Hallo, ich habe eine Steroanlage mit nur einem Line-In und zwei Audio-Quellen, die ich abwechselnd nutze und zwischen denen ich ständig das Kabel wechseln muss. Da das für meine Freundin zu kompliziert ist, möchte ich gern einen kleinen Mischer bauen. Selbstbau deswegen, weil ich ja auch was lernen möchte ;-) Bei meinen Recherchen bin ich soweit auf eine einfache passive Mischer-Schaltung gestoßen (siehe angehängtes Bild; Quelle: http://www.all-electric.com/schematic/simp_mix.htm). Für nur zwei Eingänge (und nur Mono) würde das dann so aussehen: V1 ---[ R1 ]---. +--- Vout V2 ---[ R2 ]---^ Bei R1=R2 gilt dann gilt (weil Spannungsteiler): Vout = 0.5 * (V1 + V2) Mit der Dämpfung auf 50% Signallevel könnte ich prinzipiell leben, ansonsten kann man auch einen OpAmp nachschalten (einmal 1:1-Vorverstärkung und dann nochmal 1:2-Verstärkung und Rück-Invertieren des Signals), wie das bei den anderen Schaltung auf dem Bild gezeigt ist. Die Schaltung(en) würden im Prinzip meinen Anforderungen genügen. Es gibt nur ein Problem das ich noch gelöst bekommen möchte: Wenn jetzt ein Audiogerät abgeschaltet (oder der Stecker herausgezogen) wird, dann ist dieser Eingang "floating" und es würde das Signal des andere Audiogeräts mit voller Leistung (d.h. ohne die 50%-Dämpfung) durchgeleitet. Meine Freundin wäre sicher nicht begeistert, wenn sie eines der Geräte abschaltet und sie dann plötzlich von der doppelte Lautstärke des anderen noch laufenden Gerätes beschallt würde. Ein kleiner/größerer Schock wäre da sicher nicht auszuschließen und die Zufriedenheit mit der Lösung wäre sicher nicht so groß... Das Problem bei herausgezogenem Stecker ließe sich evtl. durch eine spezielle Klinkenbuchse lösen, die bei herausgezogenem Stecker, den Eingang mit GND verbindet. Gibt es so etwas (Stereo-Buchsen mit 6 Pins meine ich schon gesehen zu haben... das könnte so etwas gewesen sein). Haben solche Buchsen einen bestimmten Namen / Merkmalsbezeichnung? Unabhängig davon besteht das Problem, wenn eben ein Gerät abgeschaltet wird und der Stecker eingesteckt bleibt. Ich habe überlegt, ob man nicht beide Signale über einen Differenzverstärker addiert, indem man zuvor eines der Signale invertiert. Da die Impedanz-Unterschiede der Eingangssignale dann nicht mehr ins Gewicht fallen würden (stimmt das?), könnte man beide Signale hochohmig (z.B. mit ~100 kOhm-Widerstand) auf GND ziehen. Damit dürften die jeweiligen Eingangssignale des OpAmps (vom Differenzenverstärker) für ausgeschaltete oder herausgezogene Geräte 0V sein. Macht das Sinn??? Ich habe mit OpAmps noch nicht so viel Erfahrung (vor allem die Praxiserfahrung fehlt). Bin ich hier auf dem richtigen Weg oder wird das Murks? (ggf. bitte erklären, danke!) Grüße, Stefan PS: Bitte keine fertigen Schaltungen liefern, es sei denn um ein Phänomen besser am Beispiel erklären zu können. Ich möchte was lernen und nicht nur nachbauen... DANKE!
Stefan K. schrieb: > Unabhängig davon besteht das Problem, wenn eben ein Gerät abgeschaltet > wird und der Stecker eingesteckt bleibt. > Ich habe überlegt, ob man nicht beide Signale über einen > Differenzverstärker addiert, indem man zuvor eines der Signale > invertiert. > Da die Impedanz-Unterschiede der Eingangssignale dann nicht mehr ins > Gewicht fallen würden (stimmt das?), könnte man beide Signale hochohmig > (z.B. mit ~100 kOhm-Widerstand) auf GND ziehen. Damit dürften die > jeweiligen Eingangssignale des OpAmps (vom Differenzenverstärker) für > ausgeschaltete oder herausgezogene Geräte 0V sein. Nene. Jeder Eingang bekommt einen nicht-invertierenden Verstärker und so 10 kΩ vom Eingang auf Masse. Jeder dieser Impedanzwandler treibt dann einen Eingangszweig eines invertierenden Verstärkers (die Konstruktion ist auch als Addierer bekannt).
Stefan K. schrieb: > doppelte Lautstärke Doppelte Spannung ist nicht gleich doppelte Lautstärke, das funktioniert logarithmisch. > Haben solche Buchsen einen bestimmten Namen / Merkmalsbezeichnung? Buchsen mit Schaltkontakt. Sind Standard, gibt es überall. Aktives Mischen mit Summierverstärker hat das Problem prinzipiell nicht. Eine passive Lösung hat aber den rieseigen Vorteil, dass man nicht mit nervigen Steckernetzteilen oder gar Netzspannung im Gerät rummachen muss. Du könntest V1 und V2 in der passiven Variante mit Widerständen R3,R4 < R1,R2 belasten. Bei R1=R2=10k und R3=R4=2k2 hast du weniger als 1dB Unterschied zwischen "2. Gerät aus und hochohmig" und "2. Gerät an, aber still". Das hört kein Mensch. In der Realität werden sich noch Ein- und Ausgangsimpedanzen der angeschlosssenen Geräte auswirken, dazu müsste man Details wissen.
1 | V1 -+-[ R1 ]---. |
2 | | | |
3 | R3 | |
4 | | | |
5 | +--GND +--- Vout |
6 | | | |
7 | R4 | |
8 | | | |
9 | V2 -+-[ R2 ]---^ |
Marian B. schrieb: > Nene. Jeder Eingang bekommt einen nicht-invertierenden Verstärker und so > 10 kΩ vom Eingang auf Masse. Jeder dieser Impedanzwandler treibt dann > einen Eingangszweig eines invertierenden Verstärkers (die Konstruktion > ist auch als Addierer bekannt). Ja, das macht Sinn... D.h. also an jedem Eingang einmal 10kOhm nach Masse, damit haben wir 0V bei "floating" Eingängen. Und danach einen nicht-invertierenden Verstärker, der die Impedanz ausgleicht... Theoretisch könnte man danach ja im Einfachsten Fall schon über einen Spannungsteiler die Mischung vornehmen, oder? In deiner Lösung wird stattdessen ein Addierer nachgeschalten. Das Gesamtkonstrukt sieht mir dann dem "Instrumentenverstärker" (siehe https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverstärker-Grundschaltungen) recht ähnlich... Stefan
Stefan K. schrieb: > Macht das Sinn??? Es funktioniert, weil der Eingang mit seiner unterschiedlichen Quellenimpedanz (Widerstandswert) nicht mehr von fast 0 Ohm (mit 0V oder Musik) auf unendlich (bei rausgezogenem Kabel) springt. Das geht aber einfacher mit Marian B. Schaltung. Die kann sogar die Signale um 2 verstärken, vor dem Mischen, ausreichende Betriebsspannung der OpAmps vorausgesetzt. Ein Annäherung daran ist Toms Schaltung. Seine Rechnung (oder Schaltplan) dazu ist aber falsch, es gilt nicht R1 und R2, sondern die Ausgangsimpedanz der Quelle. Die könnte man erhöhen in dem man in jede Zuleitung die 10k einschleift. V1 --10k--+-[ R1 ]---. | | R3 | | | +--GND +--- Vout | | R4 | | | V2 --10k--+-[ R2 ]---^
Tom schrieb: > Doppelte Spannung ist nicht gleich doppelte Lautstärke, das funktioniert > logarithmisch. Stimmt. Guter Einwand... dürfte also nicht ganz so schlimm sein, wie befürchtet (nur Faktor 1,4 lauter oder so). Schön ist der Effekt trotzdem nicht. > Aktives Mischen mit Summierverstärker hat das Problem prinzipiell nicht. > Eine passive Lösung hat aber den rieseigen Vorteil, dass man nicht mit > nervigen Steckernetzteilen oder gar Netzspannung im Gerät rummachen > muss. Ja, das is mir auch schon negativ aufgefallen. Da dort aber auch noch ne Schaltung rein soll, die als Universalfernbedienungs-Übersetzer agiert (gibt leider keine Programmierbare Fernbedienungen die meine Geräte verstehen), muss da sowieso ne Spannungsversorgung hin. Evtl. reicht hier aber eine Versorgung mit Akku/Batterie aus, da der Verstärker ja hoffentlich keine nicht so Last für die Schaltung sein wird. Eine Batterie wäre sowieso besser, da die kaum Signal-Rauschen einbringt. > Du könntest V1 und V2 in der passiven Variante mit Widerständen R3,R4 < > R1,R2 belasten. Bei R1=R2=10k und R3=R4=2k2 hast du weniger als 1dB > Unterschied zwischen "2. Gerät aus und hochohmig" und "2. Gerät an, aber > still". Das hört kein Mensch. > In der Realität werden sich noch Ein- und Ausgangsimpedanzen der > angeschlosssenen Geräte auswirken, dazu müsste man Details wissen. > > >
1 | > V1 -+-[ R1 ]---. |
2 | > | | |
3 | > R3 | |
4 | > | | |
5 | > +--GND +--- Vout |
6 | > | | |
7 | > R4 | |
8 | > | | |
9 | > V2 -+-[ R2 ]---^ |
10 | > |
Hmmmm... nur 1dB Unterschied? Das wäre definitiv brauchbar. Ich hatte vorher schon eine ähnliche Lösung im Kopf, die aber wieder verworfen. Mir fällt nur nicht ein warum. Gefühl gab's irgendwie ein Problem wenn der Stecker nicht drin ist. Vielleicht ein Denkfehler... muss ich morgen mal genau durchdenken. Sofern das aber in sämtlichen Varianten (=Stecker raus und/oder Gerät aus) tut, wäre das eine Lösung die definitiv in Frage kommt. Mindestens als Notlösung, bis etwas besseres funktioniert. Da es im Zweifelsfall nur mit genau diesen beiden Geräten funktionieren muss, kann man die Widerstände ggf. genau auf die Geräte abstimmen und so nen Impedanzunterschied ausgleichen. Ob jetzt aber ein Gerät stärker gedämpft wird als das andere ist nicht so wichtig. Wichtig ist, dass beim Abschalten eines Geräts die Lautstärke des anderen nicht oder nur sehr wenig beeinflusst wird.
Stefan K. schrieb: > Evtl. reicht hier aber eine Versorgung mit Akku/Batterie aus, da der > Verstärker ja hoffentlich keine nicht so Last für die Schaltung sein > wird. Eine Batterie wäre sowieso besser, da die kaum Signal-Rauschen > einbringt. "Hi-Fi" Audioverstärker brauchen schon ein bisschen Strom. Mit üblichen Typen kommst du so auf 3-5 mA / Op-Amp (bei den üblichen Dual-Ops also so um 10 mA / Package).
MaWin schrieb: > Es funktioniert, weil der Eingang mit seiner unterschiedlichen > Quellenimpedanz (Widerstandswert) nicht mehr von fast 0 Ohm (mit 0V oder > Musik) auf unendlich (bei rausgezogenem Kabel) springt. Danke. Dann hab ich den Teil also schon mal richtig verstanden. > Ein Annäherung daran ist Toms Schaltung. Seine Rechnung (oder > Schaltplan) dazu ist aber falsch, es gilt nicht R1 und R2, sondern die > Ausgangsimpedanz der Quelle. Die könnte man erhöhen in dem man in jede > Zuleitung die 10k einschleift. > > V1 --10k--+-[ R1 ]---. > | | > R3 | > | | > +--GND +--- Vout > | | > R4 | > | | > V2 --10k--+-[ R2 ]---^ Was genau meinst Du mit "es gilt nicht R1 und R2, sondern die Ausgangsimpedanz der Quelle." (irgendwie hab ich das Gefühl da fehlt noch ein Verb wie "auszugleichen")? Das sieht mir jetzt irgendwie nach zwei passiven Impedanzwandlern aus (siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Impedanzwandler). Allerdings mit Festwiderständen anstatt "Impedanzen"... die Theorie dazu hab ich bisher nicht verstanden. Werd mir die Schaltung morgen genau vorknöpfen und durchsimulieren. Mal sehen, ob mir dann ein Licht aufgeht. Nun gehts aber erstmal ins Bett... ...melde mich dann voraussichtlich morgen* nachmittag wieder. Stefan *morgen meint "nach dem Schlafen" - also eigentlich "heute"!
Marian B. schrieb: > "Hi-Fi" Audioverstärker brauchen schon ein bisschen Strom. Mit üblichen > Typen kommst du so auf 3-5 mA / Op-Amp (bei den üblichen Dual-Ops also > so um 10 mA / Package). Auch wenn keine Last dran hängt? Ich hatte grob überschlagen mit 10kOhm Last bei 1 Volt, gibt 0,1 mA + sonstige Verlustleistungen. Das war wohl sehr optimistisch... Wenn dem wirklich so ist, fällt das mit der Batterie natürlich flach. Das hält dann höchstens paar Stunden bis 1-2 Tage. Auch wenn man die Verstärkung ggf. dynamisch an/abschalten könnte (in die andere Schaltung kommt nen Mikrocontroller rein, der könnte ggf. erkennen, ob nen Eingangssignal vorhanden ist und nur dann den Verstärker mit Strom versorgen)... dann is man statt am Kabel umstecken ständig am Batterien auswechseln. ;-) Danke jedenfalls... das werd ich mal prüfen. So, nun aber: das Bettchen ruft!
MaWin schrieb: > Seine Rechnung (oder > Schaltplan) dazu ist aber falsch, Nachsitzen und nochmal nachrechnen: Innenwiderstand von V2 von Null (oder realistischer 100 Ohm bei Lineout oder ein paar Ohm bei KH-tauglichem Ausgang) auf unendlich ändern (genau darum ging es nämlich) und prüfen, wie sich das auf den Pegel (von V1) am Ausgang auswirkt.
Ich würde überhaupt nicht mischen (wofür auch), sondern nur umschalten - das hast Du ja vorher beim Umstecken auch so gemacht. Also einen Audio-Umschalter für Stereo besorgen und fertig - und vor allem keine Probleme mit Pegeln und zusätzlichem Netzteil.
Ein LM3900 (oder ähnliche 4-fach OpAmps) sind auf etwas Lochraster schnell zusammengeschaltet: http://www.circuitstoday.com/multi-channel-audio-mixer-using-lm3900 http://www.electroschematics.com/544/3-channel-audio-mixer/ 3 Quellen ließen noch etwas Raum, falls eine weitere Freundin ein Drittgerät einbringt. Deine Aversion gegen fertige Schaltungen verstehe ich nicht, lässt sich daran sehr schön per Beispiel lernen. Es spricht nichts dagegen, andere Operationsverstärker einzurechnen oder Frequenzgang- bzw. Phasengangkompensationen nachzurüsten. Im Gegenteil finde ich es eher frustrierend, wenn ein Lehrbuch darauf hinweist, wie Leiterbahnen zu führen sind, nachdem man falsch geätzt hat. Das ließe sich im Vorfeld vermeiden, stellt man die richtige Warum-Frage zu einer vorhandenen Lösung. Und wer hat schon das gesamte Operationsverstärker-Portfolio von 10 verschiedenen Herstellern im Kopf, um den einen zu finden? (Es wird schon herausfordernd genug, die Stereokanäle recht symmetrisch aufzubauen, damit Lautstärke-, Frequenz- oder Phasenunterschiede das empfindliche Frauengehör nicht verwirren. »Das hast du toll gemacht, aber irgendwie klingt das komisch, Schatz, vorher wars besser.«)
Dirk J. schrieb: > Ich würde überhaupt nicht mischen (wofür auch), sondern nur umschalten - > das hast Du ja vorher beim Umstecken auch so gemacht. Also einen > Audio-Umschalter für Stereo besorgen und fertig - und vor allem keine > Probleme mit Pegeln und zusätzlichem Netzteil. Also wenn dann muss automatisch umschalten. Sonst muss man wieder hinlaufen und ein weiteres Gerät bedienen (und statt ein Kabel zu tauschen einen Schalter umlegen). Dazu muss aber das Signal detektiert und dann umgeschaltet werden... Heißt also dann auch größerer Aufwand... 2 MOSFETs pro Eingang oder 2 RELAIS oder 1-2 Multiplexer-ICs zum umschalten zwischen den Eingängen. Dazu ein Mikrocontroller ODER zwei Spannungslevel-Dektektor und nen bistabiles Flipflop. Und wenn man dann noch verhindern will, dass es bei zwei aktiven Geräten ständig hin und her schaltet: noch nen NAND-Gatter oder zwei, damit ein Eingang bevorzugt wird. Da da noch der Infrarot-Fernbedienungs-Übersetzer rein soll, wäre der µC sowieso da... der Energiebedarf dürfte für den Umschalter aber relativ gering sein. D.h. ja, es ist durchaus zu überlegen, ob man stattdessen schaltet. Da da auch Dolby 5.1 über die Stereo-Leitung drüber soll, muss man bei der Mischer-Lösung wohl sowieso aufpassen... d.h. da wird die Anlage wahrscheinlich nur noch Datenmüll dekodieren, wenn ein weiteres Signal dazu gemischt wird. Irgendwie wollte ich mich mal in Richtung Analog-Technik weiterentwickeln, aber irgendwie entwickelt es sich schon wieder in Richtung digital. Ich denk ich werde deswegen zumindest eine der rein analogen Varianten austesten für den Lerneffekt...
Ich denke, du suchst nach einer Lösung für nicht existentes Problem. > Meine Freundin wäre sicher nicht begeistert, wenn sie eines der > Geräte abschaltet und sie dann plötzlich von der doppelte > Lautstärke des anderen noch laufenden Gerätes beschallt würde. Das Ohr reagiert logarithmisch. Der Lautstärkesprung ist daher erheblich geringer, als du vermutest. Ich have im Haushalt drei solcher Schaltungen und niemand in meiner Familie stört sich daran.
Boris O. schrieb: > Ein LM3900 (oder ähnliche 4-fach OpAmps) sind auf etwas Lochraster > schnell zusammengeschaltet: > > http://www.circuitstoday.com/multi-channel-audio-mixer-using-lm3900 > http://www.electroschematics.com/544/3-channel-audio-mixer/ Die Schaltung beim ersten Link macht im Prinzip das was schon vorgeschlagen wurde: Impedanzwandler und dann ein analoger Mischer über Widerstände. Die beim zweiten Link das gleiche in Grün, nur dass nach dem analogen Mischer per Widerstand nochmal eine Verstärkung/Rückinvertierung nach geschaltet wurde. Das wurde im Prinzip auch schon vorgeschlagen. Danke für die Links. Dennoch möchte ich nochmal betonen: Ich möchte keine fertige Lösung zum nachbauen, sondern etwas lernen. > 3 Quellen ließen noch etwas Raum, falls eine weitere Freundin ein > Drittgerät einbringt. Interessante Vorstellung... ich werde darüber nachdenken ;-) Aber mal ernsthaft: Alle Schaltungen oben sind zwar erst einmal für 2 Eingänge ausgelegt, aber es ist kein Problem da weitere Eingänge hinzuzufügen. Mit zwei Audio-Quellen ist die Sache halt verständlicher und die auftretenden Phänomene einfacher zu erklären. > Deine Aversion gegen fertige Schaltungen verstehe ich nicht, lässt sich > daran sehr schön per Beispiel lernen. Es spricht nichts dagegen, andere > Operationsverstärker einzurechnen oder Frequenzgang- bzw. > Phasengangkompensationen nachzurüsten. [...] Die Aversion kommt eben daher, dass ich mich in genau diesem Teil noch nicht gut genug auskenne. Ich muss also die entsprechenden Fehler, die dabei vorkommen, selbst erleben oder zumindest erklärt bekommen. Anderenfalls übe ich nur Löten, aber nicht so wirklich, wie die einzelnen Komponenten funktionieren. > Und wer hat schon das gesamte Operationsverstärker-Portfolio von > 10 verschiedenen Herstellern im Kopf, um den einen zu finden? Da muss man halt ein bissl auf der Seite des Bauteil-Händlers graben. Da übt man Spezifikationen zu erstellen und Datenblätter lesen ;) > schon herausfordernd genug, die Stereokanäle recht symmetrisch > aufzubauen, damit Lautstärke-, Frequenz- oder Phasenunterschiede das > empfindliche Frauengehör nicht verwirren. »Das hast du toll gemacht, > aber irgendwie klingt das komisch, Schatz, vorher wars besser.«) Ich glaub da is mein Gehör anspruchsvoller... (Falsche Freundin?) Aber ich glaub mit nem sauberen Testsignal, nem Oszilloskop und regelbaren Widerständen würde sich das schon sauber einstellen lassen... Man muss halt schauen, dass man keinen zu schrottigen OpAmp nimmt. Da wir aber nur 1:2 oder 1:1 verstärken wollen müsste der von Haus aus keine allzugroßen Anforderungen bzgl. Gain-Bandwidth-Product bzw. Slew-Rate stellen. Dann dürfte der Frequenzgang auch einigermaßen linear sein. Ob da jetzt (z.B. durch Fertigungsungenauigkeiten der ICs) merkliche Phasenverschiebungen zwischen den Stereo-Kanälen auftreten, kann ich jetzt nicht abschätzen. Aber auch das wäre den praktischen Versuch wert! Danke auch für deinen Input... Besonders für den Hinweis, dass es mit Umschalten vielleicht einfacher wird. Stefan
Boris O. schrieb: > Und wer hat schon das gesamte Operationsverstärker-Portfolio von > 10 verschiedenen Herstellern im Kopf, um den einen zu finden? Und bei Audio ist das nötig, weil...?
Stefan U. schrieb: > Ich denke, du suchst nach einer Lösung für nicht existentes Problem. > Das Ohr reagiert logarithmisch. Der Lautstärkesprung ist daher erheblich > geringer, als du vermutest. Ich have im Haushalt drei solcher > Schaltungen und niemand in meiner Familie stört sich daran. Da dieser Hinweis jetzt schon zwei mal unabhängig kam, werde ich das zumindest mal austesten, damit ich diesbezüglich mitreden kann. Danke! Stefan
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