Audio Leistungsverstärker mit OPA552

Sebastian schrieb:
> Als Spannungsversorgung stehen 2x 9V Blockbatterien zur Verfügung.

Du hast schon mal geschaut nach wieviel (wenigen!) Minuten diese leer 
sind?

Sebastian schrieb:
> Als Spannungsversorgung stehen 2x 9V Blockbatterien zur Verfügung.
> Die sollen mit jeweils 2 LM2596 stabilisiert werden.

ich hätte da starke Bedenken, dass dein Nullpunkt/Massepotential 
wandert.
Einfach ohne Spannungsregler direkt von den 9V-Blöcken auf den 
Verstärker ist keine Option?

Du brauchst hier keine Spannungsstabilisierung.
Bei symm Betriebsspannung erübrigt sich der Auskoppelko.
Die 9V-Batterieclips sollten leichtgängig sein um den ständigen 
Batteriewechsel zu ermöglichen.

Andrew T. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Als Spannungsversorgung stehen 2x 9V Blockbatterien zur Verfügung.
>
> Du hast schon mal geschaut nach wieviel (wenigen!) Minuten diese leer
> sind?

Ja schon - recht zügig, aber da die Schaltung quasi nie voll belastet 
wird,
kann ich es akzeptieren


Εrnst B. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Als Spannungsversorgung stehen 2x 9V Blockbatterien zur Verfügung.
>> Die sollen mit jeweils 2 LM2596 stabilisiert werden.
>
> ich hätte da starke Bedenken, dass dein Nullpunkt/Massepotential
> wandert.
> Einfach ohne Spannungsregler direkt von den 9V-Blöcken auf den
> Verstärker ist keine Option?

Hat das nicht negative Auswirkungen auf die Verstärkung bei 
unsymmetrischer Spannungsversorgung, der OPA macht ja nur bis +-2V 
Eingangsspannung mit?

H. H. schrieb:
> Sehr merkwürdig...
>
> Spannungsverstärkung = 1
>
> Von 9V Alkalibatterie auf 6V per 1A Schaltregler ist lächerlich.
>
> C9 ist bei symmetrischer Versorgung überflüssig.
>
> Weshalb einen exotischen Opamp, und nicht gleich einen richtigen
> Audioverstärker? Und gleich Klasse D wäre eh bei Batteriebetrieb viel
> sinnvoller.

Weil ich keinen Single Ended D-Klasse Verstärker bis 5W gefunden habe 
der zum einen lieferbar, und zum anderen per hat verlötbar ist
V=1 da das ganze als "Impedanzwandler für Audioanwendungen" genutzt wird

ArnoR schrieb:
> Der OPA552 ist nicht für Verstärkungen unter 5 gedacht, mit V=+1 hast du
> sicher einen Oszillator gebaut. Außerdem würde ich beide OPV richtig
> parallel schalten, aber nicht den U4 das Ausgangssignal von U3
> verstärken lassen und diese Signale dann zusammenführen.

Das war mein erster Plan, dann habe ich hier im Forum gelesen, dass man 
Opv nicht "einfach" parallel schalten sollte, den Thread müsste ich 
allerdings suchen. Die TI Referenz hat eben diese Schaltung vorgesehen

Die Ausgangsstrombegrenzung auf ca +-750mA begrenzt bei 8Ohm die 
Ausgangsspannung auf +-6V.

H. H. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> der OPA macht ja nur bis +-2V
>> Eingangsspannung mit?
>
> Wie kommst du auf die merkwürdige Idee?

steht so im Datenblatt
"Wide Output Swing: 2 V from Rail"

Mark S. schrieb:
> Du brauchst hier keine Spannungsstabilisierung.
> Bei symm Betriebsspannung erübrigt sich der Auskoppelko.
> Die 9V-Batterieclips sollten leichtgängig sein um den ständigen
> Batteriewechsel zu ermöglichen.

Danke für deinen Hinweis
das mit C9 war mir nicht klar,
wenn ich 2 Batterien mit unterschiedlichem Ladestand verwende, dann habe 
ich aber eine unsymm. Spannungsversorung, dann wäre doch C9 wieder 
notwendig oder?

Sebastian schrieb:
> Ja schon - recht zügig, aber da die Schaltung quasi nie voll belastet
> wird,
> kann ich es akzeptieren

Allein schon die Ruhestromaufnahme der zwei LM2596 nuckelt dir die 
Batterien schnell leer. Auch ganz ohne Last.

Sebastian schrieb:
> der OPA macht ja nur bis +-2V
> Eingangsspannung mit?

Nee, er macht Negative-versorgung + 2.5V bis Postive-Versorgung - 2.5V 
mit.
(Input: Common Mode Voltage Range)

Εrnst B. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Ja schon - recht zügig, aber da die Schaltung quasi nie voll belastet
>> wird,
>> kann ich es akzeptieren
>
> Allein schon die Ruhestromaufnahme der zwei LM2596 nuckelt dir die
> Batterien schnell leer. Auch ganz ohne Last.
>
> Sebastian schrieb:
>> der OPA macht ja nur bis +-2V
>> Eingangsspannung mit?
>
> Nee, er macht Negative-versorgung + 2.5V bis Postive-Versorgung - 2.5V
> mit.
> (Input: Common Mode Voltage Range)

Also würdest du die beiden Schaltregler weg lassen, das ganze direkt an 
den 9V Blöcken betreiben?

Vielen Dank für diesen Hinweis!

H. H. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Weil ich keinen Single Ended D-Klasse Verstärker bis 5W gefunden habe
>> der zum einen lieferbar, und zum anderen per hat verlötbar ist
>
> TPA3122 ist sogar noch THT.

Danke für deinen Vorschlag,

Problem ist der BTL Ausgang, der kommt für meine Anwendung nicht in 
Frage,
da ich eine Single Ended Konfiguration benötige

Sebastian schrieb:
> Problem ist der BTL Ausgang, der kommt für meine Anwendung nicht in
> Frage,

Dann schau dir den TPA3122 nochmal genau an. der hat keinen BTL-Ausgang, 
sondern zwei (Stereo) SE Ausgänge. Beide Lautsprecher gegen GND.
Musst ja nicht beide Kanäle nutzen.


Allerdings interessiert mich jetzt doch, warum bei einer 
Batterie-betriebenen (damit potentialfreien) Verstärker-Schaltung ein 
BTL-Ausgang zum Lautsprecher ein Problem ist...

H. H. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> H. H. schrieb:
>>> Sebastian schrieb:
>>>> Weil ich keinen Single Ended D-Klasse Verstärker bis 5W gefunden habe
>>>> der zum einen lieferbar, und zum anderen per hat verlötbar ist
>>>
>>> TPA3122 ist sogar noch THT.
>>
>> Danke für deinen Vorschlag,
>>
>> Problem ist der BTL Ausgang, der kommt für meine Anwendung nicht in
>> Frage,
>> da ich eine Single Ended Konfiguration benötige
>
> Dann ist doch prima, dass er genau das hat, und nicht BTL.

Hast recht hab mich verguckt - Asche über mein Haupt
Aber der macht kein Gain von V=1 mit ..

Sebastian schrieb:
> Aber der macht kein Gain von V=1 mit ..

Spannungsteiler an den Eingang, ggfs. Poti, schon ist der Gain da wo du 
ihn willst.

Εrnst B. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Problem ist der BTL Ausgang, der kommt für meine Anwendung nicht in
>> Frage,
>
> Dann schau dir den TPA3122 nochmal genau an. der hat keinen BTL-Ausgang,
> sondern zwei (Stereo) SE Ausgänge. Beide Lautsprecher gegen GND.
> Musst ja nicht beide Kanäle nutzen.
>
>
> Allerdings interessiert mich jetzt doch, warum bei einer
> Batterie-betriebenen (damit potentialfreien) Verstärker-Schaltung ein
> BTL-Ausgang zum Lautsprecher ein Problem ist...

Habe eine Messkarte die das Ausgangssignal generiert,
die ist nur bis zu einem Strom von +-50mA belastbar,
ich werde aber bis ca +-300mA entnehmen müssen
Das Signal wird dann von Lautsprecher "verzerrt", die Spannung über dem 
Lautsprecher wird von selber Messkarte aufgezeichnet,

Das Problem: Massen von Ein und Ausgang sind kurzgeschlossen, deshalb 
kommt BTL nicht in Frage

Εrnst B. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Aber der macht kein Gain von V=1 mit ..
>
> Spannungsteiler an den Eingang, ggfs. Poti, schon ist der Gain da wo du
> ihn willst.

Die Idee klingt auch gut, wird das auch in der Praxis so angewendet?
Also ein Signal abschwächen um es dann um einen definierten Pegel zu 
verstärken?
Wie sieht das ganze dann mit dem Rauschen aus?

Gruß

Sebastian schrieb:
> Die Idee klingt auch gut, wird das auch in der Praxis so angewendet?
> Also ein Signal abschwächen um es dann um einen definierten Pegel zu
> verstärken?

ja, ist so üblich.

Εrnst B. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Die Idee klingt auch gut, wird das auch in der Praxis so angewendet?
>> Also ein Signal abschwächen um es dann um einen definierten Pegel zu
>> verstärken?
>
> ja, ist so üblich.

Ah ok, Danke!
Welche Widerstandsbereiche sind da üblich?
1k 10k 100k?

H. H. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Wie sieht das ganze dann mit dem Rauschen aus?
>
> Ab welchem SNR hättest du denn Probleme?

Ich sag mal 90dB wäre optimal, bis 70dB vertretbar

Sebastian schrieb:
> Ah ok, Danke!
> Welche Widerstandsbereiche sind da üblich?
> 1k 10k 100k?

Hängt von Signalquelle und der Eingangsimpedanz des Verstärkers ab.
50kOhm sieht man im Audio-Bereich häufig.

Sebastian schrieb:
> Lautsprecher wird von selber Messkarte aufgezeichnet

Die Info wäre früher wichtig gewesen. An deiner Stelle würde ich jetzt 
gedanklich alles, was hier zu Class-D geschrieben wurde, streichen.

Εrnst B. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> Ah ok, Danke!
>> Welche Widerstandsbereiche sind da üblich?
>> 1k 10k 100k?
>
> Hängt von Signalquelle und der Eingangsimpedanz des Verstärkers ab.
> 50kOhm sieht man im Audio-Bereich häufig.

Da ich meine Quelle bis 50mA belasten kann, hätte ich den 
Spannungsteiler vielleicht auf max 1mA dimensioniert, damit würde ich im 
Bereich zw. 1k und 10k landen.
Das sollte also passen.

> Sebastian schrieb:
>> Lautsprecher wird von selber Messkarte aufgezeichnet
>
> Die Info wäre früher wichtig gewesen. An deiner Stelle würde ich jetzt
> gedanklich alles, was hier zu Class-D geschrieben wurde, streichen.
Danke, kommen generell keine D-Klasse Verstärker in Frage, oder nur 
diese die einen BTL Ausgang zur Verfügung stellen?

Sebastian schrieb:
> Danke, kommen generell keine D-Klasse Verstärker in Frage

Am Ausgang des Class-Ds hast du ein (Pulsweitenmoduliertes) 
Rechtecksignal mit 250 kHz. Der Ausgangs-Filter biegt daraus wieder 
ungefähr das Eingangssignal zurecht, filtert aber nicht alles heraus.

Für Audio ist das egal. Weder kann der Lautsprecher so hohe Frequenzen 
in Schall umwandeln, noch kann ein Mensch das hören.
Dein Messgerät am Lautsprecher könnte dir das jedoch übelnehmen.

Deshalb würde ich bei Mess-Anwendungen auf Nummer sicher gehen, und 
klassisch analog verstärken. Das geht immer.

H. H. schrieb:
> Was der Bauer nicht kennt...

Wenn man nur ein altes Drehspul-Messinstrument zur Verfügung hat, ist's 
egal...

H. H. schrieb:
> Εrnst B. schrieb:
>> Sebastian schrieb:
>>> Danke, kommen generell keine D-Klasse Verstärker in Frage
>>
>> Am Ausgang des Class-Ds hast du ein (Pulsweitenmoduliertes)
>> Rechtecksignal mit 250 kHz. Der Ausgangs-Filter biegt daraus wieder
>> ungefähr das Eingangssignal zurecht, filtert aber nicht alles heraus.
>>
>> Für Audio ist das egal. Weder kann der Lautsprecher so hohe Frequenzen
>> in Schall umwandeln, noch kann ein Mensch das hören.
>> Dein Messgerät am Lautsprecher könnte dir das jedoch übelnehmen.
>>
>> Deshalb würde ich bei Mess-Anwendungen auf Nummer sicher gehen, und
>> klassisch analog verstärken. Das geht immer.
>
> Was der Bauer nicht kennt...

Erstmal danke für deine, wenn auch kritischen, Antworten.

Wie sieht deiner Meinung nach die "eleganteste" Lösung für das Problem 
aus?

Ich hoffe das Schema ist soweit verständlich,
Ein Und Ausgang sind jeweils BNC Buchsen, tut aber nichts zur Sache
da die Masse intern miteinander verbunden ist.

________
Messkarte|
     Out |--------|G=1, max 300mA|--*---|Lautsprecher|--*
     IN  |------------------------- |                   |
     GND |----------------------------------------------|
max 3Vss |
max 50mA |
_________|

der Lautsprecher hat eine Impedanz von 10 Ohm

H. H. schrieb:
> Und das ganze dient dem Vermessen des Brutverhaltens der Eiderenten?

Das ist die Hauptaufgabe,

nebensächlich soll aber das reale elektrische Verhalten des 
Lautsprechers charakterisiert werden.

H. H. schrieb:
> EOT

ok, schade
also hast du keinen Vorschlag?

Sebastian schrieb:
> also hast du keinen Vorschlag?

Hängt noch davon ab, wie "schnell" deine Messkarte misst. Wenn die dank 
Tiefpass am Eingang so hohe Frequenzen eh nicht wahrnimmt, wäre die 
Class-D-Lösung schon denkbar.

Aber immer im Hinterkopf behalten: Der Verstärker verändert das Signal, 
allein schon der LC-Filter am Ausgang verdreht dir frequenzabhängig die 
Phase. Je nachdem, was du an deinem Lautsprecher vermessen willst, 
solltest du das berücksichtigen.

Εrnst B. schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> also hast du keinen Vorschlag?
>
> Hängt noch davon ab, wie "schnell" deine Messkarte misst. Wenn die dank
> Tiefpass am Eingang so hohe Frequenzen eh nicht wahrnimmt, wäre die
> Class-D-Lösung schon denkbar.
>
> Aber immer im Hinterkopf behalten: Der Verstärker verändert das Signal,
> allein schon der LC-Filter am Ausgang verdreht dir frequenzabhängig die
> Phase. Je nachdem, was du an deinem Lautsprecher vermessen willst,
> solltest du das berücksichtigen.

1024 kS/s sind glaube theoretisch möglich, vor allem im Audiobereich 
aber eher Unsinn. Bei Frequenzen von max 25kHz sollte ich mit 50-70 kS/s 
gut bedient sein. Zumal ich mich auch unter der Schaltfrequenz des 
Verstärkers befinde.
Zusammenfassend also lieber einen D-Klasse Verstärker mit Single Ended 
Ausgang direkt an der Batterie?

ArnoR schrieb:
>Oder Du machst die Messung nacheinander mit 20, 10, 5 und 1 Ohm
>Vorwiderstand und drei verschiedenen Pegeln. Musst aber dann viel
>rechnen.

So ist es auch angedacht.

ArnoR schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> ArnoR schrieb:
>>>Oder Du machst die Messung nacheinander mit 20, 10, 5 und 1 Ohm
>>>Vorwiderstand und drei verschiedenen Pegeln. Musst aber dann viel
>>>rechnen.
>>
>> So ist es auch angedacht.
>
> Lerne mal richtig zitieren. Das habe nicht ich geschrieben, sondern
> Dieter. Außerdem ist in deiner Schaltung/Beschreibung davon nichts zu
> sehen.

Entschuldigung, locker bleiben
Ist nur ein Schema..

Wenn man den Impedanzverlauf messen will, dann sind die 30mA der 
Messkarte vollkommen ausreichend. Dafür reicht sogar der 
Kopfhörerausgang von der Soundkarte. Außerdem ist die Schaltung dafür 
vollkommen falsch.

Es gibt verschiedene Software mit denen man das dann machen kann. Hier 
mal als Einstieg: 
https://www.elektronik-labor.de/HF/Lautsprecher/LS1.html

Sebastian schrieb:
> Entschuldigung, locker bleiben

"Entschuldigung" = kurz für "ich bitte um E.". Aber mit diesem
nachfolgenden "locker bleiben" harmoniert das recht begrenzt. ;-)

> Ist nur ein Schema..

Du legst keinen Wert auf Korrektheit Deiner (Schalt-)schemata?
Und das in einem Forum, wo die Helfer speziell hierauf bauen?

Würde ja beides nochmal kurz überdenken.

Sebastian schrieb:
> 1024 kS/s sind glaube theoretisch möglich, vor allem im Audiobereich
> aber eher Unsinn. Bei Frequenzen von max 25kHz sollte ich mit 50-70 kS/s
> gut bedient sein.

Und das auch. Für die Impedanzmessung mag das gehen, aber "im
Audiobereich (allgemein)" braucht man das durchaus.