Hallo zusammen,
ich wollte meiner Verstärkerschaltung einen symmetrischen Audio Eingang
verpassen, der soll entweder tatsächliche symmetrische Quellen
drehsymmetrien oder aber als "Gound Loop Breaker" arbeiten für Geräte
die nur einen Cinch Ausgang besitzen. Der nachfolgende Verstärker hat
hat THD im Bereich von ca. -110dB, die Werte sollten sich nicht
verschlechtern deshalb auch der "super" OPV. Ich habe mir die angehängte
Schaltung überlegt, habe jedoch ein kleines Problem:
Wie man sieht blocken 2 Koppelkondensatoren (C20/C21) den Eingang gegen
einen eventuellen DC-Offset. Bedingt dadurch das ich die beiden OPV
Eingänge des LME49720 nicht mit einem Widerstand gegen Masse legen kann
denke ich werden die Eingänge gleichspannungsmäßig hochlaufen bis sie an
eine der Versorgungsrails hängen bleiben.
Meine Frage ist nun, hat jemand eine Idee wie ich das verhindern kann
ohne die Gleichtaktunterdrückung zu zerstören?
Außerdem würde mich Eure Meinung zum Pi-Filter am Eingang interessieren,
Ziel ist es die Eingänge so unempfindlich wie möglich gegen HF-Störungen
zu machen. Passt mein Ansatz?
Vielen Dank!
Gruß,
Jan
von pin 3 und 5 je 1Meg nach GND
und ich würde auch Entkpplungswiderstände 1K oder so vor pin 3 und 5
legen.
Die begrenzen auch den Strom durch die Dioden wenn am Eingang
mal mehr Spannung reinkommt, als die Rails hergeben.
LG
old.
Hallo zusammen,
>Warum nicht?
Der Symmetrische Eingang soll ja keinen Bezug zu GND haben oder stört
das hier nicht?
>von pin 3 und 5 je 1Meg nach GND
Ergibt so grob einen Offset von 10mV pro OPV, wird aber natürlich von
der nachfolgenden Diff. Stufe ausgeglichen. Hat es nicht trotzdem
Vorteile das ganze niederohmiger zu machen? (bezüglich Störfestigkeit
bei offenem Eingang z.B.?)
>und ich würde auch Entkpplungswiderstände 1K oder so vor pin 3 und 5>legen.
Gute Idee, danke!
>R22 und R8 tauschen, dann brauchst Du keine 4µ7F für C20 C21>>die beiden oben erwähnten 1Meg machen dann den R22=470K überflüssig.
Da würde dann 1µF locker reichen, ist natürlich günstiger.
R22 ist ja dann sowieso überflüssig weil er durch 2x1M gegen GND ersetzt
wird. R8 kann man auf 4,7M erhöhen.
>Dann solltest du die Eingangsstufen nicht nur rauschen lassen, sondern>auch verstärken lassen.
Wenn dann soll die Schaltung eher dämpfen als verstärken, ich löse das
durch einen Präzisionstrimmer danach. (der Eingang der nachfolgenden
Stufe clippt bei Pegeln über 9dBu, gemäß Norm liegt der Pegel bei Sym.
Ausgängen aber bei bis zu 22dBu) Ich habe die beiden OPVs deshalb drin
damit eventuelle Ausgangswiderstände der Stufe davor keinen Einfluss auf
die Verstärkung / Gleichtaktunterdrückung haben. Ist das Blödsinn?
Jan schrieb:> R22 ist ja dann sowieso überflüssig weil er durch 2x1M gegen GND ersetzt> wird. R8 kann man auf 4,7M erhöhen.
R8 dann 50K als Abschluss - dachte ich.
Jan schrieb:> Der Symmetrische Eingang soll ja keinen Bezug zu GND haben oder stört> das hier nicht?
Zumindest soll der Bezug so hochohmig sein, dass Brummströme keinen
hörbaren Spannungsabfall verursachen.
>R8 dann 50K als Abschluss - dachte ich.
Ah jetzt dämmert es! (:
>Zumindest soll der Bezug so hochohmig sein, dass Brummströme keinen>hörbaren Spannungsabfall verursachen.
Die Brummströme sind ja auf beide Leitungen verteilt und deshalb
irrelevant, ich habe schlicht falsch gedacht und ein Problem gesehen wo
keins ist.
Kann dazu noch jemand was sagen?
>Dann solltest du die Eingangsstufen nicht nur rauschen lassen, sondern>auch verstärken lassen.
Macht der LME49720 am Eingang keinen Sinn bei Verstärkung 1?
foo schrieb:>>die Werte sollten sich nicht verschlechtern>> Dann solltest du die Eingangsstufen nicht nur rauschen lassen, sondern> auch verstärken lassen.
Ich habe deshalb (Rauschen) lieber einen symmetrischen Ausgang als einen
symmetrischen Eingang.
http://symmetriefalle.blogspot.de/
Also den umgekehrten Weg gehen.
Sym. raus und quasisym. rein.
LG
old.
Jan schrieb:> Kann dazu noch jemand was sagen?>>>Dann solltest du die Eingangsstufen nicht nur rauschen lassen, sondern>>auch verstärken lassen.>> Macht der LME49720 am Eingang keinen Sinn bei Verstärkung 1?
Doch doch, das ist rauschärmer als eine 47K Umgebung für IC2
- wage ich mal zu behaupten.
LG
old.
>Ich habe deshalb (Rauschen) lieber einen symmetrischen Ausgang als einen>symmetrischen Eingang.
Also Trafo bzw. Servosymmetrisch?
>http://symmetriefalle.blogspot.de/>>Also den umgekehrten Weg gehen.>Sym. raus und quasisym. rein.
Nun, die Punkte in Deinem Blog kann ich nachvollziehen, ich bin selbst
kein überzeugter Fan von sym. Signalführung weil es in den meisten
Fällen überflüssig ist. Das Gerät an dem ich gerade arbeite soll aber
möglichst vielseitig einsetzbar sein, daher kam die Idee.
>Doch doch, das ist rauschärmer als eine 47K Umgebung für IC2>- wage ich mal zu behaupten.
OK, danke! Bezüglich der Gleichtaktunterdrückung hat das keinen Vorteil?
(von Asym. Quellwiderständen ausgehend)
Sorry, ich verstehe gerade nicht was das bringen soll? R13/R1 und
R25/R27 müssen doch gleich bleiben man kann nur jeweils beide "Pärchen"
verändern für eine gute Gleichtaktunterdrückung?
>Ich meine R25=R13 sollten den halben Widerstandswert haben wie>R27=R1.>Deshalb, weil an Pin2 von IC2 der virtuelle Nullpunkt liegt.
Die Verhältnisse müssen passen, das ist klar. Was ich leider noch nicht
verstehe ist welchen Vorteil es mir bringt die Widerstände ungleich
auszulegen? Rauschen dürfte doch bei so niederohmigen Widerständen kein
Thema sein oder?
Der virtuelle Nullpunkt bezieht sich doch immer auf Masse, dadurch das
am nicht inv. Eingang ja die halbe Signalspannung liegt kann der inv.
Eingang doch nicht auf 0V liegen?
Die Widerstände (1 K) rauschen schon etwa so viel wie die OP Eingänge.
Das ist aber für die Pegel an symmetrischen (oder Linepegel) Eingängen
noch kein Problem.
Der ESD Schutz ist noch nicht wirklich gut - die paar Kondensatoren
bringen etwas, aber dass sollte noch nicht 100% Ausreichen, auch nicht
mit extra Widerständen vor den OP Eingängen. Immerhin kann man die OPs
ja auch gegen günstige NE5532 tauschen - da stören ein paar Ausfälle
nicht so.
>Die Widerstände (1 K) rauschen schon etwa so viel wie die OP Eingänge.>Das ist aber für die Pegel an symmetrischen (oder Linepegel) Eingängen>noch kein Problem.
Verschlechtert aber den SNR oder? Gibt es eine bessere Lösung?
>Der ESD Schutz ist noch nicht wirklich gut - die paar Kondensatoren>bringen etwas, aber dass sollte noch nicht 100% Ausreichen, auch nicht>mit extra Widerständen vor den OP Eingängen. Immerhin kann man die OPs>ja auch gegen günstige NE5532 tauschen - da stören ein paar Ausfälle>nicht so.
In diversen Mikrophon Vorverstärkern werden (als Schutz vor der
Phantomspannung) einfach 2 Dioden vom Signal zu den beiden
Versorgungsrails geklemmt, ob das so Sinnvoll ist so ein nichtlineares
Bauteil ins Signal zu legen? (ich denke da an parasitäre Kapazitäten in
Verbindung mit der Diodenkennlinie etc.)
Andere Vorschläge?
Nochmals danke an alle (:
Jan schrieb:> Der virtuelle Nullpunkt bezieht sich doch immer auf Masse, dadurch das> am nicht inv. Eingang ja die halbe Signalspannung liegt kann der inv.> Eingang doch nicht auf 0V liegen?
Stimmt!
Jan schrieb:> Was ich leider noch nicht> verstehe ist welchen Vorteil es mir bringt die Widerstände ungleich> auszulegen?
Bei wechselseitiger (asym.) Ansteuerung hätte man gleiche
Eingangswiderstände.
Ist aber auch egal, IC1 ist ja da.
>Bin jetzt aber auch wie Lurchi von einem Line-Eingang ausgegangen.
Es geht auch um Line-Eingänge, die Idee habe ich nur aus dem Datenblatt
des INA163 Seite 8:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina163.pdf
Die frage ist ob die 4148er sich negativ auf die Verzerrungen der
Schaltung auswirken können, ich traue der Sache nicht so ganz.
Mein Vorschlag für die bessere Gleichtaktunterdrückung bei
asymmatrischen Quellimpedanzen.
Die Gleichtaktunterdrückung wird unterhalb der RC Grenzfrequenz stärker
von asymmetrien der Quelle bestimmt, doch oberhalb ist die Last gegen
Masse minimal.
Jan schrieb:> Die frage ist ob die 4148er sich negativ auf die Verzerrungen der> Schaltung auswirken können, ich traue der Sache nicht so ganz.
Solange Deine Signalspannung plus Störspannung nicht über die Rails
hinausgeht, nicht.
Ich bin jetzt auch mal davon ausgegangen, dass Dein OP die intergiert
hat.
Einfach mal dran piepsen.
Kleine Dioden wie die 1N4148 haben in Sperrrichtung ein kleine Kapazität
von ein paar pF. Die Kapazität ändert sich etwas, aber das sind nur ein
paar pf, und das vor allem wenn man nahe an die Rails kommt. So ähnliche
Effekte hat man auch im OP selber. Gegen die 4 mal 100 pF fällt das
nicht weiter auf. Wenn man unbedingt wollte, könnte man für die Dioden
auch noch ein Bootstrapping nutzen, aber das halte ich für übertrieben
und birgt bei einem so schnellen OP die Gefahr von HF Schwingungen.
Wichtig wäre noch die Dioden dunkel zu halten, denn die können auch als
Photodiode wirken.
Das extra durch die Widerstände und die OPs Rauschen verschlechtert das
SNR ein wenig, aber das sollte in der Regel nicht merklich sein. Es sind
ja nur etwa 4 nV/sqrt(Hz) oder gut 500 nV für das Audioband. Bezogen auf
einen 1 V Pegel sind das über 120 dB Abstand. Etwas anderes wäre es beim
Eingang für ein Dynamisches Mikrofon - da sind 1 K Widerstände schon zu
viel.
>Mein Vorschlag für die bessere Gleichtaktunterdrückung bei>asymmatrischen Quellimpedanzen.
Ist das Absicht das der C zum nicht inv. Eingang geht? Das gibt doch
eine Mitkopplung zu hohen Frequenzen?
>Solange Deine Signalspannung plus Störspannung nicht über die Rails>hinausgeht, nicht.>>Ich bin jetzt auch mal davon ausgegangen, dass Dein OP die intergiert>hat.>Einfach mal dran piepsen.
Naja wenn sie über die Rails geht ist der OP eh schon lang außerhalb der
Spezifikationen, Hauptsache er überlebt es. (:
>Kleine Dioden wie die 1N4148 haben in Sperrrichtung ein kleine Kapazität>von ein paar pF. Die Kapazität ändert sich etwas, aber das sind nur ein>paar pf, und das vor allem wenn man nahe an die Rails kommt. So ähnliche>Effekte hat man auch im OP selber. Gegen die 4 mal 100 pF fällt das>nicht weiter auf.
Dann werden die Dioden auf jeden Fall verbaut.
>Wenn man unbedingt wollte, könnte man für die Dioden>auch noch ein Bootstrapping nutzen, aber das halte ich für übertrieben>und birgt bei einem so schnellen OP die Gefahr von HF Schwingungen.
Wenn die Dioden bezüglich der Verzerrungen keine Probleme machen stört
mich das nicht weiter.
>Wichtig wäre noch die Dioden dunkel zu halten, denn die können auch als>Photodiode wirken.
Das kann ich nicht unbedingt garantieren, aber es gibt ja noch mehr
ähnliche Dioden in undurchsichtigem Gehäuse.
>Das extra durch die Widerstände und die OPs Rauschen verschlechtert das>SNR ein wenig, aber das sollte in der Regel nicht merklich sein. Es sind>ja nur etwa 4 nV/sqrt(Hz) oder gut 500 nV für das Audioband. Bezogen auf>einen 1 V Pegel sind das über 120 dB Abstand. Etwas anderes wäre es beim>Eingang für ein Dynamisches Mikrofon - da sind 1 K Widerstände schon zu>viel.
Die 120dB muss der Rest der Schaltung erstmal erreichen. (=
Jan schrieb:> Ist das Absicht das der C zum nicht inv. Eingang geht? Das gibt doch> eine Mitkopplung zu hohen Frequenzen?
Wenn die Verstärkung eines +1 Verstärkers <+1 ist, führt die
Mittkopplung theoretisch nicht zum Schwingen.
Und die DC-Verstärkung des OPAMP Spannungsfolgers ist meist praktisch
<+1.
Was den Frequenzbereich den der OPAMP abdeckt (und evtl.
Nichtlinearitäten, die die Verstärkung in Spannungsbereichen über 1
bringen könnten, aber die NL sind hier ja sehr sehr klein) angeht mag
das anders sein, so sind evtl. praktische Optimierungen nötig zwecks
Stabilität, doch die meist nacheilende Phase eines gegengekoppelten
Verstärkers hilft hier auch die effektive Schleifenverstärkung deutlich
unter 1 zu halten.
Hier hilft dass man die Gleichtaktunterdrückung ja nur bis 20KHz will,
danach kann man hinterher Bandbegrenzen, ergo die Mittkopplung auf z.B.
20KHz begrenzen.
Ich vermute dass sich der Frequenzgang des +1 Verstärkers mit dieser
Mittkopplung etwas "peakt" bei höhern Quellimpedanzen, so dass man
dieses Peaking außerhalb des Frequenzbandes von Interesse legen sollte.
Evtl. ist es mit den 100pF aber schon getan. Ich empfehle eine
Simulation.
Diese Gleichtaktunterdrückung erfordert natürlich noch etwas Arbeit,
z.B. SPICE Simulation der von mir angesprochenen Punkte, praktische
Tests, praktische Abwägungen, ich bin ja nicht der Designer dieser
Schaltung, ich gab einen Hinweis zur "Problemlösung", der übrigens bei
Instrumentenverstärkern oder Messverstärkern praktiziert wird die den
Schirm des Zuleitungskabels "mitgekoppelt" treiben.
Differenzverstaerker.png
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