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Symmetrischer Mikrofonverstärker
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Dieser
vielseitige kleine Vorverstärker kann manche Aufgabe im
NF-Bereich erfüllen. Eine der interessanteren Anwendungen
ist der Einsatz als symmetrischer Mikrofonvorverstärker. |
Viele NF-Spannungsquellen (teure Mikrofone - Studiotonbandgeräte)
müssen an einen Vorverstärker mit symmetrischen oder
Differenz-Eingängen angeschlossen werden und sind für
die Verwendung an den einfacheren unsymmetrischen Eingängen
weniger geeignet. Beispielsweise benötigen Mikrofone mit
symmetrischem Ausgang einen symmetrischen Vorverstärker,
um die geringstmögliche Einstreuung von Störspannungen
zu garantieren. Solche Mikrofone werden über drei Adern
mit dem Vorverstärker verbunden. Zwei dieser Leitungen
führen das NF-Signal, und die dritte ist die Masseleitung.
Die von der symmetrischen Spannungsquelle - in diesem Fall vom
Mikrofon - erzeugte Spannung liegt so an den beiden NF-Leitungen,
daß das Signal auf der einen Leitung gegenüber dem
auf der anderen um 180 Grad phasenverschoben ist. Beide NF-Leitungen
und die Masseleitung werden miteinander verdrillt, oder ein
zweiadriges abgeschirmtes Kabel wird verwendet, um das Mikrofon
mit dem Vorverstärker zu verbinden.
Gleichphasiges und Gegenphasiges
Eine von außen auf diese Verbindungsleitung einwirkende
Stör- oder Brummspannung beeinflußt beide NF-Leitungen
gleichermaßen und erzeugt daher Spannungen auf beiden
NF-Leitungen, die miteinander in Phase sind. Solche Spannungen
nennt man Gleichtakt-Spannungen. Der symmetrische Vorverstärker
ist jedoch so ausgelegt, daß er nur Differenzspannungen
verstärkt. Die Ausgangsspannung des Vorverstärkers
ist proportional zur Spannungsdifferenz zwischen seinen beiden
Eingängen. Da die vom Mikrofon erzeugten Spannungen nicht
die gleiche Phasenlage haben, werden sie verstärkt. Doch
die Störspannung ist ein Gleichtaktsignal und liegt daher
gleichphasig auf beiden Eingangsleitungen. Daher ist die Differenz
zwischen den Störspannungen auf den zwei Eingangsleitungen
gleich Null, und das Störsignal wird nicht verstärkt
(siehe Bild 1). Mit Hilfe dieser Technik können kleine
Spannungen über lange Kabel geleitet werden; auf andere
Weise wäre dies wegen der Störanfälligkeit dieser
Leitungen vor allem gegenüber Netzbrummen nicht durchführbar. |
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Bild 1. Die einzelnen
Signale an einem Differenzeingang. Die Unterdrückung der
Gleichtaktsignale ist natürlich wesentlich größer,
als es im Bild dargestellt ist. |
| Warum
symmetrische Signalleitungen? |
Die Frage liegt nahe: Warum
so viel Zirkus, um ein Signal zu erzeugen, das 180
Grad in der Phase gegenüber dem Ursprungssignal
verschoben ist? Eine große Zahl von professionellen
Audiogeräten - hauptsächlich Mischer und
Verstärker - ist mit Differenzeingängen
ausgestattet. Die Eigenheit eines Differenzverstärkers
ist es, zwei Eingänge zu haben. Wenn man dasselbe
Signal an beide Eingänge legt, bekommt man
(im Idealfall) kein Ausgangssignal. Wenn man aber
unterschiedliche Signale an die Eingänge eines
Differenzverstärkers legt, verstärkt er
die Differenz zwischen den Eingängen. Diese
Eigenschaft wird in symmetrischen Audio-Systemen
ausgenutzt, um diejenigen Brummeinstreuungen zu
verringern, die auf den Verbindungsleitungen eines
Systems induziert werden. Um das besser zu zeigen,
betrachten wir Abbildung 1 mit einem einadrigen
System.
Bild 1. Bei einem unsymmetrischen
Leitungssystem wirkt
sich induzierte Brummspannung störend aus.
Man sieht, daß jede induzierte Brummspannung
um denselben Faktor verstärkt wird wie das
Nutzsignal. Wenn die Verstärkung hoch ist,
kann schon eine kleine Brummstörung - von einer
Beleuchtungsanlage etwa - zu einem unerträglichen
Problem werden. Wenn man dagegen in Abbildung 2
das symmetrische System betrachtet, sieht man, daß
jeder aufgenommene Brumm denselben Betrag und dieselbe
Phase in beiden Leitungsadern hat. Weil aber der
Differenzverstärker nur die Unterschiede verstärkt,
wird die Brummstörung unterdrückt.
Bild 2. Induzierte Brummspannungen
machen sich in einem
symmeirischen Leitungssystem nicht störend
bemerkbar.
aus elrad 12/1985 Seite 79 |
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... und so wird's gemacht!
Eine symmetrische Übertragungs-Leitung wird meist mit Hilfe
von Transformatoren aufgebaut. Bild 2 zeigt das Prinzip. Die
Spannungsquelle kann ein Mikrofon sein oder ein kleiner, ins
Mikrofon integrierter Vorverstärker oder einfach der Ausgang
eines Mischpultes oder eines anderen elektronischen Gerätes. |
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Bild 2. Symmetrische
Signalübertragung mit Ausgangs- und Eingangstrafo. |
Die Quelle wird an die Primärwicklung eines
Symmetrier-Trafos angeschlossen, die so ausgelegt ist, daß
sie die Spannungsquelle mit der richtigen Impedanz abschließt.
Die Sekundärseite dieses Trafos besteht üblicherweise
aus einer bifilar gewickelten Sekundärwicklung; diese wird
so angeschlossen, wie es in Bild 2 zu sehen ist. Ein ähnlicher
Transformator wird am anderen Ende der Leitung verwendet, um
das Differenzsignal so umzuwandeln, daß es in einem Vorverstärker
mit unsymmetrischem Eingang verstärkt werden kann. Diese
Technik hat den Vorteil, daß die Masse der Spannungsquelle
nicht mit der Masse des Vorverstärkers verbunden sein muß
- eine Besonderheit, die manchmal sehr nützlich sein kann,
insbesondere beim Anschließen sehr vieler Kabel an einen
gemeinsamen Punkt, wie es etwa ein Mischpult darstellt. Da die
Massen der verschiedenen Spannungsquellen voneinander getrennt
bleiben können, sind Brummschleifen völlig ausgeschlossen.
Auf andere Weise wäre das kaum zu erreichen.
Vor- und Nachteile von Trafos
Natürlich weisen Transformatoren auch Nachteile auf. Zunächst
einmal sind gute Ausführungen teuer, da sie sorgfältig
gewickelt und gegen äußere Brummfelder abgeschirmt
werden müssen. Ferner sollte der Frequenzgang keine Unregelmäßigkeiten
aufweisen, um den gesamten NF-Bereich übertragen zu können.
Aus diesem Grunde sind sie jedoch besonders empfindlich gegen
Magnetfelder, die von Netztrafos usw. erzeugt werden. Es ist
äußerst schwierig und manchmal sogar unmöglich,
diese Transformatoren vor Brummeinstreuungen aus dem Netzteil
zu schützen.
Man hört oft, daß Transformatoren Gleichtaktsignale
weniger gut unterdrücken können als symmetrische Vorverstärker,
wie z. B. der hier beschriebene. Dies ist zwar zutreffend, aber
doch nicht so wichtig, wie es meistens behauptet wird. Gewöhnlich
wird die Gleichtaktunterdrückung nämlich durch das
abgeschirmte Kabel eingeschränkt, mit dem die Signalquellen
angeschlossen werden. Selbst die besten Kabel ermöglichen
selten Gleichtakt-Unterdrückungen von mehr als 60 dB, ein
Wert, den die meisten Eingangstransformatoren deutlich übertreffen.
Der Hauptvorteil von Differenz-Vorverstärkern gegenüber
hochwertigen Transformatoren liegt im geringeren Preis und darin,
daß sie vergleichsweise unempfindlich gegenüber Brummfeldern
sind. Dadurch wird es wesentlich einfacher, den Vorverstärker
so im Gerät zu montieren, daß keine Verschlechterung
des Störabstandes durch Brummeinstreuungen erfolgen kann.
Und ein weiterer Vorteil des Vorverstärkers gegenüber
dem Transformator besteht darin, daß selbst die besten
Trafos mehr Klirrfaktor erzeugen als eine symmetrische Eingangsschaltung
mit Operationsverstärkern produziert.
Das Prinzip...
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Bild 3. Einfacher,
symmetrischer Eingangsverstärker. |
Der benötigte Differenzeingang läßt
sich leicht mit Operationsverstärkern aufbauen, denn diese
verfügen ja bereits über invertierende und nichtinvertierende
Eingänge, d. h. über einen Differenzeingang 'von Haus
aus'. Die einfachste denkbare Schaltung, die sich für den
Anschluß von Mikrofonen auch tatsächlich eignet,
sehen Sie in Bild 3. Diese Schaltung ist der Standard-Operationsverstärker
mit Differenzeingängen und liefert bei Anschluß der
meisten symmetrischen Spannungsquellen gute Ergebnisse. Der
Widerstand zwischen dem nichtinvertierenden Eingang und Masse
hat denselben Wert wie der Gegenkopplungswiderstand. So wird
erreicht, daß die Verstärkung sowohl für den
invertierenden als auch für den nichtinvertierenden Eingang
gleich ist. Legt man den nichtinvertierenden Eingang an Masse,
wird die Verstärkung der Stufe durch das Verhältnis
der Widerstände R2/R1 bestimmt. Liegt der invertierende
Eingang an Masse, so errechnet sich die Verstärkung des
Operationsverstärkers mit Hilfe der Standardformel (R2 + R1)/R1.
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| 25. 1.
2 Messung von Potentialdifferenzen |
Die Messung von Potentialdifferenzen
kann im Prinzip mit dem Subtrahierer in Abb. 11.3
durchgeführt werden. Wie wir in Abschnitt 11.2.2
gesehen haben, wird die Gleichtaktunterdrückung
hauptsächlich durch die Paarungstoleranz der
Widerstandsverhältnisse αN
und αP bestimmt. In diese Verhältnisse
geht jedoch der Innenwiderstand der Signalquellen
ein. Beim Einsatz der Schaltung in der Rechentechnik
sind die Signalquellen in der Regel gegengekoppelte
Operationsverstärker mit sehr niedrigem Ausgangswiderstand.
In diesem Fall ist der Effekt vernachlässigbar.
Bei der Anwendung in der Meßtechnik muß
man den definierten niedrigen Quellenwiderstand
mit Hilfe von Spannungsfolgern herstellen. Damit
gelangen wir zu der universellen Subtrahierschaltung
in Abb. 25.3. Für R1=∞ arbeiten
OV 1 und OV 2 als Spannungsfolger.
Abb. 25.3 Elektrometersubtrahierer
(Instrumentation Amplifier)
Ein zusätzlicher Vorteil der Schaltung besteht
darin, daß man durch Variation eines einzigen
Widerstandes die Differenzverstärkung einstellbar
machen kann. Wie man in Abb. 25.3 erkennt, tritt
an dem Widerstand R1 die Potentialdiffernz
V2 - V1 auf. Damit wird
Diese Differenz wird mit Hilfe des Subtrahierers
OV 3 an den geerdeten Ausgang übertragen.
Bei reiner Gleichtaktaussteuerung (V1
= V2 = VGl) wird V'1
= V'2 = V'Gl Die Gleichtaktverstärkung
von OV 1 und OV 2 besitzt also unabhängig von
der eingestellten Differenzverstärkung den
Wert 1. Mit Gl. (11.6) erhalten wir damit die Gleichtaktunterdrückung
Darin ist Δα/α die relative Paarungstoleranz
der Widerstände R3.
aus:
Halbleiter Schaltungstechnik
U.Tietze, Ch.Schenk
Fünfte Auflage
Springer Verlag, 1980
Seiten 666/667 |
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... die Berechnung...
Dabei entsteht jedoch ein Spannungsteiler, der aus dem Eingangswiderstand
vor dem nichtinvertierenden Eingang und dem Widerstand besteht,
der zwischen diesem Eingang und Masse liegt; es erfolgt eine
Abschwächung des Signals gemäß der Formel
Ui = U (R2/(R1 + R2)).
Daher beträgt die Gesamtverstärkung der Stufe für
den nichtinvertierenden Eingang
((R2 + R1)/R1) (R2/(R1+R2)) oder R2/R1;
dies ist auch die Verstärkung des invertierenden Einganges.
Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß die Impedanz
zwischen jedem der Eingänge und Masse sehr unterschiedlich
ist. Die Impedanz am nicht-invertierenden Eingang kann etwa
mit dem Widerstandswert der Reihenschaltung von R1 und R2 gleichgesetzt
werden. Dagegen ist die Impedanz am invertierenden Eingang einfach
die des Eingangswiderstandes R1, denn der invertierende OpAmp-Eingang
liegt scheinbar an Masse, wenn auf die abgebildete Art eine
Gegenkopplung zugeschaltet wird. Diese unterschiedlichen Impedanzen
an den Eingängen stellen für die meisten symmetrischen
Spannungsquellen keine Beeinträchtigung dar, denn eine
echte symmetrische Quelle arbeitet unabhängig von der Verbindung
nach Masse.
Die Eingangsimpedanz des Vorverstärkers, die sich für
die symmetrische Spannungsquelle ergibt, hängt von beiden
Eingangswiderständen ab und vom inneren Widerstand zwischen
beiden Basen der Eingangstransistoren im OpAmp. In den meisten
Schaltungen spielen die Werte der Eingangswiderstände die
Hauptrolle, und es läßt sich mit genügender
Genauigkeit sagen, daß die Eingangsimpedanz gegenüber
der symmetrischen Signalquelle 2R1 beträgt.
Ein ernster Nachteil dieser einfachen Schaltung besteht nun
darin, daß die Fähigkeit, Gleichtaktsignale zu unterdrücken,
bei einigen Signalquellen beträchtlich zurückgeht;
dies geschieht dann, wenn die Spannungsquelle für beide
Eingänge unterschiedliche Quellimpedanzen darstellt. Die
Gleichtaktunterdrückung hängt ja davon ab, wie gut
die beiden Widerstandspaare (R1, R2) miteinander übereinstimmen
und wird gewöhnlich in dB angegeben. Der bereits für
abgeschirmte Kabel genannte Wert von etwa 60 dB läßt
sich mit der Operationsverstärker-Schaltung recht leicht
erreichen, vorausgesetzt, die Quellimpedanzen für beide
Eingänge sind gleich. Unterscheiden sich diese Quellimpedanzen
um nur 1 Prozent, so nimmt die Gleichtaktunterdrückung
eines sonst gut entworfenen Vorverstärkers um etwa 20 dB
ab und ist damit vielleicht schon nicht mehr brauchbar.
Ein weiterer Nachteil dieser Schaltung ist, daß sie nicht
den von einem Vorverstärker benötigten Verstärkungsfaktor
liefern und gleichzeitig einen wünschenswert kleinen Klirrfaktor
aufweisen kann. Nehmen wir an, ein Mikrofon mit symmetrischem
Ausgang liefert etwa 0,2 mV, und der Vorverstärker soll
etwa 100 mV abgeben. Dann wird eine Verstärkung von 500-fach
benötigt, bzw. etwa 54 dB. Selbst mit den besten Operationsverstärkern
könnte man keinen zufriedenstellenden Klirrfaktor erzielen.
Ein NE 5534 N beispielsweise würde einen Klirrfaktor von
ungefähr 0,15% erzeugen. Gemessen an modernen Maßstäben
ist das ein schlechter Wert, obwohl er mit einem Transformator
nicht zu erreichen wäre.
... und die Schaltung !
Zur Lösung dieses Problems müßte man einfach
die Verstärkung der Stufe verringern und eine zweite Stufe
hinzufügen, um doch noch die gewünschte Verstärkung
zu erreichen. Dies ändert jedoch nichts daran, daß
die Gleichtaktunterdrückung bei einigen Signalquellen stark
zurückgeht. Daher besteht die wirkliche Lösung des
Problems darin, der Anordnung einen dritten OpAmp hinzuzufügen
und so einen vollständigen 'Instrumentation Amplifier'
aufzubauen.
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| Differential
line driver replaces transformer |
There are many
applications where balanced line driving is required,
particularly in audio applications where noise is
a problem. Transformers are expensive and suffer
from limited bandwidth and stray magnetic fields
so this circuit uses opamps.
Output maintains constant amplitude even if one
balanced line is earthed, thus simulating true transformer
action. Devices chosen have low noise figures and
can drive 600 Ohm lines directly. The circuit has
a 22dB overload margin when driving 0dBm into 600
Ohm, and greater than 60kHz full power bandwidth
can be achieved by careful choice of resistors.
S. Whitt
Ipswich
Suffolk
aus: Electronics & Wireless World, December
1984, Seite 73 "Circuit Ideas" |
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Bild 4. Prinzipschaltbild
unseres symmetrischen Eingangsverstärkers. |
Dessen Grundschaltung zeigt Bild 4. Die zweite,
aus IC 3 bestehende Stufe arbeitet genauso wie der einfache
Differenzverstärker in Bild 3. Seine Eingänge sind
jedoch durch die Eingangsstufen mit den ICs 1 und 2 gepuffert.
Die Widerstandspaare R2 und R3, R4 und R5 sowie R6 und R7 sind
gleich. Die Verstärkung der zweiten Stufe ist einfach R6/R4,
wie oben abgeleitet, und die Verstärkung der ersten Stufe
ergibt sich aus der etwas komplizierteren Formel
(R1 + 2R2)/R1
Die Gesamtverstärkung beträgt daher
Wenn R4 und R5 groß gewählt werden im Vergleich zu
den geschätzten Unterschieden der Ausgangsimpedanzen beider
Eingangs-OpAmps und wenn diese beiden OpAmps dieselbe Verstärkung
haben, dann erhält man eine gute Gleichtaktunterdrückung.
Bei vielen anderen Differenzeingangs-Schaltungen kann es schwierig
werden, die Verstärkungsfaktoren der Eingangs-OpAmps möglichst
genau aneinander anzugleichen. Diese Schaltung jedoch hat die
Besonderheit, daß die Gleichtaktunterdrückung von
der genauen Übereinstimmung der Widerstände in der
Eingangsstufe überhaupt nicht abhängt. Außerdem
können unterschiedliche Impedanzen der NF-Quelle die Gleichtaktunterdrückung
nicht verschlechtern.
Die Verstärkung wird aufgeteilt
Die Gesamtverstärkung des Vorverstärkers teilen sich
zwei Verstärkerstufen; jede von ihnen verfügt über
genügend Gegenkopplung, um geringe Klirrfaktorwerte sicherzustellen.
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Schaltbild des
symmetrischen Eingangsverstärkers. |
Für R6, 7, 8 und 9 sind Widerstände
mit geringer Toleranz (1% oder 2%) erforderlich, damit mögliche
Unterschiede in den Ausgangsgleichspannungen von IC1 und IC2
mit Hilfe von RV1 ausgeglichen werden können.
Es ist sinnvoll, für die Eingangswiderstände rauscharme
Metalloxyd-Typen zu verwenden, um geringe Rauschspannungen zu
erhalten. Sie kosten nur wenig mehr als die üblichen Kohleschichtwiderstände.
Man könnte sogar für alle Widerstände Metalloxydausführungen
einsetzen, ohne daß dadurch die Kosten deutlich ansteigen.
Die meisten Metalloxydwiderstände sind mit einer Toleranz
von 1% oder 2% erhältlich.
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| Wie funktioniert's
? |
Diese Schaltung ist ein recht
unkomplizierter 'Instrumentation-Amplifier'. Der
eigentliche Differenzverstärker wird durch
IC3 gebildet, den TL 061. Es handelt sich dabei
um einen Bi-FET-Operationsverstärker mit guter
Gleichtaktunterdrückung. Als Eingangspuffer
arbeiteten zwei OpAmps vom Typ NE 5534 AN, die auch
zusätzliche Verstärkung liefern und den
Rauschabstand des gesamten Verstärkers bestimmen.
Wie im Haupttext besprochen, hängt die Gesamtverstärkung
des Vorverstärkers von der Verstärkung
der ersten und zweiten Stufe ab. Die Verstärkung
der zweiten Stufe wird durch das Verhältnis
von R11 zu R9 bestimmt und beträgt etwa 10.
Die Verstärkung der ersten Stufe beträgt
etwa 20, und es ergibt sich eine Gesamtverstärkung
von etwa 200 bzw. 46 dB. Falls Sie eine andere Verstärkung
benötigen, so halten Sie das Verhältnis
der Verstärkungen von erster und zweiter Stufe
etwa gleich. Für die meisten Mikrofone dürfte
die Verstärkung dieser Schaltung ausreichen;
sie liefert eine Ausgangsspannung von etwa 100 mV
bei einem Eingangssignal von 0,5 mV.
Der Eingang der Schaltung ist gleichspannungsgekoppelt.
Das setzt voraus, daß die Signalquelle ein
Transformator oder aber kapazitiv entkoppelt ist
- was in den meisten Fällen wohl zutreffen
dürfte. Die Eingangsimpedanz der Schaltung
wird durch die beiden Eingangswiderstände R3
und R4 bestimmt. Um die Eingangsimpedanz zu erhöhen,
muß man nur die Werte dieser beiden Widerstände
vergrößern.
Die RC-Glieder R1 - C1 und R2 - C2 sind HF-Filter,
die die Anfälligkeit der Schaltung für
HF-Störungen verringern. Die symmetrische Betriebsspannung
wird entweder durch zwei Stabilisierungsschaltungen
mit Zenerdioden oder durch ein gutstabilisierendes
Netzteil geliefert. Die Betriebsspannungsanschlüsse
jedes ICs werden durch Widerstände und 10n-Kondensatoren
entkoppelt, um gegenseitige Beeinflussung und die
Möglichkeit einer Stromverkopplung auszuschließen. |
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Aufbau
Bei Verwendung der elrad-Platine gestaltet sich der Aufbau denkbar
einfach, da sich alle Bauteile auf dieser Platine befinden.
Beachten Sie die üblichen Vorsichtsmaßnahmen. Die
Schaltung enthält verschiedene Elektrolytkondensatoren;
stellen Sie sicher, daß diese und die Dioden und ICs richtig
herum eingesetzt werden. Die Schaltung ist so ausgelegt, daß
sie von einem Netzteil mit einer Nennspannung von ± 20
V gespeist werden kann. Mit dieser Spannungsreserve ist sichergestellt,
daß die Operationsverstärker mit sauberen ±
15 V gespeist werden. Falls diese Spannung jedoch nicht zur
Verfügung steht, arbeitet die Schaltung auch bei niedrigerer
Betriebsspannung einwandfrei. Falls Ihr Netzteil saubere, stabilisierte
Spannungen von ± 15 V liefert, kann man auf die Zenerdioden,
die auf der Platine angebracht sind, verzichten. Falls das Netzteil
nicht diesen Anforderungen genügt, ersetzt man die 15V-Zenerdioden
durch Zenerdioden mit niedrigerer, zum vorhandenen Netzteil
passender Spannung. Laut Datenblatt vertragen die ICs NE 5534
AN von Signetics Betriebsspannungen über ± 20 V,
aber einige Vergleichstypen anderer Hersteller scheinen diese
Spannung nicht auszuhalten. Falls die von Ihnen erworbenen ICs
nicht durch die Buchstaben NE gekennzeichnet sind, sollten Sie
sicherheitshalber darauf achten, daß die Versorgungsspannung
±15 V nicht übersteigt. Im Zweifelsfall lassen Sie
die Zenerdioden in der Schaltung, wie es im Schaltbild und im
Platinenentwurf angegeben ist. |
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Bestückungsplan
für den symmetrischen Eingangsverstärker. |
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Platinenlayout
des symmetrischen Eingangsverstärkers. |
Der Einbau
Die gedruckte Schaltung wurde so ausgelegt, daß zwischen
dem 0 V-Anschluß vom Netzteil und der Signalmasse eine
externe Verbindung hergestellt werden muß. Diese Verbindungsleitung
muß zur Eingangsbuchse führen; sie wird zwischen
dem 0 V-Anschluß auf der Platine und dem Masseanschluß
der Eingangsbuchse verlegt. Für die Signalleitung, die
von der Eingangsbuchse zur Platine führt, wird abgeschirmtes
Leitungskabel verwendet, wobei das Abschirmgeflecht an beiden
Enden angeschlossen wird. Die Signalmasse soll nicht direkt
mit dem Chassis oder Gehäuse verbunden werden. Durch einen
100nF-Kondensator, der zwischen der Signalmasse an der Eingangsbuchse
und dem Chassis angebracht wird, erreicht man, daß Brummschleifen
gar nicht erst entstehen können. Durch diese Verdrahtungsmethode
werden solche Probleme ausgeschlossen, die sich sonst entlang
der Masseleitung des Netzteils bilden könnten. Bei Unklarheiten
hierüber schlagen Sie in der Artikelreihe MOS-FET-PA nach,
die in den Heften 8, 9, 10/81 erschienen sind. In diesen Artikeln
wird ausführlich beschrieben, wie man Masseleitungen verlegt
und daß diese Grundlagen für den Entwurf eines Endverstärkers
genauso gültig sind wie für die Masseverbindungen
in einem Vorverstärker.
Die Daten
Dieser Vorverstärker liefert sehr gute Ergebnisse. Der
genannte Störspannungsabstand hängt zum großen
Teil vom verwendeten Operationsverstärker ab. Bei Verwendung
des NE 5534 AN können Sie damit rechnen, die in der Tabelle
angegebenen Störabstands- und Klirrfaktor-Werte zu erreichen.
Genauso wichtig ist natürlich die Slew-Rate und die dadurch
verursachten Verzerrungen dieses Gerätes. Die Open-Loop-Charakteristik
der OpAmps ist so gut, daß ein gerader Frequenzgang der
Schaltung sichergestellt ist; alle Tests ergaben gute Resultate.
Abgleich
Um die maximal mögliche Gleichtakt-Unterdrückung einzustellen,
legen Sie ein 100 Hz-Sinussignal an beide Eingangsanschlüsse
und drehen RV1 auf minimales Ausgangssignal. Dadurch symmetrieren
Sie die Gesamtschaltung, und der Abgleich ist fertig. |
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Technische Daten |
Frequenzgang
bei 10k-Last |
12 Hz...60 kHz |
Klirrfaktor
Ua = +12 dBm |
100
Hz: 0,03%
1 kHz: 0,03%
10 kHz: 0,04% |
Störspannungsabstand
bei V = 42 dB
und Eingang mit 200R abgeschlossen |
-
68 dBm |
| Eingangsimpedanz
|
2
x 560R gegen Masse |
| Ausgangsimpedanz
|
~
200 R |
| Gleichtaktunterdrückung
|
>
80 dB |
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| Stückliste |
| Widerstände
¼ W, 5% |
| R 1,2 |
39R |
| R 3,4,5 |
560R |
| R 6,7 |
5k6, 1% |
| R 8,9 |
2k7, 1% |
| R 10 |
10k |
| R 11 |
27k |
| R 12 |
100R |
| R 13 |
47k |
| R 14,15,18,19 |
220R |
| R 16,17,20,21 |
120R |
| RV 1 |
10k |
| |
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| Kondensatoren |
| C 1.2 |
4n7 Folie |
| C 3 |
10µ/35 V Elko |
| C 4,5 |
10µ/16 V Elko |
| C 6,7,8 |
10n Folie |
| |
|
| Halbleiter |
| IC 1,2 |
NE 5534 AN |
| IC 3 |
TL 061 |
| ZD 1,2 |
15V, 1 W |
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| aus: elrad 10/1983, Seite 32
ff. |
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)
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