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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audiofähigkeit eines Operationsverstärkers erkennen


Autor: A. R. (redegle)
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HI

Also wie der Topic schon sagt.
Ich wollte Fragen woran man in einem Datenblatt eines 
Operationsverstärkes erkennt ob dieser Audiofähig ist oder nicht.
Also ob er überhaupt in der Lage ist mit den Frequenzen klar zu kommen.

Gibt es da irgenwelche Grenzwerte die überschritten werden müssen?

Z.B. der Menschliche Höhrbereich liegt zwischen 16 Hz und 19 kHz laut 
Wikipedia.

Muss ich dann nach 19kHz schauen oder muss das mehr sein?

Z.B: Könnte ich den L2720 benutzen um ne einfache Verstärkerschaltung zu 
bauen.

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroe...

Autor: A. R. (redegle)
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Ich hab mich jetst so weit eingelesen das die Slew Rate angibt wie 
schnell ein Operationsverstärker ist und das die Frequenz aberhängig von 
der Slew Rate und der Höhe der Spannungänderung ist.

Ich hab jetst so weit gerechnet, dass ich bei einer Spannung von 16V und 
einer Slew Rate von 2V/µs in der Lage sein müsste eine Frequenz von 
20kHz zu erzeugen.

Das hieße wenn ich nicht über diese 16V komme müsste ich in der Lage 
sein ein vernünftiges Signal zu bekommen.

Kann das irgendjemand so weit bestätigen?

Autor: Ulli Vex (vex)
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Hallo

Du redest ja nur von der Slew Rate und das es für Audio reichen sollte.
Ich kann Dir aber versichern, das bestimmt jeder Op-Amp Audio kann also 
egal welchen Typ Du da nimmst. Viel wichtiger in diesen Zusammenhang 
wären da Eingangsimpedanz, Leerlaufverstärkung, Signal Rausch Abstand, 
Klirrfaktor, Gleichtaktunterdrückung usw. usw.....

Gruß Ulli

Autor: kommutator (Gast)
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Da kann ich Ulli nur Recht geben:

Du wirst kaum einen OpAmp finden der nicht Audio-Fähig ist, aber bei 
allen anderen Parametern gibt es grosse Unterschiede.

In ganz vielen älteren HiFi- und sogar in richtig teurem 
Studio-Equipment steckt zB. der NJM4560 ( 
http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDownloadMedia.... ) von 
New Japan Radio. Total billig, mäßige Daten aber trotzdem in jedem 
älteren Kenwood, JVC, Technics - Equipment. Der schafft tatsächlich 
sogar Studio-Audio.

Zum Glück ist er pinkompatibel zum OPA2604 von Burr-Brown, der 
wesentlich bessere Daten hat (auch wenn er schon längst nicht mehr state 
of the art ist). Dafür ist er relativ preiswert und bei Re...lt zu 
bekommen. :-)

Also: Klirrfaktor, Rauschen, Supply Rejection etc. sind die wichtigen 
Parameter.

Gruß,
Christian

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>das bestimmt jeder Op-Amp Audio kann
>also egal welchen Typ Du da nimmst

Diese Aussage greift etwas kurz, denn wenn ich z.B. den LM741 nehme, 
dann hat der ein Gain Bandwidth von 1 MHz. Sollte ich dann also das 
Verdürfniss bespüren, mit dem Ding 100-fach zu verstärken, ist die obere 
Grenzfrequenz nur noch 10kHz.

Aber audiofähig ist der natürlich trotzdem.
Z.B. zum Einsatz in einer Verzerrerstufe für die Klampfe  ;-)

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

völlig richtig der Hinweis auf das verstärkungs-Bandbreitenprodukt 
achten zu müssen.
Andererseits gibt es Verstärkung von 100 (40dB) in einer Stufe aber 
praktisch bei Audio kaum bis garnicht.

Mein Verstärker war damals (tm) ein 741-Grab, weil nichts anderes 
verfügbar war. Stufenverstärkung war maximal 10 (20dB), meist war er 
mehr Impedanzwandler mit Verstärkung um 3. Das reichte, um Eingangspegel 
anzugleichen, das reichte auch für aktive Klangsteller mit +-16dB.

Heute würde ich den auch nicht mehr nehmen, andererseits kommt es auf 
den Zweck an, wenn die Dinger noch in der Kiste liegen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>..der NJM4560...total billig, mäßige Daten aber...sogar Studio-Audio.
Ja, das kommt ganz offensichtlich auch auf das Drumrum an.
Mit dem absolut angesagten Super-OP und der falschen Beschaltung gibts 
auch kein Hifi...

Mit der richtigen Masseführung z.B. kann mehr gewonnen werden als mit 
einer hohen Supply Rejection (wobei die Versorgung an sich sowieso schon 
stabil und entkoppelt sein sollte).

Um die ursprüngliche Frage zu beantworten:
Ja, der L2720 kann dein Signal audiotauglich verstärken. Mit einem 
Ausgangsstrom bi 1A kannst du sogar einen Lautsprecher (oder wenigstens 
einen Kopfhörer) anschliessen   :-O
Für eine Eingangs- oder Vorstufe würde ich trotzdem einen anderen Opamp 
verwenden.

Autor: HildeK (Gast)
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Um nochmals auf die Ursprungsfrage zurück zu kommen:
>Ich wollte Fragen woran man in einem Datenblatt eines
>Operationsverstärkes erkennt ob dieser Audiofähig ist oder nicht.

1) Wie viel Verstärkung in einer Stufe? GBW muss passen - ggf. auf zwei 
Stufen verteilen (zweimal 10fache gibt auch hundertfache Verstärkung). 
Mit GBW von 5MHz bist du fast immer auf der sicheren Seite.
2) Welche Signalpegel? Bei Mikro muss ein rauscharmer eingesetzt werden, 
Werte so im Bereich < 10nV/sqrt(Hz). Für Mikrofonpegel wichtig.
3) wie hoch ist der Ausgangspegel? Wenn er z.B. 10V Amplitude bringen 
soll, dann muss die Slew-Rate beachtet werden. Bei 20kHz Signalfrequenz 
und 10V sollte die Slew-Rate schon bei ca. 1V/µs liegen. Bei kleinen 
Amplituden kann es entsprechend weniger sein.
4) bei aktiven Filtern aufpassen, da ist es üblicherweise so, dass 
bestimmte Stufen ein recht hohes GBW-Produkt haben müssen, um z.B. im 
Sperrbereich bei den hohen Frequenzen noch ausreichend arbeiten zu 
können. Hinweise liefert z.B. TIs FilterPro.

Die auch genannten Kriterien Eingangsimpedanz, Leerlaufverstärkung, 
Klirrfaktor, Gleichtaktunterdrückung sind nicht so kritisch bzw. hängen 
von der Beschaltung ab. Eingangsimpedanz ist eine Funktion der 
Beschaltung und wird sowieso meist durch äußere Beschaltung im Bereich 
kleiner 50k gewählt, Klirrfaktor ist klein genug bei ausreichender 
Gegenkopplung, die Gleichtaktunterdrückung ist IMHO nur bei 
symmetrischen Mikros von Interesse. Auch die Unempfindlichkeit gegenüber 
Spannungsschwankungen ist weniger kritisch und kann leicht durch eine 
zusätzlichen Entkopplung verbessert werden.
Mehr kaputt kann man bei falscher Masseführung machen, das ist aber kein 
Kriterium zur OPA-Auswahl.

Für Standardanwendungen nehme ich den TL07x, bei extremen Forderungen 
bez. Rauscharmut gibt es aber noch bessere.
Rauschen: 18nV/sqrt(Hz)
SlewRate: 13V/µs
GBW: 3MHz

Autor: Düsentrieb (Gast)
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standard opamps für audio:
von "gut" bis "sehr gut"
tl072 , ne5532 , njm4580

Autor: Ulli Vex (vex)
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@HildeK

Wie Du schon sagst, viele Ops zur Verstärkung bringen manchmal mehr. Das 
gilt übrigens auch für das Rauschen.

Zum Thema Micro Vorverstärker fällt mir auch ein, dass Eingangsimpedanz 
wichtig ist. Einen 741 oder NE553x würde ich dafür schonmal nicht 
nehmen.

Gruß Ulli

Autor: GG (Gast)
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>Zum Thema Micro Vorverstärker fällt mir auch ein, dass Eingangsimpedanz
>wichtig ist. Einen 741 oder NE553x würde ich dafür schonmal nicht

Bei dynamischen Mics eher
nicht so kritisch.
Die habe Impedanzen zwichen
200 - 600 Ohm.

Autor: HildeK (Gast)
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> ...viele Ops zur Verstärkung bringen manchmal mehr. Das gilt übrigens auch für 
>das Rauschen.
Fürs Rauschen gilt das eigentlich nicht - da sollte der erste Verstärker 
wenig Rauschen und viel verstärken. Den Rauschbeitrag, den die 
nachfolgenden Stufen bringen, ist dann vernachlässigbar.

>>Zum Thema Micro Vorverstärker fällt mir auch ein, dass Eingangsimpedanz
>>wichtig ist. Einen 741 oder NE553x würde ich dafür schonmal nicht

>Bei dynamischen Mics eher
>nicht so kritisch.
Richtig. Auch die Impedanz von Elektretmikros ist eher niedrig. Bei 
'echten' Kondensatormikros wird es vermutlich eine Rolle spielen.

Autor: Ulli Vex (vex)
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@HildeK  komischerweise ist es aber so, dass wenn man mehrere 
Verstärkerschaltungen hintereinander legt, bei kleiner Verstärkung 
wohlgemerkt, sich damit das Rauschen veringert und zwar um sqrt n 
Verstärkerstufen. Das wurde oft so bei Moving Coil Amps so gemacht.

Gruß Ulli

Autor: Nixwisser (Gast)
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Hallo, Ulli Vex,

Du bist einer Verwechslung unterlegen:
Um das Rauschen um Wurzel(n) zu verringern, muss man n
Verstärker PARALLEL schalten, nicht hintereinander ( = in Kette ).

Richtig ist, dass so etwas schon oft gemacht wurde, insbesondere auch 
bei Mikrofonverstärkern.

Gruss

Autor: SNT-Opfer (gastiert) (Gast)
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Auch ganz nett für Audio OPA604, gibts auch als Doppelpack OPA2604.
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/opa604.html

Und wenn zuviel Geld rumliegt OPA637 ;-)))
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/opa637.html

Im Zweifel einfach mal die Seiten der Hersteller abgrasen, alle die im 
Audiobereich arbeiten, haben auch für diese Zwecke OPs im extra Bereich 
gefiltert, zB. TI / BurrBrown
http://focus.ti.com/apps/docs/appcategory.tsp?appI...
bzw.
http://focus.ti.com/analog/docs/amplifiersandlinea...

Ähnliches findet man bei National, Maxim, Crystal/Cirrus Logic, ST, 
Analog Devices...
Immer Ausschau nach ihren "Guides" ausschau halten....bsp.
http://focus.ti.com/lit/ml/slyy013b/slyy013b.pdf

Viel Erfolg und ein schönes WE

Autor: SNT-Opfer (gastiert) (Gast)
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Upps, cancel mal ein "ausschau", sorry.

Autor: Ulli Vex (vex)
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@Nixwisser

Stimmt hast recht ich hab hier nen Schaltplan aus Elektor wo das auch so 
ist. Danke für den Hinweis!

Autor: SNT-Opfer (gastiert) (Gast)
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Man...da kommt noch mehr :
Wenn du es mal genau wissen willst :
"Op Amps for Everyone Design Guide (Rev. B)"
http://focus.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf

Viel Spass ... ;)

Autor: A. R. (redegle)
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Ah vielen Dank an alle.
Habt mir schonmal einiges geholfen.
Vor allem die Links sind sehr vielversprechend.

Hab jetst mal die Schaltung nachgebaut.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Bild:Ss_opamp2.png
Ist hier ausm Forum.

Als OP hab ich einfach mal irgendeinen genommen der gerade da war. Werde 
mir aber dem nächst mal genauer Gedanken machen welcher besser geeigenet 
wäre.

Das nächste Problem. Was nehme ich für Entkopplungskondensatoren und wie 
groß?

Kann man da einfache Elkos nehmen oder verschlucken die dann die 
hochfrequenten Signale also alles über 10kHz z.B..

Oder sollte ich mehrere parallel Schalten?

Hab bei google alles abgesucht finde immer wieder Foren usw. aber immer 
über andere Themen.

Autor: HildeK (Gast)
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Man kann einfache Elkos nehmen.
Der Eingangswiderstand der Schaltung ist 2k2 und mit C1 gibt das die 
untere Grenzfrequenz. Hier bist du unter 1Hz, es würde also auch einer 
mit 10µF für Audio ausreichen. Ähnliches gilt für C3. Bei C2 hängt es 
davon ab, welchen Eingangswiderstand die nachfolgende Schaltung haben 
wird. Meist liegt die bei Audio auch im kOhm-Bereich, so dass auch hier 
die 100µF hoch genug gewählt sind und meist auch die 10µF ausreichen 
würden.

Autor: Kalle (Gast)
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Du nimmst dir am Besten mal ein Buch zur Hand und lernst was über 
Elektronik, denk ich!

Autor: HildeK (Gast)
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> ... Ähnliches gilt für C3. ...
Korrektur.
C3 hat mit dem Frequenzgang natürlich nichts zu tun - er dient nur dazu, 
Störungen über den Teiler R3/R5, verursacht von der Versorgung, 
auszufiltern.
C3 mit 1µF und die Teiler mit je 100k sollten ausreichend sein.
Natürlich sind 10k und 100µF auch nicht falsch - nur der C ist von 
größere Bauform.

Autor: Praktikant (Gast)
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>Und wenn zuviel Geld rumliegt OPA637 ;-)))
>http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/opa637.html

Der 637 ist nicht wirklich geegnet - zumindest nicht als Buffer, da er 
mindestens um Fakor 5 verstärken muss, damit er stabil läuft!

Der 627 hingegen ist Eins-Stabil, aber vollkommen oversized!

Ein NE5532/5534 tuts vollkommen - sehr gute Werte und vor allem sehr 
billig.

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