Pre. Wir befinden uns ja nicht in einem Industriegebäude oder in einem Rockkonzert, wo das Kabel mehrere Meter über störende Röhrenverstärker etc. liegt. Also: mal die Frage erlaubt: Warum hier symmetrisch mit maximaler Qualität?

Übrigens: Was hält Ihr von einem eingebautem Digitalvoltmeter? Ist eigentlich sinnvoll, wird aber nicht nur einmal für die Kalibrierung benutzt? Vieleicht gibts da eine einfachere Lösung z.B mit LED und Fensterkomparator. Möglicherweise kann man die Kalibrierung auch damit machen...

[ente]

... den LM1875 könnte man durch den LM3886 ersetzen

MicPre mal die Datenblättern für INA163 bzw. THAT1512 anschauen ((Sven, hast du die Mail erhalten?).

Gruß
Heinrich

[SNT]

Der INA163 ist dann wohl ein fix und fertiger Instrumentationamplifier mit intergrierten Widerständen. low noise etc, macht den Eindruck eines echten High End Teils. Also mit 1nV/WHz ist das Teil mehr als nur extrem rauscharm. Mit etwa 6€ schon genau so teuer wie die Endstufe. Ich schau mir mal den Schaltplan von meinem Audio Buddy MicPre an. Ich denke nicht, dass hier so teure Bauteile zu Einsatz kommen oder überhaupt nötig sind. Aber ich bin kein Profi was Mikrofonvorverstärker angeht. Möglicherweise geht's am Ende dann doch in die Richtung. DE THAT1512 wäre möglciherweise schon ein guter Ansatz, da wirklich wenig Bauteile zum Einsatz kommen. Er benötigt zwar ein dual supply aber das kann man ja einfach aus einem Single Supply aufbauen. Die PSR (power suppy rejection) Werte sind ja auch prima, dann braucht man nicht unbedingt noch zusätzliche Stabis.

Der LM3886 benötigt split supply und kostet ca 4€, kann mit etwas weniger power auch die 2Ohm, und ist halt 'overtüre' geht also ein bisserl mehr in Richtung High End, den finde ich bei split supply auch ganz gut.

Ich versuche trotzdem erst mal die Messbox auf single supply auszulegen, weil das einfach die geringeren Gesamtkosten und Bestückungsaufwände bedeuten kann.

Ich zeichne erst mal ein Prinzipschaltbild und poste es dann hier zu Diskussion.

@Heinrich: Danke, ich habe alle Unterlagen erhalten, hab's aber in der Arbeit in der Mailbox liegen und vergessen alles auf nen Stick zu speichern.

[Violoncello]

Typische Messmikrophone haben einen Grundrauschpegel im niedrigen 2stelligen µVolt-Bereich. Z.b. das Beyerdynamic MM1 liegt bei ca. 20 µV.

Sobald der Preamp also eingangsseitig deutlich darunter liegt, ist er "gut genug".

Natürlich ist es aber immer schön, Reserven nach unten zu haben.

[SNT]

Yeah...:ok: Wie Ihr sehen könnt mehr als die Hälfte ist Versorgung. I

Hallo, nachdem ich mir den Plan mal genauer angesehen habe, ist also doch nicht die Hälfte Versorgung. Die einige Symbole aussehen wie Stabis hab ich mich geirrt.

Ladungspumpe für die Phantom , Gleichrichter, 2 Stabis, MicPre, kleine Endstufe, Umschalter. Alles in allem eigentlich schnuckelig und einfach. Basierend auf einem preisgünstigem Steckenetzteil mit Wechselspannungsausgang. Das finde ich gut. Also auch nicht lebensgefärlich.

Also wenn's nicht auf Leistung ankommt, so eigentlich ganz gut. Phantom ist hier nicht 48V? Warum 24V?

Also wie ich es verstanden habe, gibt's dafür noch keine Platine? Wenn kein allgemeiner Aufschrei kommt, die Platine nur für geringere Leistungen zu entwickeln, suche ich mal das leistungsfähigste günstige Steckernetzteil mit AC-Ausgang und nehme die Schaltung als Vorlage.

PS: Schade: Die maximale Leistung eines gut erhältlichen AC Netzteils liegt bei nur etwa 24W. Kein Wunder. Leistunsgfähigere Teile dürften wegen der neuen EuP Richtlnie wegen dem hohen StandBy Stromes wohl nicht mehr hergestellt werden. Wer findet trotzdem ein AC Netzteil mit 24VAc und mehr Leistung? Wenn keienr was findet, dann versuche ich auf Grundlage eines preisgünstigen DC Tischnetzteils weiterzuentwickeln. Das wäre meine Idee für mehr Power und ohne zusätzliche Stabis und mit extra wenige Elkos im Schaltplan. Dabei kann möglicherweise als OPV für das virtual GND auch ein Verstärker im TDA verwendet werden. Für die anderen zwei Verstärker finde ich noch eine Anwendung (Chargepump für Phantom, Akkulader etc.)

[Violoncello]

Phantom ist hier nicht 48V? Warum 24V?

Neben 48V sind bei Phantomspeisung auch (seltener) 24V "üblich", vermutlich da schaltungstechnisch einfacher zu bekommen.
Das funktioniert zwar mit den meisten Mikros auch "irgendwie" aber u.U. mit niedrigerer Empfindlichkeit/Aussteuerbarkeit.
Ich würde daher dringend empfehlen, beim Standard von 48V über 6,8k zu bleiben.

Aus deinem Vorschlag für Virtual-GND-Messung werde ich nicht so ganz schlau, kann aber auch an mir liegen...
Du greifst mit einem Verstärker die Spannung über einem Shunt ab? Damit bekommst du doch ein stromproportionales Signal, nicht ein spannungsproportionales?
Bedenke auch, dass bei Impedanzmessung die Spannung an 2 Stellen abgegriffen werden muss (am Verstärkerausgang und zwischen Referenz-R und Lautsprecher). Beide Signale bezieht ARTA implizit auf GND...

[Hank]

Hallo,

durch einen Hinweis von ente bin ich auf diesen Thread gestoßen.

Wir (Tiki und ich) haben ja auch mal ne Messbox gebaut. Die ist letztendlich viel zu aufwändig und kompliziert geworden. Dann gab es einen zweiten Entwurf für eine einfachere Version. Der ist aber nie realisiert worden.

Im Nachhinein muss ich mir die Frage stellen, war der ganze Aufwand die Sache wert? Ich habe viel gelernt und habe mich mit dem Thema viel beschäftigt. Also war es das insofern schon wert. Aber war es das auch im Sinne von "ich bekomme etwas besseres als es zu kaufen gibt" wert? Nein, definitiv nicht. Ich würde mir heutzutage schlicht und ergreifend eine gute Soundkarte (z.B. Focusrite) kaufen und die von Arta vorgeschlagene Messbox basteln. Dann habe ich alles was ich brauche und es war verhältnismäßig preiswert. Die kleine Scarlet von Focusrite kostet 140 Euro. Die Messbox keine 50 Euro. Will ich es richtig amtlich, führt kein Weg an der RME Fireface UC vorbei, meiner Meinung. Aber dann sollte der Rest (Mic) auch eine entsprechende Qualität liefern. Apropos Qualität. Wie wollt ihr denn eure Qualität sicherstellen? Es sollte doch min so gut werden, wie Fertigprodukte entsprechend kosten. Oder? Wenn sich nach dem ersten Prototypen rausstellt, man könnte das ein oder andere besser machen, wird das dann umgesetzt? Oder wollt ihr gleich auf Ganze gehen? Wir haben viele Punkte nach dem ersten Prototypen gefunden, die man besser machen sollte. Einiges konnte man auf den Platinen umsetzen, einiges auch nicht. Naja, so könnte ich noch viel weiter schreiben.

Sorry, wenn ich den doofen Spielverderber hier spiele, aber darüber sollte man wirklich mal nachdenken.

Alles nur meine bescheidene Meinung.


Gruß

Stefan


P.S. Falls Jemand irgendwelche Fragen hat, ich beantworte sie selbstverständlich gern!