NF-Pegelanpassung am Megafon

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Autor
NF-Pegelanpassung am Megafon

    









BID = 427767

Kermit24

Gesprächig



Beiträge: 141
Wohnort: Köln
 

  


Hallo,

ich habe ein Billig-Megafon das von Haus aus eine Melodie spielen kann. Es hat drei Schalterstellungen: Aus, Speak, und Melodie. Ich habe es aufgeschraubt und es kam eine kleine, externe Melodieplatine zum Vorschein (vergossener IC, drei Widerstände ein Kondensator), die mit folgenden drei Drähten zur Hauptplatine verbunden sind:
(1) Masse (=Minuspol der Batterien)
(2) +3,3V (=Pluspol der Batterie, 39Ohm Vorwiderstand, 3,3V Z-Diode parallel)
(3) Der Audioeingang (bzw. Ausgang von der Melodienplatine)

An diesen Audioeingang habe ich einfach ein PIC Mikrocontroller drangehangen (der meine eigenen Melodien erzeugt als Rechtecksingale 0V/+3,3V alternierend) und es funktioniert einwandfrei in voller Lautstärke!

Nun wollte ich an diesem (hochohmigen) Audioeingang (3) einfach einen kleinen MP3-Player anschliessen. Also einfach mal einen Kanal des Kopfhörerausgang vom MP3-Player zwischen Masse (1) und den genannten Audioeingang (3) des Megafones geklemmt. Es funktioniert, aber nur ziemlich leise (volle Lautstärke des MP3-Players), weil ja nun die
Ausgangsspannung des Kopfhörersignals und nicht die vollen 3,3V am NF-Eingang anliegt.
Wie müsste ich das nun schalten (Analogtechnik ist nicht so
mein Ding), damit ich auch mit dem MP3-Player volle Lautstärke hinbekomme?
Idee: 3,3V (2) an Collector eines NPN-Transistor (z.B. BC547) und der Emitter an dem Audioeingang (3). An die Basis schließe ich dann einen Pol des NF-Kopfhörersignal des MP3-Player (eventuell mit Vorwiderstand/Poti? Wie groß?) und den anderen gegen Masse (1).
Problem: So verstärke ich nur eine Halbwelle (weiß nicht ob das schlimm ist, mein Rechtecksignal hat ja auch nur eine) und schneide auch leise Signale (< 0,7V wegen der Basis-Emitter-Diode) ab. Wie passt man sowas am besten an? Ist das ohne aufwendige Vorverstärkerschaltung nicht möglich? Dann doch lieber das MP3-Player Signal in die integrierte Schaltung, wo das Elektret-Mikro des Megafons dran angeschlossen ist, einspeisen?


BTW: Es befinden sich kaum (aktive) Bauteile im Megafon. Herz ein ein DIL-IC (ca. 20pol, hab nicht gezählt) mit der Beschriftung A2025, keine anderen Bauteile die nach aktive Leistungsfähige Verstärker (mit Kühlkörper oder so) aussehen. Trotzdem hat das Megafon eine hohe Stromaufnahme in voller Lautstärke (Akkuspannung bricht um ~0,4V
ein). Wie wird das realisiert? Was ist der A2025 für ein IC? Ich hab nur ein Siemens FM-Receiver gefunden mit der Bezeichnung, was aber eher unwahrscheinlich ist (steht auch nicht Siemens drauf).


Vielen Dank,
Kermit

BID = 427770

perl

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Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Wenn man auf die tiefen und hohen Töne verzichtet und zur Anpassung und Bündelung dann noch einen Exponentialtrichter wie beim Megafon verwendet, ist Krach ist billig und mit wenig Leistung zu machen.

Der Verstärker muß auch nicht groß sein. Der hier abgebildete erzeugt bei 5V gut 1W Ausgangsleistung und das praktisch ohne zusätzliche Teile.

Was die anderen Fragen angeht, habe ich momentan nicht den Nerv das alles genau zu lesen.
Eine Skizze wäre praktischer.
Mach mal einen kleinen Elko, vielleicht so 10µF, zwischen MP3 Bläher und Verstärker. Vielleicht klappts dann schon. Die Ausgangsspannung des Kopfhörerausgang sollte eigentlich reichen.




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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



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BID = 427834

Kermit24

Gesprächig



Beiträge: 141
Wohnort: Köln

Hallo perl,
ich habe mal 3 Skizzen gemacht:
Die im Eröffnungsbeitrag beschriebenen und mit 1,2,3 bezeichneten Anschlüsse, habe ich auch so in der Skizze benannt. Diese drei habe ich schon mit einen Steckverbinder nach außen ans Megafongehäuse gelegt (wo ich meine eigene Rechteck-Melodienschaltung mit PIC-Controller anschließe), deshalb würde ich die gerne auf für die Einspeisung eines MP3-Player nutzen. Das muss eigentlich auch irgendwie funktionieren, denn die Original-Soundplatine hat einen Ole-Song abgespielt (also einen richtigen Song, nicht nur eine Melodie) und da war der Pegel okay.
Skizze 1: So ist die Originalschaltung
Skizze 2: So habe ich es getestet => Zu wenig Pegel
Skizze 3: So habe ich es mir gedacht (ungetestet)

Nebenbei stellt sich das Problem: Wie mache ich aus den Stereokopfhörerausgang eine Mono-Signal? Bisher habe ich zum Testen nur einen Kanal genommen. Einfach den linken und rechten Kanal aneinander schließen wird wohl nicht empfehlenswert sein? Müssen da Widerstände zwischen oder wie macht man sowas?

Meinst Du ich soll in der Schaltung von 'Skizze 2' einfach noch einen 10uF Elko zwischen schalten? Was soll das bewirken? Hochpass? Gleichspannungsauskopplung (keine vorhanden)? Würde ein Elko als kapazitiver Widerstand X_C den Pegel nicht noch weiter drücken?

Vielen Dank,
Kermit





BID = 427845

perl

Ehrenmitglied



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Wohnort: Rheinbach

Die Schaltung in Skizze3 würde u.a. deshalb nichts nützen, weil der Transistor so keine Spannungsverstärkung hat. Wird auch nicht nötig sein.
Außerdem ist da ein Fehler drin, der verhindert, daß überhaupt etwas rauskommt

Nimm Skizze2 und leg mal in die Leitung3 den erwähnten Kondensator, Minus zeigt zum Mp3.


Zitat :
Wie mache ich aus den Stereokopfhörerausgang eine Mono-Signal?
Verbinde die beiden Kanäle über zwei gleiche Widerstande von je ca. 100 Ohm. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände kommt an den besagten Elko.


Zitat :
Meinst Du ich soll in der Schaltung von 'Skizze 2' einfach noch einen 10uF Elko zwischen schalten? Was soll das bewirken? Hochpass? Gleichspannungsauskopplung (keine vorhanden)? Würde ein Elko als kapazitiver Widerstand X_C den Pegel nicht noch weiter drücken?
Das soll verhindern, daß der MP3 eine eventuell am Verstärkereingang vorhandene Vorspannung des Verstärkers kurzschliesst. Zusammen mit den Ein- und Ausgangswiderständen ist das zwar auch ein Hochpass, aber das tut nichts zur Sache, solange die Grenzfrequenz tief genug liegt. Deshalb auch 10µF und nicht 100nF.


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BID = 427862

Kermit24

Gesprächig



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Hallo perl,
Du schriebst am 2007-05-08 12:54 :


Zitat :

Die Schaltung in Skizze3 würde u.a. deshalb nichts nützen, weil der Transistor so keine Spannungsverstärkung hat. Wird auch nicht nötig sein.
Außerdem ist da ein Fehler drin, der verhindert, daß überhaupt etwas rauskommt


Ich nutze sonst NPN-Transistoren gerade in dieser Schaltung um generell was zu schalten (elektronischer Schalter) mit hochohmigen CMOS/TTL Ausgängen. Fließt ein geringer Strom (Spannung >= 0,7V) zwischen B-E schaltet die C-E ja auch durch. Am Kollektor liegen ja 3,3V an also habe ich ja sehr wohl eine Spannungsverstärkung (ich könnte mit 0,7V an B-E schließlich die 3,3V an C-E schalten?). Aber wie sich die B-E Spannung von Analog-Signalen (vermutlich -1,5V bis 1,5V) nun auf die C-E-Spannung auswirkt, weiß ich eben nicht, da ich davon nicht viel Ahnung habe (bin eher Digitalelektroniker).



Zitat :

Nimm Skizze2 und leg mal in die Leitung3 den erwähnten Kondensator, Minus zeigt zum Mp3.


Soeben getestet: Macht (zumindest akustisch wahrnehmbar) mit 10uF Elko leider überhaupt keinen Pegelunterschied zu der Schaltung ohne Elko.



Zitat :
Das soll verhindern, daß der MP3 eine eventuell am Verstärkereingang vorhandene Vorspannung des Verstärkers kurzschliesst. Zusammen mit den Ein- und Ausgangswiderständen ist das zwar auch ein Hochpass, aber das tut nichts zur Sache, solange die Grenzfrequenz tief genug liegt. Deshalb auch 10µF und nicht 100nF.


Ok, dann verstehe ich es. Leider war's das aber nicht
Ich vermute einfach, dass die Spannung des MP3-Players zu gering ist: Er wird nur mit einer AAA-Zelle betrieben und wenn intern keine Spannungsdopplung oder ähnliches stattfindet, wird am Kopfhörerausgang auch nicht viel mehr anliegen. Der Verstärker braucht aber 3,3V als maximalen Pegel (mit Rechtecksignalen geht's ja zumindest). Der Kopfhörerausgang muss also angepasst werden. Das muss doch auch ohne aufwendige Bauelemente möglich sein? Ich muss ja schließlich keine Leistungen verstärken, sondern nur Pegel(spannungen)? Da brauche ich sicher keinen 1W-Verstärker für?

Trotzdem vielen Dank für den Tipp,
Kermit

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kermit24 am  8 Mai 2007 14:01 ]

BID = 427871

perl

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Solch ein Spannungswandler wird drin sein.
Das könnte auch ein Blick auf die Daten des Players klären. Für 20mW an 32 Ohm braucht man ja schon 2,26Vss und vermutlich läuft die Elektronik darin auch mit 2,7..3,3V.

Wenns partout nicht reicht, wirst du dazwischen einen Verstärker brauchen, aber mit einem einzelnen Transistor wirst du nicht weit kommen, weil es damit schwierig ist den vollen Spannungshub zu erzeugen.

Da du ja zweifellos mehr als genug Leistung zur Verfügung hast, wäre vielleicht ein kleiner Trafo 1:2 die einfachste Lösung. Schau mal in deine Bastelkiste, vielleicht findest du einen kleinen Netztrafo mit mehreren Ausgangsspannungen, den man zweckentfremden kann. Da diese Trafos für 50Hz berechnet sind, ist die Induktivität der Wicklungen ausreichend hoch. Auf HiFi kommt es bei der Tröte sowieso nicht an.



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  8 Mai 2007 14:41 ]

BID = 427873

Kermit24

Gesprächig



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Zitat :
perl hat am  8 Mai 2007 14:39 geschrieben :

Das könnte auch ein Blick auf die Daten des Players klären. Für 20mW an 32 Ohm braucht man ja schon 2,26Vss und vermutlich läuft die Elektronik darin auch mit 2,7..3,3V.


Also im Datenblatt des MP3-Players steht nur:
Ausgangsleistung Kopfhörer 5 mW (L) + 5 mW (R)

Hätte ich ein Oszi, dann würde ich ja mal die Amplitude einer Sinuston MP3-Datei messen... Hm, ein Multimeter in AC-Messung müsste eigentlich auch gehen?



Zitat :

Da du ja zweifellos mehr als genug Leistung zur Verfügung hast, wäre vielleicht ein kleiner Trafo 1:2 die einfachste Lösung. Schau mal in deine Bastelkiste, vielleicht findest du einen kleinen Netztrafo mit mehreren Ausgangsspannungen, den man zweckentfremden kann. Da diese Trafos für 50Hz berechnet sind, ist die Induktivität der Wicklungen ausreichend hoch. Auf HiFi kommt es bei der Tröte sowieso nicht an.


Danke für den Tipp! Das werde ich gleich mal probieren. Müsste noch irgendwo kleine Übertrager rumliegen haben, hoffe die sind nicht alle 1zu1. Auf HiFi kommt's wirklich nicht an...

Vielen Dank,
Kermit

BID = 427874

perl

Ehrenmitglied



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Selbst mit einem 1:1 Übertrager kann man die Spannung verdoppeln, wenn man ihn als Spartrafo verschaltet

BID = 427877

Kermit24

Gesprächig



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Hm, ich habe jetzt spasseshalber mal ein kleines Funkgerät (Yaeso VX-1R) daran angeschlossen: Damit kriege ich einen ordentlichen Pegel hin. Scheinbar liegt es also am MP3-Player.

BID = 427960

Kermit24

Gesprächig



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Hm, ist ein Vorverstärker eigentlich sowas kompliziertes? Bei Conrad gibt's einen der wirklich nur Billigbauelemente enthält (zwei BC547 NPN-Transistoren, ein paar Widerstände und Elkos). Wäre eigentlich perfekt, wenn der nicht min. 9V Betriebsspannung bräuchte. Mir stehen aber nur 3,3V zur Verfügung. Habe mir die Schaltung lange angeschaut, verstehe sie aber nicht: Um dieses Gegenkopplungsprinzip zu verstehen muss man wohl E-Technik studiert haben... Das Prinzip ist mir klar. Aber die Schaltung durchblicke ich überhaupt nicht: Mit mein Verständnis eines Transistors lässt sich das nicht nachvollziehen. Diese Prinzip nutzt man doch nur, damit man eine mögliche lineare Verstärkung erreicht. Darauf kommt's mir aber gar nicht an. Gibt es denn keine Möglichkeit einfach einen NPN-Transistor zur 'nicht ganz so linearen' Verstärkung zu nutzen? War da nicht irgendwie sowas, wie dass man ihn mit 1V (oder höher) 'vorspannt' um nicht ganz im Knickbereich der Diodenkurve zu arbeiten. Dass sie auch weiter nicht völlig linear ist, stört mich nicht. Nur wie könnte man sowas schalten ohne so hohe Betriebsspannungen zu benötigen?
Ich habe hier schon ähnliche Threads gefunden, zu die es leider auch keine Lösung gab.


BID = 427975

perl

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Zitat :
Um dieses Gegenkopplungsprinzip zu verstehen muss man wohl E-Technik studiert haben..
Heutzutage nicht mehr, aber in den 1920ern, als der Erfinder das Patent dafür anmelden wollte hat ein derartiges Studium nicht ausgereicht, denn der Antrag wurde von den hohen Herren abgelehnt, "weil man ja offensichtlich nichts sinnvolles damit machen kann".
Kurtz gesagt verschenkt man etwas von der verfügbaren Verstärkung und gewinnt dafür bessere Verstärkereigenschaften wie z.B. weniger Verzerrungen oder einen besseren Frequenzgang.
Das klappt natürlich nur, wenn man soviel Verstärkung hat, daß man sie verschenken kann und eben das war bei den frühen Röhrenschaltungen meist nicht der Fall.

Schliess dich doch einfach mit an den Mikronfoneingang an, der ist sehr empfindlich.


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BID = 428390

Kermit24

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So, hab mir nun eine Vorverstärkerschaltung gebaut aus dem, was ich noch hier hatte: Kern ist ein TBA820M (den hatte ich noch als Ersatz für einen uralten Kosmos-Experimentierkasten, wo er mir regelmäßig abgeraucht ist*g*), der laut Datenblatt ab 3V geeignet ist, also perfekt. Daran, dass er eigentlich für einen niederohmigen Lautsprecher gedacht ist, störe ich mich einfach nicht (ein niederohmiges Ausgang kann bei einem Vorverstärker schließlich auch nicht schaden?). Jedenfalls funktioniert es perfekt! Jetzt habe ich ordentlich Pegel. Stromaufnahme nur 3-4mA, darum klappts auch mit der 3,3V Z-Diode als Spannungsversorgung!

2 Fragen wären da noch: Wieso kann/darf ich zum ein- und auskoppeln überhaupt Elkos benutzen? Den 10uF Elko zum Einkoppeln habe ich auf Rat von perl mit dem Minuspol zum MP3-Player hin geschaltet. Den Elko am Ausgang genau anders herum (soll ich ihn besser umdrehen?)! Im Originalschaltplan des 820M kommt hinter dem Elko (so wie er jetzt geschaltet ist) der Lautsprecher gegen Masse. Darum habe ich den Elko erst mal so herum gelassen. Das ist dann aber ein Widerspruch zum Rat von perl (Minus vom Megafonverstärker weg). Müsste man eigentlich nicht bipolare Kondensatoren nutzen, da es sich um Wechselspannungen handelt?

Meine zweite Frage ist eine allgemeine: Habt ihr noch eine Idee, was für einen 3poligen Steckverbinder man zwischen Megafon und Platine noch sinnvoll nutzen kann? Ich habe jetzt eine 3pol Buchsenleiste am Megafongehäuse und eine 3polige Stiftleiste an der Unterseite der Platine geführt (die Stiftleisten, wie man sie auch im PC-Bereich nutzt). Das ist nicht wirklich optimal (rutscht schnell raus). Ich wüsste aber auch nicht, welchen Steckverbinder man sonst nutzen könnte? 3pol.Klinke ist sicher noch schlechter. Für SubD habe ich am Megafongehäuse nicht gerade viel Platz: Außerdem wäre 9pol eigentlich nur verschwendung und besser halten tut's auch nicht unbedingt. Mir fällt nichts mehr ein.

Nochmals vielen Dank für alle Tipps,
Kermit





BID = 428407

perl

Ehrenmitglied



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Zugegeben, einen 2W-Verstärker als Vorverstärker laufen zu lassen, das hat was.
Aber was solls, wenn es funktioniert ists erlaubt.

Was die Polung angeht, wird am Ausgang des mp3 keine Gleichspannung vorhanden sein und damit sind alle Punkte deiner Schaltung entweder positiv dagegen oder 0. Diese Gleichspannungsmäßigen überlegungen bestimmen die Einbaurichtung.
Bei einer Betriebsspannung von nur 3V ist die am Kondsator liegendes Spannung i.d.R. noch kleiner und da wird Alu-Elkos auch bei einer Falschpolung nicht viel passieren.
Wennn du sicher gehen willst, schaust du im Betrieb mit dem Voltmeter nach, ob nicht doch der Pluspol negativer als der Minuspol ist.

An den Koppelkondensatoren soll ja gar keine Wechselspannung abfallen und deshalb ist es überflüssig dafür bipolare Kondensatoren zu verwenden.


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