Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Audio Signal aus 3,5mm Klinke abgreifen


von Ya M. (memoya)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

Ich möchte für ein Projekt ein "normales, analoges" Audio-Signal mit 
Pegelwerten wie es z.B. aus einer 3,5mm Klinke kommt (Vpp ca. 1V oder so 
was um den dreh) BELASTUNGSARM abgreifen und per OP verstärken. Das 
Signal soll aber parallel mit nur minimaler Belastung weitergeführt 
werden. Ich habe bis jetzt nur theoretische Überlegungen angestellt und 
vielleicht hat jemand sowas ähnliches in der Praxis schon mal gemacht. 
Mir geht es darum, dass die Vpp und die Ströme ohnehin so gering sind 
und ich das Audio-Signal möglichst sauber ohne es Stark zu beeinflussen 
parallel noch weiterverwenden möchte.

Genauer soll das abgegriffene Signal um ca. das 3- oder 4-fache 
verstärkt werden und an einen Arduino zur Weiterverarbeitung gegeben 
werden. Allerdings möchte ich das Audio-Signal parallel auch mit guter 
Qualität an Lautsprechern ausgeben können.

Abgriff mit Spannungsfolger und dannach an einen weiteren OP?

Hoffe ihr versteht ungefähr worauf ich hinaus möchte.

Freundliche Grüße und Danke im vorraus :)

: Bearbeitet durch User
von michael_ (Gast)


Lesenswert?

Die Quelle ist sicher niederohmig genug.
Was für eine?

Und diese Spannung (1V?) muß nicht verstärkt werden, höchstens dämpfen.

Entkopplung der Eingänge kann mit Widerständen 10K erfolgen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Yannick M. schrieb:

> Ich möchte für ein Projekt ein Audio-Signal mit
> Pegelwerten wie es z.B. aus einer 3,5mm Klinke kommt
> BELASTUNGSARM abgreifen und per OP verstärken.

Wie kommst du auf die Idee, daß das Audiosignal ausgerechnet an einer 
3.5mm Klinkenbuchse BESONDERS empfindlich auf BELASTUNG reagieren 
würde? Solche Buchsen werden typischerweise für den Anschluß von 
Kopfhörern verwendet und die haben so um 16 oder 32Ω.


> Genauer soll das abgegriffene Signal um ca. das 3- oder 4-fache
> verstärkt werden und an einen Arduino zur Weiterverarbeitung gegeben
> werden.

Dann mach das. Nicht daß ein Arduino sonderlich geeignet wäre, analoge 
Audio-Signale zu verarbeiten. Aber verstärken wirst du wohl müssen. Und 
ein Verstärker (z.B. mit OPV) läßt sich locker mit 50KΩ Eingangs- 
widerstand aufbauen. Das ist Faktor 2000 hochohmiger als ein Kopfhörer. 
Eine "Belastung" deiner Signalquelle wirst du dadurch nicht riskieren.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Wie kommst du auf die Idee, daß das Audiosignal ausgerechnet an einer
> 3.5mm Klinkenbuchse BESONDERS empfindlich auf BELASTUNG reagieren
> würde? Solche Buchsen werden typischerweise für den Anschluß von
> Kopfhörern verwendet und die haben so um 16 oder 32Ω.

Es gibt auch viele Quellen, die Line-Out auf 3.5mm Klinken ausgeben, 
auch wenn dafür vermutlich Cinch/RCA üblicher ist.

Die haben dann üblicherweise 600 Ohm. Aber auch die werden durch einen 
Op hinter einem passenden Eingangswiderstand nicht nennenswert gestört.

@TO: denk an die AC-Entkopplung für Dein Signal.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Ich würde da gar nichts verstärken. Denn man würde damit gerade mal ein 
Bit gewinnen, dass wiederum im Rauschen des Verstärkers verloren geht 
(so Pi mal Daumen geschätzt).

von Hugo E. (Gast)


Lesenswert?

michael_ schrieb:
> Und diese Spannung (1V?) muß nicht verstärkt werden, höchstens dämpfen.

Axel S. schrieb:
> Aber verstärken wirst du wohl müssen.

Stefanus F. schrieb:
> Ich würde da gar nichts verstärken.

"Frag drei Leute und du bekommst fünf Meinungen" ;-)

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Hugo E. schrieb:
> "Frag drei Leute und du bekommst fünf Meinungen" ;-)

Sicher, weil keiner Ahnung hat.

Der Normpegel bei 3.5mm liegt bei 0.3162Vrms für 0dB. Normalerweise ist 
das aber ein regelbarer Kopfhöhrerausgang, der in der Maximalspannung 
begrenzt ist zum Gehöhrschutz. Richtig, er ist für niederohmige 
Verbraucher. Die Frage wäre, ob, wenn Yannick da abgreift, überhaupt 
noch ein weiteter Verbraucher angeschlossen wäre, der vielleicht 
bestimmt, wie hoch der Pegel aufgedreht werden muss. Jedenfalls stört 
ein Arduino-A/D-Eingang absolut nicht.
Arduino A/D misst entweder gegen die +5V Versorgung, dann bekommt man 
bei Audio das ganze Rauschen der Versorgungsspsnnung, oder gegen die 
1.1V interne Referenz. Letzteres ist viel klüger. Also das Signal auf 
0.55V Mittelwert bringen, da muss dann für 0.3162Vrms auch nix mehr 
verstärkt werden. Bloss ist der A/D Wandler des Arduino viel zu langsam 
und mit 10bit viel zu schlecht für Audio. Keine Ahnung was Yannick also 
damit will.
1
                      +5V
2
                       |
3
                      10k
4
                       |
5
Audio--0.22uF--+--22k--+---+
6
               |       |   |
7
          A/D-Eingang 1k2 47uF
8
                       |   |
9
                       Masse

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Ich würde hier die 2,56V Referenz verwenden, da einige Klinkenbuchsen 
(Line-Out) oft etwas mehr Spannung liefern, als man von Kopfhörerbuchsen 
gewohnt ist.

Ich frage mich, ob man den Spannungsteiler für den DC-Offset an Aref 
anschließen kann, anstatt an (A)VCC.

von Harald (Gast)


Lesenswert?

Yannik, könntest Du erzählen, was Du mit dem Atmega vor hast?

von Hugo E. (Gast)


Lesenswert?

Stefanus F. schrieb:
> Ich würde hier die 2,56V Referenz verwenden

Wenn vorhanden...
Der mega88 beispielsweise hat nur 1.1V

von Andi B. (andi_b2)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Der Normpegel bei 3.5mm liegt bei 0.3162Vrms für 0dB.

In welcher Norm soll das stehen? Ich hab hier schon mehrfach alle (mir 
bekannten) Audio Interconnection Normen für den Consumerbereich zitiert. 
Da steht überall -6dBV, also 500mVeff als Nominalpegel drinnen. Der 
Unterschied zu den genannten -10dBV ist hier zwar wahrscheinlich 
vernachlässigbar, aber was bei Audio Problem machen kann ist, dass kein 
Stecker definiert ist. Auf 3,5mm Klinke findet man auch Monosignale aus 
Brückenverstärkern genauso wie andere Steuersignale. Und viele kennen 
nicht mal die definierten Quell- und Abschlußwiderstände. Also nur 
"3,5mm Klinke" ist als Angabe für eine Audioschnittstelle wertlos. Man 
muß wissen für was die Schnittstelle ausgelegt ist, also z.B. Headphone 
oder Standard Hochpegel (Line) Audio und erst dann könnte man die 
entsprechende Norm wo die Pegel und Widerstände definiert sind als 
Richtschnur heranziehen. Den die Normen definieren immer nur den 
Anwendungsfall und fast nie den Stecker.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Andi B. schrieb:
> Also nur "3,5mm Klinke" ist als Angabe für eine
> Audioschnittstelle wertlos.

Keineswegs. Du zerredest das Thema.

Als Benutzer kann ich durchaus den Wunsch haben, dass ein Gerät 
allgemein zu allen 3,5mm Klinkenbuchsen kompatibel sein soll - was ja 
auch in den allermeisten Fällen tatsächlich funktioniert.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Andi B. schrieb:
> In welcher Norm soll das stehen

Wahrscheinlich EN50332, da man aber Normeninhalte dank Geheimhaltung nur 
aus Sekundärquellen erfährt... vielleicht Apple Standard ?

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> vielleicht Apple Standard ?

da gibt es kein 3,5mm Klinke mehr, das haben die abgeschafft.

Nur noch verdongeltes und verschweißtes Airpod-Geraffel, welches nur mit 
Apple-Geräten funktioniert und das man wegwerfen darf, wenn der Akku 
schlapp macht.

von Andi B. (andi_b2)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Andi B. schrieb:
>> In welcher Norm soll das stehen
>
> Wahrscheinlich EN50332, da man aber Normeninhalte dank Geheimhaltung nur
> aus Sekundärquellen erfährt... vielleicht Apple Standard ?

Wohl eher nicht. Da geht's um maximalen Schalldruck und sicher nicht um 
Klinkenstecker und wohl auch nicht um Pegel auf Audioschnittstellen. Die 
passende Norm war die IEC 1938 welche die IEC 268 abgelöst hat. Im 
Gegensatz zu diesen alten Normen kenne ich den Nachfolger IEC 61938 und 
deren Nachfolger, egal wie er heute heißt, nicht mehr. Aber da seit 
mittlerweile 20 - 30 Jahren in diesen "Audio, video and audiovisual 
systems - Interconnections and matching values - Preferred matching 
values of analogue signals" immer schon -6dBV gestanden haben, ebenso 
wie in einer bekannte Vorläufernorm der EN 50049, kann man davon 
ausgehen, daß sich an den von mir genannten Pegel und Widerständen auch 
bis heute kaum was geändert hat.

Und ja ich bin auch überzeugt, dass in den neusten Audio Interconnection 
Normen noch immer keine Stecker/Buchsen für bestimmte Audioverbindungen 
definiert sind. Ganz einfach weil es für Audio nie einen definierten 
Stecker gab, weder Cinch noch Klinke und auch nicht der alte DIN 
Rundstecker. Einzige Ausnahme war wohl der Scart Stecker wo sowohl 
Stecker als auch Pegel/Impedanzen genormt waren. Deshalb hat man ja dann 
auch die Interconnection Norm gemacht wo man die Schnittstellen nach 
Anwendungsfall (Phono, Hochpegel, Mikro, Lautsprecher, Kopfhörer, ...) 
eingeteilt hat. Da aber 3,5mm Klinke sowohl für Kopfhörer als auch als 
Hochpegel und Mikroschnittstelle und .... verwendet wird, kann eine 
sinnvolle Antwort auf die Eingangsfrage nur gegeben werden, wenn auch 
endlich mal der Anwendungsfall genannt würde.

von michael_ (Gast)


Lesenswert?

Stefanus F. schrieb:
> Als Benutzer kann ich durchaus den Wunsch haben, dass ein Gerät
> allgemein zu allen 3,5mm Klinkenbuchsen kompatibel sein soll - was ja
> auch in den allermeisten Fällen tatsächlich funktioniert.

Wünschen kannst du viel.
Solche Buchsen sind auch an Brüllwürfeln für den 2. Lautsprecher dran.
Leistung ca. 5W.
Die Spannung dazu kannst du dir selbst einschätzen.

von c-hater (Gast)


Lesenswert?

Stefanus F. schrieb:

> Andi B. schrieb:
>> Also nur "3,5mm Klinke" ist als Angabe für eine
>> Audioschnittstelle wertlos.
>
> Keineswegs. Du zerredest das Thema.

Nein, das tut er nicht. Hast du mal darüber nachgedacht, warum z.B. die 
Audiobuchsen eines ATX-PC unterschiedliche Farben haben? Das ist nix 
anderes als die farbgewordene Manifestation des Problems, auf das Andi 
B. vollkommen zu Recht hinweist.

> Als Benutzer kann ich durchaus den Wunsch haben, dass ein Gerät
> allgemein zu allen 3,5mm Klinkenbuchsen kompatibel sein soll

Ja, ich wünsche mir auch, garntiert einen 6er im Lotto zu kriegen, wenn 
ich schon spiele. Aber: Nicht alle Wünsche können in Erfüllung gehen. 
Oft stellt sich die böse Realität da unfairerweise vollkommen quer...

> was ja
> auch in den allermeisten Fällen tatsächlich funktioniert.

Unsinn. Allein schon zwischen LineOut- und Kopfhörerbuchse jedes 
üblichen PCs hast du einen ziemlich erheblichen Pegelunterschied.

Allein an diesem einen simplen Beispiel muss dir klar sein, dass du 
vollständigen Bullshit verzapfst.

von Ya M. (memoya)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo, Danke für die vielen Antworten.
Im Prinzip ging es darum, für einen Freund eine Schaltung zu erstellen, 
welche in der Lage ist ein Audiosignal in Lichtimpulse umzuwandeln. Er 
möchte seinen Hobbyraum ein wenig ausschmücken. Nun habe ich die Idee 
mit dem Arduino weggelassen und alles komplett analog belassen. Folgende 
Schaltung habe ich mir ausgedacht und auf dem Steckbrett aufgebaut. 
Funktioniert alles wunderbar, kein ungewolltes Rauschen oder sonstige 
Störungen am Audiosignal oder an der Basis des Transistors. Das 
Audiosignal wird auch überhaupt nicht beeinträchtigt und kann parallel 
weitergeführt werden. Die Schaltung ist nur ein Prototyp um ein paar 
Messungen mit dem Oszi durchzuführen. Mir ging es nur darum, da ich im 
Thema Audio einfach gar nicht drin bin, ob ich irgendwelche Dinge 
beachten muss, an die man zuerst gar nicht denkt.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Yannick M. schrieb:

> Im Prinzip ging es darum, für einen Freund eine Schaltung zu erstellen,
> welche in der Lage ist ein Audiosignal in Lichtimpulse umzuwandeln.

So etwas würde ich nicht bauen, sondern in Form einer Lichtorgel
einfach fertig ksaufen.

von Yannick.M (Gast)


Lesenswert?

Ja das war natürlich auch unser erster Gedanke, leider ist die 
Beleuchtung schon fest eingebaut und wir müssen da etwas tricksen, da es 
dafür nichts zu kaufen gibt.

von Karl B. (gustav)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hi,
so sieht zum Beispiel mein Adapter von PC Soundkarte Klinke auf 5-polig 
DIN aus. Eingang Tonband. Sonst heillos übersteuert.
(Der Schleifer steht momentan auf 45 %.)

ciao
gustav

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Yannick M. schrieb:
> Folgende Schaltung habe ich mir ausgedacht

Autsch. Keine Koppelkondensatoren, die Schaltung hat keine Möglichkeit 
negative Spannungen zu verarbeiten und braucht eine recht hohe 
Spitzenspannung um die 0.7V des Transistors zu überschreiten, Hüllkurve 
wird sowieso nicht gebildet...

> und auf dem Steckbrett aufgebaut. Funktioniert alles wunderbar,

Wenn man nichts sieht, mag das sein....
Ich würde dir vorschlagen, sie sofort der Elektor als
'von Laien für Laien' Schaltung anzubieten...

von Yannick.M (Gast)


Lesenswert?

Ja dass ich EIGENTLICH Kopoelkondensatoren benötige ist mir volkommen 
klar. Die Sache ist nur, dass ich nichts Keramisches bzw. 
Folienkondensatoren über 9pF da habe. Habe nur 9pF zwecks Quarz am 
ATmega328... Werde aber welche bestellen. Wie gesagt, mir ging es nur 
darum mal ein bisschen rumzuspielen und zu schauen, wie und in erster 
Linie OB das alles so funktioniert.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Autsch

Du nimmst mir das Wort aus dem Mund. Yannick (respektive sein Freund) 
müssen doch sehr anspruchslos sein.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.