Problem mit selbst entwickelter Aktivweiche

Hallo,

wenn ich mir den Signalgang von LineIn nach LineOut anschaut, ist bis auf die passiven Filter (an Eingang und Ausgang) ja nichts zum Begrenzen des Frequenzganges reingeschaltet. Da sind -20dB/Dek (entsprechend 6dB/Okt) zu erwarten. Nur das Signal hinter IC3B ist mit einem Filter höherer Ordnung gebaut, da sollte man -40dB/Dek haben.
Die Bezugsmassen sehen für mich auf den ersten Blick korrket aus, wo bei ich denke, dass R4 und R8 eher an AGND sollten.
Ist die Kurve simuliert oder gemessen? Vielleicht kommt was von der Versorgungsspannung rein, was die Resonanz erklärt.

Gruß
Stefan

Hi Ralph,

... ganz kurz - Deine "Masse" AGND ist doch die virtuelle erzeugte. Du beziehst Dich aber wechselspannungsmäßig auf GND. Ist die Beschaltung des Line-In/Out wie im Schaltbild wirklich auf GND (-Ub) bezogen?


Detlef

Stampede schrieb:

wenn ich mir den Signalgang von LineIn nach LineOut anschaut, ist bis auf die passiven Filter (an Eingang und Ausgang) ja nichts zum Begrenzen des Frequenzganges reingeschaltet. Da sind -20dB/Dek (entsprechend 6dB/Okt) zu erwarten.

Ja, aber die Grenzfrequenz diese Filter haben Grenzfrequenzen unter 20Hz und sollten somit absolut keine Rolle spielen.

Stampede schrieb:

...wo bei ich denke, dass R4 und R8 eher an AGND sollten.

Das tönt logisch, ich werds mir mal anschauen.

Stampede schrieb:

Ist die Kurve simuliert oder gemessen? Vielleicht kommt was von der Versorgungsspannung rein, was die Resonanz erklärt.

Die Kurve ist gemessen. Theoretisch sollte sie ja von 20Hz bis 20kHz topfeben sein, ich habe allerdings (noch) kein Programm, und das zu simulieren.
Von der Versorgungsspannung sollte nichts reinkommen, ist ein Bleiakku. Mit einem billigen Netzteil hatte ich grässlich viel brummen drauf.

detegg schrieb:

Deine "Masse" AGND ist doch die virtuelle erzeugte. Du beziehst Dich aber wechselspannungsmäßig auf GND. Ist die Beschaltung des Line-In/Out wie im Schaltbild wirklich auf GND (-Ub) bezogen?

Ja das ist sie, weil der Verstärker am Ausgang hängt an der gleichen Masse, und die Eingangsbuchsen sind in einer mit Masse verbundenen Aluplatte eingebaut. Die Mikrofonbuchse ist aus Plastik, dort könnte ich potentialfreie durchführung machen (und die Mic-masse entsprechend auf AGND legen), bei den anderen wird das ziemlich aufwändig. Aber dafür habe ich ja die Ein- und Ausgangskondensatoren, um dem Signal die 6V DC zwischen GND und AGND hinzu zugeben.

--RalpH

Ralph_himself schrieb:

Ja das ist sie ...

... funzt aber anscheinend nicht, da die OPA-Eingänge kein sauberes Bezugspotential (AGND) haben

Detlef

Vorsicht Falle:
Der Eingangswiderstand des MIC-Einganges ist = R3 II R4 (nicht nur R4!) also etwas unter 1k Ohm dafür sind 1 µ viel zu klein als Einkoppel-C. Simuliere mal mit 100µ

Gleiches gilt für den Line Eingang, hier aber Rein dann 9,1k-etwas besser was die Simu auch zeigt.

Aber es muss noch was anderes faul sein.....

C17 ist auch lausig klein,wer hat Euch beigebracht mit der Größe der Kapazität sparsam umzugehen???

Fast immer so groß wie nötig mal zehn !! -dann ist man halbwegs auf der sicheren Seite, das es so gut wie keine Klangbeeinflussung gibt

Grüße

R4 und R8 musst Du auch auf Analogground legen!!!

Und dann wird es vorteilhaft sein, das Rauschen von IC 1A nochmal mit einen passiven RC-Filter hinter Pin 1 zu reduzieren: 220 Ohm in Reihe und 220µ nach Masse.

Ultraschall schrieb:

:| R4 und R8 musst Du auch auf Analogground legen!!!

... ist doch dauernd mein Reden!

PS: Block-C´s (ca. 100n) an den Ub-Pins der IC´s fehlen

Detlef

Sorry, hab Dich nur nicht so gleich verstanden.
(Alter Mann ist ja kein D-Zug.....)

Ultraschall schrieb:

C17 ist auch lausig klein,wer hat Euch beigebracht mit der Größe der Kapazität sparsam umzugehen???

es hat mir niemand beigebracht, mit der kapazität grosszügig umzugehen... Ich werds mir aber sicherlich merken

Ultraschall schrieb:

Vorsicht Falle: Der Eingangswiderstand des MIC-Einganges ist = R3 II R4 (nicht nur R4!) also etwas unter 1k Ohm dafür sind 1 µ viel zu klein als Einkoppel-C. Simuliere mal mit 100µ

Aber hinter R3 kommen ja nur die beiden Eingänge der Ops (noch etwas Potentiometer dazwischen...), und die haben Rin~10^12...
Und sowieso: mit 900Ω bekomme ich 175Hz als untere Grenzfrequenz, das erklärt den 6dB-Abfall über das gesamte Spektrum noch nicht.

Und wegen dem unsauberen(?) AGND werde ich die Schaltung mal an einen KO hängen.

Danke für all die Tipps, ich werde mich demfall mal dahinter machen! Und falls es dann immer noch nicht klappt, belästige ich euch nochmals mit Fragen

Ultraschall schrieb:

(Alter Mann ist ja kein D-Zug.....)

... apropos D-Zug und alter Mann - morgen geht´s nach Berlin! Handballturnier in Weißensee/Rennbahnstraße - als Ausgleich für stundenlanges PC-Sitzen und Lötdämpfe

Ist doch bei Dir um die Ecke - mach ma bidde dat Wetta schön!

@Ralf
... mess doch mal DC - der Line_Out dürfte volle Ub haben. Dein "Spektrum" ist vlt. der Ladevorgang eines Eingangs-RC mit großem tau mit überlagerter Netzstörung - Du misst mit einer Soundkarte?

Gruß
Detlef

detegg schrieb:

... mess doch mal DC - der Line_Out dürfte volle Ub haben. Dein "Spektrum" ist vlt. der Ladevorgang eines Eingangs-RC mit großem tau mit überlagerter Netzstörung - Du misst mit einer Soundkarte?

Genau dafür habe ich last-minute noch R35 hinzugefügt, damit der Ausgangskondensator schön auf 6V geladen wird und bleibt. Und das funktioniert echt! Beim sub-out ist das nämlich noch nicht so: kein Widerstand, 6V DC.

Der Line-in wird ohne stecker kurzgeschlossen, ist also auch kein Problem. Bleibt nur noch der Mic-In, und der sieht nicht anders aus als der Line...

Und ja, ich messe mit der Soundkarte.

C2 ist grundsätzlich entbehrlich (Ersatzschaltbild --> parallel zu C3). C3 ist etwas mickrig, da können gut 4µ7 oder 10µ hin. (Merke: Bei der Siebung lieber etwas großzügiger!) Die vorgeschlagene Siebung hinter IC1A ist auch 'ne gute Idee.

C1 ist ein Witz. Versuch's mal mit so 220µ und 'ner größeren Serien-Drossel davor.

Wenn dir deine Vee wichtig ist, hängt mal noch so 10µ parallel zu R32 hin. 78er sind zuweilen gute Rauschgeneratoren (wenn schon 08/15, dann besser LM317).

Pulldown-R à la R35 ist 'ne gute Idee, vermeidet undefinierte Potentiale (man stelle sich vor, da kommt was anderes mit Koppel-C ran...). 100k tun's aber eigentlich auch, soviel Leckstrom haben Elkos nun auch nicht.

R3 ist 1k, R7 aber 10k.

R4 und R8 nicht an AGND hängen, sondern vor C4/5 schieben. Dann sind die auch sinnvoll.
So wie gezeichnet kommt damit ein Mords-Offset rein (nämlich AGND - GND), der bei genügend hoch eingestellter Verstärkung an POT1/POT2 nur die OPs in die Sättigung treibt, die machen dann nix vernünftiges mehr.

C4/5 und C17 können gut 10µ sein.

Bypässe für die OPs fehlen tatsächlich, wobei die ollen TL084er nicht so kritisch sein sollten. Wenn Steinzeit-OPs, dann aber besser TL074, die 084er sind m.W. die räuschigere Variante davon. (Gute 4er sind gar nicht so einfach zu finden, gibt aber welche.) Sonderlich prickelnd sind die aber nicht, gerade Lasten unter 2k2 sind nicht sonderlich ratsam, dafür ist die Ausgangsstufe zu schlapp. Zieh dir mal die Opamp-Messungen von Samuel Groner und Douglas Self rein.

Bist du sicher, daß du den Puffer (IC1C/IC2A) brauchst?

Versuche mal an IC2D/3B die Impedanzen an den Eingängen besser zu symmetrieren.

Ralph_himself schrieb:

Ultraschall schrieb: Vorsicht Falle: Der Eingangswiderstand des MIC-Einganges ist = R3 II R4 (nicht nur R4!) also etwas unter 1k Ohm dafür sind 1 µ viel zu klein als Einkoppel-C. Simuliere mal mit 100µ Aber hinter R3 kommen ja nur die beiden Eingänge der Ops (noch etwas Potentiometer dazwischen...), und die haben Rin~10^12... :D

Das ist zwar der Widerstand des OP-Einganges, aber nicht der eines invertierenden Verstärkers!!!-siehe dazu bitte mal in irgendein Fachbuch rein.
Es bildet sich an Pin 5 ein "virtueller Massepunkt--Da die Verstärkung des idealen OPV unendlich hoch ist, geht bei endlicher Ausgangsspannung die Differenz zwischen beiden Eingängen gegen NUll-UND 5 liegt an Masse und somit 6 auch -virtuell. Damit bildet R3 bzw. R7 den Eingangswiderstand gegen Masse.

Um es noch einmal deutlich zu sagen: auch die Eingangssignale, also die Masse der Cinchbuchsen müssen gegen den virtuellen Ground geschaltet werden!

Nein es erklärt nicht alles, aber wer weiß, was Du noch so alles bei der Simu falsch gemacht hast und es gibt hier immer wieder Leute die nicht mal ein Poti richtig anschliessen können. Heißt nicht unbedingt, das das auch bei Dir der Fall ist, aber Du legst schon einiges an Unkenntnis hin.
Und es wäre hilfreich diese Poti dann auch als Spnnungsteiler oder Widerstand in der Simu zu sehen-was ist das sonst für eine Simu?

Ich habe nichts simuliert, der Frequenzchart oben ist gemessen! Und zudem haben die Potis ja nur einen Einfluss, wenn man daran dreht - was man bei einer Frequenzgangmessung wohl tunlichst unterlässt! (Ich habe irgendwie das Gefühl, ich habe deine Frage nicht ganz verstanden)

Und ja, ich studiere seit 2 Jahren Elektrotechnik. Dort lernt man wunderbar viel Theorie, die in so einem Fall überhaupt nicht zu gebrauchen ist (obwohl das mit dem Eingangswiderstand des invertierenden Ops hätte ich eigentlich merken müssen )

Ich habe bisher noch nie eine derart komplexe Schaltung synthetisiert, und deshalb eigentlich damit gerechnet, dass etwas schief geht immerhin kommt hinten was raus

Aber wieso die Masse des Mic-In nicht auf GND, sondern nur auf AGND liegen darf, habe ich immernoch nicht begriffen, für diesen Gleichspannungsunterschied ist doch der Filter-elko da (unter anderem)

Gut dann sind wir uns über den Eingangswiderstand ja schon mal einig.
Die Potis gehen auch in die Filterfunktion des Einganges ein, deshalb wären sie in der Zeichnung hilfreich.

Mache das mit der Masse mal so-und benutze wesentlich größere Elkos als 1µ und 0,47µ-wenigstens 220µ und 4,7µ statt dessen.
Bzw. als Einkoppelelkos Größenordnung 10...47µ.

Und was kommt dann raus?

Oder Variante zwei, wenn praktisch aufgebaut-Schaltungsaufbaufehler drin!!!

Ralph_himself schrieb:

Und ja, ich studiere seit 2 Jahren Elektrotechnik. Dort lernt man wunderbar viel Theorie, die in so einem Fall überhaupt nicht zu gebrauchen ist (obwohl das mit dem Eingangswiderstand des invertierenden Ops hätte ich eigentlich merken müssen )

Naja, bei mir hat's auch 'ne ganze Weile gedauert, bis ich die OP-Schaltungen gut drauf hatte. Sich mit den Schaltplänen von realem Audio-Equipment herumzuschlagen (gibt ja mittlerweile einiges im Netz) war da die beste Übung.

Aber wieso die Masse des Mic-In nicht auf GND, sondern nur auf AGND liegen darf, habe ich immernoch nicht begriffen, für diesen Gleichspannungsunterschied ist doch der Filter-elko da (unter anderem) :?

Da hast du schon recht. Wenn der GND noch mit anderen Geräten verbunden ist, hast du da keine andere Wahl. Nur darf nach dem Koppel-C natürlich nichts mehr auf GND bezogen sein - deswegen wie gesagt R4 und R8 davor hinhängen, dann hast du deine Pull-Downs.

Die Problematik zeigt aber eines der wesentlichen Probleme dieser blöden Single-Supply-Schaltungen - eine saubere virtuelle Masse (AGND) hinzubekommen ist gar nicht so einfach. Dafür hat man i.allg. keine Probleme mit Koppelelkos ohne Biasspannung (No-Go) und muß sich auch nicht im Detail mit den DC-Offsets herumschlagen. Pick your poison.

Hallo,

audiophilanthrop schrieb:

C2 ist grundsätzlich entbehrlich

Ralph_himself schrieb:

Aber wieso die Masse des Mic-In nicht auf GND, sondern nur auf AGND liegen darf, habe ich immernoch nicht begriffen, für diesen Gleichspannungsunterschied ist doch der Filter-elko da (unter anderem)

in dem Fall ist C2 sogar höchst überflüssig, denn er würde dafür sorgen, daß Ub- Störungen zur Hälfte auf den Eingang gekoppelt werden. Allerdings muß man u.U. mit einer zusätzlichen Einpegelzeit rechnen, sollte aber gehen.

Ultraschall schrieb:

Es bildet sich an Pin 5 ein "virtueller Massepunkt--Da die Verstärkung des idealen OPV unendlich hoch ist, geht bei endlicher Ausgangsspannung die Differenz zwischen beiden Eingängen gegen NUll-UND 5 liegt an Masse und somit 6 auch -virtuell. Damit bildet R3 bzw. R7 den Eingangswiderstand gegen Masse.

Es muß heißen: "bei unendlicher Ausgangsspannung", denn wenn diese endet (d.h. übersteuert), dann endet auch der virtuelle Massepunkt und der erste Standpunkt von @Ralph_himself gülte.

Bei den vielen Änderungen wäre ein aktualisiertes Schaltbild hilfreich.

Grüße
On

neue version

R4 und R8 nach AGND hängen, und Ein- und Ausgangselkos gegen 100u tauschen hat nix gebracht, immernoch das gleiche Problem... Ist der von mir verwendete IC TL084 für diese Anwendung ungeeignet?

Für C5 reichen 10µF. Im Line-Zweig ist kein HP zu erkennen, Also wird das Signal ausgegeben werden, welches auch am Eingang steht. TL084 ist geeignet.

ich zweifle langsam aber sicher an meinen Messmethoden - mit dem Kopfhörer hats eben sehr ausgeglichen getönt (trotz nur 34Ω Abschlusswiderstand, und daraus resultierender unterer Grenzfrequenz von 46Hz)

Und gerade getestet: vor dem Receiver in meine Hifi-Anlage eingeschleift ebenfals keine Kritikpunkte.

Ich werde in den nächsten Tagen wohl mal in unserer Messbude vorbeigehen, und das Ding dort ausmessen. Mal schaun was dabei herauskommen wird.

Mach das. Und dann am besten Theorie Und Praxis zur Deckung bringen, irgendwoher mußt Du ja die Berechnungsformeln für den Hochpaß im Sat- Ausgang haben.

On schrieb:

Mach das. Und dann am besten Theorie Und Praxis zur Deckung bringen, irgendwoher mußt Du ja die Berechnungsformeln für den Hochpaß im Sat- Ausgang haben.

Hier gibts ein wunderbares Handbuch, das wohl alle erdenklichen OpAmp-Bereiche abdeckt. Aktive Filter sind im Kapitel 16 zu finden. Die Formeln für die von mir verwendeten 3-Pole-Sections (18dB/oct mit nur einem OpAmp) finden sich dort leider nicht drin, aber die Software "Filter Pro" von TI kann das berechnen. (gratis, Windows).

Den Hochpass hört man, die Übernahmefrequenz stimmt aber noch nicht - die Kondensatoren scheinen sehr schlechte Toleranzen zu haben, da muss ich nochmals dahinter.

Edit: der Komparator (IC2B) will nicht, die Clip-LED leuchtet konstant. Bei hohem Pegel flackert sie ein bisschen. Die Spannung VEE ist 0.74V (gemessen). Nun sollte die LED eigentlich nur leuchten, wenn das Ausgangssignal grösser ist als VEE...

Ralph_himself schrieb:

Den Hochpass hört man, die Übernahmefrequenz stimmt aber noch nicht - die Kondensatoren scheinen sehr schlechte Toleranzen zu haben, da muss ich nochmals dahinter.

Was hast du denn verwendet? Ich würde nach Möglichkeit Folien-Cs und Metallfilm-Rs mit 1% Toleranz nehmen. Bei den benötigten C-Werten müßten eigentlich auch wenigstens Polypropylen met. (MKP) drin sein.

Edit: der Komparator (IC2B) will nicht, die Clip-LED leuchtet konstant. Bei hohem Pegel flackert sie ein bisschen. Die Spannung VEE ist 0.74V (gemessen). Nun sollte die LED eigentlich nur leuchten, wenn das Ausgangssignal grösser ist als VEE...

Komisch. Welche Gleichspannung liegt denn am Ausgang an? Eigentlich ja 0 V...
Hast du vielleicht versehentlich die Eingänge am Komparator vertauscht? Wäre die einfachste Erklärung.

audiophilanthrop schrieb:

Ralph_himself schrieb: Den Hochpass hört man, die Übernahmefrequenz stimmt aber noch nicht - die Kondensatoren scheinen sehr schlechte Toleranzen zu haben, da muss ich nochmals dahinter. Was hast du denn verwendet? Ich würde nach Möglichkeit Folien-Cs und Metallfilm-Rs mit 1% Toleranz nehmen. Bei den benötigten C-Werten müßten eigentlich auch wenigstens Polypropylen met. (MKP) drin sein.

Ich habe die genommen, die es bei uns in der Bude hatte. Und die E6-Reihe haben wir offenbar nicht mehr vollständig im Programm, also habe ich einen alten, riesengrossen 680n-Papier-irgendwas-Kondensator genommen. Die Kapazität habe ich gemessen und stimmte sogar recht gut, ich traue ihm trotzdem nicht.
Ich werde beim zweiten Prototypen sicherlich darauf achten.

Komisch. Welche Gleichspannung liegt denn am Ausgang an? Eigentlich ja 0 V... Hast du vielleicht versehentlich die Eingänge am Komparator vertauscht? Wäre die einfachste Erklärung.

Habe die Spannung gemessen, ist 0V DC und ohne Eingangssignal auch 0V AC. Die Eingänge habe ich vertauscht, hat auch nix gebracht. Und ich glaube immernoch, dass ich es von Anfang an richtig hatte

Hallo zusammen!

Deine Clipping LED wird so nicht funktionieren. Die Eingangsspannungen am IC2B liegen zu nahe am tatsächlichen Nullpunkt (GND). Da können so gut wie alle OP's nicht mehr arbeiten.

Vorschlag zur clipping Anzeige:

1. IC2B +IN direkt an IC2C OUT
2. Poti als Spannungsteiler an GND und +12V - Mittelabgriff an IC2B -IN

Damit kannst du die Schwelle so einstellen, dass die LED zu blinken beginnt bei positiven (Halb-) Wellen (Max-Pegel je nach Poti-Einstellung). Potispannung muß dann größer als AGND sein.

oder

Du drehst die Potispannung unter den AGND Pegel. Die LED leuchtet dann immer bis negative (Halb-) Wellen die eingestellte Potispannung unterschreiten. Genau anders herum also.

Gruß

Flo

c-a-p schrieb:

Deine Clipping LED wird so nicht funktionieren. Die Eingangsspannungen am IC2B liegen zu nahe am tatsächlichen Nullpunkt (GND). Da können so gut wie alle OP's nicht mehr arbeiten.

*patsch* Bingo.

Hätte man ja gleich draufkommen können, ein TL08x ist schließlich kein Rail-to-Rail-OP. So 1,2 V oder mehr Abstand zu jeder der Versorgungsspannungen braucht man da schon. Eine davon ist halt hier GND...

Noch mal zurück zu den komischen Frequenzgang von ganz am Anfang.
Wenn das über Kopfhörer recht normal und gut klingt-vielleicht ein Meßfehler oder ein defektes Kabel? Weil irgendwie stimmt das ja, das selbst bei knapp dimensionierten Koppelelkos so ein Frequenzgang nicht rauskommen sollte/könnte.
Könnte ein unterbrochenes Meßkabel oder eines mit einer sehr kleinen Reihenkapazität sein, das so einen Frequenzgang macht.

Neuer Versuch, neues Glück:
Da die AGND-spannung die Hälfte der Batteriespannung ist (und somit schwankt), vergleiche ich nun AGND am invertierenden Eingang mit dem durch eine Diode geschleusten Signal von IC2C (Pin 8 ). Somit sollte die Clip-LED zuverlässig bei 0.6V Differenz aufleuchten - was zwar etwas weniger als Line-Pegel ist, dafür konstant.

Da dann auch die VEE-Vergleichsspannung wegfällt, habe ich auf dem Print deutlich mehr Platz für grössere Kondensatoren: 680n Folien haben (zumindest die für mich leicht erhältlichen) ein Rastermass ≥12.5mm