Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker Grundlagen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Carl (Gast)


Lesenswert?

Zur Abwechslung will ich mal etwas mit Operationsverstärkern spielen.

Ich habe einen uA741 und einen LM324.
Der LM324 scheint mir viel praktischer für die heutige Zeit, weil er 
wohl schon mit 5V läuft.
Kann man den LM324 gut für einen Mikrophonverstärker verwenden?

: Verschoben durch Moderator
von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Carl schrieb:

> Kann man den LM324 gut für einen Mikrophonverstärker verwenden?

Wegen starker Übernahmeverzerrungen wohl eher nicht.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Carl schrieb:
> Kann man den LM324 gut für einen Mikrophonverstärker verwenden?

Wenn's Scheisse klingen soll.

Er ist der allerbilligste OpAmp den es heute gibt.

Wenn er damit deinen Ansprüchen genügt, rauscht und schnarrt halt.

http://web.mit.edu/6.101/www/reference/op_amps_everyone.pdf

 http://www.analog.com/media/en/training-seminars/design-handbooks/Op-Amp-Applications/Section1.pdf 
etc.
 http://www.analog.com/media/en/training-seminars/design-handbooks/Op-Amp-Applications/SectionH.pdf 
(Historische Entwicklung)
 http://www.kelm.ftn.uns.ac.rs/literatura/mpi/pdf/Op%20Amp%20Applications%20Handbook.pdf 
(Walter Jung OpAmp Applications)

von Dampfheuler (Gast)


Lesenswert?

Der 324 ist viel besser wie der 741 ... pfffft.

Dieser Vergleich war allenfalls anfangs 1970 aktuell.

Weg mit dem Troll.

von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

Wenn du damit spielen willst, nimm einen TS912 o.ä.

von Carl (Gast)


Lesenswert?

Autor: Michael B. (laberkopp)
>Wenn er damit deinen Ansprüchen genügt, rauscht und schnarrt halt.

Kannst Du das mit dem Rauschen und schnarren etwas genauer spezifieren?
Was bedeutet das, klingt es wie Mittelwelle statt UKW?

>Wenn du damit spielen willst, nimm einen TS912 o.ä.

Wenn ich es richtig sehe, gibt es den nur als SOP. Für einen Freund des 
Breadboards wie mich ....

von Carl (Gast)


Lesenswert?

Noch eine Frage: Warum wurde der Topic vom Analog ins Mikrocontroller 
Forum verschoben? Operationsverstärker sind definitiv ein Analog-Thema.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Carl schrieb:
> Kannst Du das mit dem Rauschen und schnarren etwas genauer spezifieren?

Rauschen 48 nV/√Hz 
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/3PEAK-LM358-SR_C93149.pdf

Schnarren: Übernahmeverzerrungen bei Ausgangsstrom Übergang source vs. 
sink wegen fehlendem Ruhestrom.

Slew Rate 0.55V/us (ein 20kHz Audiosignal mit 2.8Vrms)

Bandbreite erreicht kaum 10kHz

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Dampfheuler schrieb:

> Der 324 ist viel besser wie der 741 ... pfffft.
>
> Dieser Vergleich war allenfalls anfangs 1970 aktuell.

Nun, für viele einfache Anwendungen ist der LM324/358 ausreichend.
Weil er langsam ist, neigt er auch kaum zum Schwingen und kommt
gut bis an die negative Rail heran. Für den 741 fallen mir dagegen
keine Anwendungen ein, für den dieser sinnvoll wäre.

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Carl schrieb:
> Kannst Du das mit dem Rauschen und schnarren etwas genauer spezifieren?
> Was bedeutet das, klingt es wie Mittelwelle statt UKW?

Genannt wurden schon die Übernahmeverzerrungen --> 'Schnarren'.
Der Rauschbeitrag ist relativ hoch, für viele einfache Applikationen 
kein großes Problem, bei Mikrofonverstärker aber sehr relevant.
Im Datenblatt eines jeden einigermaßen rauscharmen OPA ist das schon auf 
der ersten Seite genannt: "low noise" und genauer spezifziert unter 
"equivalent Input Noise Voltage". Und das ist nur bei wenigen OPAs 
wirklich so klein, dass sie als Mikrofonverstärker geeignet sind.

Zu "Mittelwelle vs. UKW": Bei Mikrofonverstärkern hat man (sehr) kleine 
Pegel, man muss also deutlich verstärken. Bei Faktor 100 ist man dann 
schon auf unter 10kHz Bandbreite beschränkt.

Mit 5V laufen nur wenige OPAs, wenn du schon im Audiobereich unterwegs 
sein willst, dann solltest du dir eine symmetrische 
Versorgungsmöglichkeit mit ±10V ... ±15V bereit legen. Der 324/358 hat 
den Vorteil, nahe GND am Eingang und Ausgang noch arbeiten zu können, 
allerdings geht der Output nur bis max. 3V...3.5V am Ausgang, wenn du 
mit 5V arbeiten willst.
Der genannte TS912 kann letzteres, ist aber für Audio kaum besser 
geeignet: rauscht auch, hat noch weniger Bandbreite als der LM324, läuft 
aber schon bei 2.7V und bis ±16V.
Für Audio besser geeignet ist z.B. der NE5532, den gibt es auch im DIP. 
Zu dem passen ganz gut die folgenden Kriterien:

- equivalent Input Noise Voltage: klein, <5..10nV/sqrt(Hz)
- Unity-gain bandwidth: > 5MHz
- Slew Rate: > 5..10V/µs

Jeder Hersteller hat passende im Angebot, man muss halt suchen ...

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

HildeK schrieb:

> Für Audio besser geeignet ist z.B. der NE5532,

ACK, aber der braucht auch einen gewissen Mindestabstand
zu den Rails.

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> ACK, aber der braucht auch einen gewissen Mindestabstand
> zu den Rails.

Ja, hatte ich explizit nicht erwähnt, aber quasi implizit über die 
symmetrische Versorgung mit ±10V ... ±15V bei Audioanwendungen. Man 
braucht gerade da auch Headroom.

von Carl (Gast)


Lesenswert?

HildeK
>Genannt wurden schon die Übernahmeverzerrungen ...
>Ja, hatte ich explizit nicht erwähnt, aber quasi implizit über die
>symmetrische Versorgung mit ±10V ... ±15V bei Audioanwendungen. Man
>braucht gerade da auch Headroom.

Danke für die ziemlich ausführliche Antwort.
Gibt es eigentlich eine gute Möglichkeit bzw. ein fertiges BreakOutBoard 
für die Erzeugung von +-12V aus 5V ?
Ich habe mir schon überlegt, ob man nicht einen Max232 dafür 
missbrauchen könnte.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

Hallo,

baue doch einfach den Mikrofonverstärker mehrmals mit unterschiedichen 
OPVs auf, dann erkennst Du die Unterschiede. Und eine einstellbare 
symmetrische Versorgung sollte man auf dem Tisch stehen haben.

mfG

MfG

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Carl schrieb:
> Gibt es eigentlich eine gute Möglichkeit bzw. ein fertiges BreakOutBoard
> für die Erzeugung von +-12V aus 5V ?

Gehen tut das schon. Ein fertiges Board kenne ich jetzt nicht.
Ein paar Möglichkeiten:
- für den Anfang: zwei 9V-Batterien - mit+/- 9V geht das das auch.
- zwei 12V Wandwarzen
- eine 24V Wandwarze und eine Schaltung zur Erzeugung einer virtuellen 
Masse
- ein Doppelnetzteil, das wirst du über Kurz oder Lang eh benötigen, 
wenn du bei dem Hobby bleiben willst.

Sicherlich gibt es noch weitere Möglichkeiten, mit dem MAX232 kannst das 
ja mal probieren.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Carl schrieb:

> Gibt es eigentlich eine gute Möglichkeit bzw. ein fertiges BreakOutBoard
> für die Erzeugung von +-12V aus 5V ?

Es gibt sog. DCDC-Wandler für diesen Zweck.

von flacher ball (Gast)


Lesenswert?

ich habe immer mal wieder einen alten japaner auf dem tisch. denon, sony 
und co. in den dingern wird mit einem 4558 verstärkt! das ist hifi und 
der chip sollte auch dem to hier reichen. also immer schön den ball 
flach halten.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

flacher ball schrieb:

> ich habe immer mal wieder einen alten japaner auf dem tisch. denon, sony
> und co. in den dingern wird mit einem 4558 verstärkt! das ist hifi und
> der chip sollte auch dem to hier reichen.

Ich würde den 4558 eher als LoFi bezeichnen. Der NE5532 ist besser.

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

flacher ball schrieb:
> das ist hifi und
> der chip sollte auch dem to hier reichen. also immer schön den ball
> flach halten.

Die haben sicher keinen Mikrofonverstärker drin!

Für Linesignale gehen viele OPAs, da muss es nicht unbedingt ein NE5532 
sein. Rauschen ist da kaum ein Problem; hält man die Verstärkung in 
Grenzen, reicht auch die Bandbreite. Nur bei der Slewrate muss man 
aufpassen.

von Nils Pipenbrinck (Gast)


Lesenswert?

Carl schrieb:
> Gibt es eigentlich eine gute Möglichkeit bzw. ein fertiges BreakOutBoard
> für die Erzeugung von +-12V aus 5V ?

Ganz billig (und Breadboard freundlich) geht das mit einem ICL7660. Du 
bekommst zwar keine +-12V, sondern -5 und +10V. Für die meisten 
Operationsverstärker ist das genug Headroom um problemlos 5V Signale zu 
verarbeiten.

Schaltung ist im Datenblatt 
https://www.renesas.com/eu/en/www/doc/datasheet/icl7660.pdf auf Seite 10 
(Figure 20).

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

flacher ball schrieb:
> ich habe immer mal wieder einen alten japaner auf dem tisch. denon, sony
> und co. in den dingern wird mit einem 4558 verstärkt!

Mikrophoneingänge ?

von flacher ball (Gast)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Mikrophoneingänge ?

nö, line und subw.

von Carl (Gast)


Lesenswert?

Gibt es einen praktischen Unterschied zwischen dem 
Verstärkungs-Bandbreite-Produkt und der Transitfrequenz?

von Carl (Gast)


Lesenswert?

Im Taschenbuch der Elektrotechnik

https://www.amazon.de/Taschenbuch-Elektrotechnik-Grundlagen-Ralf-Kories/dp/3817117345

steht dazu:
Die Transitfrequenz wird meist als Verstärkungsbandbreitenprodukt GBP 
bezeichnet.

Soweit ich weiß, wird in den Datenblättern oft das GBP für den "Open 
Loop" Fall angegeben. Jetzt könnte sich das GBP ja für unterschiedliche 
Widerstandsverhältnisse ändern.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


Lesenswert?

Carl schrieb:
> Gibt es eigentlich eine gute Möglichkeit bzw. ein fertiges BreakOutBoard
> für die Erzeugung von +-12V aus 5V ?

Warum muss denn heutzutage alles 5V sein - nur wegen USB?

Na ja, du könntest einen Bausatz wie 
https://www.ebay.de/itm/DC-5-24V-to-Dual-Power-12V-5V-3-3V-USB-Boost-Linear-Regulator-Module-DIY-Kits/182101013197 
oder 
https://www.aliexpress.com/item/USB-Boost-DC-5-24V-to-dual-power-12V-12V-5V-5V-3-3V-Linear-Regulator/32633207600.html
zusammenbauen und das Ergebnis probieren.

Ich schreibe ausdrücklich probieren, weil dort natürlich Schaltregler 
verwendet werden. Die können, wenn sie schlecht gemacht und schlecht 
gefiltert sind, Audio kräftig stören. Genau wie ein USB-Ladegerät 
alleine auch.

Ein Vorteil des Boards ist allerdings, dass nach den Schaltreglern 
Linearregler verwendet werden. Die können die ein oder andere Störung 
von den Schaltreglern unterdrücken.

> Ich habe mir schon überlegt, ob man nicht einen Max232 dafür
> missbrauchen könnte.

Lieber nicht. Unstabilisiert, sehr wenig Ausgangsleistung und die 
Ladungspumpen im MAX232 werden anständig Störungen erzeugen. Ich meine, 
versuchen kannst du es, aber mach dir keine großen Hoffnungen.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.