Hallo, ich suche nach einer sehr guten +-15 Volt Spannungsregelung für einen hochwertigen Audio-OpAmp (wie z.B.: OPA604, OPA134, OPA627, AD847SQ, LME49710...). Dem Spannungsregler stehen gut aufbereitete +-40V Gleichspannung zur Verfügung. Habe mir drei Schaltungen ausgedacht: In der ersten sieht man eine Lösung nach Juaneda, der in einem Artikel (direktlink: http://tech.juaneda.com/en/articles/lm317.html) verschiedene Beschaltungen des LM317 messtechnisch wie auch klanglich untersuchte. In der zweiten findet ihr eine einfache Beschaltung mittels 0,5W Zener Diode. Und in der dritten und letzten Schaltung einen kommerziellen Shunt-Regler von Tantlabs, dem eine 3Watt 18er-Zener-Diode vorgeschaltet werden musste, weil der Regler laut Hersteller-Angabe eine Eingangsspannung von maximal 36V verträgt (in unserem Fall sind es aber 40V). Welche Schaltung erfüllt die Anforderungen einer hochwertigen Spannungsversorgung für Audio-OPs am besten?
Angehängte Dateien:
Aus meiner Sicht ist die LM317 Lösung die Lösung die man gehen kann. Evt. noch ein Tiefpass nachschalten, um evt. hochfrequente Störungen zu unterdrücken. Mindestlast beim LM beachten! Sonst schwingt er. Siehe Datenblatt.
Bei OP-Amps ist die Versorgungsspannung absolut unkritisch... jede Schaltung geht, das wird sich in keiner Weise auf die Klangqualitaet auswirken.
Max schrieb: > ich suche nach einer sehr guten +-15 Volt Spannungsregelung für einen > hochwertigen Audio-OpAmp Das ist schon ein Widerspruch in sich. Ein "hochwertiger" Audio-OPA hat auch eine ausreichend bis sehr hohe PSRR und braucht normal keine extrem saubere Vcc. Es gibt aber für besondere Ansprüche auch bekannte Schaltungen: http://waltjung.org/PDFs/Regs_for_High_Perf_Audio_3.pdf > Welche Schaltung erfüllt die Anforderungen einer hochwertigen > Spannungsversorgung für Audio-OPs am besten? Da die PSRR der OPA mit der Frequenz abnimmt, würde ich eine Schaltung nehmen, die schnell ist. Normale Spannungsregler sind das nicht. Also im Prinzip die Schaltung mit Z-Diode und Transistor.
Dann vertraue ich mal den guten Power supply rejection ratios (PSRR) der in Frage kommenden hochwertigen OpAmps und wähle eine baulich einfache und "schnelle" Lösung: Die Zener Diode in Kombination mit einem Transistor. VIELEN DANK FÜR EURE RATSCHLÄGE! Eine Frage hab ich noch: Meine Shunt-Lösung (Tentlabs) ist ebenso wie die Zener-Diode-Transitor-Kombination parallel zum Verbraucher geschaltet. Demnach müsste auch sie schnell sein. ODER?
Max schrieb: > Die Zener Diode in Kombination mit einem > Transistor. Wenn Du das ganze noch optimieren willst: Die besten Regel-Eigenschaften haben Z-Dioden mit ca 6.2V -> besser 2 7,5V Z-Dioden in Reihe wie eine 15V Z-Diode. Den Strom durch die Z-Diode >= 5mA (Rauschen). Ein Elko an der Basis und am Emitter des Transistors und ggf. noch jeweils 100nF zur Störunterdrückung können auch nicht schaden. Statt des BC550 würde ich eher einen 60V Transistor verwenden. (BC639-16) Gruß Anja
Max schrieb: > Habe mir drei Schaltungen ausgedacht: Irre, 3 mal Schrott. Wie wäre es mit: +----+ +40V --Z-Diode--+--|7815|--+-- 15V | +----+ | C | C | | | GND -----------+-----+----+ | | | C | C | +----+ | -40V --Z-Diode--+--|7915|--+-- -15V +----+ Die Z-Dioden weil 40V für die Regler doch etwas viel sind. Aber an den Z-Dioden sollte auch nicht zu viel verballert werden, weil man sonst zu Leistungsstarke benötigt. 8V2 würde ich vorschlagen, wenn die nachfolgende Schaltung nicht mehr als 100mA benötigt reichen 1.3W Typen.
Angehängte Dateien:
Generelle Frage speziell zu meiner Shunt-Modul Lösung: Angaben des Herstellers: Bandbreite: > 250 kHz Output noise: 120 nV/SqrrtHz Output Impedance:< 40m Ohm. input Spannung max: 36 Volt Die Shunt-Modul Lösung hat eine vorgeschaltete 3W 18er Zener-Diode. Notwendig wegen der maximalen Input-Spannung von 36 Volt. Wegen des 180 Ohm Zener-Vorwiderstands versaue ich mir dabei jedoch die kleine Output Impedanz des Moduls. Auf der Suche nach einer Lösung habe ich einen Transistor nachgeschaltet (siehe Anhang), so dass nun die Kriterien einer guten Spannungsversorgung (=> geringes Rauschen und ein geringer Widerstand im Ausgang) erfüllt sein dürften? Was sagt Ihr dazu? Gibt es irgendeinen Pferdefuß den ich übersehen habe?
Sofern das Modul wirklich so wenig Rauschen haben sollte, machst Du es mit dem nachgeschalteten Transistor wieder deutlich schlechter. Allgemein wären hier Kleinleistungstransistoren wie BD139 angebrachter, wegen des kleineren Basisbahnwiderstandes. Allgemein sind Kondensatoren schon sehr gut für saubere Spannungen. Das Rauschen ist dann grob durch den Wechselstromwiderstand bei der entsprechenden Frequenz abzuschätzen. ( 1 kOhm entspricht etwa 4 nV/Wurzel(Hz); 250 Ohm etwa 2 nV/Wurzel(Hz), also proportional Wurzel(R) ) BTW: Vergiss die Schutzdioden nicht. Gruß
Nimm die klassische 7815/7915 Lösung. OPVs haben oft 80dB und mehr Betriebsspannungsunterdrückung, d.h. selbst 1V Brummen auf der VCC wirst Du nicht mehr hören.
Peter Dannegger schrieb: > Nimm die klassische 7815/7915 Lösung. jo, so siehts aus.. danach in beide speisespannungsleitungen noch nen pi-filter mittels ferritperle a la Fair-Rite 2673000701 und danach nochmals ordentlich abblocken. hier mal die dämpfung vor und nach dem pi-filter an nem schaltnetzteil (Astec SA35-3159). http://www.rio71.de/projekt/khv/tpa6120a2/astec-sa35-3159-ripple-vor-nach-pi-filter.jpg
+----+
+40V --Diode--Z-Diode--+--|7815|--+-- 15V
| +----+ |
C | C
| | |
GND ------------------+-----+----+
| | |
C | C
| +----+ |
-40V --Diode--Z-Diode--+--|7915|--+-- -15V
+----+
Die Lösung finde ich auch am besten. Würde allerdings noch zwei normale
Dioden einschalten, um gegen eventuell auftretende falsche Polaritäten
zu schützen.
Max schrieb: > Angaben des Herstellers: > Bandbreite: > 250 kHz > Output noise: 120 nV/SqrrtHz > Output Impedance:< 40m Ohm. > input Spannung max: 36 Volt Ich weiß nicht warum Du an dem Teil so hängst, wo doch gar nicht bekannt ist was innen tatsächlich vorhanden sind. die 40mOhm gelten mit Sicherheit nicht bei 250 kHz sondern nur bei DC. Die gelten auch nur für alle Bauteile innerhalb des Regelkreises. Die Z-Diode am Eingang darf also keinen Einfluß haben. Max schrieb: > Was sagt Ihr dazu? Gibt es irgendeinen Pferdefuß den ich übersehen habe? Klar: der Transistor ist nicht innerhalb des Regelkreises. -> die Ausgangsimpedanz verschlechtert sich um Bahnwiderstand / hfe Gruß Anja
Anja schrieb: Die Ausgangsimpedanz verschlechtert sich um den Bahnwiderstand / hfe. OK. Aber, das hast Du in der von Dir weiter oben favorisierten Lsg. mit zwei 7,5er Zender-Dioden in Kombination mit einem Transistor doch auch. Wenn also das Rauschverhalten und die Ausgangsimpedanz die beiden entscheidenden Auswahl-Kriterien sind, dann wäre die kommerzielle Tentlabs-Shunt Lösung sowohl mit Transistor als auch ohne besser als die 2*7,5er Zener Lösung mit Transistor. Vorausgesetzt natürlich die Angaben des Herstellers stimmen. Gruß, Max
Z-Dioden liefern doch ein recht starkes Rauschen, sind ja als Rauschquellen verwendbar. Für hohe Ansprüche, in Parallelstabilisatoren, würde ich sie nicht verwenden. Die Lösung 7815/7915 mit vorgeschalteten Z-Dioden kommt mir am sinnvollsten vor. Bei sehr hohen Ansprüchen könnte man mit Zusatzbeschaltung (Tiefpass, Stützkondensatoren direkt am OPAmp usw.) die Daten der Schaltung noch etwas verbessern. Allerdings bin ich der Meinung, das führt schon in den Bereich der Audio-Esoterik, wenn man bei diesen hochwertigen OpAmps eine Stabilisierung mit 78xx/79xx noch verbessern will.
rio71 schrieb: > hier mal die dämpfung vor und nach dem pi-filter an nem schaltnetzteil Ein PI-Filter ist hin und wieder was sehr gutes: In den 1960-er Jahren hatte man ja noch keine elektronischen Regler, aber man mußte unbedingt an Telefonanlagen eine absolut saubere brumm- und rauschfreie Spannung im Hör- und Sprechkreis haben. Telefontechnik ist ja auch Audio. Das schaffte man auf ganz simple Weise auch schon nur mit der Kette Netztrafo, Brückengleichrichter, Elko, Drossel, Elko. Am ersten Elko wurde die noch brummende Betriebsspannung für die Relaisschaltungen abgenommen, am zweiten die fein gesiebte Spannung. Allerdings gigantische Drossel mit mehreren Henry. Die Resonanzfrequenz des PI-Filters legte man ungefähr auf 1/10 Netzfrequenz, und die beiden Elkos sind gleich. Dadurch, daß ein PI-Filter auch ein Schwingkreis ist, hat man aber bei Lastwechseln sehr leichte abklingende Überlagerungen der Resonanzfrequenz. Bei Schaltnetzteilen mit höheren Frequenzen reduzieren sich aber die Bauteildimensionen enorm, weil Omega auch noch quadratisch im Siebfaktor vor kommt. Als junger Mann, der noch ausgezeichnet hörte, war ich ja als Servicemann mit dem Kopfhörer an den Netzteilen, und da war schon hörbar nichts mehr. Der Prüfkopfhörer geht bei 24V nicht hoch, vertrug sogar Netzspannung, hat einen Trennkondensator als Gleichstromsperre. Er ist ein wunderbares Fehlersuchgerät, bestimmt auch in Audioanlagen. An der Knacklautstärke bei Anlegen der Prüfspitze konnte man akustisch eine Spannung schätzen, und danach das, was auf der Leitung abläuft. Später in PSPICE simulierte ich diesen PI-Filter noch mal, da sieht man die Mächtigkeit. In der Elektronikentwicklung verwendeten wir sie auch zur Stör-Entkopplung einzelner Funktionsgruppen Inseln auf einer Platine, das war dann SMD-Hühnerfutter. Man sollte es bei der Audioanlage nicht übertreiben, einiges an Fanatismus gehört dort sicherlich in den Bereich Religion.
Max schrieb: > verschiedene Beschaltungen des LM317 messtechnisch wie auch klanglich > untersuchte. was will man da "klanglich" untersuchen? Entweder ich bin brummfrei oder nicht. Und: die Schaltung braucht geringen Innenwiderstand und ein lineares Regelverhalten, damit das, was bei Belastung in der Versorgung "nachgibt" linear zur Belastung ist und ein Sin wieder ein Sin produziert.
G.Nervter schrieb: > Max schrieb: >> verschiedene Beschaltungen des LM317 messtechnisch wie auch klanglich >> untersuchte. > was will man da "klanglich" untersuchen? > Entweder ich bin brummfrei oder nicht. Die Dinger haben doch 60dB Line- und Load-Rejection. Sonst schaltet man zwei in Serie, z.B. erst einen 7824, dann den 7815, oder entsprechend die 317-er, und hat schon 120dB.
Dann fasse ich mal den Konsens der Beiträge zusammen: Hochwertige OPAmps haben eine hohe Power Supply Rejection Ratio (PSRR). So dass die Anforderungen an eine hochwertige Spannungsversorgung weniger auf Seiten der Rauschens und mehr auf Seiten der Schnelligkeit (parallele Spannungsregelung) festgelegt werden sollte. So dass im Ergebnis eine 2*7,5er Zener Diode in Kombination mit dem BD139 (wegen des kleinen Basisbahnwiderstandes) eine sehr gute Wahl darstellen könnte. Alternativ wurde die klassischen 78.. 79.. ins Spiel gebracht in Kombination mit den üblichen vor und nachgeschalteten Kondensatoren. Und das obwohl bei der hohen Versorgungs-Eingangsspannung von 40 Volt eine vorgeschaltete Zener-Diode erforderlich wäre. Die 78..79.. Regulierung hat ein passables und wesentlich besseres Rauschverhalten als die Zener-Dioden-Lösung. Weitere rauschmindernde Maßnahmen für die Op-Amp Spannungsversorgung seien Aufgrund der guten PSRR-Werte heutiger hochwertiger OP-Amps unnötig. Auf die etwas langsamere Reaktionszeit infolge der Schaltung gegenüber der Zener Variante und der Shunt Lösung wurde nicht eingegangen. Keiner der Forumsbeiträge ging auf die LM337-317 Lösung ein. Und das obwohl hier eine vorgeschaltete Zener Diode nicht erforderlich wäre. Die kommerzielle Shunt-Lösung fanden quasi alle beitragenden für unverhältnismäßig und daher auch für unnötig, bei hochwertigen OPAmps. Diese bietet eine schnelle als auch ausgesprochen rauscharme Lösung. Die Kombination aus vorgeschalteter Zener Diode (wegen der zu hohen Eingangsspannung) mit Vorwiderstand, bietet in punkto Schnelligkeit und Rauschverhalten keine Beeinträchtigung.
Max schrieb: > Die 78..79.. Regulierung hat ein passables und wesentlich besseres > Rauschverhalten als die Zener-Dioden-Lösung. Hallo, das halte ich für ein Gerücht. Z-Dioden eignen sich deshalb für Rauschgeneratoren weil sie ein breitbandiges (ideales) Weißes Rauschen liefern. Das heißt aber nicht gleichzeitig daß sie besonders viel davon liefern. Ich habe mal eine 6V8 Z-Diode mit 1K Vorwiderstand ans Oszi gehalten. -> weniger als 0.2mVpp Ausschlag bei 20MHz Bandbreite sichtbar. Das meiste davon dürfte allerdings HF-Einstrahlung sein. Der LM7815 ist mit 90uV(effektiv)/VO bis 100kHz angegeben (Fairchild). Bei 15V VO ergibt dies 1350uV effektiv bzw. ca 8mVpp. Gruß Anja
Max schrieb: > So dass im Ergebnis eine 2*7,5er Zener Diode in Kombination mit dem > BD139 (wegen des kleinen Basisbahnwiderstandes) eine sehr gute Wahl > darstellen könnte. Nix Z-Diode. Die rauscht. Lieber mal die Datenblätter durchforschen. Schließlich gibt es nicht nur die Allzweckregler wie 78xx,79xx, LM317, LM377 sondern auch speziell auf Rauscharmut oder Präzision hin optimierte Typen.
Vom Rauschen her ist der 7815 / 7915 auch nicht besser als eine Zenerdiode mit genügend Strom. Die Schaltung mit Zenerdiode / Transistor sollte aber noch einen Kondensator / Elko von der Basis nach GND (und ggf. einen extra Widerstand vor der Basis) haben, und damit wird es dann besser als der 78xx. Wenn überhaupt ist das Rauschen bei höheren Frequenzen wichtig (PSRR der OPs wird da kleiner), und da kann der extra Kondensator viel helfen - da geht es dann auch unter 10 nV/Wurzel(Hz). Die Schwäche der Schaltungen mit Transistor am Ausgang (und ohne Rückkopplung) ist die relativ hohe Ausgangsimpedanz, vor allem bei geringer Stromentnahme. Der Transistor sollte wegen der Leistung schon etwas größer (wenigstens BD137) sein. So schlimm ist das mit der Ausgangsimpedanz aber auch nicht: man halt wie bei einer Diode im wesentlichen 26 mV geteilt durch den Strom - also etwa 1 Ohm bei 26 mA, dazu kommt dann noch der transistorinterne Emitterwiderstand. Einen besseren Regler, mit kleinem Rauschen und niediger Ausgangsimpedanz könnte man ggf. etwa mit einem LM723 aufbauen - für Audio ist das aber übertrieben. Das "Shuntregler" Modul ist eher eine spezielle Lösung für einen 1:1 Ersatz einen 7815 - sonst eher nicht so toll.
Max schrieb: > Dann fasse ich mal den Konsens der Beiträge zusammen: > > Hochwertige OPAmps haben eine hohe Power Supply Rejection Ratio (PSRR). > So dass die Anforderungen an eine hochwertige Spannungsversorgung > weniger auf Seiten der Rauschens und mehr auf Seiten der Schnelligkeit > (parallele Spannungsregelung) festgelegt werden sollte. Dafür sind Stützkondensatoren direkt am OpAmp und mindestens ein Elko >= 100 µF ausreichend. > So dass im Ergebnis eine 2*7,5er Zener Diode in Kombination mit dem > BD139 (wegen des kleinen Basisbahnwiderstandes) eine sehr gute Wahl > darstellen könnte. ACK. Aber vorgeregelt betreiben. z. B. an 24 V. > > Alternativ wurde die klassischen 78.. 79.. ins Spiel gebracht in > Kombination mit den üblichen vor und nachgeschalteten Kondensatoren. Und > das obwohl bei der hohen Versorgungs-Eingangsspannung von 40 Volt eine > vorgeschaltete Zener-Diode erforderlich wäre. Die solltestes Du auch beim LM337-317 verwenden. Der geht zwar nominell bis 40 V, aber: am Anfang ist die Ausgangsspannung 0, so dass Du bei 40 V an der absoluten Grenze bist und außerdem zur Verteilung der Wärme. > Die 78..79.. Regulierung hat ein passables und wesentlich besseres > Rauschverhalten als die Zener-Dioden-Lösung. Ausdrücklich nein. Spannungsregler sind auf wenig Eigenverbrauch optimiert. Wenig Strom heißt mehr Rauschen. > Weitere rauschmindernde > Maßnahmen für die Op-Amp Spannungsversorgung seien Aufgrund der guten > PSRR-Werte heutiger hochwertiger OP-Amps unnötig. Dennoch für Op-Amp Spannungsversorgung: ACK. > Auf die etwas langsamere Reaktionszeit infolge der Schaltung gegenüber > der Zener Variante und der Shunt Lösung wurde nicht eingegangen. Siehe oben Kondensatoren und Elkos > Keiner der Forumsbeiträge ging auf die LM337-317 Lösung ein. Und das > obwohl hier eine vorgeschaltete Zener Diode nicht erforderlich wäre. Ich finde die LM337-317 Lösung besser, insbesondere weil das Regelverhalten durch den Kondensator am Ref-Eingang verbessert werden kann. > Die kommerzielle Shunt-Lösung fanden quasi alle beitragenden für > unverhältnismäßig und daher auch für unnötig, bei hochwertigen OPAmps. > Diese bietet eine schnelle als auch ausgesprochen rauscharme Lösung. Da habe ich mich wohl vorher verlesen. 120nV/Wurzel Hertz ist ganz normal, die dürfte ein 317 auch haben. Das wären im Audio-Bereich etwa 17 µV. Gruß
Angehängte Dateien:
-
OpAmp_Netzteil.PNG
14 KB
Ich bin mit dem LM317 immer gut gefahren. Man sollte aber auch das, was von links kommt nicht unbeachtet lassen. Gerade aus dem Netz und dem Gleichrichter kann man sich Müll einfangen. Ich war zu faul zum selber Zeichnen, deswegen der Scann, sorry Der Schaltplan dürfte aber bekannt sein. Gruß Thomas PS: die Sicherung F1 würde ich vor dem Netzfilter platzieren, oder eine zweite Sicherung verwenden.
>Das ist schon ein Widerspruch in sich. Ein "hochwertiger" Audio-OPA hat >auch eine ausreichend bis sehr h>ohe PSRR und braucht normal keine extrem >saubere Vcc. Genau. Ein zusätzliches RC-Glied (10...100R, 10...100µ) in der jeweilgen Versorgungsspannungsleitung kann dann jegliches Rauschen und jeglichen Ripple (100Hz, Ripple aufgrund der Laststromänderungen der anderen OPamps) so vollkommen unterdrücken, daß sie oft erheblich unter dem Eigenrauschen des Opamp liegen. Sogar für höchste Anwendungen ist dann ein popelige 78xx/79xx-Lösung mehr als ausreichend. Problematisch sind lediglich selbst gebaute, hochverstärkende Vorstufen, in denen keine Maßnahmen zur Erhöhung der PSRR getroffen wurden, also Vorstufen ohne Konstantsromquellen und solche Sachen. Auch hochverstärkende "single supply" Schaltungen, bei denen das Rauschen der Versorgungsspannung direkt oder nur leicht gefiltert in den Signalweg eingekoppelt wird, brauchen besonders rauscharme Versorgungsspannungen.
Kai Klaas schrieb: > Ein zusätzliches RC-Glied (10...100R, 10...100µ) in der jeweilgen > Versorgungsspannungsleitung kann dann jegliches Rauschen und jeglichen > Ripple (100Hz, Ripple aufgrund der Laststromänderungen der anderen > OPamps) so vollkommen unterdrücken, daß sie oft erheblich unter dem > Eigenrauschen des Opamp liegen Anstatt dem Pi-Glied mit L geht auch eines mit R, nur geht hier Omega nicht mehr zum Quadrat in den Siebfaktor ein.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.