Hallo zusammen,
ich habe die Verstärkerschaltung im Anhang als 5.1 Verstärker für meinen
PC aufgebaut und sie funktioniert soweit zufriedenstellend. Allerdings
glaube ich dass man die Widerstände im Feedback-Netzwerk verringern
könnte um so das Rauschen zu verringern (Johnson-Noise). Ich wüßte gerne
ob meine Überlegungen soweit korrekt sind:
-Betriebsspannung ist +/-21V
-Last ist ein 8R-Lautsprecher, ich rechne zur Sicherheit mal mit 6R
-der TIP142/147 hat bei IC=5A einen minimalen hFe von 1000, also hat der
Emitterfolger eine Eingangsimpedanz von 1000*6 = 6K
-Gesamtwiderstand der Feedback-R 58K die der Op-Amp parallel zu den 6K
treiben muss, also ~5K, das wären wenn der Op-Amp volle 21V ausgeben
könnte nur 4.2mA
Der NE5534 kann 26mA (16V in 600R), also könnte man die
Feedback-Widerstände z.B. auf 4.7K und 100R reduzieren, das wären 2.6K
die der Op-Amp treiben muss also <8mA. Oder 2.2K und 50R, das wären dann
1.6K also <13mA.
Ist das soweit richtig gedacht?
Dein Feedback-Netzwerk liegt parallel zum Lautsprecher. Aus Sicht des
OPs ist es deshalb egal, ab man 47 kOhm oder 4,7 kOhm oder 1 kOhm als
Feedback einbaut; das ist im Vergleich zum Lautsprecher immer noch sehr
hochohmig und wirkt sich deshalb auf den OP-Ausgangsstrom nicht aus.
Wenn du Probeleme mit Rauschen hast, dann ist vermutlich nicht das
Feedback-Netzwerk die Ursache; da würde ich eher die Signalquelle, also
den PC verdächtigen. Das kannst du leicht überprüfen, indem du den
Eingang des Verstärkers kurzschließt. Wenn damit das Rauschen
verschwindet, kommt es nicht aus dem Verstärker.
Die 2 LM334 finde ich nicht gut...
Anders lösen und aus den 47 kOhm 22 kOhm machen.
Boucherotglied vorsehen gegen Schwingneigung + paar pF über den neuen 22
kOhm in der Rückkopplung.
Oh noch jemand wach ;)
Danke für die Antworten!
>Dein Feedback-Netzwerk liegt parallel zum Lautsprecher. Aus Sicht des>OPs ist es deshalb egal, ab man 47 kOhm oder 4,7 kOhm oder 1 kOhm als>Feedback einbaut; das ist im Vergleich zum Lautsprecher immer noch sehr>hochohmig und wirkt sich deshalb auf den OP-Ausgangsstrom nicht aus.
Der OP "sieht" doch gar nicht den Lautsprecher sondern die
Gegentaktstufe, also schaut er über das beta des Emitterfolgers in den
Lautsprecher. Da hatte ich 6K ausgerechnet für einen 6Ohm-Lautsprecher.
Ob parallel zu den 6K des Lautsprechers dann 47K+1K oder 2.2K+50R liegen
macht schon einen Unterschied:
6K || 58K = 5.4K
6K || 2.25K = 1.6K
>Wenn du Probeleme mit Rauschen hast, dann ist vermutlich nicht das>Feedback-Netzwerk die Ursache; da würde ich eher die Signalquelle, also>den PC verdächtigen. Das kannst du leicht überprüfen, indem du den>Eingang des Verstärkers kurzschließt. Wenn damit das Rauschen>verschwindet, kommt es nicht aus dem Verstärker.
Ja das werde ich mal ausprobieren! Mit einem Beyer Dynamic 880 hört man
ein gewisses gaaanz dezentes Rauschen aber bei voller Lautstärke hatte
ich das bislang bei jedem (auch gekauften) Verstärker. Der Verstärker
klingt m.M. klasse, aber wenn man noch was optimieren kann würde ich das
gerne noch einbauen. Der NE5534 kann bemerkenswert viel Strom liefern,
aber mit der Darlington-Stufe wird das nicht ausgereizt, daher halt die
Idee den zusätzlichen Saft zu verwenden um das Rauschen in den
Feedback-Widerständen zu verkleinern. Keine Ahnung ob man den
Unterschied jemals hören könnte...
>Die 2 LM334 finde ich nicht gut...
Du meinst weil die Stromquellen in Serie sind? Wie würdest Du das lösen?
>Boucherotglied vorsehen gegen Schwingneigung + paar pF über den neuen 22>kOhm in der Rückkopplung.
Hatte da 22pF drin aber dann wieder rausgemacht - der Verstärker läuft
seit Wochen täglich stundenlang und hat bislang keinerlei Instabilität
gezeigt.
>Ist das soweit richtig gedacht?
Theoretisch könnten die Gegenkopplungswiderstände in der Tat noch weiter
reduziert werden. Ich glaube aber nicht, daß du das geringere Rauschen
auch wirklich hören wirst.
Andere Frage: Stört dich denn nicht die Offsetspannung am Ausgang des
Verstärkers?
>Hatte da 22pF drin aber dann wieder rausgemacht - der Verstärker läuft>seit Wochen täglich stundenlang und hat bislang keinerlei Instabilität>gezeigt.
Was leider nicht heißt, daß dein Amp wirklich garantiert stabil läuft!
Schon ein anderes Lautsprecherkabel kann das Teil zum Schwingen bringen.
Teste deinen Amp mal an komplexen Lasten oder laß mal eine Simulation
drüber laufen.
Noch ein paar Tipps:
- Die Entkoppelcaps mußt du auf die Signalmasse referenzieren, nur
zwischen den Rails bringt nicht allzuviel.
- Ein passiver Tiefpaß am Eingang gegen HF wäre noch sinnvoll.
- Und wie schon mhh meinte, das Zobelglied nicht vergessen!
>Andere Frage: Stört dich denn nicht die Offsetspannung am Ausgang des>Verstärkers?
Da ist noch ein Ausgangskondensator, ist nicht eingezeichnet. Hab grade
mal gemessen, da liegen 240mV drüber, ganz schön viel.
Das ist auch noch so ein Punkt wo ich unsicher bin: Ohne den Kondensator
sind die Lautsprecher/Kopfhörer ungeschützt und es müsste irgendeine
Schutzschaltung rein. Da das ganze 6x aufgebaut ist als
Surround-Verstärker ist mir der Aufwand für eine elektronische
Schutzschaltung zu hoch. Und bei Polyswitch oder Sicherungen ist die
Frage ob man denen seine 300€ Boxen/Kopfhörer anvertrauen will...
>Die Entkoppelcaps mußt du auf die Signalmasse referenzieren, nur>zwischen den Rails bringt nicht allzuviel.
Irgendwo hatte ich noch genau das Gegenteil gelesen, dass dann die
Signalmasse gestört wird.
Glotzer schrieb:> Der OP "sieht" doch gar nicht den Lautsprecher sondern die> Gegentaktstufe, also schaut er über das beta des Emitterfolgers in den> Lautsprecher. Da hatte ich 6K ausgerechnet für einen 6Ohm-Lautsprecher.> Ob parallel zu den 6K des Lautsprechers dann 47K+1K oder 2.2K+50R liegen> macht schon einen Unterschied:
Schau dir mal deinen Schaltplan genau an. Das Feedback-Netzwerk ist am
gleichen Punkt wie der Lautsprecher angeschlossen, nämlich an "Speaker
Out".
Du hast also 48k || 6 Ohm = 5,999 Ohm; mit 2,25 kOhm ändert sich der
Wert auf 5,984 Ohm.
Glotzer schrieb:> Ob parallel zu den 6K des Lautsprechers dann 47K+1K oder 2.2K+50R liegen> macht schon einen Unterschied:
Aber doch nicht fürs Rauschen:
Da sieht der OP am - Eingang nur die 1K Ohm (parallel zu den 47K).
Am + Eingang liegen die 100K die 10 mal mehr rauschen.
Wenn ich ins Datenblatt schaue überwiegt bis etwa 7k-Ohm
Eingangswiderstand das Spannungsrauschen des OPs. Erst oberhalb von 7k
das Stromrauschen.
Die 1K sind etwa gleich groß wie das Spannungsrauschen des OPs.
Die 100K rauschen 10 mal mehr und bewirken auch am OP-Eingang ein 10
fach höheres Stromrauschen als das Spannungsrauschen.
Ich denke nicht daß Du dir zuerst um die Feedbackwiderstände Sorgen
machen solltest.
Gruß Anja
>Irgendwo hatte ich noch genau das Gegenteil gelesen, dass dann die>Signalmasse gestört wird.
Das ist natürlich Unsinn. Ein Entkoppel- bzw. Stützcap muß einen Bezug
zur Signalmasse haben, sonst ist er wertlos.
Kurzi schrieb:> Das ist natürlich Unsinn. Ein Entkoppel- bzw. Stützcap muß einen Bezug> zur Signalmasse haben, sonst ist er wertlos.
Beide haben recht:
Allerdings: man sollte immer betrachten wie die Ströme fließen.
Der OP selbst kennt ja die Masse nicht er sieht nur seine Welt zwischen
den beiden Versorgungspins. -> für den OP ist der Kondensator zwischen
den Versorgungspins gut.
Für eine an Masse angeschlossene Last sieht die Welt ganz anders aus:
Hier ist ein kurzer Induktivitätsarmer Versorgungsweg zwischen Rail und
Masse entscheident.
Allerdings: Meistens sind die Stromänderungen in der Last größer wie die
des OPs selbst. -> Im Regelfall sind 2 Kondensatoren gefragt.
Gruß Anja
So wichtig ist der Bezug zur Signalmasse beim Stützkondensator nicht. Um
zu verhindern das der OP auf Grund fehlender Entkopplung schwingt reicht
der Kondensator ohne Bezug auf die Masse schon.
Am + Eingang ist der 100 K Widerstand nicht wesentlich für Rauschen
verantwortlich. Bei den Signalfrequenzen wird die Impedanz von der
Quelle bestimmt, die dann noch parallel liegt. Der Kondensator ist ja
gerade so gewählt das da der 100 K Widerstand groß ist gegen die
Impedanz des Kondensators und der Quelle.
Als Schutz für die Lautscprecher wäre so etwas wie eine Schmelzsicherung
oder ein Polyswitch schon nicht so schlecht. Von der Zuverlässigkeit
sind die eher besser als was elektronisches als Teil des Verstärkers.
Ein Polyswitch sollte dann aber vor der Rückkopplung sein, also gleich
Teil des Verstärkers. Das eher träge Ansprechen entspricht auch etwa der
Zeitkonstante von Lautsprechern. Nur als Schutz für die Transistoren
sind ist es zu langsam.
Auf zusätzliche Kondensatoren am Ausgang würde ich eher verzichten. Da
schon lieber einen Elko in den Rückkopplungszweig, und so den Offset
verringern.
Wenn man das Ganze 6 mal braucht würde ich mit Überlegen gleich
Verstärker ICs zu nehmen. Das ist oft einfacher und meist auch
zuverlässiger und hat oft auch gleich einen Kurzschlussschutz.
>Der OP selbst kennt ja die Masse nicht er sieht nur seine Welt zwischen>den beiden Versorgungspins.
Den Massebezug erhält der OPamp über die Beschaltung, also Gegenkopplung
und Last!
>So wichtig ist der Bezug zur Signalmasse beim Stützkondensator nicht. Um>zu verhindern das der OP auf Grund fehlender Entkopplung schwingt reicht>der Kondensator ohne Bezug auf die Masse schon.
In den 80igern war es Mode, die Signalmasse und Entkoppelmasse getrennt
zu verlegen und strikt zu trennen. Das habe ich dann in einer Anwendung
mal übernommen und ist prompt schief gegangen: Ich habe einen
LF356-Vorverstärker in eine Stratocaster gebaut und getrennte Massen für
Signal und Betriebsspannungsentkopplung vorgesehen. Der OPamp hat dann
irgend einen Radiosender demoduliert, jedenfalls waren klar und deutlich
Stimmen zu hören. Erst als ich die beiden Massen beim LF356 miteinander
verbunden habe, war der Spuk vorbei.
Auch Gerhard Haas, der für die ELRAD zahlreiche Mischpultprojekte
entworfen hat, ist von der getrennten Verlegung von Signalmasse und
Entkoppelmasse wieder abgekommen, weil bestimmte Treiberschaltungen für
600R Lasten einfach nicht stabil laufen wollten.
Auch bei Profi-Mischpulten (siehe Anhang) wird immer gegen die lokale
Signalmasse "direkt vor Ort" abgeblockt und nicht über die
Versorgungsspannungsanschlüsse.
hundertohm schrieb:> Wenn ja, kann mir bitte jemand den Sinn erklären?
Wahrscheinlich fließt zu wenig Ruhestrom durch die Darlingtons.
-> bei kleinen Amplituden übernimmt der OP direkt die Last.
Gruß Anja
Anja schrieb:> Glotzer schrieb:>> Ob parallel zu den 6K des Lautsprechers dann 47K+1K oder 2.2K+50R liegen>> macht schon einen Unterschied:>> Aber doch nicht fürs Rauschen:> Da sieht der OP am - Eingang nur die 1K Ohm (parallel zu den 47K).> Am + Eingang liegen die 100K die 10 mal mehr rauschen.
Die 100k liegen parallel zum Line-In, also zum Ausgang des
Vorverstärkers, der deutlich niederohmiger ist ( < 1 kOhm). Deshalb
wirkt sich der 100k-Widerstand aufs Rauschen eigentlich nicht aus bzw.
nur bei offenem Eingang.
Anja schrieb:> Wahrscheinlich fließt zu wenig Ruhestrom durch die Darlingtons.> -> bei kleinen Amplituden übernimmt der OP direkt die Last.
Oh stimmt! Das sind ja Darlingtons mit Vbe so um 1.4 ... 2.0V. Falls der
OpAmp also nahe bei Ground ist, sind beide Transistoren aus, weil der
Spannungsabfall an der grünen LED geringer als die beiden BE-Strecken
ist, oder? Erst ab +-Vbe über den 100 Ohm übernehmen die Transistoren.
Danke Anja!
Der TIP142 und wohl auch der TIP147 hat Widerstände parallel zu
Basis-Emitter. Zumindest der 1. Transistor der Darlingtons wird auch im
Ruhezustand schon leiten und nur der 2. Transistor ist eher aus und der
interne Widerstand von etwa 120 Ohm läßt Strom durch.
Es hängt auch noch von der Art der grünen LED ab, es gibt welche mit
etwa 2 V und welche mit eher 3 V an Flussspannung.
mein_5.1_Verst_rker.jpg
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