Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV Audio-Verstärkung optimieren


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von Dom90 (Gast)


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Hi liebe Tüftler :)

Im Anhang habe ich eine Schaltung, welche mit dem Op07DP OpAmp 
realisiert wurde.
Um diese Schaltung rauschärmer zu realisieren, habe ich die 
Widerstandswerte minimiert und einen aktuelleren OPV benutzt, welchen 
ich bereits zu Hause habe.
Gerne würde ich von euch wissen was ihr von den Optimierungen hält, ob 
euch gröbere Fehler auffallen, ihr Tipps habt worauf ich vielleicht noch 
achten soll oder Tipps wie ich den OPV noch besser einbinden kann.

Die Buffer Stage wird im Original mit einem Transistor realisiert, ich 
verwende auch hierfür einen OPV.
Vref wird ansonsten von einem einfachen Spannungsteiler erzeugt, auch 
hier benutze ich einen Impedanzwandler nach dem Spannungsteiler.

Um noch eine konkrete Frage loszuwerden, ist es notwendig den Widerstand 
direkt nach IN bei 1Meg zu belassen ? Input ist ein Line-Signal aus 
einem TB303 Synthesizer.

Lg und schon jetzt Danke für jede Hilfe !!
Ich würde die Schaltung gerne bis ins Detail optimieren, bevor ich 
Platinen ätzen lasse.

Dom

von Dom F. (dom90)


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Da ist mir beim Upload der Bilder wohl ein Fehler unterlaufen.
Ich hoffe ich hatte beim „Optimieren“ der Schaltung mehr „Glück“ als 
beim Upload ??

Die händische Zeichnung stellt die neue, geplante Version dar.

Lg

von Nils P. (torus)


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Lass den 1 Meg Widerstand drin. Der gibt dem Signal einen Massebezug.

Ohne ihn kann es passieren das sich durch elektrostatische Aufladung die 
Signalleitung langsam aber sicher von Ground entfernt.
Das geht lange gut, aber irgendwann bricht die Spannung durch die 
Isolation des Kondensators. Das macht sich dann durch ein Knacken im 
Signal bemerkbar.
Die Spannung ist dann wieder im normalen Bereich, läd sich jedoch weiter 
auf und zwei Stunden später knackt es wieder.

Den Effekt kennen sicherlich viele. Der 1 Meg Widerstand sorgt dafür, 
das die Ladung einen Weg hat abzufließen.

von op (Gast)


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Hallo,

mir erschließt sich der Sinn nicht, eine Verzerrer/Distortion Schaltung 
(Dioden am Ausgang) rauschärmer zu machen? Man möchte doch, dass diese 
knarzt.

Gruß op

von Dom F. (dom90)


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@Nils:

Danke für die Antwort :)
Ich frage mich nur, ob es ein 10K oder 100K Widerstand auch tun würde, 
oder sind das Überlegungen die sich nicht wirklich (positiv) auswirken 
würden ? :)

@op
Auch dir Danke fürs Interesse und das ist eine berechtigte Frage :D

Gain des OPVs bleibt ja gleich und ich würde im Prinzip zumindest die 
selbe Diodenkennlinie zu hören bekommen, also im Grunde das selbe 
Zerrverhalten nur mit weniger Noise von den Widerständen bzw des OPVs 
bei Gain in diesem Fall über 2000.
Soviel zumindest zu meiner Überlegung ? Ob das klug ist, ich hoffe ??

von der schreckliche Sven (Gast)


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Dom90 schrieb:
> ist es notwendig den Widerstand
> direkt nach IN bei 1Meg zu belassen ? Input ist ein Line-Signal aus
> einem TB303 Synthesizer.

Dass da ein Widerstand sein muss, wurde schon gesagt.
Der relativ hohe Wert von 1MOhm ist für eine E-Gitarre gedacht.
Ansonsten kann der Widerstandswert auch kleiner sein.
Der Kondensator am Eingang (22nF) muss dann natürlich angepasst werden.

von HildeK (Gast)


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Dom90 schrieb:
> Um noch eine konkrete Frage loszuwerden, ist es notwendig den Widerstand
> direkt nach IN bei 1Meg zu belassen ? Input ist ein Line-Signal aus
> einem TB303 Synthesizer.

Üblicherweise haben Line-In-Eingänge eine Eingangsimpedanz zwischen 10k 
und 100k. Schlimmstenfalls hast du einen vernachlässigbaren Pegelverlust 
durch den Ausgangswiderstand der Line-Quelle.
Ich würde da 47k reinbauen.

Warum hast du C2 erhöht? Lass den auf 1n, denn der R2 blieb ja bei 1k.

Die Beschaltung am Ausgang brauchst du nicht anpassen. Nach der 
Verstärkung durch den OPA spielt deren Rauschbeitrag keine Rolle mehr.

Dom90 schrieb:
> Um diese Schaltung rauschärmer zu realisieren, habe ich die
> Widerstandswerte minimiert und einen aktuelleren OPV benutzt, welchen
> ich bereits zu Hause habe.

Generell ist der Anteil der Widerstände am Rauschen vernachlässigbar, 
vor allem wenn man als Eingangssignal Line-Pegel hat. Bei 
Mikrofonverstärkern ist das etwas anders.
Den wesentlichen Beitrag liefert eh der OPA selber. Ob der zu den 
rauscharmen Varianten zählt, kann man dem Datenblatt entnehmen.

von MaWin (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Die händische Zeichnung stellt die neue, geplante Version dar.

Der AD797 hat zwar gute Daten, ist aber nur für +/-5V, also 10V 
spezifiziert, nicht für die 5.6 bis 9V einer Blockbatterie. Figure 9 
gilt pro Rail (geht bis 18 und nicht 36V) und zeigt wie knapp unterhalb 
5V (also 10V gesamt) der Strombedarf einknickt, die interne 
Stromversorgung also zusammenbricht.

Nimm trotz deines geringen +/-0.7V Pegels lieber 2 9V Blöcke, damit 
entfällt auch die unsägliche virtuelle Masse mit ihrem Einschaltplopp, 
man braucht halt einen 2-poligen Einschalter.

Oder nimm einen anderen OpAmp, für die Schaltung braucht es die Daten 
des 797 nicht.

von Dom F. (dom90)


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@Sven
Muss ich C1 da wirklich anpassen ?
Ich dachte R1 und C1 bilden einen Filter oder sind es R17 und C1 ?
Danke für deinen Input! Ich dachte mir schon, dass der 1Meg von der 
Gitarre kommt und hier optimierungsbedarf ist?

@HildeK

Du hast mir schonmal geholfen und der Beitrag war wieder sehr hilfreich, 
Vielen Dank!!!

Der AD797 gilt als sehr rauscharm, weswegen die Wahl auf diesen fiel. 
Und Datenblatt steht, dass der Großteil an Rauschen durch die Größe der 
Widerstände entsteht, daher kam es zu diesen Änderungen.
Alles klar, also nach dem Ausgang kann ich mir das getrost sparen, macht 
Sinn, da wird ja keine Rauschen mehr verstärkt :)

Zum Thema C2 noch...
Habe ich das richtig verstanden, dass die beiden Komponenten einen LPF 
mit der Grenzfrequenz 159154,9Hz darstellen ?

Das wäre dann ja nicht unbedingt nötig, daher hab ich mit der Änderung 
des C2 die Grenzfrequenz auf 33862,75Hz reduziert..oder hab ich hier 
einen Denkfehler?

Eine Frage hab ich noch zum R1..wovon hängt denn die Größe dieses 
Widerstands ab ? Dieser bestimmt doch den Strom der Referenzspannung 
oder? Hängt dieser vom gewählten OPV ab?

Echt vielen Dank für eure Unterstützung, freu mich sehr, dass ihr 
mitdiskutiert und mich unterstützt ?✌️

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Zum Thema C2 noch...
> Habe ich das richtig verstanden, dass die beiden Komponenten einen LPF
> mit der Grenzfrequenz 159154,9Hz darstellen ?
Ja. Aber so viele Stellen würde ich nicht angeben :-). 16kHz reicht!

> Das wäre dann ja nicht unbedingt nötig, daher hab ich mit der Änderung
> des C2 die Grenzfrequenz auf 33862,75Hz reduziert..oder hab ich hier
> einen Denkfehler?
Stimmt schon, ich hatte die Grenzfrequenz nicht nachgerechnet. Die 4.7nF 
gehen also auch, dein Signal wird ja eher nicht über 20kHz liegen. 
Allerdings sind die 1kΩ nicht alles: die Ausgangimpedanz der Quelle geht 
auch mit ein und die kann auch schon mal 1kΩ betragen. Also: lass den 
Wert auf 1nF.
Man versucht an der Stelle einfach das Scheunentor nicht weiter zu 
öffnen als notwendig und hochfrequente Einstreuungen zu entfernen.

> Eine Frage hab ich noch zum R1..wovon hängt denn die Größe dieses
> Widerstands ab ? Dieser bestimmt doch den Strom der Referenzspannung
> oder? Hängt dieser vom gewählten OPV ab?
Der soll die künstliche Masse an den Eingang bringen, so dass der OPA in 
Ruhe auf der halben Versorgungsspannung liegt.
Der Wert ist hier recht groß und hängt insofern vom gewählten OPA ab, 
weil Bias-Ströme in den Eingang fließen können, die beim einem mit 
FET-Eingang wesentlich kleiner sind als bei bipolaren Eingängen. Das 
führt zu einer mehr oder weniger großen Verschiebung des Arbeitspunktes.
Bei genügend Versorgungsspannung und der Abtrennung mit dem C am Ausgang 
ist eine geringe Verschiebung tolerierbar.
Wenn du R1 zu klein wählst, belastet der die Quelle stärker; zu groß: 
der Offset wird zu groß. Auch daher ist diese Aussage sinnvoll:

MaWin schrieb:
> Nimm trotz deines geringen +/-0.7V Pegels lieber 2 9V Blöcke, damit
> entfällt auch die unsägliche virtuelle Masse mit ihrem Einschaltplopp

von der schreckliche Sven (Gast)


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Ich dachte, es geht um R1.
R17 kannst Du weglassen.

von HildeK (Gast)


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HildeK schrieb:
> 16kHz reicht!

Mist: 160kHz muss das heißen!

von Dom F. (dom90)


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@MaWin
Thx für den Input :)
Ich dachte mir schon, es könnte suboptimal sein, den so zu betreiben, 
funktionieren sollte es grundsätzlich hab ich mir gedacht, aber da gibt 
es dann sicher bessere Lösungen.

Der OPA228 wäre mir da alternativ noch gekommen in dieser Konfiguration.

Überlege aber gerade auch ob ich nicht einfach eine Dual Supply machen 
soll mit +/- 5V..würde mir da aber nicht der OPV selbst weniger in die 
Sättigung geraten, als in aktueller Konfiguration mit den +/-4,5V?

Was wäre denn die sauberer Lösung eurer Meinung nach?

Versorgt wird ohnehin mit einem Netzteil, ich werde aber beachten, dass 
man, falls das jemand nachbauen will später, 2 9V-Blöcke benutzt werden 
sollen :)

@HildeK
Danke für die weitere Ausführung.

So sieht die Schaltung daweil aus, den Part am Ausgang werd ich wohl 
aber auch lassen, weil why Not :D

von der schreckliche Sven (Gast)


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Dom F. schrieb:
> mit +/- 5V..würde mir da aber nicht der OPV selbst weniger in die
> Sättigung geraten,

Du meinst Übersteuerung.
Da das Signal am Ausgang durch die Dioden begrenzt wird, spielt das 
keine Rolle.

von Dom F. (dom90)


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Das meine ich, ja, sorry ??

von Dom F. (dom90)


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Ah..alles klar, ich verstehe, macht Sinn :)

Dann wär die Dual Supply Lösung noch schöner find ich.

Würden R1 und C1 dann wegfallen ? Bzw wie geh ich hier dann vor..den 
Filter würd ich ja trotzdem gerne haben, damit etwas von den Tiefen weg 
ist ..hmm..:)

von HildeK (Gast)


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BTW: es wäre nicht schlecht, wenn du die Bauteile in deinen 
Handzeichnungen auch mit einer Referenz benennen würdest, so muss man 
immer auf die Zeichnung im Eingangspost referenzieren und die deckt sich 
immer weniger mit den Modifikationen ...

In deiner Handzeichnung lese ich die Kondensatoren an dem 110R und 11R 
als nF. Es sollten aber µF sein - vielleicht nur undeutlich geschrieben.

Dom F. schrieb:
> Was wäre denn die sauberer Lösung eurer Meinung nach?

Die saubere Lösung ist immer die Versorgungsspannung, die im Datenblatt 
genannt ist. Bei kleinerer Spannung ist zu schauen, wie weit der Ausgang 
an die Rails herankommt.
Beim OPA228 fehlen auf jeden Fall 2V an den Rails bei >10k Last und 3.5V 
bei 600R Last. Deshalb sind ±9V oder mehr schon gut, dann hast du 
mindestens noch ±5V für das Ausgangssignal - bei frischer Batterie 
wohlgemerkt.
Wenn du mit einem Netzteil versorgst, spielt es kaum ein Rolle, ob du 
±6V, ±9V oder ±15V auswählst. Die Bauteilwerte der Beschaltung sind 
nicht davon abhängig (na gut, die Spannungsfestigkeit der Elkos schon) .
Für den OPA228 sind die Spezifikationen für ±5V ... ±15V gültig. In dem 
Bereich solltest du sinnvollerweise bleiben.

der schreckliche Sven schrieb:
> Du meinst Übersteuerung.
> Da das Signal am Ausgang durch die Dioden begrenzt wird, spielt das
> keine Rolle.

Naja, trotzdem sollte der OPA nicht selber übersteuert werden.

von HildeK (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Würden R1 und C1 dann wegfallen ? Bzw wie geh ich hier dann vor..den
> Filter würd ich ja trotzdem gerne haben, damit etwas von den Tiefen weg
> ist ..hmm..:)

Nein, der kann ruhig bleiben. Übrigens: da gehen nicht die Tiefen weg, 
sondern die HF-Höhen! Das ist ein Tiefpass!
Für die Tiefen ist der Eingangskondensator 0.47µ und der 47k an Vref = 
GND zuständig und auch der 0.1µ mit den Serienwiderständen am Ausgang.

Die Masse ist ja der gemeinsame Punkt der beiden Versorgungsspannungen 
und dein genanntes Vref ist dann auch diese Masse.
An +VCC und -VCC kommt nur der OPA.

von Klaus R. (klara)


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Dom90 schrieb:
> Ich würde die Schaltung gerne bis ins Detail optimieren, bevor ich
> Platinen ätzen lasse.

So mache ich das auch. Nach den Grobüberlegungen auf Papier und 
Taschenrechner nehme ich dann LTspice. Neben dem Frequenzgang kann man 
damit das Rauschen ermitteln und sogar den Klirrfaktor.

Warum sollte man sich mit weniger zufrieden geben?

http://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html
http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html

mfg Klaus

von Dieter (Gast)


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Schau Dir den Artikel an zum rauscharmen Verstärker. Ggf. ist etwas 
dabei zum Übernehmen.

https://www.elektormagazine.de/news/SUPRA-2.0-moderner-vorverstaerker-fuer-plattenspieler

von Dom F. (dom90)


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@HildeK
Ich habe eh R1 und C1 gemeint die wegfallen würden/könnten, ich brauche 
den R1 ja dann „eigentlich“ nicht, wenn ich keine Vref habe, weil Dual 
Supply, oder ?

Referenzen sind bei der nächsten Version dabei :)

ja, das sollte uF heißen ?

@Klaus

Das habe ich bereits simuliert und es klingt soweit fein, dass ich damit 
auch das Rauschen und den klirrfaktor ermitteln kann, wusste ich noch 
nicht und werde ich mir zu Gemüte führen ?? Danke für den Hinweis !

@Dieter: Abendlektüre, bin gerade in Australien und wird wohl mein Gute 
Nacht Programm ??

von HildeK (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Ich habe eh R1 und C1 gemeint die wegfallen würden/könnten, ich brauche
> den R1 ja dann „eigentlich“ nicht, wenn ich keine Vref habe, weil Dual
> Supply, oder ?

Sorry, da hab ich mich vertan :-(. Meine Aussage galt für R2/C2 ... Das 
lag bestimmt an den fehlenden Referenzen :-).

Den C1 würde ich lassen, man weiß ja nie, welche Quelle angeschlossen 
wird und ob die einen DC-Offset hat. Und nach dem C1 brauchst du noch 
einen R auf GND - das wären die 47k auf Vref, das jetzt zu GND wird bei 
symmetrischer Speisung.
Also so:

                                   +VCC
                                  |\|
          C1                     -|-\
          ||          _R2         |  >-
     o----||----o----|___|---o----|+/
          ||    |            |    |/|
               .-.           |     -VCC
             R1| |          ---
               | |          --- C2
               '-'           |
                |            |
               ===          ===
               GND          GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)


von Dom F. (dom90)


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Passiert den besten ;) und der Fehler liegt eh bei mir, kommt noch mit 
Referenzen, wenn ich es neu gezeichnet hab :) Denke am Montag ?

Ok, so kann ich das dann trotzdem machen, sehr gut, Danke !

von Ekki L. (loesti)


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Ohne ins Detail gehen zu wollen und ohne den Mitforisten die Freude am 
Schreiben nehmen zu wollen, hier nach kurzer Lektüre des Bisherigen mein 
ganz persönlicher wohlgemeinter Rat: es gibt für diese Zwecke auch 
fertige Bausätze für wenige Euro und die funktionieren sogar, wenn man 
sie richtig aufbaut.

von Dom F. (dom90)


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Ok ;)
Auch Danke dafür haha

von MaWin (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Der OPA228 wäre mir da alternativ noch gekommen in dieser Konfiguration

Der arbeitet ab 5V, frisst aber bei 600 Ohm Last (du hast 1k) bis 3.5V 
von positiver und negativer Versorgung, bei +/-0.7V Signal braucht man 
also zumindest +/-4.5V als Versorgung.
Zudem ist es ein unkompensierter OpAmp. Deine Verstärkung ist zwar hoch, 
trotzdem ist der OPA227 sicher unproblematischer.

Ich finde deine Widerstands/Kondensator-Umdimensionierung 
"abenteuerlich". Du verschiebst alle Grenzfrequenzen massiv denn wer 
Widerstandswerte zehntelt müsste Kondensatorwerte verzehnfachen und 
nicht ebenfalls zehnteln, und obwohl die Schaltung sowieso ein 
Effektgerät sein soll, wird der Effekt deiner Umdimensionierung deutlich 
anders als das Original sein.

Ausgangskondensator von 220nF nach HF-Tiefpass von 100nF finde ich auch 
abenteuerlich.

von HildeK (Gast)


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MaWin schrieb:
> Du verschiebst alle Grenzfrequenzen massiv denn wer
> Widerstandswerte zehntelt müsste Kondensatorwerte verzehnfachen und
> nicht ebenfalls zehnteln, und obwohl die Schaltung sowieso ein
> Effektgerät sein soll, wird der Effekt deiner Umdimensionierung deutlich
> anders als das Original sein.
Hat er doch richtig gemacht, mit Ausnahme des C3. Der wirkt aber eh nur 
oberhalb 15kHz oder höher (im Original) und jetzt eben oberhalb 160kHz.
>
> Ausgangskondensator von 220nF nach HF-Tiefpass von 100nF finde ich auch
> abenteuerlich.
Im Original hat der TP am Ausgang fg=500Hz (oder höher: Poti) mit 3.3n 
zu 22n. Neu jetzt 160Hz mit 100n zu 220n in der Auskopplung. Kann so 
gewünscht sein ...
Ja, die 220n könnten etwas größer sein, zumal man über den 
Eingangswiderstand der Folgestufe nichts weiß und bevorzugt die tiefen 
Frequenzen haben will.

von Ekki L. (loesti)


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1. Einen "Nachbrenner" für nen TB303 basteln finde ich prinzipiell mal 
eine originelle Sache!
2. Dazu hast Du aber m.E. schon das falsche Schaltungskonzept. Versuchs 
für einen Synthie besser mit einem asymmetrischen, single-ended und/oder 
einem crossover Entwurf.
3. Das diskutierte Schaltungskonzept ist an sich schon gewagt, daran 
auch noch herumzudoktorn ist gefährlich.
4. Viel wurde über den Frequenzgang geschrieben, man müsste aber erstmal 
wissen, was für Sounds Du machen möchtest. Wichtig hier auch: uF und nF 
nicht verwechseln!!!
5. AD797 - neee!!! Schau mal in die TB303 rein, was da so verbaut ist. 
Also standesgemäß nimmt man da, wenn schon, dann nen 741'er Op!
6. Für Synthie hast Du gerade ohnehin viel zu viel Gain.
7. Und dann schreibst Du "Platine ätzen LASSEN" - wieviel Zeit und Geld 
willst Du in etwas stecken, was absehbar nur zu Frust führen wird?

Also nochmal: fürs gleiche Geld und in der gleichen Zeit hast Du 5 
verschiedene Fertigbausätze komplett, vielleicht auch einen Phaser oder 
Flanger oder Delay, kannst zwischen denen auswählen, kannst die 
modifizieren und kombinieren. Und wenn Du dann noch lustig bist, dann 
kannst Du ja dann mit den erprobten Schaltungen Deine Platine layouten 
und ätzen und wenn Du dazu geschäftstüchtig bist vielleicht sogar 
vermarkten.

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Die Auslegung vom Anfang ist schon nicht so schlecht. Durch kleinere 
Widerstände reduziert sich zwar das Rauschen etwas, aber der 
Stromverbrauch geht stark in die Höhe.

Der Poti P1 sollte ggf. noch durch einen Serienwiderstand geschützt 
werden. Bei der niederohmigen Version könnte das Poti bei kleinem 
Widerstand und ungünstigem Signal überlastet werden.

Beim Rauschen der OPs muss man auch den Rauschstrom am Eingang 
berücksichtigen. Der AD797 ist daher auch nur bei sehr niederohmiger 
Schaltung (etwa < 100 Ohm) wirklich Rauscharm ist. Der OPA227/228 ist da 
schon etwas moderater, aber immer noch übertrieben.

Schon der OPA227 ist deutlich schneller als der OP07. Die Frage ist da 
eher wie man den OP bremsen kann / muss um den Effekt nicht so anders 
werden zu lassen. Ein Kandidat wäre da ggf. der NE5534 mit viel externer 
Kompensation um die GBW zu reduzieren.

von Dom F. (dom90)


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@HildeK

Nun mit Referenzen :))

Habe jetzt auch die Bufferstage eingezeichnet wie ich mir das 
vorstelle..hätte auch dafür gerne den AD797 benutzt, aber da scheiden 
sich wohl die Geister ob dieser Unity Gain-stabil ist..hmm, habe zu 
Hause noch runde 10 Stück NE5534 liegen, welche mit zusätzlicher 22pF 
Kompensation (Gesamt 34pF) Unity Gain-stabil sind..nur wegen der +/- 5V 
Versorgung bin ich nicht sicher ob dieser damit ok wäre.
Vielleicht könnt ihr mir da bitte nochmal weiterhelfen?

@Ekki

Ich sag’s mal so, der Plan ganz zu Beginn ist aus einem der netten 
Bausätze, es handelt sich dabei um einen der wohl meistverkauftesten 
Effekte überhaupt(das muss so nicht stimmen?)
Ich habe diesen bereits mehrmals gebaut, gemoddet, für Freunde anders 
simuliert und gemoddet..ich LIEBE diesen Effwkt und daher auch dieser 
Versuch von mir, ihn mit neuwertigen Komponenten sauberer zu clonen..es 
muss kein 1:1 Nachbau werden, überhaupt nicht, aber er hat mich eben 
dazu inspiriert und so ist es jetzt wie es ist :)
Hinter meiner TB303 und RE303 hängen bereits genau diese Effekte, so 
zerre ich meinen Acid in Livesets und Produktionen, ich denke der Gain 
ist also genau richtig wie er ist :) Habe diesen auch bereits mit etwas 
weniger Gain gebaut und ebenfalls für gut befunden..aber genug davon :)

Da viele meiner Freunde ebenfalls solche Musik wie ich machen und ich 
nicht einen Bausatz mit teils größeren Polypropylenkondensatoren 
zusammenschustern will, möchte ich mir eine eigene perfekte Platine 
günstig machen lassen, meine alte Schule ermöglicht das.
Hoffe mich nun ausreichend gerechtfertigt zu haben :D

@Lurchi
Danke für den Tipp mit dem Poti, das versuche ich zu berücksichtigen :)

von Dom F. (dom90)


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Neuer Tag - neuer Fail..
Wieder hab ich das Bild nicht angehängt ??

Die Frage auch nochmal zu R17 wie sinnvoll dieser weiterhin ist bzw. ob 
der Widerstandswert kleiner sein dürfte.
Meines Wissens ist dieser dafür da, dass die Schaltung nicht ploppt beim 
Einschalten.

Es kam auch noch D3 neu dazu, für asymmetrisches Clipping, erprobt und 
klingt sehr sehr gut :)

Ich hoffe grad nix vergessen zu haben :)

Lg

von Ekki L. (loesti)


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Ist wohl nicht einer der meistverkauftesten Effekte aber vielleicht 
einer der meistverstaubensten.
Bei 47k Eingangswiderstand ist der Mehrpreis für den AD797 komplett für 
den Eimer - insbesondere hinter einem TB303. NE5534 ist da angemessener.
R17 ist unkritisch, C1 ist jetzt schönerweise in uF, aber P1 und P2 
werden es so nicht lange machen. P3 gehört vor den Impedanzwandler, 
dahin wo jetzt R9 ist. Die Pulldowns am Ausgang sind mit 1k nur unnötig 
kleine Stromfresser.
D3 würde ich schaltbar machen, generell empfehlen sich in dieser 
Anwendung Germaniums anstelle der 1N914.
So, zum Thema Signal- und Masseführung ist bisher noch kein Wort 
verloren - aber o.k., learning by doing - viel Erfolg!!!

von Klaus R. (klara)


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Dom F. schrieb:
> habe zu
> Hause noch runde 10 Stück NE5534 liegen, welche mit zusätzlicher 22pF
> Kompensation (Gesamt 34pF) Unity Gain-stabil sind..nur wegen der +/- 5V
> Versorgung bin ich nicht sicher ob dieser damit ok wäre.
> Vielleicht könnt ihr mir da bitte nochmal weiterhelfen?

Der 5534 arbeitet laut Datenblatt schon mit +/-3V. Er hat aber einen 
relativ geringen Eingangswiderstand von min. 30K und typ. 100K. Bei 
+/-5V UB könntest Du ca. +/-2V an 600 Ohm herausbekommen. Dazu sagte das 
DaBla nichts aus, zumindest nicht das von TI. Die möchten wohl lieber 
andere verkaufen.
mfg Klaus

von Mark S. (voltwide)


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Klaus R. schrieb:
> Er hat aber einen
> relativ geringen Eingangswiderstand von min. 30K und typ. 100K.

Der differentielle Eingangswiderstand, gemessen bei Leerlaufverstärkung, 
ist irrelevant für praktische gegengekoppelte Schaltungen. D.h. er ist 
dann viel höher.

von HildeK (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Die Frage auch nochmal zu R17 wie sinnvoll dieser weiterhin ist bzw. ob
> der Widerstandswert kleiner sein dürfte.
> Meines Wissens ist dieser dafür da, dass die Schaltung nicht ploppt beim
> Einschalten.
Der darf auch kleiner sein, er bildet eben zusammen mit dem R1 den 
Eingangswiderstand der Schaltung. Also 100k sind auf jeden Fall noch ok.

Was anderes:
Für die neue Ausgangsstufe mit v=1 braucht man keine speziellen 
Audio-OPA. Bei Unitiy Gain kann fast jeder popelige OPA 1MHz Bandbreite. 
Und die müssen dann auch nicht kompensiert werden.
Am Ausgang sehe ich R10 und Cx und Rx (Referenz? :-) ). Die beiden Rs 
sind überflüssig. Der R10 belastet nur den OPA und bringt absolut 
nichts. Der Rx liegt ja parallel zu dem 100k Poti und das sorgt schon 
dafür, dass Cx nicht geladen ist. Das ist bei symmetrischer Versorgung 
sowieso nicht so kritisch. Kritischer ist eher, dass Cx ungepolt sein 
sollte, also z.B. ein bipolarer Elko.
Das Poti am Ausgang wäre mir mit 100k etwas zu hochohmig. Damit hat der 
Ausgang im Worst Case einen Quellwiderstand von 25k (Schleifer in der 
Mitte). Je nach Nachfolgeschaltung kann sich das auf den Frequenzgang 
auswirken. Ein 10k oder 25k Poti wäre sinnvoller.
Auch C9 ist überflüssig, weil eben bipolar versorgt wird.
C7 ev. auch, denn für DC arbeitet der 1. OPA auch in Unity-Gain. Sollte 
da, etwas abhängig vom OPA-Typ, ein DC-Offset auftreten, dann kann man 
ev. C7 noch drin lassen. Der Eingang des 1. OPA hat ja den R1 und legt 
damit am +E für DC 0V fest. Da DC nicht verstärkt wird, ist das auch am 
Ausgang so und damit auch am Eingang des zweiten OPA. Wenn wenigstens 
einer der C7/C9 drin bleibt, dann ist auch R9 notwendig, sonst könnte 
der auch entfallen.
Du siehst die Vorteile der symmetrischen Versorgung?

An P1 steht 23k. Ist das nun ein Poti oder nicht? Wenn es ein Poti ist, 
dann sollte man noch 500R oder 1k in Reihe schalten, denn sonst sieht 
der OPA den sehr niederohmigen R5 beim einen Anschlag des Potis. Den 
wird er nicht treiben können. Selbst die 110R sind noch sportlich.

von Dom F. (dom90)


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@Ekki
Danke für den Tipp mit den anderen Dioden, ich werd wie bei den meisten 
Zerren die ich baue einen Schalter mit 12 Stellungen benutzen und wieder 
diverse Diodenkombinationen, Mosfets, etc. benutzen um der Zerre mehr 
Varianz zu geben :)

Das Thema Signal und Masseführung wird bestimmt eines, wenn ich erstmal 
beginne die Platine zu zeichnen, also demnächst xD Meine Ausbildung ist 
mittlerweile über 10 Jahre her und solange bin ich vom Fach auch ca. 
bald weg, daher wird das bestimmt spannend, aber ich vertraue darauf, 
dass es möglich sein wird. Muss mich zum Thema EMV einlesen, dann hoffe 
ich, es wird :)

@HildeK
Wieder 1000 Dank für deine Hilfe.
Ich habe den Widerstand in Serie zum Poti vergessen, hatte bisher, bei 
der Ursprungsversion immer einen 3k in Serie dazugehängt, damit der 
Pegel beim Ein und Ausschalten relativ gleich bleibt.
In diesem Fall wird es ein 680R Widerstand zum 22k Poti.

Der AD797 hat sich bei der Messung der Rauschdichte in dieser 
Konstellation tatsächlich als Fehl am Platz erwiesen. Ich habe die 
letzten X Stunden damit verbracht etwas zu finden von dem ich denke es 
passt.
Ich hoffe sehr, ihr belehrt mich nicht gleich eines besseren :D :D

Ich werd mir jetzt noch einen netten DC Wandler raussuchen, der mir die 
+/-5V macht und dann kann es hoffentlich ans Zeichnen gehen :)

Ich will da ich noch Platinen der Orginialschaltung habe, das ganze auch 
mit 9V Single Supply und 2 Stück NE5534 aufbauen, den bekommt dann ein 
Freund :D
Da frag ich mich, da im Datenblatt des NE5534 ja steht er hat eine 
Eingangsimpedanz von 100K,mindestens aber 30K, ob man diese messen kann 
?
Das würde für mich in der Gesamtkonstellation ja eine ordentliche 
Schwankungsbreite der Eingangsimpedanz bedeuten.
Bei 100K des OPV hätte ich mir dann ausgerechnet, dass ich eine 
Eingangsimpedanz von 444K habe, und bei 30K eine von 1M4.
Ich würde die 444K bevorzugen und mir demnach den Chip "rausmessen", bei 
dem das auch der Fall ist, habe ja etliche davon zu Hause rumliegen.

Fragen über Fragen....:D

Kann mich nur nochmal bei euch bedanken für die viele Hilfestellung und 
die Anregungen.
Ich versuche täglich mehr über OPVs zu lernen, damit ich künftig 
selbstständig die beste Wahl für meine Schaltungen finden kann, am 
ersten Blick scheint aber alles immer etwas viel, man wächst aber rein 
:)

Lg

von Dom F. (dom90)


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Oh, beim nochmaligen Durchlesen deines Beitrags HildeK, sehe ich gerade, 
dass ich jetzt R9 weggelassen habe, obwohl ich C7(jetzt heißt er C45 auf 
dem letzten Bild) drin gelassen habe. Ich dachte dieser würde nur bei 
Anwesenheit des C9 benötigt werden :O
Warum genau wird dieser Widerstand dann notwendig ?
Ich würde diesen ansonsten natürlich ergänzen, zur besseren 
Veranschaulichung werd ich beim nächsten Upload die Referenzen anpassen, 
damit es nicht für soviel Verwirrung sorgt.

von Tipster (Gast)


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Folgendes sollte bei der Optimierung bedenken:
Je schneller ein OP ist, desto besser verstärkt er auch Störungen.
Deswegen kann es sein das ein langsamerer OP mit etwas höheren 
Eigenrauschen angenehmer empfunden wird als ein rauschärmerer OP mit 
hoher Bandbreite.

von Klaus R. (klara)


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Hallo Dom,
bilde doch mal bitte das Integral der Rauschsimulation. Geh mit der Maus 
auf V(onoise) und betätige Strg + linke Maustaste (Control-Left-Click).
Wie hoch ist Total RMS noise?
mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Warum genau wird dieser Widerstand dann notwendig ?

Der Eingang des Ausgangs-OPA benötigt einen Bezug zu GND, auf Grund der 
kapazitven Kopplung (C45) kann der DC-Pegel irgendwo zwischen ±0.7V 
(begrenzt durch die Dioden) floaten, denn der Bias-Strom am +E zieht das 
irgendwo hin. Daher, mit einem R parallel zu C41 wird das vermieden, 
z.B. mit 47k.
Warum ist der R47 so klein bzw. überhaupt drin?
Auch etwas verwundert bin ich über die Wahl des C41, zusammen mit dem 1k 
R45 ist das schon ein heftiger Tiefpass. Der wirkt bei kleinen 
Ausgangssignalen ohne Begrenzung mit einer Grenzfrequenz von 1.6kHz.

von Lurchi (Gast)


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Der Eingangs OP könnte vom Rauschen ggf. etwas kritisch sein, weil er 
ohne Eingangssignal eine hohe Verstärkung hat und so sein Rauschen ggf. 
recht präsent sein kann. Hinter dem 1. OP ist das Rauschen eher 
unkritisch und der Teil darf entsprechend auch hochohmiger sein und auch 
der Spannungsfolger am Ausgang was gewöhnliches (bis hin zum 741) sein. 
Der LM358 könnte ein paar extra Verzerrungen liefern, wenn man will.

Bei den BJT basierten sehr rauscharmen OPs muss man etwas aufpassen mit 
dem Stromrauschen, die sind für wirklich niederohmige Quellen. Für den 
AD797, LT1128/LT1028, OPA211 und ähnliche sind das irgendwas unter etwa 
300-1000 Ohm - bei mehr Quellimpedanz sind dann andere OPs mit mehr 
Spannungsrauschen, aber weniger Stromrauschen ggf. besser. Die OP27 / 
OPA227 und Ne5534 sind etwa passend für rund 2-5 KOhms. Darüber kommen 
auch JFET basierte OPs (etwa OPA141, OPA134 und ähnliche) in Frage. D.h. 
der Verstärker sollte zur Quelle passen.

von Dom F. (dom90)


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@Tipster
Danke für die Anregung

@Lurchi
Sehr interessante Stichwörter hast du da aufgebraucht, habe jetzt auch 
mal den OPA134 simuliert, ebenfalls sehr gut :)

@HildeK
Jetzt wird es spannend ?
Mein Plan war EIGENTLICHER folgender, dass der R47 und C41 denn Tiefpass 
machen...vor dem R47 ist eigentlich das 10k Poti, welches aktuell in der 
Simulation aus der der Schaltplan stimmt, nicht eingezeichnet war, der 
Filter ist sozusagen ganz offen und bei 19409 Hz...funkt ja so aber 
nicht wegen dem 1K davor?
Ist das in der ausgangsschaltung im ersten Beitrag auch so, dass der R6 
der ersten Schaltung auf den nachfolgenden Filter mit dem 100k poti 
wirkt ? Das hätte ich bisher nie bedacht..Schande über mein Haupt :/

@Klaus, juhuuuu, Danke für den Tipp ..die Bilder der Simu hab ich 
angehängt :) bei der Simulation habe ich den AD797 benutzt, mit dem 
LT1128 ist es noch um 20uV weniger. :)
Der LT1128 zeigt sich als der leiseste von allen genannten simulierter 
:)
Werde den Prototypen mit einem Stecksockel machen, die unterschiedlichen 
Chips dann testen und ermitteln, welcher mir am besten gefällt und 
welcher tatsächlich am wenigsten rauscht :)

Danke für euer Interesse und eure Hilfe, macht euch Spaß hier und ist 
immens lehrreich !!

Um den Filtet wie ich das gerne hätte zu realisieren, brauche ich da 
eine weitere Bufferstufe oder kanonisch mir da anders helfen ? Zumindest 
wäre das jetzt mal mein Ansatz..hmm :)

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Dom F. schrieb:
> Ist das in der ausgangsschaltung im ersten Beitrag auch so, dass der R6
> der ersten Schaltung auf den nachfolgenden Filter mit dem 100k poti
> wirkt ?

R6, Poti und R8 sind der Widerstand, C8 der wirkende Kondensator.
Es ist jetzt noch so, dass dann, wenn die Dioden begrenzen, der R6 kaum 
noch wirkt, die verhalten sich dann quasi wie Spannungsquellen mit recht 
niedrigem Innenwiderstand, jedenfalls deutlich niedriger als 1k. 
Zugegeben, ist etwas schwer zu verstehen.
In der Ausgangsschaltung war ein Poti mit 100k drin und 1k5 in Reihe, da 
fallen die 1k nur noch am Anschlag ein wenig auf. Das wäre 
vernachlässigbar. Jetzt hast du das C massiv vergrößert und musst mit 
dem R47 nach unten. Warum machst du das eigentlich? Lass doch die 
Beschaltung der Ursprungsschaltung! Du hast doch vorne schon deutlich 
verstärkt, der Rauschbeitrag durch die 100k fallen nicht auf. Und wenn 
du schon kleiner Widerstände benötigst: R6 kann man noch etwas kleiner 
machen (was halt der OPA so als Last verträgt), Poti auf 10k, 
Serienwiderstand auf 150R und C auf 33nF. Wäre der Faktor 10.

Dom F. schrieb:
> Um den Filtet wie ich das gerne hätte zu realisieren, brauche ich da
> eine weitere Bufferstufe oder kanonisch mir da anders helfen ?

Du hattest in dem vorletzten Bild 82R (R47) drin, damit wirkt der 
1k-Widerstand wesentlich bei Signalen ohne Begrenzung. In der Begrenzung 
durch die Dioden wird das besser, aber 82R sind imho immer noch viel zu 
wenig. Letztlich ist die Grenzfrequenz 1/(2πRC), also C kleiner und R 
größer wirken genauso.


Beim letzten Bild kann ich nichts lesen: Screenshot wäre deutlich besser 
als Fotografieren. Deshalb beziehe ich mich aufs vorletzte Bild.

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