Hallo, ich habe schon oft mitgelesen in diesem Forum und unzählige hilfreiche Dinge und Tipps gefunden. Nun bin ich aber etwas ratlos und finde weder hier, noch im Rest des Internets irgendwelche Hinweise. Ich bin grundsätzlich schon sehr Elektronik affin, habe allerdings noch nie eine OpAmp Schaltung selber gebaut. Ich möchte das Audiosignal aus einem Klinkenanschluss verstärken (um damit dann einen Lautsprecher anzusteuern und es mit einem µC auszuwerten). Dazu habe ich jetzt mal eine einfache Testschaltung aufgebaut, aber sie verhält sich (meines Erachtens nach) sehr ungewöhnlich... Der Opeationsverstärker scheint nichts zu verstärken.... In den angehängten Bildern seht ihr meinen Aufbau. Entschuldigt bitte den amateurhaften Schaltplan, aber ich hab grad sonst keine andere Möglichkeit... Auf dem Screenshot von PicoScope ist zu erkennen, dass das Signal am Ausgang (fast) Null ist. Dabei müsste es doch den doppelten Ausschlag haben, oder nicht? Wenn noch etwas unklar sein sollte, frag einfach ;) Als OpAmp hab ich einen NE5532P verwendet. Hat jemand eine Idee, warum sich die Schaltung so verhält, wie sie sich eben verhält? Und wie ich meinen Fehler behebe? Wahrscheinlich ist es eh nur etwas total banales... Ich danke jedem schon einmal im Voraus :)
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Die Schaltung ist falsch; richtig wäre
1 | OP-Ausgang ----- 100kOhm --+-- Op-Minus-Eingang |
2 | | |
3 | 100kOhm |
4 | | |
5 | Masse (GND) |
Hallo, so wie es das originale Schaltbild zeigt, müßte die Verstärkung knapp unter 1 sein. MfG
Mario S. schrieb: > Als OpAmp hab ich einen NE5532P verwendet. Der geht dafür gar nicht. Du brauchst einen Rail-to-Rail OpAmp, der auch mit 5V noch ordentlich arbeitet, z.B. TS912. Siehe auch https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente#Analog
Dietrich L. schrieb: > Die Schaltung ist falsch; richtig wäre > > OP-Ausgang ----- 100kOhm --+-- Op-Minus-Eingang > | > 100kOhm > | > Masse (GND) Ich sehe gerade, das ist auch falsch: Statt direkt an GND muss der Widerstand über einen Kondensator an GND angeschlossen werden. Damit stellt sich der Arbeitspunkt ein auf die halbe Versorgungsspannung (Spannung an der Verbindung der beiden 10kOhm-Widerstände).
Mario S. schrieb: > Ich möchte das Audiosignal aus einem Klinkenanschluss verstärken Schau mal hier: https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Betrieb_mit_einfacher_Versorgungsspannung
Dietrich L. schrieb: > Dietrich L. schrieb: >> Die Schaltung ist falsch; richtig wäre >> >> OP-Ausgang ----- 100kOhm --+-- Op-Minus-Eingang >> | >> 100kOhm >> | >> Masse (GND) > > Ich sehe gerade, das ist auch falsch: Statt direkt an GND muss der > Widerstand über einen Kondensator an GND angeschlossen werden. Damit > stellt sich der Arbeitspunkt ein auf die halbe Versorgungsspannung > (Spannung an der Verbindung der beiden 10kOhm-Widerstände). ich hab den schaltplan falsch gezeichnet. Auf der Steckplatine hab ich es eh richtig (oder nicht??) aber den Kondensator werd ich noch versuchen
Mario S. schrieb: > Dietrich L. schrieb: >> Dietrich L. schrieb: >>> Die Schaltung ist falsch; richtig wäre >>> >>> OP-Ausgang ----- 100kOhm --+-- Op-Minus-Eingang >>> | >>> 100kOhm >>> | >>> Masse (GND) >> >> Ich sehe gerade, das ist auch falsch: Statt direkt an GND muss der >> Widerstand über einen Kondensator an GND angeschlossen werden. Damit >> stellt sich der Arbeitspunkt ein auf die halbe Versorgungsspannung >> (Spannung an der Verbindung der beiden 10kOhm-Widerstände). > > ich hab den schaltplan falsch gezeichnet. Auf der Steckplatine hab ich > es eh richtig (oder nicht??) > > aber den Kondensator werd ich noch versuchen der Kondensator hat den Unterschied gemacht! Vielen dank! ABER: wenn ich das mit zwei 100kohm Rs mache ist der Ausgang der gleiche wie der Eingang... sollte der Verstärkungsfaktor nicht 2 sein? (v = 1 + (R2/R1)) Wenn ich den gegen Masse durch 10k ersetze ist die Verstärkung 10fach... (statt 11?) Ich hab das Gefühl da steh ich grad am schlauch...
Schon wieder ich...^^ Ich hab gerade meinen kleinen 2W/50ohm Lautsprecher angeschlossen Das Signal fällt dann in etwa auf die Hälfte des EInganges ab und rauscht extrem. Woran liegt das denn nun schon wieder? :/ Liegt es daran, dass es kein Rail-to-Rail ist? Was ist das überhaupt genau? Bei Conrad stand irgendwo, dass der OpAmp für Audioanwendung sei
Joe F. schrieb: > Der NE5532 braucht mindestens 10V (+/-5V) Versorgungsspannung. Ach ja! Das hatte ich ganz übersehen.... die Doku sagt übrigens +-3V; insofern sollten dann 9V doch reichen? (Blockbatterie)
Joe F. schrieb: > Mario S. schrieb: >> (Blockbatterie) > > Bisher sehe ich bei dir nur "USB Power". ja, die kann ich ja eben durch eine Blockbatterie ersetzen
Mario S. schrieb: > v = 1 + (R2/R1) > Wenn ich den 100k gegen Masse durch 10k ersetze ist die Verstärkung 10fach... (statt 11?) Die Formel v = 1 + (R2/R1) ist die verkürzte Variante In Wirklichkeit lautet die Formel v = (R2+R1)/R1 also ist v = 11 richtig. Bei einer höheren Versorgungsspannung halte ich die "Rail-to-Rail" Funktion nicht mehr so wichtig. Wichtiger bzw. einfacher wäre eine OP-Schaltung mit nur einer einfachen Versorgungsspannung. Das ist mit einem LM358 möglich.
Mario S. schrieb: > die Doku sagt übrigens +-3V; > insofern sollten dann 9V doch reichen? (Blockbatterie) Und wo holst du die Masse her? Bei einer symmetrischen Spannung braucht man schon zwei Batterien. In Serie geschaltet hat man dann zwischen den Kontakten eine Masse, sowie + 9V und -9V an den freien Kontakten. Asymmetrisch wird hier wohl nicht gehen. Da müsste dann die Schaltung anders sein. Mario S. schrieb: > OpAmp > für Audioanwendung sei Das heißt aber nicht, dass der OP auch 2W leistet. Im Datenblatt ist von Rl=600 Ohm die Rede und nicht von 50 Ohm. Mit den paar Vorkenntnissen würde ich erst mal die Wissenlücken auffüllen. So wird das nichts. Ich würde mir mal LTSpice installieren und die Schaltung mal simulieren, wenn die Grundlagen sitzen.
Cyborg schrieb: > Asymmetrisch wird hier wohl nicht > gehen. Da müsste dann die Schaltung anders sein. Eigentlich nicht. Das Signal am Opamp schwingt um VCC/2. Soweit so gut. Allerdings kann der Op-Amp keinen 50 Ohm Lautsprecher treiben. Mario S. schrieb: > Bei Conrad stand irgendwo, dass der OpAmp > für Audioanwendung sei Ja, es ist ein sehr rauscharmer Op-Amp, der aber ausschließlich für Vorverstärker-Anwendungen gedacht ist. Man kann hinter den Op-Amp Ausgang aber mit ein paar Transistoren einen Treiber bauen, der dann wiederum den Lautsprecher treiben kann. z.B. so: Beitrag "Re: Ansteuerung von Leistungsendstufen-Transistoren mit einem Op-Amp" oder so: Beitrag "Re: Ansteuerung von Leistungsendstufen-Transistoren mit einem Op-Amp" oder... Für deinen kleinen Lautsprecher braucht man keine besonders starken Transistoren, aber so in der Art würde eine solche Endstufe aussehen. Man kann auch auf den Op-Amp komplett verzichten. Eine mögliche Schaltung findest du hier: http://www.elexs.de/kap5_8.htm -> "Ein vollständiger Gegentaktverstärker für Batteriebetrieb"
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Mario Steiner schrieb: >der Kondensator hat den Unterschied gemacht! Vielen dank! >ABER: wenn ich das mit zwei 100kohm Rs mache ist der Ausgang der gleiche >wie der Eingang... sollte der Verstärkungsfaktor nicht 2 sein? (v = 1 + >(R2/R1)) Durch den Kondensator ist die Verstärkung nun für Gleichspannung 1, aber für Wechselspannung 2. >Wenn ich den gegen Masse durch 10k ersetze ist die Verstärkung 10fach... >(statt 11?) >Ich hab das Gefühl da steh ich grad am schlauch... >Liegt es daran, dass es kein Rail-to-Rail ist? >Was ist das überhaupt genau? Das bedeutet, der OPV ist in der Lage am Ausgang Spannungen bis sehr nahe der Beriebsspannung auszugeben. > Bei Conrad stand irgendwo, dass der OpAmp >für Audioanwendung sei Was willst du eigentlich verstärken, Gleichspannung oder Wechselspannung? Und was für eine Last soll am Ausgang angeschlossen werden? Für niederohmige Lautsprecher ist der OPV nicht geeignet.
Vielleicht wäre diese Lektüre interessant, da das Thema ähnlich ist: Beitrag "Kopfhörerverstärker OPA2134 bauen" sowie der Link in der Mitte, wenn man runter scrollt. MfG
Vielen Dank für eure ganzen Antworten! hab ich das jetzt richtig verstanden, dass man mit dem OpAmp die Spannung verstärkt(Lautstärke??) und dann mit einem Transistorverstärker (zB Gegentakt) die Leistung/den Strom erhöht? Ich hab es jetzt mal notdürftig mit einem 2N2222A, den ich noch gefunden habe, probiert. Der Lautsprecher klingt klar und auch am Oszi sieht das Signal sauber aus. Es ist nur etwas leise und der Transistor wird schon recht warm. Ich hätte da auch gleich ein paar Verständnisfragen zum Thema Lautsprecher: 1. was definiert denn genau die Lautstärke? ist es der Strom oder die Spannung? Ich dachte es wäre die Spannung, denn die gibt ja den Ausschlag der Membran an, oder nicht? Der Strom ist dann nur der unangenehme "Nebeneffekt". Ist das soweit richtig? 2. Im Bezug auf Punkt 1: ist dann eine höhere Impedanz im Bezug auf den Strom nicht besser? :/ Was sind denn dann die Vorteile einer niederen Impedanz? Ich hätte mir gedacht letzten Endes auf den folgenden Lautsprecher (3W/8ohm) umzusteigen. https://www.conrad.at/de/einbaulautsprecher-cs50-3-w-8-silber-1-st-312515.html Kann ich dann einfach den Gegentakter von diesem Link http://www.elexs.de/kap5_8.htm (letzter Schaltplan) verwenden und die Transistoren durch welche mit entsprechender Leistung ersetzen? Ich muss ehrlich sagen, dass ich die Schaltung nicht zu 100% durchblicke... wie ist denn da der Stromfluss? Oder anders gesagt: Muss ich alle drei Transitoren ersetzen oder nur das NPN/PNP Pärchen? Und wie sieht es mit den Dioden aus? Und was definiert die Werte der Rs? Das ist dort nicht beschrieben... Welche Transistoren sind hier denn zu empfehlen? Welche Werte sind denn Ausschlag gebend? Zum Schluss noch kurz zu den OpAmps: Auf welche Werte ist hier zu achten? Der verwendete NE5532P funktioiert passabel, finde ich, abgesehen davon, dass ich ihn nicht in einem optimalen Versorgungsbereich betreibe. Sollte man zum Einstellen der Verstärkung eher kleine oder große Widerstände nehmen? Bei kleinen wird natürlich das Rauschen geringer, aber es nimmt ja Leistung aus dem OpAmp. Wie weit kann man da runter gehen? Ich hab mal irgendwo was davon gelesen, dass man die Betriebsspannung durch den max. Strom teilt (U/I=R) und man da dann den parallelen Widerstand erhält, den man min. anhängen muss. Ist da was dran? Muss man hier noch die Last berücksichtigen, die man dranhängen möchte? Und wie groß wäre die bei einer Gegentaktverstärkung? Ich weiß, das sind viele viele Fragen und ich fühle mich gerade auch ein wenig doof, aber ich denke, es wäre dann alles geklärt, was es zu klären gibt
Mario S. schrieb: > Ich hätte da auch gleich ein paar Verständnisfragen zum Thema > Lautsprecher: > 1. was definiert denn genau die Lautstärke? ist es der Strom oder die > Spannung? Ich dachte es wäre die Spannung, denn die gibt ja den > Ausschlag der Membran an, oder nicht? Der Strom ist dann nur der > unangenehme "Nebeneffekt". Ist das soweit richtig? Nein. Um Luft zu bewegen (= Schall) brauchst Du Leistung, also Produkt aus Spannung und Strom (P=U*I). Bei einem dynamischen Lautsprecher (Spule und Membran) ist die Betrachtung allerdings etwas komplizierter: Um die Membran auszulenken brauchst Du eine Kraft. Die Kraft wird erzeugt durch ein Magnetfeld, und dafür ist der Strom zuständig. Damit aber Strom fließen kann, brauchst Du auch eine Spannung. Wie das bei einem dynamischen genau Lautsprecher zusammenhängt ist so trivial, siehe z.B. http://medi.uni-oldenburg.de/download/docs/lehre/pichl09/03_Hudde.pdf. > 2. Im Bezug auf Punkt 1: ist dann eine höhere Impedanz im Bezug auf den > Strom nicht besser? :/ > Was sind denn dann die Vorteile einer niederen Impedanz? Die Impedanz sagt etwas aus über den Zusammenhang zwischen Spannung und Strom. Bei einer höheren Impedanz (Z) brauchst auch mehr Spannung, damit der benötigte Strom fließt: P=U*I und I=U/Z Über die Impedanz kannst Du also wählen, ob Dein Verstärker eher mehr Spannung oder mehr Strom liefern soll. Allerdings sind bei einem dynamischen Lautsprecher die Auswahlmöglichkeiten begrenzt, z.B. durch den Platz für die Spule. Bei Lautsprecher hat sich 4 oder 8 Ohm durchgesetzt als Kompromiss zwischen Lautsprecherkonstruktion und Verstärker. Bei kleinen Leistungen (Hörkapseln) ist auch 32 Ohm und mehr üblich.
Okay, danke schon mal für diese Hinweise! Wenn mir jetzt noch jemand mit dem Gegentaktverstärker hilft, bin ich vollends zufrieden! :)
Mario S. schrieb: > Wenn mir jetzt noch jemand mit dem Gegentaktverstärker hilft, bin ich > vollends zufrieden! Guck mal hier, da wird es wirklich sehr gut erklärt: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205141.htm http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/endstu_t.htm http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/endstu_p.htm Am mittleren Teil des Artikel findest du auch Schaltungen, die einen Op-Amp als Vorverstärker nutzen, der gleichzeitig auch das Problem der Übernahmeverzerrung auf einfache Weise löst. In der Regel wird eine symmetrische Spannungsversorgung benutzt, am Ende des Artikels wird erläutert wie es auch mit einer unsymmetrischen Speisung geht. Lohnenswert ist auch eine Schaltung erstmal zu simulieren. Hierfür gibt es kostenlose Werkzeuge wie z.B. das beliebte LTSpice. Da kann man dann auch direkt in der virtuellen Schaltung Spannungen und Ströme "messen", ohne die Schaltung aufwändig aufgebaut haben zu müssen.
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Mario S. schrieb: > Ich möchte das Audiosignal aus einem Klinkenanschluss verstärken (um > damit dann einen Lautsprecher anzusteuern Dann nimm doch gleich ein NF-Verstärker-IC wie den LM386. Der funktioniert ähnlich wie ein Op-Amp, kann aber grössere Ströme treiben.
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