Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochpassfilter für Electret Mikrofon?


von rene p (Gast)


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Hi Leute,

ich habe ein Verständnisproblem bzw. irgendeinen Denkfehler. In der 
angefügten Schaltung sieht man einen OPV der ein Mikrofonsignal 
verstärken soll. Das macht er auch, allerdings nur, wenn ich den 
HP-Filter titulierten Widerstand entferne.
Ich hätte aber gerne ein Hochpassfilter gehabt - aber irgendwie klappt 
es so wie ich es gemacht habe nicht. Meine Überlegung war halt, dass 
mein Mikro als eiene Art "Wechselspannungsquelle" gesehen werden kann 
und der Kondensator und der Widerstand am invertierendem Eingang dann 
das Filter bilden mit der allgemeinen Grenzfrequenz eines Hochpasses 1. 
Ordnung.
Warum klappt das nicht bzw. was müsste ich ändern, dass es klappt?
Danke euch :)

von Lutz S. (fgs-bussard)


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Ich würde vermuten, dass der Innenwiderstand des Mikrofones zu Groß ist 
gegenüber den 2k des HP Filter Widerstandes. Somit fällt die Spannung am 
Innenwiederstand des Mikrophones ab und nicht am Widerstand. (weiss 
nicht wie das in deiner Simulation gelöst ist)

Zusätzlich wird mir nicht ganz klar was ein HP mit einer Fg von ca 800 
hz bringen soll, damit filterst du die komplette Grundschwinung der 
Sprache weg. Wenn du natürlich das genau als irgendein Sound effekt 
verwenden willst ist dagegen natürlich nichts zu sagen.

Grüße

von rene p (Gast)


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> Ich würde vermuten, dass der Innenwiderstand des Mikrofones zu Groß ist
> gegenüber den 2k des HP Filter Widerstandes. Somit fällt die Spannung am
> Innenwiederstand des Mikrophones ab und nicht am Widerstand. (weiss
> nicht wie das in deiner Simulation gelöst ist)

Hm, wenn das so wäre, warum geht es dann ohne den Hochpass-Widerstand - 
würde dann die Spannung nicht auch am Innenwiderstand des Mikros 
abfallen?


> Zusätzlich wird mir nicht ganz klar was ein HP mit einer Fg von ca 800
> hz bringen soll, damit filterst du die komplette Grundschwinung der
> Sprache weg. Wenn du natürlich das genau als irgendein Sound effekt
> verwenden willst ist dagegen natürlich nichts zu sagen.

Ja korrekt, ich will keine Sprache, sondern nur hochfrequentere Töne 
(Klatschen, Pfeifen)


Die Frage bleibt natürlich: Wie realisiere ich ein brauchbares Filter?

von Paul (Gast)


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Wie wär`s mit einem OPV als Differenzierer oder aber die klassichen 
aktiven Filterschaltung in Einfach-Mittkopplung mit den verschiedenen 
Charakteristiken (Bessel)?

von Uwe (Gast)


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Mach doch erst mal nen AC-gekoppelten Impedanzwandler mit Virtuellem 
Ground bei 2.5V. Danach der Verstärker und über R8 kanst du auch noch 
nen C machen.
Aber es gibst gute Filter Designer Online.
http://www.sengpielaudio.com/calculator-filter.htm
http://www.educypedia.be/electronics/electroniccalculatorsfilter.htm
http://www.beis.de/Elektronik/Filter/Filter.html

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

schalte in reihe zu Deinem 2k Widerstand einen passenden Kondensator.
Mit den 2k gegen GND ist der Arbeitspunkt des OPV futsch. Dessen 
virtuelle Masse ist der + Eingang und damit Ub/2. Die kommen auch am 
Ausgang zustande, weil der 100k Regler für eine 
gleichspannungsverstärkung von 1 sorgt.
Das muß auch so bleiben, also den Gleichstrompfad vom - Eingang über den 
2k Widerstand gegen GND mit einem Kondensator auftrennen.

Ich würde ohnehin das Mikro über den Kondensator an den + Eingang legen 
als nichtinvertierender Verstärker. Hochpass ist dann einmal der 100n 
mit den 2x 10k || am + Eingang und einmal der Gegenkopplungsweg aus 100k 
Poti, 2k Widerstand und Reihenkondensator gegen GND.

Gruß aus Berlin
Michael

von ingo (Gast)


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Unabhängig vom Gleichpannungs-Arbeitspunkt, hätte der Widerstand, vom 
invertierenden Eingang nach Masse bein invertierenden Vertärker, ohnehin 
nichts gebracht. Die untere Grenzfrequenz wird durch den mit "HPFILTER" 
beschrifteten C und den dynamischen Innenwiderstand des Mikrofons (der 
hier auch die Verstärkung mit bestimmt) gebildet. Wenn Du die also 
erhöhen möchtest (Hochpass), brauchst Du nur den C entsprechend 
verkleinern.
mfG ingo

von rene p (Gast)


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Danke euch! :)

Also es war bisher so:
Wenn eine gewisse Ausgangsspannung am OPV erreicht ist, leuchtet immer 
eine LED auf. Allerdings nur, wenn der HP-Filter Widerstand entfernt 
ist. Das das mit dem Widerstand anscheinend Quatsch war, hat Michael U. 
erläutert.

Ich habe jetzt auch zunächst mal Michael Us Vorschlag probiert. Nur die 
Eingänge am OPV vertauscht habe ich nicht. Dazu fehlt mir irgendwie eine 
für mich verständliche Begründung :)
Ich habe jetzt also einen 100 nF und einen 120 Ohm Kondensator in Reihe 
geschaltet - anstatt von dem HP-Filter Widerstand zuvor. Dies ergibt 
theoretisch eine recht hohe Grenzfrequenz von über 10 kHz.

Meine LED leuchtet jetzt allerdings kontinuierlich. Also irgendwas passt 
da nicht. Sehr komisch.

Zusätzlich sagt Ingo, dass die untere Grenzfrequenz eh nicht davon 
beeinflusst wird, sondern nur vom dyn. Innenwiderstand und dem 
Kondensator abhängt.

Was isn da jetzt richtig :)

von ingo (Gast)


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Hallo Rene!
Dein Verstärker ist grundsätzlich als "invertierender Verstärker" 
geschaltet:
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Invertierender_Verst.C3.A4rker
Um mit einer Betriebsspannung auszukommen, hast Du das Ruhepotential des 
nichtinvertierenden Einganges auf halbe Betriebsspannung gehoben (R1/R2 
in deiner Schaltung) und den Eingang gleichspannungsmäßig mit dem 
Kondensator entkoppelt. Der Verstärkungsbestimmende, im Wikiartikel mit 
R1 bezeichnete Widerstand, ist wie gesagt, bei dir der Z vom Mikrofon. 
Allerdings ist der '741 wohl mit 5V Betriebsspannung auch schon dicht an 
der unteren Grenze...
mfG ingo

von Elena (Gast)


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>ich habe ein Verständnisproblem bzw. irgendeinen Denkfehler. In der
>angefügten Schaltung sieht man einen OPV der ein Mikrofonsignal
>verstärken soll. Das macht er auch, allerdings nur, wenn ich den
>HP-Filter titulierten Widerstand entferne.

Das ist doch ganz klar: Du verstärkst Vcc/2 vom "+" Eingang mit dem 
Faktor (100k+2k)/2k, sodaß der Verstärker am Ausgang in die Sättigung 
geht.

Rene, ist der Verstärker von dir oder hast du das irgendwo im Internet 
gefunden? Diese Schaltung ist schmerzhaft verkehrt! Schalte diesen 2k 
Widerstand mal zwischen den 100nF Cap und dem "-" Eingang. Und nimm für 
den OPamp einen Rail-to-Rail-Typ, wie den TS912 oder so.

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