Single Supply Audio Verstärker

Nochmal kurz zur Frage bezüglich des rot markierten Teils: Während dem 
Testen wurde der input bias current ein Problem, weshalb ich mir diese 
Methode erdacht habe.

Raphael schrieb:
> Die Schaltung ist aufgebaut und funktioniert sogar mehr oder weniger.

Das ist seltsam.

Beim ersten opv sind + und - Eingang vertauscht.
Der zweite hängt gleichspannungsmäßig in der Luft.
Besser die 100nF Kondensatoren durch Widerstände ersetzen.

Einer schrieb
> Beim ersten opv sind + und - Eingang vertauscht.

Oha. Ist mir gar nicht aufgefallen. Aufgebaut ist es so wie es wirklich 
sein soll, das Schema hab ich am Schluss noch kurz gezeichnet.

> Der zweite hängt gleichspannungsmäßig in der Luft.
> Besser die 100nF Kondensatoren durch Widerstände ersetzen.

Das war am Anfang auch so, doch bereits bei einer Verstärkung von etwa 
50 hatte der Ausgang (vom 2. OP) einen unerwünschten DC-Offset. Ich 
vermutete, dass das durch den Input Bias Current hervorgerufen wird. So 
wie es jetzt ist ist kein DC-Offset mehr vorhanden.

Mfg
Raphael

Sven P. schrieb
> Je nach Ausgangswiderstand der Audio Quelle könnte man doch das
> Audiosignal direkt an den 3,3µF Kondensator einspeisen.

Der OP kann nicht soviel Strom liefern:
Im Idealfall mit +/-4.5V am Ausgang bei 50 Ohm ergibt einen Strom 90mA.. 
der OP kann, wenn ich es richtig im Kopf habe nicht mehr als 10mA 
liefern.

Raphael schrieb:
> Der OP kann nicht soviel Strom liefern:
> Im Idealfall mit +/-4.5V am Ausgang bei 50 Ohm ergibt einen Strom 90mA..
> der OP kann, wenn ich es richtig im Kopf habe nicht mehr als 10mA
> liefern.

Vergesst das. Ich hab das Wort Quelle falsch interpretiert. Aber joa,
> Je nach Ausgangswiderstand der Audio Quelle könnte man doch das
> Audiosignal direkt an den 3,3µF Kondensator einspeisen.
ich denke das wär auch möglich.

Wieviel Ruhestrom fließt durch die 10R Gegenkopplung?

MaWin schrieb:
> Wieviel Ruhestrom fließt durch die 10R Gegenkopplung?

Ich kenne nur den gesamten Ruhestrom, der beträgt 110.2mA.
Kann man das besser lösen (mit der Gegenkopplung)? Die Transistor 
Verstärkerschaltung macht aus dem schönen OP Signal ein Signal, das 
Vergleichbar ist mit 144p YT Videos.

Mani W. schrieb:
> Nein, das muss ein Spannungsteiler mit Widerständen sein!

Hab mal mit der Schaltung von Michel M. (Danke an der Stelle @Michel) 
gepröbelt und bin auch auf die gleiche Meinung gekommen.
Nur weiss ich nicht, wie "ernst" LTspice den Input Bias Current von 
einem OP nimmt..

Mani W. schrieb:
> Du fängst Dir mit dieser Schaltung zwangsweise Netzbrumm ein...

Netzbrumm von einer 9V Blockbatterie..?


Danke euch und auch Gute Nacht

Raphael schrieb:
> Netzbrumm von einer 9V Blockbatterie..?

9V-Blockbatterie und 115mA Stromverbrauch?!

Raphael schrieb:
> Die Schaltung ist aufgebaut und funktioniert sogar mehr oder weniger.

Kurz gesagt: sie ist Murks.

Raphael schrieb:
> Ist es möglich, bzw. zulässig für den + Anschluss vom OP einen
> Spannungsteiler mit zwei Kondensatoren, in meinem Fall mit 100nF, zu
> realisieren?

Nein, kein Gleichspannungspegel.

> Wäre es besser, wenn man
> einen Spannungsteiler mit Widerständen hat und dann die (in meinem Fall
> 4.5V) Spannung abkoppelt mit einem Kondensator?

Ja. Hilft aber ohne Korrektur der vielen anderen Fehler nix. 
Eingangsspannungsteiler koppelt Störungen der Vetsorungsspannung ins 
Audiosignal, Eingangs-OpAmp ist kein Spannungsfolger, TL072 eh ein 
schlechter Kandidat für 9V Batterieversorgung die zum Ladeschluss auf 
5.6V abgesunken ist, Endstufe ist 'abenteuerlich', Widerstandsauslegung 
ebenso.

MaWin schrieb:
> Kurz gesagt: sie ist Murks.

D’accord!

Da steht in der Überschrift: Audioverstärker.
Zwei OPAs, der erste ist ein falscher Unity-Gain. Der zweite soll bis zu 
v=1000 machen und das mit dem TL072: Es bleibt in dem Fall eine 
Bandbreite von nicht mal 3kHz übrig. Und klar, dass bei v=1000 der 
Offset ein Problem sein kann.
Und wenn man schon so viel Verstärkung braucht, dann sollte unbedingt 
die erste aktive Stufe bereits verstärken. Sonst bekommt man neben dem 
Offsetproblem auch noch ein Rauschproblem.
Am Besten: man klärt nochmals die eigenen Anforderungen ...
Abgesehen davon: so ganz toll ist eine 9V-Versorgung (Blockbatterie?) 
für den TL07x auch nicht, im worst case hat das Ausgangssignal jeweils 
3V Abstand von den Rails - es bleibt also nur eine AC-Amplitude von 1.5V 
übrig, bzw. typ. 3V.

Vorschlag: die erste Stufe schon mal mit v=30 ausstatten. Dann braucht 
die zweite auch nur noch diese Größenordnung und schon ist das 
Offsetproblem keines mehr. Und eventuell für die Versorgung eine zweite 
Blockbatterie spendieren.

Matthias S. schrieb:
> Anbei noch eine simple kleine Gegentaktendstufe,

Ja, das ist eine Schaltung nach meinem Geschmack. Schön einfach und 
klar. Die Emitterwiderstände könnte man eventuell noch auf 4R7 
reduzieren.

Jürgen von der Müllkippe schrieb:
> Ja, das ist eine Schaltung nach meinem Geschmack.

Ich erinnere mich noch, dass die mit den Germaniumtypen AC187/AC188 in 
meinem ersten Kofferradio drin war ...

Mani W. schrieb:
> Zum probieren und studieren geht eine Solarzelle, guter Lerneffekt

Na ja, eigentlich geht Audioübertragung per Licht nur mit FM oder 
digital codiert.

Sonst hört man Glühlampenbrummen, Leuchtstofflamoenpfeifen und der 
Empfänger ist bei Sonnenlicht dicht.

Das kann er dann ja alles lernen.

Mani W. schrieb:
> leere Klopapierhülsen gibt es ja jetzt sicher reichlich ;-))

Nee, im Moment und noch 2 Jahre lang ist da noch Papier drauf.

MaWin schrieb:
> Na ja, eigentlich geht Audioübertragung per Licht nur mit FM oder
> digital codiert.

Schlecht ausgedrückt.
Ob es digaital war, weiß ich nicht mehr, so 1970.
Jedenfalls nach Jakubaschk mit einer Trägerfrequenz moduliert.

Wieso verunsichern?
Es gibt es schon, er soll es nur ausgraben.

Hi-Fi Qualität wird es nicht.

Ich habe hier gerade ein Buch zu LED liegen.
Optoelektronik in der Praxis, meines ist von 1998.

https://www.ebay.de/itm/Optoelektronik-in-der-Praxis-Alfred-Hartl/184210120131?hash=item2ae3c75dc3:g:GIoAAOSwOJhebInU

Damit werden 90% der in diesem Forum gestellten Fragen zu LED, 7-Segment 
und Optokoppler beantwortet.
Es sind massig Beispiele und Daten drin.
Aber es ist nicht kostenlos wie das Internet :-(

Empfehlung an Raphael wäre seinen Schaltplan zu korrigieren und dann 
hier  begutachten zu lassen.

Ich stimme mit dafür den LM386 als zweite Stufe zu verwenden

A-Freak schrieb:
> Ich stimme mit dafür den LM386 als zweite Stufe zu verwenden

Ich stimme dafür, den steinzeitalten und grottenschlechten LM386 endlich 
zu begraben und einfach mal seit dem Kindergarten was Neues wie TEA2025 
(bis 12V) zu lernen.

9V ist für den TL072 schon sehr knapp. Bedenke, auf welche Spannung die 
Batterie während des Gebrauchs sinkt. Nämlich etwa 5 Volt!

Ich hasse solche Fehlkonstruktionen, die mich dazu zwingen, Batterien 
frühzeitig weg zu werfen.

(bis zu) 1000 Fache Verstärkung mit nur einer Stufe ist absolut Käse. 
Das wird verzerren und anfällig für Störungen. Der pisitive Eingang des 
zweiten OP-Amp muss auf eine definierte Referenzspannung gelegt werden.

Die Ausgangsstufe erfordert eine sehr stabile (vom Signal unabhängige) 
Spannungsversorgung, die du nicht hast.

A-Freak schrieb:
> Ich stimme mit dafür den LM386 als zweite Stufe zu verwenden
Das ist sinnvoll. Zum Basteln, wenn der schon mal da ist tut es der 
LM386 durchaus.

Jens G. schrieb:
> Wieso ausgerechnet 5V? Ist die Spannungslage dann stabil? Oder warum
> legst Du Dich so auf die 5V fest?

Weil das im Datenblatt der Batterie steht:

https://products.varta-microbattery.com/applications/mb_data/documents/data_sheets/DS4122.pdf
https://www.celltech.fi/fileadmin/user_upload/Celltech/Prod.sheets/Duracell_Ultra-Power_9V.pdf
https://data.energizer.com/PDFs/522.pdf

Erst unter 5V gelten sie als "verbraucht".

Natürlich, wenn man sie noch länger nutzen kann, tue ich das auch gerne.

Ärgern tun mich aber Geräte, die schon bei 7V aussteigen. Oder bei 1,2V 
pro AA Rundzelle.

Danke an alle die hier etwas posten :)

Ich hab viel gelesen über:
 -Andere Bauteile
 -9V Batterie?? - Inacceptable!!!
 -Auslegung der Transistorstufe
 -OP Stufen

Wenn ich Zeit finde, würd ich ein kleines Video machen, um mein Brummen 
zu verdeutlichen.


*** Andere Bauteile ***

Mani W. schrieb:
> Er steht am Anfang

Könnte man so sagen. Ich bin in einer Lehre, sprich, ich hab noch nicht 
so viel Erfahrung, wenn es um Bauteile geht. So wie es scheint wird der 
TL072 gehasst von allen hier ^^
Die Schaltung soll nur ein kleines Freizeitprojekt werden, also lass ich 
den TL072 mal drin, einfach weil ich den zu Verfügung hab.

Harald W. schrieb:
> Solarzellen sind hier m.E. nicht geeignet. Nimm eine Photodiode

Danke für den Gedanken, ich glaube schon, dass das Signal und alles 
besser Aussieht mit einer Photodiode, doch es ist nur ein 
Freizeitprojekt und ich will es jetzt halt mit der Solarzelle beenden! 
:)


*** 9V Batterie?? - Inacceptable!!! ***

mark space schrieb:
> 9V-Blockbatterie und 115mA Stromverbrauch?!

Getestet hab ich das an einem Netzgerät. Ich glaube alle machen Panik, 
weil ich 110mA Ruhestrom Strom beziehe... VON EINER 9V BATTERIE?!
Das Ding ist, wie schon oben erwähnt, das soll keine Massenprodukt 
werden. Einfach bisschen Analogtechnik kennen lernen. Dachte mir, wär 
halt schön, wenn die Schaltung für 9V Ausgelegt ist, weil dann läuft sie 
auch mit einer Batterie (was sie ja auch tut).


*** Auslegung der Transistorstufe ***

Eingesetzt hab ich übrigens den BC237B und hab mit hfe=185 gerechnet...
Tjoa. Transistoren kenn ich genau so wenig wie all die OPs von denen Ihr 
sprecht. Zudem ist das meine erste "praktische Auslegung" von so einer 
Transitorstufe (nach Lehrbuch, falls ich nichts verpasst hab). Zu Beginn 
war eigentlich der 1k8 dort wo der 1k2 Widerstand ist und umgekehrt. Ob 
das meine Berechnungen rechtfertigt oder nicht, weiss ich jedoch nicht.
Grund für diese Auslegung / für diesen Entscheid: Ich hab die Schaltung 
ausgiebig getestet auf einem Steckbrett, einem Oszilloskop, meinem 
Netzgerät und einem Funktionsgenerator, jeweils bei 200Hz, 1kHz, 10Khz 
etc. und bin zum Schluss gekommen, dass das Ausgangssignal nach der 
Transitorstufe mit einer Last von 50 Ohm gleich gut Aussieht - also 
nicht sonderlich schön aber was solls, das Audiosignal kommt von einer 
Solarzelle~ - und zugleich ~50mA weniger Strom bezieht.

Christian S. schrieb:
> schalte doch an den Ausgang zwei komplementäre Transistoren in
> AB-Einstellung.

Muss ich mal testen, doch frühestens am Dienstag.


*** OP Stufen ***

MaWin schrieb:
> Kurz gesagt: sie ist Murks.

Das Stimmt. Sie macht nicht genau was ich will. Die Schaltung 
funktioniert jedoch, ausser ca. ab einer Verstärkung von 500 beginnt sie 
zu brummen. Auf das soll das "mehr oder  weniger" (von meiner Seite) 
hindeuten.

HildeK schrieb:
> Vorschlag: die erste Stufe schon mal mit v=30 ausstatten. Dann braucht
> die zweite auch nur noch diese Größenordnung und schon ist das
> Offsetproblem keines mehr.

Ich hab Tage verbraucht, einen Vorverstärker in die Schaltung zu 
integrieren. (Da hab ich noch nicht mit komischen Kondensatoren am + 
Eingang rumgefummelt) Doch aus irgendeinem Grund, den ich bis jetzt noch 
nicht kenne, hab ich es nicht hingebracht, dass die Schaltung nicht von 
alleine summt/brummt. Meine Theorie war, dass irgendwie ein Signal 
rückgekoppelt wird (durch irgendeinen Weg) oder sonst was ausser 
Kontrolle gerät und so die gesamte Schaltung beeinflusst. So dachte ich 
mir, muss die Schaltung halt mit nur einem Verstärker auskommen. Ohne 
Impedanzwandler am Eingang war das Signal nicht wirklich was Wert.

Mani W. schrieb:
> Der Spannungsteiler aus Kondensatoren an DC ist natürlich Murks,
> der Eingang hängt dann buchstäblich in der Luft!

Das glaub ich eben auch. Genau deshalb kam ich eigentlich ins Forum 
hier, mit der Hoffnung dass mir einer erklären kann, wieso meine 
Schaltung - bis zu einer Verstärkung von 500 - funktioniert. Vielleicht 
ist es genau wegen der Verstärkung, dass es beginnt zu brummen, 
vielleicht war die Frage nicht ganz klar.

Das mit dem LM386 muss ich mal ein anderes mal Austesten, denn die 
Schaltung hab ich schon auf einem Veroboard und eigentlich ist jetzt nur 
noch die Frage offen, die ich in einem Abschnitt weiter oben erklärt 
hab.
Das nächste was ich ausprobieren möchte, ist zu den 
"Spannungsteiler"-Kondensatoren Widerstände parallel schalten 
(Wahrscheinlich 10k oder 100k). Ich nehme zwar an, dass sich nicht viel 
ändert, bzw. dass die Schaltung ein Offsetproblem kriegt, wie 
ursprünglich, ab einer Verstärkung von lachhaften v=25...

Mfg
Raphael

Raphael schrieb:
>Meine Theorie war, dass irgendwie ein Signal
>rückgekoppelt wird (durch irgendeinen Weg) oder sonst was ausser
>Kontrolle gerät und so die gesamte Schaltung beeinflusst.

Ja, es kann sein daß deine Schaltung auf einer hohen Frequenz
Schwingt, must du mal mit einem Oszillograf oder mit einem
HF-Detektor prüfen.

>dass die Schaltung ein Offsetproblem kriegt, wie
>ursprünglich, ab einer Verstärkung von lachhaften

Du willst doch Wechselspannung verstärken, da spielt
Offsetproblem keine Rolle.

Steuer bei beiden OPV's jeweils den invertierenden Eingang an und lege 
die Gegenkopplung so aus, dass eine Verstärkung von je 30 entsteht. Die 
beiden nicht invertierenden Eingänge legst du auf einen gemeinsamen 
Spannungsteiler mit Abblockkondensator.

Beim zweiten OPV kann die Gegenkopplung mit einem Trimmer einstellbar 
konstruiert werden.
Die Endstufe sollte insgesamt hochohmiger ausgelegt werden, oder 
komplett entfallen.