BUF643A wel of geen opamp

Even terug naar het begin: waar wil je de volumeregeling bij inbouwen? Het voelt als een raar probleem dat je in een audio systeem geen dubbele voeding hebt, dus ik zou sowieso eerst eens willen weten of de veronderstelling dat je ergens een signaal hebt dat je kan verbinden met deze virtuele massa klopt.

Die BUF634 lijkt een gespecialiseerd component om een systeem met een redelijke bandbreedte te kunnen voorzien van stroom versterking. Het is vrij duur en in deze toepassing niet nodig om een grote bandbreedte te hebben (er zullen toch relatief grote condensatoren aan de uitgang komen). Dit kan ook met een discrete opamp en een paar transistoren. Voor mijn gevoel bestaan dit soort componenten voor situaties waar men een foutje ergens in het ontwerpproces heeft gemaakt en er meer geld dan tijd is om het probleem op te lossen. De toepassing voor een virtuele massa is (zoals wel vaker in datasheets) meer een toepassingsvoorbeeld dan een economische oplossing.

edit: De versterkingsfactor van het ding wordt wel lager bij zware belasting, vandaar de extra opamp met de BUF634 binnen de regellus. Bij hoge frequenties wordt dit erger. In een audio systeem is dit op zich geen probleem, de massa hoeft niet exact in het midden te zitten voor het systeem om te werken, als het niveau maar niet op hoge frequenties verandert. Een tweetal elco's maakt dat onaannemelijk. Het probleem komt niet voort uit de weerstandsdeler.

Het ziet er een beetje dubbelop uit. Het hangt er vanaf wat je uit die virtuele nul gaat voeden. Als die stroom verwaarloosbaar is t.o.v. de stroom door de spanningsdeler, dan is alleen die spanningsdeler voldoende.
En anders lijkt me een tegengekoppelde opamp voldoende.

Dus eerst het baxandall schema analyseren om te weten hoe heftig het is.

Het is voor dit schema(pag.24). De voeding komt van de eindversterker, die heeft een enkele voeding. d. Het component kost 3 euro, dat is goedkoper en kleiner dan een trafootje en toebehoren.

Hebben we het hier dan over een AC gekoppelde versterker (waar er een condensor in serie met de ingangsspanning staat)? Het schema van die versterker is hetgeen dat uit gaat maken.

De versterker is inderdaad ac gekoppeld aan de ingang. Maar die condensator kan er altijd nog tussen?

//edit:
De versterker is ac gekoppeld aann de ingang. De uitgang is dc gekoppeld. Het schema is vermoedelijk gewoon het schema uit de datasheet. Ik zal dat nog even nalopen. Ik heb een Chinees printje zonder schema.

Ondertussen ga ik even nadenken wat er mis gaat met de volumeregeling en een versterker die direct gekoppeld is.

Probleem met dit soort schakelingen is dat elke ruis op de 24V via de spanningsdeler 1 op 1 naar de ingang van de buffer gaat, en dus ook doorgegeven wordt naar je virtuele aarde.

En de 24V wordt sterk gemoduleerd door de belasting van de eindversterker. Met als resultaat een goede kans op oscillaties.

Dus ik zou een flinke elco van de ingang van de BUF643 naar massa zetten om dat te voorkomen.

De Buf643 heeft geen terugkoppeling nodig want die zit al ingebouwd. De versterking factor is 1, dus daar hoef je verder niks meer aan te doen.

Zo'n opamp trekt toch geen stroom?

Dat is nietwaar. Ze proberen die stroom zo klein mogelijk te maken en het lukt ze nog steeds om dat elke keer te verbeteren maar er zijn toch ook opamps die relatief gezien best wat ingangsstroom nodig hebben. Ook is dat bv 1µA als daar dan 10kΩ voorzit dan is dat 10mV.

Maar er zullen ook best andere scenario's zijn waar de weerstandsdeler geen goed idee is.

Heb ik een extra opamp nodig? Waarom gebruiken ze die?

Het eerste kan je eigenlijk wel ui de datasheet halen. Het 2de het is maar net wat de ontwerper als doel voor ogen had.

Hi necessaryevil,

Kan je mij vertellen waarom je zo'n complex schema wilt gebruiken om het volume te kunnen regelen.
Dat is er mis met een normale log-potmeter?

Van mij mag je de uitgebreide schakeling van TI maken, daar heb ik geen problemen mee,
maar dat zijn een hoop onderdelen voor een functie die een logpotmeter ook kan doen.

En natuurlijk spelen en zaken mee die door andere als zijn aangegeven betreffende de voeding spanning onderdrukking.
Hou er ook rekening mee, dat de BUF643A niet gemaakt is voor deze functie(ik weet dat TI voordbeeld schakelingen laat zien)
en als je hem toch toe gaat passen, let dan goed op de ontkoppeling van dit IC, dit omdat het een zeer breedbandig model is.

Je kan dan generatie verschijnselen krijgen boven de 100MHz als het tegen zit...

Groet,
Bram

Op zich vind ik voor de schakeling zeker wel wat te zeggen. De heel erg ruwe benadering van logaritmisch die zo een pot geeft is wat mij betreft in het bijzonder irritant bij slechte gelijkloop van de banen en erg lage volume instelling. Die BUF634 is niet het juiste onderdeel voor deze plek.

Op dinsdag 12 maart 2024 16:53:32 schreef necessaryevil:
De versterker is ac gekoppeld aann de ingang. De uitgang is dc gekoppeld.

Met een enkele voedingsspanning? Is de uitgang gebrugd dan?

Op dinsdag 12 maart 2024 15:47:03 schreef necessaryevil:
Het is voor dit schema(pag.24). De voeding komt van de eindversterker, die heeft een enkele voeding. d. Het component kost 3 euro, dat is goedkoper en kleiner dan een trafootje en toebehoren.

OK, ik zat naar de TO-263 versie te kijken.

Hi,

Het probleem met vooral de goedkopere log potmeters is mij bekend.
Ook het tweede probleem is bekend, en dat erg veel voorkomd in de HiFi industrie.

En dat is dat er veel te veel gain is toegepast, dat houd over het algemeen in, dat de potmeter op de 12 uur stand de versterker vaak al klipt...
Dat resulteerd voor "normale" volumes de potmeter te veel naar links gedraait moet worden waar de ongelijkheid altijd groter is.

De door mij ontworpen voorversterkers zijn uitgerust met een lage gain, denk aan 6 a 7 maal.
De gain was alleen nodig als de bron erg zacht was opgenomen, dit komt tegenwoordig echter bijna niet meer voor.
Bijna alle audiobronnen kunnen tegenwoordig direct een eindversterker aansturen.

Als er gebruik wordt gemaakt van einversterker bouwpakketjes, heb je al helemaal kans dat de gevoeligheid van de eindversterker hoog is.
Dan heb je vaak een verzwakker nodig i.p.v. een voorversterker.

Groet,
Bram

Waarom toch de zaken zo moeilijk maken? Baxandall is een standaard toepassing voor eender welke opamp, kan zelfs met een 741. Vandaag verkiezen we een TL072 of zo, of NE5532 als het beter moet zijn. En nog beter zijn sommige OPA's maar die gaan mij boven mijn hoofddeksel

Maar waarom zo'n exotische BUFhuppelepup? Wat is de meerwaarde? Of er moesten er nog enkele honderden op voorraad liggen, misschien, na een eerdere miskoop...

En het maken van een pseudo(sic!)-ground is al helemaal peanuts, kan zelfs met een 709 - als die nog te vinden is

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op dinsdag 12 maart 2024 21:34:02 (12%)]

Waarom toch de zaken zo moeilijk maken? Baxandall is een standaard toepassing voor eender welke opamp, kan zelfs met een 741. Vandaag verkiezen we een TL072 of zo, of NE5532 als het beter moet zijn. En nog beter zijn sommige OPA's maar die gaan mij boven mijn hoofddeksel

Maar waarom zo'n exotische BUFhuppelepup? Wat is de meerwaarde? Of er moesten er nog enkele honderden op voorraad liggen, misschien, na een eerdere miskoop...

En het maken van een pseudo(sic!)-ground is al helemaal peanuts, kan zelfs met een 709 - als die nog te vinden is

Ik had voor de Baxandall schakeling van TI ook de NE5532 in gedachten. Maar misschien moet ik 'm eerst proberen met de originele opamps, de OPA1604.

Of het een goed idee is om de BUF634A te gebruiken probeer ik nu juist uit te vinden. Wat er exotisch, duur of op een andere manier mis mee is weet ik niet. het IC is in ieder geval voor €3,42 te koop bij mouser. De 709 gaat in ieder geval niet werken, die levert niet genoeg stroom. Als iemand een andere schakeling aanbeveelt dan mag dat zelf overweeg ik de volgende schakelingen:
Negatieve Spanning met NE555 --> levert maar 30mA. Is dit eenvoudig op te voeren met een grotere condensator of met een hogere frequentie?
Enkele naar dubbele voedingsspanning --> kan ook

Als ik de schakeling maak met 4 stuks NE5532 dan heb ik ongeveer 64 mA stroom nodig, de NE5532 heeft namelijk een ruststroom van 8mA per kanaal. Eén NE5532 heeft twee kanalen, dus in totaal is dat 8x8=64mA. De uitgangsstroom is verwaarloosbaar, ik ga dan uit van 1.3v rms/10kohm = 1,3mA (line level).

Ik weet niet hoeveel van die stroom door de ground loopt.

Voor de voeding is het aanvankelijk geposte schemaatje prima, al zullen sommigen zich wellicht ergeren aan het ontbreken van een bolletje aan de uitgang van de opamp. Maar de opamp kan echt gelijk wat zijn, misschien een ongebruikte sectie van een TL074 of zo? Maak het vooral niet te moeilijk of al te ingewikkeld!

[Nachtraege: de opamp moet wel de beschikbare voedingspanning aankunnen! Dat is niet alle gegeven.]

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op dinsdag 12 maart 2024 22:29:56 (14%)]

Er was vroeger een schakeling die dit deed in één van de 30x schakelingen boeken van Elektuur. Dat was een vrij simpele opamp met een set complementaire transistoren (BD139/140 geloof ik) die via een weerstand in de voedingslijnen de uitgang "meehielpen", maar ik heb die boeken hier niet helaas.

In de tussentijd heb je helemaal niet zo veel stroom nodig op de massa als je die vdr en de ingangsfiltering uit de schakeling verwijdert. Ik denk dat een weerstandsdeler alleen misschien nog wel genoeg zou kunnen zijn.

Hier is iemand die een Baxandall volumeregeling heeft gemaakt.

https://ece.osu.edu/sites/default/files/2021-06/istem-5557volumecontro…

Uit de referentiespanning om een asy gevoedde audioschakeling met opamps DC in te stellen wordt voor DC enkel wat lek getrokken. Een paar weerstanden die op een stroom een orde van grootte groter ingesteld staan en een goede ontkoppeling voor audiofrequenties volstaan gewoonlijk.

Bufferen van deze een referentiespanning wordt m.i. vooral gedaan als de schakeling zuinig moet zijn, bijvoorbeeld bij batterijvoeding. De weerstanden van de deler kunnen dan veel hoger zijn terwijl de referentie toch goed op zijn plaats blijft. Dat kan relevant stroom schelen.
Als de opamps al tienallen mA trekken lijkt dat niet van toepassing.

Een negatieve voeding bijmaken zou ik voor audio niet snel doen, of men moet echt die 6 dB extra headroom willen.

Deze volumeregelaar is een bekende schakeling. Ik heb een voorversterker van Self die hem gebruikt en ik heb hem ook zelf eens op gaatjesprint gezet, maar liep er toen tegenaan dat het resultaat niet echt goed vlak was. Allicht door parasitaire capaciteiten. Het is complexer als een gewone pot, verwacht enige ontwikkeling

Op dinsdag 12 maart 2024 22:31:34 schreef Kruimel:
Er was vroeger een schakeling die dit deed in één van de 30x schakelingen boeken van Elektuur. Dat was een vrij simpele opamp met een set complementaire transistoren (BD139/140 geloof ik) die via een weerstand in de voedingslijnen de uitgang "meehielpen", maar ik heb die boeken hier niet helaas.

In de tussentijd heb je helemaal niet zo veel stroom nodig op de massa als je die vdr en de ingangsfiltering uit de schakeling verwijdert. Ik denk dat een weerstandsdeler alleen misschien nog wel genoeg zou kunnen zijn.

Hoeveel stroom zou er ongeveer door de ground lopen bij gebruik van NE5532's? Ik ga uit van 64mA biasstroom en een verwaarloosbare uitgangsstroom. Gaat er maar een klein deel van de 64 mA door de ground? Dan lukt het misschien met een 'gewone' opamp. Als het grootste deel van die 64 mA door de ground gaat, dan gaat dat niet.

[Bericht gewijzigd door necessaryevil op woensdag 13 maart 2024 11:22:36 (13%)]

Op dinsdag 12 maart 2024 22:31:34 schreef Kruimel:
Er was vroeger een schakeling die dit deed in één van de 30x schakelingen boeken van Elektuur. Dat was een vrij simpele opamp met een set complementaire transistoren (BD139/140 geloof ik) die via een weerstand in de voedingslijnen de uitgang "meehielpen", maar ik heb die boeken hier niet helaas.

In de tussentijd heb je helemaal niet zo veel stroom nodig op de massa als je die vdr en de ingangsfiltering uit de schakeling verwijdert. Ik denk dat een weerstandsdeler alleen misschien nog wel genoeg zou kunnen zijn.

Zoiets staat hier ook op de site:
https://www.circuitsonline.net/schakelingen/103/voedingen/enkele-naar-…

Niet eens gezien, goed gevonden!

Op woensdag 13 maart 2024 10:42:16 schreef necessaryevil:
[...]
Hoeveel stroom zou er ongeveer door de ground lopen bij gebruik van NE5532's? Ik ga uit van 64mA biasstroom en een verwaarloosbare uitgangsstroom. Gaat er maar een klein deel van de 64 mA door de ground? Dan lukt het misschien met een 'gewone' opamp. Als het grootste deel van die 64 mA door de ground gaat, dan gaat dat niet.

Ruststroom loopt niet door massa, de opamp stopt immers ook niet met werken als je een enkele voeding gebruikt. Hij heeft ook geen massa aansluiting.

Op dinsdag 12 maart 2024 20:58:56 schreef blackdog:
Het probleem met vooral de goedkopere log potmeters is mij bekend.
Ook het tweede probleem is bekend dat erg veel voorkomd in de HiFi industrie.

En dat is dat er veel te veel gain is toegepast, dat houd over het algemeen in dat de potmeter op de 12 uur stand de versterker vaak al klipt...
Dat resulteerd voor "normale" volumes de potmeter te veel naar links gedraait moet worden waar de ongelijkheid altijd groter is.

De door mij ontworpen voorversterkers zijn uitgerust met een lage gain, denk aan 6 a 7 maal.
De gain was alleen nodig als de bron erg zacht was opgenomen, dit komt tegenwoordig echter bijna niet meer voor.
Bijna alle audiobronnen kunnen tegenwoordig direct een eindversterker aansturen.

Toch zie ik dat aan het goedkope eind van het spectrum nog wel wat verschillen zitten in het aangeboden signaalniveau. Omdat ik zelf geen aparte voorversterker heb (of wil) zou ik het liefst ook gewoon alles regelen met één centrale volumepot. Op dit punt gebruik ik het overgrote deel van de tijd de eerste kwart van het bereik van de meeste volumepots.

Als er gebruik wordt gemaakt van einversterker bouwpakketjes heb je al helemaal kans dat de gevoeligheid van de eindversterker hoog is.
Dan heb je vaak een verzwakker nodig i.p.v. een voorversterker.

Bijna wel hè? Van tevoren weet je het echter niet. Ik heb nooit zo een Baxandall regeling gebouwd, maar misschien ga ik er nog wel mee bezig. Het concept prikkelde me wel sinds ik er voor het eerst van hoorde. Met normale opamps (de NE5532 noem ik dan even normaal, eigenlijk best indrukwekkende componentjes) hoeft het niet duur of moeilijk te zijn.

Niet eens gezien, goed gevonden! [...]Ruststroom loopt niet door massa, de opamp stopt immers ook niet met werken als je een enkele voeding gebruikt. Hij heeft ook geen massa aansluiting.

Klopt het dan dat de stroom door de massa dan hooguit gelijk is aan de uitgangsstroom? De uitgangsspanning is 1.228v RMS, een typische line-in is 10kΩ. Loopt er dan <0.1228 mA rms door de ground of vergeet ik dan nog iets?

In de tussentijd heb je helemaal niet zo veel stroom nodig op de massa als je die vdr en de ingangsfiltering uit de schakeling verwijdert. Ik denk dat een weerstandsdeler alleen misschien nog wel genoeg zou kunnen zijn.

Hoeveel zou daar door lopen? Die diode gaat pas geleiden bij 15v zie ik.

Geef me een uurtje, ik klim zo even achter de computer en zal eens kijken. Zo een VDR moet je niet aan een virtuele massa maken, dan bescherm je er niets mee als er dan toch eens een ontlading is je connector in, maar gaat je opamp/buffer alleen extra stuk. Ik zou zo een bescherming gewoon met de negatieve rail verbinden of zelfs helemaal weglaten. Eventueel kan je twee diodes naar de voedingsrails aanbrengen voor een simpele bescherming en het daar bij laten. Er is zat audioapparatuur die decennia hebben doorstaan zonder VDRs.

[Bericht gewijzigd door Kruimel op woensdag 13 maart 2024 12:33:12 (35%)]

Op woensdag 13 maart 2024 12:05:57 schreef Kruimel:
Ruststroom loopt niet door massa, de opamp stopt immers ook niet met werken als je een enkele voeding gebruikt. Hij heeft ook geen massa aansluiting.

Precies. Het enige wat direct of indirect aan massa ligt zijn ingangen van de opamps. Bij die stromen gaat het om microamperes, misschien zelfs nanoamperes.

Allereerst vond ik de schakeling die ik dacht te hebben gezien in het "30x schakelingen" boek van Elektuur, het bleek in "het voedingenboek" te staan:

Dit werkt alleen met een enkele opamp vanwege het gebruik van de voedingsstroom, maar ik zie zo snel geen beperkingen in welke je gebruikt. Een BJT opamp lijkt een logische keuze omdat die een grotere ruststroom hebben waar makkelijker mee te werken is. Een NE5534 of 741 zouden zo moeten werken. De tekst bij dit schema suggereert een weerstandswaarde voor R1 en R2 die zo groot is dat de ruststroom van de opamp er 0,6...0,7V over doet vallen. In dat geval zou ik zeker een paar emitterweerstanden bij de transistoren plaatsen of voor een iets lagere weerstandswaarde gaan zodat je minder gevoelig ben voor 'thermal runaway'. Bij de meeste opamps is de ruststroomindicatie nogal breed. Dit alleen ter informatie, want ik denk dat je deze schakeling niet nodig hebt.

Op woensdag 13 maart 2024 12:24:54 schreef necessaryevil:
Klopt het dan dat de stroom door de massa dan hooguit gelijk is aan de uitgangsstroom? De uitgangsspanning is 1.228v RMS, een typische line-in is 10kΩ. Loopt er dan <0.1228 mA rms door de ground of vergeet ik dan nog iets?

Ik weet niet precies wat je nu bedoelt met ruststroom eigenlijk. In mijn beleving is de ruststroom de stroom die door de uitgangstransistoren loopt van de positieve naar de negatieve voedingslijnen:

Deze stroom loopt alleen de voedingspinnen in en uit, maar nergens anders. Als er aan de uitgang stroom loopt verandert dat de ruststroom niet, de opamp is dan alleen niet meer in rust en de stroom heet dan de laststroom. Als je er nu een luidspreker aansluit naar je virtuele massa wordt dat relevant, maar nu sluit je hem via een seriecapaciteit aan op de "echte" massa van een volgende versterkertrap waar de fractie van een mA die je noemt loopt. De vituele massa die je hebt gemaakt heeft hier geen functie in.

Er is ook de 'input bias' stroom, dat is de interne ruststroom van de ingangsstrap gedeeld door de versterkingsfactor van de ingangstrap. Deze stroom is in BJT opamps in de nano tot microampere, en in die hoedanigheid niet groot genoeg om relevant te zijn voor de berekening van de stroom door massa.

Hoeveel zou daar door lopen? Die diode gaat pas geleiden bij 15v zie ik.

Tja, dat is een goede vraag. Als het goed is loopt er nooit stroom door een VDR, die zijn er niet omdat ze het geluid beter maken, maar om de ingang te beveiligen. Als je iets bouwt waar de ingang van je elektronica met een jack- of tulpkabel met de buitenwereld is verbonden is de kans op elektrische mishandeling aanwezig. Probleem is alleen dat als je dat ding aan je virtuele massa verbindt is de impendantie van je VDR die in beveiliging schiet veel lager dan die van de uitgang van de opamp/buffer, waardoor die het zwakke punt worden. De VDR is vanuit een ontwerpperspectief een goed idee, maar ik zou hem hier weglaten. Je bent nu niet bepaald een stuk high-end audiosysteem voor massaproductie aan het ontwerpen.

Op dinsdag 12 maart 2024 12:24:31 schreef necessaryevil:
//edit 2:
Het schema van de versterker:
[bijlage]

Dit had er eerder moeten staan...

Dit is niet het schema van de versterker, dit is een voorbeeldschema in een datasheet, en dat maakt uit. Zo te zien is er een Vref die als vituele aarde dient voor het signaal dat twee instrumentatieversterkers in gaat. Die spanning zou je eigenlijk moeten gebruiken als virtuele massa voor je ingangstrap zodat je de 0,22µF ingangscondensator weg kan laten. Afhankelijk van hoe hij wordt gegenereerd kan je die direct gebruiken of wil je er nog een buffer aan hebben. De uitgang is gebrugd (al zou ik deze opstelling differentieel noemen), waardoor er geen uitgangselco nodig is.

In de massapunten met groen loopt weinig stroom, de rode componenten/aansluitingen moeten weg en alleen over de paarse massapunten zou je moeten nadenken. Als het uitgangssignaal naar een schakeling gaat die gerefereerd is aan V_EE moet je alleen de condensatoren tussen V_EE en je virtuele massa handhaven. C2 en C8 zullen dan alleen tussen V_CC en V_EE moeten zitten, en niet meer aan de virtuele massa. Het laagdoorlaatfilter en de VDR aan de ingang laat ik even weg.

Dit had er eerder moeten staan...

Dit is niet het schema van de versterker, dit is een voorbeeldschema in een datasheet, en dat maakt uit. Zo te zien is er een Vref die als vituele aarde dient voor het signaal dat twee instrumentatieversterkers in gaat. Die spanning zou je eigenlijk moeten gebruiken als virtuele massa voor je ingangstrap zodat je de 0,22µF ingangscondensator weg kan laten. Afhankelijk van hoe hij wordt gegenereerd kan je die direct gebruiken of wil je er nog een buffer aan hebben.

De Vref is volgensmij niet naar buiten uitgevoerd, die is alleen aanwezig in het IC.

Is het filter tussen de TVS diode en U1A alleen om transients tegen te gaan?