Balanced Audio - wo kommt der DC offset her?

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

Hallo,

ich versuche gerade zu verstehen, wo der DC-offset am Ausgang "out" der 
Schaltung herkommt. Eigentlich sollte das Signal "in" durch C3 
AC-gekoppelt werden und dann bei "out" keinen DC-offset haben. Was 
übersehe ich?

Danke für hilfreiche Hinweise!

[hinz (Gast)]

Der Kondensator ist noch leer.

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

hinz schrieb:
> Der Kondensator ist noch leer.

Guter Hinweis, danke! Kann man dieses Problem irgendwie lösen (ohne 
symmetrische Versorgung der Opamps)?

[hinz (Gast)]

.ic v(n001)=10

Als Beispiel.

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

hinz schrieb:
> .ic v(n001)=10
>
> Als Beispiel.

In der Simulation ja, aber in der Realität?

[Günter Lenz (Gast)]

Sebastian W. schrieb:
>hinz schrieb:
>> Der Kondensator ist noch leer.
>
>Guter Hinweis, danke! Kann man dieses Problem irgendwie lösen
>(ohne symmetrische Versorgung der Opamps)?

Das Problem gibt es doch nur im Einschaltmoment.
Welche Frequenzen sollen denn übertragen werden?
Mach C3 kleiner, vielleicht 0,1µF, dann geht der
Aufladevorgang schneller.

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

Günter Lenz schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>>hinz schrieb:
>>> Der Kondensator ist noch leer.
>>
>>Guter Hinweis, danke! Kann man dieses Problem irgendwie lösen
>>(ohne symmetrische Versorgung der Opamps)?
>
> Das Problem gibt es doch nur im Einschaltmoment.
> Welche Frequenzen sollen denn übertragen werden?
> Mach C3 kleiner, vielleicht 0,1µF, dann geht der
> Aufladevorgang schneller.

Im Audio-Bereich, ca. 50-15kHz.

[MaWin (Gast)]

Sebastian W. schrieb:
> In der Simulation ja, aber in der Realität

In der Realität baut man eine positive und eine negative 
Versorgungsspannung und lässt den Scheiss mit VMID, dann kann man den 
Ausgangskondensator sogar weglassen und muss nicht den Signalweg mit 
Elkos versauen, denn am Eingang tun es wegen bekannter und hoher 
Eingangsimpedanz viel kkeinere für -3dB bei 20Hz, am Ausgang weiss man 
ja nicht was angeschlossen wird (600 Ohm Kopfhöhrer ?).

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

MaWin schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> In der Simulation ja, aber in der Realität
>
> In der Realität baut man eine positive und eine negative
> Versorgungsspannung und lässt den Scheiss mit VMID, dann kann man den
> Ausgangskondensator sogar weglassen und muss nicht den Signalweg mit
> Elkos versauen, denn am Eingang tun es wegen bekannter und hoher
> Eingangsimpedanz viel kkeinere für -3dB bei 20Hz, am Ausgang weiss man
> ja nicht was angeschlossen wird (600 Ohm Kopfhöhrer ?).

Am Ausgang der Schaltung hängt ein DSP mit single ended ADC (Adau1701).

[Udo K. (Gast)]

Die Schaltung ist Pfusch, und braucht viel zu viele Opamp.

Trotz der Opamps hat sie eine miese CMRR,
da das positive und negative Eingangssignal durch
unterschiedliche Opamps läuft...

Was spricht gegen die Standard Schaltung,
wie im angehängten Bild?

[Michael B. (laberkopp)]

Udo K. schrieb:
> Die Schaltung ist Pfusch, und braucht viel zu viele Opamp.
> Trotz der Opamps hat sie eine miese CMRR,
> da das positive und negative Eingangssignal durch
> unterschiedliche Opamps läuft...

?!?

Die Schaltung circuit.PNG entspricht genau deiner, inklusive der 
schlechten CMRR die du bemängelst und beide verstärken abhängig vom 
Ausgangswiderstand der vvorherigen Stufe.

Bei deiner ist es schwieriger, aus 2k | 2k genau (<1%) 1k zu machen, als 
wenn man gleich 2 x denselben Widerstand einsetzt.

[Udo K. (Gast)]

Du brauchst eine Brille... und laberst zu viel

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

Gibt es Vorschläge für eine Bessere Schaltung, d.h. bessere CMRR und 
unabhängig von der Quellimpedanz?

[Klaus R. (klara)]

Wie wäre es mit einem Servo?
mfg Klaus

[Michael B. (laberkopp)]

Sebastian W. schrieb:
> Gibt es Vorschläge für eine Bessere Schaltung,

Die Schaltung ist schon ok, ein INA137 wäre nicht besser, aber lass U4 
weg und nutze U2 als Spannungsfolger um die Spannung CM (gepuffert mit 
vorgeschlagenen 47uF nach AGND) des ADAU1701 zu puffern, das ist dein 
V_MID, so kann der Ausgangskondensator C3 entfallen, es geht über 18k 
(oder je nach Vollaussteuerungspegel) direkt in ADC0/1.

[Udo K. (Gast)]

Sebastian W. schrieb:
> Gibt es Vorschläge für eine Bessere Schaltung, d.h. bessere CMRR und
> unabhängig von der Quellimpedanz?

Besser in welcher Hinsicht?  Ohne ein konkretes Ziel mit (einem 
Zahlenwert) wird das nichts.

Eine CMRR von 40 - 60 dB ist bis auf Spezialfälle völlig ausreichend.
Kennst du noch irgendjemanden, der Wert auf Qualität legt,
und keine 1% Widerstände verbaut?
Der angenommene Sourcewiderstand von 100 Ohm hat damit +-1 Ohm maxime
Abweichung, das macht auf 10 kOhm Eingangsimpedanz wieviel aus?
Erst mal nachdenken schadet nicht...

Die von mir gezeigte Schaltung weiter oben findest du
mit einigen Abwandlungen in vielen Servicemanuals namhafter Hersteller.

Die kannst du nur mit grossem Aufwand in Hinblick auf Rauschen 
verbessern,
und du bist schon tief im Bereich "Diminishing Returns" drinnen.

Audio hat in Wirklichkeit keine besonders hohen Anforderungen an
die Schaltungstechnik.  Normalerweise reicht das billigste, was
du bekommen kannst völlig aus.
Die goldenen Ohren dichten in jedem Fall dazu, was sie gerade so hören
wollen.

[Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)]

1. Deine Schaltung dämpft um den Faktor 20 - den 2. OA kannst Du da 
getrost weglassen.

2. Außerdem würde ich (wenn Du das real aufbaust) noch einen Kondensator 
parallel zu R2 setzen, damit die Mittenspannung nicht rauscht.

3. Willst Du die Schaltung für eine Audio-Applikation einsetzen? Dein 
Hochpaß am Ende hat eine Zeitkonstante von 1,8sec, d.h. die 
Knickfrequenz ist 0,09Hz. Es wird nach dem Einschalten fast 10sec 
dauern, bis das Signal DC-frei ist. Da kannst Du die Kapazität getrost 
auf 4,7uF reduzieren.

[Paul H. (powl)]

Udo K. schrieb:
> Die Schaltung ist Pfusch, und braucht viel zu viele Opamp.
>
> Trotz der Opamps hat sie eine miese CMRR,
> da das positive und negative Eingangssignal durch
> unterschiedliche Opamps läuft...
>
> Was spricht gegen die Standard Schaltung,
> wie im angehängten Bild?

Was machen die 100p eigentlich? Klar, hochfrequente Signale 
kurzschließen. Aber wo sollen die in nennenswertem Maße herkommen und 
wen jucken die letztendlich?

[Chris K. (Gast)]

Und warum nicht gleich per i2s in den DSP? Von TI gibt es sehr nette IC 
für Differential Audio zu i2s. Gut kostet ne Ecke mehr als deine OP Amp 
Schaltung, dafür stimmen die Parameter mit HI RES Audio überein

[Michael B. (laberkopp)]

Paul H. schrieb:
> Was machen die 100p eigentlich? Klar, hochfrequente Signale
> kurzschließen. Aber wo sollen die in nennenswertem Maße herkommen

Kabel sind UKW Antennen, Handys liegen gerne auf Geräten.

> und wen jucken die letztendlich?

Sie werden durch die Diodenübergänge in der Schaltung demoduliert und 
damit hörbar.

[WR (Gast)]

Hallo Sebastian W.,
zurück zur ursprünglichen Frage:
Hast Du C3 (ich vermute mit 47µ einen Elko) richtig gepolt?
Plus + muss zum OV zeigen!

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

Jürgen W. schrieb:
> 1. Deine Schaltung dämpft um den Faktor 20 - den 2. OA kannst Du
> da
> getrost weglassen.
>
> 2. Außerdem würde ich (wenn Du das real aufbaust) noch einen Kondensator
> parallel zu R2 setzen, damit die Mittenspannung nicht rauscht.
>
> 3. Willst Du die Schaltung für eine Audio-Applikation einsetzen? Dein
> Hochpaß am Ende hat eine Zeitkonstante von 1,8sec, d.h. die
> Knickfrequenz ist 0,09Hz. Es wird nach dem Einschalten fast 10sec
> dauern, bis das Signal DC-frei ist. Da kannst Du die Kapazität getrost
> auf 4,7uF reduzieren.

Mit dem 2. Opamp wollte ich noch eine variable Verstärkung realisieren. 
Den Kondensator werde ich dann noch anpassen, danke.

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

WR schrieb:
> Hallo Sebastian W.,
> zurück zur ursprünglichen Frage:
> Hast Du C3 (ich vermute mit 47µ einen Elko) richtig gepolt?
> Plus + muss zum OV zeigen!

Es gibt noch keinen realen Aufbau, ich denke ich werden einen Folien-C 
verwenden.

[Sebastian W. (b_a_s_t_i_w)]

Chris K. schrieb:
> Und warum nicht gleich per i2s in den DSP? Von TI gibt es sehr
> nette IC
> für Differential Audio zu i2s. Gut kostet ne Ecke mehr als deine OP Amp
> Schaltung, dafür stimmen die Parameter mit HI RES Audio überein

Der Eingang kommt von einem Mischpult mit balanced Outputs. Die Pegel 
können bis zu 16dBu (~13,8V spitze-spitze) betragen. Ich denke das geht 
nicht direkt mit einem solchen IC.

[Udo K. (Gast)]

Für den ADAU1701 mit grad mal 80 dB THD würde ich nicht gross rumtun,
wenn du nicht gerade 30 Meter Kabel dazwischen hast:

Da tun es 1uF vom XLR Pin 2 in Serie mit einem 100 kOhm Widerstand
in den Eingang des ADC, und gut ist es.
Den invertierenden XLR Pin 3 kannst du ignorieren, oder mit 100 kOhm auf
Masse legen.
Da mit Opamps rumzutun ist doch Silizium Verschwendung..

[Chris K. (Gast)]

Hallo Sebastian,

Da lautet die Antwort jein. TI hat ICs für XLR zu i2s. Wobei auch da 
zusätzlich OP Amps zum Einsatz kommen. Wäre glaube ich der PCM4222. Bin 
mir nicht ganz sicher, da ich die Unterlagen nicht griffbereit habe, 
aber auf Basis eines TI IC habe ich auch schon mal ein DSP basiertes 
Mischpult für eine PA Anlage gebaut