Spannungsversorgung des OPV bei Hoch/Tiefpass?

Moin,

eine Bufferstufe (=Puffer-Eingangsstufe) bereitet das Eingangssignal für die darauf folgende Signalbearbeitung (hier BP) auf. Dazu muss das Piezosignal hochohmig abgegriffen und (wahrscheinlich) um einen Faktor x verstärkt werden. Prinzipiell wird diese Eingangsstufe ebenso um einen OPV herum aufgebaut.

Die von Dir gefundene Ausgangsstufe ist schon (fast) OK. Wenn Du damit einen FWW-KH treiben willst, müssten noch 2 Transistoren, 2 Dioden und einige Widerstände ergänzt werden.
Die Ausgangsstufe hat so eine Verstärkung von A=23 - Du weisst, warum?

Der NE5534 ist hier gut zu gebrauchen. Für A<3 müsste er an den Pin´s "Comp" mit einem C frequenzkompensiert werden.

Um die Schaltung richtig dimensionieren zu können, musst Du genaue Angaben zur (erwarteten) Eingangsspannung und zur vorhandenen Versorgungsspannung machen!

Gruß
Detlef

De obere 47 K muss aufgeteilt werden, in z.B. 5k6 (an Plus) und 39 k dann dazischen einen Elko 22..47µ nach Masse. Sonst gibt es direkte Einkoppelungen von der Speisespannunga auf den Eingang des OPV und es schwingt oder blubbert aus dem Ausgang der Schaltung.

Detlef? Ich bin schon ganz juckig, weil viele Hürden schon genommen worden sind von dir und ich langsam Licht am Ende des Tunnel sehe...

Moin,

hast Du bitte mal die Typenbezeichnung vom Piezoaufnehmer ...

Detlef

ich sehe gerade, mein letzter Post war sehr sinnlos. Ist schon ungünstig, wenn man nicht auf die 2.te Seite blättert.

So eine Bufferstufe würde ich mir gerne erstmal sparen. Da die Schaltung mit dem LM386 sehr gut geklappt hat (Kleinste Geräusche gut hörbar), würde ich da erstmal verzichten wollen. Nicht, daß ich mir da schon einen Fehler/Verzerrung reinhole. Oder spricht was dagegen?

Die Ausgangsstufe hat so eine Verstärkung von A=23 - Du weisst, warum?

Nicht im Geringsten. Ist das Gut oder Schlecht?

Zum Piezo-Sensor habe ich keine Unterlagen. Aber laut meinem Oszi macht er nur einige mV- Also eine recht niedrige Eingangsspannung. Die Ausgangsspannung hängt von dem Filter ab würde ich sagen, oder?

Versorungsspannung wäre mir am liebsten auf 5V/Masse-Basis. Aber auch 9V/10V/Masse gingen zur Not auch. Also OPV für den BP würde ich gerne den TLC 272/274 nutzen wollen.

... ich würde Dir ja gerne helfen!
... nur leider kommt man - wie Du den wenigen Post bis hierher entnehmen kannst - nicht ohne Zahlenangaben aus.

Also der Reihe nach ...

+ Das Signal eines (kapazitiven) Piezoaufnehmers muss hochohmig abgenommen werden.
+ Der aktive Bandpass muss niederohmig angesteuert werden
+ abhängig vom verwendeten KH muss die Ausgangsstufe niederohmige Lasten treiben können.

Du hast eine unipolare Versorgungsspannung zur Verfügung. Bei Ub=5V hast Du eine max. Aussteuerung von ca. +-2Vss .
Dein Eingangssignal beträgt "einige mV". Damit muss die Eingangsstufe dieses Signal ca. um den Faktor 1000 (60dB) auf ca. 1Vss verstärken. Dieses verstärkte Signal speist niederohmig den bandbegrenzenden aktiven Filter - dieser hat eine Abschwächung um 0,5 (6dB) - am Eingang der Ausgangsstufe kommen dann noch max. 0,5Vss an. Damit benötigt die Ausgangsstufe eine Verstärkung von ca. 4 um wieder die max. mögliche Ausgangsspannung von +-2Vss zu erreichen.

Warum man das so macht? Um ein möglichst gutes Signal-Rausch-Verhältnis zu bekommen. Deine mV-Signale gehen nämlich sonst im Rauschen der elektrischen Schaltung unter ...

Bis hierhin klar?

Gruß
Detlef

Verstehe! Der BP muß niederohmig betrieben werden, deswegen die Bufferstufe. Da geht doch sicher eine normale Verstärkerschaltung aus dem Lehrbuch, oder?

Also wäre es wichtig, die Spannung vom Piezo auf 1V zu bringen im lautesten Fall.Also messen wie hoch die "einige mV" sind und dann den Verstärkungsfaktor ausrechen, um auf 1V zu kommen,richtig?

Und der Kopfhörer-Verstärkerausgang muß auf Verstärkung 4 umgebaut werden, richtig? Jetzt hat er aber 23 und das ist zuviel. Da aber erst ab <3 eine brauch die Schaltung an den Pin´s "Comp" nicht mit einem C frequenzkompensiert werden. Richtig?

... ich freu mich!

.. alles richtig erkannt

Sehr gut - da freue ich mich.

Dann wären meiner Meinung nach "nur" noch 2 Sachen:

Die Spannungsversorgnung vom BP, also des TLC. 5V als VCC ist klar, aber was wird als Masse genommen?


Der Aufbau des Kopfhörer-Verstärker mit dem NE5534.
Ginge das obige Schaubild modifiziert, oder komplett anders?
Was sollte mit den nicht benutzten Pins passieren? Frei lassen oder Pulldown bzw Pullup?

Ich habe einen kleinen "trick" von Ultraschall erfahren wie man aus 5V Ue n +-2,5V macht.
Der OP arbeitet aber noch mit seinen 5V

Man erstellt einfach ne Virtuelle masse.
Das geht indem man je einen 2k2 Widerstand von V+ und GND zusammen führt und dann je einen ca 220µF besser 470µF Elko auf V+ und GND führt.
somit kann man das ganze so routen wie an nem sym Netzteil.
Die OPAs dürften das mitmachen, besonders welche die in digitalschaltungen genutzt werden ,zb. auf soundkarten.


Naja, so das problem wirds nicht sein.
Hast du ein Layoutprogramm?
Oder dir schon mal überlegt wie der Schaltplan aussieht?
So ne schaltung ist nicht schwer.
Man kann einen Quad OPA nehmen an dem ein OPA den Buffer übernimmt, ein weiterer den Bandpass und die anderen 2 werden parallel geschaltet für den KH.

Jacky_Lee schrieb:

Ich habe einen kleinen "trick" von Ultraschall erfahren wie man aus 5V Ue n +-2,5V macht. Man erstellt einfach ne Virtuelle Masse.

Moin Patrick - Du bist ja rasend schnell!
Ich kann nur den Link zu Deinem Projekt nicht mehr finden

Danke!
Detlef

Bitte Kann den auch ma wieder aktualisieren...
Is n neuer LS und das Kabel für die Stromversorgung is neu

Also Schaltplan und Layout bekomme ich schon hin.

Heißt es, daß ich mit einem TL074 (pinkompatibel zum meinem TLC274) die ganze Schaltung dimensionieren kann und ich mir den NE5534 erspare? Oder gibt es da dann Soundprobleme?

Was mir aufgefallen ist, daß Jacky für seine Filterung 2x OP-Schaltungen nutzt -ist dies denn besser als eine? Wäre es sinnvoller bei mir auch gleich 2 zu verwenden zur besseren Filterung?

Ich habe einen Hochpass verwendet. Davor is einfach nur n Puffer.Das is n Dual OPA der die Bufferstufe und den Hochpass realisiert. Danach kommt n TDA als Endstufe.

Ich würde vorschalgen, da du ja nur geräusche wahrnehmen wills t und eh kaum leistung brauchst, das du einfach die anderen 2 OPAs des Quad OPA parallel schaltest um somit die Sache stromstabiler zu machen. Somit hat man gut 200mW Verlustleistung und n paar 100mA Strom, was dicke reicht.

mhelli schrieb:

Heißt es, daß ich mit einem TL074 (pinkompatibel zum meinem TLC274) die ganze Schaltung dimensionieren kann und ich mir den NE5534 erspare?

Bei der angedachten Ub von 5VDC kannst Du den TL074 nicht verwenden.
Die Ausgangsstufe kann ebenfalls nicht mit einem TL(C)07X realisiert werden. Ein NE5543 ist ein für Audioanwendungen optimierter OPV, der Lasten bis runter an 100 Ohm treiben kann - die FET-Typen TL(C)07X sind für >1k/10k spezifiziert.

Was mir aufgefallen ist, daß Jacky für seine Filterung 2x OP-Schaltungen nutzt -ist dies denn besser als eine? Wäre es sinnvoller bei mir auch gleich 2 zu verwenden zur besseren Filterung?

Und schon wieder die Zahlen - Du hast nicht angegeben, wie stark der BP Umgebungsgeräusche unterdrücken soll. Die von Dir vorgeschlagene Schaltung ist ein BP 2nd order mit 12dB/oct Flankensteilheit. Wenn diese nicht reicht, musst Du BP höherer Ordnung verwenden.

Gruß
Detlef

gut, also bleibt es beim TL27X und dem NE5534.

Nur wie den NE5534 beschalten, daß er eine Verstärkung von 4 hat?

Und schon wieder die Zahlen - Du hast nicht angegeben, wie stark der BP Umgebungsgeräusche unterdrücken soll.

Nun, am liebste wäre es, wenn es so stark wie möglich wäre.
Also ein Filter höherer Ordnung - was bedeutet das für die Formeln?

Hallo,

... bei der in #51 angegebenen Schaltung beträgt die Verstärkung für höhere Frequenzen A = R2/R1 + 1, für die angegebenen Werte also A = 22/1 + 1 = 23

mhelli schrieb:

Nun, am liebste wäre es, wenn es so stark wie möglich wäre.Also ein Filter höherer Ordnung - was bedeutet das für die Formeln?

... das bedeutet unendlichen Aufwand! Filter höherer Ordnung werden durch Kaskadierung (Hintereinanderschaltung) von Filtern niedriger Ordnung realisiert. Es gibt aber auch Spezialschaltungen (SC-Filter).
... solange Du nicht angeben kannst, wie die Störungen aussehen und wie stark sie unterdrückt werden sollen - no chance!

Und schon wieder Zahlen...

Detlef

Also für mich ist das sehr schwierig, da ich wie unschwer zu erkennen keinerlei Ahnung von Sound-Dingen habe.

Mein Wunsch wäre es, eine so stark wie mögliche Filterung bei noch vertretbarem Rechenaufwand zu bekommen. Wenn es eine 100% Filterung wäre, hätte ich auch nichts dagegen *g
Aber das würde sicher den vertretbaren Rahmen sprengen.
Wichtig wäre, daß alles ausserhalb des Bandpasse so gut wie möglich weggefiltert wird und der Banpass-Bereich akkustisch in den Vordergrund tritt. Es tut mir leid, daß ich da nicht genauer mit Zahlen kann.

... bei der in #51 angegebenen Schaltung beträgt die Verstärkung für höhere Frequenzen A = R2/R1 + 1, für die angegebenen Werte also A = 22/1 + 1 = 23

heißt das, daß die höheren Frequenzen um das 23fache verstärkt werden?

mhelli schrieb:

Also für mich ist das sehr schwierig, da ich wie unschwer zu erkennen keinerlei Ahnung von Sound-Dingen habe.

... es geht doch um Messtechnik?

mhelli schrieb:

Mein Wunsch wäre es, eine so stark wie mögliche Filterung bei noch vertretbarem Rechenaufwand zu bekommen.

... weniger eine Frage des Rechenaufwandes denn des Bauteileaufwandes

mhelli schrieb:

... heißt das, daß die höheren Frequenzen um das 23fache verstärkt werden?

... jupp, alles oberhalb ca. 1Hz! Der 10µF-Kondensator sorgt für eine Verstärkung von A=0 bei Gleichspannung. Wenn R2 = 5k gewählt wird, betragt die Verstärkung A = 5/1 -1 = ... ??

Detlef

PS: ... würde Dir eine komplette Schaltung - evtl. mit Simulation - helfen? Wo für brauchst Du das eigentlich?

Es soll an einer Maschine ein Defekt/Unwucht erkannt werden, wenn diese defekt geht (schleichender Prozess), dann gibt es ein Brummen. Im Bereich zwischen ca 3KHZ-12khz.
Und mit der Filterschaltung soll halt ein Bereich rausgefiltert werden. Das ganze ist noch in der Entwicklung, deswegen erstmal der Bereich bei 12KHZ genommen wird.

PS: ... würde Dir eine komplette Schaltung - evtl. mit Simulation - helfen?

Was meinst du damit? Ich habe schon eine Simulation einer Filterschaltung machen lassen (daher auch die obige OPV-Beschaltung, die vollkommen daneben war)

mhelli schrieb:

... dann gibt es ein Brummen.

... bei 12kHz brummt garantiert nichts!
Irgendwie komme ich hier nicht weiter ....

Detlef

bei 12kHz brummt garantiert nichts!

ja, aber du weißt, was ich meine.

Irgendwie komme ich hier nicht weiter ....

doch doch. wir waren bei der Anpassung vom NE5334.
Sollte ich für R2=9k nehmen und für R1=3k? Dann sollte das auch passen.
Gleichzeitig die von Ultraschall vorgeschlagene "Der obere 47 K muss aufgeteilt werden, in z.B. 5k6 (an Plus) und 39 k dann dazischen einen Elko 22..47µ nach Masse"?

Wie wäre denn die Filtererechnung für 2mal Opv hintereinander Kaskadiert?

so, ich habe nun die Teile bestellt und werde eine Platine machen lassen. Ich hoffe nur, daß alles einigermaßen Fehlerfrei ist was ich da mache und daß die Umgebungsgeräusche doch stark gefiltert werden durch den Bandpass.

@Detlef weißt du wie ein BP 4facher Ordnung gestaltet werden kann?

mhelli schrieb:

Ich hoffe nur, daß alles einigermaßen Fehlerfrei ist was ich da mache ...

... hast Du mal ´nen Schaltplan?!

@Detlef weißt du wie ein BP 4facher Ordnung gestaltet werden kann?

... ja, aber was soll das bringen?

Gruß
Detlef

ja, aber was soll das bringen?

ich hoffe eine wesentliche Verbesserung der Filterung, so daß Frequenzen ausserhalb des BP schwächer hörbar werden - oder liege ich da falsch?

Als Schaltplan nehme ich die obenangeführten Schaltungen, natürlich mit den geänderten Werten.

mhelli schrieb:

... ich hoffe eine wesentliche Verbesserung der Filterung

... ich hätte schreiben sollen: " ... warum soll das was bringen?"

Als Schaltplan nehme ich die obenangeführten Schaltungen, natürlich mit den geänderten Werten.

... trau´ Dich doch einfach und stelle "Deine" Schaltung hier vor!

Detlef

ich hätte schreiben sollen: " ... warum soll das was bringen?"

weil doch der Filtereffekt besser wird, je höher die Ordnung des Filters, oder?

wenn alles läuft und getestet ist, dann mache ich einen verwertbaren Schaltplan hier.

Moin,

schau´ Dir doch mal das Übertragungsverhalten Deines Bandpasses an (f=11kHz, B=2kHz)



Bei der Mittenfrequenz hat er -6dB (=0,5). Bei 1kHz dämpft er schon um ca. 40dB, Signale <100Hz werden mit ca. 60dB (=0,0000001) bedämpft.
Du musst schon detaillierte Aussagen zu Größe und Frequenzbereich Deiner Störsignale machen - konkrete Zahlen also! - um die Wirksamkeit des BP beurteilen zu können.

mhelli schrieb:

... wenn alles läuft und getestet ist, dann mache ich einen verwertbaren Schaltplan hier.

... andersrum wäre viel besser!

Gruß
Detlef

das sieht ja richtig gut aus!


zwischen dem NE5334 und dem BP sollte doch ein Entkoppelfilter, richtig? Welche Kapazität und welcher Typ (Elko) wäre da das beste?