Balanced Line Driver - Verbesserungen?

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mordac
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 08. Jul 2007, 12:33

Hallo,
Ich hab die letzten Tage mal an einem schematic für einen Balanced Line Driver gearbeitet (1-kanalig) und heraus kam dies hier.

Zuerst erzeugt der SSM2142 das Differenzsignal was durch einen Dual-OP (später wahrscheinlich NE5532) verstärkt werden kann (Aber nicht muss). Die Verstärkung daher weil die meisten Verstärker wenn Vorverstärkerausgänge nur -4dBV Ausgänge haben und ich auf 6dBV kommen will. Durch die Staffelung kommt man auch von 0dBV auf 6dBV und von -4dBV auf 0dBV. Damit hat man meiner Meinung nach die gängigen Pegel soweit abgedeckt.
Die Verstärkung hinter dem SSM2142, weil ich hoffe das somit eventuelle Drift des Dual-OPs gleichmäßig auf Hot und Cold liegt und somit durch den Differenzeingang wieder ausgemerzt wird.
Meine Fragen im speziellen sind jetzt:
- Sollte ich die Versorgungsspannung nochmal mit Elkos auf der Paltine puffern? Wie groß sollten die sein?
- Sollte zwischen Eingang und SSM noch ein Impedanzwandler?
- Ist es vielleicht doch besser die Verstärkung vor den SSM zu legen?
- Ist das Platinenlayout soweit in Ordnung?
- Sind die Bauteilewerte schlecht gewählt?

Um Fragen vorzubeugen:
Ich brauche das Teil um meine Aktiv-Lautsprecher (mit 6dBV-Eingang) mit meinem Heim-AV-Receiver zu betreiben. Noch hängen die mit einem Spannungsteiler an den Lautsprecherausgangsklemmen.

richi44
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 08. Jul 2007, 16:31

Ich würde die Schaltung generell etwas anders aufbauen.
Der SSM liefert ein symmetrisches Signal, das ähnlich wie bei einem Trafo eine unveränderliche Verstärkung Eingang zu a und b liefert. Dies aber nur dann, wenn die Last gegen Masse symmetrisch ist. Wird Ausgang a stärker belastet (wie bei einem Trafo), so ist seine Spannung gegen Masse geringer, dafür steigt die Spannung b gegen Masse, a zu b bleibt konstant.
Damit dies so funktioniert, sind die beiden Ausgänge "über Kreuz" verkoppelt. Damit wird genau dieser "Trafo-Effekt" erreicht.

Wenn Du nun die beiden Ausgänge auf zwei weitere OPV leitest, so haben diese eine feste Verstärkung, aber keine Verkopplung mehr. Das bedeutet, dass beispielsweise Ausgang a 0dBU liefert, wie auch Ausgang b (nur invertiert), dass sich aber der Pegel an a und b nicht ändert, wenn jeweils der andere Ausgang belastet wird. Du bekommst also eine ganz einfache symmetrische Ansteuerung, die keinen Kurzschluss (auf Dauer) eines Ausgangs verträgt.
Wenn Du also so etwas brauchst, das einfach aus asymmetrisch auf symmetrisch wechselt, ist der SSM absolut unnötig.
Oder wenn Du auf die Verkopplung Wert legst (Trafo-Effekt), sollte dem SSM ein Verstärker vorgeschaltet und der Pegel dort beeinflusst werden.

mordac
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 08. Jul 2007, 18:40

Danke für die Antwort. Auch wenn sich meine grauen Zellen gerade lautstark beschwert haben am Sonntag noch arbeiten zu sollen. Ich hab das ganze Blockdiagramm des SSM2142 nochmal durchgedacht und diese Kreuzschaltung ist mir jetzt klar.
Bloß noch mal kurz zu Verständnis - zum Bauen wäre die Lösung wohl ein wenig zu kompliziert. Würde ich das verstärkte Signal hinter dem Dual-OPV abnehmen, durch einen Spannungsteiler wieder auf das Ausgangsniveau bringen und in die Sense-Pins leiten würde der "Trafo-Effekt" wieder funktionieren?!
Aber gut - so oder so heißt es für mich die Schaltung wieder umzubauen. Den SSM möchte ich aber drin behalten weil am Ausgang ein "echter" symetrischer Ausgang sein soll, da ist der IC denke ich die einfachste und genaueste Möglichkeit.
Mal abgesehen von der unglücklichen Realisation der Schaltung, wie sieht es mit den anderen Fragen aus?
- Sollte ich die Versorgungsspannung nochmal mit Elkos auf der Paltine puffern? Wie groß sollten die sein?
- Ist es vielleicht doch besser die Verstärkung vor den SSM zu legen?
Das wäre ja geklärt
- Ist das Platinenlayout soweit in Ordnung?
- Sind die Bauteilewerte schlecht gewählt?
Und damit niemand denkt das wäre alles:
Meine Gedanken sind gerade: eine Eingangsstufe, eine Stufe zur Regelung der Verstärkung und danach der SSM. Soweit grob in Ordnung?

KSTR
Inventar

#4 erstellt: 08. Jul 2007, 19:27

Schau dir mal die THAT 1600 Serie an:

http://thatcorp.com/1600desc.html
Sind kompatibel zu SSM2142 etc, aber besser. Im Datenblatt werden auch viele der echten praktischen Problem ziemlich erschöpfend behandelt.

Ein solcher Line-Driver reicht, OpAmps dahinter sind nur kontraproduktiv.

Ein (eingangsseitig RC-gekoppelter) Impedanzwandler davor ist immer Pflicht (5534 tut's, ist auch offsettrimmbar), der kann auch gleich allfälliges Gain einstellen. Der THAT 1600 läuft auch mit +-20V Vb, das sollte als Headroom für alles reichen.

Letzlich stellt sich die Frage, ob du nicht auch gleich einen Line-Receiver nimmst (THAT 1200 Serie o.ä., oder diskret), um immer (auch bei unsymmetrischen Signalen) symmetrisch zu fahren. Damit bis für immer aus'm Schneider bzgl. Brumschleifen/Masseprobleme.

Grüße, Klaus

[Beitrag von KSTR am 08. Jul 2007, 19:29 bearbeitet]

Verrückter
Inventar

#5 erstellt: 12. Jul 2007, 18:32

KSTR schrieb:

Letzlich stellt sich die Frage, ob du nicht auch gleich einen Line-Receiver nimmst (THAT 1200 Serie o.ä., oder diskret), um immer (auch bei unsymmetrischen Signalen) symmetrisch zu fahren. Damit bis für immer aus'm Schneider bzgl. Brumschleifen/Masseprobleme.

Grüße, Klaus

Hallo Klaus.

Wie siehts aus bei Dir? Ich hoffe gut. Was macht Dein Projekt?

Die THAT Sachen sehen wirklich gut aus. Is das ne neue Firma? Noch nie was davon gehört.

Du weißt, meine grauen Zellen.. Aber ein Receiver ist doch praktisch ein Desymmetrierer. Warum soll er den einsetzen? Das hab ich irgendwie noch nicht gerallt.

Gruß

Stefan

mordac
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 13. Jul 2007, 11:15

Ein Receiver ist eh schon da. Wie ich weiter oben geschrieben habe geht es darum ein symetrisches Signal aus meinem AV-Receiver zu bekommen um meine Aktivlautsprecher zu betreiben. Noch hängt einfach ein Spannungsteiler an den LS-Klemmen und von da einfach unsymetrisch in den XLR-Eingang der LS.
Als nächstes muss ich halt die Pre-Outs vom AVR nach außen ziehen (wenn ich denn endlich mal die Schaltpläne habe), die Signale müssen dann eh verstärkt werden (weil sie nur 1,2V max an 10 kOhm bringen). Wenn dann eh so etwas fällig ist dacht ich dann kann ich sie auch gleich symetrieren.
Deswegen bin ich nun halt dabei euch zu belästigen.

Ich werd für die Schaltung wahrscheinlich bei den SSM bleiben. Die gibt es in SMD bei Farnell für einen, naja akzeptablen, Preis. Für die That hab ich keinen Händler gefunden.

Verrückter
Inventar

#7 erstellt: 13. Jul 2007, 12:12

Guckst Du hier!

http://de.farnell.co...ch_002&Ntt=that&Ntx=

KSTR
Inventar

#8 erstellt: 13. Jul 2007, 14:04

Hallo Stefan,

bei mir ist soweit alles i.O.
Projekt(e) laufen zäh, aber laufen....

THAT gibt es bald 20 Jahre und entstand aus dem R&D-Kern von dbx:

http://thatcorp.com/abouthat.html

Das Line-Receiver-Frontend hatte ich für den Eingang des Line-Drivers überlegt... denn was nützt ein Balanced-Line-Driver wenn er schon ein wg. seines eigenen unsymmetrischen Eingangs ein verseuchtes Signal kriegt...
In der Anwendung bei mordac ist das wohl nicht relevant. Im Universalfall schon, speziell bei geerdeten unsymmetrischen Quellen und wenn der Line-Driver selber (oder hintenrum) auch geschutzerdet ist.

Grüße, Klaus

Verrückter
Inventar

#9 erstellt: 13. Jul 2007, 14:11

KSTR schrieb:

Das Line-Receiver-Frontend hatte ich für den Eingang des Line-Drivers überlegt... denn was nützt ein Balanced-Line-Driver wenn er schon ein wg. seines eigenen unsymmetrischen Eingangs ein verseuchtes Signal kriegt...
In der Anwendung bei mordac ist das wohl nicht relevant. Im Universalfall schon, speziell bei geerdeten unsymmetrischen Quellen und wenn der Line-Driver selber (oder hintenrum) auch geschutzerdet ist.

Grüße, Klaus

Sorry, aber irgendwie bin ich zu doof.

Also, ich habe ein unsymmetrisches Signal. Daraus soll ein symmetrisches Signal werden. Wie würdest Du das dann im Universalfall angehen?

Stefan

KSTR
Inventar

#10 erstellt: 13. Jul 2007, 14:35

Indem ich auch das unsymmetrische Signal per Differenzverstärker behandle, damit die harte Masse-Verbindung eliminiert wird (und somit keine oder nur noch kleinste Strörströme fließen).

Also am Diff-Amp kommt der Schirm des Cinch-Eingangskabels nicht direkt an Masse, sondern über ein R||C (C wegen HF). Dann kann an diesem etwaige Störspannung auftreten wie sie will, wegen dem Diff ist das aber egal (solange der Common-Mode-Eingangsspannungsbereich nicht überschritten wird).

Braucht's noch Bild, oder ist es jetzt schon verständlich?

Grüße, Klaus

Verrückter
Inventar

#11 erstellt: 13. Jul 2007, 14:38

Mh, ne Bild tut nicht mehr not. Das unsymmetrische Signal wird dann wohl einfach an den +Eingang geklemmt und der - Eingang bleibt einfach offen. Richtig?

Ich habe in dem Thread

http://www.hifi-foru...um_id=71&thread=4721 versucht nach Erfahrungen zu fragen. Sieht mal schlecht aus. Aber ich könnte mir gut eine Schaltung wie folgt vorstellen.

Balanced Receiver (auch für asymmetrische Signale) - Lautstärkestellung - Balanced Driver

Was hälst Du davon?

Stefan

[Beitrag von Verrückter am 13. Jul 2007, 14:53 bearbeitet]

KSTR
Inventar

#12 erstellt: 13. Jul 2007, 15:05

Verrückter schrieb:

Mh, ne Bild tut nicht mehr not. Das unsymmetrische Signal wird dann wohl einfach an den +Eingang geklemmt und der - Eingang bleibt einfach offen. Richtig?

Nee, der unsymm. Eingang kommt zwischen +IN und -IN vom Diff, aber der -IN hängt nicht hart auf GND (darum geht es). Ein Eingangs-R kommt auch zw. +IN und -IN. Also alles wie bei normalem asymm-Eingang, bloß das alles nicht direkt an Masse hängt, sondern über ein RC. Der Diff erzeugt dann eine auf die lokale Masse bezogene Ausgangsspannung, die anschliessend vom Line-Driver symmetriert wird.

Grüße, Klaus

KSTR
Inventar

#13 erstellt: 13. Jul 2007, 15:11

Verrückter schrieb:

Balanced Receiver (auch für asymmetrische Signale) - Lautstärkestellung - Balanced Driver

Was hälst Du davon?

Genau so macht man das, und nennt es einen High-End-PreAmp, weil immun für den ganzen Störstromscheiss asymmetrischer Technik. Das mit dem hart verdrahteten RC darf man natürlich nur für einen Cinch-Input machen...
Am besten gleich ein Rudel Line-Receiver, umschaltbar an deren Ausgängen, für mehrer Quellen...

Grüße, Klaus

[Beitrag von KSTR am 13. Jul 2007, 15:14 bearbeitet]

Verrückter
Inventar

#14 erstellt: 13. Jul 2007, 15:22

KSTR schrieb:

Verrückter schrieb:

Mh, ne Bild tut nicht mehr not. Das unsymmetrische Signal wird dann wohl einfach an den +Eingang geklemmt und der - Eingang bleibt einfach offen. Richtig?

Und wenn ich nun wahlweise einen symmetrischen Eingang haben möchte? Umschaltung?

KSTR
Inventar

#15 erstellt: 13. Jul 2007, 15:31

Das muss man dann en Detail bei der Entwicklung sehen, was günstiger ist. Aus dem Bauch heraus würde ich eher dedizierte Eingänge machen...

Grüße, Klaus

Verrückter
Inventar

#16 erstellt: 13. Jul 2007, 17:15

KSTR schrieb:

Das muss man dann en Detail bei der Entwicklung sehen, was günstiger ist. Aus dem Bauch heraus würde ich eher dedizierte Eingänge machen...

Grüße, Klaus

Also ne Umschaltung. Halt asymmetrische Eingänge und/oder symmetrische und immer nach dem Receiver schalten. Richtig?

Hast Du eigentlich noch ne Quelle, außer Farnell für die THAT Sachen?

Stefan

KSTR
Inventar

#17 erstellt: 13. Jul 2007, 18:09

Profusion und seit neuestem Cedos (stehen auf der THAT-Website). Cedos verschickt lt. Angabe eines Bekannten auch Kleinmengen an Privatkunden, bzw. man kann Samples ordern.

Dann noch Georg Neumann Audio Export, die sind aber nicht mehr offizieller Distri, so wie's auschaut.

Grüße, Klaus

mordac
Ist häufiger hier

#18 erstellt: 13. Jul 2007, 18:28

Guckst Du hier! [url]http://de.farnell.co...ch_002&Ntt=that&Ntx=

[/url]

Das hatte ich schon gesehen. Die sind bloß noch nicht lieferbar. Hab mich aber bei denen schon angemeldet das ich ne Benachrichtigung bekommen wenn's soweit ist.

Braucht's noch Bild, oder ist es jetzt schon verständlich?

Ich muss mal ganz kleinlaut dazwischenrufen: Wenn es keine Umstände machen würde hätt ich das Ganze nochmal gerne als kurze Schaltung. Die RC-Geschichte und unsym Signal an In+ und In- kann ich mir nicht vorstellen das da ne vernünftige Schaltung draus wird. Wenn das Signal an + und - liegt gibt es doch kein Differenzsignal?!

Trotzdem nette erkenntnisreiche Diskussion.

Gruß Mordac

Verrückter
Inventar

#19 erstellt: 13. Jul 2007, 20:44

So soll das sein. Rausgefummelt aus der Zeichnung auf Seite 3 Fig. 2 des Infosheets

http://www.thatcorp.com/datashts/1200data.pdf

Wobei da noch zwei Widerstände in Reihe zwischen Pin 2 und 3 müssen und zwischend den beiden Widerständen noch Pin 5. Das erkennt man gut in Fig. 15 des Datasheets. Auch der C von Pin 5 nach Pin 8 muss rein...

Gruß

Stefan

KSTR
Inventar

#20 erstellt: 13. Jul 2007, 20:58

So in etwa:

Der 47k besorgt den üblichen Abschluss für Line-Ins. Der Diff mißt sollgemäß nur die Spannung über diesem R.

Unterschiede von Cinch-GND zu GND fallen am (recht niederohmigen) R ab, ein Störstrom auf der Cinch-Masse wird dadurch stark begrenzt, was das Ziel der Maßnahme ist. Der C besorgt eine Direktverbindung zum Gehäuse für HF. Den Diff drückt das alles nicht.

Grüße, Klaus

EDIT: Ah, Stefan war schneller...

[Beitrag von KSTR am 13. Jul 2007, 21:02 bearbeitet]

Verrückter
Inventar

#21 erstellt: 13. Jul 2007, 21:00

Hallo Klaus,

da ist meine Kritzelei doch gar nicht übel.

Aber was ist mit dem BootstrapC?

Stefan

Edit: Würdest Du den C direkt an der Buchse zum Gehäuse setzen?

[Beitrag von Verrückter am 13. Jul 2007, 21:03 bearbeitet]

KSTR
Inventar

#22 erstellt: 13. Jul 2007, 21:13

Verrückter schrieb:

Aber was ist mit dem BootstrapC?

Würdest Du den C direkt an der Buchse zum Gehäuse setzen?

Bootstrap C halt wie im DB, den 47k hat man ja schon intern (ok, 48k)

Der HF-C muss so direkt wie möglich von der Buchse zum Gehäuse.

Grüße, Klaus

Verrückter
Inventar

#23 erstellt: 14. Jul 2007, 05:50

Guten Morgen,

also kann der 47K aus Deiner Zeichnung raus? Also Fig 9 plus Dein C an der Buchse und der parallele R, wobei -In die Cinchmasse darstellt? Der R aber nicht direkt beim C ans Gehäuse. Oder?

Wofür sind in Fig. 15 die beiden R1und2? Und wofür ist der Bootstrap überhaupt da?

Gruß

Stefan

Ultraschall
Inventar

#24 erstellt: 14. Jul 2007, 07:05

Seite 7:
"With bootsstrapping we first create a replica of de common mode signal, and than feet it back appropriately to the inputs to increase the input impendance."
übersetzt:
Mit Bootsstraping erzeugen wir zuerst ein Wiederabbild des Gleichtakteingangssignals und führen dieses dann an die Eingänge zurück, um die Eingangsimpendz zu erhöhen.

Der Sinn dieser Aktion ist die Erhöhung des CMRR durch Erhöhung des Eingangswiderstandes der Schaltung und dadurch verringerten Einflusses unterschiedlicher Quellwiderstände auf den CMRR - durch Spannungsteilung (unterschiedliche) Quellwiderstände/Impendanzen mit Eingangswiderstand.
Wird eigentlich alles im Datenblatt so erläutert.

Grüße

Verrückter
Inventar

#25 erstellt: 14. Jul 2007, 07:14

Hallo Ultraschall.

Vielen Dank, vor allem für die Übersetzung. genau da haperts bei mir. Eigentlich müsste ich mal zur VHS und Englisch lernen. Aber die Zeit...

Danke

Stefan

Ultraschall
Inventar

#26 erstellt: 14. Jul 2007, 07:14

KSTR schrieb:

So in etwa:

Unterschiede von Cinch-GND zu GND fallen am (recht niederohmigen) R ab, ein Störstrom auf der Cinch-Masse wird dadurch stark begrenzt, was das Ziel der Maßnahme ist. Der C besorgt eine Direktverbindung zum Gehäuse für HF. Den Diff drückt das alles nicht.

Grüße, Klaus

Guten Tag Klaus,
eine Frage: der C läst ja nun doch wieder Ströme über die Abschirmung des Cinchkables fliessen, die wiederum zur magnetischen Induktion in den Signalleiter beitragen. Das läuft dem Sinn des Widerstandes doch einigermaßen entgegen bzw."neutralisiert" ihn für HF.
Bringt das also erfahrunggemäß wirklich positiv was (wird es ja wohl, sonst würdest Du es nicht vorschlagen) und wieso und wie groß legst Du diesen C dann aus? Bzw. wie klein darf er werden? Was passiert wenn er weggelassen wird?

Im übrigen Grüße aus dem sonnigen Mahlsdorf, werde gleich zur Gartenarbeit schreiten und meine Nachbarn mit dem Geräusch meiner Steintrennmaschine beglücken

Muß noch ein paar Rasenkantensteine passend machen. "Beliebtester Nachbar"

Tschüß

zucker
Inventar

#27 erstellt: 14. Jul 2007, 08:32

Hallo in die Runde,

SSM Schaltung

geklaut, amtlich, erprobt, geht ab wie Butter, sogar mit Handy daneben.

Verrückter
Inventar

#28 erstellt: 14. Jul 2007, 08:51

Verrückter schrieb:

Aber ich könnte mir gut eine Schaltung wie folgt vorstellen.

Balanced Receiver (auch für asymmetrische Signale) - Lautstärkestellung - Balanced Driver

Ich würde gern dazu noch Fragen stellen/diskutieren. Ich denke jedoch, dass sie hier nicht mehr rein gehören. Außerdem möchte ich kein Threadjacking betreiben

Deshalb möchte ich gern hier auf "meinen" Thread verlicken, den ich auch gleich entsprechend umbenenne

http://www.hifi-foru...um_id=71&thread=4721

Vielen Dank und Gruß

Stefan

P.S. Ich hoffe, dass das so in Ordnung ist.

KSTR
Inventar

#29 erstellt: 14. Jul 2007, 13:46

Ultraschall schrieb:

eine Frage: der C läst ja nun doch wieder Ströme über die Abschirmung des Cinchkables fliessen, die wiederum zur magnetischen Induktion in den Signalleiter beitragen. Das läuft dem Sinn des Widerstandes doch einigermaßen entgegen bzw."neutralisiert" ihn für HF.
Bringt das also erfahrunggemäß wirklich positiv was (wird es ja wohl, sonst würdest Du es nicht vorschlagen) und wieso und wie groß legst Du diesen C dann aus? Bzw. wie klein darf er werden? Was passiert wenn er weggelassen wird?

Weglassen ==> Der Receiver kriegt die volle HF als common-mode-Voltage, das geht nicht gut, und auch sonst wollen wir keine HF überhaupt erst ins Gerät lassen. Wenn der HF-Strom was über die Leiterkopplung einkoppelt, ist ausserdem wesentlich weniger. In jedem Fall braucht der Receiver natürlich sowohl common-mode wie differential-mode HF-Unterdrückung vor Ort (also direkt an der Buchse, in der üblichen Art, Details im Datenblatt, und für ESD gleich mit dazu), habe ich jetzt nicht extra gezeichnet. Die Dimensionierung ist eher in Richtung klein als groß -- 100nF sind ja kein Kondensator mehr für HF, sondern eine Spule. Eher so im Gebiet bis 200pF (und 10pF parallel dazu, und so kurz un direkt wie es irgenwie geht). Der Kompromiß ergibt sich aus dem HF-Spannungsabfall am R und dem CMRR für den Chip.

Grüße, Klaus