OP-Amp mit SingleSupply bereits Klasse A ?

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LeadingZero
Neuling
#1 erstellt: 19. Jul 2009, 14:13
Hallo erstmal. Ich baue seit einiger Zeit Gitarreneffekte nach, wie z.B. DoctorQ, 4-Stage Phaser, Gitarren-Preamp mit
Lautsprechersimulaton für direktes Aufnehmen ohne "echten" Marshallverstärker usw.
Ich bin nun auf einige Interressante Artikel im Internet gestoßen, wo erklärt wird, wie man einen OP in Klasse A betreiben kann. Dazu wird der Ausgang des OP mit einer Konstantstromquelle belastet, so daß der NPN in der OP-Endstufe immer "an" ist. Dadurch sollen die sonst üblichen
Übernahmeverzerrungen verschwinden und der OP besser arbeiten...

Meine Überlegung war nun, ob nicht ein OP mit einfacher Spannungsversorgung (und Biasspannungsteiler) nicht von
vorn herein schon ein Klasse A Verstärker ist, weil am
Ausgang auch im Ruhezustand immer Ub/2 anliegen. Und die
können ja nur aus dem plusseitigen Transistor kommen, der
dementsprechend zugesteuert sein muß.?

Auf der anderen Seite kommt ein Spannungsabfall von UB/2
ja nur in Frage, wenn der angesteuerte plusseitige Transistor von dem minusseitigen Transistor belastet wird.


Vielleicht kann mir das jemand erklären.

Gruß Alex
Kay*
Inventar
#2 erstellt: 19. Jul 2009, 14:31

OP-Amp mit SingleSupply bereits Klasse A

nein


Übernahmeverzerrungen


beweise mir, dass es überhaupt noch relevante Übernahmeverzerrungen bei OP's gibt
KSTR
Inventar
#3 erstellt: 19. Jul 2009, 14:34
Hi Alex,

Es geht nur darum, ob der Ausgang immer zusätzlich mit einer Konstantstromquelle in die eine oder andere Richtung belastet ist oder nicht (es reicht auch oft ein Widerstand, übrigens). Wie die Versorgung ist und/oder ob das Signal nur wechselspannungmäßig ein/ausgekopellt wird, spielt keine Rolle. Weil ein OP hat eh keinen Masse-Anschluss, der weiß nicht wie seine Versorgung gemacht ist, oder wohin genau der Ausgagstrom fließt.

Für sehr kleine Ströme ist ein OP schon Klasse A, beide Transistoren sind "leicht" offen. Erst wenn größere Ströme vom Verbraucher gefordert wird (idR > ein paar mA) macht ein Transistor zu, jeweils der "unbeteiligte" für die erforderliche Stromrichtung.

Grüße, Klaus
krachkiste
Stammgast
#4 erstellt: 19. Jul 2009, 14:47
Solange kein Strom "durch den Ausgang des OPs" fließt, fließt durch beide AusgangsTs des OpAmps der vorgesehene Ruhestrom (je nach OP). Das ist völlig unabhängig von der eingestellen Spannung am Ausgang.

Ob Symmetrische oder Unsymmetrische Versorgung, hat zwar paktische Konsequenzen für die Schaltung, für den Ausgang des OPs aber ist es im allgemeinen völlig unerheblich, da lediglich das Potential, das mit 0V bezeichnet wird ein anderes ist, und von solchen definitionen weiß der Ausgang des OPs bildlich gesprochen nix.

Vereinfacht kann man sagen, die Ausgangsstufe des OpAmp arbeitet nur dann in Class A, wenn der Strom durch den OpAmp-Ausgang(s-Pin) immer dasselbe Vorzeichen hat. Die momentane Stromstärke ändert sich zwar, sonst gäbe es kein Ausgangssignal, aber nicht so stark, dass sich das Vorzeichen (also die Richtung) ändert.

Das kann man bei (normalen) OpAmps nur erreichen, indem man zu dem normalen Ausgangsstrom (vom Signal hervorgerufen) einen genügend großen Strom überlagert, sodass die oben beschriebenen Bedingungen für Class A erfüllt sind.


[Beitrag von krachkiste am 19. Jul 2009, 14:49 bearbeitet]
LeadingZero
Neuling
#5 erstellt: 19. Jul 2009, 14:50
Danke erstmal für die Antworten.

Beweisen kann ich nichts, solange mein Soundkarten-Osci noch keinen vernünftigen Tastkopf hat und ich die angesprochenen Verzerrungen sehen kann, bzw. ein Spektogramm überflüssige Harmonien aufzeigt, leider.

Die Klasse A Modifikation mit Konstantstrombelastung ist mir bisher eh nur bei Kopfhörerverstärkern aufgefallen und
da wird ja ein höherer Strom verlangt.

Die einzelnen Effekte, die ich gebaut habe, verstärken nur
kleine Signale und brauchen keine nennenswerte Leistung.

Ich bin allerdings daran interessiert, die Dinger immer besser klingen zu lassen, als der kommerzielle Markt sie
anbietet. Von daher war's mir halt ein Bedürfnis, das mal zu untersuchen.

Was anderes: Wenn ich einen top Signal-Rauschabstand hinbekommen möchte, sollten dann nicht alle Verstärker an der Spitze ihrer Aussteuerbarkeit betrieben werden, um das Eigenrauschen und alle anderen Störgeräusche zu überdecken ?
Früher hieß es, man sollte nicht so viel Gain in eine einzelne Stufe stecken und stattdessen mehrere Stufen hintereinander schalten. Verwechsele ich da evtl etwas ?
Kay*
Inventar
#6 erstellt: 19. Jul 2009, 15:05

Beweisen kann ich nichts


LTspice o.ä.
Schaltung aus Datenblatt des gewünschten OP's
und los geht's


p.s.
falls du experimentiern möchtest, kann ich dir sehr
gerne diskrete Audio-OP's anbieten, die bis etwa ±100V
versorgt werden können. Allerdings müsstest du einige
Teile, wie Dual-NPN/PNP-Transistoren selbst auftreiben,
bzw. durch gematchte Transistoren ersetzen.
Ärgerlicherweise gibt's die 2SC3067/2SA1240 wohl mur noch
im NAD-Service.

Anderseits gibt's hinreichend Pläne für diskrete OP's
im Netz, nebst hervorragender Doku.


[Beitrag von Kay* am 19. Jul 2009, 15:16 bearbeitet]
krachkiste
Stammgast
#7 erstellt: 19. Jul 2009, 15:12

LeadingZero schrieb:
Danke erstmal für die Antworten.

Beweisen kann ich nichts, solange mein Soundkarten-Osci noch keinen vernünftigen Tastkopf hat und ich die angesprochenen Verzerrungen sehen kann, bzw. ein Spektogramm überflüssige Harmonien aufzeigt, leider.

Das Oszi will ich sehen


Die Klasse A Modifikation mit Konstantstrombelastung ist mir bisher eh nur bei Kopfhörerverstärkern aufgefallen und
da wird ja ein höherer Strom verlangt.

Der OpAmp alleine liefert an seinem Ausgang nicht mehr Strom(hub) wenn man eine Konstantstromquelle drannhängt sondern weniger. Macht also bei KHVs nur sinn, wenn der IC dann immer noch genug Strom liefern kann.


Die einzelnen Effekte, die ich gebaut habe, verstärken nur
kleine Signale und brauchen keine nennenswerte Leistung.

Ich bin allerdings daran interessiert, die Dinger immer besser klingen zu lassen, als der kommerzielle Markt sie
anbietet. Von daher war's mir halt ein Bedürfnis, das mal zu untersuchen.

Da werden dir Klasse A OPs nichts bringen. (Wobei man bei extremen Beschaltungen - wie Verzerrern - schonmal untersuchen könnte, ob da nicht doch was ist, nur wirst du das nicht im Spetrogramm sehen.)
Eher solltest du versuchen das Rauschen zu minimieren.


Was anderes: Wenn ich einen top Signal-Rauschabstand hinbekommen möchte, sollten dann nicht alle Verstärker an der Spitze ihrer Aussteuerbarkeit betrieben werden, um das Eigenrauschen und alle anderen Störgeräusche zu überdecken ?

Unter Anderem ja,


Früher hieß es, man sollte nicht so viel Gain in eine einzelne Stufe stecken und stattdessen mehrere Stufen hintereinander schalten. Verwechsele ich da evtl etwas ?

Diese Weißheit sollte inzwischen überholt sein, weil die OPs normalerweise genug Gain haben. wenn sies aber nicht haben könnte man so den Klirr verbessern. Aber solange du nicht mit Stufen-Gains von über 70dB hantierst, oder besonders breitbandig sein willst, sollte das heute keine rolle mehr Spielen.

Besser ist es aber fürs Rauschen der ersten Stufe möglichst viel Gain zu geben, was auch mit der Philosophie übereinstimmt _jede_ Stufe möglichst voll auszusteuern.

Desweiteren hängt das Rauschen mit den verwendeten Widerstandswerten zusammen. Hier gilt (wie immer in gewissen Grenzen) , je niederohmiger desto besser. Der OP darf halt dadurch nicht zu stark belastet werden, sodass er wieder mehr Klirrt.


[Beitrag von krachkiste am 19. Jul 2009, 15:16 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#8 erstellt: 19. Jul 2009, 15:20

Das Oszi will ich sehen


na,
'nen ADC von Beis per SPDIf an einer Soundkarte
sollte schon einiges ermöglichen
rebel4life
Inventar
#9 erstellt: 21. Jul 2009, 15:35
Awah, da muss schon ein Speicheroszi von Hameg ran.


Miss mal mit deinem Oszi, wird schon reichen, aber ich bezweifle, dass du da einen großen Unterschied feststellen wirst, denn moderne OPs haben nur bei höheren Frequenzen Probleme, aber die sollten bei der Audiotechnik nicht relevant sein.


MFG Johannes
Kay*
Inventar
#10 erstellt: 21. Jul 2009, 15:44

Awah, da muss schon ein Speicheroszi von Hameg ran


zur Messung von Übernahmeverzerrungen?
na den Op möchte ich sehen, der mit 'nem Hameg Schwächen zeigt


studier' mal besser noch ein bisschen
rebel4life
Inventar
#11 erstellt: 21. Jul 2009, 16:19
Damit es auch jeder versteht: Der erste Satz war leicht ironisch gemeint, bezogen auf die entbrannte Diskussion über Oszis.




MFG Johannes
Kay*
Inventar
#12 erstellt: 21. Jul 2009, 17:32
eh,
'verstehen', bei dem Wetter?
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