Hallo, ich möchte mir als erstes Projekt einen Kopfhörerverstärker nach der Schaltung im Anhang bauen. Ich bin ein wenig in der Theorie drin aber habe absolut keine Praktische Erfahrung und würde mich freuen wenn ihr mir bei ein paar Fragen helfen könntet. Ich möchte diesen Verstärker zwischen mein Handy und meine 56 Ohm Kopfhörer schalten und den OP auf eine Verstärkung von 2 einstellen. Mein Plan ist die OPs mit 2 9V zu versorgen. LINK: http://www.loetstelle.net/projekte/opa2134dil/opa2134dil.php 1. Warum hat diese Schaltung keine Kopplungskondensatoren am Ausgang? Und warum sollte man überhaupt welche brauchen? Ich Filter mein Signal ja schon am Eingang (ich sehe in anderen Schaltungen immer auch Ausgangskoppelkondensatoren). 2. Nehme ich an mein Handy liefert 800mV ich habe eine Verstärkung um den Faktor 2 (Ausgangsspannung 1.6 V) und eine 56 Ohm Impedanz der Kopfhörer das heißt ein Strom von 28.6 mA müsste durch die Kopfhörer fließen (Der OPA2134 den ich benutzen wollte hat 35 mA max Ausgangsstrom) passt das von der Berechnung, oder ist das zu einfach gedacht? 3. Ein Hochpass (RC) hat eine Komplexe Impedanz die für eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung sorgt nehme ich an ich schalte am Ausgang dieses Kopfhörerverstärkers ein RC Glied dann wären die Spannung und der Strom doch Frequenzabhängig Phasenverschoben? Dann ist das Signal doch komplett verfälscht was am Kopfhörer ankommt? (Hoffe die Frage ergibt Sinn :D Kann mir das im Moment aber irgendwie nicht vorstellen) 4. Was bringt der 100nF Kondensator an der Spannungsversorgung? reichen die 2 1000 u nicht aus?
zu1: Der Kopfhörer ist an der virtuellen Masse angeschlossen, die auch für den OPV der Bezug ist. Somit ist am Ausgang keine Gleichspannung zu erwarten, die nicht vernachlässigbar gering ist. Zu2: habe nicht ins Datenblatt geschaut, bei welchen Randbedingungen die 35mA gelten. Das könnte schon ordentliche Verzerrungen mitbringen. NE5532 war immer schon für 600 Ohm ausgelegt. Es sollen ja 0,0000000000008% werden. Zu3: Die Phasenverschiebung bekommst Du natürlich. Aber um sie zu bemerken, müßtest Du Signale im Bereich der Grenzfrequenz drauf geben. Tau =470nF mal 220kOhm gibt? Hören das Elefanten oder Waale noch? Passt der Human-Kopfhörer auch dem Waal oder wenigstens dem Elefanten? Du braucht nur unterhalb 20 Hz messen mit absteigender Frequenz. Bitte ein DSO anwenden, kein Analogoszi. Zu4: Die 100 nF sind ganz nahe am OPV anzubringen und sorgen für Entkopplung bei höhen Frequenzen, was die Elkos nicht können. Keramischer Kondensator. Und bitte aufpassen, ob die Eingänge empfindlich sind gegenüber großen Eingangsspannungs-Differenzen , die beim Experimentieren mal auftreten können.
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Wird eine weitere Krücke zum leise hören. Mit 60 Ohm Last wird das nix ... gibt so viel besseres als Treiber.
Danke schon mal für die Antworten. Ich hätte noch 3 kleine Rückfragen :) zu 1: Ich möchte das Ding jetzt ohne virtuelle Masse mit 2 9V Blöcken betreiben(Einen positiv an Vcc einen negativ an Vcc-). Folgt dann daraus, dass ich am Ausgang wieder ein RC Glied hin packen muss? Ich frage mich woher eine Gleichspannung am Ausgang kommen soll zu 3:Betrachte ich für 470 nF und 220kOhm und eine Frequenz von 20 Hz das Beispiel komme ich doch durch arctan(im(z)/re(z))mit Z=R+1/(j*2*pi*f*C) auf 4 Grad Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom ist das nicht recht viel ? zu 4: Wann habe ich denn Hochfrequente Signale an meiner Spannungsversorgung ? Die 100 nF könnte ich auch weglassen in meinem Fall oder? Was bräuchte ich denn für einen minimalen Ausgangsstrom um das Ding ohne Verzerrungen betreiben zu können?
Lars H. schrieb: > Ich möchte das Ding jetzt ohne virtuelle Masse mit 2 9V Blöcken > betreiben(Einen positiv an Vcc einen negativ an Vcc-). Dann hast du ja in der Mitte der beiden 9V Blöcke eine echte Masse, die du auch anschliessen kannst. Nimm dazu das Schaltbild links, entferne R1 und R2 und setze statt der beiden Elkos C1 und C2 die Batterien ein. > auf 4 Grad Phasenverschiebung zwischen Spannung und > Strom ist das nicht recht viel ? Nö. Das ist absolut unhörbar, zumal 20Hz als Ton nur bei wirklich hoher Amplitude erkennbar ist. Das schafft die kleine Kiste nicht, das ist eben kein Treiber für 32 Ohm Kopfhörer. > Die 100 nF könnte ich auch weglassen in meinem > Fall oder? Lässt du einfach drin. Schadet nichts und kann nur filtern. > Was bräuchte ich denn für einen minimalen Ausgangsstrom um das Ding ohne > Verzerrungen betreiben zu können? Einen minimalen brauchst du nicht, du darfst die +/- 35mA aus dem Datenblatt nicht überschreiten. Wenn du das trotzdem tust, wird er verzerren. Ebenso wird er verzerren, wenn der Ausgang nahe an die Betriebsspannungen geht.
Lars H. schrieb: > 1. Warum hat diese Schaltung keine Kopplungskondensatoren am Ausgang? Weil sie eine bipolare Stromversorgung hat. > ich sehe in anderen Schaltungen immer auch Ausgangskoppelkondensatoren). Nicht immer. > 2. Nehme ich an mein Handy liefert 800mV ich habe eine Verstärkung um > den Faktor 2 (Ausgangsspannung 1.6 V) und eine 56 Ohm Impedanz der > Kopfhörer das heißt ein Strom von 28.6 mA müsste durch die Kopfhörer > fließen (Der OPA2134 den ich benutzen wollte hat 35 mA max > Ausgangsstrom) passt das von der Berechnung, oder ist das zu einfach > gedacht? Ja, weil 800mV wohl rms sind, also Spitze 1.128V, also 2.256V, also 40mA, die bringt der OPA2134 nicht mehr garantiert, also begrenzt er, also verzerrt es. Der OPA2134 ist halt ein Line Treiber, kein Kopfhörerverstärker, und leicht überlastet, und dann sind alle guten technischen Daten zu 100% ruiniert. > 3. Ein Hochpass (RC) hat eine Komplexe Impedanz die für eine > Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung sorgt nehme ich an ich > schalte am Ausgang dieses Kopfhörerverstärkers ein RC Glied dann wären > die Spannung und der Strom doch Frequenzabhängig Phasenverschoben? Dann > ist das Signal doch komplett verfälscht was am Kopfhörer ankommt? (Hoffe > die Frage ergibt Sinn :D Kann mir das im Moment aber irgendwie nicht > vorstellen) Jein, der Hochpass verschiebt zwar das Signal ein winziges kleines bischen, aber auf beiden Kanälen gleich und so wenig, daß dir der Delay nicht auffällt. Er entfernt jedoch Gleichspannung damit auch am Ausgang keine Gleichspannung kommt, also wenigstens kein Ausgangskoppelelko nötig ist. > > 4. Was bringt der 100nF Kondensator an der Spannungsversorgung? reichen > die 2 1000 u nicht aus? 100nF sind shcneller als 1000uF und (hoffentlich) näher am Chip. verhindern im wesentlichen das Schwingen. Die Versorgungsschlatung ist Murks, wenn man schon 2 Batterien hat, sollte man nicht mitr 1k eine virtuelle Masse einführen, sondern einfach
1 | / |
2 | +--o o--+------------+ |
3 | + | | | |
4 | 9V 100nF | \ |
5 | - | | Eingang| \ |
6 | +-------+---+--o o--|Amp>---+ |
7 | + | | | | / | |
8 | 9V 100nF | | / | |
9 | - | / | | | Kopfhörer |
10 | +--o o--+---(--------+ | |
11 | | | |
12 | +---------------+ |
Man braucht halt einen Einschalter mit 2 Polen. Dafür halten die Batterien länger als wenn sie mit 1k entladen werden.
bücken schrieb: > Wird eine weitere Krücke zum leise hören. Mit 60 Ohm Last wird das nix > ... gibt so viel besseres als Treiber. Beispiel? Man könnte ja auch hilfreichen Inhalt zum besten geben, statt nur und ausschließlich zu pöbeln... 1. Frage: Du kannst das Ding sehr gut an 2 9V-Blocks betreiben, ein RC-Glied brauchst du trotzdem nicht am Ausgang. zu 3. Hier bin ich kein Experte, also lieber nochmal bestätigen lassen. Meine Überlegung ist aber die Folgende: Die Lautsprecher im KOpfhörer werden ja angetrieben durch das Magnetfeld der Schwingspule. Das Magnetfeld ist aber proportional zum Strom. Ob jetzt die den Strom verursachende Spannung 4° früher da war, hörst du also nicht... Außerdem glaube ich, dass nicht 20Hz, sondern 20kHz gemeint waren. Da hört nämlich bei jüngeren Menschen das hörbare Spektrum auf. Bei 20Hz fängt es gerade erst an. zu 4: Die Schwankungen in deiner Spannungsversorgung werden durch die Last verursacht. Deine Batterie entspricht einer idealen Spannungsquelle mit Innenwiderstand(der ist bei 9V-Blocks gar nicht mal klein, siehe z.B. http://www.hobby-bastelecke.de/grundlagen/spannungsquellen_innenwiderstand.htm). Das heisst, wenn Strom fließt, bricht die Spannung ein. Dagegen hast du die beiden dicken Elkos, aber die sind nicht für alle Frequenzen schnell genug, außerdem werden sie bauartbedingt weiter weg vom OP Platz nehmen müssen. Für die ganz kurzen, schnellen Lastspitzen ist der 100nF-Keramikkondensator gedacht. In deiner Konfiguration könntest du sogar 2 Stück spendieren, einen von jedem Versorgungspin des OPs nach Masse. LG, Björn
Matthias und Michael haben recht, bei Batteriebetrieb kannst du die 1000µF-Kondensatoren weglassen. Die 100nF-Kerkos jedoch nicht.
Björn, auch bei Batterien kann es sinnvoll sein, einen Elko beizuschalten, wenn die Belastung sehr impulsartig ist.
Super Vielen Dank an alle! Ich setze mich mal dran und schaue nach einem neuen OPV der auch an Rl=56 Ohm betrieben werden kann. Was passiert in der Spannungsversorgungsschaltung des ursprünglichen Schaltplans eigentlich? Das habe ich noch nicht wirklich nachvollziehen können. Den Begriff virtuelle Masse habe ich bisher auch nur in dem Zusammenhang gehört, dass bei Gegenkopplung eines OPV´s beim + und - Anschluss das Selbe Potenzial anliegt. Das ist hier auch der Fall aber was hat das mit der Spannungsversorgung zu tun?
Du könntest einen Treiber wie LT1010 hinzuschalten (in die Gegenkopplung) oder BUF634 oder diskret, zwei low-noise transistoren, dann klappt das auch mit den 32 Ohm hörern.
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Hallo, wirst Du es schaffen, die beiden 9V-Batterien immer exakt gleichzeitig ein und aus zu schalten? Was ist, wenn sie nicht exakt beide die gleiche Entladekurve ausbilden möchten, ohne Dich vorher um Genehmigung zu fragen? Kommt dann DC hinten raus? Mit zwei getrennten Spannungsquellen hast Du einen echten GND, der auch durch die Elkos gestützt wird. Mit nur einer Spannungsquelle, kann man z.B. über Spannungsteiler/Widerstände nur eine virtuelle Masse ausbilden, die nicht geregelt ist und ebenfalls über Elkos gestützt wird. Wo kommt die HF her, die der 100nF verarbeiten soll? Das kann Dir nur der OPV aufgrund seines inneren Aufbaus verraten. Eine Betriebsspannung ist nur dann "ideal", wenn sie für alle Frequenzen unendlich niederohmig ist. Du kannst es ja mal ohne aufbauen, vielleicht macht das nichts. Aber gute Praxis ist das nicht. Man muß nicht beim ersten Projekt schon alles direkt richtig machen. Mach doch zwei Transistoren in Class AB dahinter und es paßt für alle dynamischen Kopfhörer. 20 Hz sind gemeint, weil der Hochpass da irgendwo wohl seine Grenzfrequenz haben wird. mit freundlichem Gruß
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Danke dafür! Ich werde dann 2 Transistoren in A/B dahinter schalten. Diese dienen dann einfach zur Stromverstärkung bei gleichbleibender Spannung wenn ich das richtig verstanden habe oder ?
Ja, genau, sie haben Spannungsverstärkung kleinergleich 1. Der Ruhestrom läßt sich z.B. mit zwei Dioden einstellen. Siehe hier: Beitrag "Schaltungsfrage Kopfhörer Verstärker"
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Christian S. schrieb: > wirst Du es schaffen, die beiden 9V-Batterien immer exakt gleichzeitig > ein und aus zu schalten? Was ist, wenn sie nicht exakt beide die gleiche > Entladekurve ausbilden möchten, ohne Dich vorher um Genehmigung zu > fragen? Kommt dann DC hinten raus? Es passiert genau dasselbe, wie bei jeder bipolaren Versorgung, ob ein Netztrafo aus dessen positiver und negativer Halbwelle die Spannungen gebildet werden, oder wenn aus der positiven die negative durch einen DC/DC-Wandler erst erzeugt werden muss. Ja, es ploppt. Daher haben bessere Verstärker einen Mute zu Beginn.
Christian S. schrieb: > Wie könnte man so ein Mute denn hinzu fügen? Entweder schaltest du beide Batterien gleichzeitig ein, was nicht so schwierig ist, wenn man einen 2 pol. Schalter benutzt, oder du baust ein Ausgangsrelais mit Verzögerungsschaltung ein. Das ales ist aber bei einem solchen kleinen Verstärker zu aufwendig und benötigt Speisung. Nimm den 2 poligen Schalter.
Wie lange halten die 9V Batterien da eigentlich? Eine Stunde? Olaf
olaf schrieb: > Wie lange halten die 9V Batterien da eigentlich? Eine 9V Batterie in Alkali-Mangan hat etwa 500-600mAh Kapazität - der Ruhestrom des OP2134 liegt bei ca. 10mA für 2 OpAmps. In Ruhe also etwa 100h bei 2 Batterien. https://de.wikipedia.org/wiki/9-Volt-Block
Christian S. schrieb: > Wie könnte man so ein Mute denn hinzu fügen? Der Klassiker ist zeitverzögertes Ausgangsrelais. Einfacher wäre ein OpAmp mit Mute/Shutdown. Noch einfacher ein Rail-2Rail-OpAmp der damit kein Problem haben sollte. Matthias S. schrieb: > Entweder schaltest du beide Batterien gleichzeitig ein, was nicht so > schwierig ist, wenn man einen 2 pol. Schalter benutzt Unsinn. Kein Schalter schaltet so schnell gleichzeitig, daß bis 20kHz kein Zeitversatz auftreten würde, und 20kHz muss ein Audioverstärker übertragen.
Michael B. schrieb: > Kein Schalter schaltet so schnell gleichzeitig, daß bis 20kHz > kein Zeitversatz auftreten würde, und 20kHz muss ein Audioverstärker > übertragen. Das musst du nochmal erklären. Es gibt höchstens einen winzigen Knacks solange nicht beide Betriebsspannungen da sind - das hat mit Frequenzgängen usw. überhaupt nichts zu tun.
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Matthias S. schrieb: > Das musst du nochmal erklären. Es gibt höchstens einen winzigen Knacks > solange nicht beide Betriebsspannungen da sind - Der Knacks kann die volle andere Betriebsspannung ausmachen, eventuell mehr als das was im Normalbetrieb aus dem Ausgang kommt. (Beispiel: TL071, +U kommt zuerst, -U erst kurz später: Wenn +U anliegt, geht der Ausgang bei Eingangsspannungen um 0V trotzdem auf fast +U wegen phase reversal, weil die Eingänge an 0V bei negativer Versorgung von auch 0V ja ausserhalb des common input mode Bereichs von 3V bis U-3V liegen). > das hat mit Frequenzgängen usw. überhaupt nichts zu tun. Doch, weil dadurch die Schaltung auch kurzen Knacksen folgen kann und die komplett durchverstärkt.
Hallo zusammen, an alle 'Ja..aber' 'Einwender' Nun lasst ihn doch das Ding mal erst aufbauen. Schaltung einfach bestechend nur einfach. Ob es 'Knack' oder 'Blubb' beim Einschalten macht, ist doch erstmal egal. Genau so, ob es seine 9V-Blocks in windeseile leer luscht. Ist es wesentlich, ob (dass) die Versorgung µS gleich an die Veraorgungs-Pins gelegt wird; kann ich mir kaum vorstellen. Dann wären doch sicher viele OP-Schaltungen nicht zum Laufen zu bringen. Er möchte vielleicht noch etwas lernen; dann lasst ihn in Ruhe mit Beiträgen, Vorschlägen, die in die Einzelheiten gehen. Da kommt man dann später immer noch hin, wenn eine Schaltung nicht macht, was man erwartet. Jeder hat mal klein angefangen! 73 Wilhelm
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Warum schalte ich 2 Transistoren in A/B hinter den Opamp und mache nicht einfach einen Emitterfolger? Hat der nicht für mich die selbe Wirkung ?
Lars H. schrieb: > Warum schalte ich 2 Transistoren in A/B hinter den Opamp und mache > nicht > einfach einen Emitterfolger? Hat der nicht für mich die selbe Wirkung ? Der Emitterfolger liefert Strom und lässt die Spannung Richtung plus steigen. Wer senkt die Spannung wieder ab bis ins negatiev ? Ein ausreichend kleiner Widerstand ? Dann wäre das eine Klasse A Endstufe. Kann man bei so kleinen Leistungen machen.
Michael B. schrieb: > trotzdem auf fast +U wegen > phase reversal Hmm, Datenblatt nicht gelesen? Phase Reversal gibts beim OPA2134 nicht.
Gut, lassen wir ihn das aufbauen und freuen wir uns gemeinsam am gelungenen Projekt. Später können wir über Screenshots diskutieren, die das DSO ab t = +0s aufgenommen hat, wenn gleichzeitig der zweipolige Einschalter betätigt wurde. Bitte für unterschiedliche Opamp-Typen neue Screenshots anfertigen... Mit freundlichem Gruß
Habe ab nächste Woche frei und setze mich dann ran bin gespannt :) Habe noch einen Ne5334 und einen Ne5332. Werde es mit den Oschis dann auch gerne probieren
Lars H. schrieb: > Habe noch einen Ne5334 und einen Ne5332. Sicher einen NE5532 :-P Da ist der OPA2134 aber noch der edelste. Die beiden hier können zwar 38mA Ausgangsstrom statt 35, aber das ist hier wurscht. Normalerweise ist der OPA2134 ein hervorragender Verstärker für niedrige Signale, wie Mikrophone oder DMS, als Kopfhöreramp ist ein TDA2822 o.ä. doch etwas leistungsfähiger.
Matthias S. schrieb: > Hmm, Datenblatt nicht gelesen? Phase Reversal gibts beim OPA2134 nicht. Ändert aber nicht viel, da beide Eingänge im ungültigen Bereich sind, kann der OpAmp nicht entscheiden, welcher positiver ist, und reisst den Ausgang einfach in eine beliebige Richtung, zu 50% also die falsche.
Hi ich habe mich gestern Abend dann mal an Die Endgültige Schaltung gesetzt und die Schaltung aus dem Anhang gemacht. Die Elkos sollen alle 1000u haben und ich wollte dazu fragen 1. Klappt dieses Elko zu Folienkondensator parallel schalten am Ausgang? ich komme sonst nicht auf ne kluge Grenzfrequenz mit der 56 Ohm Kopfhörer Impedanz 2. Ich habe noch sehr wenig Ahnung wie ich den Class A Ausgang dimensioniere. Ich habe mal einen J-FET genommen und wollte fragen wie ich jetzt entscheide wie groß der Widerstand an der Source sein soll meine Größen sollen sein: 800 mV Eingangssignal (Handy) dann Die Op Verstärkung die eine Verstärkung von 4.3 haben sollte dann Der Transistor der den Strom der Last anpassen soll mit Spannungsverstärkung 1 klappt das so ? Und habe ihr Empfehlungen welchen J-Fet ich mir holen soll? Ist der Rest sonst richtig verkabelt ?:)
Durch den Class A Betrieb werden die Batterien deines Verstärkers recht schnell leer werden. An C1 und C4 muß für korrekten Betrieb bei Class A die halbe Versorgungsspannung liegen. Durch die 15 Ohm Widerstände fließt dann ein recht hoher Strom der die 2N4416 killen wird. Diese vertragen laut Datenblatt nur 15mA und sind eher für hohe Frequenzen geeinget.
@ Lars H. Da hast du dich von der Gemeinde wieder schwindelig reden (schreiben) lassen. Wer hat dir den Quatsch mit den FETs eingeredet? Bau doch erstmal das Ding so auf wie in deinem Eingangsbeitrag. Lieber fragen, lesen, schreiben usw. als diese paar Brocken auf ein Steckbrett zu schmieden und zu sehen, was dabei heraus kommt? Selbst ein 741er wird zum Testen den Anforderungen genügen. Wenns nicht genug 'knallt', kannst du ja R3 (R5) eine Nummer grösser machen; und wenn es dann noch nicht gut ist, kann man ja immer noch weiter sehen. Für so einen popeligen Kram (5 Bauteile in Standardschaltung) so ein Getöse... Das kann man auch mit einem L165 (TDA2030) Leistungs-OP bauen, womit man sogar einen Lautsprecher treiben könnte. Das natürlich nicht! mit 9V Blocks. 73 Wilhelm
Hallo, aber den FET würde ich doch in die Gegenkopplung mit ein beziehen. MfG
Lars H. schrieb: > Hi ich habe mich gestern Abend dann mal an Die Endgültige Schaltung > gesetzt und die Schaltung aus dem Anhang gemacht. Wo gibt es denn die 9V Autobatterien, um 15 Ohm treiben zu können (18V/15R=1,2A).
Die A Klasse schrieb: > Da dürfte der FET wohl vorher hochohmig werden, da Imax=15mA. Der wird nicht hochohmig, der ist von vorherein hochohmig im Vergleich zu den 15 Ohm. An diesen 15 Ohm liegen dann bei 15mA 225 mV über V-. Das dürfte den max. Aussteuerbereich etwas einschränken.
Schau Dir das mal an, NE5532 hast ja schon. https://www.mikrocontroller.net/attachment/265489/B225_KHV.png Billig und richtig gut.
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