Hallo! Ich hab mir einen Universal Mono Preamp von Velleman gekauft, in dem ein LM358 Opamp integriert ist. In meinem mit einer 9V-Akku betriebenem Gerät funktioniert der Preamp so lange gut, bis am Akku nur mehr 85-90% Spannung messbar sind. Dann ist nichts mehr zu hören. Das ist aber nicht verwunderlich, da der Preamp lt. Manual gern mindestens 10V hätte (Power Supply: 10-30VDC / 10mA) Lt. Datenblatt des LM358, das ich mir im Netz rausgesucht habe, wäre der Opamp aber grundsätzlich mit weniger Spannung zufrieden (3V~32V). Wie könnte ich die Schaltung verändern, sodass ich mit dem 9V-Akku länger fahren kann? Den Schaltplan des Velleman-Moduls hab ich angehängt.
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velleman_schematic.png
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Mit Ausnahme des IC befindet sich in dieser Schaltung kein einziges Bauteil, das Anforderungen an die Höhe der Versorgungsspannung stellt.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Mit Ausnahme des IC befindet sich in dieser Schaltung kein > einziges > Bauteil, das Anforderungen an die Höhe der Versorgungsspannung stellt. Das Signal wohl schon.
Der müsste mit 5V noch gut laufen. Vielleicht hat deine Batterie einen zu hohen Innenwiderstand. Bist du sicher, dass die Batterie unter Last die von dir genannten 7,65V liefert? Wie hoch ist die gewünschte Spannung des Signals am Ausgang? Die Batterie muss den Spitzenwert des Signals mal 2 plus ca. 2V liefern.
Die Batterie war jetzt wieder einige Zeit im Ladegerät. Jetzt funktioniert das Gerät wieder. Ich hab da aber einen anderen 9V-Akku einer anderen Marke (beschriftet mit 170mAh und 8.4V). Damit ging das Gerät noch nie. Hat im jetzigen Zustand gemessen etwas über 9V, aber unter Last nur 5,35V. Die andere - funktionierende - müsste ich dann morgen nochmal unter Last messen, nachdem das Gerät einige Zeit gelaufen ist.
Miss dann mal am Opamp, ob da auch wirklich an allen Signalpins etwa die halbe Betriebsspannung steht und was passiert, wenn du die verringerst. Man kann den LM358 schon gegen was anderes ersetzen, aber merkwürdig ist das schon, denn ersollte eigentlich auch bei 6V arbeiten, wenn auch nicht mehr weit aussteuerbar. Ersatz gibts so einiges. Aus meinem Lager würde ich z.B. den ICL7621 ausprobieren, der ist zwar kein Bandbreitenwunder, verbraucht aber so gut wie keinen Strom. Im Prinzip sollte jeder duale Rail-to-Rail Opamp gehen, wenn er bei den gewünschten Verstärkungen, vor allem der 2ten Stufe, noch genug Bandbreite hat.
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output_voltage_swing.png
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Stefan ⛄ F. schrieb: > Wie hoch ist die gewünschte Spannung des Signals am Ausgang? > > Die Batterie muss den Spitzenwert des Signals mal 2 plus ca. 2V liefern. Hm... hilft das "Output Voltage Swing" lt. LM358-Datenblatt weiter? Siehe Anhang. Was ich mich frage... wenn 5V genügen sollten, warum verlangen die Spezifikationen von Velleman einen Spannung von 10-30VDC?
Thomas K. schrieb: > . In meinem mit einer 9V-Akku betriebenem Gerät funktioniert der Preamp > so lange gut, bis am Akku nur mehr 85-90% Spannung messbar sind. Dann > ist nichts mehr zu hören Das liegt nicht an dieser Schaltung. Sie arbeitet bis ca. 3V, wobei die mögliche Ausgangsspannung (Lautstärke) immer geringer wird und bei 3V quasi 0 wird. Die Schaltung verstärkt um Faktor 1 bis 100. Qualitativ ist die Schaltung aber unterste Schublade. Ein audiotauglicher Rail-To-Rail OpAmp wie OPA1678 oder TL972 wäre eine Linderung.
MaWin schrieb: > Qualitativ ist die Schaltung aber unterste Schublade. Paßt ins Bild das ich von Velleman habe. LM358 ist einfach nur der billigste OP-Amp auf dem Weltmarkt: Reicht doch für den unbedarften Bastler.
Thomas K. schrieb: > Die Batterie war jetzt wieder einige Zeit im Ladegerät. Jetzt > funktioniert das Gerät wieder. Es wäre gut gewesen, wenn du gleich geschrieben hättest, dass es um einen Akku geht. Denn bei Akkus steigt der Innenwiderstand zum Ende hin rapide an und 7 mal 1V Spannung ist bei Nickel-Akkus bereits an der Grenze zu "leer".
Thomas K. schrieb: > Was ich mich frage... wenn 5V genügen sollten, warum verlangen die > Spezifikationen von Velleman einen Spannung von 10-30VDC? Weil alle Operationsverstärker mehr oder weniger verzerren, wenn man sie bis an die Grenzen aussteuert. Man ist bei den meisten Modellen auf der sicheren Seite, wenn man ca. 2 Volt "Luft" einplant. Wenn du ihn z.B. mit 5V versorgst, bleiben 3V übrig. In Wechselspannung umgerechnet sind das 1,5V Spitze für die positive Halbwelle und 1,5V Spitze für die negative. Geteilt durch Wurzel aus 2 macht ca. 1 Volt effektive Spannung. Und die wirst du wohl mindestens brauchen. Eine 9V Einwegbatterie gilt erst bei knapp über 5V als verbraucht. Das ist knapp an der Grenze. Ich denke, die haben 10-30V geschrieben, damit du eben nicht in die Versuchung kommst, eine 9V Block Batterie zu verwenden und nachher so wie jetzt Probleme meldest. Kann es sein, dass dieses Produkt noch einen Spannungsregler enthält, der die Anforderungen erhöht?
Stefan ⛄ F. schrieb: > Es wäre gut gewesen, wenn du gleich geschrieben hättest, dass es um > einen Akku geht. Es wäre gut gewesen, wenn Du den Eingangspist zu Ende gelesen hättest: Thomas K. schrieb: > Wie könnte ich die Schaltung verändern, sodass ich mit dem 9V-Akku > länger fahren kann?
Thomas K. schrieb: > Ich hab da aber einen anderen 9V-Akku einer anderen Marke Wenn Du ohnehin zwei Akkus hast, kannst Du die auch in Reihe schalten. Du solltest nur häufiger die Spannung der einzelnen Batterien überprüfen.
Huch, sorry. Ja, war mein Fehler. Wie schade, ich hätte gleich am Anfang eine wesentliche bessere Antwort geben können.
Die Elkos C3 und C4 haben evtl. einen zu hohen Leckstrom, so das die Offsetspannung das zweiten Verstärkers ans Rail getrieben wird. Die beiden Elkos mal Probeweise durch einen 4,7uF Folienkondensator ersetzen.
> in dem ein LM358 Opamp integriert ist. Ah, ein echtes Qualitaetsprodukt fuer den Hififreund! Wenn du 7V anlegst dann wird die virtuelle Masse deines OPs auf 3.5V gelegt. Du musst beim LM358 aber IMHO so 2-3V von VCC weg sein. Damit ist deine Austeuerbarkeit bei null angekommen. Die koenntest vielleicht den Nullpunkt etwas tiefer legen. Aber eigentlich ist das quatsch. Ersetz den ollen LM358 durch etwas das R2R kann. Olaf
Thomas K. schrieb: > Wie könnte ich die Schaltung verändern, sodass ich mit dem 9V-Akku > länger fahren kann? Der Verstaerker laeuft auch mit 5 Volt problemlos unter der Vorraussetzung,dass das Eingangssignal nicht zu hoch oder wenn zu hoch,die Verstaerkung verringert werden muss. Bei 100mV Signalspannung,darf die Verstaerkung max. 7 betragen.Dazu musst du den Trimmer entsprechend einstellen. Bei 5V liegt die Ausgangsspannung ohne Ansteuerung bei 2.5V. Aussteuern laesst sich der OP zwischen etwa 0V und 3.2V ohne zu verzerren=> also +/- 0.7V Bei 100mV ,Verstaerkung 7 und 5V Versorgungsspannung ist das Ende der Fahnenstange erreicht. Info: Der erste Opamp hat eine Verstaerkung von 1.Beim zweiten Opamp laesst sich die Verstaerkung zwischen 1 und 100 einstellen (Potiwert/2k2) oder in meiner Simulation : R5/R2
Der LM358 kann vor allem nicht bis zur positiven Spannung hin aussteuern. Nach unten, mit ausreichend Belastung, geht er fast bis zur negativen Betriebsspannung. Zur Not kann man da noch Lastwiderstände von den OP-Ausgängen nach GND legen, aber die kosten zusätzlich Akkuleistung. Jedenfalls ist die beste Modifikation, R3 kleiner oder R4 größer zu machen, damit der Arbeitspunkt weiter Richtung GND verlagert wird.
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Olaf schrieb: > Ah, ein echtes Qualitaetsprodukt fuer den Hififreund! Die beiden antiseriellen Elkos sind auch köstlich. Ich kenne das nur als Notlösung, wenn es keine anderen Möglichkeiten gibt.
> Die beiden antiseriellen Elkos sind auch köstlich. Ja, nicht gerade das was man bei einem Vorverstaerker erwarten wuerde. Ich hab das aber mal Anfang der 80er als ich noch jung, arm und verzweifelt war, gemacht um damit eine negative Hilfsspannung fuer einen LM741 in meinem Labornetzteil zu erzeugen. Geht noch heute. Aber da muss ja auch nur 50Hz durch. Olaf
Olaf schrieb: > Ich hab das aber mal Anfang der 80er als ich noch jung, arm und > verzweifelt war, ... Nun bist du älter geworden. Gratuliere.
MaWin schrieb: > Qualitativ ist die Schaltung aber unterste Schublade. Hi, für weniger Rauschen gibt es den 4558. Für die Soundkarte wird ein Ziehwerkzeug mitgeliefert, damit man ICs austauschen kann, falls es einem zu sehr rauscht. zwei Texas Instruments LME49720s und einem MUSES 8820 Was soll der Quatsch. Warum bauen sie es nicht von vorn herein ein? ciao gustav
Karl B. schrieb: > für weniger Rauschen gibt es den 4558. Der 4558 ist allerdings erst ab 8V (+/-4V) überhaupt spezifiziert.
Matthias S. schrieb: > Karl B. schrieb: >> für weniger Rauschen gibt es den 4558. > > Der 4558 ist allerdings erst ab 8V (+/-4V) überhaupt spezifiziert. Eine Kröte muss man schlucken: Entweder Mindestbetriebsspannung oder schlechter Klang.
Harald W. schrieb: > Eine Kröte muss man schlucken: Entweder Mindestbetriebsspannung > oder schlechter Klang. Nö, heute nicht mehr. Es gibt heute den fast idealen Opamp mit Speisung ab 3V und R2R Ausgang. MaWin und ich haben da ja einige Typen gepostet.
Mal eine Nebenfrage: Bringt es eigentlich irgendwelche Vorteile zwei invertierende Verstärker zu nehmen (mit einem Impedanzwandler als erste Stufe weil der Eingangswiderstand des invertierenden Verstärkers zu niedrig ist und um wieder phasenrichtig zu werden) statt nur einem OP als nichtinvertierender Verstärker?
Udo S. schrieb: > Bringt es eigentlich irgendwelche Vorteile Das kommt auf deinen konkreten Anwendungsfall an, den wir nicht kennen.
Einen 47µ 16V Elko zwischen + und - am Akku, und einen 100n Kerko zwischen Pin 4 und 8 des IC. Dass die Schaltung ohne letzteren nicht eh schwingt ist nur der Gutmütigkeit des 358 zu verdanken. Velleman halt. Und ja, wenn der "volle" Akku bei dieser Schaltung sofort auf 5V fällt - dann isser kaputt.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Das kommt auf deinen konkreten Anwendungsfall an, den wir nicht kennen. Witzbold. Der Anwendungsfall ist der Aufbau dieses Vorverstärkers.
Udo S. schrieb: >> Das kommt auf deinen konkreten Anwendungsfall an, den wir nicht kennen. > Witzbold. Der Anwendungsfall ist der Aufbau dieses Vorverstärkers. Ich meinte, es kommt darauf an, wo das Eingangssignal herkommt.
Karl B. schrieb: > für weniger Rauschen gibt es den 4558. > Warum bauen sie es nicht von vorn herein ein? Geil, dann geht der Chip nicht von 0 bis VCC-1.5V, sondern nur noch von 3V s VCC-3V, da kann man 9V Blockbatteriebetrieb ganz vergessen Man MUSS diese Steinzeittechnik heute nicht auf biegen und brechen einsetzen.
MaWin schrieb: > Man MUSS diese Steinzeittechnik heute nicht auf biegen und brechen > einsetzen. Karl B. schrieb: > zwei Texas Instruments LME49720s und einem MUSES 8820 PowerSupplyVoltageRange:±2.5 to ±17V Die sollen da rein. Soll der Kunde selber machen. Deswegen "So ein Quatsch." Warum bauen sie es nicht von vorn herein ein? Nur um ihre Restbestände noch loszuwerden? ciao gustav
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Udo S. schrieb: > Bringt es eigentlich irgendwelche Vorteile zwei invertierende Verstärker > zu nehmen statt nur einem OP als nichtinvertierender Verstärker? Die 2 nacheinander stellen eine definierte Eingangsimpedanz für den Gain-OpAmp sicher, damit die Lautstärke nicht von der Quellimpedanz abhängig wird. Invertierend verhindert Klirrfaktor durch Common-Mode abhängige Effekte, CMRR.
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