Anschluss "Dynamisches Mikrofon" an Autoradio FSE

[Michael Z. (zellm)]

Hallo zusammen,

ich rüste gerade im Traktor von meinem Papa ein Autoradio (Blaupunkt 
Toronto 440 BT) mit Bluetooth Freisprechfunktion nach.
Da der Radioschacht seitlich oberhalb des Fahrerkopfes ist habe ich der 
Besseren Verständigung wegen ein Schwanenhalsmikrofon (Monacor DMG-400) 
besorgt und möchte dieses nun an den Mikrofoneingang des Radio 
anschliessen.
Leider ist in den Informationen zu dem Mikrofon keine Signalbelegung der 
Litzen beschrieben.
Ich gehe von einem Quasi-Standard bei Audiosignalen (ähnlich dem bei 
Kopfhörern mit klinkenstecker) aus :
schwarz abgeschrumpft -> Masse/Schrirm,
rot -> rechtes Signal,
transparent (manchmal auch grün) -> linkes Signal.
Kann das jemand bestätigen, der mehr Routine im Umgang mit Mikrofonen 
hat?

Jetzt ist es auch so, dass der Mikrofoneingang des Autoradio (2,5mm 
Klinke) ein Mono-Eingang ist, das Mikrofon jedoch ein "symetrisches" 
(also Stereo ?!?).
Kann ich die beiden im Mikrofon befindlichen Einzelmikrofone ohne 
weiteres parallelschalten?
Hintergedanke dabei ist, dass wenn ich nur einen Kanal anschliesse ich 
evtl. Beeinträchtigungen der Aufnahmeleistung habe, je nach dem von 
welcher Seite man in das Mikrofon spricht?

vorab herzlichen Dank für eure Meinungen und viele Grüße

zellm

[Axel R. (Gast)]

http://www.peitel.de/produkte/pmr-produkte/zubehoer/verstaerker/v966.html

Du musst deinem Mikrofon (500Ω, kein Stereo) beibringen, sich wie ein 
Elektretmikrofon zu verhalten. og Verstärker macht genau das.
Schrumpf ist der Schirm, die beiden anderen Drähte sind schlicht die 
Anschlüsse der Kapselspule (Anfang und Ende der Wicklung).

StromTuner

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Michael Z. schrieb:
> schwarz abgeschrumpft -> Masse/Schrirm,
> rot -> rechtes Signal,
> transparent (manchmal auch grün) -> linkes Signal.

Das Mikrofon ist symmetrisch ausgelegt, aber das hat nichts mit Stereo 
zu tun.
Rot - Signal + ('heiss')
Weiss - Signal - ('kalt')
Schwarz - Gehäusemasse (Shield).

Zum Betrieb an ein unsymmetrischen Mikrofoneingang werden Masse und 
weiss verbunden und an Masse geschaltet(Ring/Shield am Klinkenstecker), 
die rote Ader führt das Tonsignal (geht an Tip/Spitze des 
Klinkensteckers).
Wenn man sich Sorgen macht, das die Elektretspeisung Einfluss aufs Mikro 
hat, kommt in die Tonader noch ein Koppelelko (1µF-10µF/16V) mit Plus 
Richtung Klinkenstecker.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Ein dynamisches Mikrofon liefert weniger Spannung als ein 
Elektretmikrofon:
mal sehen, was die Datenblätter verraten:

Monacor DMG-400 dynamisch (Conrad-Nr. 1331501 )
2,2 mV/Pa/1 kHz

irgendeine Eletret-Kapsel, Conrad Nr. 302104:
Sensitivity (0dB=1V/Pa. 1kHz) -46dB (also 46 dB unter 1 Volt=5 mV)

naja, das doppelte, ich hätte größere Unterschiede erwartet. Da ist ein 
Verstärker nicht unbedingt nötig.

[Michael Z. (zellm)]

Ok, ich dachte mir fast schon, dass ich bei der Kompatibilität der 
Mikrofonarten einen Bock schieße... ^^

@ axelr
vielen Dankk für den Konkreten Tipp und die Produktempfehlung.
Ich gehe davon aus, dass die Schaltung über die, für Elektretmikrofone 
bereitgestellte DC-Spannung versorgt wird?
Kanst du mir evtl. auch eine Bezugsquelle für die Schaltung nennen?
(eine bestellmöglichkeit wäre mir auf der verlinkten HP nicht 
aufgefallen).

[Axel R. (Gast)]

Das dynamische Mikrofon "wirft" ca. 2mV bei 94dBSPL aus, ein Elektret 
20-30mV. Daran sollte man denken. Man kann testen, ob (ein Bein an 
Masse) man mit einem kleinen Elko zum Abkoppeln der Elektretspannung 
bereits verwendbare Lautstärken erziehlt. idR nicht. Direkter Anschluß 
dürfte die Membran in den Anschlag fahren.

StromTuner

[Michael Z. (zellm)]

@ Christoph
laut dem Anschlussschema für Elektretmikrofone unter 
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektretmikrofon werden diese wie eine Art 
Spannungsteiler angeschlossen.
Stört sich da das Dynamische Mikrofon nicht daran, wenn permanent ein 
DC-Strom darüber fließt? (ich habe keine Ahnung mit welchen 
Verhältnissen ich in so einer Eingangsschaltung für Elektretmikrofone 
rechnen muss...)

EDIT: ok, Axel war schneller :-)

[Michael Z. (zellm)]

Axel R. schrieb:
> http://www.peitel.de/produkte/pmr-produkte/zubehoer/verstaerker/v966.html
>
> Du musst deinem Mikrofon (500Ω, kein Stereo) beibringen, sich wie ein
> Elektretmikrofon zu verhalten. og Verstärker macht genau das.

Kannst du mir eine Bezugsquelle nennen? Oder verkauft Pei tel auch an 
Privat?

[Axel R. (Gast)]

Michael Z. schrieb:
> Axel R. schrieb:
>> http://www.peitel.de/produkte/pmr-produkte/zubehoer/verstaerker/v966.html
>>
>> Du musst deinem Mikrofon (500Ω, kein Stereo) beibringen, sich wie ein
>> Elektretmikrofon zu verhalten. og Verstärker macht genau das.
>
> Kannst du mir eine Bezugsquelle nennen? Oder verkauft Pei tel auch an
> Privat?

ich frag unten im Vertrieb...

StromTuner

[Axel R. (Gast)]

wird beliebig kompliziert, Du brauchst ja schließlich nur einen...
Hast PN


StromTuner

[Axel R. (Gast)]

Denn die Stromversorgung ist ja genau das Problem für den 
Mikrofonverstärker.

Es fliessen beim Elektret 200-500µA durch die Kapsel. Diesen Strom 
könnte man sich als Kollektorstrom denken, die im Leerlauf gemessene 
Rohspannung lässt man auf die Hälfte zusammenbrechen. Den dafür 
notwenigen Basistrom zweigt man  über einen Tiefpass vom Kollektorstrom 
ab und versucht diesen konstant zu halten. Das niederohmige Mikrofon 
koppelt man kapazitiv an der Basis ein.
Wird ohne Gegenkopplung und Frequenzgangkorrektur nicht hifi, geht aber
ersteinmal. Klang/rauschen/Echo etc. macht eh die FSE im Telefon.
Der Verstärkerbaustein von oben verwendet einen speziellen OPV an dieser 
Stelle.

StromTuner

[Michael Z. (zellm)]

Guten Abend,

ich habe mal just-for-fun einen kleinen Schaltungsentwurf gewagt (siehe 
Anhang).

Gerade bei der Mikrofon-Eingangsschaltung des Radio musste ich ziemlich 
ins Blaue raten (falls man es genauer wissen wollte müsste man die 
Spannung im Leerlauf sowie mit einer definierten Last mal noch messen).

Ich bitte um eure Kritik.

viele Grüße

zellm

[Axel R. (Gast)]

Sieht doch gut aus und reicht auch, denke ich. Welche Spannung U_ce 
stellt sich über dem Transistor ein?

[Michael Z. (zellm)]

U_ce ist von der Amplitude ziemlich gleich U(V-out) also ~1V peak to 
peak nur mit einem DC offset von ca. 3,5V.

Was mir an der Schaltung noch etwas komisch vorkommt ist, dass ich so 
einen gigantisch Widerstand (2Megaohm) für den R1 wählen musste.
Liegt das evtl. an dem Feld-Wald-Wiesen-Transistor den ich da gerade 
heraus gepickt habe? ...gibt es da evtl. besser geeignete Typen?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Du kannst die Schaltung für DC etwas stabiler und für AC trotzdem gut 
verstärkend gestalten, wenn du in den Emitter noch einen niederohmigen 
Widerstand (z.B. 100-220 Ohm) einfügst und den mit einem Elko von z.B. 
47µF-100µF) überbrückst. Ein grösserer R2 erhöht die Verstärkung und es 
sollte dann auch möglich sein, R1 etwas kleiner zu machen, z.B. 470k 
oder 220k.
Am wohlsten fühlt sich die Schaltung, wenn du am Kollektor etwa die 
halbe Betriebsspannung hast - also 2,5V.
Der Elko im Emitterkreis wirkt übrigens wie ein 'Rumpelfilter'. je 
kleiner, desto weniger werden die Bässe verstärkt, das kann im Traktor 
nützlich sein.

Michael Z. schrieb:
> Gerade bei der Mikrofon-Eingangsschaltung des Radio musste ich ziemlich
> ins Blaue raten (falls man es genauer wissen wollte müsste man die
> Spannung im Leerlauf sowie mit einer definierten Last mal noch messen)

Ist übrigens eine gute Idee. Evtl. kannst du dir dann R2 und den 
Ausgangselko usw. völlig sparen und direkt mit dem Kollektor aufs heisse 
Ende des Eingangs gehen. Dann brauchst du auch keine extra Versorgung 
für den Verstärker.
Bei der Pegelrechnung habt ihr übrigens nicht beachtet, das dein neues 
Mikro ein Richtmikrofon ist, während Elektretkapseln immer Kugeln sind. 
Es sieht also besser aus, als die Pegel behaupten.

[Michael Z. (zellm)]

Matthias S. schrieb:
> Du kannst die Schaltung für DC etwas stabiler und für AC trotzdem gut
> verstärkend gestalten, wenn du in den Emitter noch einen niederohmigen
> Widerstand (z.B. 100-220 Ohm) einfügst und den mit einem Elko von z.B.
> 47µF-100µF) überbrückst.
Danke für den Tipp!

> Ein grösserer R2 erhöht die Verstärkung und es
> sollte dann auch möglich sein, R1 etwas kleiner zu machen, z.B. 470k
> oder 220k.
Auf R2 habe ich keinen Einfluss, da der ja zu der Eingangsschaltung des 
Radio gehört. (ich hänge dazu nochmal einen aktualisierten Schaltplan 
an)

> Am wohlsten fühlt sich die Schaltung, wenn du am Kollektor etwa die
> halbe Betriebsspannung hast - also 2,5V.
> Der Elko im Emitterkreis wirkt übrigens wie ein 'Rumpelfilter'. je
> kleiner, desto weniger werden die Bässe verstärkt, das kann im Traktor
> nützlich sein.
Super, das du soweit mitdenkst. /* Daumen hoch /* Je nach 
Fahrsituation hat man tatsächlich ein recht tieffrequentes Dröhnen in 
der Kabine. Und mehr Bandbreite als für's Telefonieren notwendig muss 
das die Schaltung auch nicht durchlassen.

> Ist übrigens eine gute Idee. Evtl. kannst du dir dann R2 und den
> Ausgangselko usw. völlig sparen und direkt mit dem Kollektor aufs heisse
> Ende des Eingangs gehen. Dann brauchst du auch keine extra Versorgung
> für den Verstärker.
Jup, die Messung mache ich noch. Und die Schaltung ohne zusätzliche 
Versorgung zu betreiben ist erklärtes Ziel. ;-)

> Bei der Pegelrechnung habt ihr übrigens nicht beachtet, das dein neues
> Mikro ein Richtmikrofon ist, während Elektretkapseln immer Kugeln sind.
> Es sieht also besser aus, als die Pegel behaupten.
Hmm..., wie kommst du auf die Richtungsempfindlichkeit? Im Datenblatt 
steht lediglich "Nierencharakteristik" jedoch nichts über deren 
Ausprägung. Eine zu starke Richtwirkung wäre denke ich eher schlecht, da 
ich das Mikrofon wohl so befestigen werde, dass man es eher von der 
Seite her anspricht. (ich bin leider etwas eingeschränkt was die 
Befestigungsmöglichkeiten angeht)

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Michael Z. schrieb:
> Im Datenblatt
> steht lediglich "Nierencharakteristik" jedoch nichts über deren
> Ausprägung.

'Nieren'charakteristik ist schon ein Ausdruck für die Ausprägung, 
daneben gibt es z.B. 'Superniere' oder für extreme Richtmikrofone die 
Charakteristik 'Keule'.
https://de.wikipedia.org/wiki/Richtcharakteristik
https://shuredeutschland.wordpress.com/2013/02/08/mikrofongrundlagen-richtcharakteristik/

Michael Z. schrieb:
> (ich bin leider etwas eingeschränkt was die
> Befestigungsmöglichkeiten angeht)

Ist klar, das Ding soll ja die Sicht nicht behindern. Aber es wäre schon 
gut, wenn das Mikro aufs Gesicht des Sprechers gerichtet ist, sonst 
klappts nicht so gut. Die Richtcharakteristik bewirkt ja ein Ausblenden 
der Umgebungsgeräusche, die eine Kugel von allen Seiten gleich empfängt, 
insofern steigt der Nutzpegel bei der Niere.
Bässe sind übrigens, wie bei Shure und Wikipedia auch angemerkt, nicht 
gut durch die Charakteristik auszublenden, so das ein Hochpass hier 
günstig ist.
Du kannst in der Simu ja mal ein Sweepsignal auf den Eingang geben. 
Alles unter 200-300Hz ist eh nutzlos und braucht nicht verstärkt zu 
werden.

[Michael Z. (zellm)]

ich habe mal einen AC-Sweep versucht, tue mich aber in der 
interpretation der Simulationsergebnisse etwas schwer.
OK, ich kann mir zwar grob ableiten, in welchem Bereich es eine 
nennenswerte Dämpfung gibt, aber so ganz schlau werde ich daraus nicht.

Durch try-and-error habe ich jetzt mal den c3 auf 10µ abgeändert, da 
sich so ein etwas schärferer verlauf unterhalb ca. 1kHz ergibt.

Für den Fall, dass es jemanden interessiert hab ich mal die LT-Spice 
Files in den Anhang gepackt. :-)

EDIT: habe gerade bei Elektor interesannte Infos dazu entdeckt: 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0211193.htm
Danach liegt der Telefon-Relevante Frequenzbereich wohl zwischen 300 und 
3400Hz.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Michael Z. schrieb:
> OK, ich kann mir zwar grob ableiten, in welchem Bereich es eine
> nennenswerte Dämpfung gibt, aber so ganz schlau werde ich daraus nicht.

Es gibt einige Faustregeln für die Rechnung mit dB. 2dB z.B. ist ein 
Lautstärkeunterschied, den ein Mensch gerade so erkennt.
10dB ist eine deutliche Lautstärkezu- oder abnahme.
Du kannst deine Bassabsenkung jetzt noch mit einem kleineren C1 
intensivieren, je kleiner der Kondensator, desto weniger Bass lässt er 
durch. Wenn du beide Kondensatoren so dimensionierst, das sie etwa bei 
400-500 Hz anfangen, abzusenken, sollte das ganz gut wirken. Mach den 
Sweep noch etwas langsamer und spar dir alles über 6-8kHz, dann hast du 
etwas bessere Auflösung des Frequenzganges.

[Michael Z. (zellm)]

Ich lag mit meiner geratenen Eingangsschaltung gar nicht so schlecht...

Tatsächlich gemessen habe ich am Mikrofonanschluss eine Leerlaufspannung 
von 2,866V und eine Spannung unter Last von 1kOhm von noch 744mV.
Ich komme also rechnerisch auf einen "R2" im Radio von 2,85kOhm.
(Ohne es tatsächlich zu Wissen erscheint mir der Wert jedoch immerhin 
plausibel).

Ich hab daraufhin meinen R1 auf 1MegOhm abgeändert, damit die 
Ausgangsspannung meiner Schaltung einen Mittelwert von ~1,4V hat (also 
quasi schön die Mitte in der Leerlaufspannung).

...jetzt geht's an's löten :-)

[Michael Z. (zellm)]

Huiii... Der erste Tests war erfolgreich! :-D

Ich hab die Schaltung testweise mit 2,8V vom Labornetzteil und über 
einen 2k7 Widerstand versorgt um entspannt mit dem Multimeter daran zu 
messen.
Also DC liegen 1,56V über der Schaltung, also fast so wie simuliert.
Und AC kann ich je nach dem wie ich in das Mikrofon spreche von fast nix 
bis rund 300mV (bei einem beherzten "Baaaahhh" in Zimmerlautstärke 
direkt in's Mikrofon) messen.
^^ die Bewertung 300mV bei "Baaahhh" sollte ich patentieren lassen ;-)

Und auch die Betrachtung am Oszilloskop zeigt die erwarteten Reaktionen 
beim ins Mikrofon sprechen.

Ich denke ich kann mich mal direkt an den Mikrofoneingang wagen.

[Michael Z. (zellm)]

Tja, zu früh gefreut... :'(

Im Zusammenspiel mit dem Radio ist leider keine Funktion gegeben.

Ich hatte zuversichtlich die Schaltung (mit Mikrofon daran, siehe Bild 
im Anhang) an das Radio angesteckt und einen Testanruf gemacht. Leider 
konnte mich mein gegenüber nicht hören.
Als ersten Diagnoseansatz habe ich also die Spannung über meiner 
Schaltung (also am Mikrofoneingang des Radio) gemessen. -> leider lag 
gar keine Spannung an.
Ich habe also nochmal die Leitung, die von der Spitze des Klinkenstecker 
zur Schaltung führt, abgelötet und noch einmal einen Anruf versucht. 
Dieses mal lag tatsächlich wie erwartet eine Spannung (irgendwas über 
2,??V DC) an.
Daraufhin habe ich die schon erwähnt Leitung an den Anschlusspunkt der 
Schaltung gehalten und konnte dabei beobachten wie die Spannung auf rund 
1,4V eingebrochen ist. Ausserdem konnte mich mein gegenüber ab da auch 
hören, wenn auch mit einem relativ starken "Handy-Brummen" im 
Hintergrund. (Radio, Handy, Schaltung und Mikrofon hiengen/lagen dabei 
aber auch recht dicht beisammen)

Ich habe also die Leitung wieder angelötet und es nochmal versucht, 
leider kam dabei aber wieder das gleiche wie beim ersten Versuch 
heraus... -> keine Spannung an der Schaltung und keine Verständigung.

Hat jemand eine Idee was hier schief gehen könnte?

Mein einziger Gedanken-ansatz ist, dass dem Radio wohl irgend was an der 
Mikrofonbeschaltung nicht passt (falsche Impedanz oder was auch immer) 
und es deshalb die Versorgung des Mikrofons mit der "Phantomspeisung" 
einstellt...

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Michael Z. schrieb:
> wenn auch mit einem relativ starken "Handy-Brummen" im
> Hintergrund.

Das deutet auf Einstreuungen von HF hin. Mögl. reicht es, 100pF von der 
Basis zur Masse zu schalten, und auch nochmal 100pf vom Kollektor zur 
Masse.
Wenn das nicht reicht, auch noch die Mikrofonleitung und die 
Ausgangsleitung über HF-Drosseln führen (22µH-100µH).

Michael Z. schrieb:
> und es deshalb die Versorgung des Mikrofons mit der "Phantomspeisung"
> einstellt...

Oder der (nicht besonders hochwertige) Klinkenstecker hat einen Schluss 
produziert. Es wäre nicht das erste mal, das man mit der Lötöse, die an 
die Spitze führt, einen Schluss gegen Masse macht. Kappe nochmal ab, Tip 
ablöten, Schrumpfschlauch rüber, anlöten. Am besten gleich noch in den 
Klinkenstecker 33pF-100pF gegen Masse.

[Michael Z. (zellm)]

Matthias S. schrieb:
>
> Das deutet auf Einstreuungen von HF hin. Mögl. reicht es, 100pF von der
> Basis zur Masse zu schalten, und auch nochmal 100pf vom Kollektor zur
> Masse.
> Wenn das nicht reicht, auch noch die Mikrofonleitung und die
> Ausgangsleitung über HF-Drosseln führen (22µH-100µH).

Vielen Dank für diese Konkreten Tipps!
Leider Lider ist diese EMV Geschichte gerade eher mein 
Sekundärproblem... ;-)

Es hat nicht zufällig jemand ein originales externes Mikrofon für ein 
Autoradio (die Typen sollten alle recht ähnlich sein, da viele 
Angebotenen Mikrofone an allerlei Hersteller passen eollen) sn dem man 
mal grob die Impedanz bestimmen könnte?

[Michael Z. (zellm)]

Matthias S. schrieb:
> Michael Z. schrieb:
>> und es deshalb die Versorgung des Mikrofons mit der "Phantomspeisung"
>> einstellt...
>
> Oder der (nicht besonders hochwertige) Klinkenstecker hat einen Schluss
> produziert. Es wäre nicht das erste mal, das man mit der Lötöse, die an
> die Spitze führt, einen Schluss gegen Masse macht. Kappe nochmal ab, Tip
> ablöten, Schrumpfschlauch rüber, anlöten. Am besten gleich noch in den
> Klinkenstecker 33pF-100pF gegen Masse.

Halte ich für unwahrscheinlich, da ich den Klinkenstecker schon sauber 
verlötet hab und es ja auch nicht dazu passt, dass ich an der Leitung 
vom Klinkenstecker her kommend mal Spannung messen kann und mal nicht je 
nachdem ob die Schaltung dran hängt oder nicht.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Michael Z. schrieb:
> kommend mal Spannung messen kann und mal nicht je
> nachdem ob die Schaltung dran hängt oder nicht.

Was passiert denn bei 'Schaltung dran, Radio einschalten'? Wenns dann 
immer noch nicht klappt, vllt. doch mal das Mikro einfach direkt auf die 
Klinke - evtl. mit dem 1µF Koppelkondensator.