Welche Op-Amps für Audioanwendung?
Thomas Blankschein
Ich möchte mir ein kleines Gerät bauen, was im Groben die Funktionen eines
Vorverstärkers erfüllen soll. Es sollen diverse Eingänge anwählbar sein,
mehrere Record-Out-Anschlüsse gleichzeitig betrieben werden können etc.
Vielleicht kommt auch noch eine Matrix für S/PDIF hinein. Jetzt suche ich
einen Op-Amp, der für solche Aufgaben geeignet ist. Da ich keinen Phono-
oder Mikrofoneingang brauche, ist keine große Verstärkung gefragt. Es geht
eher um Entkopplung bzw. Impedanzwandlung. Der gute alte TL072 scheint mir
nicht mehr so angesagt zu sein... Was nimmt man heutzutage? Irgend etwas von
Burr-Brown?
Ach ja, die Lautstärkestellung wollte ich evtl. über eine Gleichspannung
machen, um eine ganze Reihe von Ausgängen parallel anzusteuern, die aber
verschiedene Signale ausgeben. Ich möchte mir durch solche Bauteile aber
nicht die ganze Audioqualität versauen. Gibt es da auch vernünftige
Empfehlungen?
Danke!
Thomas Blankschein
Robert Hoffmann
<tho...@blankschein.de> wrote:
...
>Burr-Brown?
Ja z.B. OPA604
Robert
Dipl.Ing. Robert Hoffmann
robert_...@utanet.at
Ingolf Haeusler
Thomas Blankschein wrote:
>
> Vielleicht kommt auch noch eine Matrix für S/PDIF hinein. Jetzt suche ich
> einen Op-Amp, der für solche Aufgaben geeignet ist. Da ich keinen Phono-
einer guter und guenstiger OP ist m.E. immer noch der
NE5534. (bipolar) verschiedene Hersteller und nur ein paar Pfennige pro
Stueck.
Richtig gute aber teurere waeren alternativ:
AN797 (bipolar) von Analog Devices ...und nicht fuer unter DM 10,- zu
haben
AN745 (FET) von AD, aber kaum noch zu beschaffen
oder
OPA627 (FET) von BurrBrown (TI) ...und auch schoen teuer
OPA637 (FET) dto.; besser geeignet fuer hoehere Verstaerkungen
OPA134 (FET) ...
> Ach ja, die Lautstärkestellung wollte ich evtl. über eine Gleichspannung
> machen, um eine ganze Reihe von Ausgängen parallel anzusteuern, die aber
> verschiedene Signale ausgeben. Ich möchte mir durch solche Bauteile aber
> nicht die ganze Audioqualität versauen. Gibt es da auch vernünftige
> Empfehlungen?
Hmmm, geregelte Ausgaenge? Da gibt es auch Spezial OPs, die ich aber
fuer mich generell ablehne (Ich hege allerhoechste Anspruche an die
Soundqualitaet). Wenn es Dir der optimale Sound wert ist solltest Du
motorgeregelte Potis nehmen, oder gar logarithmisch kodierte und per
Mehrstufenschalter geschaltete Widerstandsnetzwerke (mir reicht
allerding ein gutes Poti von Alps ;-)).
Wenn's interessiert, meine generellen Empfehlungen:
- Gute Massefuehrung und "sauberste" Betriebspannungsversorgung ueben
mehr Einfluss auf die Qualitaet aus als der Typ des OPs.
(z.B. besser: externe Stromversorung oder gar Akkus,)
- Eingangswahlschaltungen nur mittels Relais.
- kurze Signalleitungswege
- Vermeidung von Kondensatoren im Signalweg, und wenn dann bitte keine
Elkos oder MKTs
- Der beste OP ist gar kein OP - also nur da einsetzen, wo
Impedanzwandlung oder Verstaerkung wirklich gebraucht wird.
Ob und was vernuenftig ist, mag jeder fuer sich selbst entscheiden.
Gruss, Ingolf
Falk Bauer
says...
> Es geht
> eher um Entkopplung bzw. Impedanzwandlung. Der gute alte TL072 scheint mir
> nicht mehr so angesagt zu sein... Was nimmt man heutzutage? Irgend etwas von
> Burr-Brown?
>
Falls es HaiEndh werden soll: Preis LSPKabel/m =< 1/2 IC im
Vorverstärker :-)
Falk (der bei "Rane" schon TL072 gesehen hat)
Bernd Mayer
Hallo Falk,
volle Zustimmung!
Es reicht nicht aus sich einen hochwertigen (und schwer beschaffbaren!)
Opamp empfehlen zu lassen weil die Qualität eines Verstärkers auch
wesentlich vom Schaltungsdesign, dem Layout und der Topologie
mitbestimmt wird.
Ein erfahrener Entwickler kann die positiven Eigenschaften eines
hochwertigen Opamps nutzen und diesen nach Interpretation der
Datenblätter passend zum Zweck auswählen und beschalten - der muss dann
aber auch nicht nach einer Empfehlung fragen.
Einen "rauscharmen" Opamp zu nehmen und irgendwo reinzustecken reicht
nicht - IMHO.
Ein Fotograf mit Hintergrundwissen kann auch mit einer Instamatic gute
Bilder machen, der Besitz einer hochwertigen Kamera macht noch keinen
Künstler und ein teures Instrument ergibt nicht automatisch gute Musik.
So wie ein hochwertiges Messinstrument in den Händen eines Lehrlings
auch nicht automatisch präzise Messergebnisse ergibt.
HTH
Bernd Mayer
--
Linux - more power for less bucks.
Falk Bauer
> machen, um eine ganze Reihe von Ausgängen parallel anzusteuern, die aber
> verschiedene Signale ausgeben. Ich möchte mir durch solche Bauteile aber
> nicht die ganze Audioqualität versauen. Gibt es da auch vernünftige
> Empfehlungen?
>
pauschal. Ich erkenne dafür keinen Sinn. Könntest Du dieses bitte
soweit ergänzen, daß man den Anwendungszweck ersehen kann.
IMHO reicht es aus, wenn man an der letzen Stelle, wo das
Signal abgesenkt werden muß, damit die nachfolgende Komponente
nicht übersteuert, einen Spannungsteiler mit zwei Rs vorsieht.
Vorschlag pauschal: Vor dem Lst-Poti ein paar Opamps als Imp-
Wandler und nach den Poti ein paar (ja nachdem wieviel du
brauchst oder zur Reserve haben möchtest).
Da Du mehrere Rec-Ausgänge haben willst, also mehrere
verschiedene Geräte mit In und Out anschließen möchtest,
relativiert sich die Frage nach teuren OpAmps dahingehend,
daß du IMHO mehr Probleme mit der Masseführung bekommen wirst,
als Du Freude an hochgezüchteten Audio-ICs haben kannst.
Falk
Thomas Blankschein
> > Vielleicht kommt auch noch eine Matrix für S/PDIF hinein.
> ???
Ich habe eine S/PDIF-Karte im PC, einen DAT-Recorder und einen MD-Recorder.
Das zu bauende Gerät soll dementsprechend optische und koaxiale S/PDIF-Ein-
und Ausgänge haben und diese in verschiedenen Kombinationen zusammen
schalten, um diverse Überspielungen zu ermöglichen. Ich habe keine Lust mehr
auf das Umstecken.
Thomas
Thomas Blankschein
[gute Tipps zu Crystal-Chips]
Danke, ich werde mir die Datenblätter mal ansehen. In meinem Kopf spukt auch
noch die Idee herum, als zentrales Teil einen uC einzusetzen, der auch
Diplays, LEDs etc. ansteuern soll. Ich glaube, das wird ein Projekt für
lange Winterabende... :-)
Thomas
Robert Hoffmann
<tho...@blankschein.de> wrote:
...
>lange Winterabende... :-)
>
>Thomas
>
Und mehrere Winter :->
Thomas Schaerer
> Einen "rauscharmen" Opamp zu nehmen und irgendwo reinzustecken reicht
> nicht - IMHO.
Das ist korrekt, man muss sich genau ueberlegen, wie das Rauschen
zustande kommt. Nehmen wir z.B. den traditionsreichen NE5534, den ich
schon oft fuer niederohmige Quellen eingesetzt habe, - und grad hier
liegt die Tuecke!
Er hat zwar bloss 3.5nV/Hz^-2 Spannungsrauschen, aber sein
Stromrauschen ist, weil eine bipolare Eingangsstufe, ein
Niagarafall. Hat man eine zu hohe Quellimpedanz, dann bildet dieses
Eingangs-Stromrauschen ueber dieser Impedanz ein zusaetzliches
Spannungsrauschen und das im Prinzip niedrige Spannungsrauschen im
Datenblatt wird zur Farce.
Gruss
Thomas Meine Mini-Elektronik-Kurse in:
http://www.e-online.de/public/schaerer/
--
#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#
* Thomas Schaerer >>> scha...@isi.ee.ethz.ch <<< ||| *
* Swiss Federal Institute of Technology Zurich, ETHZ ||| *
* Signal and Information Processing Laboratory ISI / | \ *
* Sternwartstr. 7 CH-8092 Zurich, Switzerland / | \ *
#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#
Bernd Mayer
>
> Bernd Mayer <beam.b...@knuut.de> wrote:
>
> > Einen "rauscharmen" Opamp zu nehmen und irgendwo reinzustecken reicht
> > nicht - IMHO.
]NE5534]
> Er hat zwar bloss 3.5nV/Hz^-2 Spannungsrauschen, aber sein
> Stromrauschen ist, weil eine bipolare Eingangsstufe, ein
> Niagarafall. Hat man eine zu hohe Quellimpedanz, dann bildet dieses
> Eingangs-Stromrauschen ueber dieser Impedanz ein zusaetzliches
> Spannungsrauschen und das im Prinzip niedrige Spannungsrauschen im
> Datenblatt wird zur Farce.
Hallo Thomas,
bei diesem Thread versuche ich gerade abzuschätzen wie hoch der Anteil
der Opamp-Auswahl bei einem Gerät für die Gesamtqualität ist,
vorrausgesetzt die Minimalanforderungen für Audioanwendungen sind
erfüllt. Das Netzteil und das Layout hat wohl mehr Einfluss.
Hier wird ja nur wenig verstärkt und dann kommt noch eine digitale
Pegelregelung dazu was die Qualität eines Superopamps wohl nicht
erfordert und auch nicht ausnutzen kann.
Grüsse
Jorgen Lund-Nielsen
>
> > Einen "rauscharmen" Opamp zu nehmen und irgendwo reinzustecken reicht
> > nicht - IMHO.
>
> Das ist korrekt, man muss sich genau ueberlegen, wie das Rauschen
> zustande kommt. Nehmen wir z.B. den traditionsreichen NE5534, den ich
> schon oft fuer niederohmige Quellen eingesetzt habe, - und grad hier
> liegt die Tuecke!
>
> Er hat zwar bloss 3.5nV/Hz^-2 Spannungsrauschen, aber sein
> Stromrauschen ist, weil eine bipolare Eingangsstufe, ein
> Niagarafall. Hat man eine zu hohe Quellimpedanz, dann bildet dieses
> Eingangs-Stromrauschen ueber dieser Impedanz ein zusaetzliches
> Spannungsrauschen und das im Prinzip niedrige Spannungsrauschen im
> Datenblatt wird zur Farce.
Noch schlimmer ists bei den "Ultrarauscharmen" OP's a la LT 1028 oder
AD797 bzw SSM2017 family.
De liefern Rauschströme dass es nur so eine Art ist. Und deshalb auch
nur für Quellen geeignet sind
die unter 100 Ohm innenwiderstand liegen. Sonst ist ruckzuck von den
<1nV/wurzelherz nix mehr nach...
Jorgen
dj0ud
Thomas Schaerer
> Thomas Schaerer wrote:
>>
>> Bernd Mayer <beam.b...@knuut.de> wrote:
>>
>> > Einen "rauscharmen" Opamp zu nehmen und irgendwo reinzustecken reicht
>> > nicht - IMHO.
> ]NE5534]
>
>> Er hat zwar bloss 3.5nV/Hz^-2 Spannungsrauschen, aber sein
>> Stromrauschen ist, weil eine bipolare Eingangsstufe, ein
>> Niagarafall. Hat man eine zu hohe Quellimpedanz, dann bildet dieses
>> Eingangs-Stromrauschen ueber dieser Impedanz ein zusaetzliches
>> Spannungsrauschen und das im Prinzip niedrige Spannungsrauschen im
>> Datenblatt wird zur Farce.
>
> Hallo Thomas,
> bei diesem Thread versuche ich gerade abzuschätzen wie hoch der Anteil
> der Opamp-Auswahl bei einem Gerät für die Gesamtqualität ist,
> vorrausgesetzt die Minimalanforderungen für Audioanwendungen sind
> erfüllt. Das Netzteil und das Layout hat wohl mehr Einfluss.
Hallo Bernd,
Ich habe dies schon richtig mitbekommen. Ich wollte, da andere auch
mitlesen, lediglich die Problematik von Spannungs- und Stromrauschen
noch einfliessen lassen.
Was das Layout angeht, ist es wichtig, dass man mit der GND-Fuehrung
keine unerwuenschten Rueckkopllungseffekte und moeglichst keine
Brumm-/Stoer-Einkopplung erzeugt.
Beim Netzteil ist die Spannungsstabilitaet eher weniger kritisch, um
so mehr jedoch der dynamische Aspekt, wie moeglichst keine
signifikante Brummanteile und gute Filterung, dass moeglichst keine
Knackgeraeusche auftreten, wenn ein Lichtschalter geknipst wird oder
ein Tonfrequenz-Rundsteuersignal auf der Leitung kein unschoenes
Hintergrundsummen bewirkt.
> Hier wird ja nur wenig verstärkt und dann kommt noch eine digitale
> Pegelregelung dazu was die Qualität eines Superopamps wohl nicht
> erfordert und auch nicht ausnutzen kann.
Natuerlich nicht. Aber der NE5534 ist kein Superopamp. Wenn Du mittel-
bis hochohmige Quellen auch anschliesst, empfehle ich Dir eher die
TL07x-Familie zu verwenden. Ich benutze diese jedenfalls auch noch
oft.
Thomas Schaerer
> Noch schlimmer ists bei den "Ultrarauscharmen" OP's a la LT 1028 oder
> AD797 bzw SSM2017 family.
Das ist aber nur schlimmer, weil ihr aequivalentes Spannungsrauschen
noch niedriger ist als beim NE5534. So ist der Knick, bei dem das
Stromrauschen betreffs Spannunsgrauschen an Bedeutung gewinnt bei noch
niedrigerem Quellimpedanzwert.
> Die liefern Rauschströme dass es nur so eine Art ist.
Das ist so, weil man solch niedrige aequivalente
Eingangsrauschspannungen nur mit bipolaren Eingangsstufen
bewerkstelligen kann. Mit MOS-FET- oder JFET-Eingangsstufen erreicht
man einfach nicht solch niederige aequivalente Rauschspannungswerte.
> Und deshalb auch nur für Quellen geeignet sind die unter 100 Ohm
> innenwiderstand liegen.
Richtig.
Ingolf Haeusler
Jorgen Lund-Nielsen wrote:
> Noch schlimmer ists bei den "Ultrarauscharmen" OP's a la LT 1028 oder
> AD797 bzw SSM2017 family.
>
> De liefern Rauschströme dass es nur so eine Art ist. Und deshalb auch
> nur für Quellen geeignet sind
> die unter 100 Ohm innenwiderstand liegen. Sonst ist ruckzuck von den
> <1nV/wurzelherz nix mehr nach...
>
Da kann ich nur zustimmen... Habe ich mal irgend so eine "High End" -
Empfehlung fuer einen Phono RIAA- Entzerrer gesehen, in dem am Eingang
fuer Moving Coil ein AD 745 (FET) eingesetzt wird - fuer eine
niederohmige Quelle!!! Einfach mal nachgerechnet und eine Fehlanpassung
diagnostiziert, tauschte ich diesen mal gegen einen sehr viel billigeren
NE5534 aus und schon war das Rauschen in ertraeglicheren Bereichen. Ein
Vorschlag zur Parallelschaltung mehrerer OPs haette ja auch ein tiefes
Loch in mein Budget gerissen ;o) Erst ein Einsatz eines fuer diese
Zwecke sehr gut geeigneten AD797 brachte wirklich gute Ergebnisse.
Darum sollte bei rauschkritischem Design eine RauschLEISTUNGSanpassung
vorgenommen werden, leider jedoch geben die Hersteller oft nur
Rauschstrom ODER Rauschspannung an. Das sollte den Herstellern endlich
auffallen, dass es auch Designer gibt, die die Tatsachen um S/N
verstanden haben. Und ich kann nicht oft genug daraueber klagen und den
HL Herstellern auf die Beine treten.
;-)
Gruss, Ingolf
Bernd Mayer
>
> Was das Layout angeht, ist es wichtig, dass man mit der GND-Fuehrung
> keine unerwuenschten Rueckkopllungseffekte und moeglichst keine
> Brumm-/Stoer-Einkopplung erzeugt.
>
> Beim Netzteil ist die Spannungsstabilitaet eher weniger kritisch, um
> so mehr jedoch der dynamische Aspekt, wie moeglichst keine
> signifikante Brummanteile und gute Filterung, dass moeglichst keine
> Knackgeraeusche auftreten, wenn ein Lichtschalter geknipst wird oder
> ein Tonfrequenz-Rundsteuersignal auf der Leitung kein unschoenes
> Hintergrundsummen bewirkt.
>
> > Hier wird ja nur wenig verstärkt und dann kommt noch eine digitale
> > Pegelregelung dazu was die Qualität eines Superopamps wohl nicht
> > erfordert und auch nicht ausnutzen kann.
>
> Natuerlich nicht. Aber der NE5534 ist kein Superopamp. Wenn Du mittel-
> bis hochohmige Quellen auch anschliesst, empfehle ich Dir eher die
> TL07x-Familie zu verwenden. Ich benutze diese jedenfalls auch noch
> oft.
Mit der Nutzung des TL07xer bist Du nicht alleine - in vielen
Mischpulten und Equipment der professionellen Audiotechnik ist der gar
nicht so selten.
Mit SuperOpamp meine ich eher die Spezialteile (jenseits von Tl072,
NE5534, OP27 u.Ä.) die der Ursprungsposter wohl sucht. Als Buffer oder
Leitungstreiber reichen die Standard-Opamps die man leicht bei seinem
Händler erhalten kann meist aus - man hat dann auch weniger Probleme mit
der Ersatzteilbeschaffung und wenn viele Opamps zu verbauen sind (wie
z.B. in einem grossen Mischpult oder einer Serie) machen sich auch die
Kosten bemerkbar.
Für Liebhaber und HIFI-Fans bleibt dann halt das Gefühl "Da habe ich ein
Super-Spezial-Teil eingebaut - das Beste was zur Zeit auf dem Weltmarkt
erhältlich ist". Bei meinen ersten Designs hatte ich so auch versucht
mangelnde Erfahrung zu kompensieren.
Ich möchte beinahe behaupten daran kann man den Dilettanten erkennen -
die Osmose von einem SuperOpamp ins Gerät hält sich, anderes als
erwartet, oft in Grenzen.
Thomas Schaerer
> Für Liebhaber und HIFI-Fans bleibt dann halt das Gefühl "Da habe ich ein
> Super-Spezial-Teil eingebaut - das Beste was zur Zeit auf dem Weltmarkt
> erhältlich ist". Bei meinen ersten Designs hatte ich so auch versucht
> mangelnde Erfahrung zu kompensieren.
Dazu kommt, dass da stark die Psychoakustik mitspielt.Eine ganze
andere Form von Placeboeffekt, wenn man es so nennen will. Das ist
weder negativ noch positiv. Es gibt sie einfach. Aber es ist gut
durschaut man es...
Peter Weiss
Am 11 Jul 01 schriebst Du an All:
TS> Hat man eine zu hohe Quellimpedanz, dann bildet dieses
TS> Eingangs-Stromrauschen ueber dieser Impedanz ein zusaetzliches
TS> Spannungsrauschen und das im Prinzip niedrige Spannungsrauschen im
TS> Datenblatt wird zur Farce.
Kannst Du diesen Zusammenhang hier bitte etwas ausführlicher darstellen? Das
wäre sicherlich interessant.
Danke!
Bernd Mayer
>
[Rauschberechnung]
> Kannst Du diesen Zusammenhang hier bitte etwas ausführlicher darstellen? Das
> wäre sicherlich interessant.
bei den Herstellern von rauscharmen OpAmps (Linear Technologie, National
Semiconductor, Texas Instruments usw.) kann man das nachlesen. Von
LinearTechnologie gibt es auch ein Programm noise.exe zur
Rauschberechnung in Abhängigkeit von den Quellwiderständen und dem
eingesetzten Opamp.
Kurz zusammengefasst gibt es Stromrauschen und Spannungsrauschen sowie
das Eigenrauschen in Widerständen und deren Frequenzgänge.
Bei niedrigem Spannungsrauschen und hohen Quellwiderständen kann das
Stromrauschen an den Widerständen einne höhere Rauschspannung erzeugen
als das Spannungsrauschen des Opamps.
Das Ganze hat auch noch einen Temperaturgang. Eine Suche im Netz sollte
einige Ergebnisse erbringen. Die Formel hier reinzutippen ist wegen der
Wurzeln nicht ganz einfach.
HTH
Thomas Schaerer
> TS> Hat man eine zu hohe Quellimpedanz, dann bildet dieses
> TS> Eingangs-Stromrauschen ueber dieser Impedanz ein zusaetzliches
> TS> Spannungsrauschen und das im Prinzip niedrige Spannungsrauschen
> Kannst Du diesen Zusammenhang hier bitte etwas ausfuehrlicher
> darstellen? Das waere sicherlich interessant.
Hallo Peter,
Jeder Eingang eines Opamp ist auch ein parasitaerer Ausgang. Es gibt
ganz geringe DC-Stroeme und ebenso ganz geringe Rauschstroeme die
rausfliessen.
DC-Betrachtung:
---------------
Wenn ein parasitaerer DC-Strom, der sogenannte DC-Offset-Strom, durch
einen am Eingang angeschlossenen Widerstand gegen GND fliesst, dann
erzeugt dieser parasitaere Strom in diesem Widerstand einen
DC-Spannungsabfall. Dieser kann je nach Strompolaritaet positiv oder
negativ sein. Dieser Spannungsabfall ist eine Offsetspannung die
zur aequivalenten Eingangsoffestspannung dazu addiert werden muss. Je
groesser dieser Widerstand am Eingang ist um so groesser ist diese
DC-Fehlerspannung.
Rausch-Betrachtung:
-------------------
Wenn ein parasitaerer Rausch-Strom durch einen am Eingang
angeschlossenen Widerstand gegen GND fliesst, dann erzeugt dieser
parasitaere Rausch-Strom in diesem Widerstand einen
Rausch-Spannungsabfall. Diese Rauschspannung muss zur aequivalenten
Eingangsrauschspannung dazu addiert werden. Je groesser dieser
Widerstand am Eingang ist, um so groesser ist diese
Rausch-Fehlerspannung.
Dieser Widerstand kann gerade so gut eine Spannungsquelle mit einem
gewissen Ausgangswiderstand sein, der am oben genannten Opamp-Eingang
angeschlossen ist. Die Wirkung ist die selbe.
Bipolarer und (Bi-)FET Opamp:
-----------------------------
Der (Bi-)FET Opamp hat nicht nur einen wesentlich h派eren
Eingangswiderstand als der bipolare Opamp. Es ist auch so, dass die
parasitaeren DC-Offsetstroeme und die Rauschstroeme wesentlich geringer
sind.
Betrachten wir noch einmal das Rauschverhalten an einem praktischen
Beispiel:
-------------------------------------------------------------------
Angenommen, wir muessen einen sehr rauscharmen Movingcoilverstaerker
bauen, so muessen wir einen extrem rauscharmen bipolaren Opamp
verwenden. Bipolar, weil ein (Bi-)FET technologisch bedingt, kaum je
eine solch niedrige aequivalente Eingangsrauschspannung haben kann. Es
gibt bipolare mit weniger als 1 nV/Hz^-2. Dieses Movingcoilsystem ist
sehr niederohmig. Der relativ grosse Rauschstrom der vom Opampeingang in
das Movingcoilsystem fliesst, verursacht deshalb nur eine geringe
Rauschspannung, die zur aequivalenten Eingangs-Rauschspannung dazu
addiert werden muss.
Angenommen, wir muessen einen EMG- oder EKG-Verstaerker bauen, so ist es
wiedersinnig einen moeglichst rauscharmen bipolaren Opamp
(Instrumentationsamplifier) zu verwenden. Zwar hat dieser eine sehr
geringe aequivalente Eingangs-Rauschspannung, aber der relativ grosse
Rauschstrom der vom Eingang in das hochohmige Haut/Muskelgewebe fliesst,
erzeugt eine derart hohe Rauschspannung, dass sie aequivalente niedrige
Rauschspannung des Opamp voellig in den Schatten stellt. Daher bleibt
hier nichts anderes uebrig als ein (Bi-)FET-Opamp
(Instrumentationsamplifier) zu verwendet, der halt eine systembedingte
hoehere aequivalente Eingangs-Rauschspannung hat, jedoch sein
Rauschstrom so klein ist, dass die Rauschspannung die im Widerstand aus
ihm resultiert, vernachlaessigbar klein bleibt.
Philosophischer Nachklang zum Wochenende, oder das Wort zum Freitag:
--------------------------------------------------------------------
Es gibt wahrscheinlich ueberhaupt nichts im ganzen Kosmos, das nur ein
reiner Eingang oder ein reiner Ausgang von etwas ist. Wenn es irgendwo
ein Eingang von etwas gibt, ist dieser Eingang wahrscheinlich stets auch
ein Ausgang. Allerdings kann das "Ein-Ausgnags-Stromverhaeltnis" unter
Umstaenden gigantisch gross sein...
Gruss und schoenes Wochenende wuenscht
Thomas Meine Mini-Elektronik-Kurse in:
http://www.e-online.de/public/schaerer/
-- --------------------------------
Rolf Bombach
>
> [Ausführliches zum Rauschproblem bei FET/Bip Eingängen]
Wo hast du nur die Zeit und die Energie her, das alles so
ausführlich zu erklären :-)? Da muss ich ja auch mal..
> DC-Betrachtung:
> ---------------
> Wenn ein parasitaerer DC-Strom, der sogenannte DC-Offset-Strom, durch
> einen am Eingang angeschlossenen Widerstand gegen GND fliesst, dann
> erzeugt dieser parasitaere Strom in diesem Widerstand einen
> DC-Spannungsabfall. Dieser kann je nach Strompolaritaet positiv oder
> negativ sein. Dieser Spannungsabfall ist eine Offsetspannung die
> zur aequivalenten Eingangsoffestspannung dazu addiert werden muss. Je
> groesser dieser Widerstand am Eingang ist um so groesser ist diese
> DC-Fehlerspannung.
Hauptproblem ist der DC-*Eingangsstrom*. Er ist idR, aber nicht immer,
viel grösser als der Offsetstrom. Der Offsetstrom ist ein zusätzlicher
Eingansstrom-*Unterschied*, den man letztendlich *zwischen* den Eingängen
fliessen lassen muss, damit am Ausgang Null rauskommt.
Den Eingangsstrom, resp. die Offsetspannung, die der Eingangsstrom
an den Widerständen verursacht, wird meist so kompensiert, dass
an beiden Eingängen auf die gleiche DC Impedanz geachtet wird.
Dadurch fällt auch der lästigere Teil der Folgen des Eingangsstroms
weg, nämlich Folgen des Temperaturdrifts des Eingangsstroms.
Statische Abweichungen/Offset kann man ja immer noch irgendwo
subtrahieren, das wäre kein Problem.
*Nachteile* dieser "Impedanzanpassung", welche ja meist auf eine
künstliche Erhöhung einiger Widerstandswerte hinausläuft, gibt es
natürlich auch:
Der Offsetstrom fliesst sozusagen von einem Eingang zum andern.
Jede zusätzliche Impedanz dazwischen verschlimmert das damit ein-
hergehende Offsetspannungsproblem. Das gilt, wie schon angedeutet,
insbesondere für den Offsetstromdrift (AKA 741er-Falle :->). Warum
der Offsetstromdrift beim 741 im Datenblatt nicht angegeben ist...
Nachteil ist auch das zusätzliche Rauschen, dass man sich einfangen
kann, wenn man unbedacht nur die Rs erhöht (statt auf DC zu verzichten,
wenn es nicht nötig ist, d.h. für High-End-HiFi eh undenkbar).
Bei rauscharmen Vorstufen wird man die Gegenkopplungswiderstände
so tief wie möglich wählen, das kann herunter bis wenige Ohm gehen.
Der Gegenkopplungswiderstand ist dann bei tiefen Verstärkungen auch
sehr klein, sodass man schnell zu wenig Ausgangsstrom hat...
Die Impedanzanpassungs-Manie geht so weit, dass man das zuweilen
auch bei Schaltungen mit Präzisions-Opamps a la OP07ff sehen kann.
Das ist natürlich kontraproduktiv, diese Opamps haben eine Eingangs-
strom-Kompensation, und übrig bleibt da nur der Offsetstrom. Und
wie gesagt, für diesen sind die Impedanzerhöhungen ein gefundenes
Fressen...
> Bipolarer und (Bi-)FET Opamp:
> -----------------------------
> Der (Bi-)FET Opamp hat nicht nur einen wesentlich h”heren
> Eingangswiderstand als der bipolare Opamp. Es ist auch so, dass die
> parasitaeren DC-Offsetstroeme und die Rauschstroeme wesentlich geringer
IdR schon, aber es gibt auch Bipolare wie der LM11, welcher
schnell einmal weniger Eingangsstrom als mancher FET hat, ins-
besondere bei hohen Temperaturen. LF365 und so, bei 25°C
*Chiptemperatur*, haben schon nette Werte. Aber im Gerät, im
Rack, hat man schnell mal 45°C, plus ca. 15° Eigenerwärmung,
da das Vieh nicht gerade ein Stromsparwunder ist. Da sehen
die Restströme dann etwas anders aus als in der Katalog-
Headline. AD gibt die Ströme bei 25°C *Umgebungstemperatur*
an. Achtung auf Kleingedrucktes. Aber ich will ja nicht
über NSC ablästern, RAP hat mir ja so eine nette Widmung
ins Buch geschrieben :-)). Kuriosum: Es gibt eine Temperatur,
IIRC um 90°C, da hat der LM11 den Eingangsstrom Null.
> Es gibt wahrscheinlich ueberhaupt nichts im ganzen Kosmos, das nur ein
> reiner Eingang oder ein reiner Ausgang von etwas ist. Wenn es irgendwo
> ein Eingang von etwas gibt, ist dieser Eingang wahrscheinlich stets auch
> ein Ausgang. Allerdings kann das "Ein-Ausgnags-Stromverhaeltnis" unter
> Umstaenden gigantisch gross sein...
Sir Linsley-Hood: "..an amplifier is a straight wire with gain"
--
MfG Rolf Bombach
Rolf Bombach
>
> [Eingangsstrom versus Offsetstrom bei Opamps]
Das Offsetstrom > Eingangsstrom-Phänomen tritt auch
auf bei
- vielen chopperstabilisierten ("zero-drift") Verstärkern
- schnellen Opamps mit komplementärsymmetrischen Eingängen,
IIRC LM6171 und Co. (bin ich schon mal auf die Nase
gefallen).
- Rail to Rail input Verstärkern, die auch so aufgebaut
sind. Ist aber von der Eingangsspannung abhängig...
- hab sicher noch einige vergessen...
--
MfG Rolf Bombach
Thomas Schaerer
> - hab sicher noch einige vergessen...
Du gibst Dir sehr viel Muehe. Solche Leute wie Dich braucht
'de.sci.electronics' und ebenso gut koennte E-ONLINE Leute wie Dich
brauchen......
Ich schreibe 'wie Dich'. Damit sind natuerlich auch noch andere
gemeint....
Gruss
Thomas Meine Mini-Elektronik-Kurse in:
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--