Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Invertierender Verstärker für Audiosignale


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von PSg (Gast)


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Hallo zusammen,
ich habe einen invertierenden Verstärker aufgebaut um ein Audiosignal zu 
verstärken, und dieser funktioniert auch erstmal wie er soll. Soll 
heißen wenn ich die Spannung am Ausgang messe liegt dort genau die zu 
erwartende an.
Schließe ich dann aber einen Kopfhörer an, ist das Signal nur sehr leise 
zu hören. Kann mir jemand sagen woran das liegt?

Im Anhang befindet sich meine Schaltung.

von Ralf (Gast)


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Wie hoch ist die Eingangssignalspannung? Ist der TL072 mit 8 Ohm 
belastbar?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

das liegt vermutlich daran, daß Du einen Kopfhörer mit 32 Ohm 
verwendest, dessen niedrige Impedanz der OPV nicht antreiben kann, 
zumindest nicht bei nennenswerter Amplitude. Es gibt auch Kopfhörer mit 
600 Ohm und mehr.

Mit freundlichem Gruß

von der schreckliche Sven (Gast)


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Tja, 0,003 Watt.
Ist nicht laut.

von THOR (Gast)


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Also laut Datenblatt kann der schon 4 Ohm treiben, aber mit 9V Single 
Supply kommen da nur sehr geringe Ströme bei raus.

Man bräuchte sowas wie +12V -12V Dual Supply, aber stattdessen kann man 
natürlich auch einfach den Ausgangsstrom mit ner Gegentaktendstufe 
erhöhen.

von Thomas O. (kosmos)


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vielleicht noch ne Stufe dahintersetzen die etwas mehr Strom liefern 
kann.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/63841/Audioverst_ker.png

von Axel S. (a-za-z0-9)


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THOR schrieb:
> Also laut Datenblatt kann der schon 4 Ohm treiben

Ein TL072? Soll das ein Witz sein?

> aber mit 9V Single
> Supply kommen da nur sehr geringe Ströme bei raus.

Aus einem TL072 kommen immer nur sehr geringe Ströme raus.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Axel S. schrieb:
> THOR schrieb:
>> Also laut Datenblatt kann der schon 4 Ohm treiben
>
> Ein TL072? Soll das ein Witz sein?

Doch, doch, Thor hat schon recht.
Laut Datenblatt ist der TL072 nämlich unbegrenzt Kurzschlussfest.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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der schreckliche Sven schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> THOR schrieb:
>>> Also laut Datenblatt kann der schon 4 Ohm treiben
>>
>> Ein TL072? Soll das ein Witz sein?
>
> Doch, doch, Thor hat schon recht.
> Laut Datenblatt ist der TL072 nämlich unbegrenzt Kurzschlussfest.

Heißt das im Umkehrschluß, ein Hamster (TL072) könnte
einen LKW (4R Last) ziehen (treiben), wenn man ihm
Rollschuhe (Kurzschlußschutz) anzieht?

Das ist eine wirklich komische Interpretation von "treiben"

von Ampelfeier (Gast)


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4V/A * 2,5mA (=max. Supply Current, siehe DB) = 10mV.

Von "treiben" kann da keine Rede sein, wenn die
Ausgangsspannung praktisch auf Kurzschlußwerte absinkt.

@TO:

Es ist natürlich Unsinn, wenn jemand behauptet,
es gäbe Verstärker für exakt eine Impedanz, weil man
bei Audioverstärkern nun mal Spannungsanpassung hat.
Und man betreibt sie mit Spannungsquellen.

(Wenn ein Home-Hifi-Verstärker mit "Impedanz 4-6 Ohm"
beschrieben wird, kann er ebenfalls für andere Impedanzen
verwendet werden.

Bei gesteigerter Impedanz sinkt "nur" die abgegebene Leistung
bei (fast) konstant bleibender Betriebsspannung.

Für (unter 4 Ohm, in diesem Fall) verringerte Impedanz aber
muß die Betriebsspannung reduziert werden - sonst würde nicht
nur die Leistung am Speaker mehr, sondern auch der Strom durch
die Endtransistoren eventuell zu viel für diese werden.)

Also muß der jeweilige Verstärker den für den Betrieb d.
Speakers nötigen Ausgangsstrom (und das problemlos) bringen -
das kann nun mal nicht jeder beliebige Audio-Verstärker,
nur weil er die dazu nötige Betriebsspannung verträgt! :)

Ab gewissen "Extremwerten" ist weder das Eine, noch das Andere
noch wirklich sinnvoll. Also wird der Amp, oder d. Speaker,
oder gar beides... für die gewünschte Anwendung unsinnig.

Ein TL072 ist zum treiben eines 4 Ohm Speakers strommäßig
einfach falsch dimensioniert. (Obwohl es solche OPVs schon gibt.)

Stell Dir das so vor:

Er ist zwar "4-Ohm-stabil"... (entlehnt aus Kfz-Bereich),
und das durch seine Kurzschlußfestigkeit (sonst wäre er hin),
aber gar nicht dazu gedacht, so geringe Impedanzen zu treiben.

von Ampelfeier (Gast)


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Verzeihung: Es ging um 8 Ohm, nicht 4 Ohm.

(THORs Post hat mich verwirrt.)

Trotzdem stimmt alles andere, bis auf die nicht 10mV, sondern 20mV.

von Possetitjel (Gast)


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Ampelfeier schrieb:

> 4V/A * 2,5mA (=max. Supply Current, siehe DB) = 10mV.

Quatsch.

"Supply current" ist der RUHESTROM, der OHNE LAST und
OHNE SIGNAL vom Verstärker aufgenommen wird. (Das steht
auch genau so im Datenblatt.)

Der TL072 liefert ungefähr 15mA am Ausgang.

> Von "treiben" kann da keine Rede sein, wenn die
> Ausgangsspannung praktisch auf Kurzschlußwerte
> absinkt.

Das stimmt allerdings.

von Possetitjel (Gast)


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der schreckliche Sven schrieb:

> Laut Datenblatt ist der TL072 nämlich unbegrenzt
> Kurzschlussfest.

Ein Treiber soll Leistung an das Getriebene abgeben.
Im (Quasi-)Kurzschlussfall ist die Leistung aber nahe
bei Null. Das ist eine Folge der Fehlanpassung.

von Ampelfeier (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Quatsch.
>
> "Supply current" ist der RUHESTROM, der OHNE LAST und
> OHNE SIGNAL vom Verstärker aufgenommen wird. (Das steht
> auch genau so im Datenblatt.)

Oh je - sorry. "Epic Fail". Nicht richtig lesen, aber
Romane schreiben wollen. Ja, ja... recht peinlich, das.

von OPA (Gast)


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Für Projekte, in denen ein einfacher Kopfhörerausgang benötigt wird, 
kann ich den AD8531/AD8532/AD8534 opamp empfehlen. Kein Ultra-HiFi aber 
ganz OK und günstig.

von MaWin (Gast)


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PSg schrieb:
> ich habe einen invertierenden Verstärker aufgebaut um ein Audiosignal zu
> verstärken, und dieser funktioniert auch erstmal wie er soll

Du meinst, in der Simulation.

Schon der Spannungsteiler an noninv Eingang koppelt alle Störungen aus 
der Versorgungsspannung bestens ins Audiosignal. Wenn die Audiosignale 
auf negative Versorgung bezogen sind, sollte man diesen Spannungsteiler 
per Kondensator auch dorthin abstützen.

Und dass ein TL071 zu schwach für eine Last unter 600 Ohm ist wurde 
schon gesagt.

Ausserdem braucht er als Versorgung mindestens 3V weniger und 3V mehr 
als das Signal das er durchleiten soll, bei 9V kann er also nur Signale 
von 3-6V verstärken, 3Vpp. Bei leerer werdender Batterie mit 5.4V kann 
er gar nichts mehr verstärken.

Und kommt die Eingangsspannung in den Bereich von 0-2V, springt der 
Ausgang dank phase reversal gar auf die andere Polarität, Verzerrung 
also 100%.

Dann enthält die Schaltung keinen Schutz gegen die Verstärkung hoher 
Frequenzen, statt 20kHz also 500kHz, kann mit Eingangsleitung als 
Antenne also bestens Deutschlandfunk verstärken und ist dann gegenüber 
Audio dicht.

Auch vom Ausgang her können dank Rückkopplung solche Frequenzen 
eingekoppelt werden.

Der Koppelkondensator mit 100u am Eingang bei 1k bringt eine untere 
Grenzfrequenz von 1.6Hz, dabei dauert die Angleichung der 
Spannungspegel, also der Einschaltplopp, deutlich über 10 Sekunden.

Auch ist der Eingangswiderstand von 1k deutlich zu gering für Audio, man 
hat eher 22k.

Der geringe Eingangswiderstand führt beim JFET OpAmp auch zu deutlichem 
Rauschen, eine Eingangsimpedanh ab 47k würde ihm deutlich besser 
gefallen.

Du siehst also, schon so eine simple Schaltung kann man wenn 
Grundkenntnisse fehlen maximal vergurken.

von Karl B. (gustav)


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Hi,
hab's ausprobiert,
den 741 gegen den TL... ausgetauscht. Es funktioniert.
C22 und R15 sind hier die kritischeren Bauteile bezüglich Schwingneigung 
und Stabilität.

Der Clou der Schaltung liegt darin, dass die Übernahmeverzerrungen 
dadurch reduziert werden, dass der OPAmp im Bereich um die "UBE-Lücke" 
im Bereiche der Nullduchgänge auf nahezu Leerlaufverstärkung 
"hochzieht". Allerdings Vorsicht, wie gesagt, Schwingneigung.

ciao
gustav

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Karl B. schrieb:
> den 741 gegen den TL... ausgetauscht. Es funktioniert.

Na ja. Sicher besser als der nackte TL072. Aber weit entfernt von gut.

> C22 und R15 sind hier die kritischeren Bauteile bezüglich Schwingneigung
> und Stabilität.

C22 ist wesentlich zu groß. Zusammen mit R15 ergibt sich eine obere 
Grenzfrequenz von 235Hz ...

> Der Clou der Schaltung liegt darin, dass die Übernahmeverzerrungen
> dadurch reduziert werden, dass der OPAmp im Bereich um die "UBE-Lücke"
> im Bereiche der Nullduchgänge auf nahezu Leerlaufverstärkung
> "hochzieht"

Das ist kein Clou, das macht jede Schaltung, die eine 
Verstärkungsreserve innerhalb der Gegenkopplung hat. Und natürlich gehen 
die Übernahmeverzerrungen davon nicht weg, sie werden nur kleiner.

Andererseits ist das auch keine B-Endstufe. Die Dioden D1 und D2 spannen 
die BE-Strecken von T4/T5 vor. Allerdings auf sehr dilettantische Weise, 
der tatsächliche Ruhestrom kann sich so irgendwo zwischen praktisch 0 
und einigen mA einstellen. Lediglich der sehr hochohmige R14 und der 
deswegen geringe Querstrom verhindert hier schlimmeres. Richtig wären 3 
Dioden und Emitterwiderstände für T4/T5 gewesen.

Die Aussteuerbarkeit der Schaltung ist nach wie vor schlecht, 
tatsächlich bleibt bei 9V und einem TL072 fast gar nichts mehr übrig.

von Harald W. (wilhelms)


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Axel S. schrieb:

> Heißt das im Umkehrschluß, ein Hamster (TL072) könnte
> einen LKW (4R Last) ziehen (treiben), wenn man ihm
> Rollschuhe (Kurzschlußschutz) anzieht?

Zumindest wird der Hamster dabei nicht an Überhitzung sterben.

von Klaus R. (klara)


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Karl B. schrieb:
> Allerdings Vorsicht, wie gesagt, Schwingneigung.

Und nicht mehr kurzschlussfest!
mfg klaus

von Michael B. (laberkopp)


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Karl B. schrieb:
> hab's ausprobiert,

Ja toll, völlig andere Schaltung, völlig anderer Name als PSg, der hat 
auch schon den TL072 statt dem uA741 verwendet,

ich glaube, du hast dich verirrt, selbst als Antwort auf

Thomas O. schrieb:
> vielleicht noch ne Stufe dahintersetzen die etwas mehr Strom liefern
> kann.

eher unbrauchbar.

Wer einen 8 Ohm Lautsprecher aus einer 9V Batterie betreiben will, 
sollte wohl eher einen LM386 oder TCA0372 benutzen und die ganzen 
anderen Bauteile wegwerfen.

von PSg (Gast)


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Ok vielen Dank für die vielen und ausführlichen Antworten, dann werde 
ich das ganze mal mit einem geeigneteren OP ausprobieren.

von Karl B. (gustav)


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Michael B. schrieb:
> einen LM386

besser noch einen TDA2003.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/336226/TDA2003_Abaenderung.png
Beitrag "Re: Elko bei positiver Betriebsspannung mit Anode auf Signaleingang"

Es sollte alles nur als Beispiel dienen. (Über die Dimensionierung und 
Anordnung der Potis könnte man sicher auch diskutieren.)

Die Stufe mit den zwei nachgeschalteten Transistoren ist und bleibt 
eine, wenn auch beliebte, Minimallösung, findet man aber 
nichtsdestotrotz bei Geräten für Sprachausgabe relativ oft. Die 
Schaltung stammt übrigens von einem Bausatz und da sind noch nicht viele 
Klagen über Fehlfunktion gekommen, soweit mir bekannt ist. Die 
Bauteileauswahl ist IMHO auch relativ unkritisch.
Im Original waren BC170 etc. der Komplementärtyp drin. Hab's auch mit 
anderen vergleichbaren Typen(BC140/160) der neueren Serien probiert. Da 
ist natürlich noch viel Luft drin, vor allem, wenn es um die ökonomische 
Ausnutzung der Spannungsversorgung geht.
Den LM386 habe ich auch viel verwendet (,der brummt mir aber zu viel.)
TDA2003 ist da schon eine ganz andere Klasse etc.

Jene hier oben im Thread "anempfohlene" Schaltung finde ich aber noch 
weniger sicher:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/63841/Audioverst_ker.png

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Karl B. schrieb:
> Den LM386 habe ich auch viel verwendet (,der brummt mir aber zu viel.)
Wie das? Ist da ein Tongenerator eingebaut?

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

>> Den LM386 habe ich auch viel verwendet (,der brummt mir aber zu viel.)
> Wie das? Ist da ein Tongenerator eingebaut?

Vielleicht, wenn man beim Einbau eine Fliege zwischen IC und
Leiterplatte einklemmt? Mit dem anderen Gehäuse des TDA2003
passiert das nicht so leicht. :-)

von Michael B. (laberkopp)


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Kinders, sowohl der LM386 akls auch TDA2003 sind aus der Steinzeit der 
Elektronik, da wart ihr noch Kinder.
Die Chips sind so schlecht, die haben monolithischen 
Halbleiterverstärkern ihren schlechten Ruf eingebracht. Man sollte ihre 
Namen heute nicht mehr nennen, ausser zur Abschreckung.
Das brummt, rauscht, verzerrt, schwingt auch ganz ohne zutun.
In den letzten 40 Jahren haben die Chipentwickler versucht, bessere 
Chips herzustellen, informiert euch mal und bleibt nicht bei eurem 
Wissen von 1980.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Michael B. schrieb:
> informiert euch mal und bleibt nicht bei eurem
> Wissen von 1980.

Du machst Deinem Namen alle Ehre (Laberkopp). Labern kann jeder, mach 
mal ein paar Vorschläge. Aber ich muss Dich trotzdem in Schutz nehmen, 
weil der LM386 wirklich stark rauscht. :)

von Harald W. (wilhelms)


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Ach Du grüne Neune schrieb:

> weil der LM386 wirklich stark rauscht. :)

...aber nicht brummt.

von aber, aber... (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Aber ich muss Dich trotzdem in Schutz nehmen, weil

...er sogar noch der war, der den LM386 überhaupt nannte

...ja nee, iss klar. Labern ist ja erlaubt. Aber...

Michael B. schrieb:
> ich glaube, du hast dich (Anm. d. Red.: hier selbst) verirrt

von Karl B. (gustav)


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Hi,
die alten Dinger, wie sie hier genannt werden, sind eben unübertroffen 
beliebt:

Zum Beispiel kommen sie mit symmetrischen Eingängen resp. Ausgängen bei 
Digitalfiltern super klar.

"Meine" Schaltung, die ich meinte, hier in Bild 2: Der Dateiname sollte 
natürlich die Bezeichnung des ICs haben, also 386.
Treibt sogar klaglos einen Ausgangstrafo. Das Brummen kommt vom Aufbau, 
es wird aber auch anderswo gelegentlich auf derartige Empfindlichkeit 
hingewiesen.
Hatte deswegen auch die Schaltung schon ein wenig modifiziert, wie man 
sieht.

ciao
gustav

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> LM386 als auch TDA2003 sind aus der Steinzeit der
> Elektronik, da wart ihr noch Kinder.
> Die Chips sind so schlecht, die haben monolithischen
> Halbleiterverstärkern ihren schlechten Ruf eingebracht. Man sollte ihre
> Namen heute nicht mehr nennen, ausser zur Abschreckung.

So ein Quatsch. Sie sind alt aber immer noch aktuell weil sie gut genug 
sind. Es werden immer noch zahlreiche Geräte mit diesen Chips verkauft.

Außerdem ist im Zeitalter von plärrenden Smartphones und MP3 Files das 
Thema HiFi ziemlich in den Hintergrund gekommen.

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