versterkers, ik voel me er niet helemaal thuis.

zoals de titel al doet vermoeden, ik ben een versterkertje aan het maken wat, zoals mij al eerder is overkomen, niet helemaal werkt zoals het zou moeten. om te beginnen, het schema:

http://www.uploadarchief.net/files/download/ad8099preamp.png

het is een preamp voor een electrische cello, electronisch gezien hetzelfde als een electrische gitaar. dat ding heeft een piëzo pick-up, die een preamp met een zeer hoge ingangsimpedantie nodig heeft, 10M. omdat die vrij lastig te krijgen zijn en ook nog eens duur zijn maak ik hem maar zelf. ik gebruik de AD8099, die was in de aanbieding bij Dick en leek me wel geschikt voor een hoogomige preamp.
ik heb het schema uit de datasheet bijna hetzelfde nagebouwd. hij is geconfigureerd voor een gain van 2. ik heb hem gebouwd en in principe werkt hij, er is alleen iets vreemds. ik gebruik een mp3-speler met koptelefoon uitgang (0.05VPP, gemeten met scoop) als ingang om te testen, als uitgang een simpel speakertje met versterkertje ingebouwd.

het probleem: hij werkt in principe goed in deze testopstelling, maar de AD8099 wordt behoorlijk warm, warmer dan je zou verwachten, ik schat zo'n 40 graden. onder de exposed pad is een 1 mm dik spoortje gelegd wat ong. 2mm uitsteekt aan beide zijkanten, meer ruimte was er niet. maar het is dus wel iets van koeling. dit is een low power opamp, kan die echt in normaal gebruik zo warm worden?

daarnaast, nog even voor de zekerheid, die spanning die die piëzo pick-up produceert, die zijn gewoon in de orde van tientallen millivolts?

Welk IC gebruik je voor U1?

Persoonlijk had ik in jouw schema de GND hernoemd naar V- en de COM naar GND. Je maakt met U1 een symetrische voeding tenslotte.

Pin 4 van de AD8099 moet je nog extra ontkoppelen met 10uF en 100nF naar (in jouw schema) COM. OK, je gebruikt C3 om te ontkoppelen, maar die staat dicht bij U1, de extra 10uF en 100nF moeten dichtbij U2.

Volgens mij staat nl. je opamp te oscilleren, en daarom wordt hij warm.

Het *zou* kunnen dat de opamp staat te oscilleren. Met een ingang van 10MΩ ben je natuurlijk wel extra kwetsbaar voor storingen.

C1 staat bij de ingang van de voeding en U1, C3 en 7 staan bij de AD8099. U1 is trouwens een TLE2425, een rail splitter.
alas hij aan het oscilleren is, zou je dat niet moeten horen op de uitgang? of is dat misschien te zien op een scoop?
het zou trouwens wel kunnen dat hij aan het oscilleren is, toen ik hem de eerste keer aanzette gebruikte ik een nogal slechte adapter die een vrij hoge spanning geeft bij het inschakelen. die 10 uF was een SMD tantaaltje, die hield zich niet aan het rookverbod. die heb ik er dus afgehaald, maar ik had geen reserve liggen, dus onder het mom van 'ik gebruik nu toch een goede adapter' test ik hem nu dus zonder die elco. als ik de vervanger binnen heb zal ik hetnog eens testen.

Op 30 augustus 2010 22:36:50 schreef DanielBakker:
U1 is trouwens een TLE2425, een rail splitter.
alas hij aan het oscilleren is, zou je dat niet moeten horen op de uitgang? of is dat misschien te zien op een scoop?

Als de oscilatie frequentie >16Khz is, ga je dat zeker niet horen op je simpele speakertje !

Sluit de ingang eens kort en bekijk de uitgang met de oscilloscoop. Gezien de hoge ingangs impedantie zal je bij 'open' ingang waarschijnlijk wel 50Hz ofzo zien (net freqentie).

Heb je de rimpel op je TLE2425 al bekeken? Scoop op AC en dan op de voedingsspanning, en je ziet de rimpel.

Heeft je print grote massa vlakken?

met kortgesloten ingang is op de uitgang geen oscillatie te zien, zelfs op de kleinste v/div is er nauwelijks ruis. op de uitgang van de TLE zit een klein 50 Hz rimpeltje. hij doet dus niks, maar toch wordt hij warm...

ik heb net eens zitten rekenen, en volgens de datasheet verbruikt hij in rust 15 mA. hij werkt nu op 12 V, afgerond 0,2 W. op 70 graden/W (SOIC) geeft dat een temperatuurs toename van 15 graden. dit klopt wel aardig met mijn waarnemingen...
|:-(

oftewel, ik moet niet moeilijk doen over een paar graden warmer. zoals ik al zei, ik voel me niet helemaal thuis bij de versterkers. doe mij maar wat digitaals, daar geldt tenminste warm = fout...

bedankt voor de hulp!

nou, het verhaal krijgt toch een staartje. met MP3 speler als ingang werkt het allemaal perfect, maar zodra ik het pick-up element aansluit begint de ellende. als ik hem aanzet krijg ik een vuvuzela-achtig geluid (en ik was net zo blij dat dat nu voorbij was...). dit lijkt op een soort oscilleren, alleen, waarom gebeurt dit alleen met de pick-up? de pick up is een piëzo opnemer. kan het te maken hebben met het ontbreken van die elco?

Hoe groot is de amplitude van je pick-up-signaal? Als dit te groot is gaat de uitgang clippen, en dat kan ongeveer als een vuvuzela klinken.

Los daarvan... de MP3-speler zal een lage uitgangsimpedantie hebben.

Het element zal (als ik je verhaal begrijp) zeer hoogohmig zijn. Hierdoor neemt het risico op oscillaties weer toe.

Verlaag die 10MΩ eens voor wat kleiners. In de datasheet gaan ze uit van 50Ω !!! , maar dat is voor normale line-output's

Quote
R1 (in jouw schema R5); This resistor terminates the input of the amplifier to the source resistance of the signal source, typically 50Ω. (This is application specific and not always required.)

Verder blijf ik erbij dat zowel de Vcc als de GND (=V-) niet correct zijn ontkoppeld zoals beschreven staat in de datasheet.

Verder in de datasheet staat het volgende over de Input Resistance

  • Differential mode = 4 kΩ
  • Common mode = 10 MΩ

In jouw schema is de input resistance van de opamp slechts 4kΩ. Door er een 10MΩ parallel aan te leggen zal dat weinig veranderen. Met andere woorden, aansturing met een hoogohmige bron gaat het dus ff niet worden.

Je zal je schema moeten aanpassen in de configuratie beschreven in figure 71 van de datasheet.

het element heeft een uitgangsimpedantie van 10Mohm, die ingangsweerstand kan ik dus niet verlagen. de ontkoppeling is hetzelfde als in de datasheet, met als verschil dat ik maar 1 condensator van 10 uF heb (die er op het moment trouwens niet in zit, wat een probleem kan zijn.)

ik weet niet veel van opamps, maar volgens mij is dit common mode zoals hij nu staat. hoe zou hij dan moeten voor common mode?

ik ga er van uit dat je figuur 61 bedoeld? die heb ik bijna exact nagebouwd, met als verschil dat ik een rail splitter gebuik, mijn ingangsimpedantie (voor zover ik weet) hoger is en ik maar 1 10uF gebruikt ipv. 2, omdat ik een railsplitter gebruik. de spanning die die binnen krijgt is al gestabiliseerd door de eerste 10 uF, ik ging er van uit dat dat genoeg was. maar goed, van het weekend kan ik weer wat elcotjes halen, kan ik testen.

Er bestaat niet zoiets als teveel ontkoppelen.

Heb je al met een scoop gemeten?

Mogelijk is dit wat ongepaste post in dit topic, dus voelt u vrij hem te negeren :)

Maar ik zou bij een gewenste hoge ingangsimpedantie voor audio eerder denken aan een niet te exotsiche audio opamp icm een bootstrap voor de hoge ingangsimpedantie. Elektuur beschreef een dergelijke schakeling onlangs nog in een gitaareffect in de laatste halfgeleidergids.

Een opamp met een GBWP van 3.8 Ghz (!) zal forse eisen stellen aan het ontwerp en de opbouw, en is voor audio een beetje overkill. Bij stabiliteitsproblemen kan een foto van de opbouw overigens erg informatief zijn. Schaamt u niet - iedereen moet het leren.

Teveel ontkoppelen misschien niet, maar verkeerd ontkoppelen zeker wel. Je kan ontkoppelen met een hele serie 1n 10n 100n 1u 10u, maar als het ontwerp niet goed is kan je ze net zo goed weg laten. Waarmee je het doet (merk/type C) is ook van belang.

TL072, Low-noise, jfet met een Ri van 10^12 Ω is ook geschikt.
Cello element doet gauw 10V, dus ik zou die pre-amp voeden met +12/-12, uiteindelijk hoeft er ook niet versterkt te worden, maar is het een impedantietransformator.

[Bericht gewijzigd door Roland van Leusden op (55%)]

Mijn persoonlijke ervaringen met opamps zijn dat de duurdere (betere) types ook meteen gevoeliger zijn voor oscilleren.

Wat dat betreft zou een TL071 wellicht beter werken.

Op 1 september 2010 17:14:27 schreef DanielBakker:
ik weet niet veel van opamps, maar volgens mij is dit common mode zoals hij nu staat. hoe zou hij dan moeten voor common mode?

Figuur 61 is differential mode, met een R1 van 50Ω

Figuur 71, ADC driver voorbeeld, dat is common mode.

En dit is trouwens niet echt een gewone op-amp, maar een opamp + driver. Vandaar dat de FB pen de feedback lus bevat. Figuur 58 is het vervangings schema.

[Bericht gewijzigd door flash2b op (19%)]

ik heb met de scoop de (onbelaste) uitgang van het element bekeken. dit is in de richting van tientalen mV, da's dus goed. maar waarschijnlijk staat hij dus door de hoge impedantie te oscilleren. ik vermoed niet dat het pcb ontwerp een probleem is, ik heb rekening gehouden met de plaatsing van de componenten (in het speciaal ontkoppeling) en ik heb waar nodig gelet op parasitaire capaciteiten zoals ook in de datasheet staat. de pcb:

http://www.uploadarchief.net/files/download/preamppcb.gif

alles is trouwens SMD, op 2 plekken heb ik de weerstand en het C'tje opgestapeld (wat trouwens ook als tip in de datasheet staat). die onderdelen zijn groen.

maar, de ingangsimpedantie is dus veels te laag voor wat ik nodig heb, en die opamp blijkt dus ook niet helemaal geschikt hier voor....
versterkers, ik voel me er nog steeds niet helemaal thuis ;)

het beste plan dus: dit ding van die elco voorzien en verder in de kast laten verstoffen, mocht ik ooit nog eens ergens een miniversterkertje voor nodig hebben.
vervolgens: met de TL071 een nieuw ontwerp maken. een ezel stoot zich niet twee keer aan dezelfde steen, ik doorgaans wel, maar dat wil ik nu voorkomen :+
dus, ik laat eerst m'n ontwerp maar eens keuren. ik kwam deze site tegen met een opamp preampje. als ik dat schema aanpas aan mijn wensen (TL071 erin, andere Gain) is deze dan bruikbaar voor mij?
die 100n en 10uF aan de in- en uitgang, zijn die echt nodig? ik weet er niet veel van af, maar kan dat niet alleen maar voor vervorming zorgen? verder, ik ga er van uit dat ik met dit schema met een TL071 mijn ingangsimpendantie groot zat is? met die 10^12 Ω moet ik zelfs nog een 10M terminatieweerstandje aan de ingang zetten...
verder: ik werk single supply, hoe groot zal het voordeel zijn als ik weer een railsplitter gebruik? dan bedoel ik natuurlijk vooral de ongevoeligheid vor oscilleren. ik denk dat ik trouwens ook maar die tip van verderop op die pagina ga gebruiken, onder het kopje preventing oscillations. wat zeggen jullie?

De schema's die ik zie zijn inverterend... dan is de ingangsweerstand laag en dat schiet volgens mij niet op.

oke. op welke manier moet ik hem dan opbouwen?

Even als uitleg...

Bij een inverterende versterker werkt de ingang van de opamp als virtueel nulpunt... en is de ingangsweerstand van de versterker in de door jou genoemde gevallen circa 1kΩ.

Ik kan zo snel niets vinden met een TL071... zelf heb ik nog wel ergens gitaarschakelingen liggen. Heb ze alleen niet paraat nu.

[Edit]

Een niet-inverterende opampschakeling zou voldoen... maar... wat denk je van dit project?
http://scotthelmke.com/Mint-box-buffer.html

Het gaat daar om een impedantieomzetter op basis van een FET... ook voor een piëzo element als ik het goed lees.

ik denk dat zoiets inderdaad de beste oplossing is, ik ben er inmiddels wel achter dat een impedance converter helemaal niet zo 'fancy' hoeft te zijn.
ik vind het trouwens wel belangrijk dat m'n versterkertje het signaal niet te veel aantast, hoe zou het met de vervorming en de ruis van deze versterker staan?

ik ga waarschijnlijk voor de versie met de BF245C, maar moet ik dan nog iets veranderen als ik de schakeling op 5 volt wil laten draaien?

Uiteraard wil je een lekker transparant versterkertje hebben. Wat betreft de ruis van dat dingetje....moeilijk te zeggen. De 4M7 en de 10M weerstanden ruisen als de pest in elk geval. Door die eigen ruis van die weerstanden (met name die 10M) ruist de gate van de fet ook, dus je schakeling ook. Die 220k en die 10k zullen het ook niet heel veel beter maken.
Verder is dit niet echt een transparant trapje aangezien je lekker een laag doorlaat filter maakt met de 1pF die erin zit. Dit kantelpunt ligt wel hoog hoor dus daar zul je niet heel veel van merken. Wat het met de fase doet zou je even uit moeten rekenen.

Mzzls

mmm, toch maar naar iets met een opamp kijken.
op google gezocht op opamp impedance buffer, en de eerste die ik dan krijg is volgens mij wel een goeie: klik
het komt dus op het volgende neer: een uitgangsvolger, met eventueel de oscillatiepreventie beschreven in dit linkje. is dat iets?

Persoonlijk zou ik het gewoon eens proberen met het FET-trapje.

Inderdaad neemt de ruis toe met de grootte van de weerstand... maar misschien valt de overlast hiervan in de praktijk mee.

Met een gewenste ingangsimpedantie van 10MΩ is het een noodzakelijk kwaad. Tenzij je bijvoorbeeld alleen de interne ingangsweerstand van een opamp gebruikt. Alleen vraag ik me af of de ingangsweerstand van je versterker dan niet te hoog wordt.