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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kleiner Audio-Vorverstärker


Autor: Jannik (Gast)
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Hallo,
ich bin Neuling im Elektrobereich und wollte euch mal um Rat bitten.
Ich habe folgendes Problem, ich möchte ein sehr sehr kleines Signal 
verstärken um es an den Line-Input meine PC-Soundkarte anschließen zu 
können.

Das Signal wird zwar eigentlich verstärkt jedoch über einen LM386N-1 und 
geht dann zur Kopfhörerbuchse, bzw. den internen Minilautsprecher. Doch 
rauscht das Ausgangssigal des LM386 sehr stark (auch wenn kein Input 
anliegt). Habe gesehen das zwischen Pin 1 und 8 des LM386 ein 2,2µF 
Kondensator liegt. Laut Datenblatt hat der LM386 eine Verstärkung von 20 
(26dB) wenn 1 und 8 offen sind bzw. bei einem 10µF Kondensator zwischen 
1 und 8 eine Verstärkung von 200 (46dB). Wie hoch jetzt also die 
Verstärkung bei einem 2,2µF Elko ist, weiß ich zwar nicht aber sie müßte 
demnach ja höher als 20fach sein. Laut meiner Recherche ist der LM386 
nur bei 20facher Verstärkung gut zu gebrauchen, darüber soll er ein 
starkes Eigenrauschen haben, was demnach in meinem Fall so zu sein 
scheint.

Außerdem ist die Verstärkung schon wieder zu stark für meinen 
Line-Eingang (Lautstärke-Poti auf null = nur Grundrauschen, Minimal 
weiter gedreht = sehr Verrauschtes Signal, noch minimal weiter = zu Laut 
(Clipping etc.))

Mir ist klar das der LM386 für kleine niederohmige 
Kopfhöhrer/Mini-Lautsprecher so in der Größenordnung von 8 bis 64 Ohm im 
Bereich einiger Milliwatt gedacht ist und nicht für Hochohmige 
Lineeingänge.

Wenn ich also den Ausgang des LM386 wieder per Spannungsteiler 
"verkleinere" hab ich quasi nichts gewonnen, das Rauschen wird ja dann 
noch da sein, nur eben alles etwas "leiser", sofern ich das jetzt 
richtig verstanden habe.

Ich brauche also eine kleine Schaltung die das Signal vor dem LM386 
abgreift und Rauscharm so verstärkt das es für den Line-In Eingang 
passend ist.

Leider fehlt mir das Equitment um solche Sachen zu Messen, mein 
noName-Multimeter kann 0 bis 250V AC Messen, zeigt auch in der 
Kommastelle etwas an aber bei der Toleranz dieses 5 Euro-China teils, 
kann ich das ja vergessen denke ich. Und ein Oszilloskop oder was ich 
bräuchte habe ich nicht. Habe jetzt versucht mit 'nem Software 
"Soundkarten-Oszilloskop" zu messen. Wenn ich Line-Out mit Line-In 
verbinde, ein 1khz sinus sigal ausgebe und alles optimal Auspegel, sagt 
das multimeter "000,6 VAC" und die Software sagt "637,3 mV-eff" scheint 
also in etwa zu klappen. wenn ich nun so "kalibriert" das Signal vor dem 
LM386 messe, also an Pin 2 und 3 bekomme ich "12,95 mV-eff".

Ich muss wenn ich alles richtig Verstanden habe aus etwa 13mV ca. 600mV
machen, also Pi mal Daumen etwa 33 Dezibel verstärken, richtig?

Wie kann ich das nun am Besten anstellen? Mit einem oder mehreren OPV 
oder lieber Transistoren? So einfach wie möglich und dennoch so gut 
(rauscharm, linear (Audiofrequenzen) wie es geht. Ich habe übrigens nur 
9 Volt zur Verfügung und würde gerne auf eine extra Stromversorgung für 
den Vorverstärker vezichten.

So.. wer bis hierhin gelesen hat, Danke für die Geduld! ;-)
Bin um jeden Rat dankbar!

Liebe Grüße!

Autor: mhh (Gast)
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Wo kommen die 9V her und was liefert Dir das Eingangssignal?

Autor: Jannik (Gast)
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Die 9V hab ich schon drin bzw. kann ich vom 7809 abgreifen.
Was meinst du mit was das Eingangssignal liefert? Ist ein Audiosignal 
also Musik und Sprache in Mono.

Autor: Flo (Gast)
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Würd nen Transistor nehmen.
BC547 oder so und den auf einen linearen Arbeitspunkt einstellen.
Signale werden kapazitiv ein- und ausgekoppelt.

so wie in der Schaltung hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Transistorverst%C3%A4rker

Autor: mhh (Gast)
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Wenn Du also die 9V auch aus dem Rechner beziehst (also 7809 im 
Rechner), sind diese Störungen vorprogrammiert. Das hängt mit der Masse- 
und Signalführung auf dem Mobo zusammen. Am einfachsten ist es, einen 
galvanisch trennenden DC/DC Wandler zur Stromversorgung zu verwenden. 
Der Ausgang des Verstärkers wird an LineIn angeschlossen, die 
Signalquelle an Masse und Eingang des Verstärkers. Die Signalquelle 
sollte keine andere Masseverbindung zum Rechner aufweisen als die 
Verbindung am Verstärkereingang.

Alternativ: hast Du schon mal den Mikro-Eingang versucht? Der ist 
empfindlicher als der LineIn.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Ich würde wahrscheinlich einen MC1548 oder einen anderen OPV nehmen, der 
mit 9 Volt sicher läuft und das damit machen.
Bild 2a
http://www.ferromel.de/tronic_25.htm
Oder eben mit zwei Transistoren.

Da wir den ferromel gerade im anderen Thread genannt hatten, kanns ja 
nicht schden, den hier nochmal in anderem Zusammenhang zu erwähnen. ;)

http://www.ferromel.de/tronic_1902

Schaltung 11
http://www.ferromel.de/tronic_1901

Autor: HildeK (Gast)
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Jannik schrieb:
> Wie hoch jetzt also die
> Verstärkung bei einem 2,2µF Elko ist, weiß ich zwar nicht aber sie müßte
> demnach ja höher als 20fach sein.

Ja, das ist sie. Der Elko überbrückt einen inneren Widerstand, welcher 
die Verstärkung regelt. Da hat offenbar jemand nur die höheren 
Frequenzen anheben wollen und deshalb anstatt 10µ nur die 2µ2 eingesetzt 
und somit statt 12Hz nur rund 60Hz untere Grenzfrequenz erreicht. Die 
Verstärkung ist für die ganz tiefen Frequenzen wie ohne Kondensator und 
für die höheren bleibt sie 46dB. Grenze ist bei 1/(2*PI*C*1.35kOhm).
Um Werte zwischen 20 und 46dB einzustellen, kannst du einen Widerstand 
diesem Kondensator in Serie schalten. Im DB ist ein Beispiel abgebildet. 
Den Widerstand z.B. als 10k-Poti nehmen, dann sollte fast der ganze 
Bereich zwischen 30 und 46dB einstellbar sein - nimmst du fest 1.2k, so 
wäre die Verstärkung 50, wie gewünscht.

> Wie kann ich das nun am Besten anstellen? Mit einem oder mehreren OPV
> oder lieber Transistoren?

Wenn der Serienwiderstand oben nicht hilft, dann:

Für kleine Signale sind Verstärker mit Transistoren schon noch gut 
linear zu bauen, aber die 600mV (effektiv) geben ja ca. einen Hub von 
rund 1.7V - da würde ich einen OPA vorziehen.
Man kann das leicht mit ein, zwei OPAs in Standardbeschaltung erledigen. 
Ein Beispiel mit einem habe ich angehängt. Verwendet man zwei, kann z.B. 
R2 kleiner,  R1 etwas größer und damit auch C1 kleiner sein. Außerdem 
sind die Anforderungen an den OPA etwas moderater (GBW). Ich habe hier 
einen TL07x verwendet, etwas besser (rauschärmer) sind aber 
'Audiospezialisten' (Forumssuche verwenden). Aber aufpassen: manche 
kommen mit 9V Versorgung nicht aus! Auch das Beispiel unten sollte nicht 
mehr als 4Vpp (ca. 1,4Veff) machen müssen.

Simuliert ergeben die Daten:
v = 50 (34dB)
Rin = 50kOhm
Frequenzband 15Hz ... 20kHz in einem Schlauch mit 0.5dB.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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ich habe den TL074 extra NICHT erwähnt, weil bei dem die 9V schon sehr 
knapp sind. Aber wurde ja eben auch gesagt ;) Problem: der Eingang 
sollte 4Volt unterhalb der Betriebsspannug in beiden Richtungen bleiben.
Da bleibt tatsächlich nur ein kleines Fenster von 1V in der Mitte 
irgentwo.

Autor: Jannik (Gast)
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Ersteinmal vielen lieben Dank für die ganzen Tipps und Hinweise, ihr 
seid super!

Ich werde das ganze jetzt also mit Operationsverstärkern machen.

Ich hab jetz mal geschaut und den NE5532 gefunden, würde dieser mit 9V 
laufen? Im Datenblatt steht bei Minimum Recommended +5V/-5V, wäre ja 
knapp, reicht das noch für die ca. 600mVeff bzw 1,8Vss ?

Und wenn es klappen würde, hätte jemand einen Link zu einer 
Beispielschaltung oder so? Mit dem NE5532 würde ich das dann zweistufig 
machen so dass ich beide OPAs nutzen kann. Muss dann auch zwischen den 
beiden OPAs kapazitiv gekoppelt werden oder nur an Ein- und Ausgang?

Danke für eure Hilfe!!!

Autor: Er (Gast)
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Nimm den einen OP lieber um deine virtuelle Masse zu Puffern.

Autor: Siggi (Gast)
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Hmm,
Verwende selber gerade 6 LM386 und habe folgende Fragen an dich:

Hast du ein Poti am Eingang des LM-Verstärkerteils?

Meine hatten die Angewohnheit, ohne dieses Poti einen höllischen Zirkus 
zu veranstalten. Mit Poti war jedoch alles in bester Ordnung und das 
Rauschen und Quietschen hatte ein Ende.

Wenn es dir nichts ausmacht, würde ich gern mal deine (Komplett, also 
mit Spannungsversorgung) Beschaltung sehen :)


Mfg Siggi

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