Spannungsversorgung des OPV bei Hoch/Tiefpass?

Schau einfach ins Datenblatt ob der gewünschte OPV mit der Betriebsspannung arbeiten kann und welcher Spannungshub dann noch möglich ist bzw. ob dieser für deinen Anwendungsfall ausreicht.

Wenn du eine ladungspumpe verwendest, dann bestimme die taktrate bitte extern. Am besten du machst das ganze mit einem Timer IC wie dem 555 Timer und stellst dessen Clock auf über 30000hz ein, denn die normalen arbeiten bei 10000hz und das kann pfeifen in dieser frequenz verursachen

+-5V ist wahrscheinlich arg wenig....bzw. sehr knapp.
Was hindert Dich ein normales +-15 Volt oder wenigstens +12 Volt Netzteil zu nehmen ?

wie könnte ich denn sound-taugliche -5V erzeugen? Der 7660 ist nicht besonders geeignet wie ich jetzt gehört habe.

@Ultraschall es kommen einfach keine 12V an der Schaltung an. Ginge vielleicht mit einem Max232 etwas oder ist dieser zu schwach?

Mit den Ladungspumpen kann man auch die spannung verdoppeln und diese dann umpolen, somit hat man +-10V , dürfte reichen, wie gesagt, bitte die Taktrate höher Regeln.

Ich nutze für sowas den ICL7662 , recht teuer, aber brauchbar.
Schau mal im Datenblatt nach, da findeste den Plan für, aber auch die außenbeschaltung um die Taktfrequenz einzustellen.

das hört sich so schon sehr gut an. Nur leider ist mein Englisch nicht so sattelfest. Hast du eine Beispielschaltung dafür?
Kann ich denn sinnvoll mit +-10V bei der Filterung arbeiten?
Was spricht gegen einen Max232?

mhelli schrieb:

Was spricht gegen einen Max232?

... der MAX232 ist eine Interface-Schaltung für serielle V24-Schnittstellen

Detlef

eben, er erzeugt +/-12V aus 5V, daher frage ich.

Wenn er das macht, ohne in die entstehende Spannung massenweise Taktmüll zu kippen geht der in Ordnung. 20-50mA reichen locker für die Aussteuerrung von Filtern

... also bitte!

• Die Schaltung soll das analoge Eingansgsignal eines LM386 Verstärkers "filtern" - welche Filterfunktionen sind gewünscht?
  
• Welche Verstärkung hat der LM386 und welche Eingangsspannung benötigt er?
  
• Welche Spannungsversorgung steht zur Verfügung? Gesamtstromaufnahme der Schaltung(en)?
  
• usw.
  

... es gibt im Zeitalter der batteriebtriebenen Mobilgeräte ausreichend OPV mit single power supply (2...5V), min. Stromaufnahme etc. - und +-2Vss am Ausgang eines mit +5V versorgten OPV sollten zur Vollaussteuerung eines Leistungs-IC´s doch wohl ausreichen!

Gruß
Detlef

also wie im erten Beitrag von mir steht, geht es um Hoch/Tiefpassfilter. Leider bin ich auf dem Gebiet am kleiner Amateur.

Der LM386 hat ca eine Verstärkung von 50, einfach eine Schaltung aus dem Datenblatt nachgebaut.

Als Spannung stehen die üblichen 5V und GND zu Verfügung.

Als OPV habe ich TLC272/274, wer aber eine bessere Alternative hat, immer her damit. Ebendso für die Versorgungsspannungserzeugung.

Hi,

sag´ uns doch einfach mal, was Du eigentlich bauen möchtest!

Die TLC´s sind absolut ok.

Ultraschall´s Frage lautete: ... warum nicht eine andere (duale/höhere) Versorgungsspannung?

Gruß
Detlef

scheinbar kann ich nicht richtig sagen, was ich bauen will.
Meiner Meinung nach habe ich es hier schon 2 mal gesagt, nur leider scheint es nicht anzukommen. Wohl zu schlecht formuliert. Tut mir leid, aber besser als "Welche Spannungsversorgung und wie bei einem Tief/Hochpassfilter mit einem OPV wenn nur 5V und GND verhanden sind" kann ich es leider nicht.
-/+5V reichen scheinbar nicht aus. Also muß aus den vorhandenen 5V mehr erzeugt werden, ohne daß zu einem fiepen der Ladungspumpen im Kopfhörer kommt.
Ginge es, wenn ich den OPV mit 5V und GND betreibe und ich per Spannungsteiler/Spannungsfolger 2,5V erzeuge und diese dann dem +-Eingang des OPV zu Verfügung stelle?

Ultraschall´s Frage lautete: ... warum nicht eine andere (duale/höhere) Versorgungsspannung?

das habe ich schon mehrfach beantwortet: es gibt 5V und GND, sonst nichts. Es sei denn, es wird irgendwie erzeugt - nur wie?

... nich´ verzweifeln

Es gibt so ungefähr 100 Dutzend verschiedene HP/TP-Typen, passiv, aktiv, fest, variable, hohe oder niedrige Steilheit etc.

Beschreibe doch bitte Deine Anwendung - Du wirst doch wohl keinen HiFi-Eierkocher bauen wollen?!
Was soll denn vorne rein und was soll hinten raus kommen?

Und ja, natürlich geht es mit 5V/GND - die Idee mit Ladungspumpe etc. ist nicht wirklich die beste.

Woher kommen Deine 5VDC? - wohl nicht aus der Steckdose! Willst Du damit den LM386 betreiben? Portabel? Mit Batterie betrieben?

Nu sach´ schon!

Detlef

gut, ich versuche es.

Also ich will einen HP/TP-Filter mit der TLC27X-Reihe bauen, aus dem Vorbild des Link mit den Excel-Datenblätter. Siehe Link erster Beitrag.

Das gefilterte Signal geht dann an einen LM386 und dann an den Kopfhöhrer.

Zu Verfügung stehen einzig und allein 5V aus einem 7805 - das übliche ebend. Mehr V geht nicht, da so alles durch einander geworfen wird, der TP/HP ist nur ein Teil einer Anwendung. Der letzte Teil und da kann nichts mehr am Layout geändert werden.

Und da hängt es nun an der guten Spanungsversorgung der OPV'S für die Filterelemente.

Anbei ein Bild aus der Excel-Tabelle. Und genau sowas soll es werden, dafür wird noch bei einer Basis von 5V eine gute OPV-Spannungsversorgung gebraucht.

Wie ist es denn mit sowas ?

+5V DC rein, +/0/-15V DC raus:

http://www.reichelt....SORT=artnr;OFFSET=16

Hallo,

das Excelblatt, welches Du da kopiert hast, berechnet einzig und allein die R/C Werte für einen Linkwitz 24db. In dem Fall ist eine Ub+ UND Ub- zwingend notwendig. Ansonsten kann die Signalamplitude logischerweise nur nach einer Seite ausschlagen.

Was Du nun suchst ist eine OPV Filterschaltung für eine einfache Ub, also Ub+ gegen 0. Dazu steht im "Wissen" direkt unter dem Excelblatt eine Schaltung.
Der OPV bekommt über weitere R`s (dort beide R4) eine virtuelle Masse, will heißen, bei Ub 12+ wird eine virtuelle Masse bei +6V gehalten, welche die Amplitude dann jeweils 5V nach jeder Seite ausschlagenm lassen kann. Bei 5V wird die virtuelle Masse dann bei +2.5V liegen, die Uss der Amplitude bei ca. 4V max. Beide R4 fließen beim HP mit in die Berechnung ein, beim TP ist das weniger dramatisch. Interessant ist hier der Querstrom, damit der OPV zufrieden ist und eine stabile virtuelle Masse halten kann.
R1 und R2 stellen die v ein, sonst nix. C3 ist zum Entkoppeln gegen Masse, da der Ausgang des OPV Gleichspannungsmäßig immer 1/2 Ub hat, eben die virtuelle Masse.
Bei dieser Art Beschaltung muß zwingend mit Koppel-C`s hantiert werden, weil sonst nachfolgende (auch vorfolgende) Schaltungen nicht 0V als Bezug bekommen, sondern eben die virtuellen Massen in ihrem jeweiligen Spannungsniveau.

Ob ein 5532 oder die TL Reihe mit nur 5V zufrieden sind, entzieht sich meiner Kenntnis, ein LM 358 tut es. Ob der nun allerdings für Filter geignet ist, weiß ich nicht.

Übrigens, man kann auch aus einem Trafo mit nur einer Wicklung eine + und - Ub erhalten, ist zwar nicht ganz das Wahre, da 2 x Einwegrichtung aber es geht.

@ tom, das sieht schonmal nicht schlecht aus. Nur weiß tu, ob es auch 100% ohne Störgeräusche funktioniert? 15€ mal so ausgeben kann ich mir leider nicht leisten.

@zucker, vielen Dank für deinen Beitrag. Es erscheint mir als Laie etwas kompliziert, da ich zb einige Formulierungen nicht verstehe und weil ich in dem Beispiel-Bild für 12V keinen Entkopplungskondensator am Ausgang erkennen kann und ich auch nicht weiß, ob der LM386 das so mitmacht.

Bleib vorerst nur die künstliche Erzeugung von +/-15V. Hat damit schon mal jemand Erfahungen, vielleicht sogar mit dem DC/DC-Element von tom?

mhelli schrieb:

Also ich will einen HP/TP-Filter mit der TLC27X-Reihe bauen, aus dem Vorbild des Link mit den Excel-Datenblätter. Siehe Link erster Beitrag. Das gefilterte Signal geht dann an einen LM386 und dann an den Kopfhöhrer. Zu Verfügung stehen einzig und allein 5V aus einem 7805

Moin,

... irgendwie verstehe ich nicht

Was bitte soll ein 24dB LR-Hochpass in einem Kopfhörerverstärker? - Subsonicfilter beim Kopfhörer?

Egal - Du sprichst von "Layout" - meinst Du damit eine vorgegebene Schaltung/Platine mit eben diesem HP-Filter für symmetrische Versorgungsspannung?

Und nochmals - die TLC27x OPV sind speziell für niedrige, einfache Spannungsversorgung geeignet - ebenso wie der LM386.

DC/DC_Wandler/Step-Up Transformer/Ladungspumpen etc. erfordern zusätzliche externe Beschaltung, KnowHow beim Aufbau und sind natürlich teuer.

Hast Du vlt. einen Schaltplan des "Gesamtwerkes" - damit man mal im Zusammenhang sieht, worum es eigentlich geht.

Gruß
Detlef

Zu dem Hochpass kommt noch ein Tiefpass, ergibt ein Bandpass. und das gefiltert soll verstärkt (LM368 bzw Alternative) auf den Kopfhörer ausgegeben werden.

Und nochmals - die TLC27x OPV sind speziell für niedrige, einfache Spannungsversorgung geeignet - ebenso wie der LM386.

Heißt dies, daß ich mit negativer Spannung nicht arbeiten kann bei TLC27x/LM386? So also eine künstliche Masse erzeugt werden muß?


Anbei ein Bild von der Schaltung

Du hast doch die Datenblätter zu den Chipsen?

TLC272: 3...16V
LM386: 4...12V

Ob die max. 16V für den TLC jetzt mit einer Einfachspannung (16V) oder einer Doppelspannung (2x8V) erzeugt werden, ist eher nebensächlich.
Beim LM386 ist zu beachten, das der OUT automatisch auf Ub/2 liegt.

Zum Vergleich: "normale" OPV werden mit max. +-15...22V (30...44V) versorgt.

Ein Bandpass kann u.U. besser mit einer anderen Schaltung aufgebaut werden. Welche Bandbreite/Güte/Dämpfung werden benötigt?

Wie sieht das Eingangssignal aus? (max/min Amplitude, Frequenzbereich, Signalform)

Wo kommt das Eingangssignal her? (Quelle)

... viele Fragen

Gruß
Detlef

Andere Bandpass-Schaltung, hört sich interessant an.
Also gebraucht wird ein Bandpass von ca. 10khz-12,5khz.
Eingang ist ein Piezo-Schallwandler.

Habe ich wieder was falsch gemacht?

mhelli schrieb:

Habe ich wieder was falsch gemacht?

... wieso?

Ist der Piezo-Schallwandler ein Mikro?
Typ des Wandlers?
Wie wird das Eingangssignal aufbereitet?

Wenn ich es mir genau überlege - DU möchtest doch was von uns wissen - und wir müssen Dir alles aus der Nase ziehen

Also bitte: Beschreibe doch einmal Deine Aufgabe/Applikation von vorne bis hinten!

Gruß
Detlef

.. wieso?

weil nichts verwertbares kommt - nur wieder Fragen auf etwas, die nichts mit der Frage nach der Spannungsversorge der OPV bei einer Filterschaltung zu tun hat...wiedermal.


Detlev, mache die bitte die "Mühe" und lese meine geschriebenen Beiträge,da steht alles schon mehrfach beantwortet drin. Mehr gibt es nichts zu sagen, entweder kannst du du damit etwas anfangen oder nicht. Aber mehr schreibe ich jetzt nicht dazu, weil es sonst kein Ende mehr gibt und wir uns nur im Kreis drehen....

Alles klar - aber zu der Versorgungsspannung ist doch schon alles gesagt worden.

Gruß
Detlef

sicher? weil dann weiß ich aber nicht, warum nur du noch das hier

Ist der Piezo-Schallwandler ein Mikro? Typ des Wandlers? Wie wird das Eingangssignal aufbereitet? Wenn ich es mir genau überlege - DU möchtest doch was von uns wissen - und wir müssen Dir alles aus der Nase ziehen Also bitte: Beschreibe doch einmal Deine Aufgabe/Applikation von vorne bis hinten!

geschrieben hast?

Ich vermute (!), dass Deine Applikation in weitestem Sinne mit Messtechnik zu tun hat.

Die Aufbereitung eines Piezosignals benötigt erhöhte Aufmerksamkeit.
Ein kaskadierter 12dB Linkwitz (!) Bandpass (!) ist hier sehr ungewöhnlich.
Der angedachte LM386 ist als Ausgangsverstärker gerade im Bereich >10kHz unbrauchbar (Klirr!).

Zusammen mit der ursprünglichen Frage nach den Ub vermute (!) ich weiterhin, dass Du nicht die größte Erfahrung in der Entwicklung einer Schaltung hast.
Um hier Fehler zu vermeiden, benötigt es etwas Background zur geplanten Anwendung.

Gruß
Detlef

gut, wir tasten uns ran. Das ich keine große Ahnung habe bei Audioeletronik, habe ich ja schon geschrieben. Es scheint also doch kompliziert zu sein, als ich dachte.

Es soll mit einem Piezo-Element Vibrationen/Geräusche von einem Metall-Gehäuse aufgenommen werden. Um Umgebungsgeräusche zu minimieren soll ein Bandpass aktiv werden. Dieser Bandpass (der genaue Frequenzbereich liegt noch nicht fest, wird sich aber zwischen 3kh-14-khz befinden) soll halt als Filterung dienen und möglichst nur diesen Bereich an den LM386 (bzw an einen anderen Kopfhörer-Verstärker)durchlassen. So daß beim Lauschen mit dem Kopfhörer besonders der Bandpassbereich gehört werden kann. So zumindest meine Vorstellung.

Ich bräuchte also eine nutzbare Bandpass-Filterschaltung und eine Kopfhörer-Verstärkerschaltung dazu. Da der Bandpassbereich sich ändert, wäre eine Berechnungsgrundlage nicht schlecht.
Eigentlich dachte ich, daß ich das Piezo-Element an eine Filterschaltung mit dem TLC27X anlege und das Ausgangssignal auf eine Datenblatt-Standart-Schaltung 50-fache Verstärkung vom LM386 lege.
Die Kopfhörerschaltung funktioniert schon. Ich kann also die Geräusche von einem Lüfter/Akkubohrer etc hören, nun fehlt aber die Filterung auf einen bestimmten Grenzbereicht.

Da, so meine Annahme, das Piezo-Element mit der LM386-Schaltung problemlos funktioniert, müßte ein Bandpassfilter mit einem TLC27X auf Basis 5V auch funktionieren, aber weit gefehlt.

Und nun suche ich den entscheidenen Hinweis, warum es bei mir nicht geht. Anbei meine Filtervorlage. Der positive OPV-Eingang ist einmal Masse (bei +/5V Spannungsversorung des OPV) und einmal mit einem Spannungsteiler 2,5V (nur 2x 10k ohne Spannungsfolger).
Die OPV-Schaltung habe ich von dem Program FilterLab von Microtech. Schaltungsfehler schließe ich aus.

Kontrolliere mal die Dimensionierung!

C11=C (!)
C12=C (!)
R11=R1
R12=R2
R13=R3

f=(1/2pi*C)*SQR((R1+R3)/(R1*R2*R3))

A=-R2/(2*R1)

B=1/(pi*R2*C)=f/Q

Q=pi*R2*C*f

Bei Schaltung 1 (+5V single) muss das Wechselsignal über ein C von ca. 1...10µ ausgekoppelt werden.

Tut mir leid, aber mit den Formeln kann ich nicht allzuviel anfangen. Ist es richtig, daß die Kondensatoren die gleiche Kapazität haben müssen?

f=(1/2pi*C)*SQR((R1+R3)/(R1*R2*R3))

bedeuted dies, daß bei R1=68 Ohm R2=27 Ohm R3=68 Ohm bei C=220N eine Frequenz von 11,4Hz als Bandpassfilter entsteht?
Das war es nämlich schon mit einen Frequenzberechnungsfähigkeiten. Was bei den Formal "A", "B" und "Q" ist, verschließt mich mir völlig.

mhelli schrieb:

Ist es richtig, daß die Kondensatoren die gleiche Kapazität haben müssen?

... ja, für die angegebene Dimensionierung

f= Mittenfrequenz des BP
B= (fo-fu) Bandbreite (-3dB) des BP in [Hz]
Q= Güte des BP (Q=f/B)
A= Verstärkung bei f

SQR= Quadratwurzel aus ...

Mit Taschenrechner und etwas Konzentration sollte das gehen ...

Bei den Werten aus Deiner obigen Schaltung kam ich auf f<0,xxx1Hz

also ich habe die Formel mit openoffice-excel nachgebildet. sieht so aus

=((0,5*3,14)*220)*WURZEL((68+68)/(68*27*68))

wo kann da nur der Fehler sein?

Vlt. hätte ich doch mehr Klammern setzen sollen ...

f= (1/(2pi*C))*SQR.... = 23,877kHz

Das f=1 durch 2piRC geht einem irgendwann in Fleisch u. Blut über - es sollen ja [Hz] oder [1/s] rauskommen.

220nF= 220*exp(-9) = 0,000 000 220 [F]

sehr gut, habe den Fehler geändert und auch gleich die anderen Formeln ausprobiert
C=220N
R1=68
R2=27
R3=68

f=23,888kHz
A=-0,2
B=53614,7
Q=0,45

Stimmt das soweit? Wenn ja, dann verstehe ich nicht so recht, wie ich auf einen Bandpassfilter mit ca 2000Hz Breite bei 12kHz kommen kann, da durch das Ändern von RX und C nie in die Nähe komme. Selbst wenn ich mit den Werten von obiger Skizze rechne, liege ich meilenweit vom Wunschergebnis entfernt.

Moin,

Rechengang:

fo= 12kHz
fu= 10kHz
B= 2kHz
f= 11kHz

--> Q=f/B=5,5

C= 330nF

--> R2= Q/(pi*f*C)= ....

A= -0,5

--> R1= R2/(-2A)= R2

Formel für f nach R3 umstellen und mit C,R1,R2,f dann R3 berechnen.

Gruß
Detlef

Ich wollte nur mal melden, daß ich noch an der Sache dran bin. Knobel gerade an der Umstellung.

mhelli schrieb:

Knobel gerade an der Umstellung.

... sind die Würfel schon gefallen?

Detlef

nein leider noch nicht. Ich habe da ein bißchen Nachhilfe, aber momentan stecken wir beide fest. Nun muß ein 3ter ran, der aber nur am WE kann (wenn er überhaupt will..)

Vielleicht könnten wir in der Zwischenzeit klären, welcher Verstärker besser geeignet ist für die Frequenzen zwischen 4KHz-12KHZ als der eigentlich geplante LM386?
Wie sieht es mit einem TDA2030 oder TDA2003 aus?

Der Einfachheit halber wären 9-12V nun doch möglich.

Moin,
den LM386 hatte ich angemeckert, weil mit lt. Datenblatt die Klirrwerte >10kHz zu hoch erschienen.
Warum muss eine Leistungsstufe an den Ausgang? Wenn Du einen Abhör-KH mit R>100 Ohm benutzt, reicht doch ein bipolarer OPA (NE5534 o.ä) - einen Verstärker kannst Du immer noch dranhängen.

Weil ich dachte, daß da ein Kopfhörerverstärker davor muß, weil sonst der Kopfhörer stumm bleibt - falsch gedacht? Es ist halt ein ganz normaler Wald/Wiesenkopfhörer, der benutzt werden soll.

Auch wenn es ein wenig platt klingt, wie würdest du es mit dem NE5534 machen?

Hallo Detlef, ich komme nicht weiter. Kannst du mir bitte helfen?

Wo ist denn jetzt der Hänger?

Die Formel. Trotz vereinter Hilfer ist kein sinnvolles Ergebnis zustand gekommen.

Und dann noch die richtige Einbindung vom NE5534, weil ja der LM386 nicht so praktisch ist in diesem Frequenzbereich.

mhelli schrieb:

Trotz vereinter Hilfer ist kein sinnvolles Ergebnis zustand gekommen.

Info´s zu Verstärkerschaltungen mit OPA findest Du z.B. hier

... ansonsten bitte fragen!

Gruß
Detlef

Na vielen Dank. Unsere Versuche sind nicht einmal ähnlich geworden bei der Umstellung.

Ich habe nun mal versucht nach deinen Vorgaben:

f=11000 HZ
C=0,00000033 N
A=-0,5
Q=5,5
R1=482,5
R2=482,5

Dann kommt bei mir als R3=0,090926 herraus. Arg wenig würde ich sagen. Wo ist nur mein Fehler?

=482,53/(482,53*482,53*(2*3,14*11000*0,00000033)-1)

wäre die Formel in Excel


Die oben gezeigte Version mit dem TLC272 ginge, oder was meinst du mit dem Hinweis auf die Verstärkerschaltungen?

=482,53/(482,53*482,53*((2*3,14*11000*0,00000033)^2)-1)

... wäre die richtige Formel in Excel - Du hast da ein (2pi*f*C)^2 unterschlagen.

Ich habe für C mal 3,3nF (vorher 330nF) gewählt - ergibt dann praktikable Werte für die R´s

Rechengang:

fo= 12kHz
fu= 10kHz
B= 2kHz
f= 11kHz

--> Q=f/B=5,5

C= 3,3nF (Vorgabe)

--> R2= Q/(pi*f*C)= 48k

A= -0,5 (Vorgabe)

--> R1= R2/(-2A)= R2 = 48k

--> R3= .... = 400R

Die R-Werte sind gerundet. Ich würde C sogar noch um den Faktor 10 kleiner wählen (330pF) - wg. besser hochohmig für den TLC

Der Bandpass macht eine Abschwächung des Signals um A=0,5 - zur Ansteuerung brauchst Du eine Bufferstufe mit einem TLC (oder besser) und von der Piezospannung abhängigem Verstärkungsfaktor. Nach dem BP kommt dann ein Impedanzwandler/Endverstärker, der einen hochohmigen KH treiben kann. Bei der niedrigen Versorgungsspannung besser ein einfacher Imp-Wandler zur Ansteuerung einer x-beliebigen Endstufe.

Gruß
Detlef