XLR giriş/çıkışlı mikrofon preamp tasarımı

taydin · 20 Kasım 2018, 13:41:09

Devreye seri olarak bir 0.1 Ohmluk şönt direnç bağlayın. Sonra da bir komparatör ile bu direnç üzerinde düşen voltaj belli bir değeri geçerse güç kaynağının çıkışını kesin.

Şönt direncin bağlanma yerine göre de iki metot izlenebilir. Şönt, ya yükten önce (besleme tarafında) olur veya yükten sonra (şase tarafında) olur.

En iyisi ve randımanlısı, yükten önce koymaktır, ama bunun için uygun opamp seçilmelidir. Örneğin 30V çıkış verebilen bir güç kaynağı ise, opamp'in de girişlerinde bu voltajı tolere edebiliyor olması lazım. Bu tip uygulamalar için özel yüksek voltajlı opamp'ler var.

Eğer yükten sonraya koyarsanız, o zaman herhangi bir opamp veya komparatör kullanabilirsiniz. 741 bile olur

) Şönt üzerinde voltaj belli bir eşik değerini aşarsa güç kaynağının çıkışını keseceksiniz.

Rail to rail olayı bu uygulama için hiç gerekli değildir.

İnternette "high side current sensing" ve "low side current sensing" diye aratın, çok geniş bilgi var konu ile ilgili.

asma · 20 Kasım 2018, 16:36:22

Konunun burada yazılması uygun değil.
Kısa bir giriş yapayım.
Sink sourse olayı çok önemli değil , regülasyon içinde olması tercih edilmeli.
Gnd hattına ilave ederseniz ya simetrik besleme ya da rail to rail opamp gerekir. Bu opamplar besleme gerilimi aralığında işlem yapabilirler.
Örnek 741 için single supply ile 0 ile 0,1V gibi farkı çıkışta işleyemezsiniz.
Ayrıca istek kısa devre koruması mı , akım sınırlama mı? Karar vermek gerekir.
Bahsi geçen güç kaynağının şeması paylaşılıp yeni konu açılırsa devam ederiz.
Kolay gelsin.

Furkan KELEŞOĞLU · 20 Kasım 2018, 16:54:10

@asma hocam Okulda opamplar ile ilgili deney seti tarzında bir şey yapmamı istedi hocalar diğerlerine pratikte göstermek icin bende simetrik 7812 ve 7912 ciftinden oluşan basit simetrik bir besleme yaptım ama diyorum ki şimdi coğusu yanlış lık yapıp kısa devreye düşürecek hiç olmazsa 1 amper üstüne cıkınca veya geldiğinde direk cıkışı röle ile acıp enerjiyi kessin. istek bu.

@taydin hemen bakıyorum hocam dediğiniz konulara.

taydin · 20 Kasım 2018, 18:23:32

Sink source olayı zaten regulasyon açısından önemli. Eğer şase tarafına şönt konursa, geçen yüksek akım nedeniyle bağlanan yük, artık tam olarak şasede olmayacak, biraz potansiyel olarak yükselmiş olacak. Hatta akım değişken ise, bağlanan yük, şaseye göre sürekli olarak aşağı yukarı sekecek. Bazı durumlarda bu kesinlikle kabul edilemez birşeydir.

Ama eğer şönt besleme tarafında ise, ve regülasyon şönt sonrasındaki voltaja göre yapılıyorsa, bu sorun yok. Yük her zaman şasede olacak, üzerindeki gerilim de hep doğru şekilde regüle edilecek. Şönt üzerinde düşen gerilimin hiçbir olumsuz etkisi olmayacak.

Yeni konuda tartışalım bu rail to rail olayını.

asma · 20 Kasım 2018, 20:31:29

Şönt , besleme tarafında olup , regülasyon sonrasındaki voltaja göre yapılabiliyor ise , neden diğer durumda da regülasyonu etkilemeden kullanmayalım.

Örnek:
https://320volt.com/forum/index.php/topic,4468.0.html

Kolay gelsin.

taydin · 21 Kasım 2018, 15:04:26

XLR konnektörler geldi.

INA103 ile ilgili de UPS'den haber geldi. Gümrük muharebeleri soruçlandıktan sonra umarım kazasız belasız (ve gümrükten devasa bir kazık yemeden) elime ulaşır.

Mr_YAMYAM · 21 Kasım 2018, 16:18:19

Hocam şimdi sizi de dövmek istiyorum

Forumdaki çoğu arkadaşlar bilirler ki ben üyeleri döven birisiyimdir. Ama bu şiddet olayı değil, bir tekniğin uygulanması olayıdır.
Müsadenizle köteğe başlayacağım

Konnektörler geldiğine göre kafanızda bir KUTU imajı oluşmuş olmalıdır.
Bu konudaki planlarınız nedir.? Nasıl bir kutu düşündünüz?
Amacınız dahilinde bu kutunun yerleşim ve işletme özelliklerini hesapladınız mı?
SAYGILAR.

taydin · 21 Kasım 2018, 16:23:53

Alıntı yapılan: Mr_YAMYAM - 21 Kasım 2018, 16:18:19Hocam şimdi sizi de dövmek istiyorum
Forumdaki çoğu arkadaşlar bilirler ki ben üyeleri döven birisiyimdir. Ama bu şiddet olayı değil, bir tekniğin uygulanması olayıdır.
Müsadenizle köteğe başlayacağım
Konnektörler geldiğine göre kafanızda bir KUTU imajı oluşmuş olmalıdır.
Bu konudaki planlarınız nedir.? Nasıl bir kutu düşündünüz?
Amacınız dahilinde bu kutunun yerleşim ve işletme özelliklerini hesapladınız mı?
SAYGILAR.

İyi niyetini biliyorum abi. Hatamı gördüğün zaman acımasız bir şekilde eleştirebilirsin. Hatalı olduğumu kabul ederim, ego yapmam

Kutu olarak bugün yerli Altınkaya firmasına baktım. Hatta benim giriş empedansı ölçmek için yapacağım adaptör için bir aluminyum kutu sipariş ettim. Preamfi için de gene buradan bir aluminyum kutu kullanacağım.

taydin · 21 Kasım 2018, 16:28:25

Yalnız her ihtimale karşı, Mouser siparişine PCB tipi XLR konnektörleri de eklemiştim. Amacın gerekirse girişte PCB tipi XLR konnektör kullanmak ve böylece aradaki kablonun parazit kapmasını engellemek.

Mr_YAMYAM · 21 Kasım 2018, 16:35:08

Alıntı yapılan: taydin - 21 Kasım 2018, 16:23:53Kutu olarak bugün yerli Altınkaya firmasına baktım. Hatta benim giriş empedansı ölçmek için yapacağım adaptör için bir aluminyum kutu sipariş ettim. Preamfi için de gene buradan bir aluminyum kutu kullanacağım.

Alüminyum kutular bu iş için yeterli olmayacaktır.
Öneride bulunabilmem için pre amplinin tam bir kullanım şeklini bilmemiz gereklidir.
ÖRNEĞİN:
Sadece PC ile çalışacak ve PC ye takılacaktır.
Ya da genel amaçlı tasarlanacak olup U1 tipi endüstriyel kutu düşünülmektedir.. Gibi.

taydin · 21 Kasım 2018, 18:07:55

Cihaz sadece bu telsiz mikrofon için olacak. Genel amaçlı yapmak için 48V fantom falan da koymak lazım, ona gerek yok. Mümkün olduğunca küçük olsun ve ideal olarak 5V USB ile çalışsın

Aluminyum kutuyu niye uygun bulmuyorsun? Mesela şu gayet yakışıklı değil mi? 100x50x25 mm gibi

Mr_YAMYAM · 21 Kasım 2018, 18:28:01

Alıntı yapılan: taydin - 21 Kasım 2018, 18:07:55Cihaz sadece bu telsiz mikrofon için olacak. Genel amaçlı yapmak için 48V fantom falan da koymak lazım, ona gerek yok. Mümkün olduğunca küçük olsun ve ideal olarak 5V USB ile çalışsın

Aluminyum kutuyu niye uygun bulmuyorsun?

Yüksek kazançlı yükselticilerde, alçak frekans bölgesindeki gürültülerin de ekranlanması gereklidir.
Yüksek frekanslar için en iyi iletken olan BAKIR ideal element olarak verilmektedir. Ancak alçak frekanslı gürültüler için yumuşak demir, hatta gerekli ise, yüksek manyetik geçirgenliği olan silisyum alaşımlı demir önerilmektedir.
Cihazın telsiz mikrofon için yapılacağı açık, ancak PC ile kullanım amacı açık ve net değil,
Eğer daimi olarak PC ile kullanılacaksa, elimizde iyi bir avantajımız var.
Hurdacılarda 5-10TL ye satılan eskimiş DVD okuyucuların metal aksamları çok kullanışlı olacaktır.
Bu kutuyu PC nin DVD ROM bölgesine yerleştirmek ve PC güç kaynağındaki +/-12V ları kullanmak suretiyle kendimize avantaj sağlayabiliriz.
Özellikle bir kez daha belirteyim.
5V gibi bir besleme kaynağı çok çok dejavantaj olarak karşımıza çıkacaktır.
Bu seviyedeki düşük gerilim ile yapılabilcek bir besleme devresinin gürültü değerinin mikrovoltlar seviyesinde hatta neredeyse nanovoltlar seviyesinde olması gerekmektedir. Çünkü besleme gerilimi ile beslem gerilimi gürültüleri arasındaki fark ne kadar yüksek olursa, bu bir avantajdır.
LAMBA teknolojilerini hatırlayalım.
Temel olarak bir lamba, 100 ila 300V civarı anod gerilimi ile çalışmaktadır. 300V DC gerilimdeki, 3V luk dalgalanmalar ihmal edilebilir, ama 5V beslemedeki 1mV luk dalgalanmaları gözardı edemeyiz .
Bu unsur da elde edilebilecek gürültü seviyesinde, lamba teknolojisinin üstünlüğünü belirtmektedir. Ayrıca empedans olarak ele alındığında da ground'a göre neredeyse sıfır potansiyele eşdeğer bir değerle karşılaşırız.
Tek bir 5V besleme ile elde edilebilecek mantıklı çıkış gerilimi 5Vpp dir. (Teknolojinin limitlerini zorlarsak)
5Vpp nin RMS değeri ise 2.5V*0.707=1.76V tur.
Olasılık vardır, ancak tüm tasarım gözönüne alındığında ciddi bir maliyet unsuru ortaya çıkmaktadır.
Ayrıca 1.76V üst sınır olacağı için, pre amplimiz için hiçbir HEADROOM seviyesine sahip olamayacağız. Yani üst seviye bir tasarımda bile bu seviyenin birazcık üstü çıkışlarda çıkış sinyalimiz kırpılmış olacaktır.

taydin · 21 Kasım 2018, 18:35:47

Abi eski DVD kutusu süper bir fikir! Buna göre devam edelim. Elimde kullanmadığım bir sürü DVD var, bir tanesini bunun için harcarım. Ama XLR giriş ve çıkışı herhalde PC'nin ön tarafına bakan yerden vermek daha iyi olur, anakart gürültüsünden daha uzakta oluruz.

Voltaj seviyesi konusunda haklısın. Ama artık DVD kutusu düşündüğümüze göre içine toroid trafolu güzel bir güç kaynağı yapabiliriz

Mr_YAMYAM · 21 Kasım 2018, 18:59:48

Alıntı yapılan: taydin - 21 Kasım 2018, 18:35:47Abi eski DVD kutusu süper bir fikir! Buna göre devam edelim. Elimde kullanmadığım bir sürü DVD var, bir tanesini bunun için harcarım. Ama XLR giriş ve çıkışı herhalde PC'nin ön tarafına bakan yerden vermek daha iyi olur, anakart gürültüsünden daha uzakta oluruz.

Voltaj seviyesi konusunda haklısın. Ama artık DVD kutusu düşündüğümüze göre içine toroid trafolu güzel bir güç kaynağı yapabiliriz

Benim düşüncem farklı.
Çoğu ses kartlarında INTERNAL olarak ta giriş yapılabilmektedir. Eğer ses kartınızda internal ve XLR balanced girişiniz var ise bu da iyi bir avantajdır.
Her ne kadar gürültülü olsa da, bir PC nin de kendisine ait bir şasesi bulunmaktadır. Bu şaseyi avantajımıza kullanıp, harici güvenlik tedbirleri olmadan, sadece iyi bir kablo ile ve uygun bir yerden taşıyarak sinyalimizi ses kartımıza iletebiliriz.
Ortak groundlu sistemlerde bu bir avantajdır. İki farklı ground kullanımı, groundlar arası potansiyel farklarının sıfırlanması bazen oldukça meşakkatli olabilmektedir.
DVD ROM kutusunun ön tarafına yapılabilecek, yakışıklı bir XLR girişi PC ye ayrı bir hava da katabilir.

taydin · 21 Kasım 2018, 20:11:09

Sinyal bir kere line level'a çıkarıldıktan sonra, artık sinyalin nereden gideceği veya hangi girişe bağlanacağının çok önemli kalmayacaktır (tabi hemen yanında 50 KW lık bir motor çalışmıyorsa

) Asıl girişi çok iyi korumamız gerekiyor.

Ses kartının XLR girişini kullanmak işime gelecek, çünkü hem çok gerekli olmasa da gene gürültü koruması olacak, hem de RCA girişlerini başka işler için boş bırakmış olacağım.

Aslında PC power supply'da tamamen bağımsız ground olan iki 12V çıkış oluverse, o zaman güç kaynağı işi halledilmiş olurdu, +12/-12 yi direkt PC power supply'dan alırdık. Ama malesef şu anda sadece +12V alabileceğiz. İki tane flyback boost converter ile gene +15/-15 elde edebiliriz, ama 60dB kazanç olan bir devrenin dibinde iki tane SMPS koymak çok saçma bir iş olur. O yüzden gene en iyisi herhalde kutuya bir lineer +15/-15 power supply koymak ve 220V dan çalıştırmak.

taydin · 21 Kasım 2018, 21:27:18

Evet INA103 ile devrenin en son revizyonu. Komponent değerleri rastgele durumda, daha güncellenmedi. Simetrik 15V güç kaynağı kullanıyoruz. İlk 40 dB lik kazancı girişteki INA103 fark yükselteci temin ediyor. İlave 20 dB lik bir kazancı da INA103 çıkışındaki evirmeyen yükselteç ile elde ediyoruz. Oradan sonra da sinyali tekrar balanslı hale getirip çıkışa veriyoruz.

INA103'ün çıkışında bir de servo offset kontrol denen bir yapı var. Bunu da datasheet'te şu gerekçeyle açıklıyor: Kazanç çok yüksek olunca, çok küçük bir offset hatasına sahip INA103 için bile çıkışta birkaç voltluk offset hatası oluşabiliyor. İşte oradaki opamp'in oluşturduğu low pass filtre ile, INA103'ün referansını ayarlayarak çıkıştakı offset hatasını ortadan kaldırıyoruz. Ama offset hatası gerçekten oluyor mu, varsa ne kadar, onu bizzat ölçeceğim.

Mr_YAMYAM · 21 Kasım 2018, 21:38:32

Alıntı yapılan: taydin - 21 Kasım 2018, 20:11:09Sinyal bir kere line level'a çıkarıldıktan sonra, artık sinyalin nereden gideceği veya hangi girişe bağlanacağının çok önemli kalmayacaktır (tabi hemen yanında 50 KW lık bir motor çalışmıyorsa ) Asıl girişi çok iyi korumamız gerekiyor.

Ses kartının XLR girişini kullanmak işime gelecek, çünkü hem çok gerekli olmasa da gene gürültü koruması olacak, hem de RCA girişlerini başka işler için boş bırakmış olacağım.

Aslında PC power supply'da tamamen bağımsız ground olan iki 12V çıkış oluverse, o zaman güç kaynağı işi halledilmiş olurdu, +12/-12 yi direkt PC power supply'dan alırdık. Ama malesef şu anda sadece +12V alabileceğiz. İki tane flyback boost converter ile gene +15/-15 elde edebiliriz, ama 60dB kazanç olan bir devrenin dibinde iki tane SMPS koymak çok saçma bir iş olur. O yüzden gene en iyisi herhalde kutuya bir lineer +15/-15 power supply koymak ve 220V dan çalıştırmak.

Çok doğru.
Line level rahatlıkla taşınabilir.
Kutunun ön tarafından yapılabilecek bir XLR bağlantı ile mümkün olan en kısa kablo ile irtibatlanırsa, mik alıcı bağlantısı da halledilmiş olacaktır kanaatindeyim.
XLR sistemler (BALANCED) çoğunlukla iyi kalite veya profesyonel sistemlerde kullanılmaktadır.
Bu teknikteki ground bağlantısı, sinyal hatlarından bağımsız olabildiği için en düşük gürültü seviyesine ulaşılabilmektedir.
Ancak devrede trafo kullanamamızdan dolayı yine de ground hattı ile belli bir bağlantısı olabilecektir.
Bunun sisteme olan etkileşim hesaplarını şimdilik yapamıyorum. Sizin fikirleriniz ve hesaplamalarınızı öncelikle dinlemeliyim.

taydin · 22 Kasım 2018, 21:31:22

İlk bakışta, çıkış katındaki, 1 kazançlı eviren yükselteç kritik değil gibi duruyor. Girişteki sinyal ile aynı seviyede, ama 180 derece faz farklı sinyal elde ediyoruz. Bu opamp'in 20 Hz - 20 KHz arasında bir bant genişliğine sahip olması yeterli gibi duruyor.

Ama öyle değil. Oradaki opamp'in bant genişliğinin 20 KHz'den çok daha fazla olması lazım. Bunun da sebebi, opamp'in faz cevabı. Opamp ideal olmadığı için, faz farkı girişteki frekansa göre değişecektir. Bu da balanslı sinyal kullanmanın amacına tamamen aykırı bir durum oluşturuyor. Eğer balanslı sinyalin iki bileşeni tam olarak 180 derece faz farklı değilse, o zaman gürültü azaltma işleminin yapılması mümkün değil. Tam tersine, sinyale ilave gürültü yüklenecektir.

Opamp bant genişliğini özellikle yüksek seçerek faz cevabının mümkün mertebe 180 dereceye yakın kalmasını sağlayacağız. Eğer olmazsa, faz cevabını düzeltecek ilave devre elemanları gerekecek. Ama bu durumu bizzat ölçüp görelim, ona göre de bu faz kompanzasyonu gerekli mi değil mi karar veririz.

Mr_YAMYAM · 23 Kasım 2018, 23:20:54

@taydin abi.
Single supply op-amp ların diffrential kullanımları hakkında tecrübelerin varmıdır acaba.
Hem diffrential input hem de output olarak.

taydin · 23 Kasım 2018, 23:30:46

Spesifik olarak öyle bir uygulama yapmadım. Ama teorik olarak, giriş voltajının polaritesi değişmiyor ise, single supply'ın dual supply'dan farkı olmaması lazım.