Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Quick&Dirty Kopfhörerverstärker für In-Ear Monitoring


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von finzi (Gast)


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Hi,

ich habe gestern Abend mitbekommen, dass ich idealerweise für morgen, 
wenn's gar nicht anders geht bis Dienstag einen kleinen 
Kopfhörerverstärker brauche. Und zwar geht es darum, an den 
Monitorausgang eines Mischpults direkt schalldämpfende Kopfhörer 
anzuschließen.
Das Problem ist nun, dass ich bis morgen fertig sein sollte, d.h. ich 
muss in jedem Fall mit den Bauteilen auskommen, die ich da habe. Ich 
denke für die Anwendung wäre eine kleine OPV Schaltung am besten 
geeignet, an OPs hab ich aber ausschließlich TL064, TL082/84 und LM358 
da.
Mit logarithmischen Potis für die Lautstärkeregelung sieht's auch 
schlecht aus. Da muss ich wohl leider auf was Lineares zurückgreifen.
Ich weiß leider auch nicht, was an Pegel aus dem Monitorausgang 
rauskommt, der Powermixer (Peavey XR600C) hat einen Main- (d.h. zwischen 
Mischer/Mikrofonvorverstärker und Endstufe), einen Monitor- und einen 
Effektausgang. Ich nehme aber nicht an, dass der Pegel am Monitorausgang 
für Kopfhörer mit 32Ohm Impendanz reicht, das weiß ich allerdings nicht 
sicher. Um flexibler zu sein will ich ebenen einen kleinen Verstärker 
aufbauen.

Vor diesem Hintergrund, welches der genannten ICs würdet ihr verwenden? 
Ich möchte wenn möglich auf eine zusätzliche Endstufe verzichten. Wie 
würdet ihr die Schaltung dimensionieren?

Im Voraus vielen Dank für jede Hilfe,
finzi

von finzi (Gast)


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PS: Ich habe gerade noch Infos über die Ausgänge gefunden:
Der Monitorausgang bringt +18dBV (8V RMS, +20dBV) Ausgangsleistung bei 
nominaler Aussteuerungsreserve von 18dB und Ausgangsimpendanz von 
100Ohm.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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LM386, kann man aus alten CD-ROM-Laufwerken auslöten.

von finzi (Gast)


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Hi,

ich hab' leider nur die oben genannten OPs da und auch kein altes 
CD-Laufwerk mehr gefunden. Auf einer durchgebrannten Ladeschaltung hab' 
ich gerade noch einen HA17358 entdeckt, ansonsten war's das leider.

finzi

von Ulrich S. (voodoofrei)


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finzi schrieb:
> PS: Ich habe gerade noch Infos über die Ausgänge gefunden:
> Der Monitorausgang bringt +18dBV (8V RMS, +20dBV) Ausgangsleistung bei
> nominaler Aussteuerungsreserve von 18dB und Ausgangsimpendanz von
> 100Ohm.

Ich kenne die Qualitätsanforderungen nicht, aber eventuell reicht es die 
8V mit Vorwiderstand und Poti zu reduzieren.

von finzi (Gast)


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Die Qualitätsanforderungen sind nicht sehr hoch, es geht einfach nur 
darum, dass unsere Sängerin bei großer Lautstärke außenrum über 
Kopfhörer hören kann, was sie gerade sind. Das muss nicht HiFi-tauglich 
sein ;)

Die Ausgangsimpendanz ist ja deutlich höher als die eines 
Standardkopfhörers. Bekomme ich da ohne Verstärkung überhaupt genug 
Pegel raus, und wenn ja, wie muss ich Widerstand und Poti 
dimensionieren?

Entschuldigt die Fragen, ich hab mich vorher nie wirklich mit 
Audioschaltungen beschäftigt, das kam jetzt ziemlich überraschend. :)

von Ulrich S. (voodoofrei)


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finzi schrieb:
> Die Ausgangsimpendanz ist ja deutlich höher als die eines
> Standardkopfhörers. Bekomme ich da ohne Verstärkung überhaupt genug
> Pegel raus, und wenn ja, wie muss ich Widerstand und Poti
> dimensionieren?

Du hast 8V unbelastet (100 Ohm Quelle).

Du brauchst keinen Verstärker, sondern einen Verschwächer!

von finzi (Gast)


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Jap, das hab' ich verstanden.
Die Frage war eher, wie ich Poti und Widerstand dimensionieren soll.
Wenn ich richtig recherchiert habe, bewegen sich die gängige Spannung am 
Kopfhörer so um 1V.
Wenn an dem Ausgang nun normalerweise über 100Ohm 8V abfallen, wie baue 
ich dann den "Verschwächer" auf? Sorry, ich glaub', ich steh' gerade ein 
wenig auf dem Schlauch…

von jan (Gast)


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http://en.wikipedia.org/wiki/CMoy

Mit dem LM358 sollte das dann hinhauen. Mit 2 9V Blöcken kann man den 
dann ganz gut betreiben, der hat auch recht ordentlich wumms und dürfte 
die IEMs antreiben können. Der Monitorausgang wird wahrscheinlich 
Symmetrisch sein, da is nix mit Kopfhörer anschließen, zumindest nicht 
bei großer Lautstärke.

von jan (Gast)


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Uuuups, typischer Fall von nicht alles gelesen. Einfach ignorieren. 
"Verschwächen" kannst du mit 'nem Poti als Spannungsteiler.

von Jens G. (jensig)


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>PS: Ich habe gerade noch Infos über die Ausgänge gefunden:
>Der Monitorausgang bringt +18dBV (8V RMS, +20dBV) Ausgangsleistung bei
>nominaler Aussteuerungsreserve von 18dB und Ausgangsimpendanz von
>100Ohm.

Eigentlich sollte da ein reiner Abschwächer reichen (also 
Vorwiderstand/Poti vorm Kopfhörer). Ist nur die Frage, wie stark dieser 
Ausgang belastet werden darf.

Ansonsten kannste sowas wie hier bauen:
http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/OPV1.htm   (Bild 10.15)
http://chemelec.com/Projects/Amplifier/Amplifier-1.png

Ist zwar in den gezeigten Dimensionierungen viel zu stark für 
KH-Betrieb, aber so in der Art liese sich ein schwacher OPV aufmotzen, 
um bißchen mehr Leistung herauszuholen.

von finzi (Gast)


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Jens G. schrieb:

> Eigentlich sollte da ein reiner Abschwächer reichen (also
> Vorwiderstand/Poti vorm Kopfhörer). Ist nur die Frage, wie stark dieser
> Ausgang belastet werden darf.

Eben das letztere frage ich mich noch. Denn wenn die Spannung 
zusammenbricht, wenn ich meine 32Ohm Last dranhänge, bräuchte ich ja 
trotz der hohen Ruhespannung eine Verstärkung.

Angenommen, ich brauche nur eine Abschwächung, was für ein Poti, bzw. 
Vorwiderstand würdet ihr nehmen? Ich hab' leider gerade nur 5k, 10k und 
20k und 100k Trimmer da, ich bin wiedermal kurz vor einer größeren 
Bestellung und hab' dementsprechend wenig rumliegen.

Angenommen, ich brauche eine Verstärkung, weil der Ausgang am Mixer den 
Strom nicht treiben kann/die Spannung zu weit einbricht, könnte ich auf 
die simple CMoy Schaltung zurückgreifen, oder sollte ich an den OPV eine 
Gegentaktendstufe hängen? Für letztere hätte ich noch ein paar 
ZTX651/751 da.

Vielen Dank für die bisherige Unterstützung, ihr habt mir schon sehr 
weitergeholfen!

von Harald W. (wilhelms)


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finzi schrieb:

> Mit logarithmischen Potis für die Lautstärkeregelung sieht's auch
> schlecht aus. Da muss ich wohl leider auf was Lineares zurückgreifen.

Es gibt eine Widerstandsbeschaltung, mit der man aus linearen annähernd
logaritmische Potis machen kann. Du findest sie in den DSE-FAQ.

Bei Deinen Daten wäre aber vermutlich ein Poti in Reihe zu dem
Kopfhörer am besten geeignet. Den Wert müsste man ausprobieren.
Ich tippe auf 100...1000 Ohm.
Gruss
Harald

von finzi (Gast)


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Hi,

die 5kOhm Trimmer, die ich noch da hab' sind so fein, dass ich sie auch 
im bereich >1kOhm noch vernünftig einstellen kann. Ich würde dann 
einfach einen davon in Reihe zum Kopfhörer schalten.

Mittlerweile habe ich einen Schaltplan des Mixers gefunden:
http://www.freeinfosociety.com/electronics/schematics/audio/pictures/peaveyxr600c.gif
Der Monitorblock ist ganz links, zweite OP-Schaltung von oben. Der 
Verstärker scheint ein RC4558 (www.ti.com/lit/ds/symlink/rc4558.pdf) zu 
sein.
Meint ihr, der Aufbau kann den Kopfhörer so treiben, oder sollte ich 
noch was dazwischenbauen?

finzi

von Harald W. (wilhelms)


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finzi schrieb:

> die 5kOhm Trimmer, die ich noch da hab' sind so fein, dass ich sie auch
> im bereich >1kOhm noch vernünftig einstellen kann. Ich würde dann
> einfach einen davon in Reihe zum Kopfhörer schalten.

Probiers aus.

> Der Verstärker scheint ein RC4558 zu sein.

...also ein Mehrfach-741. Für diesen Zweck nicht besonders gut geeignet.
Besser wären z.B. NE5532 oder LM358. Aber bei dem hohen Pegel brauchst
Du ja sowieso keinen Verstärker. Die alten, hochohmigen z.B. Senn-
heiser-Kopfhörer mit 600 Ohm sind ja wohl nicht mehr erhältlich.
Gruss
Harald

von finzi (Gast)


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Ich meinte, dass der Verstärker IM Mixer ein RC4558 ist, erst nach 
diesem kann ich abgreifen (siehe im verlinkten Plan). Daran kann ich ja 
so einfach nichts ändern.
Nun ist eben die Frage, ob mir der zusammenbricht, wenn ich da einen 
32-Ohm-Standardkopfhörer mit Vorwiderstand anschließe, oder ob das 
einfach so funktioniert :)

von Jens G. (jensig)


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Also der RC4558 scheint wirklich nur ein spannungstreiber zu sein, aber 
kein Stromtreiber. Wenn man sich dessen Diagramm Output Voltage vs. Load 
Resistance anschaut, dann bricht der kräftig ein bei weniger als 1kOhm 
(wird dabei auch nicht kaputt gehen, weil ohnehin nicht viel Strom 
rauskommt - den KH zum Test ranhängen sollte da nix kaputt machen)

Eine Art Bufferverstärker, wie ich sie schon in den Links zeigte, sollte 
da schon nötig sein, wenn es unbedingt mit diesen paar von Dir genannten 
Typen sein soll. Brauchst eben nur noch ein paar Transis dazu, damit man 
den Ausgangsstrom bißchen aufpäppeln kann.

von finzi (Gast)


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Eben die Kurve der Ausgangsspannung über dem Widerstand war es, die mir 
Sorgen macht, ob ich damit einfach die Kopfhörer treiben kann.

Ich hab' jetzt basierend auf dem obigen Link einen Plan für einen 
Verstärker gezeichnet, hab' dazu aber noch ein paar Fragen:

a) Hab' ich Fehler gemacht?
b) Gibt es Verbesserungsvorschläge?
c) Ich bin mir bei der Dimensionierung von C1, C2, R5 und R6 sehr 
unsicher. Für C1 hätte ich einen Elko mit 100µ genommen, ansonsten weiß 
ich es nicht. Hier wäre ich für Hilfe noch sehr dankbar.

Viele Grüße und besten Dank für die bisherige Unterstützung,
finzi

von Jens G. (jensig)


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>a) Hab' ich Fehler gemacht?

Mindestens zweie:
A und S von R1 sind kurzgeschlossen

Und nach R1 gehört ein C rein (sagen wir mal 1µ)

>b) Gibt es Verbesserungsvorschläge?

So direkt erstmal nicht

>c) Ich bin mir bei der Dimensionierung von C1, C2, R5 und R6 sehr

Eigentlich würde eine Verstärkung <1 reichen, denn dein Monitoroutput 
liefert ja schon bis zu 8V.
Du kannst ja erstmal mit R5=R6 (10k oder so) anfangen. Wenn er dabei 
nicht stabil arbeitet (hört man an Verzerrungen auch bei geringer 
Lautstärke, Rauschen, Quitschen, Brodeln ...), dann Verstärkung erhöhen, 
z.B. 10fach, indem R5 rund 10*R6 definiert wird (also z.B. 100k). In dem 
Falle müsstest Du R1 dann kräftig runterdrehen.
C1 sollte mindestens 100µ haben, besser 220 oder gar 470µ, C2 so 
vielleicht 4,7 oder 10µ (wenn R6=10k)  (wen die C's zu klein sind, dann 
wird das ganze zu hochpassig - es sei denn, Du willst keine Bässe hören 
;-)

von finzi (Gast)


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Vielen Dank!
Die Verbindung A-S ähm ja. Kopfaufdentischschlag
Den Kondensator nach R1 hab' ich rausgelassen, weil da: 
http://chemelec.com/Projects/Amplifier/Amplifier-1.png auch keiner drin 
war, und ich angenommen hab', dass da erstmal kein zu großer DC-Anteil 
ankommen dürfte. Ich hab' ihn jetzt trotzdem noch reingemacht.
R5/R6 hab ich durch ein 20k-Poti ersetzt, damit ich die Verstärkung ohne 
viel Mühe einstellen kann.

Wenn keine weiteren Änderungsvorschläge kommen werde ich das so mal 
aufbauen und dann berichten.

Nochmals vielen, vielen Dank für die Hilfe!

von Jens G. (jensig)


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>Den Kondensator nach R1 hab' ich rausgelassen, weil da:
>http://chemelec.com/Projects/Amplifier/Amplifier-1.png auch keiner drin
>war, und ich angenommen hab', dass da erstmal kein zu großer DC-Anteil
>ankommen dürfte. Ich hab' ihn jetzt trotzdem noch reingemacht.

in dem Link wird aber auch eine symmetrische Ub benutzt. Du dagegen hast 
nur eine einfache Ub, weshalb Du ja den Spannungsteiler am Eingang 
brauchst, um den OPV auf einen Arbeitspunkt um  Ub/2 zu heben. Und da 
dort Ub/2 sein soll, darf dieser Knoten nicht gleichstrommäßig mit dem 
R1 belastet werden (welches ja den Knoten auch auf Masse runterdrücken 
könnte) - deswegen der C dort drin.
Der C ist übrigens an der falschen Stelle - er gehört unmittelbar hinter 
R1, aber vor dem Spannungsteiler.

Ansosnten kann man das Ding so erstmal aufbauen, und testen.
Ach ja - Abblock-C an Ub direkt am OPV nicht vergessen (10µ oder so), 
und die Transistoren bzw. den KH dann direkt dort an diesem C anlöten 
(zumindest sollten die Ausgangsströme nicht denselben Weg auf der Masse 
nehmen können wie die Eingangströme).

von finzi (Gast)


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Hi,

um nochmal kurz Rückmeldung zu geben:
Ich hab das Ganze gestern auf Lochraster aufgebaut und heute getestet. 
Die Schaltung funktioniert genau so wie sie soll. Nachdem ich den 358 
durch einen TL082 ersetzt hatte sogar praktisch rauschfrei.
Zum Messen der Potiwerte bei Funktion blieb leider keine Zeit.

Nochmals vielen Dank für die tolle Hilfe!
finzi

von Jens G. (jensig)


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>Die Schaltung funktioniert genau so wie sie soll. Nachdem ich den 358
>durch einen TL082 ersetzt hatte sogar praktisch rauschfrei.

Dieses Rauschen wird wohl das erwähnte Schwingen gewesen sein. Desshalb 
ja mein Hinweis letztens:

>Ach ja - Abblock-C an Ub direkt am OPV nicht vergessen (10µ oder so),
>und die Transistoren bzw. den KH dann direkt dort an diesem C anlöten
>(zumindest sollten die Ausgangsströme nicht denselben Weg auf der Masse
>nehmen können wie die Eingangströme).

von finzi (Gast)


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Nein, ich denk', dass das Rauschen von niedrigem Eingangspegel kam, ich 
muss den OPV verstärken lassen, auch bei voll aufgedrehter Lautstärke am 
Eingangspoti. Das Eingangssignal scheint deutlich kleiner zu sein als 
angenommen.
Das IC hab ich mit 10µ oder 100µ (hab die Schaltung gerade nicht da 
geblockt.

finzi

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