El preamplificador de micrófono Electret está zumbando, hace un ruido extraño y no puede encontrar una solución

Estoy construyendo un preamplificador de micrófono electret siguiendo esta nota de aplicación , la salida del preamplificador está conectada a un LM386 y luego a unos auriculares.

Entonces, mi circuito de preamplificador se ve así, donde VCC es 3V, todos los demás componentes son iguales:

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y la parte LM386:

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Y funciona, escucho que el sonido se amplifica pero zumba bastante .

Así que aquí hay algunos detalles sobre la implementación y las cosas que he hecho para tratar de reducir/identificar el ruido:

  • La etapa de preamplificación se implementó usando un amplificador operacional diferente, el que tenía disponible, un OPA313 que no parece ser la razón porque es un amplificador operacional de ruido relativamente bajo, y la mayoría de sus características son muy similares a las utilizadas. en la AN.

  • Lo primero que supuse fue el circuito LM386, así que conecté a tierra la entrada para verificar si el ruido seguía ahí, y no era así, por lo que está bastante claro que el ruido proviene de la etapa del preamplificador. Lo cual tiene sentido porque esa etapa tiene la mayor ganancia.

  • Inicialmente, la placa se alimentaba mediante un USB (con un filtro RC en la entrada de 100 ohmios + 330 uF). Entonces, para eliminar el posible ruido 'sin filtrar', encendí la placa con una batería de 9V y un 7805 y el zumbido seguía ahí.

  • El cable que conecta el micrófono al preamplificador es lo más corto posible para eliminar cualquier ruido inducido allí, así que básicamente conecté el pin de la tapa C3 al pin del amplificador operacional.

  • Como no tengo la hoja de datos de la cápsula electret, utilicé los valores de los componentes de la AN, excepto R1, porque la etapa del preamplificador se alimenta de un regulador de 3V.

  • El ruido no es de 50 Hz, es de una frecuencia más alta, alrededor de 3 KHz.

He probado con diferentes cápsulas de electret pero el ruido sigue ahí. ¿Me estoy perdiendo de algo? Las cápsulas que encontré son las genéricas, de todos modos no creo que la cantidad de ruido que escucho se deba a eso. He estado luchando con esto durante muchos días y parece que la solución es realmente simple, pero no puedo verla.

Encuentre el punto de inyección de EMI mediante la supresión con una tapa o derivación R o inyectando más ruido con el dedo. Podría ser conducido, impedancia desequilibrada diferencial del ruido de suministro de modo común y cables de diseño. Conecte a tierra una mano y use la otra para inyectar o suprimir el ruido para duplicar la prueba y encontrar el punto de inyección. Comprender esto facilitará la solución. es decir, filtro, blindaje (cable STP o coaxial, CM Choke, etc.)
El ruido es externo a su configuración y lo más probable es que lo capte el amplificador operacional. Verifique que todas las conexiones a tierra de la señal sean buenas. El comentario anterior de Tony también debe probarse.
¿Es "zumbido" un armónico de frecuencia de línea?
Debe ayudarnos mostrando valores de componentes como R2, que establece la ganancia del preamplificador. Además, C3 normalmente tendría una resistencia en serie o la ganancia podría ser infinita en ciertas frecuencias. Proporcione los valores de las piezas e intentaremos resolver este problema.
"El ruido no es de 50 Hz, es de una frecuencia más alta, alrededor de 3 KHz" . No describiría 3 kHz como un 'zumbido'. ¿Cómo sabes que es 3kHz?
¡Hola! Grabé el ruido y analicé el archivo de audio con una FFT en Matlab. Era la única manera que pude encontrar para ver esa frecuencia de ruido.
¿C2 C3 R2 está lo más cerca posible del amplificador operacional? Ese nodo tendrá una ganancia infinita para cualquier interferencia que se acople a él.

Respuestas (2)

Si la respuesta de "csabahu" no funciona, entonces limpie el VDD al micrófono.

En ese VDD, inserte una serie R y una derivación C.

[ NOTA : este es un FILTRO DE PASO BAJO; conecte como external_VDD, serie R, luego la derivación C, luego la existente R1.]

Haga que el nuevo R_VDD sea 1/10 de R1.

Haga que el capacitor sea de 1uF o 10uF o 100uF. Conecte a tierra la tapa hasta la parte inferior del micrófono electret.

TAMBIÉN --- la ganancia del circuito opamp puede ser enorme, porque no hay una resistencia en serie con el capacitor de entrada. Con tanta ganancia (R2 * FET_gm), ese circuito puede estar oscilando. Inserte 1Kohm o 10Kohm en serie con el CAP.

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Suponiendo que el FET realmente convierta la salida de voltaje de Electret (electrostático/sensor piezoeléctrico) en variaciones de corriente, el 1/gm (1/transconductancia) del FET será la ruta de toda la función de "micrófono".

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Si tiene una ganancia alta, el nodo de tierra "electret" debe estar en la misma ubicación física (junta de soldadura) que la tierra del capacitor de derivación C6 VDD/2.

A mi esquema le faltaba la resistencia de 10 ohmios en serie con el capacitor (acabo de actualizarlo). Sobre el R_VDD, eso es exactamente lo que hice, no resolvió el problema. Con respecto a la ganancia del amplificador operacional, en realidad funciona como un amplificador de transimpedancia, por lo que la ganancia no es tan grande, consulte la nota de aplicación en la página 5.
¿Cuál es el valor de R1? Sería necesario para la simulación...
Hola csabahu, mi R1 es 2K2 y el vcc para esa etapa es 3V, así que tengo alrededor de 2V en el electret. Para simular el electret en esa configuración de transimpedancia, deberá usar una fuente de corriente en la entrada. Esa fuente de corriente tendrá un valor de CC que causará la caída de 2 V usando una resistencia
Gracias. Tengo un modelo de micrófono electret con JFET, la corriente es de 500uA. El voltaje en elektret será de aprox. 1,9V.

Las características de frecuencia del LM386 me parecen muy inestables. Es probable que haya una oscilación de alta frecuencia en el sistema. Esto puede hacer un ruido especial. El problema es causado por 100nF en la salida.lm386

Si este es realmente el problema, se puede solucionar con un circuito RC en serie:lm386-1

Actualizar:

El circuito es teóricamente estable, es probable que las fallas se deban al ensamblaje o a los MLCC. (El voltaje de la fuente de alimentación de 3V (ruido) también es interesante porque el amplificador operacional lo gana como un amplificador inversor, 75/2,2 (34x).)micamp

Por último, sugeriría reemplazar el condensador o la resistencia a ca. 10 veces más grande en la entrada de LM386 para tener una frecuencia de corte más baja adecuada y reemplazar los posibles condensadores MLCC en la cadena de señal (C1, C4 en este esquema) por condensadores de película/tantalio. La construcción de película/tantalio está libre de ruido piezoeléctrico. Una desventaja del MLCC puede ser la naturaleza piezoeléctrica del material cerámico. Los MLCC pueden exhibir ruido problemático o disruptivo (timbre o canto) debido a oscilaciones dentro del rango audible.

Buena atrapada. Se supone que hay una resistencia de bajo ohmio en serie con ese condensador. Se supone que hace que el LM386 sea más estable.+1
csabahu, gracias por tomarse su tiempo para simular el circuito, en realidad, al esquema que compartí le faltaba la resistencia de 10 ohmios en serie con el capacitor, actualicé la pregunta.
Tampoco es completamente estable. En lugar de 100n, necesita un condensador más pequeño (22 ... 33n).
¡Gracias! Tienes razón, lo cambié a un límite de 33nF. Actualizaré el esquema. (El ruido sigue ahí)
Por favor haz un experimento. Conecte un capacitor de 100u o mayor en paralelo con C3 (2.2u). Positivo hacia el micrófono. Gracias.
El preamplificador de micrófono Electret está zumbando, hace un ruido extraño y no puede encontrar una solución
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