Vorverstärker

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*xD*
Inventar

#1 erstellt: 05. Jan 2011, 17:05

Hi an das DIY,

ein konkretes Anliegen meinerseits:

Wie der Titel schon verrät, geht es um einen Vorverstärker, allerdings eher im Gerätesinn und nicht um eine Schaltung.

Dies soll zur Ansteuerung einer Endstufe dienen. Das ganze wird in einen Lautsprecher eingebaut, d.h. die Endstufe wird zum Aktivmodul umfunktioniert.

Was jetzt also der Vorverstärker können soll:

-Eingang für symmetrische (XLR) und unsymmetrische (Cinch) Signale, Stereo.
-Paralleler Ausgang (symmetrisch) für den zweiten Lautsprecher, lautstärkegeregelt über den ersten LS.
-Umschaltung zwischen Links, Rechts und Mono (heißt beide Signal gemischt).
-Eine schaltbare Klangregelung, die zwischen PA- und Hifi-Betrieb umschaltet (PA: Lowcut, Hifi: Lowcut + Boost). Folgt anschließend.

Da hab ich mir natürlich schon ein paar Gedanken gemacht und bin nicht auf der faulen Haut gelegen. Lediglich musste ich feststellen, dass ich in Sachen OPA der totale Noob bin und ich die Digitaldenke nicht mehr los werde

(Sorry für die Qualität, ist nur ein Screenshot weil ich als ich das gezeichnet habe nur die Demoversion von dem Programm hatte).

Grundaufbau sollte ja leicht zu durchschauen sein.

Oben das Netzteil, symmetrische +-15V mit 7815/7915 (die 1k hinten dran dienen als Grundlast mit 15mA, da der 7915 anscheinend unbelastet instabil werden kann).

Bei den XLR sieht man den Differenzverstärker, die Werte sind erstmal noch mit Vorsicht zu genießen (oben ist mir die Masse verrutscht, die sollte eigentlich an den Widerstand anschließen).

Die Cinch-Eingänge haben erstmal einen Impedanzwandler mit 22k zur Störunterdrückung bei offenen Anschlüssen und als Last für die Quelle.

Beide werden nachfolgend addiert, daraufhin die Lautstärkeregelung per Stereo-Poti.

Anschließend folgt ein nichtinvertierender Verstärker mit etwa dem Verstärkungsfaktor 2,5, damit soll die am Eingang erforderliche Spannung zur Vollaussteuerung auf ca. 300mV festgelegt werden. Oben und unten ein einfacher Differenztreiber für die Parallelausgänge.

In der Mitte ist der Umschalter für L/R/Mono. Dieser hat 3-Stellungen und ist zweipolig ausgeführt, damit die Addierung der Signale nur bei Mono-Stellung geschieht, um bei Stereo-Betrieb ein Übersprechen zu verhindern.

Naja, so weit, so gut, allerdings tauchen da ein paar Fragen auf, z.B. welcher / welche Opamps geeignet sind.

Standard wäre natürlich der NE5532. Allerdings bin ich mir unsicher, ob das mit den teilweise doch nicht unerheblichen Impedanzen noch funktioniert, oder ob ein FET-OPA benötigt wird, bzw. welcher sich denn überhaupt für die vielfältigen Aufgaben, die hier anstehen eignet.
Dementsprechend würde sich dann vermutlich ja auch die Dimensionierung der Widerstände ändern (müssen).

Vermutlich sollte der Differenzverstärker beim XLR ja auch noch einen Widerstand zwischen - und + erhalten, bin ich mir bei der Dimensionierung aber auch nicht ganz sicher, die original vorgeschlagenen 3,3k finde ich etwas niedrig im Vergleich zu fertigen Geräten (

Link).

Die Klangregelung folgt dann anschließend, jetzt ist erst das dran.

Kay*
Inventar

#2 erstellt: 05. Jan 2011, 17:19

ob das mit den teilweise doch nicht unerheblichen Impedanzen

wo gibt es denn im Bereich 'Audio' "nicht unerheblich (hohe) Impedanzen?

die Pläne vom Richi44 hast du hier im Forum gesehen?

*xD*
Inventar

#3 erstellt: 05. Jan 2011, 17:26

"nicht unerheblich" im Bezug auf den minimalen Wert von 30kOhm, der beim NE 5532 im Datenblatt steht.

Welche?

Kay*
Inventar

#4 erstellt: 05. Jan 2011, 17:50

"nicht unerheblich" im Bezug auf den minimalen Wert von 30kOhm, der beim NE 5532 im Datenblatt steht.

verstehe ich nicht,

daneben habe ich es im Audio-Bereich regulär nicht mit
Quellimpedanzen in der Gegend von 30k zutun.
Genauso gibt's überhaupt keine Grund, und schon gar keinen Vorteil, Schaltungen hochohmiger, als unbedingt nötig
auszulegen
(Rauschen ist meist eher ein Problem als Klirr).

---------
Äh,

was soll denn diese merkwürdige Addition per 10k-Widerständen
am nicht-invert. Eingang von, lass' mich lügen, OP7, OP8?

Willst du unbedingt das Rauschen eines nicht abgeschlossen
Eingangs im Ausgangssignal haben, oder liegt an allen
Eingängen immer ein Signal an?

Ach,
und an den Cinch-Buchsen, bzw. XLR-Ausgängen, liegt
niemals eine HF-Störung an?

Was soll/macht denn dieser 3-polige Schalter in dieser Form?

Welchen Sinn haben denn die 10k vor den nicht-invert.
Eingängen der Ausgangsverstärker?

Die Menschen sind verschieden,
also, wenn das Alles dein Ernst ist...

Mein Vorschlag, gehe erstmal in Klausur

p.s.
die Pläne vom Richi finden sich per Suche nach
"Richi44 Vorverstärker", wenn ich mich nicht irre

p.s.s.
ich bin wohl zublöd, die Zeichnung gross genug und lesbar
auf meinem Monitor zubekommen

--------

Oben das Netzteil

da verwende ich gerne zwei Dioden am Ausgang (Verpol-Schutz)
und je nach kapazitiver Last zwei Dioden, damit sich beim
Ausschalten die Kapazitäten nicht über die Regler entladen.

um bei Stereo-Betrieb ein Übersprechen zu verhindern

Aha, welche Last ist denn angedacht?
(die Widerstandswerte kann ich nicht lesen)

3,3k finde ich etwas niedrig

na, dann nehem doch 10k, wenn's besser in dein Weltbild passt.

22k zur Störunterdrückung bei offenen Anschlüssen
und als Last für die Quelle.

... wohl eher, damit der OP einen Masse-Bezug hat
(nicht weglassen, Masse-Bezug braucht man, sonst floatet der Ausgang).
Störungen unterdrückt man mit Kondensatoren (RC-Filter)
und die Quelle braucht keine Last.

Du siehst, ich habe mal wieder nix besseres zutun

[Beitrag von Kay* am 05. Jan 2011, 19:19 bearbeitet]

*xD*
Inventar

#5 erstellt: 05. Jan 2011, 20:31

Kay* schrieb:

Die Menschen sind verschieden,
also, wenn das Alles dein Ernst ist...

Mein Vorschlag, gehe erstmal in Klausur

Um erst das zu klären: Ich studiere keine Elektronik. Das bisschen an Elektronik was ich schulisch (Digitaltechnik hatte hier deutlich höhere Priorität) gelernt habe, ist für weiterführendes untauglich. Von dem her muss das selbst erlernte und erlernbare reichen. Literaturtipps für OPV nehme ich gerne entgegen.

Kay* schrieb:

mehr als oben fällt mir dazu nicht eine,
ich bin wohl zublöd, die Zeichnung gross genug und lesbar
auf meinem Monitor zubekommen

Hatte ich schon gebeten zu entschuldigen, mangels Speichermöglichkeit war das lediglich ein Screenshot, der in seiner Auflösung dementsprechend begrenzt ist

Kay* schrieb:

p.s.
die Pläne vom Richi finden sich per Suche nach
"Richi44 Vorverstärker", wenn ich mich nicht irre

Du meinst vermutlich

das hier.

Kay* schrieb:

Willst du unbedingt das Rauschen eines nicht abgeschlossen
Eingangs im Ausgangssignal haben, oder liegt an allen
Eingängen immer ein Signal an?

Nein, es liegt nicht an allen Eingängen ein Signal an. Das Rauschen hatte ich nicht als so kritisch eingeschätzt. Dein Alternativvorschlag?

Bezüglich der Addition: Die Begründung also, dass eine Addition per nichtinvertierender Schaltung (genauer: Die Addition per Widerständen und anschließende Impedanzwandlung) nicht möglich ist, ist der fehlende Massebezug, oder was genau? Wie gesagt, das Rauschen des unbeschalteten Eingangs habe ich nicht in Erwägung gezogen.

Kay* schrieb:

Ach,
und an den Cinch-Buchsen, bzw. XLR-Ausgängen, liegt
niemals eine HF-Störung an?

Vielleicht, vielleicht auch nicht. Du meinst ein RC-Filter am Eingang?

Kay* schrieb:

Was soll/macht denn dieser 3-polige Schalter in dieser Form?

Der soll der Umschaltung zwischen Links, Rechts und Mono-Wiedergabe dienen. Danach muss dann die entsprechende Summier bzw. Verstärkerschaltung kommen (da ja lediglich bei Mono-Wiedergabe zwei Signale summiert werden sollen).

Kay* schrieb:

Welchen Sinn haben denn die 10k vor den nicht-invert.
Eingängen der Ausgangsverstärker?

Woran sich einem selbst der Sinn nicht erschließt, das übernimmt man halt mal. Getreu dem theoretisch unendlichen Eingangswiderstand sind sie beim Impedanzwandler wirkungslos, für den nichtinvertierenden Verstärker natürlich ein Teil der Grundschaltung.

Kay* schrieb:

Oben das Netzteil

da verwende ich gerne zwei Dioden am Ausgang (Verpol-Schutz)
und je nach kapazitiver Last zwei Dioden, damit sich beim
Ausschalten die Kapazitäten nicht über die Regler entladen.

Mit den Blockkondensatoren zusammen sollte die Kapazität nach dem Regler unter 15µF liegen. Verpolschutz hielt ich angesichts eines festen Einbaus für unnötig.
Du meinst eine Rückflussdiode und noch eine parallel zum Widerstand?

Kay* schrieb:

3,3k finde ich etwas niedrig

na, dann nehem doch 10k, wenn's besser in dein Weltbild passt.

Das ist kontraproduktiv.

Du siehst, ich habe mal wieder nix besseres zutun

Das bleibt wohl dir überlassen

Lesbarer und verbesserter Schaltplan bis hierhin folgt gleich.

[Beitrag von *xD* am 05. Jan 2011, 21:02 bearbeitet]

Kay*
Inventar

#6 erstellt: 05. Jan 2011, 21:45

Also, vorneweg, ich habe mir oben mal so zum Spass alles
herausgesucht, was man problematisieren könnte
- nicht muss -.

Literaturtipps für OPV nehme ich gerne entgegen.

da gab es unter

www.ti.com ein ganzes Buch zur OPV-Technik
zum kostenlosen Downlaod. Ich finde gerade den Titel nicht.
Es ist aber nicht audio-spezifisch!

Dein Alternativvorschlag?

hängt davon, ob ich den Sinn verstehe,
willst du mischen oder brauchste zwei Eingänge?
Ich gehe vom zweiten Fall aus.
Da wäre ein einfacher Masse-Schalter günstiger,
auch um Aufwand zusparen.
Guckst du hier:

...
und der Schutz gegen HF fehlt, Böse, Böse

Das bei dir alles dc-gekoppelt ist, ist (reflektierte)
Absicht?

Grundsätzlich sollte man alle Ein-und Ausgänge
wenigstens optional mit RC-Tiefpass-Filtern
1.Ordnung beschalten (können, wenn du 'ne Platte machst).

Woran sich einem selbst der Sinn nicht erschließt, das
übernimmt man halt mal.

gut, nur ich hätte hier, wenn es denn Sinn geben soll,
statt 10k 5k1 genommen (oder den R gleich weggelassen),
da der Invert. Eingang mit 2x 10k "parallel" beschaltet
ist.

Verpolschutz hielt ich angesichts eines festen Einbaus
für unnötig.

Dieses ist ein echter Denkfehler. ES gibt Fälle, wo eine
OP-Schaltung Mist baut (Elektor sprach wohl von
parasitären Thyristoren und die Schaltung "spinnt"
manchmal nach dem Einschalten.
Ist mir auch schon mal passiert)

Das ist kontraproduktiv.

Wieso? Gefällt dir 10k nicht?

--------------------------------
Da die Party jetzt gerade gut am Laufen ist,
"Digitaltechnik" ?
wohl eher theoretische (Digital-) Technik

Alles ist analog
Selbst ein einfacher Lichtschalter macht mehr, als
das Licht ein- und auszuschalten
...
und da wären wir dann wieder bei den
RC-Tiefpass-Filtern 1.Ordnung

[Beitrag von Kay* am 05. Jan 2011, 21:52 bearbeitet]

*xD*
Inventar

#7 erstellt: 06. Jan 2011, 16:37

So, ein neuer Versuch:

Geändert wurden:

-Rückflussschutzdioden für die Regler (D5, D6)
-Dioden zur Entladung nach Abschaltung (D1, D2)
-Verpolungsschutzdioden (D3, D4)

Die Eingangsbeschaltung hab ich mal aus deinem Bild übernommen.

C14 und C15 zur DC-Entkopplung, fc bei ca. 25Hz oder tiefer.

R5/C13 und R6/C12 als Tiefpass, fc bei ca. 45khz.

Nachfolgend die Lautstärkeregelung, auf 4,7K reduziert.

Anschließend die Verstärkung mit Faktor 2,49.

Die XLR-Treiber habe ich jetzt komplett übernommen (außer Strombegrenzungswiderstände auf 75 Ohm reduziert). Der Sinn von R13 ist mir aber immer noch nicht wirklich klar.

Anschließend der Summierverstärker bzw. invertierende Verstärker mit Faktor 1, je nach Schalterstellung (Stellung 2 Mono, sonst L oder R).

Kay* schrieb:

Da die Party jetzt gerade gut am Laufen ist,
"Digitaltechnik" ?
wohl eher theoretische (Digital-) Technik

Alles ist analog
Selbst ein einfacher Lichtschalter macht mehr, als
das Licht ein- und auszuschalten
...
und da wären wir dann wieder bei den
RC-Tiefpass-Filtern 1.Ordnung ;)

Naja, da hat das mit dem Baustein-Prinzip gut funktioniert

[Beitrag von *xD* am 06. Jan 2011, 18:17 bearbeitet]

Kay*
Inventar

#8 erstellt: 06. Jan 2011, 17:59

Naja, da hat das mit dem Baustein-Prinzip gut funktioniert

na ja,
wie gesagt, ein Lichtschalter schaltet auch das Licht

das war's

Op Amps for Everyone Design Guide (Rev. B), slod006b - TI.com

http://focus-webapps...amps&statusCode=null

He Moderator,
pinne den Link doch mal irgendwo oben an.
Grundlagen brauchen viele Menschen

[Beitrag von Kay* am 06. Jan 2011, 18:15 bearbeitet]

Kay*
Inventar

#9 erstellt: 06. Jan 2011, 20:05

Die XLR-Treiber habe ich jetzt komplett übernommen

1. ist es kein XLR-Treiber
2. ist der parallel liegende OP nur notwendig, wenn man
Mono/Stereo umschalten will.
3. 7P = 6p8 (6,8pF) du darfst auch 10p nehmen
4. kann man HF nur schwer durch einen C zwischen invert-In
und Masse bekämpfen. Weitere Infos finden sich in den
Datenblättern zu den einschlägig verdächtigen
"Analog Balanced/Differential Line Drivers/Receivers"
z.B. TI, Analog, Thatcorp
Ich arbeite gerade wieder an einem Rechner, wo die
Datenblätter nicht drauf sind.
ESP, project 1, Figure 2 hat eine sinnvolle Eingangs-
beschaltung. Der von dir bemängelte optionale 3k3
wird im Text begründet.
5. wenn spezieller OP, dann siehe Alternative

R5/C13 und R6/C12 als Tiefpass, fc bei ca. 45khz

Was willste filtern,
dass Audio-Signal oder die HF-Einstrahl-Störungen?

Manchmal lohnt es sich doch!
Ich bin gerade darauf gestossen, dass amerikanische
Hersteller die XLR-Steckverbinder mitunter anders numerieren,
als die vorhandene Nummerierung meiner XLR-Steckverbindern.

*xD*
Inventar

#10 erstellt: 06. Jan 2011, 21:28

1. Ich meine die Ausgangsbeschaltung

2. OP1 meinst du?
3. Hatte erst nur bei Folien geschaut, Keramik gibts in passender Größe.
4. Das mit den 3,3k hatte ich gelesen. Daraus schließe ich aber auch, dass der Wert nicht sonderlich kritisch ist.

R5/C13 und R6/C12 als Tiefpass, fc bei ca. 45khz

Was willste filtern,
dass Audio-Signal oder die HF-Einstrahl-Störungen?

Ich weiß, dass das niedrig angesetzt ist, und schon bei 20khz rum rauszieht. Da der LS, der letztendlich hinten dran hängt, aber ab 17khz schlagartig um ca. 20db einbricht, sind die 0,x db nicht so schlimm

Mit der ESP-Beschaltung landet man bei 72khz, das passt dann.

Manchmal lohnt es sich doch!
Ich bin gerade darauf gestossen, dass amerikanische
Hersteller die XLR-Steckverbinder mitunter anders numerieren,
als die vorhandene Nummerierung meiner XLR-Steckverbindern.

Jup, bzw. da ist dann Pin 2 - und Pin 3 +.

Kay*
Inventar

#11 erstellt: 06. Jan 2011, 21:35

#2. OP1 meinst du?
ja

#4. Das mit den 3,3k hatte ich gelesen. Daraus schließe ich
#aber auch, dass der Wert nicht sonderlich kritisch ist.
Eben

wenn man Audio filtern will, macht man es dort, wo die Bedingungen definiert sind

wenn man Störungen filtern will, kommt's meist auf ein paar 100kHz mehr oder weniger nicht an