Guten Morgen, liebes Forum!
Für einen Phono-Vorverstärker möchte ich eine einstellbare
Eingangsimpedanz mit Kapazität || Widerstand nach der E6-Reihe aufbauen.
R und C liegen parallel zwischen Eingang und Masse, bevor das Signal die
Verstärkerschaltung erreicht. Bisher habe ich die Umschaltung per Relais
vorgesehen, möchte aber gerne auf kostengünstigere Mosfets umstellen.
Beispiel: Siehe Anhang
Was haltet ihr davon hier Halbleiter einzusetzen?
Gibt es eventuell durch die Diode im inneren der Mosfets Probleme bei
Wechselspannung/Audiosignalen?
Relais
--------------
+ Als Wechsler ausgeführt keine floatenden Pfade
+ Sichere Masseverbindung beim Durchschalten (~0 Ohm)
- Teuer
Vorteile Mosfet
---------------
+ Günstiger
+ Verschließfrei
- Kann nur durchschalten (floatet, wenn offen)
Habe ich vielleicht noch etwas vergessen?
Gibt es vielleicht noch andere Lösungen (z.B. ICs)?
Liebe Grüße
Steffen
Es gibt dafür eigens konzipierte Analogschalter a la 4066 und Konsorten.
Ob du mit den resultierenden Verzerrungen und ggf. Übersprechen (je nach
Chip) leben kannst musst du wissen.
Ich habe da Bedenken wegen der Ausgangskapazität der BS170 (und
ähnlichen): Lt. Datenblatt (Vishay 2N7000/2N7002, VQ1000J/P, BS170) ist
die Coss bei 0 V Uds ca. 50 pF, bei mehreren parallel schaltbaren
Kapazitäten wird es viel zu viel. Mit einer Art Kaskade könnte man das
vermutlich deutlich reduzieren, aber ganz durchdacht habe ich mir das
noch nicht, zumal selbst die einfache Coss schon zu hoch ist.
Ich vermute, dass es auch andere, viel kapazitätsärmere, aber exotische
Transistoren gibt, aber zumindest mit z. B. einer 74HCT4051 sieht es
schon viel besser aus. Die hat nur 5 pF Kanalkapazität, kann auch die
leicht negativen Spannungen des Tonabnehmers schalten, wenn sie keine
negative Betriebsspannung bekommt. Und es sind 8 Schalter in einem
Gehäuse.
5 pF fände ich immer noch etwas hoch und würde jetzt mal die anderen
CMOS-Logikreihen prüfen, bevor ich nach Exoten suche.
Die ohmschen Nichtlinearitäten und Restwiderstände der Transistoren
spielen jedenfalls keine Rolle.
DZDZ
Genau da habt ihr den wunden Punkt getroffen. Das Signal schwingt um GND
(typischerweise +-2,4mV).
Danke für den Tipp mit dem 4066! allerdings möchte auch der gerne ume
ine positive Spannung schwingen (laut Datenblatt ca 1/2 Vcc). Außerdem
erscheit mir ein Ron von 100 Ohm bei einem zugeschalteten Widerstand von
1k mit 10% schon recht groß...
Steffen schrieb:> Was haltet ihr davon hier Halbleiter einzusetzen?Steffen schrieb:> Relais> --------------> + Als Wechsler ausgeführt keine floatenden Pfade
Spielt keine Rolle.
- bei so kleinen Spannugnen und Strömem nur dauerhaft betriebssicher als
quecksilbebenetzes Relais (mercury wetted) und die dürfen dank RoHS
nicht mehr hergestellt werden, also braucht man eBay-Altbestände.
> Vorteile Mosfet> ---------------> - Kann nur durchschalten (floatet, wenn offen)
Jein, eine Diode leitet negative Spannung nahc Masse ab, aber bei so
kleinen Spannungen egal.
- hohe eigene Kapazität.
- Restströme im Mikroamperebereich wirken wie Widerstände.
1. Frage: Warum nicht einfach Dreh- oder Schiebeschalter, oder
Drehkondensator und Poti ? Zu einfach ? High End lebt doch von einfachen
Lösungen ohne viele Bauteile.
2. Frage: Gewünschter Kapazitätsbereich. So weit ich weiss, geht das bei
4.7pF los. Da haben viele MOSFETs schon ausgeschaltet eine höhere
Kapazität.
3. Frage: Gewünschter Widerstandsbereich (müsste passen).
Die Kapazität lässt sich eventuell über die Vorspannung einer in
Sperrichtung betriebenen (Kapazitäs-)Diode wie BB212 sogar stufenlos
anpassen.
Steffen schrieb:> Außerdem> erscheit mir ein Ron von 100 Ohm bei einem zugeschalteten Widerstand von> 1k mit 10% schon recht groß...
Das ist ein typisches Entweder-Oder: ein dicker MOSFET hat weniger als 1
Ohm, aber dafür eine viel zu hohe kapazitive Belastung - das ist ein
Widerspruch, den man nicht wirklich auflösen kann (beides wird von der
Chipfläche bestimmt), man kann sich nur einen bestimmten Kompromiss aus
dem Bereich wählen.
Ausserdem egal was du an Halbleitern nimmst, die Werte von Reedrelais
sind unerreichbar, sowohl im An- als auch im Auszustand.
Georg
Steffen schrieb:> Außerdem erscheit mir ein Ron von 100 Ohm bei einem zugeschalteten> Widerstand von 1k mit 10% schon recht groß...
Dann bau doch einen 900-Ohm Widerstand ein.
Harald W. schrieb:> Steffen schrieb:>>> Außerdem erscheit mir ein Ron von 100 Ohm bei einem zugeschalteten>> Widerstand von 1k mit 10% schon recht groß...>> Dann bau doch einen 900-Ohm Widerstand ein.
???
Phasenschieber S. schrieb:> Warum machst du das nicht mit Pin-Dioden?
Warum machst du das nicht mit Jumpern, welche du nach Systemwechsel
umjumperst? Oder wenn dir das zu anstrengend ist: machs mit nem
Mäuseklavier.
Also so, wie es Schickimickihersteller von RIAA-Preamps seit ewigen
Zeiten zur relativ überflüssigen Anpassung des Systems an die Senke
handhaben?
Hat den Vorteil, dass du R und C getrennt voneinander switchen kannst,
was zwar vollkommen dämlich im Sinne von Überflüssig ist, aber auch
nicht schaden kann.
Michael B. schrieb:> 1. Frage: Warum nicht einfach Dreh- oder Schiebeschalter, oder> Drehkondensator und Poti ? Zu einfach ? High End lebt doch von einfachen> Lösungen ohne viele Bauteile.
Ich habe bisher an eine digitale Lösung gedacht, weil ich damit mehrere
Kapazitäten / Widerstände kombinieren kann (z.B. 100pF + 150pF + 220pF =
470pF -> Kondensator 470pF incl. zusätzlichem Schalter gespart).
Außerdem muss ich dann nicht die kleinen Signale durch das ganze Gehäuse
zur Frontplatte führen.
Michael B. schrieb:> 2. Frage: Gewünschter Kapazitätsbereich. So weit ich weiss, geht das bei> 4.7pF los. Da haben viele MOSFETs schon ausgeschaltet eine höhere> Kapazität.
Da hast du allerdings recht. Mir bekannte Geräte (z.B. der Yamaha C4)
bieten 100pF - 470pF / 33k - 100k (nach E6-Reihe) der C4 sogar noch
100Ohm (?!?!) macht 10 Bit damit die verbleibenden 6-Bit nicht
verschenkt werden hatte ich daran gedacht mit weiteren Bauteilen in
Parallelschaltung den Bereich auf 47pF - 470pF / 1k - 100k zu erweitern.
Der Grund, warum ich überhaupt an eine Solche Schaltung denke ist der,
dass ich zwei Laufwerke hier stehen habe und diese über eine gemeinsame
Endstufen-Lautsprecher-Kombi spielen. Da ich nun gerne unkompliziert
zwischen den Geräten umschalten möchte, soll die EIngangsimpedanz
möglichst einfach angepasst und abgerufen werden können -> AVR mit pro
Kanal gespeicherten Werten.
Steffen schrieb:> Danke für den Tipp mit dem 4066! allerdings möchte auch der gerne ume> ine positive Spannung schwingen (laut Datenblatt ca 1/2 Vcc). Außerdem> erscheit mir ein Ron von 100 Ohm bei einem zugeschalteten Widerstand von> 1k mit 10% schon recht groß...
Genau da hast du den wunden Punkt getroffen: So ist das, wenn man
weitere Spezifikationen und Randbedingungen erst hinterher bekannt gibt.
Lt. deiner Schaltung liegt als DC an der Signalleitung?
huh schrieb:>> Dann bau doch einen 900-Ohm Widerstand ein.>> ???
Ja, natürlich. Der Kanalwiderstand ist dann weitgehend kompensiert.
Und wenn man nicht so eine unterqualifizierte CD4066 einsetzt (hohe
Kapazität, hoher Kanalwiderstand), kommt man auf Kanalwiderstände << 100
Ohm, mit denen sich die 1 kOhm auf fast 1% genau realisieren lassen.
Oder eine 74LVC1G3157 mit einem Kanalwiderstand << 10 Ohm bei ebenfalls
typ. 5 pF I/O-Kapazität (eigentlich immer noch zu viel).
Der Zahn der Zeit schrieb:> Lt. deiner Schaltung liegt als DC an der Signalleitung?
In der Schaltung liegt am Eingang direkt die Spule des TAs an (kein
zwischengeschalteter Kondensator). Daran angeschlossen ist direkt der
Halbleitereingang der Verstärkerstufe.
Muss das denn so frei kombinierbar sein? Ich denke grade an ein Konzept
mit z.B. 4 Steckplätzen. Da rein kommt ein gut abgestimmtes R/C Modul
pro Zuspieler. Der AVR schaltet dann jeweils den passenden Filter an das
Signal, wozu dann 4 Relais reichen.
Das ist nur leider nicht so flexibel..
Steffen schrieb:> In der Schaltung liegt am Eingang direkt die Spule des TAs
Sorry, ich hatte falsch gelesen. Es war der 4066, der gerne um VCC/2
schwingen möchte... Ja, möchte er, er kann aber auch, wie alle anderen
Multiplexer, bis wenige 100 mV über beide Betriebsspannungsanschlüsse
hinaus. Dann sind die Multiplexer auch besonders niederohmig, es wäre in
deiner Anwendung also optimal.
Nebenbei: Weißt du, wozu diese Einstellungen da sind bzw. was genau sie
bewirken?
Steffen schrieb:> Genau da habt ihr den wunden Punkt getroffen. Das Signal schwingt> um GND (typischerweise +-2,4mV).
Echt jetzt 2.4 milli Volt? Dann besser vor dem Umschalten die Endstufe
ausschalten, die einfachen Analogschalte-ICs produzideren
Umschaltknackser ("charge injection"). Zum Trost vertragen sie auch
symmetrische Versrgung, z.B. ±3.3V.
Steffen schrieb:> Der Grund, warum ich überhaupt an eine Solche Schaltung denke ist der,> dass ich zwei Laufwerke hier stehen habe und diese über eine gemeinsame> Endstufen-Lautsprecher-Kombi spielen. Da ich nun gerne unkompliziert> zwischen den Geräten umschalten möchte, soll die EIngangsimpedanz> möglichst einfach angepasst und abgerufen werden können
Ich vermag nicht so recht zu erkennen, was daran einfach sein soll.
Wenn ich so ein Problem hätte, dann hätte ich einfach zwei Phono-
Vorverstärker, angepaßt an das jeweilige Laufwerk.
Mir ist (als gelerntem DDR-Bürger) sowieso schleierhaft, warum man den
Vorverstärker nicht einfach in das Laufwerk eingebaut hat (wie bei 99%
aller Plattenspieler in der DDR). Warum sollte man die empfindlichen
Signale über vergleichsweise lange Leitungen und Steckverbinder führen
wollen? Ein eingeauter Vorverstärker hat IMNSHO nur Vorteile. Er kann
optimal an das Abtastsystem angepaßt werden, die Kabellänge (Kapazität!)
spielt keine Rolle mehr und am Vorverstärker braucht man keinen
Spezialeingang, sondern nimmt einfach einen der Line-Eingänge.
Wäre wohl zu einfach gewesen.
militanter Zeilensparer schrieb:> die einfachen Analogschalte-ICs produzideren> Umschaltknackser ("charge injection")
Interessanter Aspekt, der interessiert mich. Ich hätte es als wenig
tragisch eingeschätzt, aber schätzen gilt nicht. Also habe ich
simuliert: 5 nC (typische Charge Injection) auf einen MM-Tonabnehmer
eingespeist, 47k / 220p Last, RIAA-Verstärker mit Gain = 1 bei 1 kHz
dahinter, danach A-Bewertung.
Ergebnis:
Blau: Kurzer Puls mit 25 mV. Von dem bleiben aber nach dem Entzerrer nur
noch
Grün: ca. 4 mV, fast eine 12 kHz Sinuswelle, so dass für das Ohr nur
noch
Rot: ein ca. kleiner 1 µs-Puls mit nur 40 µs Dauer bleibt. Zweifellos
hörbar, aber sicherlich harmlos.
Gibt es die Panasonic / NAIS Relais "RS" noch? Mit deren RS-12 habe ich
früher Relaismatrizen für Meßplätze von Tonstudiotechnik gebaut, bei
deutlich hohen Störabständen.
Man sollte aber beachten, dass die eine signifikante kapazitive Kopplung
vom Kontakt zur Erregerspule haben.
Bei solch kleinen Signalen würde ich Halbleiterschalter von vornherein
ablehnen.
Manfred schrieb:> Bei solch kleinen Signalen würde ich Halbleiterschalter von vornherein> ablehnen.
Hmmm... warum nicht? Ich kenne Gründe, für solch kleine Signale Relais
von vornherein abzulehnen. Ich meine, dass der Effekt, dass manchmal
eine Mindestspannung (und wohl auch ein Mindeststrom) an mechanischen
Kontakten anliegen muss, damit winzige Isolationen überwunden werden,
"Fritten" ist. Es mag sein, dass für moderne, mit hermetisch
versiegelten Kontakten (Reed-Kontakten) ausgestattete Relais, das nicht
gilt. Aber wo soll das Problem mit Halbleitern sein?
Der Zahn der Zeit schrieb:> Es mag sein, dass für moderne, mit hermetisch> versiegelten Kontakten (Reed-Kontakten) ausgestattete Relais, das nicht> gilt
Dafür nimmt man quecksilberbenetzte Relais, da existiert das Problem
nicht (dafür andere).
Georg
Steffen schrieb:> Der Grund, warum ich überhaupt an eine Solche Schaltung denke ist> der,> dass ich zwei Laufwerke hier stehen habe und diese über eine gemeinsame> Endstufen-Lautsprecher-Kombi spielen. Da ich nun gerne unkompliziert> zwischen den Geräten umschalten möchte.....
Dan bau Dir Zwischenstecker an die Ausgänge der Laufwerke, wo Du die
passende RC Kombination reinlötest.
Und fertig ist die Kiste.
Der Zahn der Zeit schrieb:> Nebenbei: Weißt du, wozu diese Einstellungen da sind bzw. was genau sie> bewirken?
Vereinfacht: Die Spule des TAs stellt mit dem angeschlossenen
Vorverstärker einen Schwingkreis dar. Um den optimalen Klang zu
erreichen muss also der Schwingkreis auf die Spule abgestimmt werden.
militanter Zeilensparer schrieb:> Echt jetzt 2.4 milli Volt? Dann besser vor dem Umschalten die Endstufe> ausschalten, die einfachen Analogschalte-ICs produzideren> Umschaltknackser ("charge injection").
Den Effekt finde ich sehr interessant.
Der wird sich doch am ehesten durch muten des Signals (schaltbarer
Spannungsteiler gegen Masse) umgehen lassen?!
Andreas B. schrieb:> Dan bau Dir Zwischenstecker an die Ausgänge der Laufwerke, wo Du die> passende RC Kombination reinlötest.> Und fertig ist die Kiste.
Das wäre doch zu einfach. Und außerdem sind wir doch alle irgendwo
Spielkinder und Bastler ;-)
Steffen schrieb:> Das Signal schwingt um GND> (typischerweise +-2,4mV).Steffen schrieb:> Der Grund, warum ich überhaupt an eine Solche Schaltung denke ist der,> dass ich zwei Laufwerke hier stehen habe
Da würde ich ganz einfach 2 Phonoentzerrer aufbauen und dahinter
umschalten.
Optimal ist natürlich den Entzerrer gleich mit in die Zarge einzubauen.
Dann spart man sich die Leitungskapazität (150..250pF/m) und
Störeinkopplungen in das empfindliche Signal.
Steffen schrieb:> Das wäre doch zu einfach. Und außerdem sind wir doch alle irgendwo> Spielkinder und Bastler ;-)
Ah, ok, dann eine useless machine mit Raspbery? Wenn, dann aber schon
mit den 3+. ;-)
Ich bastle ja auch gerne. Aber irgendein Nutzen muß da schon erkennbar
sein.
Meine Ideen neigen manchmal dazu etwas aus zu arten :-D
Ich habe mich dazu entschlossen auf der Gehäuserückseite zwei Kanäle als
Phonoeingänge vorzusehen. Jeder Kanal bekommt eine eigene Modulkarte mit
Impedanzanpassung, die mit jeweils einem 2x6-Drehschalter für Kapazität
und Widerstand bestückt wird. Anschließend wird das Signal auf einen
gemeinsamen Vorverstärker weitergeleitet.
Danke für die Hilfe!
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