Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Digital angesteuerter Analog-Mixer


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von Carsten P. (cp70)


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Hallo Expertinnen und Experten,

mein erstes größeres Elektronik-Projekt ist eine Idee, einen 
quasi-analogen Mixer zu bauen, der einen AVR enthält, der wiederum 
digitale Potis steuert rein für die Lautstärke-Regelung. Wie das alles 
aussieht, schreib ich später weiter auf. Erstmal, weil first things 
first, würde ich euch gerne meine Spannungsversorgungs-Skizze 
vorstellen.

L1 ist ein Ringkerntrafo von Sedlbauer, und das Datenblatt gibt die 
primäre Sicherung mit 0,4A(träge) vor, sekundär 2,5A(flink). Ich habe 
das mal auf 1A reduziert wegen der Regler, und es soll ja ein Mixer und 
kein Verstärker sein.

Die Leerlaufspannung vom Trafo liegt bei 14,7V bei 236V primär (beides 
gemmessen), macht hinter dem Gleichrichter und Elko mitsamt Wurzel 2 und 
Sicherheitszuschlag aufgerundet 23V. Beides liegt noch im Bereich der 
Maximalwerte vom Spannungswandler und der Elkos.

C1..2 sind Allerwelts-Elkos von Yageo, und C3..6 Holystone Kerkos.

Besser geht es immer, aber es soll ja was zum Einsteigen sein. Trotzdem 
freu ich mich über jede Kritik und vor allem jetzt schon am Anfang über 
Verbesserungsideen. Und es soll kein Hi-End-Mixer werden! ;-)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Carsten P. schrieb:
> Ich habe das mal auf 1A reduziert wegen der Regler

Kann man sich fast sparen. Die sichern bestenfalls noch gegen 
durchgeschlagene Gleichrichter in der Grätzbrücke, die 7809/7909 haben 
ohnehin eine eingebaute Strombegrenzung. (Ich gehe mal davon aus, dass 
du sie nicht gerade im TO3-Gehäuse verbauen willst. :)

Selbst, falls wirklich der Gleichrichter durchbrennt: durch die erhöhte 
Stromaufnahme der Sekundärseite sollte dann die Primärsicherung kommen.

Je nach Stromaufnahme verheizt du bei so einer großen Spannungsdifferenz 
natürlich einiges in den Reglern. Ggf. musst du also einiges an 
Kühlfläche vorsehen.

von Carsten P. (cp70)


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Hallo, Jörg,

> Carsten P. schrieb:
>> Ich habe das mal auf 1A reduziert wegen der Regler
>
> Kann man sich fast sparen. Die sichern bestenfalls noch gegen
> durchgeschlagene Gleichrichter in der Grätzbrücke

Ja, ich komme ja eher aus der Elektrik, da sichert man lieber zweimal 
zuviel als einmal zu wenig ^^

> Je nach Stromaufnahme verheizt du bei so einer großen Spannungsdifferenz
> natürlich einiges in den Reglern. Ggf. musst du also einiges an
> Kühlfläche vorsehen.

Meinst du die Spannungsdifferenz zwischen U1.1 und U1.3, also die, die 
am Regler abfällt? Ich habe den Trafo lieber eine Nummer größer gewählt, 
damit mir die Dioden kein allzu großes Klirren einbringen. Falsch 
gedacht?

Die CA3140, die ich als OpAmps für den Mixer vorgesehen habe, vertragen 
auch +/-12V. Also eher 7x12?

von Jens M. (schuchkleisser)


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- Die Diode zwischen Elko und Regler würde ich weglassen.
- Dafür eine rückwärts über den Regler, von A nach E. Gegen bumm beim 
Abschalten wenn größere Elkos am Ausgang liegen.
- Und über die Dioden des Gleichrichters vielleicht jeweils ein Kerko 
mit ein paar nF, gegen die harten Verzerrungen. 10-47 irgendwo, tät ich 
sagen.
- Vorwiderstände vor den Reglern helfen, die Wärme an Teile zu verteilen 
die das besser vertragen. Den Trafo zu teilen wird glaub ich zu knapp, 
oder?
Wäre schöner, der hat ja einen Mittelabgriff, aber was nicht reicht 
reicht nicht. 7812/7912 wäre wenn sonst nichts dagegen spricht besser. 
Je weniger man an die Betriebsspannung rankommt desto besser.
- Sicherungen wie schon angemerkt bringen nichts. Eine primäre reicht.
- Da Audiogerät: evtl. Netzfilter?

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


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Carsten P. schrieb:
> der wiederum digitale Potis steuert rein für die Lautstärke-Regelung
An dieser Stelle möchte ich dann gleich mal darauf hinweisen, dass die 
Anschlüsse solcher Potis nicht potentialfrei sind und man sie meist 
nicht außerhalb der (digitalen) Versorgung betreiben darf. Also: keine 
negative Spannung und keine über 5V an keinem Potianschluss.

: Bearbeitet durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Carsten P. schrieb:
> Besser geht es immer

Was machen D5 und D6 da ?

12V~ für 9V Regler passt.

3A Dioden sind reichlich dimensioniert.

Sekundärsicherungen überflüssig.

CA3240 ist nun sicher kein Audio-OpAmp.

von MaWin (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> dass die Anschlüsse solcher Potis nicht potentialfrei sind und man sie
> meist nicht außerhalb der (digitalen) Versorgung betreiben darf.

Richtig

> keine negative Spannung und keine über 5V an keinem Potianschluss

Na ja, es gibt reichlich el. Potis mit ausreichender 
Versorgungsspannung.
AD5291/92/93/AD7376 (30V SPI Analog), MAX5436-39 (30V SPI Maxim), DS1808 
(+/-12V TWI log) MCP41HVX1 (36V 256steps SPI Microchip, Reichelt)

und ausserdem explizite (logarithmische) Lautstärkeregler.

PGA2310/2311/2320 (TI, +/-15V +32..-95dB 0.0003 THD+N, 20 EUR) 
TC9153=PT2253 (dual 7 bit dual 6 bit Audio up/down Inputs, 
TC9154=PT2254=shift register inputs) BH3532 (Rohm) WM8816 (Wolfson) 
TC9235=PT2256 (Toshiba/Princeton 0.3Vrms Stereo -78dB 0.01% Loudness 
VU-Meter) MUSES72320 (Stereo +/-18V 120dB Digikey 12 EUR)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Carsten P. schrieb:
> Ich habe den Trafo lieber eine Nummer größer gewählt, damit mir die
> Dioden kein allzu großes Klirren einbringen. Falsch gedacht?

Klirren bringt da nichts ein, eher Brummen.

Wenn deine Opamps und Lautstärkeregler nur ein paar mA aufnehmen, spielt 
das nicht so die große Rolle. Wenn das 100 mA werden, wird's aber warm.

von Carsten P. (cp70)


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Hallo, Jens,

> - Die Diode zwischen Elko und Regler würde ich weglassen.
> - Dafür eine rückwärts über den Regler, von A nach E. Gegen bumm beim
> Abschalten wenn größere Elkos am Ausgang liegen.

Genau diese Schaltung kenne ich auch, die du gerade nennst, aber ich 
habe... du weißt schon... mal gegoogelt, und da wurde an mehreren 
Stellen gesagt, dass diese von mir gemalte ^^ Variante im 
Low-Voltage-Bereich besser wäre. Du magst aber Recht haben, die 1N54xx 
sind ja sehr schnell.

> - Und über die Dioden des Gleichrichters vielleicht jeweils ein Kerko
> mit ein paar nF, gegen die harten Verzerrungen. 10-47 irgendwo, tät ich
> sagen.

Über die Dioden? Also parallel zu ihnen? Oder wo würdest du sie 
verbauen?

> - Vorwiderstände vor den Reglern helfen, die Wärme an Teile zu verteilen
> die das besser vertragen. Den Trafo zu teilen wird glaub ich zu knapp,
> oder?
> Wäre schöner, der hat ja einen Mittelabgriff, aber was nicht reicht
> reicht nicht. 7812/7912 wäre wenn sonst nichts dagegen spricht besser.

Ja, wie gesagt. Die verplanten CA3140 als OpAmps können bis zu +/- 18V 
ab. Die Änderung tut nicht weh.

> Je weniger man an die Betriebsspannung rankommt desto besser.
> - Sicherungen wie schon angemerkt bringen nichts. Eine primäre reicht.
> - Da Audiogerät: evtl. Netzfilter?

Wie würdest du den dimensionieren? Also Cx, Cy, L...?

von Carsten P. (cp70)


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Lothar M. schrieb:
> An dieser Stelle möchte ich dann gleich mal darauf hinweisen, dass...

Das klingt erstmal nach der Sorte ''möchte ich mal darauf hinweisen, 
dass du noch sehr viel zu lernen hast''. Und: stimmt^^

Datenblätter anschauen macht halt schlauer. Und wenn du nicht darauf 
hingewiesen hättest, hätte ich was verbaut, was genau gar nicht passt 
und mich gewundert, wieso der Krümel qualmt. Danke also!

: Bearbeitet durch User
von Carsten P. (cp70)


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MaWin schrieb:
> und ausserdem explizite (logarithmische) Lautstärkeregler.

Danke auch dir für die Quellen!

von Carsten P. (cp70)


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MaWin schrieb:
> 3A Dioden sind reichlich dimensioniert.
Ich hab sie gerade reichlich parat.

> CA3240 ist nun sicher kein Audio-OpAmp.
CA3140.

Beitrag #5725868 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Aber warum denn solch ein Urgestein für die OpAmps? Der z.B. OPA134 
rauscht nur ein Fünftel so stark und ist ein prima OpAmp in Bezug auf 
THD und IM Produkte.
Den gibts auch als DoppelOP (OPA2134). Andere brauchbare Amps sind z.B. 
der NJM4562 oder der NJM4580.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Hallo, Carsten.
Die Dioden vorne machen nichts. Also kann man sie sparen.
Die antiparallel zum Regler haben den Sinn, das beim Abschalten der 
Regler nicht vorn 0V sieht und hinten xV. Das mögen die nicht und gehen 
dabei gern mal kaputt, wenn "hinten" größere Elkos kommen.
Einige -zig µF gehen, aber sicher wär sicher: Die Diode sorgt dafür das 
die Spannungen nur minimal voneinander abweichen können, schon passiert 
es (deswegen) garantiert nicht mehr das dir die Regler verdampfen.

Die Caps für den Gleichrichter müssten parallel zu den Dioden, ja.
Wird zumindest im Analog/Audio-Bereich oft gemacht um Störungen durch 
die Dioden zu vermindern.

Den Netzfilter würd ich fertig kaufen. Aber die haben ja normal die 
Innenschaltung draufgedruckt, kann man natürlich auch nachbauen.
Die Frage ist: Ein Gerät, wenige Geräte oder Massenprodukt. Je nachdem 
ist das eine oder andere dann besser.

von Analoger (Gast)


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Jens M. schrieb:
> - Die Diode zwischen Elko und Regler würde ich weglassen.
Hätte ich jetzt auch gesagt. Was sollte die bringen ausser 
Spannungsabfall? Von hinten kann nichts kommen, es sei denn die 
Verbraucherspannung steht an, wenn das NT abgeschaltet wird.

> - Dafür eine rückwärts über den Regler, von A nach E. Gegen bumm beim
> Abschalten wenn größere Elkos am Ausgang liegen.
Vor allem, um den Regler vor Negativspannung zu schützen. Allerdings 
transportieren diese Dioden auch etwas AC in die Schaltung.

Und dies besonders, wenn du die 4 Kerkos vorne einsetzt.

von Jonas B. (jibi)


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von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Carsten P. schrieb:
> Und wenn du nicht darauf hingewiesen hättest, hätte ich was verbaut,
> was genau gar nicht passt und mich gewundert, wieso der Krümel qualmt.
Das war die Idee, und wir habe jetzt zudem noch eine schöne Liste für 
spannungsfestere Digitalpotis...   ;-)

> Danke also!
Kein Ursache.

von Peter D. (peda)


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Carsten P. schrieb:
> Und es soll kein Hi-End-Mixer werden! ;-)

Ich würde trotzdem die Schaltung verbessern.
Positivregler sind stabiler und rauschen weniger. Da der Trafo 2 
Wicklungen hat, kann man ganz einfach 2 Positivregler mit Grätzbrücke 
aufbauen und sie erst am Ausgang verbinden. Dadurch kann auch kein Brumm 
auf GND entstehen, da GND erst hinter den Reglern verbunden wird.

http://www.dieelektronikerseite.de/Projects/Funktionsgenerator.htm

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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Carsten P. schrieb:
> Die CA3140, die ich als OpAmps für den Mixer vorgesehen habe

Der CA3140 war früher mal einer meiner Lieblings IC. Kann man den heute 
noch kaufen?

Matthias S. schrieb:
> Aber warum denn solch ein Urgestein für die OpAmps? Der z.B. OPA134
> rauscht nur ein Fünftel so stark und ist ein prima OpAmp in Bezug auf
> THD und IM Produkte.
> Den gibts auch als DoppelOP (OPA2134). Andere brauchbare Amps sind z.B.
> der NJM4562 oder der NJM4580.

Wenn es billig sein sollte wäre der NE5534 / 32 eine gute Alternative.
mfg klaus

von Ralph B. (rberres)


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Klaus R. schrieb:
> Wenn es billig sein sollte wäre der NE5534 / 32 eine gute Alternative.
> mfg klaus

Das sind gute Audio-OPs mit bis zu +- 22V Betriebsspannung.

Allerdings müssen sie auf eine Spannungsverstärkung von mindestens 5 
eingestellt sein, sonst haben die OPs Schwingneigungen.

TL071 bis TL074 sind auch recht brauchbare OPs. Allerdings rauschen sie 
mehr. Und die maximale Betriebsspannung beträgt nur +- 18Volt.

Ralph Berres

von Carsten (Gast)


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Hallo an alle, nochmal vielen Dank für die Unterstützung und die vielen 
Hinweise. Dadurch ist meine Idee nun ganz anders geworden (SVS und quasi 
alles auf TTL Level). Aufs Steckbrett gestöpselt brummt es freilich noch 
ein bisschen, aber der OPA2134 war ein super Tipp von euch. Also, vielen 
Dank! Jetzt noch einen Anbieter finden, der das passende Platinen-Layout 
in 3-Schicht für nicht gar zu viel Geld herstellt, und ich bin happy ^^

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