Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik SNR mit Hobbyausstattung messen


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von Karsten K. (karsten42)


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Moin Moin,

Vorab: Ich habe hier nur die normale Hobbyausstattung; Also True RMS 
Fluke 83, Tektronix TD220, PeakTech DDS Funktionsgenerator usw. Also 
leider kein Audio Precision APx555...

Ich möchte also SNR eines Verstärkers ( hier Phono Vorverstärker ) mit 
Bordmitteln messen. Das Rauschen bei kurzgeschlossenen Eingängen, 
maximale Verstärkung mit True RMS messen ergibt ein im Spectrum zwar 
sehr eingeschränktes Ergebnis, aber immerhin eine Annäherung.

Jetzt mein Problem:
Wie groß muss nun das Ausgangssignal (1Khz, Sinus weil ich ja kein 
Spectrum messen kann) sein? Maximal , also bis es gerade nicht verzerrt, 
oder 0dBV ( 1Veff ) oder 0dBu (0.775Veff ) oder was?

Es ist ja entscheidend ob ich nun am Ausgang z.B. 50Veff Signal zu 
2mVeff Rauschen habe SNR = 87.95dB oder eben 1Veff zu 2mVeff was ein SNR 
von 53.97dB ist.

Beste Grüße
Karsten

von Mark S. (voltwide)


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Karsten K. schrieb:
> Jetzt mein Problem:
> Wie groß muss nun das Ausgangssignal (1Khz, Sinus weil ich ja kein
> Spectrum messen kann) sein? Maximal , also bis es gerade nicht verzerrt,
> oder 0dBV ( 1Veff ) oder 0dBu (0.775Veff ) oder was?

Es bleibt Dir überlassen, ob Du das Rauschen nun auf 1Vrms, 0dBm oder 
was immer beziehst.
Ansonsten kann man Rauschen auch ohne superteuren Audiomessplatz mit 
Bordmitteln messen, sprich mit der Soundkarte Deiner Wahl.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Hallo Karsten,

1. Die SNR kannst du nur angeben, wenn du einen Wert für das Signal bei 
Vollaussteuerung kennst. Bei einem Leistungsverstärker, UKW-Empfänger 
oder ADC ist das klar, aber bei einem Phono-VV ist die maximale 
Ausgangsspannung nicht relevant, weil sie in der Praxis immer 
ausreichend ist. Die Ausgangsspannung bei maximalem Eingangssignal, also 
bei  Vollaussteuerung der Platte, hängt aber vom Tonabnehmersystem ab. 
Der Phono-VV allein hat keine SNR.

2. Bei kurzgeschlossenem Eingang zu messen ist nicht sinnvoll, denn die 
Rauschspannung, die über die Quellimpedanz aus dem Eingangsstromrauschen 
generiert wird, wird eliminiert. Das ist aber in der Praxis oft nicht 
vernachlässigbar oder sogar entscheidend. Auch deswegen lässt sich eine 
SNR nur vom Gesamtsystem Tonabnehmer + VV angeben.

Die Messung erfolgt dann mit einem normierten Testton bei 1 kHz von der 
Platte als Signal im Verhältnis zum Rauschen (und ggf. anderen 
Störgeräuschen) ohne Signal. Da solche Messungen bandbegrenzt (üblich: 
20 Hz bis 20 kHz) gemacht werden müssen, brauchst du so einen Filter. 
Außerdem wird es häufig bewertet gemessen (üblich: A-weighting Filter) 
und angegeben, das ist ein anderer Filter. Alles das geht auch mit einer 
Soundkarte und einer geeigneten Software. Ein AP ist nicht nötig, für 
dein RMS-MM brauchst du noch Filter und wahrscheinlich einen 
Vorverstärker, um die Rauschspannung weit genug in den Messbereich des 
MMs zu bringen.

Grüße, Uwe

von Karsten K. (karsten42)


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Moin Mark, Moin Uwe

Herzlichen Dank für die ausführliche Hilfe!

Rauschen der Quellimpedanz habe ich tatsächlich nicht bedacht. Dann wäre 
eine SNR jedoch auch ganz spezifisch an den Spieler und an ein System 
gebunden.
Ein normiertes 1Khz Signal von der Platte... Was mag das an Pegel sein? 
Das würde ja auch sehr auf das verwendetet System ankommen. Ich werde 
mir so eine Platte kaufen um damit dann das gesammt System zu messen.


Ich habe eine gute Soundkarte ( Asus Xonar Essence STX ). Mit welcher 
Software würdet Ihr denn messen?

Beste Grüße
Karsten

von Klaus R. (klara)


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Hallo Karsten,
ich bin gerade dabei einen RIAA-Phonovorverstärker zu bauen. Mein alter 
ist noch aus den 80iger Jahren. Nach ausgiebigen Recherchen habe ich 
mich für eine Schaltung mit LT1115 entschieden. Siehe Link zum 
Datenblatt. Es ist die Schaltung auf der ersten Seite.
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/lt1115fa.pdf

Allerdings gefallen mir hier nicht die 2200µF. Die habe ich durch einen 
Servo mittels LT1097, Seite 11 im Datenblatt, ersetzt. Elkos haben immer 
Leckströme die dann Rauschen erzeugen.

Ich habe ein Tonabnehmersystem von Grado. Das ist ein Moving - Magnet - 
System und liefert bis 5mV. Das System soll zwar mit 47k am 
PhonoVV-Eingang abgeschlossen werden, hat aber eine Eigenimpedanz von 
450 Ohm. Und die sind für das Rauschen maßgebend.

Ich habe das Rauschen und weitere Merkmale in LTspice simuliert. Wegen 
der RIAA-Kennline geht das Rauschen mit höheren Frequenzen schnell 
herunter.

Etwas schwieriger wird es wenn man den Klirrfaktor messen möchte. Dazu 
muss man eine Signalquelle einsetzen die einen Anti-RIAA Verlauf hat.

Eine entsprechende, gute Signalquelle habe ich hier gefunden:
http://www.intactaudio.com/forum/viewtopic.php?p=3858&sid=f5f77f8c3b938efcd0a7417931398ad1#3858

Der Thread ist etwas länger. Man muss ihn genau verfolgen, merkt aber 
dann doch was hier die beste Lösung ist.

Den Anti-RIAA Verlauf benötigt man eigentlich zur Kontrolle des 
Entzerrnetzwerkes.

mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Klaus R. schrieb:

> Ich habe ein Tonabnehmersystem von Grado. Das ist ein Moving - Magnet -
> System und liefert bis 5mV.

Bei derart hohen Eingangsspannungen sollte Rauschen
noch kein Problem sein. Deutlich kritischer ist das
bei MC-Verstärkern mit wesentlich kleineren Signal-
spannungen. Da muss man teilweise schon Tricks wie
parallele Transistoren anwenden, um das Rauschen zu
verringern. Bei Dir wird vermutlich das Nadelrauschen
den grössten Rauschanteil bringen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das ist mein Lieblingsprogramm für die Soundkarte:
http://efu.jp.net/soft/ws/dist/meas_dist.html
Kann diverse Messungen machen. Im Link sind Bilder. Die 
Programmoberfläche ist englisch.

von Mark S. (voltwide)


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Abdul K. schrieb:
> Das ist mein Lieblingsprogramm für die Soundkarte:
> http://efu.jp.net/soft/ws/dist/meas_dist.html
> Kann diverse Messungen machen. Im Link sind Bilder. Die
> Programmoberfläche ist englisch.
Tja, die landessprachlichen Hinweise sind für mich nicht sonderlich 
erhellend.

von Klaus R. (klara)


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Mark S. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Das ist mein Lieblingsprogramm für die Soundkarte:
>> http://efu.jp.net/soft/ws/dist/meas_dist.html
>> Kann diverse Messungen machen. Im Link sind Bilder. Die
>> Programmoberfläche ist englisch.
> Tja, die landessprachlichen Hinweise sind für mich nicht sonderlich
> erhellend.

Ich wollte mal Google aus Spaß testen und wurde überrascht.

これらの測定誤差の原因としては2つ考えられます。
窓関数による影響とFFTの際の周波数分解能です。

Google übersetzt:

Die Ursache für diese Messfehler hielt ich zwei.
Dies ist die Frequenzauflösung zu der Zeit des Aufpralls und die FFT mit 
der Fensterfunktion.

mfg klaus

von Karsten K. (karsten42)


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Moin Moin Klaus,

Daaanke für deine Spice Simulation und Infos. Ich baue einen Phono VV 
mit Röhren was manches nicht einfacher macht. Aber am Ende dann 
vielleicht ein wenig besonders ( auch was das Rauschen und brummen 
betrifft :-).
Es ist eine klassische ECC83 ( oder ähnliche 12AX7 ) Eingangsstufe , 
passives RIAA Netzwerk, folgend mit einer zweiten Verstärkungsstufe und 
einem FET als Ausgangstreiber. Den habe ich ersteinmal als Ersatz für 
einen Kathodenfolger.
Ein reverse RIAA Filter habe ich mir schon gebaut ( -40dB@1Khz )um 
Abweichungen zu messen. Jedoch ist hier ganz klar "Herr Heisenberg" 
unterwegs ( wer misst, mist Mist.. ).

PC Software zum messen von SNR.
Ich habe ansonsten ARTA als gute Messoftware laufen um Frequenzgang und 
Spektrum zu "messen". Wenn ich das Spektrum ohne Quelle messe, komme ich 
auf -59 dBFS. Als Bezug ist 0dBu = 0.775Veff calibriert was dann in etwa 
892µVeff Rauschleistung entspricht. Mit einem Eingangssignal von 
-40dB@1Khz komme ich auf 1.399 Veff was in etwa Vu = 45dB entspricht. 
Also rechnerisch komme ich dann auf einen SNR von 20*log(1.399V / 
0.000892V) = 63.9dB.
Das finde ich ganz ordentlich zumal alles ohne Gehäuse gemessen wurde ( 
also etwas Brummeinstreuung ist noch mit dabei ) und auch ohne 
Bewertungskurve.
Die RIAA entzerrung ist ziemliche genau, bezogen auf ein selbst gebautes 
invers-RIAA das ich zwar mit ausgemessenen Kondensatoren und 
Widerständen HF-dicht aufgebaut habe aber es ist eben sicher nicht 
wirklich genau.

Die große Problematik mit ARTA ist der Abgleich und Ergebnisse die ich 
nicht nachvollziehen kann. So hat meine recht gute Soundkarte im 
Spektrum einen "noise floor" von ca. -145dB was ich mal schlicht nicht 
glaube.

Beste Grüße und vielen Dank für diesen anregenden Thread!

Karsten

von Klaus R. (klara)


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Hallo Karsten,
mit der ECC83 habe ich auch schon mal etwas zu tun gehabt. ich habe 1970 
von Radio Rim den Organist nachgebaut. Er hatte einen 
Ultralinear-Ausgangsübertrager mit Kern 102b, und konnte mit 4 EL84 
35/40W liefern. Das war zu der Zeit absolute Spitze. Es gab den 2N3055 
noch nicht, sondern nur Germaniumtransistoren. Wenn man bei Radio Rim 
damals bestellte hatte man 6 Wochen Lieferzeit.

Mit dem Brummen gab es damals Probleme wenn man nicht aufpasste. Die 
Heizwendel wurde mit Wechselstrom betrieben. Aus heutiger Sicht sehe ich 
das Rauschen als problematisch an. Man hat doch mit relativ hohen 
Widerständen zu tun und die Rauschen eben. Für LTspice gibt es auch 
Modelle für Röhren. Vielleicht mache ich mal ein Test.

mfg klaus

von oldeurope O. (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Es ist die Schaltung auf der ersten Seite.
> http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/lt1115fa.pdf

Frage dazu:
Wozu braucht der OP die 2mA nach -Ub?
Gibt es Probleme mit Übernahmeverzerrungen?
Kann ich mir bei dem Ruhestrom kaum vorstellen und
die Simu läuft auch ohne den FET.

LG
old.

von Klaus R. (klara)


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Die 2 mA benötigt wohl eher der LT1010. Auf Seite 16 im Datenblatt, 
SCHEMATIC DIAGRAM, wird das eher ersichtlich. Vermutlich geht es auch 
ohne. Nur so wird die Symmetrie besser sein.

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1010fe.pdf

Übrigens, der Vorverstärker hat meine Erwartungen übertroffen. Einen 
Brumm konnte ich zum Schluss gar nicht mehr feststellen. Er ging 
letztlich in dem Rauschen komplett unter. Selbst das Rauschen entsprach 
den Werten der Simulation. Das hatte mich am meisten überrascht, da ich 
erst später darauf kam.

Ich hatte zur Messung die beiden Kanäle hintereinander geschaltet. Durch 
die RIAA Entzerrung liess ich mich etwas verwirren. Bis ich darauf kam, 
dass das RIAA-Filter schon ab 9Hz anfängt zu wirken. Hier hat der 
Vorverstärker aber nahezu 60 dB Verstärkung. Insgesamt hatte ich 120 dB. 
Mit dem Messgerät konnte ich 30mVeff bis 35mVeff messen und mit dem Oszi 
den Wellensalat eindeutig als niederfrequentes Rauschen erkennen. Die 
Simu sagte 35nV Input Noise voraus.

Im praktischen Test mit der Anlage habe ich den Pegel des Phonokanals 
mit ruhendem Tonabnehmer langsam aufgedreht. Der Verstärker liefert 
schon bei 200mV 100W an 8 Ohm. Ein Brummen oder Rauschen war nicht zu 
vernehmen. Jedoch vernahm man dann Geräusche die der Tonabnehmer selber 
aufnahm. Dies war das Warnsignal mit dem Test aufzuhören. Eine 
Rückkopplung wollte ich natürlich nicht riskieren.

mfg klaus

von oldeurope O. (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Die 2 mA benötigt wohl eher der LT1010.

Computer sagt nein.
der Puffer zieht 0,1mA nach +Ub die Stromquelle 2mA nach -Ub.
Und die Modelle von LT selbst arbeiten doch korrekt, oder?
Ich probiere das nachher nochmal.

Klaus R. schrieb:
> Im praktischen Test mit der Anlage habe ich den Pegel des Phonokanals
> mit ruhendem Tonabnehmer langsam aufgedreht.

Das ist ein Theoretischer Test unter unrealistischen Bedingungen.

Du musst Dir eine ruhige Stelle beim Abhören der Schallplatte suchen.
Z.B. zwischen zwei Musikstücken oder am Anfang und Ende.
Eigentlich auch den L-Steller in der Position stehen lassen
bei der Du wirklich hörst.

Früher habe ich immer mit Ironie gesagt, die Leute wollen das
Thermische Rauschen des Pick Up hören.

Ich habe nicht für möglich gehalten, dass es Leute gibt, die
wirklich so denken.

Nun wird mir klar, die das Tatsächlich machen.
Mit der gleichen Berechtigung mit der
Ihr den Plattenspieler bei der Praktichen Prüfung ausschaltet,
könntet Ihr gleich die ganze Anlage spannungsfrei machen.
Bekommen die Kunden, denen so tolle Rauschzahlen präsentiert
wurden jetzt 5000€ Entschädigung für den Betrug?*

LG
old.

*Ironische Anspielung auf "Dieselgate".

von oldeurope O. (Gast)


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OXI T. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Die 2 mA benötigt wohl eher der LT1010.
>
> Computer sagt nein.
> der Puffer zieht 0,1mA nach +Ub die Stromquelle 2mA nach -Ub.
> Und die Modelle von LT selbst arbeiten doch korrekt, oder?
> Ich probiere das nachher nochmal.

Siehe Anhang.

von Klaus R. (klara)


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OXI T. schrieb:
> Das ist ein Theoretischer Test unter unrealistischen Bedingungen.

Nun ja, ich habe Erfahrungen aus früheren Jahren mit diesem Test 
vergleichen wollen. Der Lautstärkeregler war weit über Vollaussteuerung 
aufgedreht. Wenn man unter diesen Bedingungen nichts hört, dann sollte 
das in Ordnung sein. Das die Abtastung der Platte durch Aufsetzen, 
Rumpeln und Ablagerungen in den Rillen den Noise Floor aus machen ist in 
der Sache begründet. Aber zumindest die selbst verschuldeten Ursachen 
hat man minimiert.

Der über alles resultierende Rauschabstand bei Vollaussteuerung liegt 
bei 83,2 dB.
mfg klaus

von Klaus R. (klara)


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OXI T. schrieb:
> Siehe Anhang.

Ist mir schon klar. Aber der Konstantstrom von 2 mA wird, so weit ich 
das sehen konnte, nur in Verbindung mit dem LT1010 eingesetzt. Aber auch 
nicht immer. Der tiefere Sinn hat sich mir auch noch nicht erschlossen. 
Dem vorgeschalteten LT1115 tun die 1,9 mA nicht weiter weh. Man müsste 
mal den Phasengang und Intermodulation usw. vergleichen.
Ich habe mal irgendwo eine "aufgemotzte" Schaltung gesehen bei der 
ebenfalls der Konstantstrom von 2 mA eingesetzt war. Dort hatte man 
allerdings noch die Stabilisierung verbessert. Die Schaltung war leider 
ohne Angaben von Werten. Simulationen zeigten bei mir dafür aber keine 
Notwendigkeit.

Wenn ich noch etwas dazu finde melde ich mich.

Ich habe etwas gefunden. In Verbindung mit dem Konstantstrom von 2 mA 
und dem Bias kann man den OP wohl im Class A Mode betreiben.

 The LT1010 app note mentions that you can bias into Class A.
http://www.audioasylum.com/cgi/t.mpl?f=vintage&m=189281

mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von oldeurope O. (Gast)


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OK, das kenne ich vom LM324. Da vermeidet man so
Ünernahmeverzerrungen die man bei reiner AC-Last
ja schon auf dem Oszilloskop sehen kann.
Dessen Endstufe arbeitet laut Datenblatt im B-Betrieb.
(Da reicht aber schon ein passender Widerstand zur
Betriebsspannug für Eintakt A.)

Eigentlich sollte ein OPV mit 5mA Ruhestrom doch
doch bei 100µA Laststrom sauber in Gegentakt Klasse A arbeiten,
oder?
Konnte noch kein Innenschaltbild vom LT1115 finden
geschweige denn Angaben zum Ruhestrom der Endstufe darin.
Vielleicht braucht die rauscharme Vorstufe da den Löwenanteil.
Hast Du da genaueres?
Und warum das gehampel mit genau 2mA?
Ich versuche das mal mit LTspice raus zu bekommen.

LG
old.

von oldeurope O. (Gast)


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OXI T. schrieb:
> Ich versuche das mal mit LTspice raus zu bekommen.

Erste Resultate:

Bis zu 2mAs Ausgangsstrom arbeitet der LT1115 in Gegentakt-A,
dann geht er in B-Betrieb über.
Für sauber Eintakt-A benötigt man mindestens 3mA+is von der Stromquelle.

Also das was da mit der "genau 2mA" Stromquelle erreicht werden
soll, funktioniert nicht.

LG
old.

von Klaus R. (klara)


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OXI T. schrieb:
> Konnte noch kein Innenschaltbild vom LT1115 finden

Ich dachte zuerst an den LT1010. Aber bei den 2 mA Konstantstrom geht es 
wirklich um den den LT1115. Eigentlich ist der LT1115 von sich aus schon 
Klirrarm. Vielleicht konnte man im Labor noch etwas bessere Werte durch 
den Konstantstrom herauskitzeln.

Ich konnte leider auch nichts wirklich tiefgründiges dazu weiter finden. 
Das interessanteste war noch folgender Artikel. Hier erweitert man den 
LT1115 noch um eine A-Class-Stufe für einen Kopfhörerverstärker und 
wendet den Konstantstrom am LT1115-Output selber noch an.
http://hifisonix.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/02/A-Universal-Small-Signal-Class-A-Buffer-V1.0.pdf

Für einen Kopfhörer mit linearen Frequenzgang mag das noch einen Sinn 
ergeben. Bei einem RIAA-Vorverstärker nimmt ja die Rückkopplung mit 
höheren Frequenzen stetig zu. Dadurch wird ein Anstieg des Klirrfaktor 
mit höheren Frequenzen zumindest gedämpft, spielt also nicht mehr die 
entscheidende Rolle.
mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von oldeurope O. (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Aber bei den 2 mA Konstantstrom geht es
> wirklich um den den LT1115.

Ohne die Stromquelle bekommst Du bei hochohmiger Last
Gegentakt-A Betrieb.
Mit der Stromquelle verdirbst Du die Symmetrie.
Bei 2mA hast Du den Grenzfall, ein Teil arbeitet in A-Betrieb
der andere in B-Betrieb.
Diese "Sünden" steckt der OP durch die Gegenkopplung weg.
Also entferne diese Stromquelle oder kompensiere wirklich nur
den Strom von dem Puffer der so klein ist, dass der Aufwand
nichts bringt.

Der andere Weg wäre über 3mA zu gehen. Dann tauschst Du
Gegentakt-Klasse-A gegen Eintakt-Klasse-A.
Gibt es da irgendwelche erhaltenswerten Verzerrungen
die man nicht wegkompensieren möchte? Nein!

Mit dieser Stromquelle kannst Du aus einer Gegentakt-B-
Endstufe eine Eintakt-A machen um Überhahmeverzerrungen
zu vermeiden. Beispiel LM324. Der LT1115 hat aber keine
Übernahmeverzerrungen bei Lastströmen kleiner 2mA.

LG
old.

von Klaus R. (klara)


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Hallo OXI,
wie hast Du das mit LTspice untersucht?
Kannst Du das ASC zur Verfügung stellen?
mfg klaus

von oldeurope O. (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> wie hast Du das mit LTspice untersucht?

Du kannst Dir den Strom von den Betreibsspannungsquellen V1 und V2
anzeigen lassen.
Solange es in beiden Spannungsquellen eine Stromänderung
gibt, arbeitest Du in Gegentakt-A-Betrieb.

Ändert sich der Strom nur in einer der Spannungsquellen,
bist Du in Eintakt-A-Betrieb usw..

Klaus R. schrieb:
> Kannst Du das ASC zur Verfügung stellen?

Ja, sehr gerne. Siehe Anhang.
Ich habe den OP mit 1K belastet. Das macht dann 1mA/V Eingangsspannung.
Es ist sinnvoll sich beide Spannungsquellen in Relation anzusehen.
Deshalb liegt parallel zu V2 eine weitere identische Stromquelle
und V2 ist umgepolt. Dann kann man beide Ströme in einer "plot plane"
betrachten.

von Arno H. (arno_h)


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OXI T. schrieb:
>.....
> Siehe Anhang.

Deine Stromquelle in 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/291439/stromquelle_puffer_001_schema_raw.PNG 
geht von Masse nach einer negativen Spannung. Der Strom durch R2 wird 
dadurch logischerweise nicht beeinflusst.

Arno

von oldeurope O. (Gast)


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Arno H. schrieb:
> Masse

Der Ausgang von U1 hat ohne Signal 0V.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/281422/NOISE.jpg

Für die statische Simu habe ich die Schaltung auf das
Notwendige reduziert und den OPV-Ausgang deshalb
durch Masse ersetzt. Ändert nichts am Resultat, macht
die Simulation viel übersichtlicher.
Beitrag "Re: SNR mit Hobbyausstattung messen"

von Klaus R. (klara)


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OXI T. schrieb:
> Ich habe den OP mit 1K belastet. Das macht dann 1mA/V Eingangsspannung.
> Es ist sinnvoll sich beide Spannungsquellen in Relation anzusehen.
> Deshalb liegt parallel zu V2 eine weitere identische Stromquelle
> und V2 ist umgepolt. Dann kann man beide Ströme in einer "plot plane"
> betrachten.

Sehr interessant. Nur, der 1K Widerstand als Last entspricht nicht der 
Schaltung.

Der Eingang des LT1010 kann als hochohmig angesehen werden. Es bleibt 
als einzige "Last" der Konstantstrom von 2 mA. Ich hatte zuvor mal die 
Rückwirkung von der Versorgungsspannung bei 12V auf den Konstantstrom 
untersucht und kam dabei immerhin auf 41 dB Dämpfung. Das sind ca. 60 
kOhm Innenwiderstand. Wenn ich diese 60K jetzt als Last einsetze, dann 
sieht alles ganz anders aus. Es reichen dann auch die 2 mA.

Das ist vermutlich auch der tiefere Sinn der Konstantstromquelle. Man 
wollte den OP in de Class-A Betrieb bringen in dem man einen Ableitstrom 
gegen -UB fliessen lässt. Mit einem gewöhnlichen Widerstand stösst man 
auf die Nachteile die Du ermittelt hast. Der Ableitstrom müsste so höher 
gewählt werden. Eleganter ist da eine Konstantstromquelle mit weniger 
Nebenwirkungen.
Habe ich etwas übersehen?

mfg Klaus

von oldeurope O. (Gast)



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Klaus R. schrieb:
> Habe ich etwas übersehen?

Ja, hast Du. Bei 2mA bekommst Du unsymmetrischen A-Betrieb.
Bild links oben.
Ab 3mA darf man das wohl als Eintakt-A bezeichnen.
Bild rechts unten.

In blau der Strom durch die negative Spannungsquelle,
rot der duch die positive.


Ich will jetzt mal nicht über die 60K diskutieren.
Schau Dir mal an wie schön das ohne die Stromquelle
aussieht. Astreine classApp :-)

von arno_h (Gast)


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OXI T. schrieb:
> Arno H. schrieb:
>> Masse
>
> Der Ausgang von U1 hat ohne Signal 0V.
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/281422/NOISE.jpg
>
> Für die statische Simu habe ich die Schaltung auf das
> Notwendige reduziert und den OPV-Ausgang deshalb
> durch Masse ersetzt. Ändert nichts am Resultat, macht
> die Simulation viel übersichtlicher.
> Beitrag "Re: SNR mit Hobbyausstattung messen"

Du schreibst von einer anderen Schaltung als ich. Um weiteres aneinander 
vorbei reden zu vermeiden, der fragliche Ausschnitt im Anhang.

Arno

von Klaus R. (klara)


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Hallo,
so richtig bin ich noch nicht überzeugt. Es kann gut sein das das Modell 
des LT1115 nicht die Ströme der Versorgungsspannungen korrekt 
wiedergibt. Spärliche Infos sprechen davon das die KSQ von 2 mA für 
Class A Betrieb sorgt. Damit würde man Verzerrungen mindern. Klingt 
logisch.
Ich habe mal eine Anfrage an HelmutS gestellt. Er hat ja gute 
Verbindungen zu LT.
mfg Klaus

von oldeurope O. (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> für
> Class A Betrieb sorgt

Also, dass wir Class A Betrieb haben ist wohl nicht anzuzweifeln.
Ich sehe in der Simu, dass man ohne die Stromquelle
symmetrischen Class A Betrieb hat. Das ist doch wohl das Non
plus Ultra. Warum sollte man sich das mit der Stromquelle
verderben? Was für den LM324 gut ist, ist eben nicht für den
LT1115 besser.

Klaus R. schrieb:
> Es kann gut sein das das Modell
> des LT1115 nicht die Ströme der Versorgungsspannungen korrekt
> wiedergibt.

Bisher haben die original Modelle von LT immer ordentlich
funktioniert.

LG

von Klaus R. (klara)


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OXI T. schrieb:
> Bisher haben die original Modelle von LT immer ordentlich
> funktioniert.

Das kann ich nur bestätigen. Aber ich habe irgendwann mal von HelmutS 
gehört, dass die Stromversorgung nicht bei allen Modellen exakt 
nachgebildet wird. Ein Extremfall ist der opamp (Idealer Single-Pole 
OP). Der hat von sich aus keine Stromversorgung und bildet nur die 
Übertragungsfunktion ab.


OXI T. schrieb:
> Warum sollte man sich das mit der Stromquelle
> verderben? Was für den LM324 gut ist, ist eben nicht für den
> LT1115 besser.

Die KSQ hat LT selber in diese und andere Schaltungen aufgenommen.
mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Im Datenblatt ist kein Schaltbild des LT1115 abgebildet. Trotzdem kann 
man annehmen, dass da eine AB-Endstufe eingebaut ist. Durch die externe 
Stromquelle stellt man sicher, dass die Ausgangsstufe im Class-A Betrieb 
bleibt. Bau die Schaltung einfach mit den Werten aus der 
Applikationsschaltung im Datenblatt.

von Klaus R. (klara)


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Hallo Helmut,
danke für die Antwort. Den RIAA-Phono-Vorverstärker habe ich schon seit 
wenigen Wochen am Laufen. Die von LTspice vorhergesagten Rauschwerte 
konnte ich sogar mit Hausmitteln nachvollziehen. Ich bin insgesamt 
begeistert.

OXI hat den Class-A Betrieb getestet. Die Frage ist, gibt das Modell 
dies her?
Beitrag "Betriebsklassen von Operationsverstärkern mit LTspice bestimmen"
mfg klaus

von Helmut S. (helmuts)


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Tipp: Attribute des Symbols im Symbol-Editor anschauen.
Dort steht es wird das Subcircuit LT1028 aus LTC.lib verwendet.

Texteditor nehmen und das LT1028 subcircuit anschauen.
Am Netz des Ausgangs (5) hängen zwei Mosfets als AB-Endstufe siehe Bild.
Wenn man die Endstufe simuliert, dann erhält man 0,8mA Ruhestrom.
Ob im realen Opamp wirklich zwei Mosfets drin sind weiß ich nicht. Ich 
hatte gedacht, dass es sich um einen rein bipolaren Opamp handelt.

: Bearbeitet durch User
von oldeurope O. (Gast)


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Das ist ja klasse, dass Du es geschafft hast aus dem Modell
die Endstufe zu extrahieren.

Helmut S. schrieb:
> Wenn man die Endstufe simuliert, dann erhält man 0,8mA Ruhestrom.

Korrekt. Also etwa 1mA pro Transistor. Signalmässig liegen
sie parallel zur Last. Damit hast Du Klasse-A bis 2mAspitze
Laststrom. Ohne die zusätzliche Stromquelle.
Das bestätigt auch die Simulation. 001

Bedenke, dass in der Realen Schaltung dem OPV kein Signalstrom
von 2mA abverlangt wird. Das verhindert ja der Puffer daninter.

Helmut S. schrieb:
> Durch die externe
> Stromquelle stellt man sicher, dass die Ausgangsstufe im Class-A Betrieb
> bleibt.

Computer sagt nein. LTspice zeigt auch hier, dass 3mA+is
dafür nötig sind.
Simu 002 zeigt Dir, dass M2 noch im B-Betrieb* mithilft.
Erst bei 5mA von der Stromquelle gibt er Ruhe.
Du musst Dir dazu die Ströme der Spannungsqellen in einer
Plotplane ansehen, die Stromquelle über den Parameter I einstellen.

* aussteuerungsabhängig

von Klaus R. (klara)


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Helmut S. schrieb:
> Tipp: Attribute des Symbols im Symbol-Editor anschauen.
> Dort steht es wird das Subcircuit LT1028 aus LTC.lib verwendet.

Vielen Dank Helmut. Ich habe wieder etwas dazu gelernt.

Helmut S. schrieb:
> Texteditor nehmen und das LT1028 subcircuit anschauen.
> Am Netz des Ausgangs (5) hängen zwei Mosfets als AB-Endstufe siehe Bild.

Nach dem SCHEMATIC DIAGRAM des Datenblattes, Seite 21, ist der LT1028 
ein rein bipolarer Opamp.
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1028fd.pdf

OXI T. schrieb:
> Computer sagt nein. LTspice zeigt auch hier, dass 3mA+is
> dafür nötig sind.
> Simu 002 zeigt Dir, dass M2 noch im B-Betrieb* mithilft.
> Erst bei 5mA von der Stromquelle gibt er Ruhe.

Um Sicherheit zu erhalten müsste man jetzt in Messreihen Klirrfaktoren 
ermitteln.
mfg klaus

von oldeurope O. (Gast)


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OXI T. schrieb:
> Konnte noch kein Innenschaltbild vom LT1115 finden
> geschweige denn Angaben zum Ruhestrom der Endstufe darin.

Klaus R. schrieb:
> Nach dem SCHEMATIC DIAGRAM des Datenblattes, Seite 21, ist der LT1028
> ein rein bipolarer Opamp.
> http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1028fd.pdf

Und wo steht, dass der LT1115 genau so aufgebaut ist?

von Klaus R. (klara)


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Helmut S. schrieb:
> Tipp: Attribute des Symbols im Symbol-Editor anschauen.
> Dort steht es wird das Subcircuit LT1028 aus LTC.lib verwendet.

Zumindest verwendet LTspice den Subcircuit LT1028 zum Simulieren des 
LT1115.

OXI T. schrieb:
> Und wo steht, dass der LT1115 genau so aufgebaut ist?

Die Angaben habe ich noch nicht gefunden. :oD

Ich habe mal Klirrfaktormessungen durchgeführt. Hier die Ergebnisse:

Total Harmonic Distortion:

KSQ = 4,0mA (75 Ohm)
3,5mV / 10kHz = 0.000271%(0.000308%)       1kHz = 0.000059%(0.000183%)
 35mV / 10kHz = 0.000274%(0.000310%)       1kHz = 0.000057%(0.000181%)

KSQ = 1,94mA (200 Ohm)
3,5mV / 10kHz = 0.000271%(0.000308%)       1kHz = 0.000059%(0.000183%)
 35mV / 10kHz = 0.000273%(0.000310%)       1kHz = 0.000059%(0.000182%)

KSQ = 0,00mA
3,5mV / 10kHz = 0.000271%(0.000308%)       1kHz = 0.000060%(0.000181%)
 35mV / 10kHz = 0.000272%(0.000309%)       1kHz = 0.000060%(0.000183%)

Der Konstantstrom ist demnach ohne Bedeutung für den Klirrfaktor.

Das Signal speise ich über ein Anti-RIAA-Filter in den 
RIAA-Phono-Vorverstärker ein. So erhält OUT immer den gleichen Pegel 
unabhängig von der Frequenz.
Klirrfaktormessungen am RIAA-Phono-Vorverstärker verschleiern allerdings 
den wahren Klirr, denn die Dämpfung der Schaltung nimmt mit höheren 
Frequenzen zu, das heisst, die Oberwellen werden gedämpft.
Wiederum interessiert eigentlich nur was herauskommt. Und das sieht gut 
aus. Die KSQ lasse ich mal so wie sie ist.

mfg Klaus

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