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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audiosignale mischen bzw. mehrere Töne überlagern


Autor: Ralf (Gast)
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Hallo,

vorneweg eine kleine Frage bzgl. der Begrifflichkeiten: gibt es einen 
Unterschied zwischen "Töne überlagern" und "...mischen"?
Nicht dass wir von unterschiedlichen Sachen reden :) Aber wenn es 
unterschiedlich wäre, wie würde sich das äußern?

Ich habe zwei Signalgeneratoren, die Sinus/Rechteck/Dreieck etc. 
ausgeben können. Amplitude ist fix 3V, d.h. die Amplitude kann nicht 
geändert werden, nur die Frequenz und die Signalform.

Die Signale sollen beispielsweise auf ner Stereoanlage gehört werden 
können, ich hab der Einfachheit einen TPA302 Kopfhörer-Verstärker 
genommen, da ich das mal auf ne separate Platine aufgebaut hatte und 
somit einfach aufstecken kann (Schaltung siehe Anhang).

Ich möchte die Möglichkeit haben, die beiden Eingangskanäle tauschen 
oder zusammenschließen zu können.
Um das zu realisieren, hab ich mir die Schaltung im Anhang ausgedacht.
Verwendet wird ein 74HC4052, 2x 4-Kanal Analog-Schalter (siehe Anhang).

Die Eingangssignale sind über Kondensatoren gleichspannungsentkoppelt.
Auf X0/Y1 liegt der erste Kanal, auf X1/Y0 der zweite, somit können die 
Kanäle getauscht werden.
Das Zusammenführen der Signale ist durch die beiden Widerstände 
realisiert, das Signal geht auf X2/Y2.

X3/Y3 sind frei, aber ich denke ich sollte sie trotzdem belegen (GND?), 
falls aus Versehen Schalter vier gewählt wird (oder fällt jemandem noch 
ne Spielerei ein :)

Nun habe ich ein paar Fragen:
1) generell natürlich: Kann das so funktionieren?

2) Ich hab nur 3.3V zur Verfügung. Das liegt innerhalb der minimalen 
Versorgungsspannung des 74HC4052. Im Datenblatt auf Seite 2 steht, dass 
VEE = GND für einen digitalen Betrieb sein kann:
"For operation as a digital multiplexer/demultiplexer, VEE is
connected to GND (typically ground)."

Jetzt bin ich unsicher, ob das mit den Eingangskondensatoren 
funktioniert, bzw. ob ich die dann nicht doch weglassen muss.
Falls ja, funktioniert dann das Mischen/Überlagern über die Widerstände 
trotzdem noch?

3) Wenn der "Misch-Betrieb" aktiv ist und man sich in der 
TPA302-Schaltung die Eingangskondensatoren wegdenkt, hat man ja 
eigentlich einen Addierer, korrekt? Die Amplitude der Signale kann aber 
die 3.3V trotzdem nicht überschreiten, da die Kondensatoren den 
Gleichspannungsanteil unterdrücken, richtig? Ich möchte natürlich 
vermeiden, dass die "Spitzen" abgeschnitten werden (nennt man das 
Clipping?).

4) Ich bin bzgl. der Widerstände unsicher, ob ich im normalen Betrieb 
eine gegenseitige Beeinflussung der Signale habe. Wenn ja, kann ich das 
durch höhere Widerstandswerte vermeiden?

Ralf

: Gesperrt durch Moderator
Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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Ralf schrieb:
> Jetzt bin ich unsicher, ob das mit den Eingangskondensatoren
> funktioniert, bzw. ob ich die dann nicht doch weglassen muss.

Diese Kondensatoren habe einen Sinn: ENTSTÖREN ! Weglassen also nicht.

Autor: Ralf (Gast)
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> Diese Kondensatoren habe einen Sinn: ENTSTÖREN ! Weglassen also nicht.
Ich hatte sie wie gesagt eher zur Unterdrückung der Gleichspannung im 
Sinn, wie es für Audiosignale eigentlich üblich ist. Lasse ich sie drin, 
sieht der Chipeingang nur den Wechselspannungsanteil, aber da ich keine 
negative Spannung zur Verfügung habe (und auch keine haben will) und VEE 
= GND ist, würde der Analogschalter die "negativen" Halbwellen ja 
abschneiden, oder?

Ralf

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Hallo Ralf,


> vorneweg eine kleine Frage bzgl. der Begrifflichkeiten: gibt es einen
> Unterschied zwischen "Töne überlagern" und "...mischen"?
> Nicht dass wir von unterschiedlichen Sachen reden :) Aber wenn es
> unterschiedlich wäre, wie würde sich das äußern?


"ueberlagern" passiert additiv. So wie ein Mischpult....

"mischen" im Elektronikbereich, passiert multiplikativ. Dabei entstehen 
Mischprodukte aus Summe und Differenz der beiden Eingangsfrequenzen.


Gruss


Michael

Autor: Floh (Gast)
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Ralf schrieb:
> sieht der Chipeingang nur den Wechselspannungsanteil, aber da ich keine
> negative Spannung zur Verfügung habe (und auch keine haben will) und VEE
> = GND ist, würde der Analogschalter die "negativen" Halbwellen ja
> abschneiden, oder?

Du kannst dir eine neue "Signalmasse" definieren, z.B. fix bei 2V. Dann 
baust du einen Spannungsteiler an den Eingang, der dir ohne Signal die 2 
V am Eingang anliegen lässt. Dann noch den Koppelkondensator dran, über 
den das Signal eingespeist wird.
Ganz ähnlich wie eine Arbeitspunkteinstellung eines Transistors. :-)

Autor: Ralf (Gast)
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Hallo,

@Michael:
> "ueberlagern" passiert additiv. So wie ein Mischpult....
>
> "mischen" im Elektronikbereich, passiert multiplikativ. Dabei entstehen
> Mischprodukte aus Summe und Differenz der beiden Eingangsfrequenzen.
Danke für deine Antwort.
Das heisst dann, dass sich beides unterschiedlich anhören würde?

Realisieren lassen sich ja beide, aber ich lese aus deiner Antwort, dass 
dann eigentlich Spannungen > 3.3V rauskommen können, richtig? Dann 
müsste ich die beiden Audiosignale vorher mit einem 1:1 Spannungsteiler 
halbieren, korrekt?

@Floh:
> Du kannst dir eine neue "Signalmasse" definieren, z.B. fix bei 2V. Dann
> baust du einen Spannungsteiler an den Eingang, der dir ohne Signal die 2
> V am Eingang anliegen lässt. Dann noch den Koppelkondensator dran, über
> den das Signal eingespeist wird.
Danke für die Antwort. Du gehst in deiner Beschreibung vom Chipeingang 
weg, d.h. Koppelkondensator - Spannungsteiler - Chipeingang? Könnte man 
auch umgekehrt interpretieren, deswegen frag ich :)

Ich würde dann vor die Caps den oben erwähnten "Halbierer" setzen, und 
nach den Caps das Signal auf halbe Betriebsspannung setzen wie von dir 
vorgeschlagen.

Ralf

Autor: Ralf (Gast)
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Nachtrag:
Modifikationen im Anhang.

Meine Eingangsfrage 1) scheint sich erledigt zu haben, da mir niemand 
sofort den Wind aus den Segeln genommen hat.
2) und 3) sind ja gerade in Arbeit, 4) ist noch nicht angekratzt.

Ralf

Autor: Thomas (Gast)
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funktionieren wird es trotzdem nicht so wie du erwartest, da über die
Widerstände die Signale schon am Eingang adiert werden.
(Das Verhältnis must du selbst ausrechnen)

Warum summierst du die Signale nicht am Ausgang? Falls du 2 verschiedene
Ausgäng brauchst einfach noch eine 2. Mux nachschalten.

Thomas

Autor: Ralf (Gast)
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Hallo Thomas,

> Warum summierst du die Signale nicht am Ausgang? Falls du 2 verschiedene
> Ausgäng brauchst einfach noch eine 2. Mux nachschalten.
ich wollte den Bauteilaufwand so gering wie möglich halten.

> funktionieren wird es trotzdem nicht so wie du erwartest, da über die
> Widerstände die Signale schon am Eingang adiert werden.
Hm, okay, dann lass ich den Muxer ganz weg. Wär zwar ne schöne Spielerei 
gewesen, aber was soll's :)

Danke.

Ralf

Autor: Andre (Gast)
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Zu dem Unterscheid zwischen Überlagerung und Mischung wollte ich noch 
eine Korrektur beisteuern.

1) Wenn ich 2 unterschiedlichen Frequenzen durch ÜBERLAGERN an einer 
Widerstandsmatrix zusammen gebracht werden, kann man diese beiden 
Frequenz durch einfache Filter wieder trennen. Das ganze erfolgt passiv.


2) Wenn ich 2 unterschiedliche Frequenzen durch MISCHEN
(ob Additiv oder multiplikativ), erfolgt das aktive an einer nicht 
linearen Kennline wie Diode oder Transitor. Um dieses Siganl wieder zu 
trennen muß das signal wider an einer nichtlinaren Kennline wider 
getrennt werden.

Das soll erstmal nur kurz und knappe Ergänzung zu dem obigen Tehma sein

mfg Andre

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Andre schrieb:

> Zu dem Unterscheid zwischen Überlagerung und Mischung wollte ich noch
> eine Korrektur beisteuern.

...und das nach fünf Jahren?

Autor: npn (Gast)
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Harald W. schrieb:
> ...und das nach fünf Jahren?

und auch noch mit einer falschen Aussage.

Andre schrieb:
> Um dieses Siganl wieder zu
> trennen muß das signal wider an einer nichtlinaren Kennline wider
> getrennt werden.

Einem Mischprodukt sieht man es nicht mehr an, aus welchen Frequenzen es 
gemischt ist. Man kann sie also nicht wieder "trennen".

Autor: Reinhard Salzgeber (rs1972)
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Unter "Mischen" versteht man in der Audiotechnik aber "Addieren" und 
nicht "Multiplizieren" wollte ich mal so beisteuern.

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