Revision [13642]
This is an old revision of PhantomspannungMM122 made by ToBo on 2012-05-01 03:10:59.
Phantomspannungsstabilisierung eins Mischpults
Mikrofonbrummen kann verschiedene Ursachen haben. Eine davon ist eine unsaubere Phantomspeisung.
An sich ist das Phonic MM122 ein preiswertes Mischpult, das mir jahrelang seit dem Kauf im Jahre 1999 treue Dienste geleistet hat. Mehrere Instrumente und Mikrofone u.a. das Großmembran-Mikrofon T.BONE SC400 von Thomann waren problemlos, sogar mit beeindruckender Qualität über das Mischpult zu betreiben.
Bis zu dem Tag, an dem ich das Stereo-Set T.BONE SC 140 von Thomann an dem Mischpult betreiben wollte. Das sind zwei abgestimmte Kondensator-Mikrofone ebenfalls mit erforderlicher Phantomspeisung. Ein Brummen bei 100 Hz (mit Spektum-Analyzer gemessen) und einer Oberwelle bei 200 Hz machte sich mit einem Signal-zu-Rausch-Abstand von 48 dB bemerkbar! Also ein immer präsentes, unakzeptables tiefes Brummen, das leise Passagen bei der Aufnahme übertönt.
Die Phantomspeisung musste die Fehlerquelle sein. Genau genommen kämen dabei zwei Fehlerquellen in Frage: Entweder sind die neuen Mikrofone nicht ausreichend betreffen der Phantomspeisung stabilisiert oder mein treues MM122 hat seine erste Macke offenbart. Nun offenbar ist das T.BONE SC400 im Gegensatz zum T.BONE SC 140 ausreichend stabilisiert. Beim T.BONE SC400 ist selbst bei hohen Verstärkungen kein Brummen feststellbar. Ich erwarte jedoch eigentlich beides, eine saubere Phantomspeisung am Mischpult und ein Mikrofon mit einer guten Spannungsstabilisierung, wie z.B. das T.BONE SC400, das mit gutem Beispiel voran geht und problemlos am selben Mischpult zu betreiben ist!
Ich entschied mich jedoch die Ursache an der Wurzel zu Packen und die Phantomspannung zu stabilisieren, um meine neu erworbenen T.BONE SC 140 daran betreiben zu können. Bei dem MM122 werden über einen Transformator verschiedene Spannungen bereitgestellt und dann auf einer extra Platine für die Stromversorgung (unten im folgenden Bild) gleichgerichtet.
Die Phantomspeisung mit ihren 48 V gegen Masse ist schnell (im nächsten Bild) lokalisiert. Über einen Spannungsregler werden ca. 62 V auf 48 V geregelt am Ausgang des Spannungsreglers hängt ein 100 uF Elko. Das reicht meiner Ansicht nach nicht zur Stabilisierung einer Phantomspannung für Mikrofone.
Die orange Leitung ist die Verbindung zwischen Stromversorgungsplatine und der Hauptplatine. Sie wurde aufgetrennt.
Ein Filter bestehend aus 2 Spulen jeweils 6 uH mit einem Serienwiderstand von jeweils 30 mOhm, zwei Widerständen, zwei Elkos, einmal 2200 uF bis 50 V und 470 uF bis 100 V bilden ein zweistufiges LCR-Glied. Die Bauelemente sind so gewählt, weil es eine der wenigen Elkos waren, die eine höhere Spannung als 48 V aufweisen und diese in der Schublade meines Heimlabors lagen. Das gleiche gilt für die Spulen. Die Elkos sollten mindestens 48 V vertragen, da diese Schaltung für die Filterung der Phantomspannung eines Mischpultes verwendet wird (PhantomspannungMM122 Projektseite). Funktioniert mit diesem Filter wunderbar!
Die Übertragungsfunktion lautet
{{lf code="H(\omega) = \frac{U_{out}(\omega)}{U_{in}(\omega)} =\frac{Z_{C2} }{ Z_{L2}+R_2+Z_{C2} \left[ \left(\frac{1}{Z_{C1} } + \frac{1}{Z_{L2}+R_2+Z_{C2} } \right) \left(Z_{L1} + R_1 \right) + 1 \right] }"}}
wobei
{{lf code="Z_{C1} = \frac{1}{j\omega C_1}"}}
{{lf code="Z_{C2} = \frac{1}{j\omega C_2}"}}
{{lf code="Z_{L1} = j\omega L_1"}}
{{lf code="Z_{L2} = j\omega L_2"}}
Ortskurve der Übertragungsfunktion, berechnet mit Octave
Frequenzgang der Übertragungsfunktion, berechnet mit Octave
Das Octave-Skript dazu
clear;clc
L = 6E-6;
RL = 30E-3; % Serienwiderstand der Spule (gemessen 30 mV an 1 A Gleichstrom)
C1 = 2.2E-3;
C2 = 470E-6;
R1 = 1/3*10; % Drei Widerstände 10 Ohm parallel jeweils 1/4 Watt
R2 = R1;
f =logspace(-1,2.4,40); % Frequenz von 1 Hz bis 10 kHz
w = 2*pi*f; % Kreisfrequenz
% Komplexe Widerstände
s = 1i*w;
ZC1 = 1 ./ (s*C1);
ZC2 = 1 ./ (s*C2);
ZL1 = s*L + RL;
ZL2 = ZL1;
% Übertragungsgleichung Herleitung
i1i2 = (1 ./ ZC1) .* ( ZL2 + R2 + ZC2 );
H2 = ZC2 ./ ( (i1i2 .* (ZL1 + R1)) + (2 * (ZL2 + R2)) + ZC2 );
% Übertragungsgleichung Kontrollherleitung
Z2 = ZL2 + R2 + ZC2;
H = ZC2 ./ ( Z2 .* ( ( (1 ./ ZC1) + (1 ./ Z2) ) .* (ZL1 + R1) + 1 ) );
% Ortskurve plotten
figure(1)
hold off
plot(H,'.-');
hold on
plot(H2,'.-r');
ylabel('Im (H)')
xlabel('Re (H)')
for k=1:length(w)
fk = round(f(k)*10)/10;
text(real(H(k)),imag(H(k)), [ num2str(fk) ' Hz' ])
end
axis("equal")
grid
% Übertragungsfunktion linear
figure(2)
plot(f,abs(H),'.-')
ylabel('|H(f)|')
xlabel('f (Hz)')
grid
% Übertragungsfunktion logarithmisch
figure(3)
plot(f,20*log(abs(H)),'.-')
ylabel('|H(f)|')
xlabel('f (Hz)')
L = 6E-6;
RL = 30E-3; % Serienwiderstand der Spule (gemessen 30 mV an 1 A Gleichstrom)
C1 = 2.2E-3;
C2 = 470E-6;
R1 = 1/3*10; % Drei Widerstände 10 Ohm parallel jeweils 1/4 Watt
R2 = R1;
f =logspace(-1,2.4,40); % Frequenz von 1 Hz bis 10 kHz
w = 2*pi*f; % Kreisfrequenz
% Komplexe Widerstände
s = 1i*w;
ZC1 = 1 ./ (s*C1);
ZC2 = 1 ./ (s*C2);
ZL1 = s*L + RL;
ZL2 = ZL1;
% Übertragungsgleichung Herleitung
i1i2 = (1 ./ ZC1) .* ( ZL2 + R2 + ZC2 );
H2 = ZC2 ./ ( (i1i2 .* (ZL1 + R1)) + (2 * (ZL2 + R2)) + ZC2 );
% Übertragungsgleichung Kontrollherleitung
Z2 = ZL2 + R2 + ZC2;
H = ZC2 ./ ( Z2 .* ( ( (1 ./ ZC1) + (1 ./ Z2) ) .* (ZL1 + R1) + 1 ) );
% Ortskurve plotten
figure(1)
hold off
plot(H,'.-');
hold on
plot(H2,'.-r');
ylabel('Im (H)')
xlabel('Re (H)')
for k=1:length(w)
fk = round(f(k)*10)/10;
text(real(H(k)),imag(H(k)), [ num2str(fk) ' Hz' ])
end
axis("equal")
grid
% Übertragungsfunktion linear
figure(2)
plot(f,abs(H),'.-')
ylabel('|H(f)|')
xlabel('f (Hz)')
grid
% Übertragungsfunktion logarithmisch
figure(3)
plot(f,20*log(abs(H)),'.-')
ylabel('|H(f)|')
xlabel('f (Hz)')
Frequenzgang der Übertragungsfunktion aus einer Simulation mit Spice zur Kontrolle
Zum Schluss noch eine McGyver-Verpackung aus Isolierband.
Die Hörprobe ergab ein ausgezeichnetes Ergebnis. Einfach perfekt! Das Brummen ist weg. Mittels Spektralanalyse waren ca. 24 dB Dämpfung des 100 Hz Störsignals im Vergleich zu vorher festzustellen.
Siehe auch • • •
