Electret Mic için Preamp devre tasarımı

[merict]

iyi günler,
öncelikle foruma yeni kayıt olduğum için bir kural ihlali veya hata yaptıysam kusruma bakmayınız . Ben elektrik elektronik mühendisliği okuyan bir öğrenciyim ve dersim gereği grup olarak yaptığımız bir projede ses girişi kısmından sorumluyum. Şu anda electret mikrofon için internetten bulduğum bir kaynak sayesinde bir "preamplifier" devresi kurdum. Fakat laboratuvarda enerji beslemesini yapacak grupla belirli anlaşmazlıklar yaşandığından devreyi çok sık değiştirmem gerekti. Buradaki hikaye kısmını kısa kesip belirli sorunlar hakkında veya genel olarak devre için fikirlerinizi iletmeniz açısından sizlere sorumu sormak istedim.
Kısa bir şekilde devreyi anlatmam gerekirse EMY 63MP veya EMY602N mikrofon girişi için "datasheet"te bulunan özelliklerine göre böyle bir devrem var. Tek taraflı besleme ile 12V ile çalışan bir " transimpedance opamp devresi" bulunmakta. Mikrofonu taklit edebilmek açısından maksimum 2Pascal'da ürettiği akımı sol tarafta gördüğünüz üzere sinüs gerilimi ve seri bir direnç bulunmakta. 12.59mV/Pa giriş için maksimum durumda beklentim 0.5Vrms çıkış vermesi. Şimdi soruma gelirsek: Resimde görmüş olduğunuz devreyi laboratuvarda test ettim ve simülasyona kıyasla elde etmem gereken çıktılara yakın değerler aldım. Fakat hikayeyi tam anlatmasamda 12V ve +/-5V girişi kararını enerji besleme grubu karar veremediği için son deneyimde +/-5V devremi hızlıca ayarlayarak tüm devreye bağlamıştık fakat hoparlörden çok fazla gürültü çıkıyordu. Bu süreç boyunca LM358 opamp kullandım. Daha sonrasında sürem az olduğu için evde TL072CP kullanarak devreyi breadboard üzerinde 12V ile tekrar kurdum ve multimetre ile belirli çıkışları tek tek kontrol ettim. Burada fark ettiğim en büyük hata + giriş kısmı için gerilim bölücü ile ilettiğim 6V gerilim ile - giriş ve çıkışta elde ettiğim gerilim aynı değildi. - giriş ve çıkış 3.5Vdc değerine sahipti. Şu ana kadar öğrendiğim elektronik bilgilerine göre böyle bir durumun olmaması gerektiğini, gerilim farkının genel olarak 0.5'den büyük gelmemesi gerektiğini biliyorum. Sanırım burada kullandığım TL072'nin bozuk olabileceğini düşünmem gerekiyor. Ek olarak önerebileceğiniz kontrol etmem gereken değişkenler neler? Ayrıca burada devrem hakkında sormak istediğim durumlardan biri de mikrofon için "biased" ettiğim değerin doğru hissettirmemesi. Biliyorum bu biraz garip bir söylem fakat genelde 1-10V arası besleme ve 2.2kOhm ile beslenen mikrofonlarda 12V kullanmam gerektiği için küçük bir matematik ile maksimum akım çekeceği duruma göre bir direnç belirledim. Haftaya sorumlu olduğum kısımların PCB tasarımını fabrikaya iletmek zorunda olduğumdan hataların nelerden kaynaklanabileceği veya genel olarak devrenin işleyişini hakkında sizlerden fikir ve başka bir bakış açısı görmek istedim. Şimdiden yanıtlarınız için teşekkürler.

 

[Mikro Step]

Opamp besleme bacaklari arasina kapasitor baglaman gerekir. 12v nereden gelecek baskalari ile ortak kullanacakmisin, baskalari bu hatti ne kadar kirletecek?

Bu sorularin cevabina gore 12v icin filtre devreleri ya da ilave regulator devreleri eklemen gerekebilir.

 

[Mikro Step]

Orjinal semadaki gibi R25 12Va baglanirsa 12v hattindan gelecek gurulltu R27 degerine bagli olarak yukseltmeye maruz kalabilir.

O yuzden 9v luk ikinci bir regulator olusturup biaslamalari bu regulatorden yapmani oneriyorum. R29 ya da R26 yi yeniden hesaplayip C18 uclarindaki gerilimi 6V yapabilirsin fakat Cok da ssart degil.

PCB yapmaya gecmeden once delikli pertinaxda vs yeterince denedin mi?

 

[ckocagil]

Sizin TIA yapmanıza gerek yok. Elektret kapsülünün içinde FET var, bu işi yapıyor. Siz sadece DC verecek ve kondansatör üzerinden AC çıkış alacaksınız.

 

[ckocagil]

Datasheet diyagramında kesikli çizgi ile gösterilen kısım kapsülü içi. Siz sağdaki komponentleri koysanız yetiyor.

 

[Gokrtl]

Şu video güzel bir kaynak bence.

 

[merict]

Öncelikle yanıtlarınız için teşekkür ederim. Sanırım en başta çok kurcalamadığım hatam electret mikrofon için neden TIA kullandığım olmalıydı. Örnek olarak kullandığım dökümanda mikrofondan üretilen birimin akım olduğunu yazdığından TIA on an mantıklı bir tercih gibi gözükmüştü. Ayrıca yolladığınız video gerçekten tüm konuyu basit bir dille güzel anlatmış, teşekkür ederim.
Sorularını cevaplamam gerekirse: +12V, tüm grupta yalnızca benim tarafımdan kullanılacak. LTSpice Devremi yolladığım için enerji beslemelerindeki diğer kondansatörleri koymayı unutmuşum. Şu anda hali hazırda olan devre çizimimi ekran görüntüsü olarak ekliyorum.

Laboratuvarda maalesef yalnızca "Breadboard" ile çalışmamıza izin var. Bu yüzden pertinax üzerinde lehimleyerek devreyi test etmedim.
Anladığım kadarıyla benim kullandığım bu TIA devresini videoda da olduğu normal klasik bir "preamp" devresine dönüştürmem daha mantıklı olacak gibi gözüküyor. Laboratuvarı kullanmak için son 5 saatlik bir sürem kaldığı için hem bu eski devreyi hızlıca söylediğiniz konfigürasyonlara göre değiştirdikten sonra denemek istiyorum, hem de farklı bir devreyi evde kurup laboratuvarda hızlıca çıktılarına bakacağım.

Şu anda bulunan devrem için mikrofon "bias" gerilimi için önce 12V gerilimi bir gerilim bölücü ile böldükten sonra mikrofon ile bağlayabilirim. Daha sonrasında ek olarak belirttiğiniz kondansatörleri ekleyeceğim. Diğer güçlendirici devresinin sonuna mini bir hoparlör ile nasıl ses aldığımı da kontrol edeceğim.

TL072 için farklı giriş ve çıkış gerilimleri almamı da opamp'ın bozuk olabileceğine yorup laboratuvara yeni bir tanesi ile deneyeceğim.
Tekrardan yanıtlarınız için sağ olun.

 

[taydin]

Şemada opamp'ler yerine konnektörler koymuşsun, o yüzden devreyi anlamak zor oluyor. Eğer kullanacağın opamp kütüphanede yoksa jenerik bir opamp koyabilirsin.

 

[kudretuzuner]

Merhaba, bu ürün işinizi görür mü?

MAX4466 Elektret Mikrofon Modülü Uygun Fiyatıyla Satın Al - Direnc.net®

MAX4466 Elektret Mikrofon Modülü ürününü uygun fiyatı, hızlı kargo seçeneği ile Mikrofon ve Medikal Sensörler kategorisinden online olarak Türkiye'nin en büyük elektronik komponent satış sitesi Direnc.net® 'ten hemen satın alabilirsiniz.

www.direnc.net

 

[merict]

Dersin amacı grup olarak bir proje belirledikten sonra iş bölümü ile bunu gerçek hayata geçirmeye dayanıyor bu yüzden hazır modül kullanabilmem mümkün değil.
Ek olarak PCB Tasarımı için THT kullanmak zorunda olduğumuzdan ve gerektiği zaman farklı opamp'lar bağlanması gerektiğinden 8 bacaklı birer konnektör ekledim.
Zamanım kısıtlı olduğundan kendi mikrofonumun gereksinimlerine göre ekte sizinle paylaştığım preamp devresine yapacağım sanırım.
Tekrardan ilginiz için teşekkür ederim.

 

[merict]

Dün laboratuvarda ilk başta kurduğu devreyi test etmek istedim o yüzden başka bir breadboard ile opamp'ı değiştirerek denedim. Sonuç olması gerektiği gibi geldi. Bir başka güçlendirici devre ile bağladıktan sonra mini bir hoparlör ile test ettik ve ses aldık. Lakin ses çok net değildi biraz gürültülüydü ve arada patlıyordu. Sanırım TIA devresi yapmak yine electret mikrofonlarda işe yarıyor.
Güç kaynağından aldığım 12V için devreme vermeden önce 2 farklı kapasitör ile toprağa bağlamıştım ve ek olarak opamp modülü içinde 2 tane bulundurduğundan diğerini "unity gain" olacak şekilde bağladım. Ek olarak oluşan bu sesteki gürültü/bozulmayı önleyip daha temiz bir ses elde edebilmek için bir öneriniz var mı? Simülasyon ve bir modül ile devremi bilgisayara bağlayarak test ettim ve 20-20kHz arasında güzel bir grafik elde ediyorum.
Şimdiden yanıtlarınız için teşekkür ederim.