Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : (Audio): Vorverstärker mit OP und Single-Supply
Hallo,
ich stehe gerade auf dem Schlauch. Ich benötige einen Vorverstärker für ein Audio-Signal, bei dem man an zwei Stellen die Lautstärke regeln können soll. Folgendes habe ich mir ausgedacht, bin mir aber nicht sicher, ob es funktioniert:
22700
Die Lautstärke an P2 muss nur maximal so laut gehen, wie an P1 eingestellt ist.
Viele Grüße
Andreas
Besserwessi
05.07.2012, 19:28
Die Verstärkerschaltung ist so ausgelegt, dass auch die Gleichspannung verstärkt wird - auch lässt sich so die Verstärkung nur auf relativ hohe Werte (10 fach und mehr) einstellen. Da müsste eher der Widerstand an die andere Seite des Potis, um die maximale Verstärkung zu begrenzen. Gegen die Verstärkung der Gleichspannung wäre es z.B. Ausreichend wenn die Poties nicht direkt nach GND, sondern über einen Kondensator/Elko nach GND gehen.
Bei 2 Verstärkerstufen ist es oft günstig eine der Stufen invertierend aufzubauen. Das reduziert die Gefahr von Schwingungen durch Rückkopplung etwas, und der Invertierende Verstärker koppelt keine Störungen in die Hilfsspannung ein - bei der Gezeigten Schaltung könnte das schon kritisch werden.
Der LM324 ist nicht gerade für Audio geeignet - die meisten anderen Typen sind besser.
Guten Morgen Besserwessi,
danke für deine Antwort. Ich bin nicht mehr so ganz fit, was Analogschaltungen angeht. Kann ich mit dieser Grundschaltung die Lautstärke überhaupt auf 0 Regeln? Ich glaube dafür wäre bei beiden Schaltungen ein invertierender Verstärker nötig oder?
Das würde bedeuten nicht invertierter Eingang des OP (+) auf Masse (über einen Kondensator?)
Das Eingangssignal dann über einen Widerstand (z.B. R4) an den invertierenden Eingang, und das Poti dann als Rückkoppelwiderstand zwischen Ausgang und invertierenden Eingang oder?
Ich stehe etwas auf dem Schlauch wegen der virtuellen Masse. Könnte ich das Poti auch als Spannungsteiler einsetzen, also Signal-Eingang über den 1µF Entkoppel-Kondensator in Reihe. Von dort dann über 100k die virtuelle Masse eingekoppelt und auf das eine Ende des Potis. Das andere Ende des Potis dann auf GND (oder die virtuelle Masse, über einen Elko?) und den Schleifer an den OP als Impedanzwandler ohne weitere Verstärkungs-Beschaltung?
Das mit dem LM324 weiß ich. Ich habe den nur schnell aus der Bibliothek gezogen, weil kein anderer angelegt war. Ich habe im Schubfach noch LM833 (oder LM883?) liegen. Die sind Pinkompatibel und perfekt für Audio.
Viele Grüße
Andreas
Besserwessi
06.07.2012, 09:27
So wie gezeigt, kann man die Verstärkung nicht bis 0 regeln. Die passende Schaltung dafür wäre als Spannungsteiler gegen Masse, also vor dem eigentlichen Verstärker. Den ersten Poti könnte man ggf. direkt am Eingang haben - die meisten Quellen sollten einen 10 K Poti treiben können. Danach käme dann ein Kondensator zur Abtrennung der Gleichspannung und dann die Verstärkung ggf. auch nur Impedanzwandler. Die 2te Stufe kann dann genau so aussehen - falls Verstärkung nötig ist, würde ich da invertierende Verstärkung vorsehen, das belastet die Virtuelle Masse weniger. Die dadurch entstehende kleine Nichtlinearität bei den Potistellungen kann ggf. auch positiv sein.
Hallo Besserwessi,
erst mal Danke für deine Erläuterungen bis jetzt. Ich habe die Schaltung nach deinen Vorschlägen umgezeichnet. Verstärkung brauche ich hier eigentlich keine, deshalb die OPs nur als Impedanzwandler. Ich weiß nicht, welche Quelle dran kommt, deshalb am Eingang vorsichtshalber auch nur ein Impedanzwandler:
22743
Wird das so funktionieren?
Viele Grüße
Andreas
Nachtrag: Würde es Sinn machen, die virtuelle Masse ebenfalls über einen OP "Impedanzzuwandeln?"
Hallo!
Es wird schon funktionieren, aber wegen an Potis angelegter Gleichspannung "+REF", werden sie beim drehen stark "kratzen". Eine einfachste Lösung nur für Verstärkung Ku = 1, die der Besserwessi vorgeschlagen hat, habe ich skizziert. Sonst werden für Ku > 1 noch zusätzliche Kondensatoren benötigt. ;)
Impedanzwandler bei R16 = 100k und Spannungsteiler z.B. 2 mal 10k + Elko an GND scheint mir unnötig zu sein.
REF+
o
| +------+ +------+ +------+
.-. | VCC | | VCC | | VCC |
R16| | | + | | + | | + |
100k| | | |\| | | |\| | | |\| |
'-' +-|-\ | +-|-\ | +-|-\ | ||
|| | | >-+----+ | >-+----+ | >-+-||-+
>-||-+----|+/ | +-|+/ | +-|+/ || |
|| |/| .-. | |/| .-. | |/| .-.
=== P1.2| |<-+ === P3| |<-+ === | |Last
C15 GND 10k| | GND 10k| | GND | |
1µ '-' '-' '-'
| | |
C16--- C17--- ===
1µ --- 1µ --- GND
| |
=== ===
GND GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Guten Morgen,
dann habe ich den Text von Besserwessi wohl irgendwie falsch verstanden. Danke für die Berichtigung!
Viele Grüße
Andreas
Hier noch mal die korrigierte Version:
22749
Danach kommt wieder eine OP-Stufe, die dann die Leistungsverstärkung übernimmt, deshalb noch mal die Einkopplung von +Ref. Da ich jetzt 3 OP-Stufen brauche, wäre eh ein OP übrig um die +Ref zu Buffern. Schaden kann das nicht oder? Immerhin habe ich jetzt schon 4x 100k Belastung. (Das ganze gibts bei Stereo ja zwei mal)
Viele Grüße
Andreas
Hallo!
Die korriegierte Version ist perfekt und bei so vielen Widerständen und freiem OPV der +REF Puffer auch ! :D
Dann werde ich das mal so fertig zeichnen und probieren. Danke für die Hilfe!
Hallo,
das Projekt ist mittlerweile auf Lochraster aufgebaut und ich bin am In-Betriebnehmen. Leider gibt es Probleme. Die Schaltung wurde noch durch eine Leistungs-OP-Stufe erweitert, um das Ausgangssignel zu verstärken:
22955
Diese Schaltung ist zwei mal aufgebaut (Stereo). Ich habe bis jetzt nur die Versorgungsspannung (ca. 12V DC) angelegt. Der eine Kanal verhält sich gut, ich messe überall ca. 6V an den OP Ein- und Ausgängen und die Ausgangsspannung zwischen X3 Pin 3 und 4 ist 0V. Eingangssignal habe ich noch keins angelegt.
Wenn ich den zweiten Kanal (im Schaltplan dargestellt) mit Strom versorge geht der Stromzeiger meines Netzgeräts innerhalb von ca. 2 Sekunden auf über 1,5A und dann habe ich erst mal die Strombegrenzung eingestellt. Da der Strom recht langsam steigt scheint es kein direkter Kurzschluß zu sein. Ich vermute irgendwas schwingt sich da ein.
Ich habe nun herausgefunden, dass der Stromverbrauch nicht ansteigt wenn ich von N6 die Stromversorgung entferne (nur + abgelötet). Wenn ich die Schaltungen messe haben beide Kanäle bis zu den Eingängen von N6 die gleichen Werte.
Ich bin leider kein Experte bei analogen Schaltungen, weshalb ich jetzt nur durch herumprobieren weiter komme würde.
Das Problem ist, dass ich nichts kaputt machen will und mit dem hohen Stromverbrauch die Schaltung immer nur kurz laufen lassen möchte. Wie gehe ich am besten vor?
Die Schaltpläne der beiden Kanäle habe ich in Eagle kopiert, es sollte also ein Planungsfehler ausgeschlossen sein. Kurzschlüsse im interessanten Bereich habe ich natürlich schon gesucht und nichts gefunden. Ich habe auch die Verlötung mit meiner Eagle-Vorlage verglichen und keinen Verdrahtungsfehler feststellen können.
Aber ihr wisst ja wie schnell man bei sowas seine eigenen Fehler übersieht.
Also: Wie geht man in so einem Fall am besten vor? Ein Oszi ist vorhanden. Wie lange und bei welcher Strombegrenzung kann ich die Schaltung laufen lassen ohne dass ich Angst um die Bauteile haben muss?
Viele Grüße
Andreas
021aet04
04.08.2012, 17:31
Das Bild ist sehr klein. Kannst du es größer posten?
Wie weit kannst du die Strombegrenzung herunterregeln? Ich würde max. ca. 100mA einstellen und dann testen. Wieviele Kanäle hat dein Oszi? Du kannst die Eingänge und Ausgänge der OPs prüfen. So kannst du feststellen ob es Schwingt oder nicht.
MfG Hannes
Vor allem, wenn man ausreichende Messgeräte schon hat, würde ich, so wie der 021aet04 schon schrieb, mehr messen als vermuten.
Ich vermute z.B. verpolte Dioden, die Schaltung ist aber bei dir. ;)
Guten Morgen,
das Bild ist leider beim Upload verkleinert worden, vorher war alles sehr gut zu erkennen. Aber ich hänge noch mal einen Zoom der Endstufenschaltung an.
Das Oszi hat nur einen Kanal und ist richtig alt, aber es tut noch seinen Dienst. Schwinger habe ich nicht feststellen können. Überall war schön Gleichspannung zu sehen, bis auf ein paar mV Dreieckspannung, die aber vom Netzteil in der Strombegrenzung kommt. Die Bestückung und speziell die Polarität der Dioden habe ich noch mal genauestens überprüft. Da stimmt alles.
Der betroffene Schaltungsteil ist ja recht übersichtlich. Vor R25 liegt Ub/2 an, das habe ich gemesen. Sogar am Ausgang liegt Ub/2 an, wie bei allen anderen Kanälen auch.
Ich habe dann wie gesagt rumprobiert, und wenn ich die Verbindung zwischen R28 und C21 auftrenne ist der Stromverbrauch normal. Das müsste aber doch wieder mehr für die Theorie des Schwingens sprechen oder? Wer kann mir einen Tipp geben, wo ich was messen sollte (in welchem Messbereich), um dem Fehler auf die Schliche zu kommen?
Viele Grüße
Andreas
22968
Hier mal ein Bild vom Layout, vielleicht habe ich da ja einen gravierenden Fehler gemacht, der die Schaltung zum Schwingen anregt:
Die Signale von links oben:
Referenz (Ub/2)
GND
+Ub
Unten rechts geht das Signal zur Ausgangsklemme. Und Oben rechts sieht man noch den halben N5, von dem das Eingangssignel für die letzte Stufe kommt.
22969
021aet04
06.08.2012, 08:01
Könnte es sein das C21 einen Kurzschluss hat? Das würde einen sehr hohen Stromverbrauch verursachen.
MfG Hannes
Noch ein Nachtrag: Ich habe gerade mal den Frequenzgenerator aus dem Schrank geholt und einen Sinus an den Eingang gegeben. Das Ausgangssignal sieht sehr sauber aus. Langsam kann ich mir den Fehler nicht mehr erklären. Sobald ich die zwei Pins zwischen R28 und C21 überbrücke geht das Netzteil in die Strombegrenzung.
...und ich habe gerade festgestellt, dass ich die Potis falsch herum eingebaut habe. 0V ist Linksanschlag und volle Lautstärke ist Rechtsanschlag...
021aet04
06.08.2012, 08:43
Du überbrückst R28 und C21? Das ist eion Kurzschluss. So könntest du den OP zerstören. Bevor du durch testen die ganze Schaltung zerstörst würde ich dir raten zu Messen. Nimm ein Ohmmeter und miss den Widerstand zwischen Ausgang des OP und Masse, damit du einen Kurzschluss von C21 ausschließen kannst.
MfG Hannes
Hallo Hannes,
C21 hat keinen Kurzschluß, das habe ich vergessen zu erwähnen, weil es eigentlich logisch ist in diesem Fall das zuerst zu überprüfen. :-) Mit dem Multimeter wird mir ein sehr hochohmiger Wert angezeigt.
Und das mit dem Überbrücken war wohl auch etwas ungünstig ausgedrückt. Ich überbrücke die vorher getrennte Verbindung zwischen R28 und C21, stelle also den Zustand laut Schaltplan wieder her und dann geht das Netzteil innerhalb von 2 Sekunden wieder in die Strombegrenzung.
Zusammengefasst: R18 gemessen: 1,1 Ohm. C21 gemessen: Hochohmig, andere Seite von C21 gegen GND gemessen: Niederohmig. Die Schaltung auf Kurzschlüsse und Unterbrechungen speziell im Bereich um R18 und C21 geprüft und alles ist sauber.
Wenn ich zwischen R18 und C21 auftrenne scheint alles perfekt zu funktioniern. Die Verstärkung funktioniert einwandfrei. Stelle ich die Verbindung wieder her geht der Stromverbrauch der Schaltung beliebig nach oben.
Mit dem Oszi habe ich keine Schwingungen, bis auf oben genannte Dreieck-Spannung von der Strombegrenzung messen können. Wo schlagt ihr vor mit welchen Einstellungen zu messen um dem Fehler auf die Schliche zu kommen?
Viele Grüße
Andreas
Hier mal der entsprechende Schaltungsteil in "Real":
22970
Und die Lötseite, ich glaube groben Pfusch kann man ausschließen. R18 und C21 habe ich mal eingezeichnet:
22971
Bei mir hat sich bisher immer bewährt, dass Neuaufbau einer Schaltung bzw. des Fragments mit unaffindbaren Fehler am schnellsten ist. Natürlich nur, wenn man sie stufenweise mit sofortger Überprüfung in Richtung von Ausgang zum Eingang aufbaut. ;)
021aet04
07.08.2012, 08:22
Versuche statt des 1Ohm Widerstandes einen größeren zu nehmen (z.B. 1k). Damit kannst du herausfinden ob es zu Schwingungen kommt.
Damit du ausschließen kannst das der OP einen Fehler hat könntest du diese untereinander tauschen.
Ansonsten hat schon Picture einen Tip gegeben. Neu aufbauen.
MfG Hannes
Guten Morgen,
ich habe die vorgeschlagenen 1kOhm probiert, da passt alles. Auch mit 10 Ohm anstatt 1 Ohm läuft noch alles normal. Ich habe auch mal die 220nF zu 1µF getauscht, aber da geht das Netzteil wieder in die Begrenzung.
Mit einen Lautsprecher als Last habe ich auch getestet. An beiden Kanälen und beide funktionieren einwandfrei. Ich bin geneigt die RC-Kombination einfach wegzulassen, bevor ich neu aufbaue...
Die mit dem Oszi gemessene Ausgangsspannung schaut wunderschön und perfekt aus, auch mit Lautsprecher als Last.
Was meint ihr?
Viele Grüße
Andreas
021aet04
07.08.2012, 09:20
Wenn es so funktioniert kannst du es einfach weglassen. Im Dauerbetrieb zeigt es sich dann ob es funktioniert oder ob man es ändern muss.
Du könntest zur Sicherheit eine Polyfuse einsetzen. Das ist eine Rückstellbare Sicherung. Wenn diese durch den Strom zu warm wird öffnet sie den Stromkreis, wenn alles wieder passt schaltet sie den SK automatisch wieder dazu.
MfG Hannes
Hallo!
Für mich scheint dein 1 µF Kondensator keine ausreichende Isolation (Dielektrikumschicht) zu haben. Man darf es nicht vergessen, dass lange Zeit ohne Spannung verbleibende Elkos meistens lange Formatierung (aufbau der in spannungslosem Zustand verlorener Dielektrikumschicht durch Elektrolyse) mit langsam erhöhbaren Spannung bei Kontrolle durchfliessendes Stroms benötigen könnten, wenn sie nicht durch Umpolung zerstört sind. ;)
Hallo,
das war so einer: http://www.reichelt.de/Wima-MKS-2/MKS-2-1-0-/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=12330;GROUPID= 3153;artnr=MKS-2+1%2C0%C2%B5;SID=12ThPvwn8AAAIAAElWEJ065035af5a5c e13cabb40d5ad6477981b
Also nichts mit veroplen. Und der war nagelneu. Trotzdem danke fürs mitdenken. Aber ich hänge morgen auch gerne noch mal einen anderen C dran.
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