Impedanzwandler für stereo zu mono

[Gabriel G. (gg1710)]

Moin,

Ich arbeite das erst mal mit einem Audio Signal an meinem Esp8266 und da 
wollte ich wissen ob jemand da einen bewährten OPV kennt der für einen 
impedanzwandler gut ist. Ich möchte nämlich ein stereo Signal zu mono 
zusammenführen.

Ich habe in diesem Thread bei euch gelesen dass man das mit einem 
Widerstand jeweils (ein beliebiger?) zu einem Punkt sammeln und dann 
durch einen impedanzwandler das ganze.
Beitrag "Stereo zu Mono zusammenführen"

Mein Problem ist dass ich ebenfalls noch nie mit einem OPV gearbeitet 
habe, ich kenne die nur in der Theorie... Ich weiß dann immer gar nicht 
welchen ich wie auswählen soll😅.

Also ich wäre für einen OPV der gut für ein impedanzwandler ist und 
vielleicht einen Tipp anhand welcher Punkte man sich seinen opv aussucht 
dankbar.

Danke im Voraus ✌🏻
GG

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Hallo,

in erster Näherung dürfte sich ein NE5532 für Deine Anwendung eignen. Es 
gibt natürlich etliche andere OPV-Typen, die für Audio geeignet sind. Je 
nach Signalgröße eignen sich auch einzelne Transistoren in 
Kollektorschaltung als Impedanzwandler.

Hier
Beitrag "Auswahl Operationsverstärker"
war von anderen Tpen die Rede:


Für Audio:
  günstige standard OPs: NE5532, RC4580/NJM4580, OPA1678/1679(RRIO),
LM4562
  teurere OPs:  OPA1612, LT1028, AD8599, OPA1656, AD797

Präzisions-OPs: OPA189/2189


mfg

[Andreas B. (bitverdreher)]

Wenn das Audiosignal von einem Kopfhörerausgang kommt: Jeweils 1k an die 
Ausgänge und dann beide zusammen an den ESP. Irgendwelche 
Impedanzwandler sind dann überflüssig.

[HildeK (Gast)]

Christian S. schrieb:
> Hier
> Beitrag "Auswahl Operationsverstärker"
> war von anderen Tpen die Rede:

Deine Liste ist zwar prinzipiell richtig, aber es fehlen noch zu viel 
Infos vom TO.
- Wo kommt das Signal her?
- Was soll der ESP mit dem Signal machen? Irgendwie nur den Pegel messen 
oder oder soll der ESP Audiosignalverarbeitung machen und dann an einen 
Kopfhörer/Lautsprecher weitergeben.
- Hat er wenigstens ±5V zur Verfügung? Das wäre die Mindestanforderung 
an den NE5532; die andern brauchen ggf. sogar mehr.

Deshalb ist der Vorschlag

Andreas B. schrieb:
> Jeweils 1k an die
> Ausgänge und dann beide zusammen an den ESP.
vermutlich der sinnvollere.

Kommt das Signal nicht aus einer niederohmigen Quelle, dann würde ein 
OPA für 5V und Rail2Rail besser geeignet sein.

Gabriel G. schrieb:
> Also ich wäre für einen OPV der gut für ein impedanzwandler ist und
> vielleicht einen Tipp anhand welcher Punkte man sich seinen opv aussucht
> dankbar.
Das sind praktisch alle. Einschränkungen gibt es z.B. bez. der 
verfügbaren Versorgungsspannung, ggf. aber auch bez. THD, Rauschen etc. 
falls das Signal am Ausgang eben wieder zu Gehör gebracht werden soll.

Schau dir mal den TLC2272 oder den TS921 an. Grundbeschaltung findest du 
hier: 
[[https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Der_Addierer_.28Summierverst.C3.A4rker.29]]

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Christian S. schrieb:
> Je nach Signalgröße eignen sich auch einzelne Transistoren in
> Kollektorschaltung als Impedanzwandler.

Da der Transistorimpedanzwandler durch den Emitterwiderstand stark 
gegengekoppelt ist, entsteht auch kein zusätzliches Rauschen. Am Ausgang 
kann direkt ein 32 Ohm Kopfhörer angeschlossen werden.

Für den Anschluss an einen ESP8266 benötigt man keinen Impedanzwandler, 
da er eine hohe Eingangsimpedanz hat. Aber als Eingangsschutzschild 
könnte man den Impedanzwandler dennoch einsetzen.

[Gabriel G. (gg1710)]

Moin,

und danke für die vielen und ausführlichen Antworten.

HildeK schrieb:
> Deine Liste ist zwar prinzipiell richtig, aber es fehlen noch zu viel
> Infos vom TO.

Das Signal kommt aus einer Handy bzw. PC Stereo-Buchse. Der ESP soll 
tatsächlich nur den maximal Pegel lesen, also das Signal wird nicht 
weiter ausgegeben. 5V wären ebenfalls ein Problem für mich da der ESP 
(wie ihr sicher wisst) nur 3.3V hat. Ich denke trotzdem würde es sich 
theoretisch einrichten lassen da ich den ESP ja noch irgendwie mit Strom 
versorgen muss...

Andreas B. schrieb:
> Jeweils 1k an die
> Ausgänge und dann beide zusammen an den ESP.

Genau diese Möglichkeit habe ich auch heute morgen entdeckt und werde 
sie wohl auch erstmal für Version 1 meines Projektes benutzen. Nichts 
desto trotz denke ich dass ein Impedanzwandler zum Schutz in Version 2 
sicher dabei sein sollte

Michael M. schrieb:
> Da der Transistorimpedanzwandler durch den Emitterwiderstand stark
> gegengekoppelt ist, entsteht auch kein zusätzliches Rauschen. Am Ausgang
> kann direkt ein 32 Ohm Kopfhörer angeschlossen werden.

Ein Rauschen wäre für meine Anwendung nichts so toll. Daher danke ich 
dir für deine Schaltung doch ich werde sie wohl nicht benutzen.

HildeK schrieb:
> Das sind praktisch alle. Einschränkungen gibt es z.B. bez. der
> verfügbaren Versorgungsspannung, ggf. aber auch bez. THD, Rauschen etc.
> falls das Signal am Ausgang eben wieder zu Gehör gebracht werden soll.

vielen dank für die Hinweise ich denke ich werde also in meiner Version 
2 den  NE5532 oder OPA 1612 je nach budget haha.
Das war schon seehr hilfreich bis hier. Danke an alle.

MFG GG

[HildeK (Gast)]

Gabriel G. schrieb:
> Ein Rauschen wäre für meine Anwendung nichts so toll. Daher danke ich
> dir für deine Schaltung doch ich werde sie wohl nicht benutzen.
Für deine Anwendung ist Tauschen überhaupt kein Problem!

>> Das sind praktisch alle. Einschränkungen gibt es z.B. bez. der
>> verfügbaren Versorgungsspannung, ggf. aber auch bez. THD, Rauschen etc.
>> falls das Signal am Ausgang eben wieder zu Gehör gebracht werden soll.
>
> vielen dank für die Hinweise ich denke ich werde also in meiner Version
> 2 den  NE5532 oder OPA 1612 je nach budget haha.
Genau deshalb habe ich den Hinweis auf die Versorgungsspannung 
geschrieben. Den NE5532 kannst du nicht mit 5V betreiben, erst recht 
nicht mit 3.3V. Der OPA1612 geht gerade so mit 5V.
Deshalb habe ich den TS912 genannt, der geht bis 2.7V.
Empfehlen würde ich die Schaltung von Michael M. oder einfach die beiden 
1k-Widerstände plus noch einen am Summationspunkt nach Masse, um ggf. 
höhere Signalpegel abschwächen zu können.
Für dein Vorhaben siehe auch 
Beitrag "VU-Meter mit Attiny13a statt LM3916"

[HildeK (Gast)]

HildeK schrieb:
> ist Tauschen

Rauschen natürlich!

[wiesodieses (Gast)]

Gabriel G. schrieb:
> Ich habe in diesem Thread bei euch gelesen dass man das mit einem
> Widerstand jeweils (ein beliebiger?) zu einem Punkt sammeln und dann
> durch einen impedanzwandler das ganze.

Wozu der Impedanzwandleraufwand? Kerko plus Widerstand am Knotenpunkt 
ists dlch dann eh scho. mono, wozu also noch was dahinter? Den Sinn 
versteh ich nicht. Aus Stereo mono zu machen.. Ok, wenns rückkoppelfrei 
dann sein soll: Über je einen npn-Transistor entkoppelt... aber das wäre 
wohl unsinnig  hier drauf einzugehen.

[Gabriel G. (gg1710)]

Moin nochmal,

ich wollte gerne wissen wozu eigentlich die 1k Ohm Widerstände in diesem 
Zusammenhang da sind. Sind sie dazu da um mein Handy/PC vor einer 
Überspannung zu schützen?

Ich frage das weil an meinem esp8266 durch den Wiederstand nun fast gar 
kein Signal mehr reinkommt. Ich habe hier zwischen Aux-Buchse und esp 
auch einen low pass Filter und einen Spannungsteiler geschaltet, daher 
die Vermutung dass nun der 1k Ohm zu viel war.

Wenn der 1k Ohm Wiederstand tatsächlich nur zum Schutz da ist würde dann 
theoretisch nicht auch ein 1 Ohm Widerstand jeweils reichen?

Danke schon mal in voraus.
MFG GG

[Gabriel G. (gg1710)]

HildeK schrieb:
> Für deine Anwendung ist Tauschen überhaupt kein Problem!

ach wenn das so ist dann habe ich mir die Schaltung abgespeichert

HildeK schrieb:
> Für dein Vorhaben siehe auch
> Beitrag "VU-Meter mit Attiny13a statt LM3916"

danke ich werde mir das jetzt anschauen!

MFG GG

[HildeK (Gast)]

Gabriel G. schrieb:
> ich wollte gerne wissen wozu eigentlich die 1k Ohm Widerstände in diesem
> Zusammenhang da sind. Sind sie dazu da um mein Handy/PC vor einer
> Überspannung zu schützen?
Nein, die verhindern, dass die beiden Quellen kurzgeschlossen werde. Es 
sind ja geringfügig unterschiedliche Signale auf R und L. Man schaltet 
keine Spannungsquellen mit unterschiedlichen Signalen hart aufeinander!

> Ich frage das weil an meinem esp8266 durch den Wiederstand nun fast gar
> kein Signal mehr reinkommt. Ich habe hier zwischen Aux-Buchse und esp
> auch einen low pass Filter und einen Spannungsteiler geschaltet, daher
> die Vermutung dass nun der 1k Ohm zu viel war.
Zeig mal deinen Ansatz, mit Bauelementwerten. Es liegt eher an deinem 
Tiefpass.

> Wenn der 1k Ohm Wiederstand tatsächlich nur zum Schutz da ist würde dann
> theoretisch nicht auch ein 1 Ohm Widerstand jeweils reichen?
Nein, siehe oben. Das hieße ja, dass die Ausgänge auf 1 Ohm Last 
ausgelegt sein müssten.

[Gabriel G. (gg1710)]

Moin,

danke für die Antwort zur so später stunde, bin ne Nachteule haha.

HildeK schrieb:
> Zeig mal deinen Ansatz, mit Bauelementwerten. Es liegt eher an deinem
> Tiefpass.

Ich hab es mal aufgemalt. Hoffe es ist richtig so, ich mache das nicht 
oft, haha.
[Edit] Hab ausersehen ein falsches Bild zu viel hochgeladen, bitte nur 
das mit einer Menschlichen Benennung beachten danke.

Bei der Gelegenheit würde ich noch fragen ob mein Tiefpass vor dem 
Spannungsteiler sinn macht oder sollte der lieber danach geschaltet 
werden? Oder ist es total egal?

MFG GG

[Andreas B. (bitverdreher)]

Der 100 Ohm und 30uF vernichtet Dir recht zuverlässig jedes Audiosignal.
Was soll überhaupt dieser Tiefpass? Mach den ganzen Krempel weg (außer 
den beiden 1k2) und gut.

[HildeK (Gast)]

Gabriel G. schrieb:
> Ich hab es mal aufgemalt.
Und sofort kann man über die Tatsachen reden und sieht die Fehler 😀.

Andreas hat es gesagt und ich hatte es vermutet: dein 'Filter' macht das 
Audiosignal kaputt. Wenn du AD wandelst und nur den Pegel wissen willst, 
brauchst du kein Filter. Wenn du trotzdem eines haben willst, dann 
berechne 1k2 und das C auf 20kHz: C ≈ 6.8nF (statt 30µF!).
Sinnvoll wäre:
- der 100Ω muss weg, er ist sogar eher schädlich für die Quelle und 
teilt das Eingangsignal auf ein Zehntel herunter.
- den Kondensator mit 30µF zu entfernen, schon der schließt alle 
Frequenzen oberhalb 5Hz nach Masse kurz; im Audiobereich kommt praktisch 
gar nichts mehr an, nur noch ein wenig Tiefbass ... Wie gesagt: 
irgendwas um 5nF wären noch ok.
- die 20µF (da gehen auch andere Werte, ja nach unterer Grenzfrequenz; 
mit dem 10k-Teiler reichen z.B. 2.2µF) sind ok, die beiden 10k dürfen 
sicher etwas höher sein (22k ... 47k). Sie wirken auch als Teiler und 
reduzieren den Pegel etwas. Und sie sollten bleiben, denn sie bringen 
zusammen mit den 20µF das Audiosignal auf einen Bias von 3.3V/2; also in 
die Mitte des Aussteuerbereichs vom AD-Wandler - vorausgesetzt du 
verwendest VCC als Referenz. Sonst musst du den Teiler auf die halbe 
Referenzspannung auslegen.
- was du evtl. noch tun musst, ist ein Widerstand (oder Poti) am 
Knotenpunkt der 1k2-Widerstände nach GND, falls das Signal aus der 
Quelle eine zu große Amplitude hat.
- was auch noch nützlich wäre: zwei Dioden, jeweils parallel zu den 
beiden 10k-Widerständen mit der Kathode in Richtung 3.3V. Die schützen 
den Eingang des ESP, falls das Eingangssignal mal zu groß sein sollte 
und dann die Spitzen über 3.3V oder unter 0V gehen sollten.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Gabriel G. schrieb:
> Der ESP soll tatsächlich nur den maximal Pegel lesen

Dafür ist ein Spitzenwertdetektor mit einer Schottky-Diode gut geeignet. 
D3 ist nur eine Angstdiode und kann evtl. entfallen. C1 kann bis auf 1uF 
vergrößert werden.

[Gabriel G. (gg1710)]

Moin,

Wow erstmal danke für die ausführlichem Vorschläge. Ich werde die gleich 
mal umsetzen.

Also der eigentliche hatte ich versucht mir den tiefpass auf 50hz zu 
berechnen weil ich wollte dass mein vu meter mehr zu den Bass Kicks 
reagiert als zu den hohen Frequenzen.
Wenn du aber sagst dass nur 5 durch kommen habe ich mich wohl um ein 
10tel verrechnet, haha. Nichts desto trotz würde ich ungern den Filter 
komplett weglassen, vielleicht sollte ich mal raussuchen wo der 
Frequenzbereich der Kick-Bässe liegt...

Außerdem hab ich gerade nur 10µF und 1000µF an Kondensator hier 
rumliegen daher hab ich mit denen herumgespielt. Ich werde mir heute ein 
Set mit mehreren bestellen um all deine Vorschläge mal auszuprobiere

Alles andere wie Poti und Dioden habe ich da und werde das mal 
probieren.

Mfg GG

[Gabriel G. (gg1710)]

Michael M. schrieb:
> Dafür ist ein Spitzenwertdetektor mit einer Schottky-Diode gut geeignet.

Das werde ich auch mal mit ausprobieren. Lässt sich da irgendwie ein low 
Pass einbauen 😅 wegen den Kick-Bässen?

[HildeK (Gast)]

Gabriel G. schrieb:
> Das werde ich auch mal mit ausprobieren. Lässt sich da irgendwie ein low
> Pass einbauen 😅 wegen den Kick-Bässen?
Der sollte vor die Diode kommen. Aber ich fürchte, mit einem einfachen 
RC-Filter wirst du nur vielleicht den Kickbass extrahieren können. Und 
Pegel verlierst du trotzdem noch. Also ein aktives Filter, gleich mit 
etwas Verstärkung?

Gabriel G. schrieb:
> Wenn du aber sagst dass nur 5 durch kommen habe ich mich wohl um ein
> 10tel verrechnet, haha.
Naja, du hast es vielleicht besser gemacht als ich, da ich die 100Ω 
übersehen habe. Dann kommst du tatsächlich auf so ca. 60Hz als 
Grenzfrequenz, weil der wirksame Quellwiderstand dann nur 85Ω beträgt 
(1k2 || 1k2 || 100R). Aber man hat eine Grunddämpfung von schon mal 
17dB.
So gesehen hätte es schon passen können, aber eben nur mit etwa 10% 
Restpegel. IMHO ist die Grenzfrequenz auch für die Base tief angesetzt. 
Da kann man ruhig 150-200Hz nehmen, gibt dann auch mehr Pegel.
Hätte also einigermaßen funktionieren müssen, aber eben nur mit 
100-200mV Pegel am Ausgang bei 1Vs am Eingang.

Im Anhang mal eine Simulation mit einem 40s-Ausschnitt aus 
'Abenteuerland'. Ob dich das zufriedenstellen kann?

[Gabriel G. (gg1710)]

Moin,

danke dass du dir die mühe machst und es für mich Simuliert hast!

HildeK schrieb:
> Ob dich das zufriedenstellen kann?

So wie das dort ausschaut ist das ganz passable. Ich kann das leider 
hier nicht sofort nachbauen, da ich nur nen 10uF und 1000uF elkos zur 
Verfügung habe. Außerdem müsste ich mir die BAT54 Diode auch noch 
besorgen.

Ebenfalls habe ich heute morgen gelesen dass sich Folienkondensatoren 
besser zur Signalverarbeitung eignen da ihre Bauart die Frequenzen nicht 
so stark beeinflussen, stimmt das so?

Ich würde mich dann in ein paar tagen melden sobald alles da ist und ich 
hier einige gezeigte Schaltungen testen konnte.

Danke an alle bis jetzt!
MFG GG

[HildeK (Gast)]

Gabriel G. schrieb:
> Ebenfalls habe ich heute morgen gelesen dass sich Folienkondensatoren
> besser zur Signalverarbeitung eignen da ihre Bauart die Frequenzen nicht
> so stark beeinflussen, stimmt das so?

Jain.
Folienkondensatoren sind hochwertiger in verschiedenen Parametern. Man 
braucht sie aber nicht für jeden Zweck. Sie sind üblicherweise auch 
deutlich größer.
Z.B.
- manche Kerkos haben eine deutliche Spannungsabhängigkeit der 
Kapazität, das muss man ggf. berücksichtigen
- Kerkos neigen zum Mikrofonieeffekt - schlecht für hochwertiges Audio 
im Bereich kleiner Signalpegel
- Kerkos mit hoher Kapazität haben deutlichen Temperaturgang (nicht die 
NP0, die gibt es aber nur im nF/pF-Bereich)
- Kerkos gibt es aber auch mit unschlagbar niedrigem ESR, ihre kleine 
SMD-Bauform (in Bezug zur Kapazität) prädestiniert sie für 
HF-Anwendungen
- fast ausschließlich verwendet man Kerkos im Bereich bis ca. 100pF ... 
1nF
- Elkos sind gepolt, dafür aber hoch kapazitiv, aber auch mit hohen 
Toleranzen versehen
- Folien-Cs gibt es im nF-Bereich (mit wenigen Ausnahmen auch darüber), 
sie können enger toleriert sein (für Filter u.U. wichtig), sind 
ungepolt, haben geringere Leckströme, gibt es auch für höhere Spannungen 
(u.v.m.); sie sind aber (un-)verhältnismäßig groß. Und sie haben u.U. 
eine deutliche induktive Komponente, sind also für HF weniger geeignet.

Man brauch im Prinzip alle Varianten: die Anwendung macht's aus.
Für diese Aufgabe kannst du praktisch alle nehmen; Elkos oder Kerkos für 
die höheren Kapazitäten, Kerkos für die niedrigeren oder auch Folie, 
wenn dir das lieber ist. Und schau auch nach der Baugröße, was dir am 
besten passt (auch preislich), das nimm.
Für die beide im meinem Bild würde ich Kerko mit X7R-Keramik nehmen. Für 
den 1µ evtl. auch einen kleinen Elko.

[Rainer V. (a_zip)]

Gabriel G. schrieb:
> Das werde ich auch mal mit ausprobieren. Lässt sich da irgendwie ein low
> Pass einbauen 😅 wegen den Kick-Bässen?

Raumschiff an Erde: Kick-Bässen... Erde an Raumschiff: Schweine füttern 
und nicht an den Knöpfen drehen!!!

[Jens G. (jensig)]

Gabriel G. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Da der Transistorimpedanzwandler durch den Emitterwiderstand stark
>> gegengekoppelt ist, entsteht auch kein zusätzliches Rauschen. Am Ausgang
>> kann direkt ein 32 Ohm Kopfhörer angeschlossen werden.
>
> Ein Rauschen wäre für meine Anwendung nichts so toll. Daher danke ich
> dir für deine Schaltung doch ich werde sie wohl nicht benutzen.

Da Du rel. große Pegel verarbeitest, tut das zusätzliche Rauschen einer 
Transistor- oder OPV-Stufe nichts zu Sache. So schlecht kann man fast 
nicht bauen.
Ansonsten ist aber die Variante mit der Zusammenführung über 2 
1k-Widerstände die simpelste und sinnvollste Variante, da hochohmig 
genug für die genannten Signalquellen, und niederohmig genug für den 
ESP-Eingang,

[Gabriel G. (gg1710)]

HildeK schrieb:
> Für die beide im meinem Bild würde ich Kerko mit X7R-Keramik nehmen. Für
> den 1µ evtl. auch einen kleinen Elko.

Super, ich denke dann werde ich mal im laufe der nächsten Wochen deine 
Schaltung nachbauen und etwas damit herum experimentieren.

HildeK schrieb:
> Also ein aktives Filter, gleich mit
> etwas Verstärkung?

Ich hab, dank euch, bei mir nun alles zum laufen bekommen und werde es 
erstmal so lassen. Deine Schaltung HildeK werde ich garantiert für 
Version 2 benutzen die ich vermutlich ende des Jahres, also in den 
nächsten Semester Ferien, umsetzten, auch mit aktiven Filter op-amp und 
Tiefpass bzw. Bandpass Filter.

Daher bedanke ich mich nochmal herzlich bei allen und verabschiede mich 
vorerst.

MFG GG

[Rainer V. (a_zip)]

..habe aber trotzdem, dass es in den nächsten "semester"  bei mir nun 
alles zum laufen bekommen...Ich erlaube mir einen verhaltenen Applaus...
Jau...Jau...

[Andreas B. (bitverdreher)]

blubb schrieb im Beitrag #6799764:
> Nur mal aus Interesse: Was haben die beiden Widerstände an der 3,3
> Leitung zu suchen? dämlicher gehts nun wirklich nicht.
Der 10k gehört zum Spannungsteiler, der den Eingang des ESP auf einen 
mittleren Pegel halten soll um maximale Aussteuerung zu gewährleisten.
Und der 100R macht wechselspannungsmäßig keinen Unterschied ob der nun 
an +3V oder GND hängt.

> kein Kommentar. Soviel Blödheit gibts hier gratis, echt geil
Wer im Glashaus sitzt.....