Phantomspannung schalten ohne Knall

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Hörstern
Hat sich gelöscht
#1 erstellt: 13. Feb 2016, 18:52
Hallo,

ich habe einen Mikrofonverstärker gebaut und möchte nun die 4-6V Fantomspannung schaltbar machen, um den Verstärker universell zu nutzen. Mit einem Umschalter hätte ich keinen Halbleiter im Signalweg und gleichzeitig kann ich die niederohmigen Vorwiderstände (4,7k) wegschalten. Beim Einschalten gibt es keine Probleme, der Einschaltimpuls lässt sich um 120dB dämpfen. Für den Ausschaltimpuls gibt es offenbar keine Schalterlösung. Also bliebe nur, den Schalter unzugänglich zu machen, damit nicht aus Versehen während des Betriebes die Fantomspannung abgeschaltet wird. Fragen:

Wie wird das bei professionellen Geräten gelöst?
Könnte ich Fotowiderstände zum sanften anschalten nutzen oder sind die irgendwie nicht linear?
Wie ist es mit der Linearität von CMOS-Schaltern?
oder wie sonst?

Ich wäre für jeden Denkanstoß dankbar.

Grüße
Keksstein
Inventar
#2 erstellt: 15. Feb 2016, 00:25
Hallo Hörstern,

4-6V Phantomspannung? Elektretkapsel?

Normalerweise hat man ja Koppelkondensatoren am Eingang um die Phantomspannung abzublocken. Man könnte danach ein kleines Relais den Eingang ein paar Sekunden kurzschließen lassen bis diese Kondensatoren geladen sind, das gleiche beim ausschalten. Je nach Schaltung schadet es auch nicht dabei die Gesamtverstärkung kurzzeitig zu verringern. Der Nachteil ist halt das man eine kleine Logikschaltung + Timer braucht.

Gruß
Hörstern
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 15. Feb 2016, 20:32
Halo Keksstein,

Ich habe ein paar prima Electretkapseln aus einem Camcorder ausgebaut und daraus ein Mikrofon gebaut. Die Verstärkung des Vorverstärkers ist regelbar und das Ganze ist sehr angenehm rauscharm. Die Vorwiderstände passen zum NE5532 und die Spannung zu den Vorwiderständen.

Leider ist es verhext!

Die Logikschaltung habe ich mit dem Umschalter gelöst und statt Timer habe ich eine Konstanstromquelle vorgesehen. Das Kurzschließen übernimmt ebenfalls der Schalter, soweit so genial...


das gleiche beim ausschalten.


...denkste! Das dachte ich ja auch! Das ist ja der Mist, denn beim Ausschalten funktioniert das nicht, da es beim Abschalten (wenn der Schalter betätigt wird) bereits zu spät ist: die Spannung fällt runter (denn die 4,7K-Widerstände hängen dann in der Luft), nichts kann das aufhalten und das Kind ist in den Brunnen geplumpst.

Relais ist das Stichwort. Das wäre Lösung Nr. 2. Beim Relais stört mich einfach nur der Stromverbrauch der mir meine schöne Strombilanz verhagelt:

Netzteil, Verstärker + Mikros ~=20mA. Mit Relais 70mA. Bei Batteriebetrieb wäre das ärgerlich.

Da fällt es mir ein, die einzige Rettung aus den faulen Kompromissen, wäre ein Stromstoßrelais. Die Logikschaltung wäre kein Problem. Hoffentlich gibt es da etwas leicht beschaffbares.

Schonmal danke für Deine Antwort!

p.s.
Ich hab´s !


[Beitrag von Hörstern am 15. Feb 2016, 22:10 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#4 erstellt: 15. Feb 2016, 22:27
es gibt div. niederohmige Transistoren (auch spez. FET's),
die sich hier als Schalter eignen könnten, z.B. 2sc2878
Hörstern
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 15. Feb 2016, 22:43
hey cool, das ist ja interessant, wäre natürlich ideal. Die kann ich ja dann vorsichtshalber noch mit NF 20kHz durchmessen. Wieder was gelernt.
Kay*
Inventar
#6 erstellt: 24. Feb 2016, 01:21
vlt. auch mal den 2SK117 anschauen,
sitzt im Eingang einiger älterer Luxman Amp's zum Muten
Hörstern
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 10. Mrz 2016, 17:55
2SK117 -ein FET! - den habe ich mal ausprobiert. Die Dämpfung ist hörbar gleich groß wie bei einem BF256B. An 3k3 mit 8Vss / 1kHz waren 22dB Dämpfung drin. Verzerrungen direkt über D-S waren nicht zu vernehmen, k habe ich aber nicht gemessen. Mehr was für höhere Ohme, würde gehen, in der Hoffnung, dass kges unter 0,1% liegt.

Mit 2sc2878 war d= 66dB, klang direkt über CE aber schon etwas rauh.

Die bistabilen Relais sind niedlich, sprechen ab 7V an und hören sich gesund an. 1A/125V werden auch reichen. Ich werde einfach zum Einschalten einen Stromstoß umschalten, also mit S1 Betriebsart wählen und dann mit S2 einschalten. Den Rest macht das Softstart-Netzteil. Das ist simpel, sicher und ich muss keinen Klirrfaktor fürchten.

MosFetPapa
Stammgast
#8 erstellt: 14. Mrz 2016, 04:45
Hmm... hast du es mal mit einem kleinen Kondensator parallel zu den Schalterkontakten probiert? Sollte richtig dimensioniert Abhilfe schaffen und keinen Einfluss auf den Audionutzbereich haben.
Gruß Holger
Hörstern
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 19. Mrz 2016, 12:52
Nun das Problem wäre ja ein Spannungssprung von 0 auf 3 oder gar 4,5V. Ich werde alles mal ausprobieren und dann das Gerät nochmal überarbeiten und ins Reine bauen.
silvermach
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 19. Mrz 2016, 23:40
Wichtig ist das wenn mit Fet geschaltet wird das Mosfet genommen wird weil extrem Niederohmig.
Ein J Fet ist da nicht geeignet.
Fertige Mosrelais die auch noch Potentialfrei sind gibt es von Omron oder von Panasonic.
Hörstern
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 20. Mrz 2016, 12:54
Wobei man auf die Kapazität achten sollte, max. 100pF würden vielleicht noch gehen, sonst könnte man ja gleich einen BUZ11 oder so nehmen.
Kay*
Inventar
#12 erstellt: 28. Mrz 2016, 21:37

Die bistabilen Relais sind niedlich, sprechen ab 7V an und hören sich gesund an

wie sieht es denn aus mit dem Mindeststrom, die deine Relais schalten müssen?
Mir ist bis heute unklar, warum sehr kleine Schalt-Lasten mit üblichen(?) Relaiskontakten
nicht sicher sein sollen.
(selbst suchen im Netz hat mch bisher nicht erhellt,
Thermo-Spannung sollte eigentlich das Problem nicht hinreichend erklären)
Hörstern
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 29. Mrz 2016, 20:44
Das kommt auf das Kontaktmaterial an, am besten wäre theoretisch Gold. Bei Signalrelais sollte es damit eigentlich keine Probleme geben für die paar mA. Bei Relais für höhere Ströme würde Gold wohl zu schnell abbrennen und alles andere oxidiert, insbesondere Silber.

http://www.hifi-forum.de/viewthread-220-2593.html (alt)
Kay*
Inventar
#14 erstellt: 31. Mrz 2016, 22:24
Mindeststrom nicht max. Strom!

Finder spricht von hartvergoldeten Kontakten und Parallel-Schaltung,
gibt aber den Hintergrund nicht an
....
und den würde ich gerne wissen

Edit:
bei Reed-Relais finden sich bei Günther keine Angaben hinsichtlich Mindeststrom!
Sind Rhodium-Kontakte besser für Kleinstsignale?


[Beitrag von Kay* am 31. Mrz 2016, 22:29 bearbeitet]
Hörstern
Hat sich gelöscht
#15 erstellt: 01. Apr 2016, 14:28
Einen Mindeststrom gibt es weniger, höchstens eine Mindestspannung nebst Anfangsstrom, z.B. wenn die Kontakte aus Silber sind. Reines Silber ist zwar der beste Normaltemperaturleiter, oxidiert aber an Luft in absehbarer Zeit. Dann braucht es eine gewisse Durchschlagspannung, um das Silber wieder frei zu brennen.

Gold dagegen oxidiert an Luft überhaupt nicht, folglich braucht es auch keine Mindestspannung und schon gar keinen Mindeststrom.
Nicht viel anders sieht es mit Rhodium aus, nur ist dieses zäher und noch viel teurer, also nichts für Kleinstsignale.


Als typisches Edelmetall ist Rhodium sehr reaktionsträge. Nach Iridium ist es das am wenigsten reaktive Platinmetall. Es reagiert mit Sauerstoff und Chlor erst bei Temperaturen von 600 bis 700 °C zu Rhodium(III)-oxid beziehungsweise Rhodium(III)-chlorid.


Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Rhodium.

Hartvergoldung guck mal selber

Warum die Kontakte parallel geschaltet sind, wo steht denn das?
Kay*
Inventar
#16 erstellt: 06. Apr 2016, 23:34
aus
Finder-technische-erlaeuterungen-de.pdf


Min. Schaltlast: Minimale Kontaktleistung, die in Verbindung mit der Stromuntergrenze
oder der Spannungsuntergrenze nicht unterschritten werden sollte, um unter normalen
Industriebedingungen eine ausreichende Zuverlässigkeit zu erzielen. So bedeutet
300 mW (5 V/5 mA): 300 mW darf nicht unterschritten werden, wobei bei 24 V
ein Mindeststrom von 12,5 mA oder bei 5 mA eine Mindestspannung von 60 V
gegeben sein sollte.
Bei hartvergoldeten Kontakte sollten 50 mW (5 V/2 mA) nicht unterschritten werden.
Zum Schalten kleinerer Lasten bis herunter zu 1 mW (0,1 V/1 mA), wie z.B.
Messwerte, Sollwerte oder Analogwerte wird die Parallelschaltung von zwei
hartvergoldeten Kontakten empfohlen.


aus:
Panasonic Technische Relaisinformationen

Minimales Schaltvermögen
Unter minimalem Schaltvermögen versteht man die Mindestwerte von Spannung
und Strom, die zuverlässig von den Kontakten geschaltet werden können.
Diese Werte unterscheiden sich je nach Relaistyp. Die Mindestwerte werden
durch die Schaltfrequenz, Umgebungsbedingungen und den Kontaktreibeweg
beeinflusst.
Für Low-Level-Lasten oder einen Kontaktwiderstand von maximal
100 mOhm verwenden Sie bitte AgPd-Kontakte.



aus:
Tyco AXICOM Telecom-, Signal and RF Relays FP2

Minimum switching voltage 100 µV


aus:
Panasonic TQ Relais

Min. switching capacity 10 µA 10 mV DC
Hörstern
Hat sich gelöscht
#17 erstellt: 07. Apr 2016, 14:34
Die Antwort kann ich nur herleiten.

Hartgold ist mit Kobalt, Nickel oder Eisen dotiert.
Wenn 1000V 1mm Luft durchschlagen, dann sind es bei 100µV nur noch 0,1nm.
Der Atomdurchmesser des Goldes ist ca. 0,17nm.
Theoretisch könnte der Kontakt bei diesen Dimensionen durch ungünstige atomare Verhältnisse oder Fremdstoffe (vllt. d. Abrieb?) unterbrochen sein. Die freien Elektronen müssen in eine gewisse Feldstärke geraten, um sich fortzubewegen. Bei einem seltenen Störereignis tritt theoretisch eine Potenzierung der Unwahrscheinlichkeit ein, wenn man die Ereignissubjektanzahl verdoppelt. Spätestens hier endet auch schon meine Quantenphysik.

Wenn einige Elektronen durch Verdampfung des Metalls frei werden, wird der Kontakt sicher geschlossen. Die minimale Spannung durchschlägt die Störstrecke und der nachfolgende Strom erhitzt die Kathode.

Solche Überlegungen gelten aber kaum für Mikrofonspeisung, denn 1,5V/ 0,1mA ist schon wenig. Wenn es mit den Messwert schaltenden Relais bemannt zu Mars gehen soll, dann lohnt sich eine genauere theoretische Betrachtung schon eher. Physik und Mathematik helfen dann weiter

Im Zweifelsfall würde ich 100pF parallel schalten oder einfach ausprobieren. Erfahrung ist hier der richtige Weg.
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