Elektronikprojekte

2-Kanal Mikrofon Vorverstärker

- Verstärkung von 12dB bis 46dB (4-200fach) in 2dB Schritten einstellbar - Symmetrische Eingangsstufe für hohe Gleichtaktunterdrückung - 24V Phantomspeisung - Aufbau auf Streifenraster Platine - Materialkosten ca. 35 EUR

Einführung/Voraussetzungen

Die meisten höherwertigeren Mikrofone benötigen einen rauscharmen Vorverstärker mit symmetrischer Eingangsstufe und Phantomspeisung, die in der Regel zwischen 12 und 48Volt betragen kann. Der hier vorgestellte Verstärker erfüllt diese Anforderungen und liefert eine Phantomspeisung von 24 Volt. Da hier mit Netzspannung gearbeitet wird, bitte den folgenden Abschnitt aufmerksam lesen: !!! Achtung Netzspannung !!! Arbeiten an oder mit Netzspannung sollten nur von autorisierten Personen durchgeführt werden. Der Nachbau erfolgt auf eigenes Risiko des Nutzers. Der Nutzer trägt die alleinige Verantwortung für die Einhaltung aller geltenden Sicherheitsvorschriften. Der Autor übernimmt keinerlei Haftung für Sach- oder Personenschäden, die durch die Verwendung oder Nichtverwendung der dargebotenen Information entstehen. Siehe auch Haftung

Beschreibung der Schaltung

Der Vorverstärker ist mit 2 identischen Kanälen ausgestattet (z.B. für Stereo Tonaufnahmen), die folgende Beschreibung bezieht sich auf Kanal 1. Die symmetrischen Eingangssignale vom Mikrofon gelangen von Pin 2 (+) und Pin 3 (-) der XLR Eingangsbuchse SV1 über die Koppelkondensatoren C15/C16 und die Schutzwiderstände R22/R23 an die nichtinvertierenden Eingänge von IC1 (Pins 5+3). C17 dient der Blockung von HF Einstreuungen und kann bei Bedarf bis auf 1,5 nF vergrößert werden. Die antiseriellen Zenerdioden ZD1/ZD2 bzw. ZD3/ZD4 begrenzen die Eingangssignale auf ca. +/- 5,8V (5,1V Zenerspannung und 0,7V Diodenspannung in Durchlassrichtung) und dienen ebenfalls dem Schutz von IC1 vor Überspannungen. Der Eingangswiderstand ist über R20/R21 definiert und beträgt 2 x 2,2kOhm. R24 dient der gleichspannungsmäßigen Kopplung von IC1. Die Verstärkung von IC1 A/B kann über den 12poligen Stufenschalter SW2 zwischen 12dB und 34dB (4-fach bis 50-fach) in 2dB Schritten eingestellt werden. IC3A ist als Differenzverstärker (Subtrahierer) beschaltet. Beträgt das Ausgangssignal von IC1A z.B. +1V und das symmetrische Ausgangssignal von IC1B -1V (Amplitude von -1V bis +1V = 2V) ergibt sich am Ausgang des Subtrahierers: +1V - (-1V) = 2V. Im umgekehrten Fall ergeben sich am Ausgang: -1V - (+1V) = -2V. Störsignale (z.B. Brummen) haben in der Regel die gleiche Phasenlage, d.h. sie sind nicht symmetrisch. In diesem Fall ergibt sich das Ausgangssignal zu: +1V - (+1V) = 0V bzw. -1V - (-1V) = 0V Im Idealfall werden Störsignale somit komplett eliminiert. Ist Schalter SW3 geöffnet, beträgt die Verstärkung von IC3A 0dB (Verstärkung = 1). Sie ergibt sich aus dem Verhältnis von R31 zu R27 bzw. R32 zu R28 (10k / 10k = 1). Wird SW3 geschlossen werden R27 und R29 sowie R28 und R30 parallel geschaltet. Der Parallelwiderstand beträgt dann jeweils 2,5k und die Verstärkung steigt für IC3A auf 12dB (4-fach: 10k / 2,5k = 4). Für IC 1-3 wurden die rauscharmen NE5532 gewählt.

Stromversorgung / Phantomspeisung

Die Schaltung benötigt eine symmetrische Versorgungsspannung von +/-8V und +24V für die Phantomspeisung.

Die Stromversorgung erfolgt über einen kurzschlussfesten Printtransformator mit 2x9V~ / 2,3 VA.

Nach Gleichrichtung der 2x9V~ des Transformators Tr1 durch die Dioden D5-D8 und Siebung über die Kondensatoren

C3/C4 wird die Spannung mittels IC5/IC6 auf +/- 8Volt reduziert.

Für die Phantomspeisung werden die Kondensatoren C1/C2 jeweils bei der negativen Phase der sekundären

Wechselspannung über die Dioden D1/D2 aufgeladen. Bei der positiven Phase geben sie ihre Ladung über D3/D4 an den

Kondensator C9 ab.

Bei Verwendung des vorgeschlagenen Trafos kann die Spannung an C9 im Leerlauf ohne Belastung die maximale

Eingangsspannung von IC4 (40V) übersteigen. Deshalb sollte der Trafo immer mit mindestens 20mA belastet werden, das

ist der Fall, wenn die IC's 1-3 eingesetzt sind.

IC4 regelt die Spannung am Ausgang auf +24V. Für die Phantomspeisung ist die genaue Größe der Spannung nicht so

entscheidend, wichtig ist eine geringe Restwelligkeit. Dafür wird pro Kanal ein Entkoppelwiderstand (R2/R3)

nachgeschaltet und die Spannung durch C13/C33 nochmals geglättet. Über die Entkoppelwiderstände R18/R19 bzw.

R48/R49 werden die angeschlossenen Mikrofone mit Leistung versorgt. Pro Kanal können ca. 12mA entnommen werden.

Aufbau der Elektronik

Der Aufbau der Elektronik erfolgt auf einer Streifenrasterplatine (siehe auch Sonstiges => Streifenrasterplatinen). Die Spannungsregler (ICs 4-6) sind auf einem 1,5mm Alu-Kühlblech 100mm x 40mm montiert, wobei IC6 isoliert montiert werden muss. Auf Grund der geringen Leistung kann aber auch auf das Kühlblech verzichtet werden. Das Platinenlayout, ein Bestückungsplan, eine Zeichnung für Leiterbahnunterbrechungen, sowie die Stückliste befinden sich im Download Ordner am Ende der Seite. Nachfolgend noch einige Fotos des Aufbaus.

Download

Der unten aufgeführte Ordner beinhaltet alle relevanten Dateien, die für den Nachbau benötigt werden (siehe auch Sonstiges => Zeichnungen). Mikrofon_Vorverstaerker.zip 02.03.21 Seite erstellt

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