würde daher die Masse durch eine virtuelle Masse "ersetzen".
Du musst dabei aber beachten, dass sich das Ausgangssignal auch auf diese "Masse" bezieht. Interessant ist also ganz besonders, was "vor" und "nach" dieser OP-Schaltung kommt und wie die Versorgung dieser Baugruppen aussieht.
würde daher die Masse durch eine virtuelle Masse "ersetzen".
Du musst dabei aber beachten, dass sich das Ausgangssignal auch auf
diese "Masse" bezieht. Interessant ist also ganz besonders, was "vor"
und "nach" dieser OP-Schaltung kommt und wie die Versorgung dieser
Baugruppen aussieht.
Vor der Baugruppe wäre (es folgen Beispiele) eine Gitarre (keine Spannungsversorgung), es könnte aber auch eine Kette wie folgende sein :
Gitarre -> Vorverstärker (9V) (unbal. OUT) -> unbal. IN meiner (noch zu bauenden) Schaltung -> Bal. OUT .
Das zweite Beispiel ist das wahrscheinlichere. Ich würde den Vorverstärker und das bal. OUT (aus der "neuen" Schaltung) in ein Gehäuse bauen, sodass es nach außen aussieht wie unbal. IN , bal. OUT. Die hätten dann die gleichen 9V als Stromversorgung ...
Ich sehe nur das Problem, dass sich die Eingangsmasse (unbal. IN) und die Ausgangsmasse (bal. OUT) niemals wieder "sehen" sollten, also nirgendwo eine weitere Verbindung vorhanden ist, aber das hätte ich unter Kontrolle.
Ich könnte das ganze natürlich auch mit einer (passiven) DI-Box machen,
aber das bekomme ich nicht in ein Gehäuse (bzw es würde zu groß)
Viele Grüße
PS.: Der Vorverstärker ist nur ein einfaches Beispiel für eine mit Strom versorgte Audio-Schaltung ...
ich möchte via OpAmp(s) einen unbalanced Output in einen balanced output
umwandeln oder anders gesagt unsymmetrisch zu symmetrisch umwandeln.
Ich habe auch eine Referenzschaltung gefunden (siehe Bild
unbalanced-balanced).
Wenn Sender und Empfänger getrennte Massen haben, dann geht das IMO in der Praxis auch einfacher.
Als '+' reichst du einfach das Signal raus, aber mit einem definierten Ausgangswiderstand, z.B. 600Ohm.
Als '-' reichst du einfach deine virtuelle Masse raus, ebenfalls mit 600Ohm Ausgangswiderstand. Der Trick ist, das das funktioniert, also echt funktioniert.
Es geht ja bei balanced darum, dass sich Gleichtaktstörungen nicht auf das Signal auswirken. Gleichtaktstörungen wirken sich bei dieser Variante auf die '+' und die '-'-Leitung gleich aus, weil beide beim Sender und Empfänger den gleichen Widerstand haben. Ergo gleichen sich diese Störungen nach Differenzbildung aus. Dass die '-'-Leitung an sich gar kein Signal transportiert, spielt keine Rolle, es reicht, dass sie die gleichen Störungen mitbekommt, wie die echte Signalleitung.
Empfängerseitig brauchst du dann aber einen 'richtigen' Balanced-Eingang.
Ein Übertrager ist sicher eine sehr gute Lösung. Aber wo kann man den um vernünftiges Geld heute noch kaufen.
Wenn aber eine Batterie verwendet wird und der Eingang potentialfrei ist (Gitarre), dann macht ein symmetrischer Ausgang eigentlich überhaupt keinen Sinn. Rauscht nur mehr.
Ein Übertrager ist sicher eine sehr gute Lösung. Aber wo kann man den
um vernünftiges Geld heute noch kaufen.
Ich habe gute Erfahrungen mit LTR-110 von Monacor, nur 19,5 €.
Übrigens, warum denkt man hier von Quasi-balanced output nicht? Qualitativ kaum Unterschied, vielleicht sogar besser, da zweite OV keine Phasenverschiebung machen kann.
TEC 2-1222WI o.Ä. kann Problem mit Speisung lösen helfen. Es gibt bei Mouser.
Moin,
ein "richtiger" Audio-Balanced Line Driver hat ein hinreichend hohes Output-CMRR (Common-Mode-Rejection-Ratio). Ein Ausgangsübertrager wäre da ideal, eine elektronische Lösung sind z.B. ICs vom Typ DRV13x Audio-Balanced Line Drivers (TX), die gut 60 dB erreichen. vorstehende Schaltungen haben 0 dB OCMRR. Näheres dazu siehe Datenblatt DRV13x. Auch THAT liefert exzellente Driver..
Große Vorteil von Übertrager:
wenn man in eine symmetrische Out-Buchse einen unsymmetrischen (mono) Klinkenstecker steckt, wird Signal einfach verdoppelt.
Mit elektronischen Lösungen ohne Übertrager bleibt Signal gleich und es bleibt auch Gefahr, "-" Ausgang durch Kurzschluss zu überlasten.
Auch Bonus von Übertrager: galvanische Trennung.
Vor fast zwei Jahren sollte ich eine elektronische Orgel mit unsymmetrischen Ausgängen mit vier aktiven Lautsprechern symmetrisch verbinden. Ich habe eine Platine mit vier LTR-110 von Monacor gemacht, die in "pro snake Stagebox Housing 9950" paßte (bei Thomann gekauft). Dort gibt es 2 Reihen je 4 Plätze für XRL-Stecker. In vier davon habe ich XRL-Stecker montiert, in vier anderen Klinkenbuchsen. Gehäuse aus Stahlblech macht Abschirmung (die bei LTR-110 fehlt).
Bisher funktioniert das störungsfrei, obwohl symmetrischen Audiokabel zusammen mit Stromnetzkabel für Lautsprecher verlegt wurden.
Um auf Nummer Sicher zu gehen, habe ich vorher LTR-110 mit einem Frequenzgeneratur (XDG3082, Total harmonic distortion ＜0.05 % ) und 14 bit Oszilloskope (XDS3104AE) untersucht. Dabei interessierte mich vor allem Koeffizient der dritten Harmonischen in unterem Frequenzbereich. Ergebnisse bei Eingangsamplitude 5V/1,2V, Signalquelle mit 130 Ohm und Last 3,3 kOhm:
20 Hz: 3,98%/0,74%
25 Hz: 2,40%/0,50%
32 Hz: 1,05%/0,31%
40 Hz: 0,62%/0,26%
50 Hz: 0,32%/0,17%
63 Hz: 0,26%/0,13%
80 Hz: 0,11%/0,11%
100 Hz: 0,10%/0,08%
125 Hz: 0,09%/0,05%
160 Hz: 0,05%/0,05%
Unter 0,05% könnte ich per FFT keine sicheren Daten bekommen, da Frequenzgenerator selbst 0,05% (in Summa) hat. Da Orgelausgänge nur selten über 1 Volt Amplitude gehen und normalerweise ~50 bis 100 mV, und Frequenzbereich geht nicht unter 32 Hz (und die Lautsprecher laufen laut ihren Daten erst ab 33 Hz), hielt ich diese Trafo für geeignet. Auch mein Gehör kann nichts dagegen sagen.
Die potentialfreie Kopplung des Gitarrensignales birgt imho mindestens 2 Probleme. Erstens ist deren Ausgangsimpedanz recht hoch so dass eine Lastimpedanz von 1MOhm wünschenswert ist. Zweitens ist da das Problem der kapazitiven Brummeinstreuung spätens in dem Moment wo der Gitarrist die Saiten anfaßt. Das funktioniert nach meiner Erfahrung am besten, wenn man die Metallteile der Gitarrem direkt mit GND des folgenden Verstärkers verbindet - mit Hilfe eines unbalanced Kabels. Von daher sehe ich keinen Sinn an dieser Stelle auf symmetrische Übertragung zu setzen.
Sinn macht am ehesten ein Pufferverstärker mit asymm Ein- und Ausgang.
In-Impedanz kann man mit passenden R1,R2 (R4,R5) ändern, hier ist Impedanz für Liniensignal optimiert, aber diese Widerstände konnen auch in MOhm-Bereich gewählt werden.
Aus diesen symmetrischen Eingängen kann man problemlos unsymmetrische machen, indem Ring mit Gnd verbunden wird (z.B. wenn man Mono-Klinke einsteckt). Ausgangstrafo macht gleichzeitig mehrere Aufgaben: arbeitet statt gewöhnlichen OV Nr.3 in bekannter Instrumentalverstärker-Schaltung, symmetriert den Ausgang und dazu schafft auch galvanische Trennung.
Als Bonus hat jeder Kanal zwei erdfreien Ausgänge, die als symmetrischen arbeiten können: Trafo-Pins 6 und 8 (Klemme als "XRL" bezeichnet) und mit -6 dB gegen "XRL" auch von Trafo-Pins 4 und 5 (Klemme als "OUT-A" ).
Will man Eingänge als symmetrischen betreiben, sollten R1,R2 (R4,R5) mit 0,1% Genauigkeit gewählt werden.
Wenn man den Verstärker mit nur einem Kanal macht oder wenn Stereo-Verhältnis nicht so genau gehalten sein sollte, darf man natürlich statt SA1 und R12 - R16 auch Loga-Poti nehmen.
Ich habe nur eine unsymmetrische Versorgungsspannung (9V) zur Verfügung
und würde daher die Masse durch eine virtuelle Masse "ersetzen".
Besser 2 9V Batterien verwenden. Gitarre kann recht hohe Pegeln
erreichen.
So, nachdem ich eine Weile mit anderen Dingen beschäftigt war komme ich nun zum Balanced-Output-Projekt zurück. Deine Schaltung würde ich implementieren.
Ich frage mich nur, warum C1 und C2 eine so hohe Kapazität haben.
Da würden doch 470nF locker reichen, oder ?
Viele Grüße
PS: Es wird keine Gitarre angeschlossen (obwohl das bei mir naheliegt).
Der Input wird maximal bei +- 2V liegen (Spitzenwerte die wohl auch nie erreicht werden)
Ich frage mich nur, warum C1 und C2 eine so hohe Kapazität haben.
Da würden doch 470nF locker reichen, oder ?
Hängt von den tiefsten Frequenzen ab und dem Eingangswiderstand der nachfolgenden Stufe.
Aber mit 10k Eingangswiderstand würden 0.8 µF für eine untere Grenzfrequenz von 20 Hz ausreichen.
Die C Werte sind aber 5-10x höher damit Rauschen und Verzerrungen nicht verschlechtert werden und weil mehrere Stufen hintereinandergeschaltet sein können, und weil die Werte wohl woanders schon verwendet wurden.
Leider kommen jetzt noch ein paar Dinge dazu, die die Sache - sagen wir - komplizieren. Die Spannungsversorgung der Schaltung kommt aus einer Batterie - 9V-Block, das reicht vollkommen aus, da der Output des unbalanced Eingangs garantiert nur bis ~ 2V geht.
Jetzt kommt die "Verkomplizierung" :
Ich werde natürlich eine virtuelle Masse (siehe mein 1. Posting) verwenden müssen (da nur 1x 9V). Kein Problem, das ist ja keine Raketentechnik. Problematisch ist, dass die Input-Schaltung ebenfalls genau diese 9V ebenfalls als Spannungsversorgung verwenden wird. Ich vermute (weiß es aber nicht), dass die Masse dieses Input-Geräts "sozusagen" der Minus-Pol der 9V-Batterie ist.
Wenn ich nun das Signal dieses unbalanced-Geräts als Input der Balanced-Schaltung verwende kommt es zu der Situation, dass die unbalanced-Masse (=0V) auf die Balanced-Masse trifft und die beträgt (wg. virtueller Masse) 4.5 V.
Das passt natürlich nicht. Intuitiv würde ich vor den Eingang der Balanced-Schaltung einfach einen Kondensator setze , dann sollten die Massen sich eigentlich miteinander vertragen !? Es ist heiß, habe ich da recht ? Ich bin für alle Vorschläge offen. (Außer die DI-Box, die bekomme ich mechanisch einfach nicht ins vorgesehene Gehäuse rein :-( )
Außer die DI-Box, die
bekomme ich mechanisch einfach nicht ins vorgesehene Gehäuse rein :-(
Aus der DI Box brauchst du nur den Trafo, wenn du nicht alles gleich ins Gehäuse der Box bauen willst. Da sind nämlich schon Klinkenbuchsen und ein XLR Male drin.
600 Ohm würde ich da nicht nehmen, da das kapazitive Übersprechen auf der Leitung durch den höheren Ausgangswiderstand 9x grösser wird.
Gute Audio-Opamps sind mit 68-100 Ohm am Ausgang zufrieden.
Wegen ESD könnte man noch eine Schutzdiode vorsehen.
Ich stimme Udo zu.
Mit 100 Ohm habe ich gute Erfahrungen gemacht.
Ab 300 Ohm geht die Kabelkapazität ein.
Und umso hochohmiger, umso höher die Störeinstrahlempfindlichkeit.
Ich habe einige CD-Player im Ausgangswiderstand von 300...600 Ohm auf 100 Ohm reduziert - anschließend geht die Sonne auf! Da macht das Hören plötzlich wieder Freude.
Ich stimme Udo zu.
Mit 100 Ohm habe ich gute Erfahrungen gemacht.
Ab 300 Ohm geht die Kabelkapazität ein.
Und umso hochohmiger, umso höher die Störeinstrahlempfindlichkeit.
Ich habe einige CD-Player im Ausgangswiderstand von 300...600 Ohm auf
100 Ohm reduziert - anschließend geht die Sonne auf! Da macht das Hören
plötzlich wieder Freude.
Ich würde die Bandbreite gerne auf eine Frequenz von 10KHz begrenzen,
habt ihr praktikable Vorschläge ?
Okay, anscheinend hast Du gar keine Ahnung. Aber Du versuchst es durch flotte Sprüche zu verbergen: "praktikable Lösungen" Grins, ganz schön frech, um das eigene Unwissen zu kaschieren.
Ich habe einen zusätzlichen Kondensator von 1,5 nF eingezeichnet. Der mach die 10 kHz. (Perfekt wären 1,59 nF, aber dann hast Du eben 11 kHz oder sowas...)
Dann zweite Stufe niederohmiger und damit schneller und rauschärmer gemacht.
Dann parallele C zu den Widerständen am +Eingang gesetzt - Sinn weniger Rauschen. Damit wird das Widerstandsrauschen der 5k1 und 1k kurzgeschlossen.
Wenn die Steiheit des Höhenabfalls größer als 6 dB je Oktave sein soll, kann man zusätzlich die 10 k vorn, in 910 Ohm und 9k1 aufteilen und dann zwischen beiden wieder einen C nach Masse schalten. Dann muss der 1n5 kleiner werden, am besten mit LTSpice simulieren!
Okay, anscheinend hast Du gar keine Ahnung. Aber Du versuchst es durch
flotte Sprüche zu verbergen: "praktikable Lösungen" Grins, ganz schön
frech, um das eigene Unwissen zu kaschieren.
Unwissenheit finde ich ein wenig übertrieben :-)
Aber ich bin tatsächlich kein Experte....
Ich habe einen zusätzlichen Kondensator von 1,5 nF eingezeichnet. Der
mach die 10 kHz. (Perfekt wären 1,59 nF, aber dann hast Du eben 11 kHz
oder sowas...)
Ob 10 oder 11KHz das spielt keine Große Rolle für mich, ich möchte nur,
dass die Banndbreite höhenbegrenzt wird, da das Ausgangssignal da sowieso nie hinkommt, das geht bis 2KHz (+ natürlich Obertöne)
Dann zweite Stufe niederohmiger und damit schneller und rauschärmer
gemacht.
Dann parallele C zu den Widerständen am +Eingang gesetzt - Sinn weniger
Rauschen. Damit wird das Widerstandsrauschen der 5k1 und 1k
kurzgeschlossen.
Okay, perfekt.
Wenn die Steiheit des Höhenabfalls größer als 6 dB je Oktave sein soll,
kann man zusätzlich die 10 k vorn, in 910 Ohm und 9k1 aufteilen und dann
zwischen beiden wieder einen C nach Masse schalten. Dann muss der 1n5
kleiner werden, am besten mit LTSpice simulieren!
Wenn du den LTSpice-File hier reinstellst habe ich es bei der Hitze einfacher :-)
Bitteschön: 3 x 6 dB Filtersteilheit = 18 dB je Oktave.
Obere Grenzfrequenz ca. 10 kHz.
Spannungsverstärkung zirka 1.
Wenn Du mehr Spnnungsverstärkung willst, musst Du R2 größer machen. Um zum Beispiel auf 10 zu kommen, auf 100k. Dann muss C1 aber um zirka den gleichen Faktor kleiner werden, also dann 0,1 nF = 100 pF.
Bitteschön: 3 x 6 dB Filtersteilheit = 18 dB je Oktave.
Obere Grenzfrequenz ca. 10 kHz.
Spannungsverstärkung zirka 1.
Wenn Du mehr Spnnungsverstärkung willst, musst Du R2 größer machen. Um
zum Beispiel auf 10 zu kommen, auf 100k. Dann muss C1 aber um zirka den
gleichen Faktor kleiner werden, also dann 0,1 nF = 100 pF.
Super und Danke :-)
Wenn es etwas kühler wird werde ich das mal genauer anschauen,
heute ist es einfach (mal wieder) zu heiß um sich an den Rechner zu setzen
Bitteschön: 3 x 6 dB Filtersteilheit = 18 dB je Oktave.
Obere Grenzfrequenz ca. 10 kHz.
Spannungsverstärkung zirka 1.
Wenn Du mehr Spnnungsverstärkung willst, musst Du R2 größer machen. Um
zum Beispiel auf 10 zu kommen, auf 100k. Dann muss C1 aber um zirka den
gleichen Faktor kleiner werden, also dann 0,1 nF = 100 pF.
Perfekt :o)
Ich habe die Schaltung noch etwas für die unsym. Spannungsversorgung modifiziert (siehe Anfangspost).
Genau das was ich gesucht habe (jedenfalls in der LTSpice-Simulation).
unbalanced-balanced.PNG
(20 KB)
unbalanced-balanced-unsym_Power.png
(71 KB)
