Hulp gevraagd voor kleine microfoon voorversterker

[bart Luyckx]

Ik heb volgende schema gebouwd.

Nu doet deze raar bij metingen.
Zowel de collector,basis als emmiter spanningen zijn niet stabiel.
Basis spanning is wel ongeveer 0,6V hoger dan de emmiter spanning (200-500mV)

Ik had de transistor BC549 (NPN) uitgesoldeerd en gemeten in de component tester en lijkt Ok te zijn
Schema verschillende keren nagekeken maar ik niets fout.

Enig idee waaraan het kan liggen?

[90000006]

Wat meet je op E, B en C? Voeding stabiel? Heb je een scope?

[Regenpak]

Elco C2 zit verkeerdom. R6 is overbodig.

Edit: R2 en R3 zijn ook overbodig. En C4. R5 is te hoogohmig, die moet wat kleiner zijn. LTSpice vindt 2.7k veel beter. Dan wordt de collectorspanning vrijwel gelijk aan de halve voedingsspanning en dat is wat je wilt.

Tjerk

[bart Luyckx]

Wat meet je op E, B en C? Voeding stabiel? Heb je een scope?

Spanning is niet stabiel. Ik heb een scoop maar hem en er nog niet aangehangen omdat hij al zo raar doet met de voltmeter.

Ook als ik weerstanden meet in het schema verloopt de waarde

Meet ik de voedingsspanning, die is stabiel. Alle andere fluctueren.

[bart Luyckx]

Elco C2 zit verkeerdom. R6 is overbodig.

Edit: R2 en R3 zijn ook overbodig. En C4. R5 is te hoogohmig, die moet wat kleiner zijn. LTSpice vindt 2.7k veel beter. Dan wordt de collectorspanning vrijwel gelijk aan de halve voedingsspanning en dat is wat je wilt.

condenser_mike_preamp.png



Tjerk

Ik gebruik een voeding van 10V
Voor R5 heb ik een 3k genomen.
De functie van R2 en R3 is me ook niet duidelijk.

Voor R1 een 10k

Voor C2 en C4 heb ik wima mks genomen.
C5 is een bipolaire 2,2uF.

[90000006]

Goede tips van regenpak, zo kritisch had ik nog niet eens naar het schema gekeken. Zit inderdaad de nodige ruimte voor verbetering in.
Fluctueren de waardes ook als je de ingang tijdelijk aan massa legt? Dan zou ik het zoeken in oscillaties, slechte layout of slechte contacten/solderingen.

Wat is je doel? Met een ééntraps versterkertje kan je geen wonderen verwachten.

[bart Luyckx]

Versterkertje dient voor een EM258 microfoon.

[bart Luyckx]

Goede tips van regenpak, zo kritisch had ik nog niet eens naar het schema gekeken. Zit inderdaad de nodige ruimte voor verbetering in.
Fluctueren de waardes ook als je de ingang tijdelijk aan massa legt? Dan zou ik het zoeken in oscillaties, slechte layout of slechte contacten/solderingen.

Wat is je doel? Met een ééntraps versterkertje kan je geen wonderen verwachten.

Hoe kan de layout invloed hebben?

[Regenpak]

Hoe kan de layout invloed hebben?

Welnu, als je lange draden aan de basis van de transistor hebt bijvoorbeeld kan je een mooie oscillator krijgen. Als je dan gaat meten verandert de oscillatie en krijg je rare meetwaarden. Scoop geeft uitsluitsel. Dat electretkapsel is verder prima. Qua datasheet althans. Scoop geeft uitsluitsel. Kan het niet vaak genoeg herhalen. Dit is een zeer simpel schemaatje, kan eigenlijk niet fout gaan. Als dat toch gebeurt doe je iets grondig fout. Scoop geeft uitsluitsel. Plaats ook eens een fotootje, nu tast iedereen in het duister.

Tjerk

[90000006]

Parasitaire L's en C's in lay-out inderdaad, dat kan oscillaties geven. Met één bc549 niet heel waarschijnlijk. Maar ook niet onmogelijk.

Het micje moet 3V hebben volgens het datablad, krijgt nu 10V (min wat spanningsval over de serie weerstand). Dat kan soms rare dingen doen. Terug regelen met een spanningdeler of een zener.

R6 verlaagt de versterking maar verhoogt de ingangsimpedantie. Die is zonder R6 vrij laag. Je moet streven naar een goede aanpassing op de mic. Naar wat voor niveau wil je het signaal eigenlijk brengen? Met dit dingetje ga je niet meer dan enkele tientallen mV maken schat ik zo.

[bart Luyckx]

Ok ik hang hem morgen eens aan de scoop.

Foto zal iets veel helderheid brengen. Is super compact omdat het in een kleine behuizing moet passen.

Emmiter weerstandje is een potweerstandje 1k om de versterking te kunnen afregelen.
Ook de weerstand tussen collector en basis is een potweerstandje van 1M

[Regenpak]

Emmiter weerstandje is een potweerstandje 1k om de versterking te kunnen afregelen.

Een potmeter van de emitter naar massa? Dat is vragen om moeilijkheden. En werkt ook niet zo. Je regelt de versterking door R1 als potmeter (10k) uit te voeren. De loper wordt dan via C2 aangesloten op de basis. De emitter gaat naar massa. Met een voedingsspanning van 10 V komt R4 (560k) mooi uit. R5 kan ook 5.6k blijven. De collectorspanning van de NPN wordt dan 5.4 V. Netjes. R2, 3, 6 en C4 kunnen weg. LTSpice is het met me eens.

Tjerk

[ray5150]

Misschien een tip, als ik een audio-gerichte oplossing, zoek kijk ik altijd eerst op : https://sound-au.com/p-list.htm
Goed doordachte schema's met de benodigde uitleg erbij, zonder fratsen of exotische onderdelen.

[Regenpak]

Nou, de koe bij de horens gevat en de schakeling opgebouwd. Dit is het schema:

Effe wat onderdelen uit mijn bakje gegraaid en op een stukje printplaat geplakt:

en gemeten:

Ding werkt prima en stabiel. Hier blijkt wel meteen de makke van dit ontwerp: volgens de sim is de collectorspanning 5.4 V en volgens mijn Sigslet is die maar 3.0 V. Zie de max/min waarden in geel onderin. Dit komt doordat de versterkingsfactor van mijn gebruikte BC547B kennelijk hoger is dan in de sim. Maar zoals je kan zien werkt-ie prima en een fluitje wordt uitstekend doorgegeven. Met de potmeter is het niveau in te stellen. Als je een BC549C gebruikt is het ruisniveau wat lager.

Tjerk

[90000006]

Nadeel van dit ontwerp is de nogal beroerde lineariteit en de zeer lage ingangsimpedantie. Die laatste kan je ongeveer schatten: de intrinsieke emitter weerstand is 25/Ie, met een emitter stroom van ongeveer 1mA (5V over Rc) dus 25 ohm. Dat keer een hfe van zeg 150 geeft 3k8 aan de basis. Daaraan parallel staat de waarde van de basis-collector weerstand gedeeld door de versterkingsfactor. Geeft grofweg 560/150 = 3k7.
De totale ingangsimpedantie ligt dus ergens in de orde van 1k9.

Da's ongeveer gelijk aan de uitgangsimpedantie van je microfoon kapseltje, waarmee je de uitgangsspanning van de mic dus al halveert nog voor je iets gaat versterken. Niet heel gunstig voor de ruis. Ook is de ingangscondensator zo te klein, 1uf op 1k9 geeft een F3 van ca 85Hz dus als je het ding fullrange wilt gebruiken moet de condensator zeker een factor 10 groter worden.

Met een 10k pot aan te ingang ben je feitelijk water naar de zee aan het dragen qua gain en s/r verhouding. Dan kan je beter de versterking verminderen door 560k en Rc kleiner te maken, maar da's lastig regelbaar uit te voeren omdat je dan aanloopt tegen de slechte dc stabiliteit van dit ontwerp. Die je overigens nog wel wat kan verbeteren met een emitter weerstand, eventueel overbrugd met een c-tje als je de ac gain wilt behouden.

Wat de lineariteit betreft: De versterking is in dit ontwerp direct afhankelijk van de intrinsieke emitter weerstand en die is weer direct afhankelijk van Ic, die meeloopt met Vout. Dat betekent dat de versterking varieert tussen nul en max over het amplitudebereik van het uitgangssignaal, waarmee deze versterker hopeloos niet-linear is. Zeker bij wat grotere uitgangsspanning. Gooi ik het even snel in de simulator dan zit de eerste harmonische op slechts -35dB bij 1mV in Reken op een paar procent thd minimaal.

Met een torretje extra wordt het allemaal een stuk gezonder. Of pak een opampje.

[bart Luyckx]

Misschien een tip, als ik een audio-gerichte oplossing, zoek kijk ik altijd eerst op : https://sound-au.com/p-list.htm
Goed doordachte schema's met de benodigde uitleg erbij, zonder fratsen of exotische onderdelen.

Ga ik ook regelmatig kijken. Nu is het al eventjes dat ik niet op de site geraak.
Is hij offline gegaan?

[bart Luyckx]

Nadeel van dit ontwerp is de nogal beroerde lineariteit en de zeer lage ingangsimpedantie. Die laatste kan je ongeveer schatten: de intrinsieke emitter weerstand is 25/Ie, met een emitter stroom van ongeveer 1mA (5V over Rc) dus 25 ohm. Dat keer een hfe van zeg 150 geeft 3k8 aan de basis. Daaraan parallel staat de waarde van de basis-collector weerstand gedeeld door de versterkingsfactor. Geeft grofweg 560/150 = 3k7.
De totale ingangsimpedantie ligt dus ergens in de orde van 1k9.

Da's ongeveer gelijk aan de uitgangsimpedantie van je microfoon kapseltje, waarmee je de uitgangsspanning van de mic dus al halveert nog voor je iets gaat versterken. Niet heel gunstig voor de ruis. Ook is de ingangscondensator zo te klein, 1uf op 1k9 geeft een F3 van ca 85Hz dus als je het ding fullrange wilt gebruiken moet de condensator zeker een factor 10 groter worden.

Met een 10k pot aan te ingang ben je feitelijk water naar de zee aan het dragen qua gain en s/r verhouding. Dan kan je beter de versterking verminderen door 560k en Rc kleiner te maken, maar da's lastig regelbaar uit te voeren omdat je dan aanloopt tegen de slechte dc stabiliteit van dit ontwerp. Die je overigens nog wel wat kan verbeteren met een emitter weerstand, eventueel overbrugd met een c-tje als je de ac gain wilt behouden.

Wat de lineariteit betreft: De versterking is in dit ontwerp direct afhankelijk van de intrinsieke emitter weerstand en die is weer direct afhankelijk van Ic, die meeloopt met Vout. Dat betekent dat de versterking varieert tussen nul en max over het amplitudebereik van het uitgangssignaal, waarmee deze versterker hopeloos niet-linear is. Zeker bij wat grotere uitgangsspanning. Gooi ik het even snel in de simulator dan zit de eerste harmonische op slechts -35dB bij 1mV in Reken op een paar procent thd minimaal.

Met een torretje extra wordt het allemaal een stuk gezonder. Of pak een opampje.

Lineariteit is wel belangrijk bij dit versterkertje.

Voor zover ik me verdiept had in de schakeling, zou R5(collector R) gedeeld door R6(emmiter R) de versterking bepalen.
R4 (basis/collector R) liet me in staat om de uitgang af te regelen op de helft van de voedingsspanning.

Waarom is een pot metertje op de emmiter geen goed idee? Het blijft toch een weerstand?

Ik heb nog een tweede bc549c dus een schakeling met 2 transistors kan ook

[90000006]

De versterking is inderdaad Rc/Re, maar Re bestaat uit een serieschakeling van de externe emitter weerstand en de intrinsieke emitterweerstand. Die laatste zit ahw ingebouwd in de transistor en is ca 25/Ie groot (mA, ohm). Omdat deze intrinsieke weerstand omgekeerd evenredig is met de collectorstroom, die weer direct afhangt van de spanning over de collectorweerstand (dus de uitgangsspanning), is deze intrinsieke emitterweerstand hier een bron van niet-lineariteit.

R4 koppelt een deel van de uitgangsspanning terug naar de ingang. Dat is een vorm van tegenkoppeling en daarmee is R4 niet alleen mede bepalend voor de DC instelling maar ook voor de versterking. Je zou voor de DC instelling overigens net zo goed een spanningdeler tussen Vcc en gnd op de basis kunnen gebruiken. Voordeel van de R4 methode is een iets betere DC stabiliteit, zeker als je een heel kleine of zelfs geen externe emitterweerstand gebruikt. Anders gaat het ding zonder externe emitterweerstand al bij een graad of 10 compleet thermisch op tilt. Bij een spanningsdeler op de basis voor de isntelling kan je beter een Re van een paar honderd ohm nemen, zodat deze groot blijft tov de intrinsieke weerstand. Als je die externe Re overbrugt met een dikke condensator hou je de DC stabiliteit die dat oplevert in stand zonder in te leveren op AC gain. Maar meer AC gain is ook meer vervorming.

Met een tweede transistortje kan je iets bouwen als https://sound-au.com/project13.htm. Dat werkt al een heel stuk beter. Site werkt hier gewoon overigens.

Overigens, als je je wat meer wilt verdiepen in de basisprincipes van ontwerpen, kan ik je de boeken van Horowitz/Hill aanraden. je hebt dan genoeg aan deel 1 van de Art of Electronics (elektronica kunst en kunde in de NL versie).

[ray5150]

Misschien een tip, als ik een audio-gerichte oplossing, zoek kijk ik altijd eerst op : https://sound-au.com/p-list.htm
Goed doordachte schema's met de benodigde uitleg erbij, zonder fratsen of exotische onderdelen.

Ga ik ook regelmatig kijken. Nu is het al eventjes dat ik niet op de site geraak.
Is hij offline gegaan?

Ja, hier doet ie het ook gewoon.
Mogelijk een instelling in je browser die niet goed staat ?

[Pjotr]

Wat de lineariteit betreft: De versterking is in dit ontwerp direct afhankelijk van de intrinsieke emitter weerstand en die is weer direct afhankelijk van Ic, die meeloopt met Vout. Dat betekent dat de versterking varieert tussen nul en max over het amplitudebereik van het uitgangssignaal, waarmee deze versterker hopeloos niet-linear is. Zeker bij wat grotere uitgangsspanning. Gooi ik het even snel in de simulator dan zit de eerste harmonische op slechts -35dB bij 1mV in Reken op een paar procent thd minimaal.

Klopt helemaal. Die Rbe is in feite een diode en nogal niet-lineair. Die extra weerstand in de emitter verzacht dat wat maar ook niet veel. Dit schakelingetje werkt prima voor een dynamisch microfoontje maar een elektret geeft toch wel wat te veel puf van zich zelf. Of je moet de vervorming voor lief nemen. Beter omzien naar een 2-transistor configuratie. Google levert je zat kant en klaar voorbeelden en Chinese printjes.

[bart Luyckx]

Door een externe Re in serie met de re van de transistor te plaatsen, wordt de lineariteit dan niet verbeterd?
Re is vele malen groter dan re.

Ik dacht door de basis collecter weerstand en de emmiter weerstand regelbaar te maken ik in staat was om het fijn af te regelen.
Ik kan nog steeds niet op de site van sound-au.com. bij nslookup krijg ik geen antwoord.
Het ip adres zou 163.47.74.1 zijn, maar ook daar lukt het niet.

[bart Luyckx]

Wat de lineariteit betreft: De versterking is in dit ontwerp direct afhankelijk van de intrinsieke emitter weerstand en die is weer direct afhankelijk van Ic, die meeloopt met Vout. Dat betekent dat de versterking varieert tussen nul en max over het amplitudebereik van het uitgangssignaal, waarmee deze versterker hopeloos niet-linear is. Zeker bij wat grotere uitgangsspanning. Gooi ik het even snel in de simulator dan zit de eerste harmonische op slechts -35dB bij 1mV in Reken op een paar procent thd minimaal.

Klopt helemaal. Die Rbe is in feite een diode en nogal niet-lineair. Die extra weerstand in de emitter verzacht dat wat maar ook niet veel. Dit schakelingetje werkt prima voor een dynamisch microfoontje maar een elektret geeft toch wel wat te veel puf van zich zelf. Of je moet de vervorming voor lief nemen. Beter omzien naar een 2-transistor configuratie. Google levert je zat kant en klaar voorbeelden en Chinese printjes.

Je was me voor.
Krijg sound-au.com niet actief. Zowel op mijn telefoon als pc.
Had nog enkele paginas openstaan in de browser, maar die laad hij offline in.
Raar

[90000006]

Werkt hier ook gewoon. Zet je virus scanner en/of adblocker eens uit? Of probeer een andere browser

[bart Luyckx]

lukt gewoon niet, ook niet met een andere browser.

Lijkt dit wat?
https://www.eeweb.com/electret-condense ... or-bc549c/

[Pjotr]

Nope. Die heeft wel een ingewikkelde DC instelling maar geen overall AC feedback. Is qua vervorming niet beter dan die simpele met 1 transistor. Eerder deze klassieker: https://sound-au.com/project13.htm en verder hier: https://www.google.nl/search?q=transist ... sid=mosaic