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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie diese OP-Verstärkerschaltung verbessern?


Autor: Suchender (Gast)
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Hallo,

diese Schaltung möchte ich bauen, um mein Handy an das Autoradio 
anzuschließen. Das Handy-Audio-Signal ist ziemlich schwach und muss 
verstärkt werden. Ich habe der Einfachheit halber nur einen Kanal 
eingezeichnet.

Was würdet Ihr an dieser Schaltung verbessern, damit die Klangqualität 
möglichst gut ist (aber bitte bezahlbar)?

Ich habe vor, die eingezeichneten 3µ3-Keramik-Kondensatoren zu nehmen. 
Ist der Wert so okay, oder sollte ich besser 10µF nehmen? Oder noch 
mehr? Darf es Keramik sein oder ist Tantal besser?

Sind die beiden angegebenen OPs okay?

Vielen Dank für Eure Tipps.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Evtl über R11 nen kleinen Abblock-C.
Sonst wüsste ich nicht..

Autor: Matt (Gast)
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zusaetzlich:

1) R1 ist ueberfluessig.

2) C1 entlaedt sich evtl. durch Leckstroeme (oder wird beim Einschalten 
nicht auf 2.5VDC geladen), da der linke Anschluss in der Luft haengt. 
Stoepselt man dann etwas in die Klinkenbuchse, wird selbiger Anschluss 
poetzlich auf 0V gezogen, was in einem 2.5V-Puls  am OP-Eingang 
resultiert... Also 100k o. ae. zwischen Eingang und Masse, falls das 
Telefon im Betrieb ein- und ausgesteckt werden soll.

3) Wenn du den +Eingang direkt mit dem Spannungsteiler verbindest, wird 
ein halber OP frei, der den 2. Kanal  bedienen kann.

4) Keramik fuer Audio ist baeehh. Besser Elkos (oder notfalls Tantal) so 
dimensionieren, dass im interessanten Frequenzbereich nur ein paar 10mV 
daran abfallen,  Wechselspannung an Elkos/Tantal/Keramik gibt 
Verzerrungen. Ob das bei dieser Signalquelle relevant ist, ist eine 
andere Frage, wahrscheinlich sind im Handy auch gerade ausreichende 
Tantal-Cs am Ausgang verbaut.

Gruesse

Autor: Suchender (Gast)
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Danke für die beiden Antworten.

@Matt
Wieso ist R1 überflüssig? Wenn ich R1 nicht habe, bekomme ich doch an C1 
eine Wechselspannung, die von -1V bis +1V geht. Über R1 lege ich so das 
"Mittel"-Potenzial fest. Mache ich da einen Denkfehler?

Wenn ich Dich richtig verstehe, sollte ich also besser Tantals 
einsetzen. Ganz auf die Kondenstaoren kann ich doch nicht verzichten, 
oder? Ich habe leider nur +5V und muss so das Signal für den OP 
hochziehen. Und dies geht doch nur über Kondensator, oder?

Welche Werte sollte ich denn nehmen? 10µ oder mehr?

Autor: Suchender (Gast)
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@Matt
Ich glaube ich weiß inzwischen, wie Du das mit R1 meinst. Ich habe aber 
zwei Kanäle/Stereo und die sollte ich trennen. Deshalb der Widerstand 
R1.

Die 2.5V erzeuge ich über einen OP, weil ich denk, dass es genauer ist 
als über einen Spannungsteiler. Falsch?

Autor: Fritz (Gast)
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>Die 2.5V erzeuge ich über einen OP, weil ich denk, dass es genauer ist
>als über einen Spannungsteiler. Falsch?

Du erzeugst die doch ursprünglich durch einen Spannungsteiler, durch den 
OpAmp wird das nicht genauer, dadurch wird nur der "Quellenwiderstand" 
geringer, aber das ist hier nicht notwendig, da der Eingang des OpAmps 
sehr hochohmig ist.

Autor: Suchender (Gast)
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@Fritz
Stimmt. Denkfehler von mir. Danke

Autor: Peter (Gast)
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3.3uF ist bei 1 kOhm Eingangsimpedanz etwas wenig.

3.3uF x 1kOhm => 300 Hz

Für schöne "satte" Bässe würde ich schon 33uF..100uF verwenden!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>3.3uF x 1kOhm => 300 Hz

ergibt 48Hz als -3dB Frequenz!

Du hast das 2*PI vergessen!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>>> um mein Handy an das Autoradio anzuschließen.
>>> ... damit die Klangqualität möglichst gut ist.
>> 3.3uF x 1kOhm => 300 Hz
> ergibt 48Hz als -3dB Frequenz!
Ist für ein Telefon doch egal...


Warum machst du den 2,5V-Spannungsteiler nicht direkt an den +Eingang 
vom IC1B? Dann reicht dir 1 OP für beide Kanäle.

Autor: Katzeklo (Gast)
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Für gute Sprachqualität 0,3 - 3,4 kHz, den Rest rausfiltern erhöht die 
Sprachqualität.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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bzgl preis: nimm nen lm358
+ 50x verstärkung : brauchst echt soviel???

Autor: Suchender (Gast)
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@Düsentrieb
Ja, wenn ich die Lautstärke genauso einstellen will, wie im Radiobetrieb 
brauche ich (zumindest bei meinem Handy SE W800i) ca.50fache 
Verstärkung. Bin ich anfangs auch erschrocken, aber es ist wirklich so.

@Katzeklo
Da habe ich mich vielleicht mißverständlich ausgedrückt!
Ich möchte von meinem Handy nicht Gespräche, sondern Musik abspielen. 
Das W800i ist ein Walkman-Handy. Ich hätte also schon gerne eine "gute" 
Verstärkung.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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oho, also 50x .
nimm als op 2x ne5534 (optimal bei der verstärkung)

Autor: Suchender (Gast)
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@Düsentrieb
NE5534 weil er billiger ist als der OPA2340 oder weil er wirklich besser 
ist?

Autor: Suchender (Gast)
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@Lothar Miller
Und woran hänge ich den R1? Wie bekomme ich das Eingangsignal auf den 
Mittelwert 2.5V?
Wenn ich dort einen Spannungsteile und am OP einen Spannungsteiler 
brauche, kommt das platzmäßig auf ungefähr das gleiche. Ok, preislich 
ein kleiner Unterschied.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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billiger+besser...!

slew rate :OPA2340  6 v/us ne5534 13v/us
noise :    OPA2340 25nv/hz ne5534 4nv/hz

5532 hier klar besser. und wird auch in hi-end geräten bis 6000eu 
verwendet...ausser, du willst es natürlich noch besser.. :)

Autor: Suchender (Gast)
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Och, mit dieser Größenklasse gebe ich mich schon zufrieden...Danke

Autor: HildeK (Gast)
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>Und woran hänge ich den R1? Wie bekomme ich das Eingangsignal auf den
>Mittelwert 2.5V?
Lass den R1 weg - wurde schon gesagt. Der DC-Anteil stellt sich der OPA 
selber so ein, dass am +IN dieselbe Spannung liegt wie am -IN.

Mach einen Teiler R10 und R11 und schließe die Mitte sowohl an den +IN 
des einen OPAs als auch den +IN des zweiten an. Ein C parallel zu R11 
wurde auch schon genannt. So kannst du für den zweiten Kanal IC1A 
verwenden.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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btw...5534 sind nicht alle gleich, je nach hersteller...
nach meinen erfahrungen "klingen" die typen von Philips am besten (die 
verwendet auch McIntosh..)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Suchender wrote:
> Und woran hänge ich den R1? Wie bekomme ich das Eingangsignal auf den
> Mittelwert 2.5V?
Das ist ein normaler invertierender Verstärker, den Offset für die 
unipolare Versorgung gibst du auf den +Eingang.

Ein Operationsverstärker ist ein doofes Ding. Korrekt beschaltet tut der 
alles, um am -Eingang dieselbe Spannung zu haben wie am +Eingang. Das 
ist der ganze Trick.
Wenn du also am +Eingang 2,5V anlegst, und deinen R1 (22k) weglässt, was 
tut dann der Ausgang? Richtig, der geht auf 2,5V.
Wenn du jetzt eine Wechselspannung mit +10mV am Eingang anlegst (z.B. 
pos. Halbwelle), dann muss der Ausgang um 10mV*(47k/1k) =470mV Richtung 
GND gehen, damit wieder 2,5V am -Eingang anliegen. Fazit: die 
Eingangsspannung wurde 47-fach invertiert verstärkt.

Der R1 taucht in dieser Berechnung nirgends positiv in Erscheinung. In 
der Realität bringt der nur einen geänderten Eingangswiderstand mit ins 
Spiel, und das auch nicht nennenswert (22k parallel zu 1k).

Machs wie im Bild. Und in den Ausgang sicherheitshalber auch noch einen 
Kondensator...
Und die 47-fache Verstärkung dürfte zuviel sein (sind immerhin mehr als 
30dB).

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Der NE5534 hat nur ein Problem er braucht mindestens 6V. Suchender hat 
abe rnur 5V zu verfuegung. Das koennte ein bisschen knapp werden.

Gruss Helmi

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Außerdem braucht er einen Rail2Rail OPV oder 8V Versorgung.

@Suchender: Die 50x sind mit Sicherheit zu hoch. Da du einen Kopfhörer 
am Ausgang anschließen kannst wird dieser schon ungefähr Line-Pegel 
haben.

An alle: Für Audio Verstärkung benutze ich immer die angehängte 
Schaltung. Gibt es einen Vorteil mit der Schaltung von lkmiller?

Autor: Suchender (Gast)
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Sorry, aber leider muss ich widersprechen. Ich habe die Schaltung schon 
aufgebaut und es muss eine ca.47fache Verstärkung sein. keine Ahnung, 
woran das liegt, ist aber wirklich so.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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> Sorry, aber leider muss ich widersprechen.

Bei meinem SE gehts jedenfalls ganz ohne Verstärkung.

Was ist das denn für ein Eingang beim Autoradio?

Autor: Düsentrieb (Gast)
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5v ?
denke, im auto hat er 12v ...

bei 5v autos siehts anders aus...nix 5534.

Autor: Suchender (Gast)
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Ich habe ein 12V-Auto. Und es ist der normale Audio-Eingang für 
CD-Wechsler, den so ziemlich alle Radios heutzutage haben. Ich kann auch 
einen Kopfhörer direkt anschließen und bekomme das gleiche Ergebnis.

Eben habe ich zum Vergleich einen einen DVD-Player als Quelle für meine 
Schaltung benutzt. Ebenfalls eine 45fache Verstärkung nötig.

Ich stehe da schon vor einem kleinen Rätsel...

Autor: Suchender (Gast)
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@Düsentrieb
Sicherlich hat mein Auto 12V, aber meine Schaltung hat 5V, denn die 12V 
will ich nicht direkt durchschalten. Das ist mir zu riskant.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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12v -> 50 ohm -> 1000uf an masse ...
und du hast schuss-sichere 12v für den 5534...

+ mit dem pegel kann was nicht stimmen: dvd player macht typisch 2vss 
out, x50 = 100vss an dein radio...? wohl kaum.

Autor: Karl (Gast)
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Die Schaltung ganz oben wird nicht funktionieren, weil der OP ständig im 
Rail hängt. Deine 2,5 V werden nämlich mit Faktor 48 Verstärkt, und das 
kannst du nicht bereitstellen. Die Referenz muss folglich 2,5 V /48 
sein, um einen Offset von 2,5 V am Ausgang zu haben.

Autor: Karl (Gast)
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Vergiss, was ich geschrieben hab, hab nicht an den Eingangs-C und R1 
gedacht.

Autor: HildeK (Gast)
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>hab nicht an den Eingangs-C und R1 gedacht.
Wie oft noch? Der R1 ist nutzlos, überflüssig und höchstens störend!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Ich habe die Schaltung schon aufgebaut
> und es muss eine ca.47fache Verstärkung sein.
Ist es auch eine 47-fache Verstärkung?
Hast du das nachgemessen (Oszi)?
30dB sind immerhin von voll laut bis ziemlich leise.


@  Alexander Schmidt
> Gibt es einen Vorteil mit der Schaltung...
1)
Zähl mal die (notwendigen) Bauteile...
Richtig: du sparst dir den Tiefpass mit C2 (deine Schaltung).

2)
Bei deiner Schaltung ist die Offset-Erzeugung und der NF-Eingang 
gekoppelt. Wenn du eine unsaubere Versorgung hast, bekommst du diese 
Welligkeit über den Spannungsteiler R1/R2 (deine Schaltung) in den 
Audio-Eingang.
Bei meiner bevorzugten Schaltung klemmst du einfach einen dicken 
Kondensator vom +Eingang gegen Masse und weg ist der Brumm. Da wird dann 
nur der Offset gesiebt.

Autor: Suchender (Gast)
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So für ganz überflüssig halte ich R1 nicht. Wenn die Schaltung startet, 
ohne dass ein Audiosignal angeschlossen ist, muss der OP-Eingang ja auf 
ein Niveau gelegt werden. Oder würde dies der vorgrschlagene Widerstand 
gegen GND vor C1 (also an der Klinkenbuchse) dies erledigen?

Autor: HildeK (Gast)
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>So für ganz überflüssig halte ich R1 nicht. Wenn die Schaltung startet,
>ohne dass ein Audiosignal angeschlossen ist, muss der OP-Eingang ja auf
>ein Niveau gelegt werden.
Das macht der Ausgang vom OPA!
Da am Pin 5 (+) 2,5V anliegen, wird der OPA alles tun, dass dies auch am 
Pin 6 (-) so ist. Und das macht er über R3. Da kein Strom in den (-) 
fliest, reicht es, den Ausgang auf die 2,5V anzuheben.
R1 verringert nur den Eingangswiderstand der Schaltung von 1k auf 
1k||22k. Sollte man das benötigen, hätte man gleich den 1k kleiner 
wählen können.

>Oder würde dies der vorgrschlagene Widerstand
>gegen GND vor C1 (also an der Klinkenbuchse) dies erledigen?
Der ist nur dazu da, C1 von Anfang an aufzuladen und dessen linke Seite 
auf GND zu halten, um damit beim Anstecken der Quelle einen Plopp zu 
vermeiden.


@Lothar Miller schrieb:
>Richtig: du sparst dir den Tiefpass mit C2 (deine Schaltung).
Richtig: du sparst dir den Hochpass mit C2 ...
(und damit einen weiteren, platzfressenden Elko)
Außer dieser Kleinigkeit stimme ich Lothar zu!

Autor: Suchender (Gast)
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Danke. Ich denke, jetzt ist es mir endlich klar.

Ich habe die Schaltung abgeändert. Zur Übersichtlichkeit ist wieder nur 
ein Kanal eingezeichnet.

Habe ich etwas vergessen? Könntet Ihr das bitte nochmal kontrollieren?

Vielen Dank

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Könntet Ihr das bitte nochmal kontrollieren?
Dreh den C2 um (plus zum OP-Amp), dann sieht es gut aus.
Oder nimm statt C1 und C2 gleich Kerkos (wie ursprünglich von dir schon 
mal angesprochen).

Die 2,5V-Offsetspannung kannst du übrigens am anderen Kanal auch 
mitverwenden (einfach beim dortigen OP-Amp auch an den +Eingang 
anschliessen). Du brauchst also den Spannungsteiler R10, R11 und C10 nur 
einmal.

EDIT:
>> Richtig: du sparst dir den Tiefpass mit C2 (deine Schaltung).
> Richtig: du sparst dir den Hochpass mit C2 ...
Oh, Mann, Hirnblockade...

Autor: Suchender (Gast)
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Ich dachte, KerKos seien "bäähh"?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Suchender wrote:
> Ich dachte, KerKos seien "bäähh"?
Nein, wieso? Kerkos haben ihre Eigenheiten, Tantals auch, und 
Folienkondensatoren sind zu teuer.
Dann besser Alu-Elkos, die werden seit Jahrzehnten eingesetzt.

Autor: Suchender (Gast)
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Matt hatte dies geschrieben. Erklärt het er es leider nicht.
Also kann man KerKos aus nehmen?! Ist mir Recht, weils billiger ist und 
kleiner...

Autor: HildeK (Gast)
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>Also kann man KerKos aus nehmen?!
Ja.
Im High-End-Audio-Bereich nimmt man vorzugsweise Folienkondensatoren und 
vermeidet Kerkos. Je nach Bauform sollen sie einen geringen 
Mikrophonie-Effekt haben. Ich habe das noch nie gehört bzw. gemessen.
Im Auto spielt das überhaupt keine Rolle, da ist der Störgeräuschpegel 
aus anderen Quellen wesentlich dominanter.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Je nach Bauform sollen sie einen geringen Mikrophonie-Effekt haben.
So einen alten Scheibenkerko kann man schon mal als "Leise"-sprecher 
verwenden, wenn man den direkt an den Lautsprecherausgang anschließt. Ob 
das im Umkehrfall schon für anständige Mikrofonie ausreicht, das wage 
ich zu bezweifeln.

Autor: Suchender (Gast)
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Dann möchte ich mich mal beu Euch bedanken. Ihr habt mir weitergeholfen. 
Und seit langem war das mal ein Thread ohne Anfeindungen und dumme 
Beiträge. Vielen Dank!

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Ebenfalls Dank an Lothar und Hilde. Werde meine Audioschaltungen in 
Zukunft immer so aufbauen.

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