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 3547 gånger

[xmag]

Realtidsanalys:

2023-01-29 0715 RTA 24v vanligt nätaggregat.png (42.24 KiB) Visad 3545 gånger

2023-01-29 0717 RTA 24v switchat nätaggregat.png (44.57 KiB) Visad 3545 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 3478 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 3433 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 3397 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 3381 gånger

Kretsschema:

Xmag EMA2204-2-tråddragning-v220425.png (26.21 KiB) Visad 3381 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?