Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV Lead-Kompensations Kondensator


von npn (Gast)


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Wenn ich an meinen Kopfhörerverstärker, Kopfhörer anschliesse (was 
sonst), entsteht ja mit der Kabelkapazität und dem Ausgangswiderstand 
ein Tiefpass, das bewirkt eine Phasennacheilung welches zum schwingen 
anregt.

Jetzt würde man es mit einem kleinem Kondensator über dem 
Gegenkopplungswiderstand kompensieren. Aber welchen Kondensator nimmt 
man da, ist ein Glimmerkondensator ok oder lieber Folienkondensator? ER 
liegt ja direkt im Signalweg und sollte nicht zu große Verzerrungen mit 
sich bringen.

von Peter (Gast)


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Rechne doch erstmal die benötige Kapazität aus und denke nach, was für 
einen ESR / ESL du dir leisten kannst. Danach kannst du dann den 
Kondensatortyp auswählen.

von Mani W. (e-doc)


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npn schrieb:
> Wenn ich an meinen Kopfhörerverstärker, Kopfhörer anschliesse (was
> sonst), entsteht ja mit der Kabelkapazität und dem Ausgangswiderstand
> ein Tiefpass, das bewirkt eine Phasennacheilung welches zum schwingen
> anregt.

Vielleicht ein Schaltplan vorhanden?


Und was schwingt?

Jedem Kopfhörerverstärker ist es normalerweise egal, auch wenn 10 Meter
oder mehr angehängt werden!

Mani

von npn (Gast)


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Ich brauche 22pF. Das gibts soweit ich gesehen habe nicht als 
Folienkondensator. Also dachte ich an Glimmer.

In einer weiteren Schaltung brauche ich 3.3nF.

Ich frage mich halt welche Kondensatortypen bei dieser Anwendung im 
Audiobereich verwendet werden.

von npn (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Und was schwingt?
>
> Jedem Kopfhörerverstärker ist es normalerweise egal, auch wenn 10 Meter
> oder mehr angehängt werden!
>
> Mani

Ich weiss nicht ob es schwingt, aber ich denke bei einem selbstbau und 
ohne messequipment oder Erfahrung sollte man sich mittels diesen C ein 
Tiefpass bauen mit vielleicht 350khz (?) Grenzfrequenz, damit es 
garnicht zum HF-Schwingen kommt.

von Mani W. (e-doc)


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npn schrieb:
> Ich weiss nicht ob es schwingt, aber ich denke bei einem selbstbau und
> ohne messequipment oder Erfahrung sollte man sich mittels diesen C ein
> Tiefpass bauen mit vielleicht 350khz (?) Grenzfrequenz, damit es
> garnicht zum HF-Schwingen kommt.

Aha - Selbstbau ist was anderes.

Schade, dass Du kein Osszi hast. Probier es mit Deinen berechneten 22 pF
und mit KerKo...

von Possetitjel (Gast)


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npn schrieb:

> Wenn ich an meinen Kopfhörerverstärker, Kopfhörer
> anschliesse (was sonst), entsteht ja mit der
> Kabelkapazität und dem Ausgangswiderstand ein Tiefpass,

Ja.

> das bewirkt eine Phasennacheilung

Ja.

> welches zum schwingen anregt.

Unter Umständen, wenn man Pech hat. Ja.

> Jetzt würde man es mit einem kleinem Kondensator über dem
> Gegenkopplungswiderstand kompensieren.

Ich weiss nicht, wer "man" ist. Ich würde einen kleinen Längs-
widerstand (z.B. 33 Ohm) zwischen OPV-Ausgang und Kabel
schalten. Die Gegenkopplung wird natürlich vor dem Widerstand
angeschlossen.

von npn (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Aha - Selbstbau ist was anderes.
>
> Schade, dass Du kein Osszi hast. Probier es mit Deinen berechneten 22 pF
> und mit KerKo...

Kerkos haben doch extreme Verzerrungen und dacher lieber nicht in den 
Signalweg schalten.
Ich habe Zugang zu einem Oszi aber überhaupt keine Messerfahrung.

Possetitjel schrieb:
> Ich würde einen kleinen Längs-
> widerstand (z.B. 33 Ohm) zwischen OPV-Ausgang und Kabel
> schalten. Die Gegenkopplung wird natürlich vor dem Widerstand
> angeschlossen.

Ein Möglichkeit die ich aber ausschließen kann, da bei Multi-IEMs der 
Frequenzgang ziemlich verbogen wird.

Darum brauche ich eine andere Lösung

von Possetitjel (Gast)


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npn schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Ich würde einen kleinen Längswiderstand (z.B. 33 Ohm)
>> zwischen OPV-Ausgang und Kabel schalten. Die Gegenkopplung
>> wird natürlich vor dem Widerstand angeschlossen.
>
> Ein Möglichkeit die ich aber ausschließen kann,

Das war mir eigentlich klar. HiFi-Leute wollen keine
einfachen und funktionellen Lösungen. Einen Versuch
war es trotzdem wert.

> da bei Multi-IEMs der Frequenzgang ziemlich verbogen
> wird.

Erstens glaube ich das nur, wenn ich es selbst nachgerechnet
bzw. gemessen habe, und zweitens gäbe es auch dafür Abhilfe.

von npn_2 (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Erstens glaube ich das nur, wenn ich es selbst nachgerechnet
> bzw. gemessen habe, und zweitens gäbe es auch dafür Abhilfe.

Schau dir das Bild:OUTPUT IMPEDANCE SMALL JACK
Gemessen auf einem dscope
http://nwavguy.blogspot.de/2011/05/fiio-e9-headphone-amp.html

von Possetitjel (Gast)


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npn_2 schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Erstens glaube ich das nur, wenn ich es selbst nachgerechnet
>> bzw. gemessen habe, und zweitens gäbe es auch dafür Abhilfe.
>
> Schau dir das Bild:OUTPUT IMPEDANCE SMALL JACK

Meine Güte...

Vorweg: Der Punkt mit der notwendigen niedrigen Quellimpedanz
geht an Dich. Ist akzeptiert.

Jetzt aber:

1) Es wäre nett gewesen, wenn Du das gleich geschrieben hättest.
Dann hätte man nämlich gleich sehen können, dass ein normaler
OPV in Standard-Schaltung nicht das geeignete Mittel ist.
(Begründung ist etwas kompliziert; liefere ich nur auf Anfrage.)

2) Die 33 Ohm, die ich oben genannt hatte, waren aus der Luft
gegriffen. Unter Umständen genügen auch 22 Ohm oder 15 Ohm.

3) Man kann solche OPV-Stufen auch parallelschalten. Mit 3 Stufen
und jeweils 33 Ohm längs bist Du bei 11 Ohm Quellwiderstand; mit
5 Stufen und 22 Ohm bei 4.4 Ohm Innenwiderstand.
Auf diese Art sind schon Lautsprecher-Endstufen (aus einer
ganzen Schaufel NE5532) gebaut worden; in Anbetracht der Preise
und der technischen Daten finde ich die Methode nicht dumm.

von npn (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> 1) Es wäre nett gewesen, wenn Du das gleich geschrieben hättest.
> Dann hätte man nämlich gleich sehen können, dass ein normaler
> OPV in Standard-Schaltung nicht das geeignete Mittel ist.
> (Begründung ist etwas kompliziert; liefere ich nur auf Anfrage.)

Ich mag komplizierte Sachen, also wenn du Zeit und Lust hast kannst du 
es gerne niederschreiben.

Possetitjel schrieb:
> 3) Man kann solche OPV-Stufen auch parallelschalten. Mit 3 Stufen
> und jeweils 33 Ohm längs bist Du bei 11 Ohm Quellwiderstand; mit
> 5 Stufen und 22 Ohm bei 4.4 Ohm Innenwiderstand.
> Auf diese Art sind schon Lautsprecher-Endstufen (aus einer
> ganzen Schaufel NE5532) gebaut worden; in Anbetracht der Preise
> und der technischen Daten finde ich die Methode nicht dumm.

Das ist natürlich eine gute Möglichkeit, so werde ich es nächstes mal 
auch machen! Aber bei dem Aufbau habe ich einen Bufferchip am Ausgang.

Ich handhabe das so das ich meisten FOlienkondensatoren für den 
Signalweg nehme aber ich frage mich trotzdem wie es mit Glimmer und NP0 
aussieht, im Signalweg und zum entkoppeln.

Zum entkoppeln lieber Keramic-, als Glimmerkondensator da der Keramic ja 
höhere Impedanz bei höheren Frequenzen hat, oder? Ist es hier aber egal 
ob Np0 oder x7r?

von Jens G. (jensig)


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>Kerkos haben doch extreme Verzerrungen und dacher lieber nicht in den
>Signalweg schalten.

Sagt wer? Denn so pauschal gesagt ist das falsch. Es geht doch nur um 
22p, da ist ganz anderes Zeugs drin als bei den "dicken" Kermik-Cs im 
µF-Bereich.

von Lurchi (Gast)


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Bei den keramischen Kondensatoren gibt es große Unterschiede zwischen 
den Typen. Die NPO und ähnlichen Typen, wie man sie für kleine 
Kondensatoren findet sind sehr gut linear, ähnlich wie die teureren 
Glimmer Typen. Glimmer ist ggf. wegen Drift und Temperaturabhängigkeit 
besser, aber das braucht man hier nicht.

Etwas anderes sind die keramischen Kondensatoren X5.. X7.... Dies sind 
stark nichtlinear Keramiken. Die sollte man an kritischen Stellen 
vermeiden - als Entkopplung der Versorgung sind sie aber trotzdem OK. 
Diese Typen findet man bei größeren Kapazitäten und fast nie unter 1 nF.

Bei den 3,3 nF sollte man also sehen welches Material man bekommt. Die 
kann man als gute oder schlechte Keramik Ausführung bekommen. In der 
etwas größeren Ausführung wird man eher NPO in der sehr kleinen (SMD 
0402) eher X5.. finden.

Der Lead Kondensator sollte zusätzlich nicht einmal so kritisch sein, 
weil er erst bei Frequenzen oberhalb des Audio Bandes wirklich wirksam 
wird. Entsprechend gäbe das Verzerrungen vor allem deutlich oberhalb 20 
kHz, wo hoffentlich sowieso keine große Amplitude da ist. Von daher 
würde man selbst einen X7R typ eher nicht hören.

von Mani W. (e-doc)


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npn schrieb:
> Kerkos haben doch extreme Verzerrungen und dacher lieber nicht in den
> Signalweg schalten.
> Ich habe Zugang zu einem Oszi aber überhaupt keine Messerfahrung.


Was ist bei Dir "extreme Verzerrung" ? Wohl nur irgendwo gelesen,
gemessen oder ausprobiert hast Du nichts.
Du sagst von Haus aus, ne - tue ich nicht und will ich nicht...


npn schrieb:
> Ich handhabe das so das ich meisten FOlienkondensatoren für den
> Signalweg nehme aber ich frage mich trotzdem wie es mit Glimmer und NP0
> aussieht, im Signalweg und zum entkoppeln.
>
> Zum entkoppeln lieber Keramic-, als Glimmerkondensator da der Keramic ja
> höhere Impedanz bei höheren Frequenzen hat, oder? Ist es hier aber egal
> ob Np0 oder x7r?

Probier es einfach aus und lausche den von Dir erwarteten 
Verzerrungen...

Du kannst vielleicht mit einem Osszi Verzerrungen erkennen und auf
Klirrfaktor-Meßgeräten im Null- Komma- Nichts- Bereich digital etwas
dargestellt bekommen.

Hören wirst Du es aber nur, wenn es zu schlimm wird


L.G.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Mani W. schrieb:
> Probier es einfach aus und lausche den von Dir erwarteten
> Verzerrungen...
>
> Du kannst vielleicht mit einem Osszi Verzerrungen erkennen und auf
> Klirrfaktor-Meßgeräten im Null- Komma- Nichts- Bereich digital etwas
> dargestellt bekommen.

Typ ist auch aus anderen Gründen völlig wumpe, die 22p (oder was) haben 
eine viel zu hohe Impedanz bei Tonfrequenz, um irgendwas zu reißen.



Bei Koppelkondensatoren greife ich immer in die Tüte mit den 1 µF 
WIMA-Folienkondensatoren. Die sind nicht sonderlich teuer und erzeugen 
so geringe Verzerrungen, dass es mich nicht genug interessiert ein 
Test-Jig dafür zusammenzuklöppeln. Ich würde was erwarten im Bereich 
<-130 dB.

von Mani W. (e-doc)


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Hier mal einen Größenvergleich...

von npn (Gast)


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Kann mir jemand sagen welche Typen diese Kondensatoren sind? Ich denke 
ja das die ersten 2 Keramikkondensatoren sind aber der rest?

von ArnoR (Gast)


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Blau ist auch Keramik. Grün und rot (rechts) sind Folien-Cs.
Braun könnte Keramik oder Folie sein, Orange müsste ich mal in die Hand 
nehmen.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Braunrötlich kann auch Mica sein.

von npn (Gast)


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Und kann man ungefähr wissen ob die Keramic, aus NP0 oder X7R oder 
sonstwas sind?

von Possetitjel (Gast)


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npn schrieb:
> Und kann man ungefähr wissen ob die Keramic, aus NP0
> oder X7R oder sonstwas sind?

In der guten, alten Zeit war das einfach: Nanofarad sind
HDK, Picofarad sind NDK. HDK war braun/orange/rot, NDK war,
glaube ich, blaugrau.

Übersetzung für das Fachchinesisch: Für Keramikkondensatoren
gibt es (abgesehen von Glimmer) großtechnisch nur zwei
Werkstoffgruppen: Keramische Massen auf Basis von Titanoxid
(TiO2), und ferroelektrische Keramik.

Titanoxid hat ein eps_r von ungefähr 90; daher rührte die
alte DDR-Bezeichnung "NDK", nämlich "niedrige Dielektrizitäts-
konstante". Das ist das Zeug, was man als C0G, NP0 o.ä. kennt.
Wegen des relativ niedrigen eps_r ist die Kapazität pro Volumen
gering; dafür sind die elektrischen Eigenschaften sehr gut.

Ferroelektrika gibt es wie Sand am Meer; bekannter Klassiker
für Kondensatoren ist Bariumtitanat (BaTiO3); viel verwendet
wird auch Bleizirkonat-Titanat ("PZT"). Hauptvorteil dieser
Keramik ist die hohe Dielektrizitätskonstante (="HDK") von
1'000 bis 100'000; nachteilig sind die schlechten elektrischen
Eigenschaften und die Tatsache, das Ferroelektrika unter
bestimmten Bedingungen piezoelektrisch (!) sind. PZT wird
daher für Ultraschallwandler eingesetzt.

X7R, Z5U und solches Zeug ist mit Sicherheit ferroelektrisch.

Quintessenz: Die Welt der Scheibenkondensatoren ist noch relativ
einfach. Da aber bei den Vielschicht-Kondensatoren ("MLCC") die
Dicke der einzelnen Schichten als freie Variable dazukommt, ist
es schwierig bis unmöglich, durch reinen Augenschein etwas über
die Keramik zu sagen.
In der Grundtendenz gilt aber die Aussage: Je höher die Kapazität
je Volumen, desto beschissener die elektrischen Eigenschaften.
47µF in 0805 zwingt zu bestimmten Kompromissen, das diktiert die
Physik.

Ach so: Man sieht auch, dass die Aussage "Nie Keramik im
Signalweg!!!" einfach Schwachsinn ist. Es gibt nicht die
Keramik. Das ist Unsinn.

von npn (Gast)


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Bei Reichelt findet man den wert 330pf als Vielschicht (MLCC)
http://www.reichelt.de/Vielschicht-bedrahtet-NPO-5-/NPO-2-5-330P/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=13500&GROUPID=3161&artnr=NPO-2%2C5+330P

Und zwei mal als Scheiben kondensator: 
http://www.reichelt.de/Scheiben/KERKO-500-330P/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=9337&GROUPID=3169&artnr=KERKO-500+330P


http://www.reichelt.de/Scheiben/KERKO-330P/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=9288&GROUPID=3169&artnr=KERKO+330P

Das wäre für die Lead-Kompensation, also in den Signslweg. Welches davon 
würdet ihr den nehmen, die kosten alle gleich. Der erste Vielschicht ist 
Np0 die beiden anderen laut Datenblatt such wenn ich es richtig 
interpretiert habe?

von npn (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> In der Grundtendenz gilt aber die Aussage: Je höher die Kapazität
> je Volumen, desto beschissener die elektrischen Eigenschaften.
> 47µF in 0805 zwingt zu bestimmten Kompromissen, das diktiert die
> Physik.

Ich schliesse daraus, dass ein MLCC (link 1) besser ist bei gleicher 
Kapazität als ein Scheibenkondensator oder?

Ich habe im Anhang noch paar Kondensatortypen die ich nicht zuordnen 
kann, vielleicht könnt ihr mir helfen?

von npn (Gast)


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Kondesator Nr.3 steht:CBB21, 104K400V,www.sr-cap.com. Kondesator Nr.4 
steht 104j CL630v. Ich brauche nur die Typen, die Kapazität weiss ich zu 
entschlüsseln.

von Thomas S. (thom45)


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npn schrieb:

> Kerkos haben doch extreme Verzerrungen und daher lieber nicht in den
> Signalweg schalten.

Und woher sollen diese Verzerrungen kommen? Von spannungsabhängiger 
Kapazität?

Es gibt aber einen andern Grund in hochempfindlicher Analogschaltung, wo 
mV-Signale übertragen oder/und verstärkt werden. Es ist der 
Piezo-Effekt. Schon eine kleine mechanische Vibration am Kerko kann 
beträchtlich stören.

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