{"id":21,"date":"2021-01-25T23:34:45","date_gmt":"2021-01-25T22:34:45","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/?page_id=21"},"modified":"2021-01-25T23:34:45","modified_gmt":"2021-01-25T22:34:45","slug":"gruppe-1-mikrofonvorverstaerker","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/gruppe-1-mikrofonvorverstaerker\/","title":{"rendered":"Gruppe 1: Mikrofonvorverst\u00e4rker"},"content":{"rendered":"\n

Mikrofonvorverst\u00e4rker<\/h1>\n\n\n\n

Einleitung<\/h2>\n\n\n\n

In diesem Teil geht es um die Audiosignalaufnahme und die Verst\u00e4rkung dieses Signals, sodass es stark genug ist, um durch die verschiedenen Filter in die gebrauchten Frequenzspektren aufgeteilt zu werden und danach die LEDs f\u00fcr die jeweiligen vorher genannten Spektren steuern zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Konzept<\/h2>\n\n\n\n

F\u00fcr die Audiosignalaufnahme wird ein Elektretmikrofon verwendet, das je nach Abstand bzw. St\u00e4rke der Tonquelle relativ kleine Spannungssignale im mV-Bereich liefern kann. Daher wird hier eine Verst\u00e4rkerstufe ben\u00f6tigt. Dazu verwenden wir einen OPV als nichtinvertierende Verst\u00e4rkerschaltung. Damit die Verst\u00e4rkung im nachhinein ver\u00e4ndert werden kann, verl\u00e4uft die R\u00fcckkopplung zum invertierenden Eingang des OPVs durch ein Potentiometer.<\/p>\n\n\n\n

Der OPV wird mit 10V im single-supply betrieben. Um \u00dcbersteuerungen zu verhindern, werden verschiedenen Spannungsgleichanteile des Mikrofonsignals mithilfe eines Koppelkondensators rausgefiltert und anschlie\u00dfend wird das Signal in die Mitte des Arbeitsbereichs des OPVs verschoben. Das wird mit einem Spannungsteiler realisiert.<\/p>\n\n\n\n

Schaltungsentwurf<\/h2>\n\n\n\n

Mikrofonvorverst\u00e4rker<\/strong>
\nDer verwendete Mikrofonverst\u00e4rker sieht folgenderma\u00dfen aus:<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Mikrofonverst\u00e4rker<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Folgende Bauteile wurden verwendet:<\/p>\n\n\n\n

  • R<\/em>1<\/sub><\/span>=22k\u03a9<\/em><\/span><\/p><\/li>

  • R<\/em>2<\/sub><\/span>=10k\u03a9<\/em><\/span><\/p><\/li>

  • R<\/em>3<\/sub><\/span>=10k\u03a9<\/em><\/span><\/p><\/li>

  • R<\/em>4<\/sub><\/span>=460\u03a9<\/em><\/span><\/p><\/li>

  • R<\/em>5<\/sub><\/span>= bis zu 5k\u03a9<\/em><\/span><\/p><\/li>

  • C<\/em>1<\/sub><\/span>=10\u03bc<\/em><\/span>F<\/p><\/li>

  • C<\/em>2<\/sub><\/span>=0.1\u03bc<\/em><\/span>F<\/p><\/li>

  • TL072 Operationsverst\u00e4rker<\/p><\/li>

  • MC100 Elektret-Kondensator-Mikrofonkapsel<\/p><\/li><\/ul>\n\n\n\n

    Die Verst\u00e4rkung wird so berechnet:
    <\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n


    <\/p>\n\n\n\n

    Dokumentation der Arbeitsentwicklung<\/h2>\n\n\n\n

    Bevor die Schaltung auf ein Steckbrett umgesetzt wird, wird zumindest ein Teil der Schaltung mithilfe von LTSpice simuliert, um zu sehen ob die gew\u00fcnschte Verst\u00e4rkung erreicht wird. Dazu wird ein beliebiges Sinussignal erzeugt.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Verst\u00e4rker Simulation<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Der Widerstand R<\/em>4<\/sub><\/span>, an dessen Stelle sp\u00e4ter das Potentiometer kommt, wird zu Testzwecken so eingestellt, dass eine 10-fache Verst\u00e4rkung erreicht wird. Anschlie\u00dfend erhalten wir f\u00fcr das Eingangs- und Ausgangssignal folgende Ergebnisse:<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Signalverst\u00e4rkung<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Anschlie\u00dfend wird die Theorie auf das Steckbrett \u00fcbertragen und sieht dann folgenderma\u00dfen aus:<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Mikrofonverst\u00e4rker Steckbrett<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Mit dieser Schaltung lassen wir uns sowohl das Mikrofonsignal (blau) als auch das Verst\u00e4rkte Signal (gelb) am Oszilloskop anzeigen:<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Mikrofonverst\u00e4rkung am Oszilloskop<\/figcaption><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Mikrofonvorverst\u00e4rker Einleitung In diesem Teil geht es um die Audiosignalaufnahme und die Verst\u00e4rkung dieses Signals, sodass es stark genug ist, um durch die verschiedenen Filter in die gebrauchten Frequenzspektren aufgeteilt zu werden und danach die LEDs f\u00fcr die jeweiligen vorher genannten Spektren steuern zu k\u00f6nnen. Konzept F\u00fcr die Audiosignalaufnahme wird ein Elektretmikrofon verwendet, das je […]<\/p>\n","protected":false},"author":123,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/21"}],"collection":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/users\/123"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/21\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":51,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/21\/revisions\/51"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-469\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}