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Thema: Verstärkerschaltung - Verständnisfrage

  1. #1
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    Verstärkerschaltung - Verständnisfrage

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    Hallo zusammen,

    ich habe mich heute ein wenig mit Audioverstärkerschaltungen beschäftigt und bin unter anderen auf folgende (erste im Dokument) Schaltung gestoßen:
    http://www.epanorama.net/schematicsf...0Amplifier.pdf

    Jetzt versuche ich die Schaltung zu verstehen und dabei stellen sich mir folgende Fragen: Warum wird am Signal-Input ein Kondensator eingesetzt? Der müsste doch wie ein Hochpass wirken, weil dessen Widerstand sich nach R = 1/jwC ändert, oder? Wenn ich die Schaltung in LTSpice simuliere, bekomme ich aber nach Entfernen des Kondensators überhaupt keine Verstärkung mehr. Der Spannungsabfall am Kondensator scheint trotzdem immer 0V zu sein.

    Generell ist die Schaltung nicht besonders stabil in der Verstärkung, zumindest in LTSpice. Ich habe die Schaltung und die Übertragungsfunktion in einer PDF angehängt: 8W-ampl.pdf. Ist das evtl. so gewollt?

    Könnte mir jemand in ein paar Stichworten die Funktion der Bauteile erklären?

    Vielen Dank schonmal,
    Philipp

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Hallo,
    die Kondensatoren entkoppeln den Eingang von der DC-Spannung des Verstärkers. Es handelt sich ja, wenn ich es richtig sehe, um einen single supply OP. D.h. am Eingang liegt eine DC-Spannung, auf der das Audiosignal über den Kondensator aufgekoppelt wird. Der Kondensator muss natürlich so bemessen sein, dass die untere Grenzfrequenz ausreichend tief ist.
    Kann es sein, das bei deiner Spice Simu pos. und neg. Verstärkereingang vertauscht sind ?

    MfG
    Manu
    "Ja, diese Knusperflocken sind aus künstlicher Gans und diese Innereien aus künstlichen Täubchen
    und sogar diese Äpfel sehen unecht aus aber wenigstens sind ein paar Sternchen drauf..."

  3. #3
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    Hey,

    du hast recht Ich habe die korrigierte Variante inkl. Diagramm wieder hier angehängt: 8W-ampl.pdf.

    Was machen denn die beiden anderen Kondensatoren? Ich schätze, die nehmen ebenso die Gleichspannungsanteile, oder? Wenn ich mir die wegdenke, siehts sehr nach einem nichtinvertierenden Verstärker aus. Mal davon abgesehen ist nach der Korrektur die Verstärkung aber nicht gerade das wahre, oder? Die Leistung ist am Ausgang sehr niedrig

    Danke und lG,
    Philipp

    Edit: Ich frage mich wirklich, warum die Schaltung nicht mehr funktioniert,wenn man den Eingangskondensator entfernt. Wenn der nur Gleichspannungsanteile filter, sollte er doch in der Simulation eh unwichtig sein,oder?
    Geändert von philn (04.08.2011 um 11:15 Uhr)

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Hallo,
    ist den das Spice Modell das richtige? Ein "normaler" OP hat natürlich nicht so einen hohen Ausgangsstrom. Außerdem muss man beachten ob der OP auch für single Supply geeignet ist.
    Warum möchtes Du auf den Kondensator verzichten? Der Gleichspannunsganteil ist erforderlich, da der single supply OP keine negativen Spannungen verstärken kann.

    MfG
    Manu
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  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    man könnte aber einen Spannungsoffset einbauen um quasi bei 1/2 VCC eine 0-verstärkung zu haben und bei VCC bzw. 0V die extrema am Ausgang haben

    ich Frage mich schon das ganze Topic lang, wofür das gedacht ist, wenn es ein DC verstärker werden soll wird das so eh nix, wenn es nur am Simulator liegt, vll. mal statt transient mal AC Sweep nehmen und natürlich ne AC Quelle!

    ich hab jetzt nur mal ins blaue geschossen, da mir die infos fehlen ^^
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen können binär zählen, die anderen
    nicht.

  6. #6
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    also, wie ich das sehe sollte am OP-Eingang eigentlich n Spannungsteiler 1:irgendwas ... evtl. am Einfachsten n Poti ... für n DC-Offset (je nach Amplitude des Eingangssignals, DCoffset = Max_Aplitude / 2) rein kommen, sonst kann der nach meinem Verständnis mit floatendem Eingang nicht richtig funktionieren. Dann gibt sich am Ausgang im Leerlauf entsprechend auch n DC-Offset, abhängig vom Verstärkungsfaktor, das dann wie in der Schaltung realisiert per C ausgekoppelt wird. Das wird gemacht um keinen permanenten Stromfluss durch den Lautsprecher zu
    Haben bzw. den DC-Strom auszukoppeln.
    Ich kenn den LM383 jetzt nicht in Person, aber 8W kommt mir viel vor für nen OpAmp ... evtl könnt man ihm nen Treibertransistor am Ausgang spendieren ...
    oder nen Zweiten als Impedanzwandler mit Treibertransistor (ist einfacher zu rechnen) ....
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  7. #7
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    Der LM383 ist kein OP, nur ähnlich. Das ist halt ein typisches altes Audio-Verstärker IC für ein Autoradio. Die normalen OPs gegen z.B. nicht mit dem Kondensator direkt vor dem Eingang, weil da ein definierter DC Pegel fehlt. Der LM383 sorgt intern für den DC Pegel.

    Der Schaltplan ist auch nicht so doll. Der Kondensator am Ausgang gegen GND braucht vermutlich noch einen Widerstand von ca. 1 Ohm in Reihe. Da sollte man sich lieber das Datenblatt zu dem IC anschauen, als so einem Plan aus dem Netz zu trauen.

    p.s.: der LM383 ist auch nicht mehr wirklich aktuell - da fehlt z.B. ein brauchbarer Überlastschutz.

  8. #8
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    Hallo zusammen,

    vielen Dank für die Infos. Ich will mir einen tragbaren Verstärker inkl. Box bauen und hab mich deswegen mit der Schaltung beschäftigt. Das hauptsächliche Anliegen war, die Schaltung zu verstehen. Ich wollte halt wissen, wofür jedes Bauteil zuständig ist.
    Mein Fazit: Die Kondensatoren filtern die Gleichspannungsanteile. Für die Wechselspannung sind sie keine Hindernisse, weil Eingangswiderstand vom LM383 >> |Z_kondensator|

    Der LM383 ist ja, wie Besserwessi gesagt hat, ziemlich veraltet. Ich habe mir nun einen TDA2030 gekauft, schau mir mal die Typical-Application-Schaltung vom Datenblatt an.

  9. #9
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    So, ein paar Tage später, ein paar neue Fragen:
    schaut euch mal bitte den Anhang an: TDA2030A_ssupply.pdf. Da handelt es sich um die Single-Supply-Schaltung für den TDA 2030. Sehe ich das richtig, dass die Widerstände am Eingang ein Spannungsoffset einfügen, damit der OpAmp nur positive Spannung serviert bekommt? Das würde dann ja bedeuten, dass nur positive Auslenkungen am Lautsprecher ausgegeben werden, d.h. die Amplitude der Membran habliert sich, oder? Wäre es da nicht besser, die Dual-Supply-Schaltung mit einer virtuellen Masse aufzubauen? Die Quelle vielleicht wie der obere Teil dieser Schaltung.

    Was bringen eigentlich die Dioden in der SSply-Schaltung? Helfen Spannung wiederaufbauen, falls die Batterie nach Spitzenbelastung einbricht?

    Danke und Gruß,
    Philipp

  10. #10
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    Die beiden Widerstände am Eingang sind so was ähnliches wie eine virtuelle Masse, nur halt nicht belastbar. Der Verstärker wird schon auch beide Halbwellen verstärken. Der Elko an Ausgang sorgt dafür das der Lautsprechern nur Wechselspannung abbekommt. Mit einer virtuellen Masse oder der Dualen Spannungsversorgung spart man sich im wesentlichen den Elko am Ausgang.

    Die Dioden sind mehr als Freilaufdioden, als Schutz für den Verstärker zu sehen. Im Normalfall haben die keine Funktion - nur beim Ausschalten im falschen Augenblick könnten sie mal gebraucht werden.

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