Hallo allerseits,
ich habe hier eine ganz triviale Schaltung, die - wenn sie denn mal
sauber funktioniert - als Impedanzwandler, bzw. Vorverstärker für eine
E-Gitarre dienen soll. Ich hab allerdings ein Problem mit der
Rückkopplung der nicht- invertierenden Grundschaltung:
Ich hab das Problem jetzt bis auf den angehängten Schaltplan reduzieren
können. Und zwar tritt bei dieser Schaltung bei einer bestimmten Größe
des Rückkopplungswiderstandes R3 (ca. 6-20k) ein merkwürdiger Effekt
auf, bei dem das Ausgangssignal irgendwie einbricht (Verstärkung kleiner
1 !?) und merkwürdig verzerrt. Im Prinzip sollte es ja mehr oder weniger
egal sein, wie groß R3 ist.
Hintergrund ist der, das ich da natürlich eigentlich ein Poti haben will
(also mit Spannungsteile nach Masse mit einem C in Reihe als TP), mit
dem ich die Verstärkung noch etwas hoch drehen kann. Ich dachte erst,
dass das Poti irgendwie kratzt, aber hab dann festgestellt, das es nur
von diesem Widerstand abhängt.
Ich hab schon mal den OPV ausgetauscht und auch andere Typen verwendet.
Bei einem OPA2134 (wahrscheinlich totale Verschwendung für diese
Anwendung) tritt der gleiche Effekt auf. Bei einem LM358 nicht. Vermute
mal, dass es irgendwie mit dem Inputbias Strom zusammenhängt?
Ich hab jetzt zum testen eine normale Audioquelle (mp3-Player) an den
Eingang dran gehängt und am Ausgang die Soundkarte vom PC.
Spannungsversorgung ist eine Batterie (9V), deshalb hab ich nix weiter
gefiltert an der Versorgung.
Hat irgend jemand eine Erklärung für diesen Effekt? Irgendwelche
Resonanzen im OPV?
Hallo pasdVn,
R3 bringt Dir gar nichts, ausser vielleicht irgendwelche Probleme. Wenn
Du einen Impedanzwandler mit Verstärkung 1 haben willst, dann schalte
den Ausgang des OPs direkt auf den negativen Eingang. Möchtest Du die
Verstärkung verändern können, so muss bei der jetzigen Schaltung vom
negativen Eingang gegen Masse ein Widerstand geschaltet werden. Da Du
hier aber mit nur einer Spannung arbeitest, müsste dieser Widerstand als
Spannungsteiler zwischen +UB und 0V ausgelegt werden. So wie R1 und R2.
V= 1+ R3/(Rx/2).
Rx, zwei gleiche Widerstände, einer vom negativen Eingang gegen +UB und
einer gegen 0V.
Gruss Klaus.
Hallo Klaus,
Danke erst einmal für die Antwort.Ich glaube ich habe mein Problem doch
etwas ungünstig beschrieben und sollte von vorn anfangen: Ich habe
eigentlich geplant die Verstärkung einstellbar zu machen und nutze dafür
die Schaltung wie im Anhang (die Lösung mit dem Kondensator ist hier
glaube ich auch besser als mit einem Spannungsteiler von Ub nach Masse).
Die beiden Widerstände R3 & R5 sind in Wirklichkeit ein Poti. Ich hab
dann festgestellt, das bei einer bestimmten Einstellung des Potis diese
Verzerrungen auftreten. Daraufhin hab ich einfach mal den Zweig nach
Masse (also R5/C3) raus genommen und festgestellt, dass die Verzerrungen
trotzdem noch bei dieser bestimmten Poti-Stellung auftreten. Ich das
Poti dann auch einmal durch einen Festwiderstand (der dieser
Potieinstellung entspricht) ersetzt. Die Verzerrung bleibt.
Verbinde ich die Rückkopplung direkt, oder setze ich ein 100k, 1M, ...
Widerstand ein läuft alles sauber.
Mir ist schon bewusst, das ich für den einfacheren Impedanzwandler
keinen Widerstand in der Rückkopplung brauche.
Da ich eigentlich eine Einstellbare Verstärkung von ca. 1-20 haben
möchte, wäre es mir allerdings schon wichtig, dass die Schaltung auch
dann korrekt funktioniert, wenn zwischen Ausgang und invertierendem
Eingang ein Widerstand zwischen 6 und 20k hängt.
Notfalls nehme ich eben den Wald-und-Wiesen-OPV, weil es mit dem ja
funktioniert hat. Für eine E-Gitarre ist wahrscheinlich sowieso eher
zweitrangig wie stark der OPV verzerrt/rauscht . Interessieren würde es
mich allerdings schon, wo dieser Effekt herkommen kann.
Ok,
ich glaube ich hab das Problem inzwischen selbst gefunden. Scheint wohl
doch am recht "klapprigen" Aufbau zu auf dem Steckbrett zu liegen. wenn
ich den eingangs-Koppel C im Betrieb mal vom Brett abziehe und
anschleießend wieder rein stecke ist die Verzerrung (zumindest eine Zeit
lang) weg. Ich werd' das also mal halbwegs vernünftig auf eine
Lochrasterplatine auflöten und dann weiter sehen :/
Wundern tut es mich trotzdem, da ich das das ganze auch mehrfach an
anderen Stellen auf dem Board, mit unterschiedlichen Kondensatoren usw.
aufgebaut habe und der Effekt immer gleich ist.
Ralph Berres schrieb:> Die Widerstände passen schon. Der TL082 hat Fet Eingänge
Ich weiß. Aber:
pasdVn schrieb:> wenn> ich den eingangs-Koppel C im Betrieb mal vom Brett abziehe und> anschleießend wieder rein stecke ist die Verzerrung (zumindest eine Zeit> lang) weg.
Irgendwas scheint er sich einzufangen wenn der Arbeitspunkt dann steht,
was sich in den Verzerrungen äußert.
mhh schrieb:> Ach ja, wenns dumm läuft fehlt dann vllt. nur das Kondensatörchen über> den Betriebsspannungsanschlüssen...
Ein oft auftretender Anfängerfehler! Günstig ist, jeweils vom Pin mit
+Ub bzw. -Ub einen keramischen Kondensator mit ca. 100nF so nah wie geht
vom jeweiligen Pin nach Masse zu schalten. Sonst kann der OpAmp
merkwürdige Schwingungen ausführen, die den unbedarften Anwender schnell
zur Weißglut treiben... ;O)
Hab jetzt alles mal säuberlich auf einer Lochrasterplatine aufgelötet.
Leider immer noch das selbe Phänomen :(
mhh schrieb:> R1/2 sind mit 470 kOhm zu hoch bemessen. Mach mal 47 kOhm daraus.
Ich will eigentlich sogar noch höher gehen. Professionelle Geräte haben
meißt 1MOhm Eingangsimpedanz. Ich hab allerdings auch schon kleinere
ausprobiert.
mhh schrieb:> Ach ja, wenns dumm läuft fehlt dann vllt. nur das Kondensatörchen über> den Betriebsspannungsanschlüssen...
Hmm, ist das denn nötig bei einer reinen Analogschaltung? Wobei ich das
auch schon versucht habe, muss ich zugeben. Allerdings hat es nichts
gebracht :/
mhh schrieb:> Ralph Berres schrieb:> Irgendwas scheint er sich einzufangen wenn der Arbeitspunkt dann steht,> was sich in den Verzerrungen äußert.
Das stimmt allerdings. Wenn ich die Betriebsspannung wegnehme, oder die
Schaltung mal ungünstig "antatsche" empfange ich irgendwelche
Radiosender. Hab auch das Gefühl, dass das mehr ist in dem bereich, wo
ich auch die Verzerrungen höhere.
Hab jetzt auch mal versucht noch ein Reihenwiderstand am Ausgang (30
Ohm) einzubauen (von wegen OPV und kapazitive Lasten treiben, also
Kabel). Zeigt allerdings auch keine Wirkung :(
pasdVn schrieb:> Und zwar tritt bei dieser Schaltung bei einer bestimmten Größe> des Rückkopplungswiderstandes R3 (ca. 6-20k) ein merkwürdiger Effekt> auf, bei dem das Ausgangssignal irgendwie einbricht (Verstärkung kleiner> 1 !?) und merkwürdig verzerrt.
Kannst du diese "merkwürdigen Verzerrungen" etwas genauer beschreiben?
Am besten mit einem Oszibildchen am Ausgang der Schaltung, wenn am
Eingang ein sauberes Sinussignal mit einer Amplitude von bspw. 1V
anliegt.
Stefan R. schrieb:> Kennst du die beiden Links?>> http://www.elektronikinfo.de/audio/egbauanleitung.htm>> http://www.elektronikinfo.de/audio/egsound.htm>>>> Ich habe auch schon Schaltungen mit der gleichen Aufgabe:> Impendanzwandlung + Verstärkung für E-Gitarre gebaut. Wenn du willst,> stell ich meinen Entwurf mal zum Vergleich hier ein.
Ja, die Seite hab ich auch schon entdeckt. Die Schaltungen dort sind ja
ganz ähnlich. Ich hab es halt wirklich bloß auf das (meiner Meinung
nach) nötigste reduziert (also ich brauch ja keine Glättung der
Netzspannung oder mehrere Verstärkerstufen für aktive Filter).
Würde mich über deine Schaltung freuen zum Vergleich :)
Yalu X. schrieb:> Kannst du diese "merkwürdigen Verzerrungen" etwas genauer beschreiben?> Am besten mit einem Oszibildchen am Ausgang der Schaltung, wenn am> Eingang ein sauberes Sinussignal mit einer Amplitude von bspw. 1V> anliegt.
Ich hab leider nur Begrenzte Möglichkeiten (kein Oszi). Allerdings
bietet sich bei solchen Soundsachen Xoscope ja gerade zu an :)
Ich hab über den MP3-Player ein 200Hz Sinussignal eingespeist mit einem
Effektivwert von ca. 490mV (mit Multimeter gemessen, viel mehr kam nicht
raus und ich musste auch zusehen, das ich die Soundkarte dann nicht
übersteuere).
Die drei Bilder sind: Verstärkung=1, Verstärkung ca. 1,2, Verstärkung
ca. 2.
Sieht schon reichlich deformiert aus der Sinus beim zweiten Bild :/.
Aussteuergrenze der Soundkarte war ungefähr bei +-3,5div. Ich glaube,
das das (bei dieser Mixereinstellung) recht gut zum +4dBu Pegel passt
(also +-1,228 V). Dann kann man die Amplituden zumindest ungefähr
abschätzen.
So sieht die Schaltung bei mir aus.
-Ich nehme 2 OPVs da in den meisten Gehäusen ja schon zwei drin sind.
Einer wandelt die Impendanz, der zweite Verstärkt mit 20dB
-Ich bevorzuge auf jeden Fall symmetrische Spannungsversorgung. Ich
denke, dass diese wichtiger ist, als z.B ein exotischer High-End OPV.
-Bei der E-Gitarre sollte auf jeden Fall über 1meg Ohm als
Eingangsimpendaz gewählt werden. Also besser gleich 4,7meg ;-)
-Zur Rauschunterdrückung möglichst etwas Strom durch die Rückkopplung
fließen lassen. Nach möglichkeit natürlich keine Kohleschichtwiderstände
verwenden. (Habe aber ehrlich gesagt noch nie einen Unterschied im
echten Leben bemerkt, verschafft dafür ein gutes Gewissen)
-Der Eingangskondensator ist recht unkritisch
Problem dieser Schaltung: Wenn keine Gitarre angeschlossen ist, rauscht
es natürlich am Ausgang. Deshalb nehme ich einen Stecker, der den
Eingang auf Masse legt, wenn kein Instrument eingestöpselt ist
Danke Dir!
Ich hab hier halt noch so einen TL071 (also mit nur einem OPV pro Chip
rumliegen, hätte aber auch noch einen TL072 da für den notfall) und
dachte mir, es müsste sich ja mit der nichtinvertierenden Schaltung ja
auch prima so realisiere lassen und auch vom Rauschen hätte es sicher
Vorteile nur einen zu nehmen (wobei ich da jetzt nix durchgerechnet
habe, geht sicher sowieso im Rauschen der Onboardsoundkarte, für die ich
die Schaltung nehmen möchte, unter).
Wie machst du die Versorgung? Über eine Batterie oder mit einem
Netzteil? Mach jetzt eigentlich ein Kondensator über den Versorgungspins
am OPV Sinn, bei Batteriebetrieb (weil das weiter oben mal aufgeworfen
wurde)?
Notfalls werde ich es vielleicht auch so wie du aufbauen. Oder
alternativ in meiner Schaltung einfach einen 32kOhm Festwiderstand
"oberhalb" des Potis einbauen, sodass ich garnicht in den
Verzerrungsbereich komme. Dann geht es zwar erst ein bisschen über 1 los
mit der Verstärkung, aber man muss wohl selbst bei Verstärkung 1,5 noch
unverhältnismäßig hart "drauf dreschen" eh man mit einer E-Gitarre an
den Line-Pegel rankommt...
PS: Mal noch das erste Bild angehangen. Ich könnte schwören ich hatte -
zumindest im zweiten Post - beide Bilder eingefügt.
pasdVn schrieb:> Ich hab leider nur Begrenzte Möglichkeiten (kein Oszi). Allerdings> bietet sich bei solchen Soundsachen Xoscope ja gerade zu an :)
Besser als gar nichts :)
> Sieht schon reichlich deformiert aus der Sinus beim zweiten Bild :/.
Ja, das ist wirklich böse. Aber auch v3.png ist nicht wirklich schön,
vor allem in den negativen Scheitelbereichen. Nur v1.png sieht
akzeptabel aus.
Und die Schaltung ist noch die aus deinem Beitrag vom 23.06.2011 13:48
(Verst__rker.png) mit den angegebenen Widerstands- und Kapazitätswerten?
Mit den Werten für R3 und R5 würde gerade die Verstärkung 1,2 heraus-
kommen, bei der die Verzerrungen am größten sind.
Der aktuell eingesetzte Opamp ist noch (oder wieder) ein TL071 bzw.
TL072? Falls es ein TL071 ist, hast du die Offsetkompensationsanschlüsse
(Pins 1 und 5) offen gelassen und berücksichtigt, dass er eine andere
Anschlussbelegung als der TL072 und der LM358 hat?
Die 9V-Batterie ist noch in Ordnung?
Dann sieht alles perfekt aus, und ich habe auch keine Erkärung für das
Fehlverhalten.
Du kannst höchstens mal mit dem Xoscope schrittweise die Signale
- am Eingang,
- am nichtinvertierenden Opamp-Eingang,
- am invertierenden Opamp-Eingang,
- am oberen Ende von C3,
- am Opamp-Ausgang,
- evtl. an der Versorgungsspannung des Opamp und
- sicherheitshalber noch einmal nach C2
messen. Vielleicht kann man daraus erkennen, wo die Verzerrungen ins
Spiel kommen.
pasdVn schrieb:> Hmm, ist das denn nötig bei einer reinen Analogschaltung? Wobei ich das> auch schon versucht habe, muss ich zugeben. Allerdings hat es nichts> gebracht :/
Mit 100 nF? An der Stelle sind z.B. 10 µF oder mehr angebracht, bei
Batteriebetrieb auch gern 100 µF.
Für die Mittenspannung ist auch diese Beschaltung vorteilhafter, da der
Arbeitspunkt nicht so sehr auf die Schwankungen auf der Betriebsspannung
reagiert:
----------------------------- +
|
R
| Ue--C-|
| |
|--|--R--|--- OPV +E
| |
R C Elko
| |
---------------------------- -
So,
nachdem ich mich eine ganze Weile hier nicht mehr gemeldet habe hier mal
eine Zusammenfassung, wie ich es jetzt gelöst habe:
Das eigentlich beschriebene Problem hab ich leider nicht beseitigen
können. Hatte allerdings festgestellt, dass ein RC-Tiefpass (100Ohm,
100µF vor der Spannungsversorgung der OPV's Besserung brachte und zwar
in der Art, dass die Verzerrungen manchmal (nachdem ich die
Versorgungsspannung getrennt und wieder neu angelegt hatte) weg war,
bzw. zumindest wesentlich geringer ausfiel. Ebenfalls (gefühlte)
Verbesserung brachte es auch, die Mittenspannung so wie von mhh
beschrieben (Vorpost) bereitzustellen (also nochmal gefiltert). Der
Durchbruch war das aber leider alles nicht.
Letztendlich hab ich mich dann doch entschieden das ganze (wie schon
vorgeschlagen wurde) zweistufig aufzubauen weil ich ohnehin auch ein
TL072 da hatte. Die zweite Stufe allerdings als invertierende Schaltung
(in der nichtinvertierenden Variante traten auch wieder die Verzerrungen
auf).
Hab das ganze bezüglich Verzerrung und Rauschen dann immer mit der
Soundkarte kontrolliert (mit JAAA "JACK and ALSA Audio Analyser", einem
Spektrumanalysator, imho sehr zu empfehlen für solche Spielereien wenn
nix anderes zur Verfügung steht) und recht zufriedenstellende Ergebnisse
erreicht (kaum Unterschiede mit und ohne der Verstärkerschaltung im
Signalweg). Hab das ganze mit ein paar anderen Spielereien
(Peak-Anzeige) dann auf eine Lochrasterplatine gebrutzelt :). Tut seinen
Dienst bis jetzt so wie es soll und für eine E-Gitarre ist es
wahrscheinlich mehr als ausreichend.
Also nochmal vielen Dank für die Ideen und Ratschläge.
Impedanzwandler.png
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