Dual Phantom Powered Microphone amp

blackdog

Golden Member

Hi,

Ik heb voor ene projectje een mini mixertje nodig voor het versterken van een microfoon signaal naar lijn niveau.
Nu kan je van alles kopen, maar met mijn achtergrond bouw je dat natuurlijk zelf :-)
Ik heb nog een stuk of 10 SSM2017 in Ceramische behuizing liggen, en het wordt tijd dat ik deze ga gebruiken!

Het is in het geheel niet de bedoeling dat het "Non Plus Ultra" ontwerp wordt.
Een groot deel bestaat uit de Aplication Note schakeling.
Ik heb er voor gekozen, de gain setting met een dual 10K log potmeter uit te voeren zonder serie condensatoren.
Dit omdat de serie condensatoren dan erg groot moeten worden en het kantelpunt varieerd met de gekozen gains setting.
Om nu de DC die an de uitgang kan gaan verschijnen bij hoge gain settings te compenseren, is er een LT1013 geplaatst die de referentie aansluiting gebruikt om de uitgang DC te nullen door de integrator met de LT1013.

Het eerste kantelpunt om de zeer lage frequenties kwijt te raken, is de volume potmeter P3 en P4 samen met C19 en C20 maakt een -3dB kantelpunt van ongeveer 10 Hz.
Je zal misschien denken waarom kies je niet voor het eerste kantelpunt aan de ingang, C7 t/m C10.
Deze worden zo groot gehouden omdat anders de ruis in de lagere frequenties te groot wordt door de hoge impedantie die de ingangen dan zien.
Dit is ook de rede dat de beschermingsweerstanden R7 t/m R10 maar 22 Ohm zijn.
Deze zijn dus nodig ter bescherming van de ingangen, begrensen de stroom door de zeners en zorgen voor HF stabiliteit.

Ook heb ik gekozen om de versterking van de SSM2017 te begrenzen tot ongeveer 46 dB d.m.v. R15 en R14.
Om toch ongeveer aan een totale gain te komen van 60dB versterkt het trapje achter de kanaalpotmeter P3 en P4 iets meer dan 10x, deze gain pas ik misschien nog een beetje aan.

Achter dit trapje komt een High Pass filter van rond de 80Hz, dit heb ik met "FilterPro Desktop" van TI gemaakt.
Dit soort filters is bijna altijd bij condensator microfoons nodig i.v.m. de grote hoeveelheid laag die er uit komt bij contact geluiden en het blazen in de microfoon (ondermeer P klanken)
Dit filter is uitschakelbaar gemaakt.

Aan de uitgang is een schakelaar geplaatst zodat je de kanalen afzonderlijk kan kiezen en een mix van beide kanalen.

http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/NA-Mic-Amp-01-b-200.png

Laters meer hierover en "Shoot @ It" ;-)

Gegroet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
blackdog

Golden Member

Hi,

Ik ben ondertussen weer een stukje verder met de microfoon versterker en wat andere keuzen gemaak.
Als eerste heb ik de High Pass filter niet meer uitschakelbaar gemaakt, mijn ervaring met microfoons met een groot frequentie bereik in het laag is, dat filtering altijd nodig is bij spraak, daar is deze versterker ook voor bedoeld, in mijn toepassing.

Ik heb er ook voor gekozen iedere microfoontrap zijn eigen High Pass filter te geven, bij grote amplitude in het laag is de dynamiek hierdoor wat beter.

De twee microfoon signalen worden gemixt op de inverterende ingang van een speciale trafo driver.
Deze trafodriver (gepikt van Analog Devices) geeft een lage vervorming in de lagere frequenties doordat de trafo niet alleen zeer laag Ohmig wordt aangestuurd, maar zelfs met een negatieve impedantie.
Je rekt hiermee het frequentie bereik op en de vervorming gaat omlaag.
De waarde voor de trafodriver heb ik wel berekend maar nog niet getest.

Dat is de volgende stap die ik ga doen, kijken hoe goed ik de OEP A262A3E kan krijgen.

http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/NA-Mic-Amp-01-d-200.png

Jullie mogen best aan of opmerkingen geven ;-)

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
blackdog

Golden Member

Hi Heren,

Nog een paar ontwikkelingen op het gebied van mijn microfoon versterker.
Deze keer even een stukje over de uitgang met de trafo.
Doordat ik iets zocht voor Tidak Ada, kwam ik mijn doosje met Prof Audio transformatoren weer tegen.
Hierin zat ondermeer een redelijk grote "Lijn Ingang" transformator.
deze zat op een insteek unit (Line Input) van een Studer bandrecorder, als ik het goed onthouden heb was dat een A800 halfspoor machiene.

De eerst testen door hem aan de Audio Precision te hangen waren al goed, maar aangestuurd door een versterker met negatieve uitgangsimpedantie, ongelovelijk...

Als eerste even het driver trapje van de trafo, de ontkoppeling van de NE5534A heb ik even weg gelaten,
om wat meer duidelijkheid te krijgen voor het schema.
Het schema is redelijk simpel, de trafo hangt tussen de uitgangen van de opamps met een kleine toevoeging.
De bovenste opamp stuur heb niet direct maar via R4 van 280 Ohm.
Die 280 Ohm is gelijk aan de DC weerstand van de wikkeling die de opamps aansturen.
Het is een soort brugschakeling, met P1 regel je de schakeling af bij het maximale niveau dat je in de lage frequenties wilt hebben.
Met deze trafo heb ik het bij 10Hz gedaan en dan ook nog bij 4V RMS uitgangs spanning.
C2 dient er voor dat er geen noemenswaardige DC stroom door de trafo kan lopen.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Studer-Driver.png

Hoe ziet de trafo er uit, op de trafo ligt een TO220 regelaar.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Studer-Trafo-01.png

Dit is het trapje op een breadboard.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Studer-Trafo-02.png

Dit is een sweep van 10Hz tot 20Khz wat vervorming betreft.
Hoe lager de lijn hoe lager de vervorming, bovenaan het scherm is 0,01% vervorming.
Bij 12,5Hz 0,0034% vervorming bij 2V RMS, dit is zondermeer geweldig!!!
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/AP-Sweep-10H-20Khz-THD.png

Vervorming bij 1Khz en 2V RMS.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/AP-1Khz-2V-THD.png

En dan nu wat Scoop foto's, de 10 Hz Sinus bij 2V RMS.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Scoop-10Hz-Sinus.png

De driehoek bij 10Hz.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Scoop-10Hz-Driehoek.png

En let nu goed op, hoe vaak zie je bij het gebruik van een trafo dat bij Max Singnaal,
hier 2,91V RMS bij 10Hz zo'n mooie blokweergave...
Zeer weinig tilt.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Scoop-10Hz-Blok.png

De 1Khz blok met minimale overshoot.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Scoop-1kHz-Blok.png

Driehoek bij 10Khz, kleine afrondingen.
De oorzaak van de kleine afval is de spreidings zelfinductie,
deze trafo loopt niet heel ver door in het hoog, ongeveer 27Khz bij -1dB.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Scoop-10Hz-Driehoek.png

De Blok bij 10Khz.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Mic-Amp-01/Scoop-10kHz-Blok.png

De beperkingen van de trafo is aan de lage kant door de negatieve uitgangsimpedantie volledig teniet gedaan.
Aan de hoge kant kan de NE5532A er niets aan doen, omdat de koppeling tussen de twee windingen (primaire/Secandair) steeds losser wordt.
Dit samen met de vrij hoge zelfinductie van deze trafo.
Deze trafo is bedoeld geweest als lijningans trafo en ik misbruik hem ;-)
De nadelen van deze trafo zitten er dus in, dat ik geen lange kabels kan gaan aansturen (capacitieve belasting/opslingering) en de redelijk hoge uitgansweerstand.

Nu deze microfoonversterker zeer kort bekebeld wordt naar het volgende apparaat dat een hoge ingangsimpedantie heeft maakt het voor mij dus niet uit.
Het is vooral om te laten zien wat er mogelijk is met een goede aansturing van een trafo.
De schakeling/trafo wordt wat frequentie karr. en vervorming plank recht.

Waarom een trafo als er ook van die mooie driver IC's zijn?
Mijn ervaring is, dat trafo in en uitgangen, nooit problemen geven met commonmode spanningen.
De trafo is echt zwevend!

Ik zou zeggen SHOOT @ IT

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Intressant weer,Blackdog! Mijn proppeschieter is echter momenteel even leeg ;)