Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

Esel

17.06.2011,
06:54
 

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand (Schaltungstechnik)

Hallo liebes Elko,

Vorab ich hab vor einen a-Verstärker zu bauen, der als Vorstufe dienen soll. Ich habe ein Audio Signal dass im mv Bereich liegt und möchte dieses durch diese Vorstufe auf einige Volt bringen um dann später mit einem D Verstärker dieses Signal zur pwm Erzeugung nutzen.

Habe mir dann ein paar Dinge dazu durchgelesen und diese Vorstufe in multisim aufgebaut, habe dann einfach mal zu testzwecken den kollektorwiderstand durch eine Spule ersetzt. Und ich bekam eine hoehre Spannungsverstärkung raus. Weiterhin ist aufgefallen dass der Strom durch diverse Impedanzen am Ausgang(4,8,16 Ohm) relativkonstant geblieben ist. Womit ich bei hoeheren Impedanzen auf höhere Spannungen gekommen bin.

Kann mir jemand dieses Phänomen erklaeren?

Vielen dank, esel

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

17.06.2011,
10:47

@ Esel

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» Hallo liebes Elko,
»
» Vorab ich hab vor einen a-Verstärker zu bauen, der als Vorstufe dienen soll.

Vorstufen baut man praktisch immer als A-Verstärker.

» Ich habe ein Audio Signal dass im mv Bereich liegt und möchte dieses
» durch diese Vorstufe auf einige Volt bringen.

Solch grosse Verstärkung verteilt man bessser auf
zwei Stufen.

» um dann später mit einem D
» Verstärker dieses Signal zur pwm Erzeugung nutzen.
»
» Habe diese Vorstufe in
» multisim aufgebaut, habe dann einfach mal zu testzwecken den
» kollektorwiderstand durch eine Spule ersetzt. Und ich bekam eine hoehre
» Spannungsverstärkung raus.

Das ist klar; je grösser der Kollektorwiderstand,
desto grösser die Verstärkung. Allerdings haben
reale Induktivitäten im Gegensatz zu simulierten
einige negative Eigenschaften, z.B. die Sättigung
durch Gleichstrom. Deshalb benutzt man sie nur in
Ausnahmefällen als Arbeitswiderstand. Eine dieser
Ausnahmen sind Endstufen in NF-Röhrenverstärker.

In Transistorschaltungen nimmt man dagegen gern
Stromquellen als Arbeitswiderstand. Das macht man
insbesondere gern in Operationsverstärkern, weil
es dort schwierig ist, grosse Kollektorwiderstände
zu verwirklichen. So kann man auch hier grosse
Verstärkungen in einer Stufe erzielen.
Gruss
Harald

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.06.2011,
11:51

@ Harald Wilhelms

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» In Transistorschaltungen nimmt man dagegen gern
» Stromquellen als Arbeitswiderstand. Das macht man
» insbesondere gern in Operationsverstärkern, weil
» es dort schwierig ist, grosse Kollektorwiderstände
» zu verwirklichen. So kann man auch hier grosse
» Verstärkungen in einer Stufe erzielen.

Oft ist es im Opamp so, dass nur wenig Stromquellen im Einsatz sind. Den Rest der konstanten Ströme leitet man aus Stromspiegeln ab. Gutes Beispiel der alte 741. Man findet die Schaltung im Wiki.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Esel

17.06.2011,
15:25

@ Harald Wilhelms

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

Hallo liebes ElKo,

Erstmal bedanke ich mich für die rege Beteiligung hier!

» In Transistorschaltungen nimmt man dagegen gern
» Stromquellen als Arbeitswiderstand. Das macht man
» insbesondere gern in Operationsverstärkern, weil
» es dort schwierig ist, grosse Kollektorwiderstände
» zu verwirklichen. So kann man auch hier grosse
» Verstärkungen in einer Stufe erzielen.
» Gruss
» Harald

Sobald ich einen Stromspiegel als Arbeitswiderstand einsetze, wird das Ausgangssignal ziemlich verzerrt.

Außerderm habe ich die Spule mal mit einem Wirkwiderstand versehen, der dem Realfall zu dieser Spule(33mH, 50Ohm) kommt. Danach bekomme ich dann auch entsprechende Verzerrungen raus!

@Thomas
Warum eine A-Stufe, liegt ganz einfach daran, dass ich mal gehört habe, dass diese eine sehr gute Spannungsverstärkung hat.
Mein Ziel ist es später, ein Ausgangssignal von 12Vp zu generieren, um später in der D-Stufe ein vernünftiges PWM Signal zu erzeugen.

Was ich heute morgen vergessen habe war ein schaltplan zu meiner bisherigen Schaltung: Der ist hier zu finden:
http://imageshack.us/photo/my-images/850/scrwl.jpg/

Das mit Dual Opv musste mir erklären, ich kann mir jetzt nicht wirklich was darunter vorstellen.

Vielen Dank.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.06.2011,
15:42

@ Esel

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» Das mit Dual Opv musste mir erklären, ich kann mir jetzt nicht wirklich
» was darunter vorstellen.

2 Opamp in einem Gehäuse, z.B. TL072.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Esel

17.06.2011,
15:49

@ schaerer

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» » Das mit Dual Opv musste mir erklären, ich kann mir jetzt nicht wirklich
» » was darunter vorstellen.
»
» 2 Opamp in einem Gehäuse, z.B. TL072.

Das war mir schon klar, ich meinte Frage eher schaltungstechnisch.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.06.2011,
15:56

@ Esel

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» » » Das mit Dual Opv musste mir erklären, ich kann mir jetzt nicht
» wirklich
» » » was darunter vorstellen.
» »
» » 2 Opamp in einem Gehäuse, z.B. TL072.
»
» Das war mir schon klar, ich meinte Frage eher schaltungstechnisch.

Die Aufteilung einer so hohen Verstärkung wie 1000 macht man besser mit zwei Opamps, sonst muss ein Opamp eine sehr hohe Unity-Gain-Bandbreite haben.

Wenn man sich nicht danach richten muss, hat man es leichter Opamps mit niedriger äquivalenter Eingangsrauschspannung zu finden. Die Auswahl ist grösser.

Du willst ja mV-Spannungen verstärken. Sind das Mikrophone und wenn ja, welche Art (dynamisch oder electret)?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Esel

17.06.2011,
16:32

@ schaerer

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

Hallo,

kein Mikrophon, es ist ein Audio Ausgang.

Geht dieser Schaltplan in die richtige Richtung?

http://imageshack.us/photo/my-images/600/scrx.jpg/

Vielen Dank.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.06.2011,
16:52

@ Esel

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» kein Mikrophon, es ist ein Audio Ausgang.

Was für ein Audio-Ausgang? Normalerweise haben Audio-Ausgänge Line-Signale und die liegen so etwa im Bereich von 100 bis 200 mV mit einer Ausgangsimpdenaz im mittleren 10 k-Ohm-Bereich.

» Geht dieser Schaltplan in die richtige Richtung?
»
» http://imageshack.us/photo/my-images/600/scrx.jpg/
»
» Vielen Dank.

In die richtige Richtung, - ja.

Denk auch noch dran, dass Du so die DC-Offset massiv mitverstärkst. Ueberleg mal, wie man das lösen kann und dazu helfen Dir auch meine Opamp-Elektronik-Minikurse hier im ELKO weiter. Du musst Dir halt, je nach Vorkenntnissen Zeit nehmen um diese Inhalte zu lesen und davon zu lernen.

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/#verstaerker

Wenn Du explizit aus diesen Minikursen etwas nicht verstehst, kannst Du mich auch direkt anschreiben und dann - ganz wichtig - immer URL, Kapitel, Bild-Nummer und betreffender Textabschnitt angeben.

So es meine Zeit zulaesst, unterstuetze ich Dich gerne. Versuch's einfach.

Noch etwas anderes: Das Schaltbild das Du als Link angibst, ist klein und die Texte der Bauteile unscharf. Waer gut wenn es eine bessere Methode gibt. Ist es vielleicht moeglich aus dem CAD/Simulations-Programm vom Schema direkt ein JPG zu erzeugen und das bei weniger als 150'000 Bytes im Forum direkt hochzuladen?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

ee(R)

17.06.2011,
18:23

@ schaerer

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» Denk auch noch dran, dass Du so die DC-Offset massiv mitverstärkst.

Ich las hierzu in Minikurs Op-Amp I Kapitel 4 unter Bild 8 die Beschreibung, wie die Kondensatoren und Widerstände dimmensionniert werden müssen.
Der Kondensator dient doch dazu, dass die Offsetspannung nicht mitverstärkt werden und man am Ausgang eine reine AC-Spannung abgreift. Und dies wurde doch im Schaltplan von Esel so vorgesehen.

Habe ich irgendwas falsch verstanden?

ee

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.06.2011,
18:43

@ ee

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» » Denk auch noch dran, dass Du so die DC-Offset massiv mitverstärkst.
»
» Ich las hierzu in Minikurs Op-Amp I Kapitel 4 unter Bild 8 die
» Beschreibung, wie die Kondensatoren und Widerstände dimmensionniert werden
» müssen.
» Der Kondensator dient doch dazu, dass die Offsetspannung nicht
» mitverstärkt werden und man am Ausgang eine reine AC-Spannung abgreift.
» Und dies wurde doch im Schaltplan von Esel so vorgesehen.
»
» Habe ich irgendwas falsch verstanden?

Es hat in Bild 8 zwei Schaltungen. Teilbild 8.2 zeigt das Hochpassfilter C3*R3, das vermeidet, dass am Eingang DC-Anteile übernommen werden, weil dies sonst Ub/2 stört, - die Arbeitspunktspannung und man will auch keine DC-Anteile verstärken.

Das Hochpassfilter C1*R1 vermeidet zusätzlich, dass die Opamp eigene DC-Offsetspannung verstärkt wird.

Bildet man eine Kette von Opampverstärkern multiplizieren sich die DC-Offset-Spannungsanteile und das kann dann schnell sehr viel werden. Man muss berechnen wieviel DC-Anteile man zu lassen will und so festlegen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

olit(R)

E-Mail

Berlin,
17.06.2011,
22:34

@ schaerer

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» Denk auch noch dran, dass Du so die DC-Offset massiv mitverstärkst.

Links oben auf seinem Schaltbild ist die Spannungsversorgung dargestellt.
Er betreibt die OPVs mit symmetrischer Spannungsversorgung.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
18.06.2011,
10:00

@ olit

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» » Denk auch noch dran, dass Du so die DC-Offset massiv mitverstärkst.
»
» Links oben auf seinem Schaltbild ist die Spannungsversorgung
» dargestellt.
» Er betreibt die OPVs mit symmetrischer Spannungsversorgung.

Da ist 'ee' alias 'esel' selber schuld, wenn er sich nicht bemüht ein anständig grosses, nicht überladenes und scharfes Bild anzubieten. Ich habe dies bereits angedeutet. So übersieht man halt auch leicht etwas. Die Zahlen sind so klein, ich kann sie nur teilweise mit einer Lupe lesen, die im Glas noch eine Zusatzlupe hat. Das ist eine Zumutung. Ich bin eigentlich ein Depp, dass ich überhaupt antworte. Ich merke mir das für zukünftige Fragen und reagiere schlicht weg nicht mehr, wenn sich ein Fragesteller nicht mehr Mühe gibt.

Man liest so etwas, in einer allgemeinen Form geschrieben, in den "7 Tipps für Fragesteller". Aber ich denke, kein einziges Prozent der Neulinge in diesem Forum liest das, bevor er (sie) das erste Posting schreibt. Man hat eine Frage und legt einfach so gleich los. Das Gegenteil würde mich doch sehr wundern... :-(

Das Problem mit der DC-Offsetspannung, die von den Opamps selbst erzeugt werden, besteht nach wie vor. ee' alias 'esel' kann auf C1 verzichten, wenn die Audioquelle sicher vollständig DC-Offset-frei ist. C2 und R(kann nicht lesen) muss sein, weil sonst wird die verstärkte DC-Offsetspannung von Opamp-1 auf Opamp-2 übertragen und dort mitverstärkt. Die Folge davon ist, dass die DC-Offsetspannung am Ausgang des Opa-2 so gross sein kann, dass die (quasi-)symmetrische Aussteuerung durch das verstärkte Audiosignal des Opa-2 massiv eingeschränkt ist war zur Folge hat, dass .

Das ausgangsseitige RC-Hochpassfilter, sollte schon sein, weil so kann man eine weitere Audioschaltung (z.B. aktive Lautsprecherbox) knackfrei dazu schalten, wenn die gezeigte Schaltung in Betrieb ist.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Esel

18.06.2011,
13:26

@ schaerer

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

Erstmal ich bin ungleich ee, das wollte ich mal feststellen!

Ich werde mich demnächst bemühen qualitativ bessere bilder hochladen, damit sich die alten Leute hier weiterhin schön bequem haben :)

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

18.06.2011,
13:32

@ Esel

A-Verstärker Spule statt kollektorwiderstand

» Erstmal ich bin ungleich ee, das wollte ich mal feststellen!
»
» Ich werde mich demnächst bemühen qualitativ bessere bilder hochladen,
» damit sich die alten Leute hier weiterhin schön bequem haben :)

Nun, hier im Forum hast Du ja die Möglichkeit, Bilder
direkt hochzuladen. Und da Du ja was von uns willst,
und nicht umgekehrt, solltest Du Dir schon etwas Mühe
geben, das man Deine Fragen gut erkennen kann.
Gruss
Harald
PS: Die 7 Tipps für Fragesteller (siehe Antwortseite)
sind da immer hilfreich.;-)