Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fragen zu Verstärkerschaltung


von M. M. (mrmcchicken)


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Hallo zusammen,
ich habe eine Frage zu folgender Schaltung:
http://www.knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/43/sch.gif

Diese Habe ich auf folgender Seite gefunden:
http://www.knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/43/index.htm

So Wahnsinnig komplex ist diese ja nicht, allerdings sind da einige 
Punkte wo ich mich Frage warum das ganze denn so aufgebaut ist, bzw. 
gebe mich mit der Begründung des Autors nicht zufrieden.

1. R1 (22R) soll den OpAmp "etwas" von der Versorgungsspannung 
entkoppeln.

Ich verstehe nicht ganz was sich negativ auf den Verstärker auswirken 
könnte wenn R1 einfach weggelassen werden würde.

2. Mit R2 und R3 Wir ein Offset am OpAmp Eingang erzeugt.
Ist hier die halbe Versorgungsspannung nicht zu viel? Bzw. müsste der 
OpAmp nicht komplett ausschlagen?

3. Wofür genau soll C2 gut sein?

Hoffentlich kann mir jemand helfen.

von TiKay (Gast)


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zu R1:
gut möglich das der "erfinder" hier die versorgung über schöne lange 
leitungen herstellt... vielleicht sollen hier die über diese antenne 
eingefangenen störungen gefiltert werden. (von welcher frequenz die auch 
immer sein sollen). meiner meinung nach ist r1 überflüssig.

c4 und c5 sollen sicher/sind sicher stützkondensatoren für den ic, 
allerdings liegen die vom ic so weit weg (auf dem layout), dass die 
wirkung hier eher fraglich ist... zumal der kleinste c immer am nahesten 
am ic sein sollte. leitungen von ic zu den stützkondensatoren wirken 
dann eher wie induktivitäten... die wirkung der c`s wird durch die 
ungeeignete platzierung eher aufgehoben.

zu r2 und r3:
der erbauer arbeitet mit single supply. c1 filtert den gleichanteil. um 
aber das wechselsignal verarbeiten zu können (auch die zuvor negativen 
anteile), wird der nullpunkt auf die halbe betriebsspannung angehoben.

c2 wirkt wenn ich das richtig sehe (korrigiert mich) als 
hochpass.(unnötig wenn dem so ist) für gleichsignale am eingang heißt 
das, dass der opv als spannungsfolger arbeitet. für signale oberhalb 
fgrenz wirkt dann 1+R6/(R5+Poti)

von Peter R. (pnu)


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R1 kann man auch weglassen.

aber 1.Vorteil: er begrenzt die Folgen eines Defekts.
Durch ihn  wird der Strom im Fehlerfall auf einen Wert begrenzt, der die 
Entstehung von Feuerschein und Rauchentwicklung verhindert.

2. Vorteil:
Zusammen mit C5 entsteht ein Tiefpass, der aus der Spannungsquelle 
kommende Störungen oder Spannungsspitzen abfängt.

R2 und R3 bewwirken keinen Offset sondern, dass ohne Signal am Ausgang 
Uv/2 als mittlere Spannung entsteht. Dann kann man am weitesten nach 
oben und nach unten aussteuern.

R6,R5 und das Poti bestimmen die Verstärkung bei Wechselspannung.
Damit R5+Poti nicht die von R2 und R3 eingestellte Gleichspannung 
stören, muss der Elko C2 den Strumweg über R5 für DC sperren.

von ArnoR (Gast)


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TiKay schrieb:
> c2 wirkt wenn ich das richtig sehe (korrigiert mich) als
> hochpass.(unnötig wenn dem so ist)

Doch C2 ist nötig, weil durch ihm die Offsetspannung des OPV nicht 
verstärkt wird. Der TL071 hat da ein paar mV, die bei 1000-facher 
Verstärkung den Ausgang an den Anschlag treiben würden.

Die Schaltung verstärkt übrigens nicgt 150...1500, sondern ~150..1000.

von Peter R. (pnu)


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ArnoR schrieb:
> Der TL071 hat da ein paar mV, die bei 1000-facher
> Verstärkung den Ausgang an den Anschlag treiben würden.

Der Teiler R2,R3 erzeugt eine Spannung von Uv/2.

Durch C2 hat R5+Poti in dieser Schaltung keine Wirkung, sodass die 
Schaltung "nicht invertierender Verstärker" vorliegt und der Ausgang 
Vc/2  als DC-Ausgangsspannung hat. (wenn also keine 
Eingangs-Wechselspannung anliegt.

Die Offsetspannung ist ein Gleichspannung und wird hier ca. um den 
Faktor 1 verstärkt, die muss nicht kompensiert werden.

: Bearbeitet durch User
von npn (Gast)


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Peter R. schrieb:
> Durch C2 hat R5+Poti in dieser Schaltung keine Wirkung

Da würde ich nochmal drüber nachdenken :-)

(Stichwort Verstärkungseinstellung)
C2 dient nur dafür, daß sich der DC-Arbeitspunkt nicht verschiebt.
In Verbindung mit R6 stellt das Poti die Verstärkung des OPV ein.

von npn (Gast)


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Ich sehe gerade, weiter oben hattest du es doch schon richtig 
geschrieben!

Peter R. schrieb:
> R6,R5 und das Poti bestimmen die Verstärkung bei Wechselspannung.
> Damit R5+Poti nicht die von R2 und R3 eingestellte Gleichspannung
> stören, muss der Elko C2 den Strumweg über R5 für DC sperren.

Warum jetzt die Meinungsänderung?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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npn schrieb:
> Peter R. schrieb:
>> Durch C2 hat R5+Poti in dieser Schaltung keine Wirkung
>
> Da würde ich nochmal drüber nachdenken :-)

Dieser halb eingeklammerte Text am Ende des Absatzes ist auf den ganzen
Absatz zu beziehen:

Peter R. schrieb:
> (wenn also keine Eingangs-Wechselspannung anliegt.

Vereinfacht gesprochen: Die DC-Verstärkung der Schaltung aus IC1, R6,
C2, R5 und P1 ist konstant 1, die AC-Verstärkung ist 1+R6/(R5+P1) und
damit mit P1 einstellbar.

: Bearbeitet durch Moderator
von npn (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> npn schrieb:
>> Peter R. schrieb:
>>> Durch C2 hat R5+Poti in dieser Schaltung keine Wirkung
>>
>> Da würde ich nochmal drüber nachdenken :-)
>
> Dieser halb eingeklammerte Text am Ende des Abssatzes ist auf den ganzen
> Absatz zu beziehen:
>
> Peter R. schrieb:
>> (wenn also keine Eingangs-Wechselspannung anliegt.
>
> Vereinfacht gesprochen: Die DC-Verstärkung der Schaltung aus IC1, R6,
> C2, R5 und P1 ist konstant 1, die AC-Verstärkung 1+R6/(R5+P1) mit P1
> einstellbar.

Ja, ok. Wenn man das so interpretiert, macht das Sinn.
Hatte mich schon über die Meinungsänderung von Peter gewundert :-)

von M. M. (mrmcchicken)


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Vielen dank für die Hilfe!
Also ist C2 doch nicht ohne Grund da.
Evtl. werde ich mal austesten ob es einen unterschied macht wenn ich R1 
weglasse.

MfG

von MaWin (Gast)


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Konrad M. schrieb:
> 1. R1 (22R) soll den OpAmp "etwas" von der Versorgungsspannung
> entkoppeln.

Ja.

> Ich verstehe nicht ganz was sich negativ auf den Verstärker auswirken
> könnte wenn R1 einfach weggelassen werden würde.

Schwankungen in der Versorgungsspanung schlagen über R4 und R2/R3 voll 
durch und damit auf das Signal. 10mV Rauschen/Brummen bewirken 5mA 
Rauschen Brummen auf dem Signal. Die Versorgungsspannung ist in der 
schlechten Schaltung also extrem empfindlich, also tut man alles, um die 
ruhig zu halten, egal welcher Bauteilaufwand.

> 2. Mit R2 und R3 Wir ein Offset am OpAmp Eingang erzeugt.
> Ist hier die halbe Versorgungsspannung nicht zu viel?

Im Gegenteil, beim TL071 zu wenig, da der OpAmp unter 3V zu phase 
reversal mit dramatischen Verzerrungen des Signals neigt, sollte man 
eher 1.5V/Verstärkungsfaktor über Mitte bleiben.

Da der Verstärkungsfaktor der Schaltung mit maximal 1000 sehr hoch 
gegriffen ist, reicht die GBW vom 3MHz des TL071 nicht mal für Audio 
sondern nur Telefonqualität mit 3kHz. Zudem wird der Verstärker bei so 
hohem Verstärkungsfaktor eher schwingen als verstärken.

> Bzw. müsste der OpAmp nicht komplett ausschlagen?

Kurz nach dem Einschalten der Versorgung tut er das auch mit "deutlichem 
Einschaltplopp", danach

> 3. Wofür genau soll C2 gut sein?

ist C2 gut: So bald er sich auf VCC/2 aufgeladen hat (gleiche Spannung 
wie R2/R3 Knoten) geht der Ausgang des OpAmps nicht mehr nach 
Vollausschlag VCC, sondern der Einschaltplopp ist überwunden und er 
folgt der Musik.

WENIGSTENS einen ordentlichen OpAMP (NE5532), einen Elko parallel zu R3 
(weil C2 auch gegen Masse geht) und R4 an Masse (sonst ist C1 verpolt) 
sollte man machen um die Schaltung zu korrigieren. Der nervige 
Einschaltplopp ist damit immer noch nicht behoben. Daher würde ich so 
einen Schrott nie nachbauen.

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