Maximale Verstärkung von Onboard Preamps?

  • Ersteller GoliatSkipson
  • Erstellt am
Ich stimme Dir grundsätzlich zu! Allerdings ist der Einsatz dieser TL-Serie in der Elektrogitarre unter der Annahme einer Betriebsspannung von 9V noch nicht problematisch. Slew-Rate und Transitfrequenz der OPs sind ausreichend groß, sodaß man im Frequenzbereich bis 15kHz noch vernünftige Signale erhält.

Solange man die Schaltung nicht übersteuert, ist alles in Butter!

Ulf
 
wenn ihrs eh grad von diesen Spannungsversorgungen habt...

Ulf wirds nicht schon vergessen haben, ich bin zur Zeit immer mal wieder am Überlegen mit Impedanzwandler und/oder Vorverstärker um Conrad-Piezoscheibchen in Kombination mit elektromagnetischen Tonabnehmern zu verwenden.

Jetzt bin ich grad a weng beim Grundsatz am überlegen. Impedanzwandler inkl. Verstärkung ("nach Ulf" ^^) ist fertig, bringt aber anscheinend keine ausreichende Verstärkung.
Also nach Vorverstärkerschaltungen umgesehn, dabei auf die Frage der Stromversorgung gekommen:
Sobald ICs verwendet werden, scheinen symmetrische Vcc pragmatischer zu sein. Ich weiß zwar nicht warum genau, aber das bringt mich auf die Frage, was in einer Gitarre noch brauchbar ist.
An sich wäre es mir lieber, wenn man die Elektronik mit AA-Batterien betreiben könnte, z.B. aus Kostengründen. Problem: 2 Stück genügen wohl nicht zwangsläufig (+- 1,5V od. +3V), bei vieren wirds schon wieder eng mitm Platz und der Kostenvorteil schmilzt dahin.

Jetzt halt die Frage...kann man Vorverstärker schon mit +- 1,2 V (akkus, nech ;)) betreiben? Wohl eher nicht...Opamps wären mir am liebsten, die sollen ja recht rauscharm sein.
Lohnt sich symmetrische Spannungsversorgung? Oder reisst das nicht sooo viel raus?
Das Ganze kommt theoretisch dann eh in n E-Fach was sehr großzügig ausgelegt wird, da dürfte genügend Platz sein. Lohnen sich da mehrere Batterien um die symmetrische Spannung zu realisieren?

Und dann wollte ich noch fragen, ob ich als Laie feststellen kann, inwieweit eine Verstärkerschaltung geeignet für meine Zwecke ist ist?
 
...Impedanzwandler inkl. Verstärkung ("nach Ulf" ^^) ist fertig, bringt aber anscheinend keine ausreichende Verstärkung.
Kunststück, denn ein Impedanzwandler macht keine Spannungsverstärkung. ;)

Da machst Du am besten eine kleine Erweiterung. Kuckst Du hier:

scm51206.gif


Es gilt: v=(R1+R2)/R2​

Jetzt halt die Frage...kann man Vorverstärker schon mit +- 1,2 V (akkus, nech ;)) betreiben? Wohl eher nicht...Opamps wären mir am liebsten, die sollen ja recht rauscharm sein.
Prinzipiell kann man einen Vorverstärker für so eine geringe Versorgungsspannung schon noch bauen, was allerdings durchaus eine Herausforderung darstellt!

Wenn man eine große Verstärkung benötigt, sind OPs (auch aufgrund ihrer einfachen Applikation) keine schlechte Wahl. Man darf jedoch nicht vergessen, daß so eine Schaltung in gewisser Weise ein Universalbauelement darstellt. Man wird also immer wieder Kompromisse eingehen müssen.

Das Rauschen ist nicht zwingend ein Problem. Die Hersteller bieten da eine gute Auswahl an geeigneten OPs. Allerdings sind die rauscharmen Typen in der Regel mit einem etwas größerem Stromhunger gesegnet. Tja, das eine was man will...

Soll die Schaltung auch in der Lage sein einen etwas größeren Pegel zu treiben, so stellt eine geringe Betriebsspannung ein ernsthaftes Problem dar. +/-1,2V lassen nach Abzug der "Unkosten" für den Verstärker leider keinen zu großen Spielraum. In diesem Fall wird man wohl um eine MOS-Fet-Schaltung mit aktiver Last wohl nicht umhinkommen.

Generell ist eine dedizierte diskrete Schaltung immer einer universellen integrierten Lösung vorzuziehen, da man hier eine für den Einzelfall passende Lösung entwickelt und keine bauteilbedingten Kompromisse eingehen muß.
Lohnt sich symmetrische Spannungsversorgung? Oder reisst das nicht sooo viel raus?
Eine symmetrische Vorsorgung bietet in erster Linie den Vorteil, daß keine Koppelkondensatoren benötigt werden. Die Schaltung weißt also keine untere Grenzfrequenz auf.
Und dann wollte ich noch fragen, ob ich als Laie feststellen kann, inwieweit eine Verstärkerschaltung geeignet für meine Zwecke ist ist?
Tja, da streiten sich schon manchmal die Gelehrten... ;)

Bei einem OP ist das gar nicht mal so schwer. Die Verstärkung wird meist mit nur zwei Widerständen eingestellt. Aus der Betriebsspannung ergibt sich der maximal mögliche Hub am Ausgang. Der Eingangswiderstand wird "meist" durch zwei oder gar nur einen Widerstand bestimmt. Bei diskreten Schaltungen wird es jedoch schwierig.

Ulf
 
Da machst Du am besten eine kleine Erweiterung. Kuckst Du hier:

[qimg]http://www.schaedla.org/public/SCM/scm51206.gif[/qimg]

Es gilt: v=(R1+R2)/R2​

Aye, genau dat hab ich ja gemacht. Es verstärkt auch, das is definitiv hörbar. Aber der Pegel ist nicht mit dem von magnetischen Tonabnehmern zu vergleichen.
Aber da werd ich demnächst wohl nochmal testen.

Generell ist eine dedizierte diskrete Schaltung immer einer universellen integrierten Lösung vorzuziehen, da man hier eine für den Einzelfall passende Lösung entwickelt und keine bauteilbedingten Kompromisse eingehen muß.

Kommt natürlich drauf ob man das kann oder nicht.
Wenn man nämlich - so wie ich - nur sehr rudimentär über E-Technik Bescheid weiß und sich jedes kleine Ding mühsam im Internet zusammensuchen muss, ist die Universallösung gemessen an der Effizienz durchaus verlockend ;)

Eine symmetrische Vorsorgung bietet in erster Linie den Vorteil, daß keine Koppelkondensatoren benötigt werden. Die Schaltung weißt also keine untere Grenzfrequenz auf.

Hmmmm...hmhmhm.
Das is ja ma irgendwie garnicht so wirklich wild.
Zumal die untere Grenzfrequenz ja durchaus Sinn machen kann, zur Eindämpfung von Trittschall (bei piezos) o.ä.
Na ok, ich dachte mir der hat man irgendwelche gravierenden Vorteile.
Kurze Frage die mir grade noch eingefallen ist:
Kann man aus einer 9V-Batterie über einen Spannungsteiler eine symmetrische Quelle +-4,5V machen? Wenn nein, wüsst ich gerne warum. Bei ja genügt mir diese antwort :D


Tja, da streiten sich schon manchmal die Gelehrten... ;)

Bei einem OP ist das gar nicht mal so schwer. Die Verstärkung wird meist mit nur zwei Widerständen eingestellt. Aus der Betriebsspannung ergibt sich der maximal mögliche Hub am Ausgang. Der Eingangswiderstand wird "meist" durch zwei oder gar nur einen Widerstand bestimmt. Bei diskreten Schaltungen wird es jedoch schwierig.

Ja, das dachte ich mir schon...Sehr grenzwertiges Thema immer, diese Elektronik ^^

Ich bedanke mich für den Post :)
 
Aye, genau dat hab ich ja gemacht. Es verstärkt auch, das is definitiv hörbar. Aber der Pegel ist nicht mit dem von magnetischen Tonabnehmern zu vergleichen.
Aber da werd ich demnächst wohl nochmal testen.
Was für Werte hast Du denn für R1 und R2?
Quelle +-4,5V machen?
Ja, man kann! Kuckst Du hier:

SymPwrSuppl01.gif

Es gilt Rp=Rn und Cp=Cn.

Durch die beiden Widerstände wird die Batteriespannung halbiert. Legt man diesen Knoten auf die Masse der Schaltung, so hat man was man will. Aber Achtung, der Minuspol der Batterie darf nicht mit der Schaltungsmasse verbunden werden, sonst gibt es einen Kurzschluß.

Für die Dimensionierung der Widerstände muß man leider einen Kompromiss eingehen. Einerseits sollten sie möglichst klein sein, um einen möglichst niederohmigen Pfad zur Masse zu gewährleisten. Andererseits möchte man auch keinen allzu großen Querstrom haben, um die Lebensdauer der Batterie zu schonen. 10 kOhm sind hier eine brauchbare Größe, mit der Experimente beginnen können.

Diese Schaltung läßt sich verbessern, indem man einen OP einsetzt. Dieser erhält die Mittenspannung als Eingang und arbeitet als Impedanzwandler. Am Ausgang erhält man dann eine niederohmige Spannung (Vbat/2), die man dann auf Massepotential der Schaltung legen kann.

Einen kleinen Nachteil hat die Schaltung allerdings. Der Indianertrick mit der Stereobuchse zum Einschalten funktioniert aufgrund der unterschiedlichen Potentiale nicht mehr! Man benötigt also eine echte Schaltbuchse mit einem Schließer (gibt es beim Musik-Ding)

Der Mos-FET dient als Verpolungsschutz. Dabei wird der Transistor rückwärts betrieben. Bei richtiger Polung fließt der Strom durch die Bulk-Diode des MOS-FET. Bei falscher Polung sperrt der FET. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß nur wenige Millivolt der kostbaren Betriebsspannung über dem Transistor abfallen (ca. 50mV). Infos zu dieser cleveren Lösung findet man hier.

Für QSP kann man einen BS250P verwenden. RSP wird hochohmig gewählt. 1M ist eine brauchbare Größe.

Braucht man die Protection nicht, so kann QSP und RSP entfallen.

Ulf

BTW Kuckst Du hier: Low Voltage Preamplifier.

Leider hat die Schaltung keinen hochohmigen Eingang. :(
 
Kleine Frage:
Kann man Qsp und Rsp nicht einfach durch eine normale Diode eintauschen? Ist das nicht Falschpolungsschutz genug? :confused:

Edit:

Diese Schaltung hat den Vorteil, daß nur wenige Millivolt der kostbaren Betriebsspannung über dem Transistor abfallen (ca. 50mV).
Resultiert aus meiner Methode ein zu hoher Spannungsverlust?
 
Was für Werte hast Du denn für R1 und R2?

Ja, man kann! Kuckst Du hier:

[qimg]http://www.schaedla.org/public/scn/SymPwrSuppl01.gif[/qimg]​

Es gilt Rp=Rn und Cp=Cn.

(...)

Genau, so dacht ich mir dat auch. Dass man mal wieder dieses Dilemma mit den Widerstandsgrößen hat is ma wieder typisch...wär ja langweilig wenns einfach ma unproblematisch läuft ;D


Einen kleinen Nachteil hat die Schaltung allerdings. Der Indianertrick mit der Stereobuchse zum Einschalten funktioniert aufgrund der unterschiedlichen Potentiale nicht mehr! Man benötigt also eine echte Schaltbuchse mit einem Schließer (gibt es beim Musik-Ding)

Problem bei diesen Klinkenbuchsen mit integriertem Schalter ist halt, dass da wieder was relativ filigranes, bewegliches drinhängt was kaputtgehn kann.
Ich halt das immer gern so dass möglichst wenig Teile drin sind die kaputt gehn "können" ;)


Das is richtig...6kR bei 1kHz (und hinterher ja NOCH weniger) sin ja quasi komplett unbrauchbar für die ganze Sache :/
Schließlich will ich ja bei nem Piezo grade die Höhen erhalten.
Hmhmhm. Naja gut, es scheint schon so seinen Grund zu haben dass die meisten Hersteller (EMG, SD, usw) auf 9V-Batterien setzen...Was mich halt an denen stört ist, dass die so ne vergleichsweise sehr kleine Stromreserve ham. Bei 9V Akkus (die auch noch ~10-15€ kosten) wirds halt bei 500mAh schon SEHR eng...die schönen AA-Zellen ham halt 2700mAh und dafür nur 1,2V.
Alles zum kotzen. Ich will Brennstoffzelle in der Gitarre oder sowas ^^

Kleine Frage:
Kann man Qsp und Rsp nicht einfach durch eine normale Diode eintauschen? Ist das nicht Falschpolungsschutz genug? :confused:

Resultiert aus meiner Methode ein zu hoher Spannungsverlust?

Ich nehms stark an. Was ähnliches hab ich auch schonmal an anderer Stelle vorgeschlagen:
Die normalen Silizium-Dioden brauchen ne Spannung von 0,7 V um durchzuschalten ("vorwärtsspannung"), die Germaniumdioden (teurer) immerhin noch 0,3V.
Das is schon recht viel, wenn man von diesen paar wenigen Volt ausgeht die man zur Verfügung hat.

Was man natürlich machen kann, ist die Diode so herum einzubaun dass sie im Normalbetrieb sperrt, und bei Verpolung den weg zur Masse direkt freimacht. Je nach dem wie teuer/empfindlich die Schaltung dahinter ist, kanns sich lohnen, lieber die Batterie per Kurzschluss zu zerballern, als die Schaltung wegen der Verpolung...
 
Kann man Qsp und Rsp nicht einfach durch eine normale Diode eintauschen? Ist das nicht Falschpolungsschutz genug?
Kann man schon...
Resultiert aus meiner Methode ein zu hoher Spannungsverlust?
Zumindest ist der Spannungsverlust größer als er sein müßte. Bei Akkubetrieb (8,4V) sind leer noch rund 8 Volt vorhanden. Bleiben also +/- (8-0,7)/2 Volt als maximaler Hub, von dem noch einmal rund 1 Volt für dem OP drauf geht. Also rund 2,7V was 1,9Veff entspricht. Das ist wahrlich nicht mehr viel.

Zum Thema Protection habe ich hier unlängst etwas geschrieben.

Was man natürlich machen kann, ist die Diode so herum einzubaun dass sie im Normalbetrieb sperrt, und bei Verpolung den weg zur Masse direkt freimacht. Je nach dem wie teuer/empfindlich die Schaltung dahinter ist, kanns sich lohnen, lieber die Batterie per Kurzschluss zu zerballern, als die Schaltung wegen der Verpolung...
Du bist ja auch so ein Krimineller! ;)

Ulf
 
An sich wäre es mir lieber, wenn man die Elektronik mit AA-Batterien betreiben könnte, z.B. aus Kostengründen. Problem: 2 Stück genügen wohl nicht zwangsläufig (+- 1,5V od. +3V), bei vieren wirds schon wieder eng mitm Platz und der Kostenvorteil schmilzt dahin.

Jetzt halt die Frage...kann man Vorverstärker schon mit +- 1,2 V (akkus, nech ;)) betreiben? Wohl eher nicht...Opamps wären mir am liebsten, die sollen ja recht rauscharm sein.

Hi LL, der OP290 von Analog Devices wäre ein Spezialtyp, der zwischen +/-18V und ...naaa???....+/-0,8V (!) betrieben werden kann. Die Stromaufnahme (ohne Signal und Last) ist bei lausigen 24uA (!) bei +/-1,5V. Eingangswiderstand 30MOhm. Verstärkung X Bandbreite ist 20Khz, naja, Alleskönner gibt es nicht........ -Also spannungsmässig passt der, ob der Rest dir gefällt, siehst du im Datenblatt.
CU
Norbert
 
...der OP290 von Analog Devices wäre ein Spezialtyp, der zwischen +/-18V und ...naaa???....+/-0,8V (!) betrieben werden kann. Die Stromaufnahme (ohne Signal und Last) ist bei lausigen 24uA (!) bei +/-1,5V. Eingangswiderstand 30MOhm. Verstärkung X Bandbreite ist 20Khz, naja...
Eben, mit einer Slew Rate vom typ. 12V/ms ergibt sich gerade mal eine maximale Frequenz von 1,1kHz! Das ist wohl auch für die dumpfeste Gitarre zuwenig. Meiner Meinung nach scheidet dieser OP definitv aus!

Problem bei diesen Klinkenbuchsen mit integriertem Schalter ist halt, dass da wieder was relativ filigranes, bewegliches drinhängt was kaputtgehn kann.
Ich halt das immer gern so dass möglichst wenig Teile drin sind die kaputt gehn "können" ;)
Das hat mir natürlich keine Ruhe gelassen! Vielleicht ist ja das hier die Lösung:

SymPwrSuppl02.gif

Nun verwenden wir gar zwei MOS-FETs! Gleichwohl ich mit MOS-FETs keine große Erfahrung habe, scheint mir die Schaltung zu funktionieren und das stelle ich mir so vor:

1. Der Schalter ist offen

2. Das Gate von QSO liegt über RSO am gleichen Potential wie das Source (~Vbat, da die Bulk-Diode von QSP leitet)

3. Da QSO ein P-Kanal Anreicherungstyp ist, sperrt der FET jetzt.

4. Der Schalter ist geschlossen

5. Damit QSO leitet, muß das Gate negativer gegenüber der Source sein. Im ersten Moment stellt sich eine durch RSO und Rn geteilte Spannung ein, die in jedem Fall negativer als Vbat ist.

Vgnd=vbat*Rn/(Rn+RSO)​

Für Vbat=9v, RSO=1MOhm und Rn=10kOhm wird Vgnd dann 89mV. Die Vgs des QSO wird damit 0,089V-9V=-8,91V. Damit leitet QSO zuverlässig.

6. Nachdem QSO leitet, stellt sich an seinem Gate Vbat/2 ein (also rund 4,5V). Damit wird Vgs=4,5V-9V=-4,5V. QSO leitet immer noch. Nach dem Datenblatt ist hier jedoch nur noch ein maximaler Drainstrom von rund 150mA möglich, was für die meisten Anwendungen jedoch ausreichen sollte.

Anstelle des Schalters kann jetzt wieder die Stereobuchse treten und Lobo atmet auf... ;)

Allerdings soll der Nachteil nicht verschwiegen werden:

Aufgrund der geringen Vgs ergibt sich ein Ron von ca. 4 bis 8 Ohm. Dadurch ergibt sich ein Spannungsabfall von

Uds=Ron*ID​

Das sind bei 10mA dann rund 40mV. Zusammen mit dem Verlust über QSP können dann schnell 100mV zusammenkommen.

Unter dem Strich ergeben sich meiner Meinung nach eine Reihe von Vorteilen:
  1. Es kann eine Schalter gegen Masse (Stereobuchse) zum Einschalten verwendet werden.
  2. Verpolungsschutz gegen negative Spannungen.
  3. Spannungsverlust (je nach Stromentnahme zwischen 100mV und 200mV.
  4. Keine Stromaufnahme im ausgeschalteten Zustand.
Ob das so in der Praxis funktioniert kann ich jetzt nicht sagen. Theoretisch denke ich schon. Vielleicht kann der Captain da ja mal seine Meinung zu abgeben.

Ulf
 
Eben, mit einer Slew Rate vom typ. 12V/ms ergibt sich gerade mal eine maximale Frequenz von 1,1kHz! Das ist wohl auch für die dumpfeste Gitarre zuwenig. Meiner Meinung nach scheidet dieser OP definitv aus!

Moin Ulf,
DAS war mir klar, aber wenn jemand mit 2 1,2V Akkus einen VV bauen will, kann man das IC nennen und dann auf das Datenblatt verweisen.:D
Nun zu Deiner Schaltung. So auf den ersten Blick sieht das ganz ok aus. Aber die Sache mit der verschenkten Spannung am 0-Potential und die Ladeelkos wollen mir einfach nicht gefallen. Vielleicht habe ich das Problem irgendwie noch nicht richtig drin, aber wenn es darum geht, eine Batterie einzuschalten, kann man das doch ganz einfach mit einem Transistor machen. Auf die Gefahr hin, dass ich an der Problematik vorbeigehe, füge ich unten meinen Entwurf als Skizze an. Ich habe das schnell mal aufgebaut und bei 25Grad und 80% rel. Luftfeuchte durchgemessen. Die Daten:
Ub=9V, T1= BC557B , R1=R2= 10KO, RB=10KO, RL= zwischen Unendlich und 180 Ohm.
Bemerkungen: Der BC557B ist zufällig ausgewählt, es mag bessere Lösungen geben. RB wurde mit 10KO so gewählt, dass sicher deutlich unter 500uA Basisstrom fliessen, R1u.R2
habe ich einfach willkürlich von deiner Schaltung übernommen, sie könnten also auch anders ausfallen. Für alle Widerstände wurden 5%-Kohleschichtypen verwendet.
Messergebnisse: RL=unendlich, UCE=-15mV, U0 (Massepotential)= -9mV.
RL= 10KO bis 270 Ohm, UCE -15 bis -24 mV, U0= -4 bis - 9mV.
RL= 180 Ohm, UCE= - 225mV, U0= -9mV.
RB nicht mit 0 verbunden: keine Stromaufnahme der Schaltung messbar.
Auswertung: Das negative Massepotential liegt unterhalb der Widerstandstoleranzen, durch den IB von T1, der zusätzlich durch R2 wäre eine leicht positive Spannung zu erwarten gewesen, deren Betrag vom Widerstand der BE-Diode abgehangen hätte. Offensichtlich haben die Toleranzen von R1 und R2 diesen Effekt aufgehoben. Eine Abweichung des Massepotentials von 0 könnte man also durch eine Feinabstimmung von R1 und R2 annähernd kompensieren. Negativ auf dieses Ergebnis haben sich sicher auch die Testbedingungen ausgewirkt, eine symetrische Anordnung einer gesplitteten Last über R1 u. R2 könnten zu einem besseren Ergebnis geführt haben. Die -225mV UCE sollten eindeutig auf mangelnden Basistrom bzw. unzureichenden Stromverstärkungsfaktor des willkürlich gewählten T1. Abhilfe schafft in dem Fall, dass Ströme von 50mA oder mehr benötigt werden ( was bei einer 9V-Batterie eher nicht sinnvoll erscheint), ein RB mit vermindertem Ohmwert, besser jedoch die Auswahl eines geeigneteren Transistors, evt. würde schon ein C-Typ besser passen. Bei einer Last von 220 Ohm stellten sich übrigens
-35mV als UCE ein, was die Vermutungen bestätigt. Für Audiobetrieb sollten R1 und R2 je mit einem Kondensator überbrückt werden, um diese wechselspannungsmässig zu überbrücken.
Naja, so ungefähr würde ich mir sowas bauen, wenn ich es bräuchte. Oder eine Halbresonanzgitarre kaufen, da passt was rein!:D
CU
Norbert
 

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Zunächst einmal vielen Dank für Dein Experiment! :great:

Ursprünglich ging es mir mal darum, eine 9-Volt Versorgung verpolungssicher zu machen. Die Geschichte mit der Reihen-Diode ist zwar ganz nett, sorgt jedoch für einen Spannungsverlust von gut 700mV. Die trickreiche MOS-FET-Lösung ist da deutlich besser, weil der Widerstand (hier Ron) deutliche geringer ist, als bei einem bipolaren Transistor.

Für die Schaltanwendung gemäß Lobos Anfrage haben ich dann ebenfalls den MOS-FET gewählt. Hier war auch wieder der Ron das Kriterium.

Für eine relativ geringe Stromentnahme sollten beide Lösungen in etwa vergleichbar sein. Bei größeren Strömen sollte man lieber zu einem Power-MOSFET greifen, der dann einen Ron in der Größenordnung 0,25 - 0,5 Ohm bietet. Bei 100mA beträgt der Drop dann nur 50mV. Da wird ein bipolarer Kollege wohl nicht mehr mitkommen!

Beim MOSFET stellt das Handling (gerade für Laien) ein Problem dar. Das Gate-Oxyd ist eben eine empfindliche Sache.

Deine Schaltung ist meiner Meinung nach im Hinblick auf den Verpolungschutz wohl nicht ausreichend. Der BC557 verträgt laut Datenblatt eine Rückwärtsspannung von 5 Volt. Im eingeschalteten Fall ist der Transistor bei einer angenommenen Verpolung der Batterie gesperrt (gut) und auch die BE-Strecke leitet nicht. Dann wird sich über dieser Strecke die volle negative Betriebsspannung einstellen (also -9V) die dann wohl ins Nirwana eingehen wird.

Aber vielleicht finden wir ja noch eine ultimative bessere Lösung

Nachteilig ist meiner Meinung nach bei beiden Verfahren die Abhängigkeit der Gate- oder Basisspannung von der Mittenspannung. Ergibt sich eine lastabhängige Verschiebung des Potentials, so verändert sich auch die Spannung auf beiden Supply-Rails. Da helfen dann wohl nur ausreichende Pufferkapazitäten oder ein OP als Impedanzwandler für die Mittenspannung.

Ulf
 
Ein wesentlicher Nachteil der von mir vorgestellten Schaltungsvariante mit dem MOS-FET war das relativ hohe Gate-Potential im eingeschalteten Zustand, was dann zu einen nicht so optimalen (sprich etwas größeren) Ron führt. Ich habe das Problem noch einmal durchdacht und schlage jetzt die folgende Lösung vor

SymPwrSuppl03.gif

Über Q2 wird das Gate von QSO hart auf den negativen Anschluß der Batteriespannung gelegt. Mit dem gewählten Strom von 0,5mA durch RSO ergibt sich laut Datenblatt für Q2 eine Restspannung von etwa 35mV. Selbst wenn diese Spannung im schlechtesten Fall 200mV beträgt, so bleiben immer noch gut 8,8V für die Vgs des QSO übrig. Dieser hat dann bei einem Strom von ID=200mA einen Ron der kleiner als 6 Ohm sein dürfte. Damit ergibt sich ein Spannungsverlust von maximal 6 Ohm*200mA=1,2V. Für einen Strom von 50mA ist der Verlust dann nur noch 5 Ohm * 50mA= 25mV!

Der für Q2 notwendige Basisstrom wird mit Q1 erzeugt. Beide Transistoren bilden zusammen eine Art komplementären Darlington-Transistor. Nur wenige µA Basisstrom an Q1 reichen aus, um die ganze Konstruktion kräftig durchzuschalten. Beide Transistoren arbeiten gleichzeitig als eine Art Levelshifter, der es ermöglicht einen Schalter zum Einschalten mit der Mittenspannung zu verbinden.

Theoretisch sollte es sogar möglich sein, RSO wegzulassen. Ob das in der Praxis funktioniert, muß man ausprobieren. Wenn es klappt, spart man rund ein halbes Milliampere. Na, wenn das nichts ist!

So wie die Schaltung dimensioniert ist, sollte über alles nicht mehr als 100mV der Batteriespannung über den beiden MOS-Transistoren verloren gehen. Selbst bei Betrieb mit einem 8,4Volt-Akku bleiben dann noch gut 8,3V übrig.

Der entnehmbare Strom ist ausreichend, um 5 bis 10 Operationsverstärker zu versorgen, was im Normalfall mehr als genug sein sollte.

Ulf
 
Und wenn du noch ein bisschen so weitermachst, produziert das ding sogar Strom!!

Nein im Ernst, du bist der Hammer ^^ :great:

Jetzt braucht man zwar ne ganze Platine hinter der Buchse/Batterie, aber die Lösung ist (einmal eingestellt) sicher weniger anfällig als die ich-geh-andauernd-kaputt-Buchsen.
Saubere Arbeit :D
 
Moin Ulf,
genau DIE "Nulllösung" dachte ich mir auch! Ein Low-Power-IC (OP290?:D, LM308,..) generiert ein sauberes 0-Potential, und R1 kann in meiner Schaltung verschwinden, R2 wird auf mindestens den 2-fachen Wert erhöht, und wenn sich kein T1 mit 9V-Verpolungsschutz auftreiben lassen sollte, reicht ein Widerstand (Rs),der RB+R2 entsprechen soll, oder den nächst niedrigeren Wert aufweist,über die Strecke BE. ( In der Schaltung wie jetzt wären das 18KO, mit "Nullgenerator" 27KO). Im Betrieb entsteht ein zusätzlicher Strom von etwa 20uA bei etwa 300uA Basisstrom. UBEsperr ist im Verpolunsfall dann immer kleiner/gleich 1/2 Ub. Es kann auch ein sehr viel höherer Wert für Rs gewählt werden, wenn zwischen RB und Basis T1 eine Diode (Anode an Basis) geschaltet wird, die im Betrieb nicht stört, weil T1 nur als voll durchgesteuerter Schalter betrieben wird. Die Diode sperrt im Vepolungsfall und UBEsperr ist etwa 0V. Ggf ist RB etwas kleiner anzusetzen. Ein 0-Potenzial lässt sich bei Abstimmung von R1u.R2 mit +/-2,5mV erreichen, wenn die Last zwischen 0 und 30mv schwankt und über den ganzen Zweig geht.
Bei asymetrischer Belastung würde ich statt Ladeelko doch lieber ein IC nehmen, wenn sich der Nullpunkt zu sehr verschieben sollte., aber für eine nachbausichere Schaltung für "Jedermann", könnte es auch anders aussehen. Bis 30mA, die für eine ganze Reihe von TL0X-OPs mit je 10KOhm Last reichen, hatte der BC557B immer unter 1Ohm über CE,
was Spannungsabfälle von 15-30mV hervorrief. die durch den T1 verursachten Verlustleistungen waren 30mV X 30mA + 9V X (etwa) 300uA, also rund 930uW. Eine Schaltung mit bipolarem Transistor in dieser Art findet ihre Grenzen etwa ab 50mA. Bei Leistungsentnahmen von 1Watt (rd. 110mA, Akku in ca. 1Std. leer), geht es auf diese einfache Weise nicht mehr, das ist ganz klar. Da ist dann eine Lösung mit FETs zwingend.
Vom Hörensagen ist mir bekannt, dass es für diese Problematik (sym. aus asym.) ein IC geben soll, das aus zb. 10V 2X5V macht. Mehr(Ströme,Verluste?) ist mir leider nicht bekannt. Ulf, weisst du da was darüber? -Nicht, dass wir vielleicht nicht mitbekommen haben, dass das Rad schon erfunden ist.............:D:D:D
CU
Norbert
 
Hmmm, mit Deinem Vorschlag für den Verpolungschutz bin ich irgendwie nicht ganz einverstanden!

Ich habe Dich doch richtig verstanden, daß Du in Deiner Schaltung hier

attachment.php

einen weiteren Widerstand Rs von Emitter nach Basis legen willst. Richtig?

Unabhängig von seiner Wirkungsweise im Normalbetrieb sehen wir uns jetzt den Krisenfall (Batterie falschrum) an:

1. Emitter T1 hat negatives Potential.

2. Basis hat über Rs ebenfalls negatives Potential.

3. Basis-Kollektor-Diode von T1 leitet, T1 wird rückwärts betrieben und leitet

4. Stromkreis über R1+R2 geschlossen

5. Die parallel liegende Last liegt nun vollständig an einer negativen Versorgungsspannung, was eigentlich zu verhindern war! :eek: ;)

Stimmst Du mir zu, oder habe ich da was übersehen?

Vom Hörensagen ist mir bekannt, dass es für diese Problematik (sym. aus asym.) ein IC geben soll, das aus zb. 10V 2X5V macht. Mehr(Ströme,Verluste?) ist mir leider nicht bekannt. Ulf, weisst du da was darüber? -Nicht, dass wir vielleicht nicht mitbekommen haben, dass das Rad schon erfunden ist
Es gibt zum Beispiel von Maxim verschiedene ICs, die aus einer positiven Spannung eine zusätzliche negative Spannung erzeugen. Sie benutzen in den meisten Fällen eine Ladungspumpe.

Da diese Schaltungen in den Bereich der getakteten Wandler fallen, mag ich mich mit dem Einsatz in einer Analogschaltung nicht so sehr anfreunden, denn bei vielen Schaltungen liegt die Taktfrequenz voll innerhalb der Bandbreite des Nutzsignals.

'n büschen Resttaktfrequenz und dann auf einen Verzerrer. Das gibt ganz bestimmte viele neue "Töne" die wir bisher so noch nicht gehört haben... :eek:

Ulf
 
Moin Ulf,
stimmt, wenn auch kein Strom fliesst, ist die Uc statisch an der Basis vorhanden. Leider habe ich über Transistoren nichts an Unterlagen da, dass ich mal nach 10V Verpolungsfestigkeit suchen könnte, um das mit nur einem Transistor aufbauen zu können. Da stehe ich hier (Sri Lanka) voll auf dem Schlauch. Es MUSS ja nicht der BC557B sein. Ein bisschen erstaunt war ich, als ich mir den Transistor nochmal mit optimierten Basisstrom vorgenommen habe. Im Bereich der angestiegenen UCE liess sich noch 40% Verbesserung erzielen, und mit 2 Transistoren parallel waren bei 100mA Last 105mV an UCE vorhanden, was doch angenehm überrascht hat. Mit FETs brauche ich garnicht erst anfangen, die bekomme ich nirgends. -Würde deine Schaltung sonst gerne mal aufbauen.;)
CU
Norbert
 

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