Einsteigerprojekt Kopfhörerverstärker mit OPA2134

hallo meretix

das müsste mit deinem KH klappen. die eckfrequenz kannst du auch ohne bedenken hochsetzen. je nach quell-gerät kannst du auch noch die verstärkung herabsetzen. viel erfolg !

gruss hjuergen

Hallo

Das wird knapp mit dem OPA2134 an 60 Ohm:
Der kann nur etwa 30mA sicher treiben, an 60 Ohm also etwa bis 1.8Vpeak (1.3Vrms) an Ausgangspegel. Soviel (oder mehr) liefern schon die meisten CD-Player-Ausgänge etc., also wirst du nur wenig bis gar keine Verstärkung brauchen, so im Bereich 1..2. Folglich reicht auch eine Betriebsspannung von höchstens +-8V oder so, sonst verbrät er nur sinnlos an Leistung intern, wird sinnlos warm und das reduziert den maximalen Ausgangsstrom unnötig. Mit +-4.5V wird es etwas knapp, und da ist ja noch das Problem der virtuellen Masse. Der OpAmp, der das macht (falls), muss mindestens genauso gut sein wie der eigentliche Verstärker, ausserdem muss der den doppelten Strom liefern/aufnehmen können. Falls du die passive Masseerzeugung wie geplant nimmst, solltest du noch je einen 100nF parallel zu den Elkos legen, und besser ein 12V/200mA-Netzteil nehmen, das auch gern geregelt sein darf

Bei den 1.3Vrms hast du allerdings schon knappe 30mW an Leistung; wenn der KH nicht gerade ein besonderer Schwächling an Wirkungsgrad ist, reicht das für "gehobene Zimmerlautstärke". Ob das alles gut klingt, wird die Frage sein, denn der OpAmp ist eigentlich für Lasten >600 Ohm konstruiert, die Verzerrungen bei höheren Frequenzen steigen mit fallenden Lastwiderstand an (sind aber absolut noch immer ziemlich klein).

Wenn du die Grenzfrequenz höher legen willst, musst du darauf achten, dass sie bei beiden Kanälen gleich ist (auf wenige % genau). Dazu für die (bzw. eh alle) Widerstände +-1%-Metallfilm-Typen nehmen, und die 0.47µF (oder was auch immer) auf +-5% oder besser ausmessen oder ebenso gleich engtolerierte Cs nehmen. Und, erst die 220k kleiner machen, bevor du den C verkleinerst.

Man könnte ausserdem invertierende Beschaltung vorschlagen, weil:
o - Verstärkungen kleiner Eins machbar, bzw. besser bei Verstärkungen < 3 (etwas weniger Verzerrungen)
o - weniger Probleme an kapazitiver Last (längeres Kabel). Das kann auch mit einem kleinen Serienwiderstand im Output gemacht werden, 4.7Ohm oder so.
Also, z.B. für Verstärkung 1 dann R3=R4=47k, C3=470nF (geht direkt nach R4, R7 entfällt), +IN vom OpAmp über 47k nach Masse.

Wenn du mehr Power brauchst, käme ein Buffer nach dem OpAmp, aber innerhalb der Gegenkopplung, in Frage, z.B. BUF634, der kann 250mA. Dto. für die virtuelle Masse, evtl.

Grüße, Klaus

60Ohm...
Ist es ein Koss Porta Pro ?

Hallo,

Danke für die Tips!
Der Kopfhörer ist ein Audio-Technica M40fs, nicht der Überflieger aber ich finde ihn ganz angenehm.

Bei der virtuellen Masse habe ich auch ein bisschen meine Bedenken, aber was für möglichkeiten gibt es eine echte Symmetrische Versorgungsspannung aus nem normalen Netzteil zu erzeugen? (12V oder auch 18V Netzteil wäre ja auch kein Problem)

Bei der virtuellen Masse liegt ja ein 100n parallel zu beiden Elkos, oder sollte jeder Elko einzeln nen Kondensator kriegen, wenn ja warum eigentlich? Sind Keramikkondensatoren schneller bei Impulsen o.ä.? (Sorry für die dummen Fragen, aber ich bin E-Technik Student also Praxis = 0 ;))

Die Rs mit +- 1% Toleranz werd ich machen. Bekomme ich bei einer invertierenden Beschaltung irgendwelche Probleme mit der Phasendrehung von 180° oder ist das im Prinzip meinen Ohren egal? Mit der Verstärkung des OPs kann ich ja dann rumprobieren wenn alles aufgebaut ist, ein Widerstand ist ja gleich gewechselt.

Der Buffertreiber wäre eigentlich ideal, aber der Buf634 ist bei Reichelt nicht drin und bei Farnell nicht lieferbar. Was gibt es da für alternativen, gerade für den Audiobereich? 200mA wären ja ausreichend.

Gruß Matthias

Ansonsten hat KSTR ja alle Bedenken, gegen die erste einfache Schaltung, vorgebracht.
Der hie von mir mal simulierte KHV liegt in allen Oberwellen unter -110dB bei 32 Ohm Last und ist also als recht hochwertig anzusehen. Bitte auch den Original OPV und die Transis verwenden, es sind sehr linear verstärkende High-Defintion-Videotransistoren.
Die und den OPV gibt es bei reichelt und sie sind ihren Preis wert. Bitte nicht gegen BD139/140 tauschen.

Grüße Lothar

Meretrix schrieb:

Bei der virtuellen Masse habe ich auch ein bisschen meine Bedenken, aber was für möglichkeiten gibt es eine echte Symmetrische Versorgungsspannung aus nem normalen Netzteil zu erzeugen? (12V oder auch 18V Netzteil wäre ja auch kein Problem)

Mit der genau der selben Schaltung wie sie auch für den Verstärker verwendet wird (welche auch immer). Die bekommt als Input einfach Ub/2, per 1:1 Spannungsteiler. Eine so erzeugte virtuelle Masse ist mit der Endstufe quasi eine Brückenschaltung, wobei der eine Brückenzweig halt nicht ausgesteuert wird, weshalb man mit ihm "Masse" definieren kann und auch nur ein Schaltung für beide Hälften (L & R) genommen werden kann.

Bei der virtuellen Masse liegt ja ein 100n parallel zu beiden Elkos, oder sollte jeder Elko einzeln nen Kondensator kriegen, wenn ja warum eigentlich? Sind Keramikkondensatoren schneller bei Impulsen o.ä.?

Der Laststromkreis geht ja durch Masse hindurch, sozusagen, deswegen nützt ein C nur über Ub nix. Keramik- oder Folien-Cs sind schneller bei Impulsen (weil nur sehr wenig induktive Komponente). Da der Verstärker schnelle Impulse nach Masse liefern muss, muss man auch nach Masse abblocken, möglichst direkt am IC.

Bekomme ich bei einer invertierenden Beschaltung irgendwelche Probleme mit der Phasendrehung von 180° oder ist das im Prinzip meinen Ohren egal?

Letzteres, ausserdem ist Erhalt der absoluten Polarität nicht festgeschrieben, schon bei der Produktion im Tonstudio, sowie bei der Weiterverarbeitung in der HiFi-Kette.

Der Buffertreiber wäre eigentlich ideal, aber der Buf634 ist bei Reichelt nicht drin und bei Farnell nicht lieferbar. Was gibt es da für alternativen, gerade für den Audiobereich? 200mA wären ja ausreichend.

segor.de hat ihn (auch den OPA2134 a ~3EUR), zu ~8EUR. Auch den LT1028, der schon mit ~11EUR zuschlägt. Dafür die Transistoren nicht, weil Auslauftypen.

Grüße, Klaus

@ alle

ich möchte hier niemandem zu nahe treten, aber ich habe manchmal den eindruck, dass im bereich KHV oft überdimensioniert wird.
unter www.kopfhoererversta...oererverstaerker.pdf
gibt's 'ne tabelle in welcher der leistungs-bedarf einiger KH aufgelistet ist.

auf der audio-technica-seite ist der M40 mit einer empfindlichkeit von 100dB/mW aufgeführt. damit dürfte der OPA2134 keine schwierigkeiten haben. der ist nicht für eine bestimmte impedanz optimiert, der kann einfach nur einen bestimmten strom liefern. wenn das bei entsprechend kleiner ausgangs-spannung passiert, kommt der auch mit einer kleinen impedanz klar.
bei 600mV, 10mA ergibt sich eine leistung von 6mW, das entspricht dann 108dB schalldruck. das müsste doch eigentlich reichen.
zur stromversorgung möchte ich mich anschliessen, das mit der virtuellen masse ist meiner meinung nach nicht so toll. ein symetrisches NT ist doch kein so grosser aufwand.

gruss hjuergen

Meretrix schrieb:

Hallo, ich hab mir mal vorgenommen auch ein bisschen Hifi-Bastelei zu betreiben. Zum Einstieg habe ich mir ein Kopfhörerverstärker ausgesucht mit einem OPA 2134, der Schaltplan ist hier zu finden.

Genauso ging es mir auch

Ich habe mir aber gleich was anspruchvolleres rausgesucht, sh. http://www.hifi-foru...um_id=71&thread=4412. Der dort verwendete LM6171 kann 85 mA an 100 Ohm liefern, hat also noch etwas mehr Leistung. Der Crossfeed ist auch ganz nett.

Je nachdem, wie gross deine Löterfahrungen sind, macht es aber durchaus Sinn, mit etwas einfachem anzufangen. Da ist die o.g. Schaltung sicher nicht verkehrt, die Teile kosten auch nicht viel und es reicht zur Not erst mal ein 9V-Block zur Spannungsversorgung. Wenn du auf den Geschmack gekommen bist, kannst du immer noch was besseres bauen, z.B. sowas http://www.ibiblio.org/tkan/audio/dynahi.html oder http://www.amb.org/ti/audio/millett.html. Da muss man nur aufpassen, nicht angesteckt zu werden Mir geht es zumindest so.

Hallo

haju schrieb:

auf der audio-technica-seite ist der M40 mit einer empfindlichkeit von 100dB/mW aufgeführt.

Nein ist er nicht, da steht nur "sensivity 100dB", der Bezug ist nicht angegeben (auch wenn es wohl mW sein dürften).

damit dürfte der OPA2134 keine schwierigkeiten haben. der ist nicht für eine bestimmte impedanz optimiert, der kann einfach nur einen bestimmten strom liefern. wenn das bei entsprechend kleiner ausgangs-spannung passiert, kommt der auch mit einer kleinen impedanz klar.

Klar kommt er, aber mit Perfomance-Verlust (siehe Kurven/Werte im Datenblatt, bis auf Open-Loop-Gain bei tiefen Temperaturen werden alle Parameter mit fallendem RL schlechter). Optimal ist für diesen Typ (wie für die meisten OpAmps dieser Klasse) ein RL >= 2kOhm. Nicht umsonst sind 2kOhm die Referenzlast für die Angaben im Datenblatt, bis auf wenige Ausnahmen.

ich möchte hier niemandem zu nahe treten, aber ich habe manchmal den eindruck, dass im bereich KHV oft überdimensioniert wird. [...] bei 600mV, 10mA ergibt sich eine leistung von 6mW, das entspricht dann 108dB schalldruck. das müsste doch eigentlich reichen.

Man will ja auch genug Resereven für unverzerrte Peaks haben, deshalb habe ich die 30mW (aus Erfahrung) als ausreichend für alle normalen Typen angegeben. Wenn ein universeller KH-Verstärker auch mit (zwar seltenen) 4-Ohm-Typen oder welchen mit 2 kOhm klarkommen soll, muss er schon genug Reserven bzgl. Spannung und Strom haben. +-10V und +-100mA als Spitzenspannungs- bzw -Stromhübe sind also keineswegs überdimensioniert, wenn man an allen Lasten unverzerrte 50mWpeak erreichen will.

Grüße, Klaus

Vielen Dank für die Tips und Anregungen, ich werd jetzt einfach mal anfangen den kleinen KHV mit dem OPA2134 zu basteln. Ich hol mir einen Eimer mit Widerständen und Kondensatoren und dann werd ich einfach mal auf ner Lochrasterplatine losbasteln. Der KHV von Rille ist mir für den Anfang doch ein bisschen zu aufwendig, lieber klein anfangen und dann stark nachlassen

hallo

@ meretrix
ich denke das ist die richtige einstellung. viel erfolg

@KSTR
so gesehen hast du natürlich recht, nix für ungut.
die extrem guten klirrwerte aus dem datenblatt erreicht der OPA2134 mit dem KH als last natürlich nicht.

gruss hjuergen

Der erste Schaltplan erinnert doch etwas an den CMoy-Schaltplan. Ein solcher betreibt bei mir in leicht abgewandelter Form (z.B. OPA 2132) problemlos 16 bis 600 Ohm-Kopfhörer (16 Ohm sind aber reine Theorie, denn da macht der KHV absolut keinen Sinn, interessant wird es so ab 50 Ohm).
Einiges an Material findest Du unter
http://tangentsoft.net/audio/cmoy-tutorial/

und natürlich unter
www.headwize.com/projects/cmoy2_prj.htm

Dies hatte ich doch fast vergessen
http://www.audioattic.de/projects/cmoy.html

Ich hab noch ne kleine Offtopic frage, ich bräucht so langsam ein Multimeter, muss nicht der Oberhammer sein, aber Spannung DC und AC bis 400V, Strom vielleicht bis 20A, Widerstandsmessung sollte auch sein.
Preislich dachte ich bis 50 Euro, wie sieht es da mit der Qualität aus? Schrott will ich nicht kaufen, aber ich brauch jetzt auch kein DMM das im 0,1µA Bereich messen kann. Hauptsächlich zum Basteln halt eine Anzeigegenauigkeit von 2 Nachkommastellen langt, aber die sollten auch einigermaßen stimmen.

Ich hab mal bei Reichelt mir das Peaktech 2010 ausgeguckt, ist das was brauchbares oder kann man es gleich wieder wegschmeißen?

Gibts vielleicht irgendwo einen Multimetertest? Ich hab nirgends was gefunden...

Ja, das Peaktech macht einen vernünftigen Eindruck und der Preis ist auch okay.
(Und es hat einen akustischen Durchgangsprüfer- nie ein Multimter ohne akustischen Durchgangsprüfer kaufen! Ist unendlich praktisch.)

So der erste Prototyp steht. Funktioniert soweit ganz gut, die Verstärkung hab ich von 11 auf ca. 4 runtergesetzt und es ist immernoch fast zuviel, ich habe auch ein relativ starkes Eingangssignal. Wie zu erwarte war gibt es bei sehr hohen Lautstärken Verzerrungen, aber im "Normalbereich" ist es ziemlich gut. Ausmessen kann ich es leider nicht, da ich kein Oszi oder sowas hab.

Aufgebaut hab ich das ganze mal auf ner Lochrasterplatine, jetzt muss ich noch schauen wie ich das ganze einigermaßen vernünftig abschirme. Zentraler Massepunkt hab ich für die Virtuelle Masse genommen. Ich hab mir gedacht eventuell ein Gehäuse drumrum und mit Alufolie oder so ausschlagen als Schirm. Nur leg ich den Schirm dann auf Signalmasse oder Netzteilmasse? Wenn ich ihn auf Signalmasse legen würde hätte ich ja immer auf Grund der virtuellen Masse ca. 5V auf dem Schirm anliegen...