Beginnersvragen over FM-Bug

Je kunt het inderdaad weglaten. Dan kun je ook de pre-emphasis weghalen, die heb je toch niet nodig bij wat jij wilt gaan doen. (gewoon die 22k en 3n3 die parralel staan doorverbinden)

Het signaal kun je dan aanbieden aan de elco die aan de collector van de audiotor zit.


Al die bc54x'jes doen bijna hetzelfde.

Ik heb een nieuw zendertje gemaakt om te gebruiken als testbasis. Het hele audiogedeelte heb ik weggelaten. Ik heb de pre-emphasis vooralsnog laten zitten (de gecorrigeerde versie wel te verstaan!) en de 4,7uF vervangen door een bipolaire combinatie van twee elco's van 10uF en de min met een 1M aan de ground gehangen.

Nou, verrassende resultaten hoor! Als ik het ding aan de pc hang (gewoon Line-Out) heb ik een geweldige kwaliteit! Het lijkt er zelfs op dat het nu nog beter klinkt. Opvallend is hoe rustig het systeem is. Als de muziek even stopt of er is een rustige passage, dan is het gewoon doodstil.

Ik heb de microfoonversterker van Velleman er ook aangehangen. Opnieuw verrassend, want het klinkt wederom erg goed.

Als laatste heb ik mijn MiniDisc-speler ter "verzending" aangeboden. Nu valt de combinatie wél door de mand. Het signaal uit de koptelefoonuitgang is niet sterk genoeg.

Conclusie: In sommige gevallen kan je het audiogedeelte helemaal weglaten. Dit lijkt zelfs ten goede te komen van de kwaliteit. Dit kan echter niet altijd. Je kan de bug dus prima aanpassen, afhankelijk van het doel.

Nu is er wel een kleine kanttekening. De nieuwe zender die ik hier gebruikt heb, heb ik op een andere manier gebouwd. Het HF-gedeelte heb ik véél kleiner gemaakt dan bij eerdere versies (die overigens wel goed waren). Het kan zijn dat dit ook de reden is van de verbeterde kwaliteit. Ik zal z.s.m. wat foto's posten.

Volgende wat ik ga doen is het pre-emphasis netwerkje weglaten, zoals (Z)weetvoetje in de post hierboven aangeeft. De resultaten zal ik hier dan posten.

quote:

Op 3 juli 2008 11:33:37 schreef (Z)weetvoetje:
Je kunt het inderdaad weglaten. Dan kun je ook de pre-emphasis weghalen, die heb je toch niet nodig bij wat jij wilt gaan doen. (gewoon die 22k en 3n3 die parralel staan doorverbinden)Het signaal kun je dan aanbieden aan de elco die aan de collector van de audiotor zit.

Maakt die 2.2k niet ook deel uit van de pre-emphasis?

Betekent dit dat ik de hierboven beschreven bipolaire combinatie van 2x10uF+1M ook kan weglaten en de hele boel doortrek naar "C5" zoals te zien is in dit schema:

http://www.velleman.be/downloads/0/manual_mk136.pdf

R7 en R11 moeten dan "overgeslagen" worden als ik het goed begrijp. Correct me if I'm wrong.
[Bericht gewijzigd door Henry S. op 3 juli 2008 19:06:13]

De verbeterde geluidskwaliteit wordt vermoedelijk veroorzaakt door de verbeterde preemphasis. Samen met de deemphasis aan de ontvangstzijde krijg je nu een rechte audio frequentie karakteristiek tot ca 15kHz. De oude preemphasis geeft onvoldoende versterking van hoge frequenties t.o.v. lage frequenties, waardoor na de deemphasis in de ontvanger audio frequenties boven ca 6kHz verzwakt worden weergegeven. De stilte bij zachte passages duidt op een verbeterde signaalruisverhouding. De reden zou kunnen zijn dat het nieuw opgebouwde HF gedeelte meer vermogen produceert.

Voor muziekweergave is het belangrijk een goede preemphasis te hebben. Voor weergave van stemmen is een grote audio bandbreedte niet zo belangrijk, dus dan is de preemphasis van minder belang. Het preemphasis netwerk zorgt er overigens voor dat audio signalen boven ca. 3kHz met 6dB/oktaaf versterkt worden vergeleken met signalen onder de 3KHz.

Als je geen preemphasis gebruikt kun je weer gewoon 22k gebruiken voor de weerstand op de loper van de potmeter.

Wat betreft de koppelcondensator tussen de uitgang van de opamp en de weerstand van 22k op de loper van de potmeter nog het volgende. De DC spanning op de loper van de potmeter kan gevarieerd worden tussen ca 1.9V en 6.2V. Met een voeding van 9V voor de microfoonversterker staat er ca 4.5V op de uitgang van de opamp. Als je een condensator tussen deze twee punten zet, kan de spanning over deze condensator afhankelijk van de stand van de potmeter zowel positief als negatief worden. Je heb dus nog steeds een bipolaire elco nodig (of een folie-condensator van 4.7uF, maar die heeft erg grote afmetingen).
[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 4 juli 2008 23:37:04]

Hoi Cornelis,

Allereerst bedankt voor je geweldige feedback.

Ik begrijp je uitleg over de koppelcondensator. Kijk ik echter naar het originele schema van de bug, dan zie ik dat hier geen bipolaire elco is gebruikt, maar een gewone. Kijk maar eens:

http://www.circuitsonline.net/artikelen/view/38/2

Waarom wordt hier geen gebruik gemaakt van een bipolaire elco?

Bedankt!

Omdat daar de spanning niet van polariteit kan omdraaien.

Maar het gebruik van een bipolaire elko op gelijkspanning is ook niet goed, daar zijn ze niet voor bedoeld.
Beter kun je zorgen dat de gelijkspanning altijd dezelfde kant op staat. Het schema daarvoor aanpassen kan niet te moeilijk zijn. Tenslotte is het hebben van gelijkspanning over een volumeregelpotmeter normaal gesproken ook niet de bedoeling.

Frederick, bedankt voor je feedback.

Het wordt er alleen niet duidelijker van.

Moet ik nu wel of niet een bipolaire elco gebruiken?
[Bericht gewijzigd door StevenW op 4 juli 2008 16:54:39]

Nee, twee gewone, Veel goedkoper, zie je andere topic.

Of je haalt in het bug-schema de 330Ω en 100uF weg, dan is de versterking van de trap 1x.

Daarmee heb je meteen een buffer tussen hF en LF.

In de MK136 vervallen ook C5/C7, ze staan toch in serie met de 1uF van de ingang,en hebben daardoor weinig in te brengen.

Die 1uF moet met de + naar de opamp toe. Deze waarde kan je vergroten als je nog wat lage tonen mist.

quote:

Op 4 juli 2008 02:10:31 schreef StevenW:
Kijk ik echter naar het originele schema van de bug, dan zie ik dat hier geen bipolaire elco is gebruikt, maar een gewone. Kijk maar eens:
http://www.circuitsonline.net/artikelen/view/38/2
Waarom wordt hier geen gebruik gemaakt van een bipolaire elco?

Omdat daar de spanning over de elco altijd dezelfde polariteit heeft, zoals al opgemerkt door F.E.T. Een DC simulatie in Multisim laat zien, dat de spanning op de collector van T1 ca 6.47V is, terwijl de spanning op de loper van de potmeter minimaal 1.89V en maximaal 6.17V is. Zie het plaatje hieronder.



Mijn voorstel voor de uitvoering van de "bipolaire elco" (die bij de originale CO FM bug dus niet nodig is) vind je hieronder. Door de weerstand van 1M naar aarde staat er over beide elco's gegarandeerd een positieve spanning.


[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 4 juli 2008 23:56:19]

Ter verduidelijking van het pre-emphasis verhaal hierboven heb ik met Multisim een simulatie van twee pre-emphasis circuits uitgevoerd. Het schema hieronder laat boven een passieve uitvoering zien, zoals toegepast in de CO FM bug (gecorrigeerde versie). Het onderste deel van het plaatje laat een actief pre-emphasis circuit zien, opgebouwd met behulp van een opamp. De tijdconstante van deze pre-emphasis (R2*C1) is ca 50us. Dit is de in Europa gebruikte tijdconstante. In Noord-Amerika wordt een tijdconstante van 75us gebruikt, zie FM broadcasting wiki pagina.



De afbeelding hieronder laat de versterking als functie van de frequentie zien voor het actieve preemphasis circuit (signaal outa). Voor lage frequenties is de versterking 1 keer. Bij 3kHz is de versterking ca 1,4 keer (dwz 3dB), bij 10kHz ca 3,3 keer, en bij 20kHz bijna 6 keer.



Ten slotte de overdracht van de actieve en de passieve uitvoering in één plaatje. Op de Y-as staat nu de gain in dB. De rode curve is de overdracht van de actieve preemphasis (signaal outa), en de blauwe curve die van de passieve preemphasis (signaal outp). De gain van het passieve circuit ligt ca 20,8dB (factor 11) onder de gain van het actieve circuit.


PS: preamphasis moet uiteraard pre-emphasis zijn.
[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 4 juli 2008 23:33:29]

Hey Cornelis,

Interessant. Ik vind het wel leuk dat je juist die NE5532P gebruikt hebt als onderdeel van de actieve pre-emphasis, want hetzelfde IC wordt gebruikt bij de microfoonversterker van Velleman. Ik ben zeer te spreken over dit versterkertje, evenals over de kwaliteiten van het HF-gedeelte van de CO-bug. Een leuke combinatie dus. De Velleman-microfoonversterker is in stereo uitgevoerd en daar heb ik natuurlijk niets aan. Mijn idee was dan ook om slechts de helft van dit schema te gebruiken. Dan gebruik ik dus ook de helft van de NE5532P. De andere helft van dit IC kan ik dan mooi gebruiken voor die actieve pre-emphasis. Komt goed uit dus. Leuk. Ik ga dit ding eens bouwen en zien wat het doet.

Ik had ook al gedacht aan de combinatie van microfoonversterker en FM pre-emphasis. Hieronder vind je het schema van een mogelijke uitvoering (klikken voor grotere afbeelding)



Nog drie opmerkingen tav dit schema:
1) Voor optimale werking moet weerstand R1 aangepast worden aan de gebruikte elektret microfoon. Niet alle elektrets trekken evenveel stroom. Kies de waarde van R1 zodanig, dat op de + aansluiting van de microfoon ongeveer de halve voedingsspanning staat.
2) Voor een goede signaalruisverhouding moet er het liefst zo veel mogelijk signaal op de + ingang van IC1A staan. Daarom moet je de microfoonverterker niet meer laten versterken dan nodig. De versterking kan eventueel aangepast worden met weerstand R4. De versterking is gelijk aan 1+R4/R5. Met R4=47k is de versterking dus 48 keer. Een lagere waarde van R4 geeft een lagere versterking.
3) De microfoonversterker is gevoelig voor brom op de voeding. Via R1 en ook via R2 en R3 komt rommel die op de voeding staat terecht op de ingang van opamp IC1A. Daarom is dit schema alleen geschikt voor batterijvoeding, of er moet een zeer goed gestabiliseerde voeding gebruikt worden.

Ik hoop dat mensen hier wat aan hebben.
[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 5 juli 2008 13:28:28]

Wow! Dat heb je mooi gedaan.

Je maait me het gras wel voor de voeten vandaan met jouw ervaring zeg. Ik was net heel hard bezig om hier meer over te leren en had zowaar een schema in elkaar geflanst met TinyCad. Ik stond op het punt om deze hier te posten om vervolgens te vragen om feedback. Ik vind het wel leuk om te zien dat mijn schema vrijwel identiek is aan die van jou. Dat beschouw ik dan maar als een compliment voor mezelf, want je hebt kennelijk veel verstand van zaken. Had jij ook zulke goede ervaringen met dat kitje van Velleman?

Met welk programma heb je dit schema getekend? Ik vind TinyCad niet zo'n heel prettig programma, hoewel je er wel veel mee kan.

quote:

Op 5 juli 2008 12:02:14 schreef CornelisJ:Met R4=47k is de versterking dus 48 keer. Een lagere waarde van R4 geeft een lagere versterking.

Ik heb de microfoonversterker al gecombineerd met het HF-gedeelte van de CO-bug en dit ging prima met de R4=47K. Daarom wilde ik deze juist zo graag combineren. The best of both worlds.

quote:

Op 5 juli 2008 12:02:14 schreef CornelisJaarom is dit schema alleen geschikt voor batterijvoeding, of er moet een zeer goed gestabiliseerde voeding gebruikt worden.

Ik ga er een batterij aan hangen. Later komt er misschien een kleine geïntegreerde accu voor in de plaats.

quote:

Op 5 juli 2008 12:02:14 schreef CornelisJ:Ik hoop dat mensen hier wat aan hebben.

Ik in ieder geval wel! Bedankt!
[Bericht gewijzigd door Henry S. op 6 juli 2008 15:56:20]

Mijn excuses voor het wegmaaien van het gras voor jouw voeten. Lang geleden heb ik eens een FM zendertje met stereocoder in elkaar gestoken, en dit topic was voor mij aanleiding om nog eens te kijken hoe het ook alweer zat met de FM pre-emphasis.

quote:

Op 6 juli 2008 01:55:03 schreef StevenW:
Had jij ook zulke goede ervaringen met dat kitje van Velleman?

Ik heb dat kitje niet zelf. Het schema van de microfoonversterker komt uit de PDF die jij hier gepost hebt.

quote:

Met welk programma heb je dit schema getekend? Ik vind TinyCad niet zo'n heel prettig programma, hoewel je er wel veel mee kan.

Ik heb het schema getekend met sPlan versie 5.0 (laatste versie is inmiddels 6.0). sPlan is handig om snel een schema te tekenen, en ik vind de schema's er ook mooi uitzien. Een beperking van sPlan is dat het geen netlist kan produceren voor export naar een simulatie- of PCB-layout programma. Het is dus puur een tekenprogramma.
[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 6 juli 2008 10:40:55]

Ik heb het bugje met de NE5532 gemaakt en hij is super! Geluidskwaliteit is echt heel erg goed, evenals de mogelijkheden die mijn nieuwe bugje biedt. Zo heb ik drie potmeters en één trimmer voor:

*Volume microfoon of andere input. Vooral het instellen van de gevoeligheid van de microfoon is prettig, omdat hij zowel extreem gevoelig als normaal kan worden ingesteld. Als je de mic helemaal "open" draait, kan je een speld horen vallen, de klok horen tikken en je hoort mensen krabben en ademhalen. Geinig, maar niet altijd even praktisch, want praten is nu veel te hard. Kwestie van het volume aanpassen en klaar is kees. Je kan de bug perfect aanpassen aan de omgeving.
*Zendbereik is variabel. Zo is het apparaatje aan te passen aan je behoefte. Zendt nooit verder dan noodzakelijk. In de garage kan ik mijn muziek prima horen, maar als ik dat wil, schroef ik het bereik ietsje terug en kan ik in huis verder luisteren.
*Frequentie is heel nauwkeurig in te stellen met de trimmer en de potmeter. Je kan zo mooi een vrij plekje in de ether gebruiken, zonder daarbij iemand anders lastig te vallen.

Het apparaatje is veelzijdig. Je kan 'm gebruiken voor muziek, microfoon en babyfoon. The best of both worlds, zeg maar. Het fijne en praktische gedeelte van de CO-bug, de geluidskwaliteit van de Velleman microfoonversterker en zelfs actieve pre-emphasis. Leuk, leerzaam en geslaagd projectje.

Ik heb nog wel een paar kleine dingetjes. Zo is er in het HF-gedeelte van de CO-bug een condensator van 1nF over de polen gezet. Kijk maar eens:

http://www.circuitsonline.net/img/000248.png

In het schema van Cornelis staat echter nog zo'n condensator. Het is C10 en is 100nF. Kijk maar eens:

http://www.uploadarchief.net/files/download/micamp_fm_preemphasis.png

Is één van die c'tjes dan niet overbodig?

Goed om te horen dat je tevreden bent over de FM-bug die je gemaakt heb. Als ik het goed begrijp heb je aparte ingangen en volumeregelaars voor microfoon en externe audio ingang? De externe audio ingang is dan zeker via een potmeter en een omschakelaar (of jumper?) op de aktieve pre-emphasis aangesloten?

quote:

Op 7 juli 2008 10:50:47 schreef StevenW:
Ik heb nog wel een paar kleine dingetjes. Zo is er in het HF-gedeelte van de CO-bug een condensator van 1nF over de polen gezet. Kijk maar eens:

http://www.circuitsonline.net/img/000248.png

In het schema van Cornelis staat echter nog zo'n condensator. Het is C10 en is 100nF. Kijk maar eens:

http://www.uploadarchief.net/files/download/micamp_fm_preemphasis.png

Is één van die c'tjes dan niet overbodig?

Die condensator van 100nF is bedoeld als hoogfrequente voedingsspannings ontkoppeling voor de NE5532. Het is mijn gewoonte om een opamp altijd zijn eigen ontkoppelcondensator te geven, die met zo kort mogelijke aansluitdraden direct tussen de positieve (pen 8) en negatieve voeding (pen 4) van de opamp aangesloten wordt. Op deze manier voorkom je oscillatie problemen van bijvoorbeeld de microfoonversterker. Ik zeg niet dat je zonder deze condensator persé oscillatieproblemen krijgt, maar met condensator is de kans een stuk kleiner.
[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 7 juli 2008 21:01:58]

Hey Cornelis,

Ik heb nu ook een potmeter van 50K bij R4, zoals je wellicht al hebt gelezen. Deze werkt eigenlijk als een betere volumeregelaar, omdat ruis ook afneemt als ik het volume omlaag draai.

Kan ik P1 niet gewoon weglaten? En volgens mij kunnen C1 en C2 dan ook gewijzigd worden, of vergis ik me?

http://www.uploadarchief.net/files/download/micamp_fm_preemphasis.png

Dat heb ik inderdaad gelezen in het topic over de verbeterde pre-emphasis. Zie mijn reply aldaar. Jouw vraag in dit topic had ik even over het hoofd gezien.

Je kunt inderdaad potmeter P1 weglaten en R4 vervangen door deze potmeter. Je hebt dan nog maar 1 elco nodig tussen de onderkant van R1 en het knooppunt tussen R2 en R3. Let wel even op de polariteit van de elco. Meet op welk van de twee genoemde punten de hoogste DC spanning staat, en leg de plus van de elco dan aan dit punt. Makkelijker nog is een folie-condensator (type MKT) van bijv 330nF of 470nF te gebruiken, dan hoef je niet op de polariteit te letten.

quote:

Op 12 juli 2008 01:31:07 schreef CornelisJ:Meet op welk van de twee genoemde punten de hoogste DC spanning staat, en leg de plus van de elco dan aan dit punt.

http://www.uploadarchief.net/files/download/micamp_fm_preemphasis.png

Ik meet een hogere DC spanning onderaan R1. Is dat eigenlijk ook niet logisch? R1 is immers 10K, terwijl R2 en R3 beide 220K zijn.

Klopt het dat ik dit ook had kunnen weten zonder te meten? Of zie ik iets over het hoofd?

De spanning op het knooppunt tussen R2 en R3 is gemakkelijk te berekenen, deze is namelijk gelijk aan de halve voedingsspanning (R2 en R3 vormen een zogenaamde spanningsdeler). Dat is dus 4.5V bij 9V voedingsspanning.

De spanning aan de onderkant van R1 is minder gemakkelijk te voorspellen. In de elektretmicrofoon zit een FET transistor ingebouwd, die het signaal van de capacitieve geluidsopnemer versterkt. De spanningsversterking wordt mede bepaald door de grootte van belastingsweerstand R1. De FET transistor trekt een bepaalde gelijkstroom, die door weerstand R1 loopt. De spanning aan de onderkant van R1 is alleen te berekenen, wanneer de gelijkstroom door de FET transistor bekend is.

Deze gelijkstroom is afhankelijk van het type elektret microfoon, en per type zit er een zekere spreiding op. Voor de bekende Panasonic WM-61A elektret capsule wordt bijvoorbeeld een maximale DC stroom van 0.5mA opgegeven. Dat kan dus ook 0.3mA of 0.4mA zijn. Een stroom van 0.3mA geeft 3V spanningsval over 10k, en een stroom van 0.5mA geeft 5V spanningsval. In het eerste geval zal de DC spanning onderaan R1 6V zijn, en in het tweede geval 4V. Afhankelijk van het type elektret kan de spanning aan de onderkant van R1 dus groter of kleiner zijn dan 4.5V.
[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 24 juli 2008 23:21:42]

OK. Nog steeds bezig allerlei zaken te onderzoeken. Ik heb inmiddels ook een aantal hele kleine apparaatjes gebouwd met SMD. Vrijwel alle onderdelen kunnen worden vervangen door hele kleine componenten. Zo heb ik hele kleine potmetertjes en een heel klein trimmertje. Dat scheelt al een boel. De NE5532 in SMD is ook een stuk kleiner. Condensatoren en weerstanden zijn natuurlijk helemaal eenvoudig, want die zijn er vrijwel altijd in "0805" en zelfs kleiner. De transistor is ook eenvoudig te vervangen door een héél erg klein SMD-transistortje. De accu's zijn Lithium Manganese, 3V per stuk, 12,5 mm. diameter en 2 mm. hoog en 17mAh.

Nu blijkt dat de elco's verreweg de grootste componenten zijn (m.u.v. de accu en de antenne). Gewone elco's zijn niet kleiner te vinden dan 4x5mm, tenzij je Tantalum gaat gebruiken. Deze zijn namelijk wél kleiner te krijgen.

Nu de vraag:

Kan ik tantalum SMD-elco's gebruiken als alternatief voor reguliere (SMD)elco's?

Het Nederlandse woord is tantaal. Je kunt prima tantaalelcootjes gebruiken. Hun HF eigenschappen zijn vaak vrij goed.

In het verleden hadden tantaalcondensatoren wel eens een slechte naam. Ze hadden de verwarrende eigenschap soms zomaar te ploffen, of juist helemaal commentaarloos zomaar 0 ohm te worden.
Maar ze worden al lang legio gebruikt. Ik zie dan ook geen bezwaar.

Klik:

http://nl.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?m...166#header

Dit is de kleinste elco van 1 uF en minimaal 12V die ik kan vinden.

Dus als ik het goed begrijp, kan ik de 1uF standaard elco vervangen door deze?

Dat zou inderdaad goed moeten gaan.

Overigens worden bij SMD condensatoren voor waardes tot ca 50uF tegenwoordig vaak keramische multi-layer condensatoren gebruikt in plaats van elco's. Bijkomend voordeel is dat je geen rekening hoeft te houden met de polariteit.

Kijk bij RS components ook eens onder "ceramic multi-layer", wellicht vind je daar betere en/of goedkopere alternatieven.

Voorbeeld van 1uF condensator: http://nl.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?m...;R=4962801
[Bericht gewijzigd door CornelisJ op 31 juli 2008 11:13:14]

quote:

Op 31 juli 2008 10:45:00 schreef CornelisJ: Overigens worden bij SMD condensatoren voor waardes tot ca 50uF tegenwoordig vaak keramische multi-layer condensatoren gebruikt in plaats van elco's. Bijkomend voordeel is dat je geen rekening hoeft te houden met de polariteit.

Dat is opvallend zeg. Een elco vervangen door een normale (SMD) condensator. Had ik niet verwacht.

Ik heb hier thuis een heleboel PCB'tjes liggen van diverse apparaten, waaronder die van een MiniDisc- en MP3-speler. Op deze printjes zie ik wel vaak van dit soort kleine elco's:



Deze wilde ik dan ook gaan gebruiken, maar als ik het goed begrijp hoef ik dat dus helemaal niet te doen en hadden de fabrikanten van bovengenoemde apparaten dit ook niet hoeven te doen?
[Bericht gewijzigd door StevenW op 31 juli 2008 12:03:45]

quote:

Op 31 juli 2008 10:45:00 schreef CornelisJ:
Voorbeeld van 1uF condensator: http://nl.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?m...;R=4962801

Dat is inderdaad wel spannend. Ik had geen idee dat je dat nu ook al had! Weer wat geleerd.