Micrófono Electret: seleccionando una resistencia de polarización

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He heredado un circuito de un colega que usa un preamplificador MAX4063 y un micrófono electret . Es casi idéntico a la figura 4 de la hoja de datos del preamplificador:

Pero donde ese circuito tiene resistencias de 2 × 1 kΩ en serie, solo tengo una. No estoy contento con el volumen general y el ruido del audio, y estoy empezando a preguntarme si las resistencias de 1 k son demasiado pequeñas, ya que son más pequeñas que la impedancia de salida de 2,2 k del micrófono.

¿Cómo, en general, debo seleccionar la resistencia de polarización para un electreto en esta situación? ¿Cuál es la teoría relevante?

Edit: Aunque todas las respuestas hasta ahora han sido útiles, todavía estoy interesado en tener una comprensión analítica de por qué el resistor de polarización debería tener un valor particular; He visto otros circuitos eléctricos en Internet con valores de hasta 10k, ¿qué debe marcar la diferencia en algo?

    
pregunta pjc50

5 respuestas

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Estoy empezando a preguntarme si las resistencias de 1k son demasiado pequeñas, ya que son más pequeñas que la impedancia de salida de 2,2 k del micrófono.

Esos son la impedancia de salida del micrófono. Si observa la hoja de datos de la cápsula del micrófono verá un circuito equivalente:

NoséporquélosfabricantessiempremuestranelFETcomountriángulo.Asíescomoestárealmenteconfigurado:

Así que esto es realmente un amplificador de fuente común :

Laimpedanciadesalidadeunamplificadordefuentecomúnessolo\$R_\text{D}\$,laresistenciadedrenaje,porloquecuandolahojadedatosdice"impedancia de salida (Zout) 2.2 KΩ", realmente significa "impedancia de salida < em> de nuestro circuito de ejemplo ".

Con \ $ R_ \ text {S} \ = 0 \ $, la ganancia de voltaje del amplificador de fuente común es proporcional a \ $ R_ \ text {D} \ $, ya que el FET actúa como una fuente actual, por lo que el voltaje resultante se determina por V = I (FET) * Rd.

¿Qué resistencia debes elegir? Depende. Por lo general, se desea una alta ganancia en la primera etapa para que pueda disminuir la ganancia de las etapas posteriores, lo que reduce el ruido. La distorsión también disminuye a medida que aumenta la ganancia. Sin embargo, no puede aumentar \ $ R_ \ text {D} \ $ para siempre, hay un punto en el que la corriente es demasiado baja y la distorsión aumenta y la ganancia disminuye repentinamente. Además, si se espera que su micrófono obtenga SPL altos, no debe aumentar demasiado la ganancia o se recortará.

No sé cómo optimizar la ganancia según los parámetros en la hoja de datos, pero me gustaría saberlo. Para la producción en masa, la gm de los FET variará de una unidad a otra (y posiblemente el tipo de FET se cambiará de una cápsula a la siguiente aunque tengan el mismo número de pieza), por lo que la optimización de la ganancia máxima para un FET específico es Probablemente sea una mala idea.

    
respondido por el endolith
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Tenga en cuenta que en este caso realmente tiene un sesgo de 2 kΩ, no 1 kΩ. Esto se debe a que la resistencia de polarización está dividida en ambos lados del micrófono, probablemente esperando que la mayor parte de la captación de ruido sea un modo común, que parece que el amplificador está diseñado para rechazar.

Los resistores de 1 kΩ externos (¡argh, ya usen componentes!) son para filtrar la fuente de alimentación, no para agregar resistencia de polarización. Son efectivamente cortocircuitados AC-sabio por las dos tapas a tierra. Es importante tratar cada lado del micrófono de manera similar, de modo que el ruido ambiental se acoplará aproximadamente a ambos cables.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Es un micrófono de 2 Vcc (según la hoja de especificaciones), por lo que si proporciona un sesgo mucho más pequeño, probablemente dejará de funcionar y si su sesgo es demasiado alto, también puede reducir su sensibilidad a medida que el JFET incorporado comienza a toparse Problemas potenciales. Esta es mi intuición.

También, sospecho que el caso del que está en el dibujo también se puede conectar a un cable y este cable debe conectarse a tierra en lugar de alimentar una entrada de diferencia. No parece que el pin 10 necesite dc, así que lo dejaría abierto.

Esto podría reducir el ruido que está recibiendo. Debería intentar conectar el micrófono a tierra y alimentarlo a 2.0 V (o lo que sea) a través de una resistencia más grande y verificar con un medidor que todavía es de unos dos voltios o si la fuente de alimentación es de 5 V, pruebe un 3k3 y verifique que el micrófono tiene 1.5V a 2.5V a través de él.

De nuevo, más intuición que dato duro.

El pin 14 y el pin 1 tienen una resistencia que parece que define la ganancia / amplificación. Si se parece en algo a un amplificador de instrumentación, puede reducir esto y ver si obtiene más decibeles.

    
respondido por el Andy aka
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Los voltajes de ruido de entrada en esa hoja de datos son bastante altos: 70nV / rtHz con una ganancia de 20, que la hoja de datos p.8 muestra corresponde a Rgain = 11.1k entre los pines 1 y 14.

El ruido cae a aproximadamente 12nV / rtHz a una ganancia de 200 (Rgain = 1.1k entre los pines 1 y 14). 12nV / rtHz todavía es ruidoso, pero probablemente lo que podría esperar de un dispositivo de tan bajo consumo. Así que prueba esto primero; Parece que la ganancia adicional también sería útil.

Si eso no es suficiente y puede permitirse la energía, podría lograr un ruido mucho menor con un opamp de audio clásico (el antiguo NE5534A a 3.5 nV / rtHz o hasta 1nV / rtHz con otros como AD797 .

    
respondido por el Brian Drummond
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Si toma la tensión de alimentación VCC y resta la tensión de diseño del micrófono de inserción de electreto y luego se divide por el consumo de corriente del electreto, se obtiene la resistencia de polarización en k ohmios. Parece algo como esto 5 voltios - 2 voltios -: - .5 = 6k de resistencia. Resuélvelo para los datos de su dispositivo. Las cuatro resistencias de 1 k en serie suman hasta 4 k en total en el micrófono.

    
respondido por el Juan

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solo necesitaba un voltio adicional (principalmente corte o polarización de resorte). Lo mismo ocurre con un VFO de banda corta y retroalimentación positiva. Es difícil acostumbrarse a ajustar el balance desde el sintonizador, pero no hay necesidad de molestarlo mucho cuando el micrófono devuelve información a la unidad; obtienes exactamente lo que estás pagando. Además, controle la ganancia de entrada separada mediante microtuning a través de la interfaz de conmutación y girando el limitador a Equilibrado.... Lees verder