Mikrofonförstärkare EMA2410 dubbelström [ändrat namn]

[xmag]

Nu när mitt slutsteg skall förses med dubbelström (dual supply) är det lika bra att göra det samma med mikrofonförstärkaren.
Detta är en vidareutveckling av EMA2204 som finns att läsa om här viewtopic.php?f=3&t=73018
De första testernas här nedan görs på EMA2204 utan modifieringar.

Efter några enkla tester med olika nätaggregat ser jag att det switchade nätaggregatet på 24v som fungerar fint med slutsteget fungerar inte alls med mikrofonförstärkaren. Distorsionen blir betydligt högre och realtidsanalysen visar det där typiska för switchade aggregat med toppar över 1kHz (för 24v aggregatet). Går säkert att fixa med lite olika trick men jag tror att ett vanligt linjeaggregat till sist är bäste, speciellt med dubbelström så slipper man trixa med konstgjord nolla (virtuell nolla).


Här ser vi skillnaden mellan switchat och vanligt nätaggregat båda med 24v och enkelström (singel supply):

2023-01-29 0709 Skillnad mellan switchat och linjeaggregat.png (28.2 KiB) Visad 3549 gånger

[xmag]

Realtidsanalys:

2023-01-29 0715 RTA 24v vanligt nätaggregat.png (42.24 KiB) Visad 3547 gånger

2023-01-29 0717 RTA 24v switchat nätaggregat.png (44.57 KiB) Visad 3547 gånger

Bilderna talar själva.
.
.

[xmag]

Nästa fråga är om man behöver stabiliserat nätaggregat för mikrofonförstärkaren.
Det kommer jag testa framöver.

[xmag]

Märkte en stor skillnad mellan stabbat och ostabbat nätaggregat. THD+brus ligger under 0,02% med den stabbade och strax under 1% med den ostabbade.

Frågan är om det beror på att den ena är ostabbad eller något annat?

[jansch]

Du kör väl inte opam:ar på +/- 24 volt?

Enklast drar du ner 24volten med 7815 och 7915 reglerkretsar för att få +/- 15 volt eller 7812/7912 för +/-12 volt.

Inga stora kondingar på spänningsutgången, då krävs skyddsdiod över reglerkretsarna.

[jansch]

Realtidsanalys:

2023-01-29 0715 RTA 24v vanligt nätaggregat.png

2023-01-29 0717 RTA 24v switchat nätaggregat.png

Bilderna talar själva.
.
.

Är kopplingen i "labbmiljö"?
Gissar att störningarna "läcker" genom långa ledningar etc.

[xmag]

Du kör väl inte opam:ar på +/- 24 volt?

Enklast drar du ner 24volten med 7815 och 7915 reglerkretsar för att få +/- 15 volt eller 7812/7912 för +/-12 volt.

Inga stora kondingar på spänningsutgången, då krävs skyddsdiod över reglerkretsarna.

Nej, jag testade med enkelström först. Alltså 36 volt som högst vilket motsvarar +-18 volt vilket är högsta nivån som ampen tillåter.
Jo, jag använder befintligt nätaggregat för slutsteget med 2x6600uF. Behöver jag dioder då?
Jag har funderat på någon form av reglerkrets. Skall titta på 7815 och 7915 .

[xmag]

Realtidsanalys:

2023-01-29 0715 RTA 24v vanligt nätaggregat.png

2023-01-29 0717 RTA 24v switchat nätaggregat.png

Bilderna talar själva.
.
.

Är kopplingen i "labbmiljö"?
Gissar att störningarna "läcker" genom långa ledningar etc.

Ja, labbmiljö.
Använde väldigt tunna kablar.
Lägg märke till att den understa bilden är med ett switchat aggregat.

[jansch]

Du kör väl inte opam:ar på +/- 24 volt?

Enklast drar du ner 24volten med 7815 och 7915 reglerkretsar för att få +/- 15 volt eller 7812/7912 för +/-12 volt.

Inga stora kondingar på spänningsutgången, då krävs skyddsdiod över reglerkretsarna.

Nej, jag testade med enkelström först. Alltså 36 volt som högst vilket motsvarar +-18 volt vilket är högsta nivån som ampen tillåter.
Jo, jag använder befintligt nätaggregat för slutsteget med 2x6600uF. Behöver jag dioder då?
Jag har funderat på någon form av reglerkrets. Skall titta på 7815 och 7915 .

Nej,
Reglerkretsar (alla halvledare)* är känsliga för för mycket backspänning/backström. Det är möjligt att de reglerkretsar du kommer att använda har skydd för backström, det framgår av databladet hur mycket de tål. såhär är det:

Om du matar den med 24volt på "primärsidan" och du får ut 15volt på sekundärsidan har du spänningsfallet åt rätt håll.

Om du nu stänger av 24volten kommer späningen "långsamt" sjunka genom att filterkondensatorerna laddas ur.
På sekundärsidan, efter reglerkretsen, har du också en kondensator den laddas också ur "långsamt". om nu "15volts konensatorn laddas ur långsammare kommer det till slut ligga backspänning över reglerkretsen.
T.ex 24voltaren har laddat ur till t.ex 3volt och 15voltaren bara till 13volt har du10volts backspänning.

Om du nu lägger en diod i riktning mot 24voltsspänningen öve reglerkretsen kommer den se till att backspänningen aldrig kan bli mer än sådär 0,7 volt.

* när man använder en zenerdiod är det ju precis det du nyttjar när den t.ex "öppnar" vid 6,3 volt och då får man vara försiktig så att strömmen inte blir för hög.

Tål opamparna +/- 18volt, lägg dej lite under. Opampar är väldigt kinkiga om spänningen blir för hög ochdu har ingen nytta av så hög matningspänning, eldar bara onödig effekt i opamp:arna även om det är lite.

[xmag]

Du kör väl inte opam:ar på +/- 24 volt?

Enklast drar du ner 24volten med 7815 och 7915 reglerkretsar för att få +/- 15 volt eller 7812/7912 för +/-12 volt.

Inga stora kondingar på spänningsutgången, då krävs skyddsdiod över reglerkretsarna.

Nej, jag testade med enkelström först. Alltså 36 volt som högst vilket motsvarar +-18 volt vilket är högsta nivån som ampen tillåter.
Jo, jag använder befintligt nätaggregat för slutsteget med 2x6600uF. Behöver jag dioder då?
Jag har funderat på någon form av reglerkrets. Skall titta på 7815 och 7915 .

Nej,
Reglerkretsar (alla halvledare)* är känsliga för för mycket backspänning/backström. Det är möjligt att de reglerkretsar du kommer att använda har skydd för backström, det framgår av databladet hur mycket de tål. såhär är det:

Om du matar den med 24volt på "primärsidan" och du får ut 15volt på sekundärsidan har du spänningsfallet åt rätt håll.

Om du nu stänger av 24volten kommer späningen "långsamt" sjunka genom att filterkondensatorerna laddas ur.
På sekundärsidan, efter reglerkretsen, har du också en kondensator den laddas också ur "långsamt". om nu "15volts konensatorn laddas ur långsammare kommer det till slut ligga backspänning över reglerkretsen.
T.ex 24voltaren har laddat ur till t.ex 3volt och 15voltaren bara till 13volt har du10volts backspänning.

Om du nu lägger en diod i riktning mot 24voltsspänningen öve reglerkretsen kommer den se till att backspänningen aldrig kan bli mer än sådär 0,7 volt.

* när man använder en zenerdiod är det ju precis det du nyttjar när den t.ex "öppnar" vid 6,3 volt och då får man vara försiktig så att strömmen inte blir för hög.

Tål opamparna +/- 18volt, lägg dej lite under. Opampar är väldigt kinkiga om spänningen blir för hög ochdu har ingen nytta av så hög matningspänning, eldar bara onödig effekt i opamp:arna även om det är lite.

Jag tänkte lägga mig på +-15 Volt, det är vad det flesta gör som inte använder batterier.
Jag har tittat på flera olika nätaggregat och ser att de använder diod(er). Du förklarar väldigt bra varför.

Jag tänkte alltså använda samma nätaggregat till mikrofonförstärkaren som slutsteget. Då kommer strömmen gå direkt efter likriktning och kondensatorer till slutsteget. Innan det kommer jag länka av till elektroniken som skall driva mikrofonförstärkaren.
Skall rita ett schema hur jag tänkt.

[xmag]

Ett basic-schema över nätaggregatet:

Behövs dioder eller fler kondensatorer?

nätaggregat 25-0-25.png (11.85 KiB) Visad 3480 gånger

Jag antar att det inte behövs någon kylfläns eller en mycket liten kylfläns för 7815 och 7915 eftersom det bara är en mikrofonförstärkare som skall drivas?
.
.

[RogerGustavsson]

Brukar väl sättas ett par mindre kondensatorer över matningsspänningarna vid OP-ampen?

[jansch]

Brukar väl sättas ett par mindre kondensatorer över matningsspänningarna vid OP-ampen?

Javisst, du menar reglerkretsen....

Både den oreglerade spänningen och den relerade spänningen bör ha bra kondensatorer (helst keramiska) parallellt över elyterna*. Ju "bättre" diodbryggan är desto mer högfrekventa spikar.

Dessutom bör även opampar och integrerade slutsteg ha keramiska kondingar direkt vid spänningsanslutningarna/benen.

*Elyter är inte "linjära/ideala" kondensatorer vid högre frekvenser.

[jansch]

Kylfläns behövs inte, jag brukar använda lite större kapsel istället, typ TO-220 så slipper man räkna och den är billig.

[Morello]

Man bör implementera dioder (1N4148 tex) mellan utgångarna och jord. Annars kan regulatorn "låsa sig" om tex den övre regulatorns utgång ser en negativ spänning innan den oreglerade, positiva matningen hunnit stiga tillräckligt.

[xmag]

Brukar väl sättas ett par mindre kondensatorer över matningsspänningarna vid OP-ampen?

Brukar väl sättas ett par mindre kondensatorer över matningsspänningarna vid OP-ampen?

Javisst, du menar reglerkretsen....

Både den oreglerade spänningen och den relerade spänningen bör ha bra kondensatorer (helst keramiska) parallellt över elyterna*. Ju "bättre" diodbryggan är desto mer högfrekventa spikar.

Dessutom bör även opampar och integrerade slutsteg ha keramiska kondingar direkt vid spänningsanslutningarna/benen.

*Elyter är inte "linjära/ideala" kondensatorer vid högre frekvenser.

Det framgår inte i schemat ovan att det sitter kondensatorer över elyterna men de är inte keramiska och är på 100nF.

Det där med keramiska kondensatorer kände jag inte till.

[xmag]

Man bör implementera dioder (1N4148 tex) mellan utgångarna och jord. Annars kan regulatorn "låsa sig" om tex den övre regulatorns utgång ser en negativ spänning innan den oreglerade, positiva matningen hunnit stiga tillräckligt.

Bra idé, jag skall titta på det.

EDIT:
Jag har 1N4003 och 1N5404 hemma. Den sistnämnda sitter som likriktare nu i schemat här ovan.

[xmag]

Nu har jag lagt in alla tips:

nätaggregat 25-0-25.png (11.07 KiB) Visad 3435 gånger

Åsikter på detta?
Varför är keramiska kondingar bättre än andra i detta fall?
.
.
.

[BellsnWhistles]

Jag tror att de små 100 nF-kondingarna på ingången till stabbarna också ska sitta precis i anslutning till kapseln, precis som du gjort på utgångssidan.

Varför man rekommenderar keramiska i detta fall vet jag inte men jag har sett rekommendationen förr. Jag har dock byggt med polypropar och det har fungerarat utmärkt också .

[xmag]

Jag tror att de små 100 nF-kondingarna på ingången till stabbarna också ska sitta precis i anslutning till kapseln, precis som du gjort på utgångssidan.

Varför man rekommenderar keramiska i detta fall vet jag inte men jag har sett rekommendationen förr. Jag har dock byggt med polypropar och det har fungerarat utmärkt också .

Jag skall testa med båda typerna av kondensatorer men jansch brukar ha rätt.
Det fetade vet jag inte riktigt var du menar det sitter!?
Jag är kanske obekant med jargongvokabulären.

[RogerGustavsson]

Han syftar på den integrerade kretsens kapsling, alltså så nära anslutningarna till den placerar man kondensatorerna. Det kan vara plastfilms eller keramiska dito. Keramiska typ NPO har väl bäst förmåga att filtrera högfrekvensskräp?

[Michael]

För högfrekvens, så är ytmonterat mycket bättre än hålmonterat.

Skillnad på plast och keramisk skulle vara intressant få reda på i detta fall.

//Michael

[xmag]

Han syftar på den integrerade kretsens kapsling, alltså så nära anslutningarna till den placerar man kondensatorerna. Det kan vara plastfilms eller keramiska dito. Keramiska typ NPO har väl bäst förmåga att filtrera högfrekvensskräp?

OK!

[jansch]

För högfrekvens, så är ytmonterat mycket bättre än hålmonterat.

Skillnad på plast och keramisk skulle vara intressant få reda på i detta fall.

//Michael

Det var jag som skrev "helst keramiska" av det skäl att keramiska har bra RF-egenskaper, möjligt att det går att finna lika bra plastkondingar.
Skälet är att jag inte har gjort egna seriösa mätningar om hur bra olika kondingar är i RF-området utan läst ett antal artiklar som stödjer varör jag nu själv väljer den typen av avkopplingskondensatorer.

T.ex en man som heter Tom Cristiansen i Kanada och som driver en websida som heter Neurochrome och tillverkar bl.a slutsteg med LM3886 har gjort en analys av "decoupling" som jag uppfattar som seriös och han har tillgång till rätt mätutrustning och simuleringsverktyg.
Googla på Neuchrome - Taming the LM388 chip amplifier - Supply Decoupling. Enligt min mening värt att läsa hela dokumentet, inte bara decoupling.(jag kan inte länka när jag surfar på tv:n)

För mej är det därför ett enkelt sätt att slippa eventuella problem genom att använda bra keramiska kondensatorer. Av det skälet skrev jag "helst".
Men jag säger inte att det inte går att använda plastfilms, man kan ju prova.

Tar tacksamt emot tips på lämpliga plastdito.

[xmag]

Uppdaterat schemat:

nätaggregat 25-0-25.png (11.82 KiB) Visad 3399 gånger

[xmag]

Kommentera gärna nätaggregatet mer men tråden handlar om min nya mikrofonförstärkare så här kommer lite bilder på den.


Kopplingsschema:

Xmag EMA2204-1-schema-v220425.png (33.66 KiB) Visad 3383 gånger

Kretsschema:

Xmag EMA2204-2-tråddragning-v220425.png (26.21 KiB) Visad 3383 gånger

[jansch]

Kommentera gärna nätaggregatet mer men tråden handlar om min nya mikrofonförstärkare så här kommer lite bilder på den.


Kopplingsschema:

Xmag EMA2204-1-schema-v220425.png

Kretsschema:

Xmag EMA2204-2-tråddragning-v220425.png

När du nu nyttjar dubbel matningspänning behöver du inte använda kondensatorer för att isolera bort DC-spänningar.

- C5 behövs inte om du inte vill skapa ett högpassfilter för att skära av "subbas". R7 kan kopplas till signaljord, du vinner då stabilare 0-punkt.
Personligrn hade jag alt att lägga högpassfiltret innan ingången till opampen om det behövs.*

- hela örvre opampkretsen är till för matningsspänning till elektretmikrofonen, lite komplex men ger nog bra/stabil matning. Välj spänning så hög som möjligt utan att det går åt fanders. T.ex 10-15% under mikrofonkapleln max spänning enligt datablad. Vill man ha en så stabil Zenerdiod som möjligt väljer man enmed ca 6volt zenerspänning.

- Vill man ha ett tydligt definierat högpassfilter på ingången lägger man ett motstånd (vi kallar det t.ex för Ri)efter C3 till signaljord. Då mår också opampen bra och har tydlig 0-referens. Ungefär lika stort som R7. Då kan du välja undre gränsfrekvens medhjälp av RC-filtret som bildas av detta motstånd och C3 och C3 blir då också sannolikt mindre.
Då har du en ingångsimpedans på Ri // R5 = 3,3k // 3,3k = 1,65kohm. tål mikrofonen den belastningen?
Genom Ri förbättrar du också brusgolvet, framför allt vid väldigt låga frekvenser.

*Du har ju redan ett -6dB/oktavfilter högpassfilter då genom C3 och Ri.

[xmag]

Kommentera gärna nätaggregatet mer men tråden handlar om min nya mikrofonförstärkare så här kommer lite bilder på den.


Kopplingsschema:

Xmag EMA2204-1-schema-v220425.png

Kretsschema:

Xmag EMA2204-2-tråddragning-v220425.png

När du nu nyttjar dubbel matningspänning behöver du inte använda kondensatorer för att isolera bort DC-spänningar.
- C5 behövs inte om du inte vill skapa ett högpassfilter för att skära av "subbas". R7 kan kopplas till signaljord, du vinner då stabilare 0-punkt.
Personligrn hade jag alt att lägga högpassfiltret innan ingången till opampen om det behövs.*

Det kände jag inte till!
Det skall testas (jag litar på det du säger men vad vore livet om man inte fick leka lite?)!!

- hela örvre opampkretsen är till för matningsspänning till elektretmikrofonen, lite komplex men ger nog bra/stabil matning. Välj spänning så hög som möjligt utan att det går åt fanders. T.ex 10-15% under mikrofonkapleln max spänning enligt datablad. Vill man ha en så stabil Zenerdiod som möjligt väljer man enmed ca 6volt zenerspänning.

Ja, det är för bias till kapseln. Den ger som den ser ut nu exakt 4,17v oavsett vilken spänning jag använder till op-ampen. När spänningen går under 5v till op'n börjar det dallra runt 4,17 volt och går jag under 5 volt sjunker också bias. Mellan 5 och 15 Volt till op-ampen är bias väldigt stabil, jag har inte sett den röra sig alls från 4,17v hur jag än gör.
Jag försökte en gång att höja bias till 8 Volt (10v är max för kapseln). Jag testade lite olika motstånd men bias låg kvar på runt 4 volt. Frågan är hur jag höjer den?

- Vill man ha ett tydligt definierat högpassfilter på ingången lägger man ett motstånd (vi kallar det t.ex för Ri)efter C3 till signaljord. Då mår också opampen bra och har tydlig 0-referens. Ungefär lika stort som R7. Då kan du välja undre gränsfrekvens medhjälp av RC-filtret som bildas av detta motstånd och C3 och C3 blir då också sannolikt mindre.
Då har du en ingångsimpedans på Ri // R5 = 3,3k // 3,3k = 1,65kohm. tål mikrofonen den belastningen?
Genom Ri förbättrar du också brusgolvet, framför allt vid väldigt låga frekvenser.

Intressant!
Vet inte vad kapseln tål, får väl testa den. Har upp mot 100 kapslar så om en viker ner sig är det inga problem.
Jag har att gör ett tag framåt...

*Du har ju redan ett -6dB/oktavfilter högpassfilter då genom C3 och Ri.

Ja, C3's värde fick hänga med från förra versionen med enkelström.

[RogerGustavsson]

Vet inte vad kapseln tål, får väl testa den. Har upp mot 100 kapslar så om en viker ner sig är det inga problem.

Om det är de där vanliga Panasonic-kapslarna kan du kolla på Linkwitz hemsida, https://www.linkwitzlab.com/sys_test.htm#Mic Ham körde med 9 V.

[xmag]

Vet inte vad kapseln tål, får väl testa den. Har upp mot 100 kapslar så om en viker ner sig är det inga problem.

Om det är de där vanliga Panasonic-kapslarna kan du kolla på Linkwitz hemsida, https://www.linkwitzlab.com/sys_test.htm#Mic Ham körde med 9 V.

Ja, jag har den sidan nedladdad. Men det var inte det jansch menade utan vilken belastning micken tål:

Då har du en ingångsimpedans på Ri // R5 = 3,3k // 3,3k = 1,65kohm. tål mikrofonen den belastningen?

[RogerGustavsson]

!.65 kOhm verkar vara lågt för en kapsel utan buffertsteg. Har inte kapseln runt 1 kOhm utgångsimpedans?

[jansch]

!.65 kOhm verkar vara lågt för en kapsel utan buffertsteg. Har inte kapseln runt 1 kOhm utgångsimpedans?

Jo, jag tycker det.....framförallt nu efter att jag googlat på spec. Det var väl Panasonic:s wm-61.

Spontant, jag hade nog provat med R5 = 10kohm* och lagt Ri och R7 på sådär 20k** och givetvis anpassat då R6 för lämplig gain.
Anpassat matningen av kapseln till ungefär 9volt, den tål tydligen 10volt.

* Man får ju mäta hur stor andel av matningsspänningen som faller över R5 i "vila". Bör ju troligtvis ligga på 40-60 % av 9volt ( om man nu väljer 9 volt som matning.

** Ri kan nog vara större än 20k, upptill 100k utan att äventyra 0-referensen men man får se upp med brus. Allt handlar ju om hur bra kapseln funkar vid olika belastning.

Lite slöa tankar.......

[xmag]

!.65 kOhm verkar vara lågt för en kapsel utan buffertsteg. Har inte kapseln runt 1 kOhm utgångsimpedans?

Jo, jag tycker det.....framförallt nu efter att jag googlat på spec. Det var väl Panasonic:s wm-61.

Spontant, jag hade nog provat med R5 = 10kohm* och lagt Ri och R7 på sådär 20k** och givetvis anpassat då R6 för lämplig gain.
Anpassat matningen av kapseln till ungefär 9volt, den tål tydligen 10volt.

* Man får ju mäta hur stor andel av matningsspänningen som faller över R5 i "vila". Bör ju troligtvis ligga på 40-60 % av 9volt ( om man nu väljer 9 volt som matning.

** Ri kan nog vara större än 20k, upptill 100k utan att äventyra 0-referensen men man får se upp med brus. Allt handlar ju om hur bra kapseln funkar vid olika belastning.
Jo, Panasonic:s wm-61 är det.

Lite slöa tankar.......

Jo, Panasonic:s wm-61är det.

Om det är slöa tankar hur är de då annars...?
Jag skall snart löda ihop förstärkaren, skall testa och mäta skillnad på alla förslag inte minst detta senaste.

[xmag]

Nu har jag uppdaterat schemat med anteckningar mm:

2023-02-02 0816 Xmag EMA2204-1-schema-v220425.png (36.9 KiB) Visad 3021 gånger

Komponenternas numrering skall ändras men det får vara så här under "utvecklingen".

Anm.
C3 ändrar jag efter jag testat fram lämpligt värde. Tror det får bli en plastkonding då.
Jag fick tipset tidigare att R6 bör vara så låg som möjligt så jag minskade den. Nu är jag tillbaka på tidigare nivå.
Är det ok?

Fördelen med en egen op amp för bias är förutom stabiliteten att huvud-op-ampen (?) inte påverkas av eventuell "motorboating". På den nuvarande mikrofonförstärkaren testade jag att driva med batteri och ett motstånd på 100ohm i serie med batteriet för att få fram "motorboating". Utan op-biaskopplingen såg jag tydligt problemet men med op-biaskopplingen var motorbåten helt borta. Fast med ett riktigt nätaggregat är motorbåt-problemet långt borta men bra att den är skyddad mot sådana problem.


.
.

[Morello]

Återkopplingsnätet kan utan vidare göras om till 1 kohm samt 22 kohm. R9 fyller ingen funktion.

[xmag]

Återkopplingsnätet kan utan vidare göras om till 1 kohm samt 22 kohm. R9 fyller ingen funktion.

Jag hade det tidigare på 82k och 3,3k men ändrade det enligt ett förslag.
R9 skall bort, jag har glömt den.

[Morello]

Men cirka 10 kohm resistans i återkoppling får du ett brustillskott om 13nV/rt(Hz), vilket är mer än vad OP:n bidrar med. Eftersom den valda OP:n är av JFET-typ behöver du inte tänka på att balansera impedansen sett från respektive ingång.

[jansch]

Du får räkna med att mikrofon (kapseln) inkl. förstärkare kommer ha en brusnivå motsvarande ca 40dB (SPL) Lin varav förstärkaren står för någon eller några få dB.

[xmag]

.

[Morello]

För högfrekvens, så är ytmonterat mycket bättre än hålmonterat.

Skillnad på plast och keramisk skulle vara intressant få reda på i detta fall.

//Michael

Keramiska kondensatorer har mycket större spänningskoefficient (C=C(v)), vilket helt saknar relevans om de används som avkoppling.

[xmag]

För högfrekvens, så är ytmonterat mycket bättre än hålmonterat.

Skillnad på plast och keramisk skulle vara intressant få reda på i detta fall.

//Michael

Keramiska kondensatorer har mycket större spänningskoefficient (C=C(v)), vilket helt saknar relevans om de används som avkoppling.

Jag har kopplat in keramiska kondingar på plats C6 och C7 i det testkort jag håller på att bygga, bra eller dåligt?

[xmag]

Nu har jag byggt färdigt testkortet:

20230204_121031.jpg (186.78 KiB) Visad 2912 gånger

Jag har också här (precis som med slutsteget) placerat komponenter så nära IC'n som är praktiskt möjligt.



Första frekvens/fasmätning:

2023-02-04 1208 Frekvens-fas första mätningen.png (18.3 KiB) Visad 2912 gånger

Första THD-mätningen (normal-nivå in):

2023-02-04 1207 THD första mätningen.png (15.86 KiB) Visad 2912 gånger

Ser bra ut redan vid första försöket!
Var lite försiktig så här första gången och använde bara +-7,5 Volt.
.
.

[xmag]

Testade nu med +15v.
THD och frekvensgång är som vid +-7,5v.


THD nära klippning:

2023-02-04 1258 THD Strax innan klippning +-15v.png (13.54 KiB) Visad 2908 gånger

[xmag]

Här en mätning när den klipper:

2023-02-04 1308 THD en bit in på klippning +-15v.png (24 KiB) Visad 2907 gånger

Översta kurvan är 4:de tonen.

EDIT:
Bytte mätning, den jag visade först var ljudkortet som klippte. Grafen här ovan är nu rätt.

[xmag]

Mätte utnivån från mikrofonen vid ca 90dB 1m från ett högtalarelement och lade på samma nivå från ljudkortet in i mikrofonförstärkaren:

2023-02-04 1333 THD normal mätnivå simulerad mikrofon.png (22.31 KiB) Visad 2906 gånger

Jämför med förra versionen och enkelström:

2022-06-18 THD EMA2204 v220429.png (21.69 KiB) Visad 2906 gånger

[xmag]

De båda här ovan ihopsatta:
Blå = enkelström
Röd= dubbelström

2023-02-04 1357 THD normal mätnivå jämfört med enkelström.png (21.06 KiB) Visad 2905 gånger

Om man vill använda enkelström till denna IC är skillnaden i THD extremt liten.
.
.

[xmag]

Börjar röra på sig:

2023-02-05 2025 3D.png (111.98 KiB) Visad 2885 gånger

Nu skall jag försöka höja bias-spänningen till 8-9 Volt.

[xmag]

Har ändrat bias-spänningen nu:

2023-02-02 1257 Xmag EMA2204-1-schema.png (33.98 KiB) Visad 2879 gånger

Mellan +-9v och +-15v ligger nu bias stabilt på 8v.
Mellan +-4v och under +-9v varierar bias som strömmatningen minus 1v.
Använder man ett 9v batteri blir således bias (9/2)-1 = 3,5v.
.
.
.

[xmag]

Bruset är svårt att mäta eftersom kablarna som behövs för att kunna mäta tar upp en hel del brus, speciellt under 300Hz.
Jag har här försökt så gott det går att korta av kablar jorda rätt och hålla fingrarna på en jordpunkt för att dämpa brus. Så här blir det då:

2023-05-06 1308 brusgolv.png (50.85 KiB) Visad 2870 gånger

Röd linje är -130dB. Den tidigare versionen med enkelström låg på -120dB (blå övre linje). Dubbelström minskar alltså bruset.

.
.

[jansch]

Hur mäter du?

Antar att det bara är förstärkaren.

För att få god kontroll, mät följande:

- med 5- 10 kohm över ingången för att simulera mikrofon utimpedans.
- med kortsluten ingång (byglad). ökar belastningen på mic spänningsmatningen men spelar för mätninen ingen roll.
- med mikrofon ansluten*

Kolla max utspänning för referen (dBFS) borde vara ca 9volt RMS för +/- 15volt matning.

* Svårt att få tyst mätmiljö. Stoppa ner micken i en termos utan att de ligger mot innerväggen. Lägg termosen i täcken/filtar. Du kommer inte att släcka ut låga rekvenser helt men sannolikt kommer du under busgolvet.

[Morello]

Det där säger dessvärre inte så mycket eftersom det inte framgår hur många mätpunkter som ingår i FFT-analysen.

Men givet vald OP och den onödigt stora resistansen i återkopplingen kan du räkna med en ovägd (20 Hz-20 kHz) brusnivå om cirka 40 µVrms (SNR rel 2 V om styva 90 dB) med kortsluten ingång.

Vill även passa på att rekommendera studier av "signaler och system", Anders Svärdström, för en djupare förståelse av signalanalys i allmänhet och FFT i synnerhet.

[xmag]

Sår här ser kretskortet ut nu:

2023-02-06 1350 Kretskort.png (117.48 KiB) Visad 2859 gånger

Röda banor ligger på ovansidan och de blå banorna på undersidan av kretskortet.
,
,

[Morello]

Röd linje är -130dB. Den tidigare versionen med enkelström låg på -120dB (blå övre linje). Dubbelström minskar alltså bruset.

.
.

Svar nej, det ekvivalenta ingångsbruset påverkas inte av huruvida matningen är av enkel eller dubbel typ; inte heller påverkas sagda brus nämnvärt av matningens storlek.

[xmag]

Röd linje är -130dB. Den tidigare versionen med enkelström låg på -120dB (blå övre linje). Dubbelström minskar alltså bruset.

.
.

Svar nej, det ekvivalenta ingångsbruset påverkas inte av huruvida matningen är av enkel eller dubbel typ; inte heller påverkas sagda brus nämnvärt av matningens storlek.

Jag drog den (amatörmässiga) slutsatsen därför jag upplevde samma sak med slutsteget också. Men det behöver ju inte vara så. Bruset kan ha minskat av andra orsaker naturligtvis.
Matningens storlek testade jag om det påverkar bruset men, som du nämner, kunde jag inte urskilja någon nämnvärd skillnad.

Hur som helst är jag nöjd med mikrofonförstärkaren nu.

[jansch]

Det där säger dessvärre inte så mycket eftersom det inte framgår hur många mätpunkter som ingår i FFT-analysen.

Men givet vald OP och den onödigt stora resistansen i återkopplingen kan du räkna med en ovägd (20 Hz-20 kHz) brusnivå om cirka 40 µVrms (SNR rel 2 V om styva 90 dB) med kortsluten ingång.

Vill även passa på att rekommendera studier av "signaler och system", Anders Svärdström, för en djupare förståelse av signalanalys i allmänhet och FFT i synnerhet.

Allt handlar ju om vad man har för mål med mätningar.
För Xmag som har ett väldigt tydligt mål, d v s skapa en mätrigg för ljudmätningar där mikrofonkapsel Panasonic WM61 (A) ingår.

Den svaga länken är alltså mikrofokapseln med en dynamik (S/N) på 62 dB "eller bättre"", om dessa 62dB relaterar till 1 Pascal = 94dB SPL framgår inte. Alltså stor osäkerhet vad man kan förvänta sig*. Samma sak med mikrofonens känslighet.

Med nämnda mätmetod får Xmag kontroll över vad som kommer att sätta brusgolvet för mätriggen. Tror du att det inte fungerar??

* Jag är fullt medveten om att mitt förslag med termos inte är "optimalt". Den bästa lösning jag kommit på efter haft trassel med mätmikrofoner för många, många år sedan där inte ens frifältsrum var tillräckligt tysta. Kuriosa: hittade på så sätt ett mikroskopiskt hål i ett membran vars kanter resulterade i sporadiska överslag till "bakplattan" (back plate).

[xmag]

Hur mäter du?

Antar att det bara är förstärkaren.

För att få god kontroll, mät följande:

- med 5- 10 kohm över ingången för att simulera mikrofon utimpedans.
- med kortsluten ingång (byglad). ökar belastningen på mic spänningsmatningen men spelar för mätninen ingen roll.
- med mikrofon ansluten*

Kolla max utspänning för referen (dBFS) borde vara ca 9volt RMS för +/- 15volt matning.

* Svårt att få tyst mätmiljö. Stoppa ner micken i en termos utan att de ligger mot innerväggen. Lägg termosen i täcken/filtar. Du kommer inte att släcka ut låga rekvenser helt men sannolikt kommer du under busgolvet.

Jag mätte bara mikrofonförstärkaren utan signal. Men jag mäter genom USB-ljudkort så en del av det man ser i mätningarna kan härröra från ljudkortet.
Jag använder en potentiometer på 5k på ingången för att justera nivån. Det borde räcka för att simulera kapseln.
Har testat mäta med mikrofonen ansluten men som du säger är det i stort sett omöjligt att få den tyst.
Skall kolla utspänningen!

[xmag]

Det där säger dessvärre inte så mycket eftersom det inte framgår hur många mätpunkter som ingår i FFT-analysen.

Men givet vald OP och den onödigt stora resistansen i återkopplingen kan du räkna med en ovägd (20 Hz-20 kHz) brusnivå om cirka 40 µVrms (SNR rel 2 V om styva 90 dB) med kortsluten ingång.

Vill även passa på att rekommendera studier av "signaler och system", Anders Svärdström, för en djupare förståelse av signalanalys i allmänhet och FFT i synnerhet.

Det står Length: 65k, Averages: 8 och Window: Rectangular.

Jag skall testa med lägre värden i återkopplingen senare också. Jag mäter med simulerad mikrofonkapsel (5k pot) men skall testa kortsluten ingång också.

Tack för tipset med boken!

[xmag]

Nu har jag mätt olika återkopplingsmotståndsatser.
- 1k och 23k
- 10k och 220k

Lägg märke till att bruset under ca 300Hz påverkas av mina maskiner och nätfrekvensen mm. Det kommer att försvinna i den färdiga versionen i plåtlåda.

Så här blev det:

Frekvensgången blev exakt lika med exakt samma nivå.


Bruset med kortsluten ingång och 1k-23k:

2023-02-08 2000 Brus-återkoppling 1k-23k.png (45.62 KiB) Visad 2782 gånger

Bruset med kortsluten ingång och 10k-220k:

2023-02-08 2015 Brus-återkoppling 10k-220k.png (45.06 KiB) Visad 2782 gånger

De båda här ovan på samma "papper":
Det tunna röda strecket ligger på -13dB. De små skillnader som finns förändras mellan i stort sett varje mätning för båda motståndssatserna. Det är inte helt enkelt att mäta så lågt ner som under -130dB, minsta möjliga skapar störningar.

2023-02-08 2000 Brus-återkoppling 1k-23k och 10k-220k.png (61.42 KiB) Visad 2782 gånger

Här mätte jag bruset på ett annat sätt med kortsluten ingång:

2023-02-08 2040 Brus återkoppling 1k-23k och 10k-220k kortsluten ingång.png (27.65 KiB) Visad 2782 gånger

Mäter som närmast här ovan men med öppen ingång och mätsignal:

2023-02-08 2042 Brus återkoppling 1k-23k och 10k-220k.png (25.27 KiB) Visad 2782 gånger

Tja, vad säger man, "jämt skägg" kanske...
.
.
.

[xmag]

Det är alltså denna återkopplingsslinga jag mätt med olika värden på motstånden (R8 och R7):

2023-02-08 2146 återkopplingsschema.png (7.06 KiB) Visad 2780 gånger

[xmag]

För de intresserade mätte jag RTA med denna inställning:

2023-02-08 2153 RTA-inställning.png (7.73 KiB) Visad 2780 gånger

[xmag]

Är klart med denna mikrofonförstärkare nu. Har skrivit ut 4 kretskort. Nu återstår att bygga en av dem och testa för mindre justeringar:

20241022_134803.jpg (139.47 KiB) Visad 2273 gånger

Jag testade här också mina nya kretskortsfästen till CNC-fräsen.

[xmag]

Mikrofonförstärkaren har nu försetts med möjligheten att använda skruvplintar:

20241106_121638.jpg (58.39 KiB) Visad 2221 gånger

[xmag]

Den första mätningen av mikrofonförstärkaren vid 1kHz och konstgjord last:


Andra tonen = 0,00074%
Tredje tonen= 0,00033%

[smile]

Stiligt!

[xmag]

TACK!

[xmag]

När man är på väg mot att bli färdig såg pajar nätaggregatet. Mitt fel, jag drog ur kopplingarna från kretskortet men glömde dra ut kabeln från väggen. Trådarna gick ihop (naturligtvis!!!!) och aggregatet gav upp. Vet inte om jag fortsätter med elektronik eller om jag går över till programmering. Får sova på saken...

Mikrofonförstärkaren fungerade som tåget men plötsligt fick jag helt fel spänning från bias. Alltså den ström som skall mata mikrofonen. Jag fick flera gånger koppla loss förstärkaren för att testa olika saker. Ibland gick den men ibland gick den inte. Det var en sådan gång när jag skulle koppla ur nätaggregatet som det blev kortslutning. Nu tycker jag allt är skit!

[xmag]

Fräst ut ett nytt kort för mikrofonförstärkaren och färgat med UV-färg:

20241122_114520.jpg (84.57 KiB) Visad 1916 gånger

Mitt thinner tog slut så jag rengjorde kortet med Aceton. Märkligt nog så fäster inte färgen med aceton som rengöringsmedel?! Det måste vara acetonet för jag har gjort rent två kort med aceton och båda tappar sin UV-färg. Någon som vet varför?
.
.
.

[xmag]

Skillnaden mellan det tidigare kretskortet och det nyare är att jag fräst spåren lite bredare. Om bredden mellan spåren är för liten kan spån från koppar hamna där och leda ström oönskad väg. spåren Det hände hände med den tidigare. Nu är bredden sådan att inga spån kan fastna där.

[xmag]

Spänningen till mikrofonen låg förut på 4Volt, medan andra använder 2 Volt. Jag har nu höjt spänningen till ca 8 Volt. Mikrofonkapseln tål 10 Volt.

[xmag]

Jag mätte upp spänningsnivån för något år sedan för mikrofonförstärkarens mikrofon.

Mellan +-9v och +-15v var Bias 8v under hela registret.
Mellan >+-5v och <+-9v varierade Bias mellan 4 och <8v.

Kretsen är inte optimal för R1 skall egentligen vara 33k men jag har 10k. Med R1 33k blir Bias 4v från 15v drivspänning ner till ca 8v där det blir bias 0v.

Jag skall mäta detta igen när apparaten har gått ett tag.

[jansch]

Jag mätte upp spänningsnivån för något år sedan för mikrofonförstärkarens mikrofon.

Mellan +-9v och +-15v var Bias 8v under hela registret.
Mellan >+-5v och <+-9v varierade Bias mellan 4 och <8v.

Kretsen är inte optimal för R1 skall egentligen vara 33k men jag har 10k. Med R1 33k blir Bias 4v från 15v drivspänning ner till ca 8v där det blir bias 0v.

Jag skall mäta detta igen när apparaten har gått ett tag.

Vilken bias menar du?

[xmag]

Matningen till mikrofonkapseln.
Jag höjde den från 4v till 8v. Vill ligga i övre regionen av det tillåtna till kapseln som är max 10v.