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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OpAmp-Empfehlung für Audioanwendungen?


Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hallo,
ich hab da mal ne Frage.
Und zwar geht es um folgendes:
In einer Schaltung wird zum Decodieren einer MP3-Datei ein VS1033 
verwendet.
Nun will ich aber dessen Ausgangssignal ein bisschen verstärken (also 
nicht den Kopfhörer direkt am VS anschliessen).
Die Frage ist jetzt, was für ein OpAmp sich dazu gut eignet? Es soll 
kein Leistungsverstärker werden, es wird en nur so n kleiner Kopfhörer 
angeschlossen (deshalb nen OpAmp).
Das ist wohl kaum eine Anwendung für einen LM741 oder? ;-)

BTW: den Ausgang des VS1033 muss man wohl kapazitiv an den 
Verstärkereingang schalten oder?

Grüsse
     Tobias

Autor: Oliver Döring (odbs)
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Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Das ging aber fix.
Danke! Ich guck mir gleich das DB an.

Gruss

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Der NE5532 schaut gut aus.
Leider ist der in dem Shop, wo ich alles bestelle, nur im DIP verfügbar. 
Ich würde aber SMD vorziehen...
Meinst du, ein MC33078 passt da auch? (Muss ja offensichtlich ein Low 
Noise OP sein oder?)

Autor: Oliver Döring (odbs)
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Low noise ist nicht so wichtig, für einen Kopfhörerverstärker sind die 
meisten Operationsverstärker schon rauscharm genug.

Es sollte aber schon ein "Audio-Opamp" sein und vor allem muß er 
niedrige Impedanzen treiben können (ohne daß die Verzerrung übermäßig 
ansteigt) und am besten sollte der Ausgang dauerkurzschlußfest sein. Der 
NE5532 kann das, bei anderen würde ich halt im Datenblatt schauen, ob 
"Headphone driver" als Applikation angegeben ist...

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Ah, super!
Danke für den Tipp!
Kennst du vlt. auch den VS1033 oder einen seiner Kollegen?

Autor: bluppdidupp (Gast)
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Könnte für dich interessant sein:
http://www.tangentsoft.net/audio/opamps.html

Autor: bluppdidupp (Gast)
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Auf etwas älteren Soundkarten wird auch oft der LM386 als 
Kopfhörerverstärker eingesetzt, den gibts auch billig bei reichelt.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...falls Du eh' einen Controller im Eingriff hast und noch 2 Leitungen 
für I²C frei sind: TPA0172 
(http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tpa0172.html - hier kannst 
Du auch gleich Muster bestellen). Damit hast Du gleich noch 'nen 
digitalen Lautstärkeregler und das Ganze in Stereo.

Autor: nixversteh (Gast)
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Autor: Jean Player (fubu1000)
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Hallo,
hast du denn schon mal das Register SCI_VOL auf 0x0000 gestellt?
Also mir bläst das die Ohren weg!
Falls dir das wirklich nit reicht gibts von TDA genug MIC-Verstärker.
Muß jetzt erstmal zur Arbeit, aber wenn du willst schau ich mal nach 
welcher sich anbietet.
Übrigens gruß ;-)

Autor: Jean Player (fubu1000)
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Achso,
falls du nen Verstärker tatsächlich benötigst, schau dir die 
Applications Notes von VLSI an.
Falls notwendig siehe ANhang Kapas zwischen 10 und 100µF wählen.

Gruß

Autor: Jean Player (fubu1000)
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Ups sorry für den riesigen Anhang, war mir nicht bewusst nächstes mal 
nen Link ;-)

Guten morgen an alle.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Tobias,

in vielen Kopfhörerverstärkern ist ein TL071/TL072 verwurstelt. Wenn Dir 
die Soundqualität reicht, ist das ok.

Ansonsten hilft Dir vielleicht folgender Link:
http://www.selfmadehifi.de/schalt.htm

und das zugehörige Zitat:

Ein Kandidat wäre vielleicht der SSM2017 von Analog Devices. Oder von 
der "Edelfirma" Burr-Brown (pm) OPA2134, OPA4134 oder OPA124. Zur Not 
(bei billigen Mini-Anlagen oder so) könnte man auch die rauscharmen 
Standard-IC TL071/TL081 (oder TL072/TL082) verwenden. Aus 
Qualitätsgründen sollte aber ein IC mit 4 integrierten OPVs für eine 
Stereovorstufe vermieden werden, da sich die Kenndaten dadurch 
verschlechtern könnten.


Gruß,
  Michael

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Der OPA2340 funktioniert bereits ab 3V und hat Rail-To-Rail Ein- und 
Ausgänge. Rauscharm ist er auch noch. Ich habe das Teil in meinem 
Wave-Recorder als KH-Verstärker eingesetzt und es rockt!

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Herzlichen Dank für die vielen Rückmeldungen.
Den TL07x werde ich wohl eher nicht einsetzen, mir wurde mal gesagt dass 
die nicht so toll seien.

@Fabian Ostner
du hast wohl nichts mehr von VLSI gehört oder? ;-)

@Travel
der OPA schaut gut aus. Den werde ich wohl einsetzen.
Wenn ich das richtig sehe, brauche ich wohl für den nicht mal ne 
negative Betriebsspannung, was? Rail to Rail, bedeutet doch dass ich mit 
0 und +3.3V auskommen sollte. Oder?

Schönen Gruss an alle,
   Tobias

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Den TL07x werde ich wohl eher nicht einsetzen, mir wurde mal gesagt dass
>die nicht so toll seien.

Abgesehen von der höheren notwendigen Betriebsspannung sind die schon in 
Ordnung.

>der OPA schaut gut aus. Den werde ich wohl einsetzen.
>Wenn ich das richtig sehe, brauche ich wohl für den nicht mal ne
>negative Betriebsspannung, was? Rail to Rail, bedeutet doch dass ich mit
>0 und +3.3V auskommen sollte. Oder?

Du brauchst keine negative Betriebsspannung, wenn das Audiosignal 
innerhalb von 0.01 bis 3.29 V liegt. Du kannst für ein Gain von 1 den 
invertierenden Eingang des OV direkt mit dessen Ausgang verbinden und 
den nichtinvertierenden Eingang an einen Ausgang des MP3-Decoders. Wenn 
der Decoder in Ruhelage nicht Vcc/2 ausgibt, mußt Du den 
nichtinvertierenden Eingang des OVs mit einem Spannungsteiler z.B 2x 
100k auf Vcc/2 vorspannen und einen Koppelkondensator verwenden. Der 
Kopfhörer muß auf alle Fälle mit 100µF Koppelkondensatoren zwischen 
Ausgang und Masse angeschlossen werden, damit er keine Gleichspannung 
"sieht". Eventuell kannst Du noch je einen Serienwiderstand von 10 Ohm 
in die Ausgänge legen, um eventuelle Schwingneigungen zu unterdrücken.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Super, danke für die ausführliche Erklärung.
Darf man auch ein Gain von > 1 machen, indem man den OP als 
nichtinvertierenden Verstärker beschaltet (also Ausgang über 
Spannungsteiler auf - Eingang, das Audiosignal am + Eingang) ?
Oder geht das aus irgendwelchen Gründen nicht?

Gruss

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Gehen tut das schon, dann brauchst Du aber einen virtuellen Massepunkt, 
auf den Du Deinen unteren Widerstand des Spannungsteilers für das Gain 
legst. Oder Du mußt den unteren Widerstand des Spannungsteilers auf 
einen Elko 10µ gegen Masse schalten. Dann hebt sich über dem Elko der 
Arbeitspunkt alleine an.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hey Travel,
kannst du mir das mal schematisch zeigen?
Wär echt super.
Wäre eine solche Schaltung empfehlenswert oder wäre es doch besser 2 
Betriebsspannungen (in diesem Falle halt +3.3V und -3.3V) zur Verfügung 
zu stellen?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Etwa so. Symmetrische Betriebsspannung ist nicht nötig.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Cool, danke Travel.
Ich nehme an dass sich die Verstärkung hier identisch berechnet, wie 
wenn der C1 bzw. C2 nicht da wäre oder?
Kann man gewöhnliche Elkos nehmen? Wegen der Polung meine ich. Passt 
oder? Eigentlich hat man ja nirgends eine negative Spannung.
Aber zur Sicherheit frage ich lieber doch einen Profi bevor ich das 
aufbaue und mir alles abraucht ;-)
Mit so Audioschaltungen habe ich überhaupt keine Erfahrungen.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Ich nehme an dass sich die Verstärkung hier identisch berechnet, wie
>wenn der C1 bzw. C2 nicht da wäre oder?

Ja. Einzig die Widerstände bestimmen die Verstärkung.

>Kann man gewöhnliche Elkos nehmen? Wegen der Polung meine ich. Passt
>oder?

Ja. 105°C Typen sind zu bevorzugen, da sie einen niedrigeren ESR und 
eine längere Lebensdauer haben. Die Polung ist im Schaltplan 
eingezeichnet und muß unbedingt beachtet werden.

Autor: Oliver Döring (odbs)
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Der Spannungsteiler mit zwei 100k-Widerständen von Betriebsspannung auf 
Masse, der den Arbeitspunkt des OpAmps auf die halbe Betriebsspannung 
festlegen soll, koppelt den ganzen Müll auf der Betriebsspannung in den 
Eingang des Verstärkers.

Wenn das eine Betriebsspannung ist, die auch digitale Schaltungen 
speist, herzlichen Glückwunsch. Dann brauchst du auch keinen rauscharmen 
Opamp mehr.

Andere Frage: Wie soll aus einer unsymmetrischen Betriebsspannung von 
3,3V jemals ein Kopfhörer vernünftig (d.h. mit wenigstens ein bißchen 
Aussteuerungsreserve) betrieben werden?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Der Spannungsteiler mit zwei 100k-Widerständen von Betriebsspannung auf
>Masse, der den Arbeitspunkt des OpAmps auf die halbe Betriebsspannung
>festlegen soll, koppelt den ganzen Müll auf der Betriebsspannung in den
>Eingang des Verstärkers.

Für den Fall wird der Arbeitspunkt auch mit einem Elko / Tantal + 
Keramik-C gepuffert. Da rauscht und brummt dann gar nichts.


>Wenn das eine Betriebsspannung ist, die auch digitale Schaltungen
>speist, herzlichen Glückwunsch. Dann brauchst du auch keinen rauscharmen
>Opamp mehr.

Siehe oben. Digitalteil und Analogteil trennt man seitens der Versorgung 
ohnehin mit L/C-Filtern und separater Masseführung.

>Andere Frage: Wie soll aus einer unsymmetrischen Betriebsspannung von
>3,3V jemals ein Kopfhörer vernünftig (d.h. mit wenigstens ein bißchen
>Aussteuerungsreserve) betrieben werden?

Bei Kopfhörern, die bei 1mW 90db und mehr Schalldruck liefern, sicher 
das kleinste Problem. Das sind bei 3.3V gerade mal 0.3mA. Handelsübliche 
MP3-Player haben damit überhaupt kein Problem und laufen auch nur mit 
3V.

Autor: taucher (Gast)
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@Travel Rec.

>Für den Fall wird der Arbeitspunkt auch mit einem Elko / Tantal +
>Keramik-C gepuffert. Da rauscht und brummt dann gar nichts.

Könntest Du mir das bitte kurz skizzieren? Wo sitzt dann was?

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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@Travel:
Danke. Deine Erklärungen scheinen mir sehr plausibel (so ähnlich wird 
das ja auch bei 'normalen' Transistorverstärkern gemacht).
Du sagst, dass man die Versorgungsspannung noch ordentlich Filtern muss. 
Das ist mir schon klar. Ich würde das in dem Fall jetzt so machen, dass 
ich Vcc über ein Ferrit Führe und das als Analog-Vcc benutze. Am OpAmp 
wirds dann noch mit ca. 4u7 und 100n gepuffert.
Ist das so okay oder brauche ich ein 'besseres' Filter?
Seperate Masseführung mache ich, indem ich alle GNDs von den analogen 
Elementen auf eine Fläche führe und diese Fläche an einem einzelnen 
Punkt mit den GND-Plane (wird ne 4lagige Platine) verbinde.
Das sollte ja so passen, hatten wir hier schon mal in nem Thread (den 
ich aber nicht mehr finde.)


Schönen Gruss & danke für dein Schema

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Vcc über Ferrit ist zu hoch gegriffen. Eine Induktivität 10µH...47µH und 
eine Kondensatorkombi aus 10µF Tantal und 100nF Keramik direkt am OV ist 
sinnvoller. Die Masse sollte vom Puffer-Kondensator des Spannungsreglers 
geholt werden. Die Masse des Digitalteils ebenso, aber auf einer anderen 
Leitung. Den OV sollte man in eine Massefläche kleiden, die analogen 
Zuleitungen und die Gain-Widerstände ebenso. Überhaupt sollten kurze 
Leitungen gelegt werden. Analog- und Digitalteil sind räumlich in der 
Ebene zu trennen.

Autor: taucher (Gast)
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@Travel Rec.

>Für den Fall wird der Arbeitspunkt auch mit einem Elko / Tantal +
>Keramik-C gepuffert. Da rauscht und brummt dann gar nichts.

Könntest Du mir das bitte kurz skizzieren? Wo sitzt dann was??

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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@taucher
Stress hier nicht den armen travel.
1 mal posten reicht!
er wird sich schon melden wenn er Zeit hat.

Autor: taucher (Gast)
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Hab ich gemerkt. Meine Frage wurde übergangen.
Ich will ja keine Zeichnung, aber es interessiert mich und würde gerne 
wissen, wie er den Arbeitspunkt über diese diversen Kondensatoren 
entstört. Kommen die parallel zum Widerstand?

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Ach so.
ja ich weiss was er meint mit den Kondensatoren.
Anstatt dass man den oberen Widerstand (die 2x 100k) gegen VCC hängt, 
macht man folgendes:
VCC wird über einen Tiefpass geführt. An diesem Tiefpass schliesst man 
die 2x 100k an. Am Mittelabgriff hat man dann VCC/2. Nun wird die 
Ausgangsspannung vom Tiefpass (ungefähr VCC) mit Kondensatoren 
stabilisiert.
So hab ich das jedenfalls verstanden.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Nee - so nicht. Der Spannungsteiler wird ganz normal mit je 1x 100k nach 
Masse und Vcc geschaltet. An dem Verbindungspunkt, wo Vcc/2 ansteht, 
wird ein Tantal oder Elko mit 10...100µF nach Masse geschaltet. Tantal 
ist in dem Fall besser, weil er nur einen geringen Leckstrom besitzt und 
das Potential somit kaum in Richtung Masse verschiebt. Als zusätzlichen 
Schutz gegen Störungen hängt man noch eine Keramikpille parallel dazu. 
Somit steht der virtuelle Massepunkt wie Hanne. Will man mehrere 
Schaltungsteile an diese "Masse" anschalten, sollte man einen Puffer-OV 
mit der Verstärkung 1 als Spannungsfolger anschalten und den Rest dann 
an dessen Ausgang anklemmen, da dieser sehr niederohmig ist.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hmmm aber am Mittelabgriff von diesem 2x 100k-Spannungsteiler liegt doch 
schon das Audiosignal an (Kapazitiv eingekoppelt) ?
Dann würde man es mit den Glättungs-C's ja gegen Masse ableiten.

Autor: T. H. (pumpkin) Benutzerseite
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Tobias Plüss wrote:
> Hmmm aber am Mittelabgriff von diesem 2x 100k-Spannungsteiler liegt doch
> schon das Audiosignal an (Kapazitiv eingekoppelt) ?
> Dann würde man es mit den Glättungs-C's ja gegen Masse ableiten.

Natürlich nicht ohne "Vorwiderstand", der als Anpassung dient. Guck mal 
hier zum Beispiel:

  http://www.sound.westhost.com/p06-fig2.gif

Der Elko dient auch nicht der Stabilisierung, sondern sorgt dafür, dass 
der Spannungsteiler für das Wechselsignal einen Kurzschluss darstellt. 
Das Gedöhns mit dem Koppelkondensator oben im Beispiel könnte man sich 
sparen indem man gleich einen Spannungsteiler mit zwei 
94kOhm-Widerständen (94k||94k = 47k) nehmen würde - die Spannungsquelle 
ist Wechselmäßig auch ein Kurzschluss.

Um nochmal deine Frage nach einem guten OPV zu beantworten: Ich kann den 
OPAX134 (X = 1, 2 oder 4) empfehlen. Mit dem habe ich vor kurzem eine 
Phonovorstufe realisiert und bin sehr zufrieden. Übrigens ist es imho 
quatsch wenn man auf das letzte Quäntchen Rauschabstand guckt, ab einem 
bestimmten Maß stört das eh nicht mehr.

vinylige Grüße

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Nicht ganz. Der OV wird, wenn er denn mit dem nichtinvertierenden 
Eingang an Vcc/2 angeschlossen werden muß, natürlich über einen weiteren 
Widerstand von 100k an den abgeblockten Spannungsteiler angeschlossen 
und der Koppelkondensator kommt direkt an den Eingang des OVs.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Danke @Travel und pumpkin.

Ich bastel jetzt ein bisschen, falls es jemanden interessiert wie die 
Ergebnisse dann geworden sind poste ich es dann hier ;)

Schönen Gruss an alle

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