das sich die Frequenz eines Tones offenbart.
Beispielsweise der Ton einer schwirrenden Mücke, oder der Ton einer summenden Biene.
Natürlich bestehen diese Geräusche nicht nur aus einen Grundton, aber oft ist es schon hilfreich zumindest
diesen Grundton zu identifizieren.
Beispielsweise interessiert es mich wie tief das dumpfe Grollen eines Hubschrauber ist und ob man die Drehzahl
des Rotors durch eine Geräusche Messung ermitteln kann.
um zu erfahren wie empfindlich dieses Mikrofon ist.
Als Geräusch benutze ich einen kleinen Lautsprecher dem ich das Signal eines Funktionsgenerator zu führe.
Die Spannungen am Kristall Mikrofon sind ziemlich klein, so im Bereich von einigen Milli Volt und damit kaum wahr zu nehmen.
Offensichtlich brauche ich erst einmal einen Verstärker der mir die kleinen Spannungen auf eine annehmbare Höhe verstärkt.
Um ein Wechselspannung Signal zu verstärken, muss ja am Ausgang ( C3 ) die positive
und auch die negative Halbwelle ausgegeben werden,was voraus setzt das im Ruhemodus,
also ohne ein am Eingang anliegendes Signal der Ausgang auf genau die Hälfte der gesamten
Betriebsspannung liegt.
Das wiederum setzt voraus das auch Pin 3 ( Positiver Eingang) auf halber Betriebsspannung
liegt.
Das erreicht man indem ein Spannungsteiler bestehend aus P1 und R1 die Betriebsspannung
aufteilt und Pin 3 zuführt.
Sollte später ein Mikrofon angeschlossen werden liegt dieses Mikrofon parallel zum Widerstand
R1.
Der Gesamtwiderstand von zwei parallel liegende Widerstände ist aber stets kleiner als der
kleinste der beiden einzel Widerstände womit dann auch die Teilspannung geringer wird.
Um dann aber wieder ein Gleichgewicht unter den beiden Spannungen her zu stellen, ist der
obere der beiden Widerstände als Trimmer ausgeführt, damit können dann später die beiden
Teilspannungen wieder ausgeglichen werden.
Die Widerstände P1 und R1 können umso größer gewählt werden je hochohmiger der Operationsverstärker
am Eingang ist.
Aber je höher diese Widerstände um so mehr werden auch kleinste Störungen am Eingang verstärkt.
Macht man diese Widerstände aber zu klein , wird die Spannungsquelle zu stark belastet,
was bei einer Batterie betriebenen Schaltung von Nachteil ist.
Es gilt also da ein Mittelmaß zu finden .
Beim LM 741 sind realistische Werte zwischen 10K und 1 Mega Ohm.
Der Verstärkungsfaktor ergibt sich aus dem Verhältnis von R2 zu P2, und kann dadurch mit P2 variiert werden.
Der Eingang dieser Schaltung ist sehr hochohmig , also für Mikrofone mit großen Widerstand vorgesehen.
Im hier vorliegenden Fall ist es ein Piezo Mikrofon.
Die Größe der Koppelkondensatoren C1 am Eingang und C3 am Ausgang, sind abhängig von der zu
übertragenden Frequenz und von den jeweiligen Widerstanden , also Eingangswiderstand und
Ausgangswiderstand.
Diese Schaltung hat eine geringen Ausgangswiderstand von ca 2000 Ohm.
Der Ausgangs Koppel Kondensator C1 hatte zuvor eine höhere Kapazität, da durch lag am Ausgang
aber ein geringe Gleichspannung an vermutlich durch den Leckstrom, der mit zunehmender Kapazität
bei Elkos immer größer wird.
Der Eingangswiderstand kann folgendermaßen berechnet werden.
Der Kondensator bildet mit dem Eingangswiderstand einen Hochpass.
Dessen Grenzfrequenz berechnet sich zu :
f = 1 /(2 Pi * C * R)
dabei ist R gleich der Eingangswiderstand zu setzen.
also
C1 = 1 / (2 * Pi* Grenzfrequenz * R)
Grenzfrequenz ist die untere Frequenz die noch übertragen werden soll.
C2= 1 / 2 * Pi * Grenzfrequenz * Ausgangswiderstand
C2 = 1/ 6,28 * 20 Hz * 2 KOhm
C2= 3,9 uF
C1=1/2*Pi * Grenzfrequenz* Eingangswiderstand
C1= 1/ 26,28 * 20 * 2 MOhm
C1= 3,9nF
Am Ausgang wurde auch zum Test ein 8 Ohm Lautsprecher angeschlossen, die Schaltung funktionierte zwar ,
aber die Verstärkung, bzw die Ausgangsspannung brach etwas zusammen.
Es kann also nur ein hochohmiger Kopfhörer angeschlossen werden, oder aber eine Leistungsstufe
hinterher schalten.
Ausgangssignal ( Signal unten)von ca. 5 V Spitze/Spitze, das entspricht einer Verstärkung
von 50 fach.
nehmen wir noch eine Leistungsanpassung von, indem ein Leistungstransistor
vom Typ BD 137 eingelötet wird, dann muss allerdings der Rückkopplungswiderstand R2 auch angepasst werden.
Die Schaltung benötigt nach dem einschalten ca 1 Minute bis sie funktioniert, weil zuvor der Kondensator
C2 sich erst aufladen muss.
