DIY Micpreamp - Einsteiger in der Elektrotechnik

[Metzger100]

Hallo liebe Bastler,
ich habe mich in den letzten 2 Tagen intensiv mit dem Thema BJT beschäftigt um einen eigenen Mikrofonvorverstärker zu bauen. Aktuell überfordert mich aber die Sache noch ganz ordentlich deshalb bitte ich hier mal um Unterstützung. Mein Ziel ist es einen USB-versorgten Vorverstärker für dynamische Mikrofone zu bauen. Ich habe mir MicroCap12 organisiert und mir die Unterrichtsstunden von Hartmut angesehen, dem Betreiber des Youtube-Kanals "Technik selbst erlebt". Mein Ziel ist es alles zu verstehen um dann selbstständig die passende Hardware zu entwickeln.

Projekt 1:
Fleischpreamp 1U:
ein Signal eines dynamischen Mikrofon mit Hilfe eines Klasse-A-BJT-basierten-Vorverstärkers auf Linelevel zu bringen und das mit dem Saft den ein USB-Anschluss liefern kann.
Wenn ich das richtig mitbekommen habe liegt der Pegel eines dynamischen Mikrofons bei ca. -60db und Linelevel bei 0db.
Ich brauche also eine 60db Verstärkung des Signals. Um mir die Sache leicht zu machen googelte ich nach einem Transistor der von anderen schon für diesen Zweck verwendet wurde.
Die Wahl viel auf den 2n3904 BJT. Die Schaltung die rauskam war dann folgende und in der AC-Analyse kam ein nahezu neutraler Frequenzverlauf heraus nachdem ich bei einem vorhergegangenen Versuch daran gescheitert war.

Hier also der Schaltplan. Die Punkte Koppelkondensator und Spannungsgegenkopplung habe ich schon verstanden. Es hapert noch am Lesen der Datenblätter eines Transistors. Die haben leider fast nichts mit dem zu tun was Hartmut in seinem Video erklärt. Auf der Basis werden jedoch wichtige Werte berechnet. Daher sind die Hälfte der Werte durch probieren herausgefunden worden.
Was sagt ihr dazu? Würde das so funktionieren? Welche Punkte sollte ich sonst noch beachten? Wie kann ich einen Gainregler einbauen, dazu hab ich leider keine Eindeutige Lösung gefunden?
Könnt ihr mir weiteres Material zum Lesen zuschicken, wo bei Adam und Eva begonnen wird? Röhrentechnik ist recht gut dokumentiert, jedoch habe ich nicht viel bei Transistoren gefunden.
Optimalerweise auf Deutsch, aber ich bin auch dem Englischen mächtig.
Vielen Dank fürs Durchlesen.

Mit freundlichen Grüßen,
Metzger

 

[teledeluxe]

Moin,
normalerweise versuche ich die Frage des TE zu beantworten. Deine Frage bezieht sich auf Transistoren, vielleicht kommen ja auch noch brauchbare Antworten.
Meine Frage wäre, ob du dich schon mal mit Operationsverstärkern beschäftigt hast, die Schaltungen sind wesentlich einfacher zu verstehen (jedenfalls für mich).
Einzig die Versorgung über USB (5V) ist nicht gerade optimal für OPVs.
Wenn du einen Line Pegel erreichen willst bist du da schon recht nah an der Übersteuerungsgrenze dran. Wenn man "negative Spannung erzeugen" eingugelt kommen aber brauchbare Vorschläge, mit +/-5V dürfte ein Micro-Amp kein Problem haben...

 

[chris_kah]

Ja - kann man so machen, aber optimal ist das nicht.
Der 3904 ist bei schlechtem Layout gerne mal schwinganfällig, sonst aber ein guter Transistor.
Der Preamp hat einen zu großen Eingangswiderstand.

Spannungsgegenkopplung habe ich schon verstanden

Dann wäre dir aufgefallen, dass rechts von C1 noch ein Widerstand hin gehört, sonst hängt die Schaltung zu sehr vom Quellwiderstand ab.

Stöbre mal auf der Seite, da hat es brauchbare Schaltungen: https://sound-au.com/index.html
Mikrofonvorverstärker z.B. hier: https://sound-au.com/project13.htm

 

[Metzger100]

Meine Frage wäre, ob du dich schon mal mit Operationsverstärkern beschäftigt hast,

Guten Tag,
danke für die fixen Antworten. Nein. Mit Operationsverstärkern habe ich mich noch nicht beschäftigt. Angesichts der Tatsache, dass ich nachhaltig lernen möchte, wie man mit Transistoren umgeht halte ich das auch nicht für sinnvoll, zumal die meisten Einführungen (u.a. mein altes Elektrotechnikbuch aus der Schule) mit BJTs beginnen und mit FETs weitermachen und am Ende erst die OPs erwähnen. Würdest du das anders machen? Das mit der negativen Spannung ist clever, da hab ich gar nicht dran gedacht. Vielen Dank

Der 3904 ist bei schlechtem Layout gerne mal schwinganfällig, sonst aber ein guter Transistor.

Okay. Wie finde ich denn heraus welcher Transistor für welchen Einsatz besonders geeignet ist? Also welcher Transistor der beste für den Platz in der Schaltung bzw. Zweck der Schaltung ist? Aktuell nutze ich die, die andere schon benutzt haben ohne zu wissen ob ich die auch richtig einsetze. Kann man das aus dem Datenblatt ablesen? Das mit dem Eingangswiderstand habe ich nicht bedacht. Danke für den Hinweis.

sonst hängt die Schaltung zu sehr vom Quellwiderstand ab

Und das bedeutet was genau? Welches Problem tritt dabei auf?
Kannst du mir ein paar grundlegende Fachbegriffe zuwerfen, damit ich mich da einlesen kann?
Sound-au kenn ich schon, trotzdem vielen Dank fürs zuschicken.
Danke für eure schnelle Hilfe.
Mit freundlichen Grüßen
Metzger

 

[chris_kah]

Okay. Wie finde ich denn heraus welcher Transistor für welchen Einsatz besonders geeignet ist?

Teilweise einfach Erfahrung. Ich habe den 3904 häufig ohne jede Probleme eingesetzt und in meinen Layouts hat der immer problemlos funktioniert.
Nur habe ich ein Layout zu sehen bekommen, bei dem sich die Schaltung seltsam verhalten hat, und das lag daran, dass der Transistor geschwungen hat. Auch nach Austausch des Transistors durch einen neuen. Ein gutmütigerer Transistor hat das dann behoben (war aber ein schlechtes Layout)

Welches Problem tritt dabei auf?

Schalte mal 1 kOhm in Reihe zu deiner Quellspannung (V2) und schaue dann das Ergebnis an (etwas geringere Verstärkung).

Ganz im Ernst, der Vorschlag des Kollegen, Operationsverstärker zu verwenden, ist durchaus gut.

Mit einem geeigneten Typ kannst du mit nur 2 Widerständen die Verstärkung bestimmen. Du musst noch nach Gain-Bandwidth-Produkt schauen, damit du weißt, bei welcher Verstärkung welche Bandbreite erreichst.
Dann einen Audio Typ heraussuchen, der mit einer kleinen Versorgungsspannung arbeiten kann (5V). Eventuell brauchst du an Ein-und Ausgang noch einen Kondensator, wenn du mit nur einer Versorgungsspannung arbeitest.

5V sind durchaus nicht viel, wenn du mit BJT Transistoren arbeitest. Du hast immer schon die 0.7V Basis - Emitterspannung. Wenn du dann noch mit Stromgegenkopplung arbeitest, geht immer noch mehr an verfügbarer Spannung weg, so dass du für den Signalhub immer weniger zur Verfügung hast.

Mit FETs kann man besser auch mit kleinen Versorgungsspannungen arbeiten, aber auch dafür braucht man etwas Erfahrung.

Ich arbeite (beruflich) überwiegend mit Operationsverstärkern (obwohl ich das mit den Transistoren durchaus könnte).
Transistoren verwende ich eher nachgeschaltet, wenn ich z.B. mehr Strom brauche als so ein OP Amp kann ...
Der Schaltungsaufwand ist mit OpAmps in der Regel deutlich geringer und selbst beim Platzbedarf haben die Transistoren keinen Vorteil.

Ich könnte mir das noch vorstellen, wenn ich z.B. mit einem FET einen "Röhren"verzerrer bauen wollte, damit ich mehr die geradzahligen Obertöne erzeuge, die bei Röhrenübersteuerung auftreten und die eher als Wohlklang empfunden werden.

 

[Metzger100]

Guten Abend,

Teilweise einfach Erfahrung.

danke, Erfahrung fehlt halt bei mir. Deshalb war ich auf der Suche nach einer Vorgehensweise aus dem Datenblatt den richtigen Transistor heraus zu suchen.

Ganz im Ernst, der Vorschlag des Kollegen, Operationsverstärker zu verwenden, ist durchaus gut.

Das werde ich mir zu Herzen nehmen und mich mit Op-Amps näher auseinander setzen. Vielen Dank euch beiden für die erste Hilfe. Es werden sicher wieder Fragen auftauchen, jedoch muss ich das Projekt überraschend pausieren.
Ich bin mal so frei und poste die Links die ich aktuell als Informationsquelle zur Verfügung hatte, für die, die den Thread lesen und mehr erfahren wollen:
https://www.youtube.com/channel/UCFRMkKjWGnYQaomHTiez6WQ
https://www.elektroniktutor.de/index.html (Analogverstärker, Signalkunde, Akustikgrundlagen)
https://sound-au.com/articles.htm#begl
http://www.thatcorp.com/datashts/AES129_Designing_Mic_Preamps.pdf
http://www.dicks-website.eu/index.html
https://www.analog.com/media/en/tra...dbooks/system-applications-guide/Section8.pdf
Ich habe die Artikel grob in der Reihenfolge geordnet, wie ich den Einstieg in das Thema machen würde. Von oben nach unten immer fortgeschrittenere und komplexere Inhalte.
Ich hoffe, das hilft einigen weiter.

Mit freundlichen Grüßen
Metzger

 

[elkulk]

Hi,

https://www.elektronik-kompendium.de/

Gruß Ul8