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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Balanced Input/Balanced Output Schaltplan


Autor: koerschgen (Gast)
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Hallo, habe einiges an Equipment in meinem Tonstudio welches nur 
Asymmetrisch angeschlossen werden kann. Deswegen habe ich mal aus 
mehreren Schaltplänen Symmetrische Ein-und Ausgänge abgeschaut... Hier 
ist mein erste Versuch. Sind zwei Kanäle, je 2x Symmetrisch auf 
Asymmetrisch und umgekehrt. Ist mein erstes Projekt in Eagle, hoffe es 
funktioniert so. Nun meine Bitte: Ist der Schaltplan so richtig??? Gibt 
es vielleicht noch einiges dass man besser machen könnte? Wäre sehr nett 
wenn die Fachkundigen unter Euch sich dazu mal äussern würden!
Vielen Dank!

Gruß
Koerschgen

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Deine Schaltung für das Asymetrieren hat unterschiedliche 
Eingangsimpedanzen für + und -. Schau Dir mal die Schaltung eines 
Instrumentenverstärkers an. Der paßt wie die Faust auf's Auge.

Autor: ... (Gast)
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> Deine Schaltung für das Asymetrieren hat unterschiedliche
> Eingangsimpedanzen für + und -.

Das sollte für Studioanwendungen nicht störend sein.

Für C9/C10/.... Folienkondensatoren nehmen...

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Was soll die Parallelschaltung von 100nF Folie und 22µF Elko bei Audio 
bringen?

Autor: ... (Gast)
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<Hifi Dummfasel>

Transparente Höhen

</Hifi Dummfasel>

Damit es keine Dellen im Frequenzgang bis 10 MHz gibt :-)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>> Deine Schaltung für das Asymetrieren hat unterschiedliche
>> Eingangsimpedanzen für + und -.

>Das sollte für Studioanwendungen nicht störend sein.

Na aber sicher doch. Nimm den INA217 zum asymmetrieren, damit erhältst 
Du Dein Signal weitestgehend originalgetreu und rauscharm. Die 
Symmetrierschaltung sieht gut aus. Eine Hot-Swap-Schaltung mit schnellen 
SI-Dioden zu jeder Betriebsspanungsleitung, zum Schutz der Eingänge 
gegen Überspannung beim Einstöpseln, macht Sinn.

Autor: Tilmann I. (koerschgen)
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Moin, Danke für die Zahlreichen Hinweise!

Also, woran erkenne ich das die Eingangsimpedanz unterschiedlich ist? 
Liegt es an R11/R7? Wo bekomme ich so einen Schaltplan für einen 
Instrumentenverstärker? Mal im Ernst, bis 10 Mhz muss es jetzt ja nicht 
unbedingt reichen, aber bewirkt der parallel geschaltete C eine Glättung 
des Frequenzganges? Kann ich den NE5534 einfach gegen den INA217 
ersetzen? Gibt es an der Symmetrierschaltung etwas zu mäkeln? Wie sähe 
so eine Hotswap-Schaltung denn ungefähr aus? Ist so etwas üblich, sind 
ja nur relativ kleine Spannungen (oder nicht?)... Könnte man evtl. 
R8/R12 gegen einen Trimmer ersetzen um den Pegel anzupassen? Wo würde 
man so etwas bei der Symmetrierstufe implementieren?

Danke
Koerschgen

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

 ein OP hat durch die Gegenkopplung am -Eingang einen Eingangswiderstand 
von 0. Deshalb hat deine Schaltung am -Eingang 22k und am +Eingang 44k.

Instrumentenverstärker findest mit Google

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> am -Eingang einen Eingangswiderstand von 0.
Es ist eher so: solange der OP korrekt arbeitet, ist die 
Potentialdifferenz zwischen dem + und dem - Eingang 0V.

Das Thema ist nicht ganz soo einfach:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...


Etwas OT: wozu so viele Punkte im Schaltplan?

Autor: Jens G. (jensig)
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>Etwas OT: wozu so viele Punkte im Schaltplan?

Das sind die Lötaugen ;-)

Aber mal was zum Thema: symmetrische Eingänge sollten deswegen auch in 
der Impedanz symmetrisch sein, damit diese gleich gut empfänglich sind 
für Störungen. Mit unsymmetrischer Impedanz (was faktisch zwei 
RC-Hochpässe sind aus Sicht der Störspannung, mit unterschiedlichem R) 
wird der Sinn von symmetrischen Eingängen untergraben. Da kann man es 
auch ganz sein lassen, wenn die Impedanzen zu sehr differieren, weil die 
Störungen sich ausgrund unterschiedlichen Einkoppelfaktors nicht mehr 
gegenseitig komplett aufheben.

Autor: Jens G. (jensig)
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btw - Instrumentenverstärker muß vielleicht nicht unbedingt sein - macht 
nur so richtig Sinn, wenn man unbedingt zwei hochohmige Eingännge 
braucht

Autor: gast (Gast)
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jaa jetz kann man meckern ^^

für symmetrierung nutz ich gerne die OPA1632
die gehen ja nach beschaltung von sym auf asym  und umgedreht

können strom liefern und sind sogar  high-end tauglich :D

die wahl 22µF + folie ist nie eine schlechte
wobei ich den folie aber eher kleiner machen würde .. 1nF oder so 
maximal

Autor: Tilmann I. (koerschgen)
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Ok, hier mal der Originalschaltplan. Er zeigt das Audiosignal vom 
Eingang bis zum Ausgang. Ich habe diese Gerät genau so im Einsatz... 
Vielleicht ergibt sich ja aus dem Zusammenhang etwas... Aber soweit ist 
es sehr interessant für mich!

Danke
Tilmann

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> die wahl 22µF + folie ist nie eine schlechte wobei ich den folie
> aber eher kleiner machen würde .. 1nF oder so maximal
Bei sagen wir mal 22 kOhm Eingangsimpedanz ergibt sich mit 1 nF eine 
Grezfrequenz von fg = 1/(2piRC) = 7,2 kHz.
D.h. dieser Kondensator würde nur bei den allerhöchsten Höhen noch etwas 
bewirken können (und bei 10kHz ist dann in der Realität eh Schluss mit 
dem Hören).
100nF machen da immerhin 72 Hz daraus, das klingt sinnvoller ;-)

Autor: Jens G. (jensig)
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>bewirken können (und bei 10kHz ist dann in der Realität eh Schluss mit
>dem Hören).

wenn man im Alter schon rel. weit vorangekommen ist, dann möge dies 
stimmen. Aber 20kHz gelten wohl immer noch meistens als das nötigste, 
was eine einigermaßen sinnvolle Audioschaltung können muß. Ob 10 oder 
15kHz, das macht für die meisten wohl aber sicherlich noch einen 
Unterschied in der Klangfarbe ....

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ... im Alter schon rel. weit vorangekommen ist, dann möge dies stimmen.
Bei manchem reichen da 20 Jahre an Lebenserfahrung,
frag mal den Ohrenarzt deines Vertrauens  :-o

Ich würde trotzdem die 100n einsetzen ;-)

Autor: Tilmann I. (koerschgen)
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Die blöden "Lötaugen" sind Junctions. Habs Es waren ganz oft die 
Bauteile nicht mit den Leiterbahnen verbunden. Gibts da einen Trick?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Gibts da einen Trick?
ERC = electrical rule check  meldet nicht angeschlossene Pins.
Dann das Bauteil (Pin) auf dem Signal absetzen, so wird der Pin mit 
dem Signal verbunden.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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gast schrieb:
> die wahl 22µF + folie ist nie eine schlechte
Wie ich schon oben schrieb, was soll das bei Audioanwendungen bringen?

Wenn man sich die Kurve aus Wikipedia anschaut, dann ist mit einem 
parallelen 100nF nicht viel getan.

Quelle des Anhangs:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolytkondensator...

Autor: Gast (Gast)
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hab hier auch noch ein Schaltbild zu dem Thema

Autor: koerschgen (Gast)
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Ok meine Damen und Herren!
Also ich mit meinen jungen Jahren höre sehr wohl noch deutlich jenseits 
der 18Khz etwas... Außerdem ist es wichtig dass der Frequenzgang nicht 
zu früh abfällt (Rolloff, Phasenverschiebung, etc.) Das soll aber bitte 
nicht an dieser Stelle diskutiert werden. Sollen die 72Hz ein Tiefpass 
oder Hochpass darstellen? Beides wäre für meine Zwecke gar nicht gut. 
Oder habe ich da etwas falsch verstanden? Ich hatte auch eigentlich 
nicht vor eine gänzlich andere/neue Schaltung zu zeichnen (mit diesem 
unintuitiven Programm hat mich das so manchen Abend gekostet), sondern 
die Vorhandene Schaltung zu optimieren... Es sei denn sie taugt wirklich 
nichts, aber ich habe ja ein Gerät im Einsatz welches sowohl Ein- und 
Ausgangsstufe so verbaut haben. Der Frequenzgang ist zwischen 5Hz und 
ca. 100Khz mehr oder weniger linear (wurde mal gemessen). Also, was 
sollte ich sinnvollerweise verbessern?
Danke!

Autor: holger (Gast)
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>Also, was sollte ich sinnvollerweise verbessern?

Z.B. C25 nicht von +15V nach GND sondern von
+15V nach -15V am OP.

Autor: koerschgen (Gast)
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Das ist doch mal ein Anfang... Aber warum nach - und nicht nach Ground?
k.

Autor: koerschgen (Gast)
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Mmh, ich wunder mich so ein bisschen... Der Herr der den Schaltplan im 
Original gezeichnet hat, sollte eigentlich Ahnung haben. Irgendwie 
glaube ich er hat sich was dabei gedacht (Z.B. bei R11, C22, C23, 
C25...) Immerhin hat er erfolgreich noch so manch anderes feines Zeug 
gebaut. Siehe Gyraf.dk (bei "DIY" ist der volle Schaltplan inkl. Layout 
frei zugänglich).
K.

Autor: holger (Gast)
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>Das ist doch mal ein Anfang... Aber warum nach - und nicht nach Ground?

Vergiss es. Hab rechts die 100n von -15V nach GND übersehen.

Ein paar Anmerkungen:
R17 und R25 sollten wohl 47k sein und nicht 47
R13 und R22 kannst du auf 0 setzen weil AC gekoppelt wird.
R2,C1 und R19,C13 kannste auch gleich brücken weil sie
nichts bewirken. Schau mal in seine Schaltung wo dort
das Signal rein ging.

Autor: koerschgen (Gast)
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"R17 und R25 sollten wohl 47k sein und nicht 47"
Ja, R16, R17, R25, R26 sind 47K

"R13 und R22 kannst du auf 0 setzen weil AC gekoppelt wird"
Sind doch auf null... Abewr was bedeutet das (weil AC gekoppelt wird)?

"R2,C1 und R19,C13 kannste auch gleich brücken weil sie
nichts bewirken"

Warum bewirken sie nichts? Weil das Signal eher durch den Opamp als 
durch den Widerstand geht? Irgendeine Funktion muss es doch erfüllen, 
oder?
Ich erkenne so spontan keinen Unterschied zu seiner Zeichnung und zu 
meiner!

K.

Autor: HildeK (Gast)
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>"R13 und R22 kannst du auf 0 setzen weil AC gekoppelt wird"
>Sind doch auf null... Abewr was bedeutet das (weil AC gekoppelt wird)?
Die verwendet man, weil Offsetströme in den Widerständen an den 
Eingängen eine Spannungsdifferenz erzeugen, die zu einer Offsetspannung 
am Ausgang führt. Wenn beide Eingänge dieselben Quellwiderstände sehen, 
gibt das i.A. ein Minimum an Fehler am Ausgang. Richtigerweise müsste 
die deshalb auch nur 5k haben (errechnet aus der Paralleschaltung von R4 
und R14 für den Wert von R13).
Wir reden erstens hier aber nur über Spannungen im unteren mV-Bereich, 
die um den Faktor zwei verstärkt werden. Und zweitens sind am Ausgänge 
Cs (AC-gekoppelt), die trennen die 10 oder 20mV eh wieder ab.
Das ganze ist aber nur dann wichtig, wenn du große Verstärkungen machen 
willst oder sowieso DC-gekoppelt auf die nächste Stufe musst.

Autor: HildeK (Gast)
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Vergessen:
>"R2,C1 und R19,C13 kannste auch gleich brücken weil sie
>nichts bewirken"

>Warum bewirken sie nichts?
Weil IC1A und IC4A als reiner Spannungsfolger beschaltet sind. Da keine 
Ströme in den -Eingang fließen, haben auch Widerstände und Kondensatoren 
(durch die diese Ströme fließen müssten) keinen Einfluss - weil eben 
mangels Strom kein Spannungsabfall da ist. Damit ist das Signal vor und 
hinter den RC-Kombinationen identisch und deshalb kann man sie auch 
durch einen Draht ersetzen.

Autor: koerschgen (Gast)
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Ziel ist es Asymmetrisch ausgeführtes Equipment auf Symmetrischen 
Studiostandart zu bringen um keine Anpassungsprobleme mit den Pegeln und 
Impedanzen zu bekommen. Üblicherweise verliert man beim Asymmetrieren 6 
dB und gewinnt sie beim Symmetrieren wieder. Ist das in dieser Schaltung 
auch so?
"Damit ist das Signal vor und
hinter den RC-Kombinationen identisch und deshalb kann man sie auch
durch einen Draht ersetzen."

Muss ich die Pins nun mindestens mit einer Leiterbah verbinden, oder 
kann man sie ganz frei lassen?

K.

Autor: ... (Gast)
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> Mmh, ich wunder mich so ein bisschen... Der Herr der den Schaltplan im
> Original gezeichnet hat, sollte eigentlich Ahnung haben.

Manche hier verwechseln Audio-/Studiotechnik mit Messtechnik.

Angesteuert wird mit Pegeln im V-Bereich aus Quellen mit Impedanzen
unter 1 kOhm. Da hebt sich viel von der Klugsch**serei hier
einfach weg, wie die um den Faktor 2 unterschiedlichen
Eingangsimpedanzen...

Bis auf die 47 Ohm statt 47 k, die hast Du ja schon erkannt.


Wenn Du es so aufbaust, wird es funktionieren.
In manchen Parametern vielleicht einige Promille neben dem Optimum...

Autor: koerschgen (Gast)
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..."Wenn Du es so aufbaust, wird es funktionieren.
In manchen Parametern vielleicht einige Promille neben dem Optimum..."

Das beruhigt mich jetzt! Allerdings hoffe ich trotzdem dass der 
Frequenzgang einigermassen linear ist. Kann/sollte ich denn nun R11, R1, 
C1 weglassen?
Warum wurde R11 überhaupt mit verbaut? Gibt es eigentlich einen 
"Autoplacer" in Eagle? Das nervt ja total den ganzen Kram selbst zu 
platziern... Wie hoch ist denn die Ausgangsimpedanz? 47K?

Gut Nacht,
K

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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> Gibt es eigentlich einen "Autoplacer" in Eagle?
Ja, allerdings taugt der nicht.

Autor: ... (Gast)
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> Kann/sollte ich denn nun R11, R1, C1 weglassen?

Lass drin.

Autor: ... (Gast)
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P.S.:

Der R1 ist allerdings ein bisschen klein mit seinen 470 Ohm.
Besser wären Werte ab 10 k. Der Widerstand verringert das
Rauschen bei einem offenem Eingang. Für das Rauschminimum
müsste man ihn wohl verkleinern, das wäre aber der Eingangsimpedanz
nicht besonders zuträglich.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Sollen die 72Hz ein Tiefpass oder Hochpass darstellen?
Allein die 100n ergeben mit dem erwähnten Eingangswiderstand diesen 72Hz 
Hochpass. Weil aber der 22µF Elko sowieso die Hauptarbeit verrichtet 
(wie von  Alexander Schmidt bereits erwähnt) wirst du kaum einen 
Unterschied merken, ob da ein 1nF Kondensator drin ist, oder ein 100nF, 
oder gar keiner...

Die Hochpass-Grenzfrequenz allein mit den 22µF liegt bei 0,33 Hz, das 
dürfte für Audiozwecke reichen. Mit 22,1µF oder gar 22,001µF ändert sich 
da nicht mehr viel...  ;-)

Autor: koerschgen (Gast)
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Das Rauschen bei nicht angeschlossenem Eingang interessiert mich jetzt 
eher weniger. Wenn ich das Gerät, welches Symmetriert wird, nicht 
benutze ist es ja im Mischpult auch nicht angeschaltet. Wird es benutzt, 
ist es ja auch angeschlossen... Oder was bedeutet "offener Eingang"? 
Kein Pegel? Wie kann ich mir denn die Eingans- und Ausgangsimpedanzen 
errechnen? Jeweils Asym/Sym. Oder hat die jemand auf die Schnelle parat?
Hier noch das Layout... Vielleicht kann ich ja noch was besser machen. 
Brauchte aber nur eine Brücke, fand ich schon nicht schlecht fürn 
Anfang.

Die Asymmetrischen Ein- und Ausgänge sind jeweils mittig aussen. Hab sie 
noch nicht beschriftet...
k.

Autor: Jens G. (jensig)
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@  ... (Gast)

>Manche hier verwechseln Audio-/Studiotechnik mit Messtechnik.

>Angesteuert wird mit Pegeln im V-Bereich aus Quellen mit Impedanzen
>unter 1 kOhm. Da hebt sich viel von der Klugsch**serei hier
>einfach weg, wie die um den Faktor 2 unterschiedlichen
>Eingangsimpedanzen...

was hast Du - ein Vorteil der symmetrischen Signalführung ist die 
Stör-Resistenz auf Signalkabel (dürfte der Hauptvorteil sein, weswegen 
man diese Technik einsetzt). Sind die Eingänge nicht 100%ig symmetrisch, 
ist die Störunterdrückung ebenfalls nicht 100%ig. Bei einem Unterschied 
der Impedanz von 50% haste zw. den Eingängen (wenn ich es mir richtig 
überlege) haste auch schon wieder 50% der Störempfindlichkeit eines 
unsymmetrischen Signals. Da kannste die ganze Geschichte auch gleich 
lassen.

@ koerschgen
noch was zum Board: aufpassen, daß die IC's ihre Abblock-C's nicht zu 
weit entfernt sehen. Der linke obere IC sieht den C an Pin4 nur noch in 
der Ferne (elektrisch betrachtet - scheinen etliche cm zu sein). 
Notfalls da einen extra C setzen.

Autor: koerschgen (Gast)
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Ok, Danke. Die Cs werd ich noch mal neu setzen. Was mich aber am meisten 
an der ganzen Geschichte interessiert, ist die Anpassung der Impedanz. 
Ansonsten komt es sehr schnell zu verzerrungen wenn man einen hohen 
Pegel auf die Asymmetrischen Geräte gibt. Und die 6 dB sind dabei auch 
nicht zu vernachlässigen, die Störunanfälligkeit ist jetzt grad ein 
positiver Nebeneffekt. Habe ja max Kabellängen von etwa 10m in einem 
Raum, und hatte noch nie Störprobleme. Wie siehts denn nun mit der Ein- 
nd Ausgangsimpedanz aus der Schaltung aus?

K.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Der R16/R17/... muss 47k sein.

koerschgen schrieb:
> Wenn ich das Gerät, welches Symmetriert wird, nicht
> benutze ist es ja im Mischpult auch nicht angeschaltet. Wird es benutzt,
> ist es ja auch angeschlossen...
Richtig, oder ein Noise-Gate verwenden.

> Wie kann ich mir denn die Eingans- und Ausgangsimpedanzen
> errechnen? Jeweils Asym/Sym. Oder hat die jemand auf die Schnelle parat?
Ausgangsimpedanz 100ohm (R3)

Eingangsimpedanz 44kohm beim OPV+ und 22k beim OPV- (dieses gilt nicht 
immer, wie lkmiller schon schrieb siehe 
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...)


> Hier noch das Layout... Vielleicht kann ich ja noch was besser machen.
Die Leiterbahnen sollten auf der Unterseite (bottom) sein und die 
Bauteile oben.
Die Bauform der Rs kommt mir etwas groß vor, es sollten 0207 sein.
Die minimalen Abstände zwischen den Leiterbahnen sind teilweise unnötig 
klein.

> Brauchte aber nur eine Brücke, fand ich schon nicht schlecht fürn
> Anfang.
Die Brücke nicht als Widerstand sondern als Leiterbahn auf der anderen 
Seite verwenden.


Wenn du mit Eagle beginnen willst, empfiehlt sich dieses Tutorial:
http://www.projektlabor.tu-berlin.de/menue/onlinek...

Autor: koerschgen (Gast)
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Was ist denn die Aufgabe von R16/R17? 47R war nur ein Tippfehler. Da ja 
die Ausgangsimpedanz der beiden ICs laut Datenblatt ca. 0,3 Ohm beträgt, 
ist der Hnterher geschaltete R also für ZO verantwortlich!? Versteh nur 
das Zustandekommen der Ri nicht. Laut Datenblatt je 100K/300K typ.... 
Und R7/R11 versteh ich noch nicht so ganz. Würde sie von meinem 
Standpunkt gesehen lieber weglassen (gleiche Ri an beiden Eingängen...) 
Die Platine lasse ich Semiprofessionel fertigen. Ist eh nur ein Layer 
und die Vorlage wird ein jpg, daher der R als Brücke. (Siehe: 
platinenbelichter.de Macht nen super Job) Das Tutorial habe ich kurz vor 
beginn des Projekts gefunden, das ist wirklich super! Besonders die 
deutsche Aussprache der englichen Begriffe.
K.

Autor: Jens G. (jensig)
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achja, noch mal Eingangsimpedanz: ich hatte das mit der Impedanz immer 
nur unter dem Gesichtspunkt der Gleichtakt(Störungs)unterdrückung) 
betrachtet. Bei Gegentaktansteuerung (was ein normales Signal ja machen 
soll) siehts etwas anders aus mit der Eingangsimpedanz (s. Link von 
Lothar Miller anfangs).
Eigentlich gibt's noch einen dritten Fall, nämlich Eintaktansteuerung 
(also ein Eingang bleibt auf 0), welcher wieder recht einfach zu 
berechnen wäre bezüglich Eingangsimpedanz.
Ich würde sogar behaupten, der Link von Lothar Miller beschreibt nur 2 
dieser drei Fälle: Eintakt- (nicht Gegentakt-) und Gleichtaktbetrieb. 
Wäre es Gegentakt im ersten Fall, würde der invertierente OPV-Eingang 
mit dem nichtinv. Eingang mitwandern, also entgegengesetzt zum inv. 
Schaltungseingang. Über den Eingangswiderstand R1 sehen wir damit eine 
größere effektive Spannung, damit größerer Strom, womit die Quelle einen 
niedrigeren R sieht, als es der R1 vermuten lassen würde. Ist also nicht 
ganz einfach diese Schaltung ...

Autor: Tilmann I. (koerschgen)
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Soweit ich es verstanden habe tritt bei meiner Verwendung nur der Fall 
Gegentaktbetrieb auf. Ich lass die Platine erstmal fertigen und dann 
werde ich mal testen wie sie sich mit und ohne R7/R11 verhält... Aus dem 
ELKO habe ich entnommen das diese Schaltung nunr für niederohmige Ri 
geeignet ist, was ja im normalen Studiobetrieb der Fall ist.
K.

Autor: Jens G. (jensig)
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naja, regulär ist es schon für Gegentakt gedacht. Aber da solch eine 
Schaltung ja eingekoppelte Störspannungen unterdrücken soll, hatte ich 
es mal je nach "Taktart" etwas aufgedrieselt.

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