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Realizzazione preamplificatore per capsula microfonica

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Realizzazione preamplificatore per capsula microfonica

Messaggioda Foto UtenteGabrieleBe » 3 set 2014, 16:48

Ciao a tutti,
come da titolo vorrei realizzare un preamplificatore per amplificare il segnale proveniente da una capsula microfonica fino al valore di linea di +4dBu (equivalente a 1.228V rms). Inizialmente avevo pensato di utilizzare un integrato apposito, ed avevo individuato a tale scopo il PGA2505 (datasheet: http://www.ti.com/lit/ds/sbos396b/sbos396b.pdf); successivamente ho pensato di realizzare il preamplificatore tramite componenti discreti, per via del packege dell'integrato non molto facile da saldare manualmente, sia per una questione didattica. Ho pensato anche di realizzarlo a BJT ma ho scartato quasi subito l'idea perché credo che sia molto complesso ottenere qualità sufficiente con uno stadio a transistor, cosa ne dite? Per ottenere una certa qualità e soprattutto tenere il più bassi possibile rumore e distorsione, avevo pensato di realizzare il tutto tramite più stadi costituito da amplificatori operazionali nella configurazione non invertente (naturalmente con opportuni filtri bassa banda per il rumore e per eliminare la componente continua del segnale), oppure di utilizzare l'operazionale come amplificatore differenziale, che dovrebbe rendere minimi i rumori. A questo punto vi chiedo gentilmente di indicarmi quale secondo voi è la miglior soluzione.

Grazie per l'attenzione,
Gabriele. O_/
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[2] Re: Realizzazione preamplificatore per capsula microfonica

Messaggioda Foto Utenteobiuan » 3 set 2014, 17:02

Ciao

Amplificare l'uscita di un microfono può essere molto semplice come molto complesso, e dipende non solo dalla qualità (leggi distorsione) richiesta ma anche dall'applicazione. Il segnale captato dal microfono è vocale? la potenza e la distanza della sorgente sono costanti?

Se il segnale sonoro di ingresso è estremamente variabile in intensità, devi usare amplificatori fatti apposta con la compensazione dinamica del guadagno, in modo da ottenere i tuoi V rms in uscita sempre. Quello che hai indicato non ha la compensazione automatica ma ha un segnale di clamping e un guadagno programmabile, quindi andrebbe abbinato a un processore.
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[3] Re: Realizzazione preamplificatore per capsula microfonica

Messaggioda Foto UtenteGabrieleBe » 4 set 2014, 12:33

obiuan ha scritto:Il segnale captato dal microfono è vocale? la potenza e la distanza della sorgente sono costanti?


Si il segnale è vocale. Non voglio raggiungere un livello professionale, ci mancherebbe, ma realizzare un qualcosa che funzioni bene con un livello di distorsione accettabile (anche se non so quantificare a numeri un livello "accettabile"). La potenza della sorgente, essendo la voce, non è costante ma la distanza lo può essere tranquillamente.


obiuan ha scritto:Quello che hai indicato non ha la compensazione automatica ma ha un segnale di clamping e un guadagno programmabile, quindi andrebbe abbinato a un processore.


Naturalmente l'intento era quello di abbinarlo ad un microcontrollore programmato adeguatamente. L'idea era inizialmente di impostare un guadagno "standard" e farlo aumentare o diminuire all'utente a seconda delle necessità.
Cosa puoi dirmi di più riguardo agli amplificatori con compensazione dinamica del guadagno?


Il mio scopo è realizzare una sorta di stadio di preamplificatore per poi utilizzare il segnale ottenuto all'interno di una catena di un mixer audio, che ho già progettato. Il mio problema è appunto il grande guadagno che deve introdurre questo stadio, senza introdurre eccessivo rumore e distorsione.
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[4] Re: Realizzazione preamplificatore per capsula microfonica

Messaggioda Foto Utenteobiuan » 4 set 2014, 15:49

Guarda per esempio questo, i cui datasheets trovi qui.

Ha un preampli a basso rumore e guadagno fisso, e uno stadio successivo a guadagno variabile. In pratica aumenta e diminuisce il guadagno in modo da avere sempre l'intera dinamica d'uscita piena. Funziona molto bene ed è anche semplicissimo da usare, purtroppo non altrettanto semplice da saldare. Ha un case particolare (TDFN) con le piazzole dei pin solo sotto e appena di lato, per piazzarlo su una millefori devi stagnargli dei fili sottili sulle piazzole ma se non hai lo stagnatore adatto può risultare impossibile.

In alternativa puoi seguire l'Application Note della Analog Devices che trovi qui che ti spiega bene come progettare delle catene AGC e ti da anche un circuito che realizza un amplificatore a guadagno controllato con qualche integrato. Te ne consiglio la lettura non tanto per realizzare poi lo schema da loro proposto (c'è comunque un ampli di difficile saldatura), ma per la parte teorica e la spiegazione del funzionamento che ti possono aiutare nella progettazione.

Penso che il problema più grosso comunque sia proprio la reperibilità di componenti di questo genere in case gestibili "a mano"..magari appena ho un secondo ci butto un 'occhio.
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[5] Re: Realizzazione preamplificatore per capsula microfonica

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 4 set 2014, 16:21

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[6] Re: Realizzazione preamplificatore per capsula microfonica

Messaggioda Foto UtenteGabrieleBe » 5 set 2014, 10:27

obiuan ha scritto:Penso che il problema più grosso comunque sia proprio la reperibilità di componenti di questo genere in case gestibili "a mano"..magari appena ho un secondo ci butto un 'occhio.


Quello che mi chiedo è perché non producano questi componenti (mi riferisco anche ad alcuni opamp) anche in package più "comodi" da saldare a mano. Forse sono pensati per un uso esclusivamente professionale, anche se il progettista deve comunque fare dei test. #-o


obiuan ha scritto:In alternativa puoi seguire l'Application Note della Analog Devices che trovi qui che ti spiega bene come progettare delle catene AGC e ti da anche un circuito che realizza un amplificatore a guadagno controllato con qualche integrato.


Grazie per la segnalazione, la leggo subito.


Per uno stadio senza il controllo dinamico del guadagno potrebbe essere una buona soluzione amplificare il segnale con due stadi ad opamp con opportuni filtri per i disturbi oppure è una soluzione da evitare per via del rumore o della distorsione?
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