Mikrofonförstärkare EMA2204

Mikrofonförstärkare EMA2204

Mikrofonförstärkare EMA2204 är den bästa jag byggt så här långt för kondensatormikrofoner av liknande typ som Panasonic WM61. Mikrofonförstärkaren har sitt ursprung ur Jason M. Neal:s mikrofonförstärkare som modifierats av Eric Wallin. Det jag gjort är att jag tagit bort två OP-ampar i konstruktionen som varnade för när förstärkaren klipper. Dessutom har jag tagit bort lågpassfiltret som skall begränsa atmosfäriska störningar i långa kablar från mikrofonen (radiosignaler och andra störningar). Jag lade istället dit två ferriter som gör samma sak fast bättre, bla utan att fasen dyker lika snabbt över 15kHz. Mikrofonförstärkaren använder lågdistorsions IC:n OPA2134 som aktiv del och behöver 12v från nätaggregatet.

Biasströmen (Fantomströmmen)

En kondensatormikrofon kräver en biasström för att fungera. Den strömmen förs ut i samma ledning som strömmen från ljudet går i. Det är normalt inga problem eftersom biasströmmen är likström medan ljudsignalen är växelström. Ett filter filtrerar sedan bort likströmmen innan signalen går in i själva förstärkardelen.
Det speciella med denna mikrofonförstärkare är att bias- strömmen inte tas via ett motstånd till mikrofonen som är brukligt utan den skapas av en operationsförstärkare. Skillnaden mellan denna metod och via ett motstånd är att via ett motstånd blir mikrofonförstärkare/mikrofon helt utlämnad till den ström man har tillgång till, dvs dålig ström ökad distorsion. Metoden med operationsförstärkaren filtrerar bort skräp i strömmen samtidigt som spänningen håller sig exakt på 4,1 volt oavsett tillgång på spänning så långe spänningen från nätaggregatet håller sig över 5 volt.

Kopplingsschemat

Kopplingsschemat är gjord i EasyEda. Ett program som hjälper till att få allt rätt och dessutom ritar upp kretskortet efter schemat. När det är gjort kan man sedan enkelt beställa kretskortet man själv skapat. Det blir riktigt proffsigt, se bilden här ovan. Uppe till vänster i schemat här nedan ser vi bias-delen av förstärkaren, R9 och R10 avgör förstärkningen som räknas ut så här: (R9/R10)+1. I detta fall blir det (82/3,3)+1= ca 26. Om annan förstärkning önskas ändras R10 till mindre (mer förstärkning) eller större (mindre förstärkning) värde.
L1 och L2 är ferriter som tar bort atmosfäriska störningar i kablarna från mikrofonen. Om man inte använder långa kablar (mer än 300mm) kan ferriterna ersättas av kopplingstråd.

 

 

 

Komponenter

R1  =  33,0k          C1  = 100uF          L1  = Ferrit 2743009112          
R2  =  22,0k          C2  = 100pF          L2  = Ferrit 2743009112
R3  =  15,0k          C3  =  10uF bipolar  V1  = OPA2134
R4  =   1,0k          C4  =  10uF          U1  = LM4040 2,5v
R5  =   3,3k          C5  =  47uF           
R6  =  33,0k          C6  = 100nF          
R7  = 100,0k          C7  = 100uF          
R8  = 100,0k          C8  = 100uF          
R9  =  82,0k          
R10 =   3,3k          
R11 = 100ohm           
R12 = 100,0k


...och Enradig stiftlist 2,54mm vinklad brytbar

 

 

 

 

 

Specifikationer

• Min och max in nivå är min och max utnivå för mikrofonkapsel WM61.
• Förstärkning är 26 gånger men kan ändras till max 50 gånger (rekommenderas inte).
• Max utnivå ca 2 volt.
• Frekvensgång 3Hz till mer än 600kHz -1dB.
• Frekvensgång 20Hz till 20kHz +- 0dB.
• Distorsion (THD) vid normal nivå under 0,0005%.
• Åttonde tonen vid normal nivå under 0,0001%.
• Brus i skärmad i stållåda vid normal nivå är under 0,0005%.

 

 

 

 

Mätningar

Det är inte helt lätt att mäta distorsion när man kommer ner på så låga nivåer som med denna mikrofonförstärkare. Man vet ofta inte vad det är man mäter. Jag har använt REW tillsammans med ljudkortet UCA202. UCA202 och dennes motsvarigheter mäter mycket bra och enligt mina mätningar av ljudkortet ligger distorsion och brus under eller mycket nära mätningarna för denna mikrofonförstärkare. Därför kan man anta att dessa mätningar stämmer gott för denna mikrofonförstärkare. Här är mätningarna för ljudkortet: https://www.xmag.se/behringer-usb-ljudkort-ufo202/ . Lägg märke till att mätningarna för mikrofonförstärkaren görs på betydligt lägre nivå än för ljudkortet vilket medför att man kan mäta ner till bättre värden än det uppmätta för ljudkortet. Alla mätningar här nedan är gjord med 12v batteri. När spänningen föll under 11,8 volt laddade jag batteriet. Om man använder nätaggregat kan siffrorna bli något sämre beroende på nätaggregat.

 

Distorsion (THD) vid normal nivå:

 

 

 

 

Åttonde tonen vid normal nivå:

 

 

 

 

 

Distorsion (THD) vid hög nivå nära klippning:

 

 

 

 

 

Brus utan skärmad låda med oskärmade korta kablar:

 

 

 

 

 

Brus i kompakt skärmad låda av stål med skärmade kablar hela vägen(bästa mätningen av 10):

 

 

 

 

 

 

 

Frekvens och fas vid normal nivå:

 

 

 

 

 

Frekvens och fas vid hög nivå:

 

 

 

Frekvens och fas gjord av Jason M. Neal:s snarlika mikrofonförstärkare med lågpassfilter:

 

 

 

 

 

Vattenfall vid normal nivå:

 

 

 

Bygga på experimentkort

Bygget av denna mikrofonförstärkare på experimentkort kräver att man införskaffar detta kretskort:

Det går bra med andra liknande kort också men då stämmer inte nedanstående bygge fullt ut med antal hål mm.

Så här ser tråddragningen ut på undersidan av experimentkortet:

 

 

Komponentplaceringen ser ut så här uppifrån:

 

 

 

Komponentplacering och tråddragning sett uppifrån:

 

 

Det lättaste är dock att bygga på etsat kretskort. Etsat kretskort ser ut så här:

 

 

 

 

 

Färdigbyggt ser det ut så här:

 

 

 

 

Man kan låta företaget JLCPCB tillverka kretskorten efter en ”gerber”-fil. Jag har skapat en gerberfil för denna mikrofonförstärkare. Kretskort kan beställas genom EasyEda så här:

• Skapa ett konto på EasyEda
• Beställ kretskort här: https://cart.jlcpcb.com. Det behövs gerberfiler för att kunna tillverka kretskort som laddas upp till den sidan. Tyvärr är 5 st minsta antal att beställa vilket kostar ca 20kr. Med frakt blir det 200-300kr.
• Gerberfil för Mikrofonförstärkare EMA2204 finns att ladda ner här.

 

Jag säljer

Jag har för närvarande 3st kort över. Om någon vill köpa ett eller fler tar jag 100kr/st för dem inkl. frakt.  Meddela via kommentarer här nedan om intresse finns. Skicka med mejladress. Kommentarer med köpintresse publiceras inte.

 

---

Bygg mätmikrofoner

• Xmag – MM-1 RCA
• Xmag – MM-1 XLR

Läs mer

• MikrofonBias – EMB-412
• Mikrofonförstärkare EMA2201

 

---

Mikrofonförstärkare EMA2204