Re: Bodenmikrofon bauen

From	"Michael S." <michaely@bigfoot.de>
Newsgroups	de.sci.electronics
Subject	Re: Bodenmikrofon bauen
Date	2023-07-15 11:31 +0200
Message-ID	<khf7baF6khqU1@mid.individual.net> (permalink)
References	(7 earlier) <kg3g5qF7rg6U1@mid.individual.net> <u7i8dh$1umke$1@news.nnpt4.net> <kg55lmFfh6sU2@mid.individual.net> <kgfvp5F5ekcU1@mid.individual.net> <kggic4F8897U1@mid.individual.net>

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Am 03.07.2023 um 20:29 schrieb Michael S.:

> Hab das Ding jetzt einfach an den MAX9814 gehängt, die Scheibe auf ein 
> 1" Messingfitting (Doppelnippel) geklebt und in die Mitte eine Schraube 
> als Gegengewicht geklebt.
> Stelle ich das Ding bei mir auf den Verbundestrich am Boden, kann ich 
> damit meine Kinder ein Stockwerk höher sprechen hören. Ohne Technik hört 
> man die nicht.
> Eventuell bastele ich noch einen Vorverstärker Faktor 5-10 mit OPA365 davor.

Das habe ich heute mal ausprobiert, mit folgender Umsetzung
- nichtinvertierender Verstärker
- Piezo mit 15k Serienwiderstand (Schutz) und nachfolgendem 
Spannungsteiler 1Meg/10Meg auf ca. 400mV Arbeitspunkt gelegt
- Referenz-Pegel am +Eingang auch auf 400mV (1k/10k) und rückgekoppelt 
mit 5k, also Verstärkung 6,5 bzw. 16 dB
- 100µF Elko als zusätzliche Stabilisierung der Versorgungsspannung.

Das Ding ist jetzt wahnsinnig zickig.

Fürs weitere Verständnis wichtig:
Das Piloten-Headset hat noch einen Lautstärkeregler dran (vermutlich 
einstellbarer Serienwiderstand)

--------------------------------------------------------
Erkenntnisse mit MAX9814 auf 60dB + 16dB vom OPA365:
--------------------------------------------------------
- Dreht man das Headset auf Maximum, dann schwingt alles, brummt, 
pfeift, usw (Rückkopplung wohl über Vcc)

- Das Grundrauschen tritt an der lautesten Stelle gegenüber dem 
Rohrbruchgeräusch stark in den Hintergrund

- Das Grundrauschen des Bodens oder des Mikrofons ist extrem ähnlich zum 
Rohrbruch geworden, so dass man es akustisch nur noch durch die 
Lautstärke unterscheiden kann, was wegen AGC schwieriger geworden ist

- Gefühlt kann ich den Rohrbruch nun aus 1-2m größerer Entfernung zur 
lautesten Stelle schon hören.

- Hebe ich das Mikrofon vom Boden ab, dann klackert irgendwas und die 
AGC regelt sich tot. Irgendeine Art von Rückkopplung. Warum die nur bei 
abgehobenem Mikrofon auftritt, weiß ich nicht.

- Setting ist nicht sinnvoll nutzbar, weil AGC schon durch Grundrauschen 
und kleinsten Störgeräuschen eigentlich durchgängig im Eingriff ist

-------------------------------------------------------
Erkenntnisse mit MAX9814 auf 40dB + 16dB vom OPA365:
-------------------------------------------------------
- Headset kann ich wieder ohne Probleme auf Maximum drehen

- Der Rohrbruch ist sehr deutlich zu hören

- Das Bodenrauschen ist sehr ähnlich zum Rohrbruch und hört auch in 
großer Entfernung nicht auf

- Hebe ich das Mikrofon vom Boden ab, dann klackert es immer noch, 
beruhigt sich aber, wenn ich mich und das Kabel absolut gar nicht 
bewege. Das dann verbleibende Grundrauschen in der Luft hängend 
unterscheidet sich trotzdem signifikant vom Grundrauschen bei 
aufgesetztem Mikrofon

- fehlender Referenzpegel (Grundrauschen) macht die Erstsuche anstrengend

- Plan-B, wenn bei der Erstsuche mit 60dB ohne OPA365 nichts gefunden wird

-----------------------------------------------
Erkenntnisse mit MAX9814 auf 40dB ohne OPA365:
-----------------------------------------------

- kein Grundrauschen
- Rohrbruch ganz leise hörbar
- vermutlich beste Methode, um die lauteste Stelle zu finden

-----------------------------------------------
Erkenntnisse mit MAX9814 auf 60dB ohne OPA365:
-----------------------------------------------

- erhebliches Grundrauschen
- Grundrauschen eignet sich sehr gut als Referenzpegel fürs Ohr
- gutmütiges Verhalten der Gesamtschaltung
- Perfekt für Erstsuche

----------------------------------------------

Für mich nehme ich mit:
- Eine höhere Gesamtverstärkung bringt keinen Mehrwert mehr
- Die Vorverstärkung mit dem OPA365 lässt das Grundrauschen in den 
Hintergrund treten

- Das bisherige (und einfachste) Design ist für mich bisher das am 
besten passende für die Erstsuche eines Rohrbruchs. Das relativ hohe 
aber konstante Grundrauschen des MAX eignet sich perfekt als 
Referenzpegel für das Ohr, um andere Geräusche in der Lautstärke 
vergleichen zu können.

- Weitere Verbesserungen auf elektronischer Seite für höhere 
Verstärkungen sind nur möglich, wenn gleichzeitig folgende Punkte 
angegangen werden:

1. venünftigen Kopfhörertreiber verwenden
2. Entkopplung der Versorgungsspannung zwischen erster Verstärkerstufe 
und Kopfhörertreiber
3. stabilisierte, entkoppelter und rauscharmer Arbeitspunkt für erste 
Stufe muss erzeugt werden. Ein Spannungsteiler, so wie ich das jetzt 
gemacht habe, reicht hier nicht aus
4. vernünftiges Layout, welches Kopplungen zwischen Eingang und Ausgang 
sicher unterbindet
5. optional die ganzen anderen Punkte aus diesem Thread
6. in der Lautstäke einstellbarer Signal- oder Rauschgenerator, der dem 
Mikrofonsignal mit konstanter Amplitude zugemischt wird, als 
einstellbarerer Referenzpegel fürs Ohr

So, das war jetzt vermutlich erstmal der letzte Versuch, da noch was zu 
optimieren.
Ich kann durch umstecken/umjumpern auf meinem PCB jetzt 4 verschiedene 
Settings wählen, wobei ich das ursprüngliche Setting für die Grundsuche 
immer noch für das beste halte.

Für weitere signifikante Verbesserungen müsste ich erheblich Zeit 
investieren, die ich lieber für andere Beschäftigungen nutze.
Sobald der Rohrbruch behoben ist, habe ich auch kein Untersuchungsobjekt 
mehr, um neue Ansätze zu testen und zu bewerten.

Wie versprochen, werde ich noch über die Grabungsarbeiten und die 
Reparatur berichten und das Video dann vollenden.

Michael

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