Crossfader (Supply und OPA)

[Andreas L. (feuerlink)]

Hallo zusammen,

ich sitze an einer Schaltung für einen Crossfader zwischen zwei 
Stereo-Audio-Signalen mit nur einem Poti (Subtrahierer und Addierer 
hintereinander geschaltet).
Das ganze soll mit 9V (Netzteil oder Batterie) betrieben werden.
Sollte eurer Meinung nach diese Spannung noch mit einem Linearregler 
stabilisiert werden? Dadurch verliere ich natürlich etwas an Spannung 
für die Schaltung.

Zusätzlich suche ich einen Operationsverstärker und hoffe auf eure 
Erfahrung, da ich selbst nur mal mit dem 741 rumgebastelt habe. Diese 
Frage wird leider viel zu oft gestellt, doch habe ich jetzt nach einer 
ganzen Weile nichts passendes gefunden.

Mein Problem ist, dass ich aufgrund der Spannung der Line-Signale von 2V 
(Diesen Wert nehme ich als maximal an..) und der geringen 
Versorgungsspannung schnell starke Verzerrungen laut Simulation bekomme.

Gerne darf es ein OPA mit Singel-Supply sein, muss aber nicht.


Wenn mir jemand dabei behilflich sein könnte, wäre das Spitze! :)


Gruß

[Joe F. (easylife)]

Andreas L. schrieb:
> Crossfader zwischen zwei
> Stereo-Audio-Signalen mit nur einem Poti

Nimm ein Stereo-Poti (linear, 10-50K)

Andreas L. schrieb:
> Mein Problem ist, dass ich aufgrund der Spannung der Line-Signale von 2V
> (Diesen Wert nehme ich als maximal an..) und der geringen
> Versorgungsspannung schnell starke Verzerrungen laut Simulation bekomme.

???
Für 2V Signal reichen 5V Supply locker aus.

Andreas L. schrieb:
> starke Verzerrungen laut Simulation bekomme

Na, dann lass' das Kunstwerk mal sehen.

Andreas L. schrieb:
> Das ganze soll mit 9V (Netzteil oder Batterie) betrieben werden.
> Sollte eurer Meinung nach diese Spannung noch mit einem Linearregler
> stabilisiert werden?

Netzteil: ja, um Störungen zu minimieren
Batterie: ja, um gleichbleibende Betriebsspannung zu garantieren

[Pandur S. (jetztnicht)]

Ja, der 741 ist nicht mehr ganz auf der Hoehe. Allefalls was 
Schnelleres. Aber dafuer sollten wir ein Schema sehen.

[Andreas L. (feuerlink)]

klar :)

Mir ist aufgefallen, dass hinter dem ersten OP das Signal größer als 2V 
sein kann und daher dort schon in die Sättigung kommen kann.

Simulation:

Rot:  Output, wenn Poti so steht, dass nur Sig2 durchkommt.
Grün: Output, wenn Poti so steht, dass nur Sig1 durchkommt.
Blau: Signal hinter erstem OP

[Joe F. (easylife)]

Sehr eigenwillige Schaltung.
Wie wäre es denn, beide Signale zu buffern, und dann links und rechts in 
ein Poti reinzufüttern? Den Mittenabriff legst du dann wieder auf einen 
Buffer.
Das ganze jeweils für L und R, fertig.

[Andreas L. (feuerlink)]

Joe F. schrieb:
> Sehr eigenwillige Schaltung.
> Wie wäre es denn, beide Signale zu buffern, und dann links und rechts in
> ein Poti reinzufüttern? Den Mittenabriff legst du dann wieder auf einen
> Buffer.
> Das ganze jeweils für L und R, fertig.

Mit so einer Schaltung habe ich angefangen und sogar schon viel 
rumgerechnet. Dabei hat man den Nachteil, dass über die Drehung des 
Potis die Signale nicht wirklich linear ineinander überlaufen.

[Joe F. (easylife)]

Andreas L. schrieb:
> dass über die Drehung des
> Potis die Signale nicht wirklich linear ineinander überlaufen.

Wenn es ein lineares Poti ist, dann tun sie das.

Wenn man es logaritmisch machen möchte, dann braucht man ein Poti mit 4 
Bahnen, je 2 log und 2 anti-log.

[Andreas L. (feuerlink)]

Joe F. schrieb:
> Andreas L. schrieb:
>> dass über die Drehung des
>> Potis die Signale nicht wirklich linear ineinander überlaufen.
>
> Wenn es ein lineares Poti ist, dann tun sie das.
>
> Wenn man es logaritmisch machen möchte, dann braucht man ein Poti mit 4
> Bahnen, je 2 log und 2 anti-log.

Oh ja, ich habe dich falsch verstanden, sorry. Danke für's raussuchen!


Gibt es dennoch OPs, die hier besonders zu empfehlen sind?


Und du hast vorhin mal geschrieben, dass 5V-Supply ausreichen. Wenn ich 
nun aber die 9V runterregle, bleiben wir keine 5V mehr. Einen IC, der 
aus einer positiven Spannung eine negative macht, kann ich hier auch 
nicht nutzen, oder?

Sorry das ich nach solchen Basics fragen muss, aber wenn ich überhaupt 
an Hardware arbeite, dann meistens an digital-ICs.

[Joe F. (easylife)]

Andreas L. schrieb:
> Gibt es dennoch OPs, die hier besonders zu empfehlen sind?

Da gibt es reichlich. Muss halt einer sein, der mit 5V single supply 
klar kommt.
OPA2365 könnte ein Anfang sein.

Andreas L. schrieb:
> Wenn ich
> nun aber die 9V runterregle, bleiben wir keine 5V mehr.

Warum nicht?

Andreas L. schrieb:
> Einen IC, der
> aus einer positiven Spannung eine negative macht, kann ich hier auch
> nicht nutzen, oder?

Könnte man auch machen. Es gibt z.B. von Murata fertige Module dafür.

Einfacher ist es aber, mit Single-Supply zu arbeiten, du musst halt die 
Eingänge und Ausgänge per Kondensator abkoppeln, und auf Opamp-Seite mit 
auf VCC/2 (2.5V) bezogene Signale arbeiten (s. Anhang). Kleiner 
Nachteil: Einschalt-Popp

[Andreas L. (feuerlink)]

Joe F. schrieb:
>> Wenn ich
>> nun aber die 9V runterregle, bleiben wir keine 5V mehr.
>
> Warum nicht?

Angenommen ich regle auf 6V. Wenn ich dann 6V als positive 
Betribesspannung und GND als negative nehme, muss ich das Signal vor dem 
OP auf 3V legen. Also habe ich nach oben und unten betragsmäßig "Luft" 
von 3V.

Joe F. schrieb:
> Einfacher ist es aber, mit Single-Supply zu arbeiten, du musst halt die
> Eingänge und Ausgänge per Kondensator abkoppeln, und auf Opamp-Seite mit
> auf VCC/2 (2.5V) bezogene Signale arbeiten (s. Anhang). Kleiner
> Nachteil: Einschalt-Popp

Eine ähnliche Schaltung habe ich gerade schon zusammen geklickt. (s. 
Anhang)

[Joe F. (easylife)]

Andreas L. schrieb:
> Angenommen ich regle auf 6V. Wenn ich dann 6V als positive
> Betribesspannung und GND als negative nehme, muss ich das Signal vor dem
> OP auf 3V legen. Also habe ich nach oben und unten betragsmäßig "Luft"
> von 3V.

Richtig. Abzüglich eines Offsets, den der Op-Amp hat.
Daher besser einen Rail-To-Rail Typen nehmen.
6V geht mit dem OPA2365 nicht, der verträgt max. 5.5V.

Andreas L. schrieb:
> Eine ähnliche Schaltung habe ich gerade schon zusammen geklickt. (s.
> Anhang)

Ja. Probleme hier:
- Bias-Spannung muss gebuffert werden, sonst hast du starkes 
Übersprechen zwischen den Inputs.

- 22uF/1M ist etwas zu gut gemeint. Man möchte den Einschalt-Plopp 
möglichst schnell abbauen, ohne den Frequenzgang nach unten zu sehr 
einzuschränken.
Bei dir wäre Sekunden lang ein DC-Offset messbar.
Eine Grenzfrequenz von 10 Hz sollte aber üblicherweise ausreichen 
(10u/100K ergibt ca. 0.1Hz).

- Das gleiche gilt für deine 100uF für die Bias-Spannung. Die braucht so 
übertrieben lange bis sie auf VCC/2 ist.

- Koppelkondensatoren entweder Folie oder Elektrolyt (auf Polung achten, 
+ zur Bias-Seite). Keramik ist hier nicht geeginet (Mikrofonieeffekt).

- TL074 muss man heute nicht mehr benutzen.

- Auskoppelung (C4, C5, R12) vor dem Poti kann man weglassen, wenn der 
Verstärkungsfaktor so niedrig (1) ist. Der kleine Offset spielt keine 
Rolle.

[Andreas L. (feuerlink)]

Ohja, mein Simulationsprofil war falsch und hab mich da zu sehr drauf 
verlassen. Habe die Werte angepasst, so dass die Spannungen nach 600ms 
erreicht sind und der Frequenzgang noch im gewünschten Bereich konstant 
ist.

Habe jetzt einen LM7805 an die Baterrie angeschlossen (inkl. Cs). Er 
regelt demnach von 9V auf 5V runter. Er verbrät eine Leisung von ca. 
120mW.

Den OPA365 habe ich nun auch benutzt. Läuft wunderbar, aber ein DIP wäre 
schöner.
Wie muss ich denn bei der Suche vorgehen, um einen aktuellen OP zu 
finden? In Listen im Internet sind auch die veralteten enthalten.

Muss die Bias-Spannung zwangsweise noch entkoppelt werden, wenn ich den 
oben genannten Spannungsregler nutze?

Und ist es sinvoll, die Signaleinspeisung (vor dem C) mit einem 
hochohmigen Widerstand auf Masse zu ziehen?

[Joe F. (easylife)]

Andreas L. schrieb:
> Muss die Bias-Spannung zwangsweise noch entkoppelt werden, wenn ich den
> oben genannten Spannungsregler nutze?

Du meinst vermutlich den Op-Amp zum Buffern der Bias-Spannung.
Ja, den braucht man. Dein 10K/10K Teiler hat eine Impedanz von 5K, und 
du ziehst mit den Eingangs-Signal (über je 22K) daran herum.
D.h. ein Eingangssignal kann die Biasspannung bis zu 18% verschieben, 
was sich als Übersprechen mit bis zu -15dB auf die anderen Eingänge 
auswirkt.
Der Buffer hat eine wesentlich geringere Impedanz, d.h. die 
Bias-Spannung bleibt relativ genau bei VCC/2.
Wenn man es richtig gut machen will, nimmt man sogar 2 Buffer, für jeden 
Eingangskanal(-paar) einen.

> Und ist es sinvoll, die Signaleinspeisung (vor dem C) mit einem
> hochohmigen Widerstand auf Masse zu ziehen?

Kann man machen, muss aber nicht. Der Eingang ist ja hinter dem 
Kondensator auf Bias gezogen.

Andreas L. schrieb:
> ... aber ein DIP wäre
> schöner.
> Wie muss ich denn bei der Suche vorgehen, um einen aktuellen OP zu
> finden?

DIP und "aktuell" schließt sich inzwischen meistens aus.
Die Suche ist meist zeitaufwändig, denn die Wahl hängt immer von vielen 
Parametern ab (Versorgungspannung, Stromaufnahme, Ausgangsstrom, 
Rauschen, Preis...).

Wenn du mehrere Alternativen testen willst, und daher DIP (wegen 
Sockelung) verwenden willst: es gibt Adapterplatinen, auf die man SO8 
auflötet, und die man dann über Stiftleisten in einen DIP Sockel 
einstecken kann.

[Andreas L. (feuerlink)]

Alles klar, vielen Dank für deine Hilfe! Wie kann man das denn in diesem 
Forum wert schätzen :p ?

Ich hab noch den LMV324 gefunden. Vorteil bei ihm wäre, dass er 
günstiger ist und 4 OPAs enthält. Nachteil: "nur" 1V/us. Kann man das 
bei einem 2V Signal bis 20kHz noch vernachlässigen?

Hab dem Anhang mal die Schaltung und Simulation (mit OPA365) 
hinzugefügt. Die Simulation in der Zeitbasis zeigt die 
Arbeitspunkteinstellung (Signale auf 0V).
Ich werde noch ein wenig am Frequenzgang arbeiten müssen. Bis jetzt 
beträgt die Anlaufzeit ca. 600ms. Denke etwas mehr schadet nicht.

Und mich interessiert ja schon die ganze Zeit, womit du deine 
Zeichnungen gemacht hast. Für Präsentationen ist das viel schöner als 
Capture/Eagle Screenshots!


Aber ein Wunsch an die Schaltung, die übrigens für Freunde ist, ist 
jetzt noch dazugekommen.
Das rausgemische Signal soll über Kopfhörer abgehört werden können.
Einfach machbar oder den Wunsch "wegoptimieren"? Mir fällt da so keine 
Lösung zu ein..

[Joe F. (easylife)]

1u für C6 reicht aus. Dann steigt dein Bias schneller.
470n für die Auskoppelkondensatoren ist zu klein. Ein Verstärker-Eingang 
hat gerne mal 10K Impedanz.
4.7u oder 10u sind hier besser.
R10 und R11 ist jetzt mit 10K eher grenzwertig. 22K..47K ist besser 
(schwächt dein Eingangssignal weniger ab).
Als Kopfhörerverstärker kann man ebenfalls einen OP-Amp nehmen (der 
sollte allerdings ca. 20-30mA treiben können, damit es nicht zu leise 
ist).
Serienwiderstand von 33..47Ohm rein, und als Koppelkondensator was 
großes (47..100uF).
Ansonsten gibt es auch Class-D Kopfhörerverstärker für 5V 
(stromsparender) z.B. von TI.

Andreas L. schrieb:
> Nachteil: "nur" 1V/us. Kann man das
> bei einem 2V Signal bis 20kHz noch vernachlässigen?

Das reicht locker aus.
1V/us heisst ja, du kannst in 8us einmal von 0.5V auf 4.5V und zurück 
(=125KHz).

[Andreas L. (feuerlink)]

Ok, Danke!

Joe F. schrieb:
> Als Kopfhörerverstärker kann man ebenfalls einen OP-Amp nehmen (der
> sollte allerdings ca. 20-30mA treiben können, damit es nicht zu leise
> ist).
> Serienwiderstand von 33..47Ohm rein, und als Koppelkondensator was
> großes (47..100uF).

Das verstehe ich jetzt nicht.
Die Elektronik soll einen Ausgang haben, bei dem das Signal als 3,5mm 
Stereo-Klinke zum Verstärker rausgeführt wird. An einen anderen Ausgang 
soll ein Kopfhörer angeschlossen werden können.
Ist das Poti Beispielsweise so gedreht, dass nur Signal_1 zum Verstärker 
gelangt, soll Signal_2 auf dem Kopfhörer zu hören sein.

[Joe F. (easylife)]

Andreas L. schrieb:
> Ist das Poti Beispielsweise so gedreht, dass nur Signal_1 zum Verstärker
> gelangt, soll Signal_2 auf dem Kopfhörer zu hören sein

Acho, ich dachte du willst parallel zum Ausgang das gleiche Signal auf 
einen Kopfhörerverstärker geben.
Für das was du vor hast bräuchtest du ein Poti mit 4 Schleiferbahnen.

Typischerweise macht man das aber eher so: Mit Schaltern wählt man aus, 
was man auf dem Kopfhörer hören will. Main-Mix oder Cue. Mit einem 2. 
Schalter kann man dann die Cue Quelle bestimmen.
So kann der DJ dann entweder seinen Mix abhören, oder einen der Eingänge 
vorhören.

Lautstärkeregler für den Kopfhörer möchte man natürlich auch haben...
Und langsam wird das Ganze schon ein kleines Mischpult...

[Andreas L. (feuerlink)]

Joe F. schrieb:
> Und langsam wird das Ganze schon ein kleines Mischpult...

Deswegen habe ich auch den Schaltplan eines analogen Mischpultes, an dem 
ich mischen (kein DJ!) gelernt habe, vor mir liegen ;) Seit ein paar 
Jahren wird dann doch digital gemischt.

Aber gut, evtl. lasse ich den Kopfhörerausgang erstmal sein. Das Projekt 
soll auch noch fertig werden.

Der Offset am Ausgang klingt nun nur noch recht langsam ab.. (s. Anhang)


Und nochmals: Mit welchem Programm hast du deine Schaltpläne erstellt?


PS: Nur aus Neugier: warum hast du bei dem Kopfhörer-Ausgang einen 33Ohm 
Widerstand in Serie geschaltet?

[Joe F. (easylife)]

Andreas L. schrieb:
> Der Offset am Ausgang klingt nun nur noch recht langsam ab.. (s. Anhang)

Dann nimm 2.2uF und 47K.

> Und nochmals: Mit welchem Programm hast du deine Schaltpläne erstellt?

Die sind mit LTSpice hingeschummelt. Die hier gezeigten Bilder sind 
nicht wirklich simulationsfähig, da z.B. Poti einfach ein Widerstand ist 
und ein Bus-Tap, und die Schalter sind auch nur Linien.
Ich nehme das halt mal schnell her, um was übersichtlich aufzuzeichnen.

Die 33 Ohm sind als Strombegrenzung im Kurzschlussfall 
(ein-/ausstöpseln) gedacht.

[Gustl B. (-gb-)]

Guten Tag und Entschuldigung für das Ausgraben. Ich habe eine Schaltung 
mit zwei USB Audio Codecs, funktioniert auch, aber ich will da einen 
Crossfader und werde die Schaltung aus diesem Thread hier verwenden. 
Dazu habe ich aber noch ein paar Fragen:

Ich dachte bei dem Crossfader an den PS45M-0MC2BR10K, geht der? 
Eigentlich könnte ich da doch auch ein Drehpoti wie das 
RV122F-20-15F-A10K-0072 verwenden, das braucht weniger Platz.

In der Schaltung ein paar Posts drüber sind viele OPVs, sind die alle 
gleich? Könnte man am Ausgang, also vor der Kopfhörerbuchse auch zwei 
LM386 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm386.pdf verwenden?

Dann sind in der Schaltung Schalter drinnen zum Umschalten der Signale. 
Welche könnt ihr denn empfehlen? Ich will SMD oder THT Schalter die 
nicht irre klobig sind aber auch keine extra Kappe oder so brauchen und 
viele Schaltungen aushalten.

V_Bias wird hier auch mit einem OPV impedanzgewandelt, warum? Das ist ja 
ein 10k-10k Spannungsteiler und dahinter geht es an 100k Widerstände, da 
sollte der Strom doch ausreichen.

Hinter dem HP Volume Poti geht es nach V_Bias. Warum nach V_Bias und 
nicht nach Masse?

Und letzte Frage:
Welche Widerstandswerte sollten die Potis (Crossfader und HP Volume) 
haben? 10k, 20k, 50k 100k? Linear oder log.? Crossfader wohl linear aber 
HP Volume?

Vielen Dank!
Bin neu in der Audiowelt.

[MaWin (Gast)]

Gustl B. schrieb:
> werde die Schaltung aus diesem Thread hier verwenden.

crossfader-hp.png mit veränderten Kondensator (2u2) und 
Widerstandswerten (47k) am Eingang.

Gustl B. schrieb:
> PS45M-0MC2BR10K, geht der? Eigentlich könnte ich da doch auch ein
> Drehpoti wie das RV122F-20-15F-A10K-0072

Such dir eins aus, 10k sind ok.

> auch zwei LM386 verwenden?

Wenn einem die Qualität egal ist, die sind von vor 40 Jahren, ausserdem 
erforden sie eine eher geringe Versorgungsspannung, also eine andere als 
der Rest.

Gustl B. schrieb:
> V_Bias wird hier auch mit einem OPV impedanzgewandelt, warum? Das ist ja
> ein 10k-10k Spannungsteiler und dahinter geht es an 100k Widerstände, da
> sollte der Strom doch ausreichen.

Es gehen auch die HP Volume Potis dort hin.

> Hinter dem HP Volume Poti geht es nach V_Bias. Warum nach V_Bias und
> nicht nach Masse?

Weil Masse hier minus ist, man will aber Ruhe (0V, Vbias)

> Welche Widerstandswerte sollten die Potis (Crossfader und HP Volume)
> haben? 10k, 20k, 50k 100k? Linear oder log.? Crossfader wohl linear aber
> HP Volume

Volume log, 10k sind ok, 100k bewirkt stärkeres Rauschen. Dafür belastet 
10k eventuelle Batterien stärker.

Bei Netzstromversorgung nimmt man NE5532. Bei Batterie eher TS522. Als 
Kopfhöhrer vielleicht MC33202. Bei Batterie sollte man sich Vbias sparen 
und 2 9V Blöcke nutzen. Bei Netz sollte man auch positive und negative 
Spannung erzeugen.

Mehr Auswahl in 
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.2 und F.30

[Gustl B. (-gb-)]

OK, vielen Dank!

MaWin schrieb:
> Wenn einem die Qualität egal ist, die sind von vor 40 Jahren, ausserdem
> erforden sie eine eher geringe Versorgungsspannung, also eine andere als
> der Rest.

Qualität ist mir tatsächlich nicht sooo wichtig. Als Versorgungsspannung 
würde ich gerne 5V nehmen und sonst nichts. Wird über USB versorgt. Wenn 
ich das richtig verstehe, dann ist ein Line Pegel sowieso nur etwas über 
1V, das passt also locker zwischen Masse und +5V.

MaWin schrieb:
> Bei Netzstromversorgung nimmt man NE5532.

MaWin schrieb:
> Bei Netz sollte man auch positive und negative
> Spannung erzeugen.

Also wirklich +15V und -15V? Ich will da nur Kopfhörer anschließen ... 
bisher verwende ich nur die Ausgänge vom PCM270XC Codec und das ist laut 
genug bei Versorgung mit +5V.

Und dann wäre es noch fein, wenn ihr mir einen Schalter zum Umschalten 
der Signale empfehlen könntet. Ich will SMD oder THT Schalter die
nicht irre klobig sind aber auch keine extra Kappe oder so brauchen und
viele Schaltungen aushalten.