Lautstärke per PWM einstellen

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SteffDA
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 27. Dez 2017, 21:20

Hallo Zusammen,
gibt es hier Erfahrungen mit o.g. Methode?
Habe das in einem Beitrag ("Audio-CMOS-Schalter") der Elektor vom April 1989 gelesen.
Ich stoße aber mit einer Simulation dieser Schaltung (insbesondere, was die Glättung nach dem CMOS-Schalter angeht) an Grenzen.

Wenn ich einen einfachen Tiefpass dahinter schalte (simuliert natürlich), dann bekomme ich entweder einen btachbaeren Sinus wieder raus, dann ist aber die Grenzfrequenz so niedrig, dass ich mir die Höhen abschneide, oder ich habe die Höhen, dann sieht der Sinus grußlig aus.
Im Spektrum habe ich zwischen Grundwelle und Rauschen so ca. 60db Abstand. Die nächsten Oberwellen liegen um 100kHz, was auch die PWM-Frequenz ist.

Kennt jemand da noch andere Quellen im Netz? Ich werde da nicht wirklich fündig.

In der Praxis würde ich da einen DG333 (Umschalter) nehmen, der zwischen masse und Signal umschaltet.

[Beitrag von SteffDA am 27. Dez 2017, 21:33 bearbeitet]

jonath
Inventar

#2 erstellt: 28. Dez 2017, 00:03

"Lautstärkeeinstellung" per PWM ist so eine Sache, ähnliches Prinzip kann man bei z.B. AGC haben, aber das ist nicht ideal, würde ich persönlich auf den ersten Blick nicht machen.

Für was genau soll diese Lautstärkeeinstellung denn genutzt werden?

In vielen Fällen dürfte sowas interessant sein:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pga2311.pdf

Ein Audio CMOS Umschalter hat mit einer Lautstärkeeinstellung jetzt nicht all zu viel zu tun. Hast du ggf. den Schaltplan (Ausschnitt)? Was willst du denn genau?

[Beitrag von jonath am 28. Dez 2017, 00:06 bearbeitet]

SteffDA
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 28. Dez 2017, 00:41

"...aber das ist nicht ideal, würde ich persönlich auf den ersten Blick nicht machen."
Warum nicht?

Die Lautstärkeeinstellung ist für einen Vollverstärker gedacht. Die CMOS-Schalter lassen sich schnell genug schalten.

Ich schwanke zwischen einer Lösung mit Relais, oder einer elektronischen Variante.
Stepped Potentiometer mit CMOS-Schaltern sind mir zu aufwendig (es soll ein vollständig symmetrischer Verstärker werden, bei Relais kann ich welche mit zwei Umschaltern verwenden, bei CMOS-Schaltern müsste ich jeden Schalter an den invertierenden Eingang eines OPV schalten (siehe Elektor-Artikel)), deshalb finde ich, dass einr PWM-Steuerung Charme hat.

Ich suche gerade die für mich beste Lösung ohne Mikrocontroller oder DSP einzusetzen.

Ich habe übrigens gerade folgende Seite gefunden:

http://sim.okawa-denshi.jp/en/Fkeisan.htm
...und habe ein Filter dritter Ordnung in die Simulation einbezogen. Das hat gut funktioniert.

[Beitrag von SteffDA am 28. Dez 2017, 00:44 bearbeitet]

jonath
Inventar

#4 erstellt: 28. Dez 2017, 10:03

Nur damit ich es richtig verstehe - du möchtest mit einem PWM Signal eine analoge Torschaltung steuern um die Lautstärke einzustellen?

Und das soll dann besser als ein PGA2311 (bzw. Alternativen) sein?

SteffDA
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 28. Dez 2017, 17:27

jonath (Beitrag #4) schrieb:

Nur damit ich es richtig verstehe - du möchtest mit einem PWM Signal eine analoge Torschaltung steuern um die Lautstärke einzustellen?

Ja, per Tastverhältnis, angeregt durch o.g. Elektor-Artikel.

jonath (Beitrag #4) schrieb:

Und das soll dann besser als ein PGA2311 (bzw. Alternativen) sein?

Nun ja, wenn ich das Tor z.B. mit 100kHz schalte, dann entstehen die ersten Oberwellen zwischen 80kHz und 120kHz (ein NF-Band bis max. 20kHz vorrausgesetzt).
Das ist weit außerhalb der hörbaren Bereiches und sollte sich auch gut rausfiltern lassen (damit nachfolgende Verstärkerstufen mein NF-Signal verstärken und nicht, was ich sowieso nicht hören kann).
Die PGA-Bausteine u.ä. möchte ich nicht nutzen, weil ich nicht noch das Faß mit dem Microcontroller aufmachen möchte.

[Beitrag von SteffDA am 28. Dez 2017, 17:28 bearbeitet]

jonath
Inventar

#6 erstellt: 28. Dez 2017, 18:08

SteffDA (Beitrag #5) schrieb:

jonath (Beitrag #4) schrieb:

Nur damit ich es richtig verstehe - du möchtest mit einem PWM Signal eine analoge Torschaltung steuern um die Lautstärke einzustellen?

Ja, per Tastverhältnis, angeregt durch o.g. Elektor-Artikel.

Wie ich bereits sagte habe ich den Artikel nicht zur Hand, im Archiv finde ich nur die Elektor India Edition und in der ist in der 1989 April Ausgabe keine derartige Schaltung drin. Die wenigsten dürften das komplette Archiv der Elektor zur Hand haben. Du schränkst damit den Nutzerkreis die überhaupts antworten könnten schlichtweg viel zu sehr ein da keiner genau weiß von welcher Schaltung du genau sprichst.

Ich bleib dabei sofern die Schaltung dem entspricht worauf ich tippe: Diese Idee stammt aus dem Jahr 1989 und man sollte sie in diesem Jahr belassen.

Möchtest du eine einfache Lösung ohne µC kannst du zu einem Fader/Motorpoti greifen, gibt da natürlich auch noch mehr.

SteffDA
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 28. Dez 2017, 22:01

jonath (Beitrag #6) schrieb:

Wie mache ich den Artikel verfügbar, ohne mit dem Urheberrecht zu kollidieren? Würde ihn ansonsten hier anhängen.

Keksstein
Inventar

#8 erstellt: 02. Jan 2018, 12:29

Stepped Potentiometer mit CMOS-Schaltern sind mir zu aufwendig (es soll ein vollständig symmetrischer Verstärker werden, bei Relais kann ich welche mit zwei Umschaltern verwenden, bei CMOS-Schaltern müsste ich jeden Schalter an den invertierenden Eingang eines OPV schalten (siehe Elektor-Artikel)), deshalb finde ich, dass einr PWM-Steuerung Charme hat.

Das Problem ist das der Inv. Eingang vom OPV nie in der Luft hängen darf, Streukapazität gegen Masse am inv. EIngang ist auch ein Thema und da sind Analogschalter oft Problematisch. Das geht schon, wenn es richtig gut (verzerrungsarm) werden soll dann aber nicht so einfach. (Siehe Accuphases "AVAA")
Mit voll symmetrisch muss man aufpassen, sofern beide Stufen nicht exakt spiegelbildlich dämpfen ist die Gleichtaktunterdrückung im Keller. Deshalb macht das im praktisch auch niemand, besser ist es das Signal am Eingang zu desymmetrieren und am Ausgang wieder zu symmetrieren.
Für ein Hobbyprojekt sind meiner Meinung nach Relais die beste Lösung, am besten REED-Relais damit man das nervige Klackern beim Umschalten der Lautstärke nicht hört.

Kay*
Inventar

#9 erstellt: 02. Jan 2018, 16:17

Das Problem ist das der Inv. Eingang vom OPV nie in der Luft hängen darf,

man muss ja nicht eingangseitig und in der GK schalten.
Ansonsten hängt der inv IN wegen dem R derGK nicht in der Luft

am besten REED-Relais

leider teuer, da nur 1xUM pro Relais

Für ein Hobbyprojekt sind meiner Meinung nach Relais die beste Lösung

auch meine Meinung,
alleine schon wegen Trennung zwischen Steuer- und Signalpfad

Keksstein
Inventar

#10 erstellt: 02. Jan 2018, 19:52

man muss ja nicht eingangseitig und in der GK schalten.
Ansonsten hängt der inv IN wegen dem R derGK nicht in der Luft

Die Last hinter den Schaltern sollte so hochohmig wie möglich sein, sonst gibt es Verzerrungen.

leider teuer, da nur 1xUM pro Relais

Wenn Relais, dann richtig.

Kay*
Inventar

#11 erstellt: 02. Jan 2018, 20:43

Die Last hinter den Schaltern sollte so hochohmig wie möglich sein, sonst gibt es Verzerrungen.

nein! *
(wir reden hier von den CMOS-Dingern am inv. In)

* die Spannung über dem Schalter sollte so gering als möglich sein
--> Datenblatt "On"-Resistance vs. Signal

p.s.
hochohmig sowieso nicht, da Übersprechen

Keksstein
Inventar

#12 erstellt: 03. Jan 2018, 01:42

nein! *
(wir reden hier von den CMOS-Dingern am inv. In)

* die Spannung über dem Schalter sollte so gering als möglich sein
--> Datenblatt "On"-Resistance vs. Signal

Ja, da hast Du absolut recht, mein Denkfehler. Da kann man sogar einen Widerstand einfügen wegen dem Biasstrom vom OPV-Eingang, wohl am einfachsten beim Invertierenden Verstärker zu machen. Währe mal ein Interessantes Projekt.

hochohmig sowieso nicht, da Übersprechen

Ich meinte das anders, Quelle niederohmig Last hochohmig. Dann ist übersprechen kein Problem.

Kay*
Inventar

#13 erstellt: 03. Jan 2018, 03:25

Auszug aus Elektor,
Vorteil, extrem geringer Klirr