Zwrotnica aktywna na op-amp'ach przy pojedynczym zasilaniu

[krzysiek21]

Cześć

Zamierzam wymienić głośniki w samochodzie i chciałem spróbować wykorzystać w nowym systemie aktywną zwrotnicę. Ponieważ stosuje takie rozwiązanie w domu i jestem z niego zadowolony stwierdziłem, że może warto spróbować, a przy okazji będzie trochę zabawy przy lutowaniu i strojeniu zwrotnicy :)

Przygotowałem przykładowy schemacik zwrotki. Na wejściu mamy lekkie podbicie niskich, a później 2 filtry LP i HP Linkwitz-Riley 2 rzędu.

Chciałem się dowiedzieć od bardziej doświadczonych kolegów w dziedzinie elektroniki (z wykształcenia elektronikiem nie jestem :)), czy ten schemat jest w ogóle poprawny? Nie do końca wiem jak prawidłowo zasilić to z pojedynczego zasilania jakie mamy w samochodzie.

W szczególności mam 3 pytania:
1) Czy kondensator C5 powinien być podłączony do masy czy do VCC/2? W przykładowych schematach w necie widziałem podłączenie do masy ale tak na chłopski rozum wydaje mi się, że powinno być VCC/2 czyli potencjał wirtualnej masy.
2) Czy polaryzacja wejścia powinna wyglądać tak jest teraz narysowana czy tak jak w czerwonej ramce?
3) Czy mogę zastosować zwykłe NE5532 czy powinny być jakieś specjalne operacyjne do pojedynczego zasilania?

Z góry dzięki za pomoc

[zbyszek]

układ ze schematu ma pojedyncze zasilanie a nie symetryczne.Czy jest poprawny nie wiem ale w aucie masz zasilanie niesymetryczne i ten układ takim jest zasilany

[cursor]

A nie lepiej kupić markową zwrotnicę?
Np. Alpine 3653:
http://aukcja.onet.pl/show_item.php?item=733352346
Wyjdzie może drożej, ale masz spokój z obudową i elektroniką.

[krzysiek21]

układ ze schematu ma pojedyncze zasilanie a nie symetryczne.Czy jest poprawny nie wiem ale w aucie masz zasilanie niesymetryczne i ten układ takim jest zasilany

Wiem, że to jest schemat z pojedynczym zasilaniem bo go rysowałem:) Chodzi mi o to czy jest poprawny.

A nie lepiej kupić markową zwrotnicę?

Wolałbym złożyć sam niż kupić gotowe, raz na jakiś czas dla przyjemności można coś polutować:)

[irek]

1) Czy kondensator C5 powinien być podłączony do masy czy do VCC/2? W przykładowych schematach w necie widziałem podłączenie do masy ale tak na chłopski rozum wydaje mi się, że powinno być VCC/2 czyli potencjał wirtualnej masy.

jest to bez znaczenia ale zeby nie obciazac sztucznej masy to lepiej podlaczyc go do prawdziwej.

2) Czy polaryzacja wejścia powinna wyglądać tak jest teraz narysowana czy tak jak w czerwonej ramce?

obie wersje beda dzialac ale ta z rezystorem do sztucznej masy jest lepsza bo sztuczna masa tlumi zaklocenia zasilania a dzielnik nie.

3) Czy mogę zastosować zwykłe NE5532 czy powinny być jakieś specjalne operacyjne do pojedynczego zasilania?

moga byc dowolne opampy ja wole serie tl07x bo pobiera malo pradu i majac wejscia jfet mozna stosowac ogromne wartosci rezystancji w sprzezeniu zwrotnym.

wywalilbym u1a bo jako sztuczna masa wystarczy r1,2 c1 choc ich wartosci sa za male i nie bedzie tlumienia zaklocen z zasilania, c1 47-100uF a rezystory zwieksza sie do tylu ile mozna na poczatek moze byc 2x10k.

r15 powinien byc dolaczony przez kondensator do masy.
jesli r7/r6 to dzielnik redukujacy sygnal to powinien byc na nizszych rezystancjach. za to rezystancje w filtrach zastosowales wyjatkowo male co niepotrzebnie zmusza opampy do pracy na wiekszych pradach czyli wyzszych znieksztalceniach, typowo w sprzezeniach nie wymusza sie wiecej niz 1mA pradu czyli w tym przypadku min to 4,7k ale lepiej trzymac sie 10k. prosciej bedzie wszystko przeliczyc przez 10x. wartosci zaokraglamy wiec jak wychodzi 21k to dajemu typowe 22k. i tak rozsuniecie pasm czy faze powinno sie dobrac na zasadzie pomiarow. na wejsciach i wyjsciach czyli przed i zakondensatorami sprzegajacymi dobrze dac rezystory sciagajace do masy, na wyjsciach moga miec juz od kilku kom a na wejsciach wiecej zeby nie zanizac impedancji wejsciowej.

no i zasilanie powinno byc stabilizowane a z zasilania samochowowego moze to bys stabilizator 9v choc powinien byc 8v (zeby zapewnic poprawna prace przy 10v).
pierwszy stopien wejsciowy ma dosc duze wzmocnienie i przy silnym sygnale z radia zostanie przesterowany w zasadzie ten stopien nie jest potrzebny (calosc wymaga tylko dwoch opampow). masa zasilania powinna byc masa wyjsciowa radia. pojedyncze zasilania stwarza z tym duze klopoty najlepiej zrobic jakas przetwornice symetryczna a mozna taka kupic w formie gotowej kostki (dosc droga).

[takero]

najlepiej zrobic jakas przetwornice symetryczna a mozna taka kupic w formie gotowej kostki (dosc droga).

a gdyby kupić jakiś wzmacniacz car audio z uszkodzonymi końcówkami ? od razu byłaby obudowa. Kosz to parę dych.

[krzysiek21]

Dzięki Irku za zainteresowanie problemem i fachowe rady:)

Mam jednak jeszcze kilka wątpliwości. Naniosłem część poprawek na schemat i wrysowałem w zasadzie wszytsko od wejścia sygnału z radia do wyjscia na głośniki. Chciałem też zaznaczyć, że zwrotka będzie niejako zintegrowana z TDA8571 w jednej obudowie więc nie będę jej używał w innej konfiguracji. Przymierzam się również do przetwornicy z symetrycznym wyjściem twojego projektu z AVT i lepszego wzmaka, jednak to pózniej jak będzie kasa:)

1) W przypadku wirtualnej masy wersja z operacyjnym jest chyba lepsza (tak wyczytałem w materiałach TI, gdzie znalazłem schemat z wartościami R1,R2=100k oraz C1=0,1uF) Czy wskazany jest większy kondensator w celu lepszego tłumienia zakłóceń z zasilania np. 47uF?

2) Rezystancje w sprzężeniach dałem takie bo w większości przykładów w necie widziałem wartości z zakresu 2-10k. Jednocześnie mam trochę foliowych kondów z zakresu 10-33nF i wtedy takie wartości rezystorów wychodzą. Zwiększyłem 2x rezystancję i zmniejszyłem 2x pojemności. Czy tak może być? Rozumiem że musimy tutaj wybrać kompromis pomiędzy zniekształceniami a szumami?

3) Stopień wejściowy ma na celu podbicie basu o +3dB z zakresu f<~100Hz. Coś podobnego stosuję w domu w celu zmniejszenia bafle step'u i niedoskonałości obudowy zamkniętej (tzw. "shelving lowpass" http://www.linkwitzlab.com/filters.htm#5 ). Myślałem, że zrobię podobnie w samochodzie ze względu na małe głośniki 125mm (wolę coś takiego niż korekcja w radiu, ponieważ mogę lepiej to dostroić według gustu). Przy zasilaniu 9V, na wyjściu mogę miec maksymalnie 5Vp-p, więc jeżeli mam wzmocnienie 1,4 to na wejściu maksymalnie 3,5Vp-p. Czy sygnał z radia może byc wyższy? Może w takim razie dać operacyjne "rail to rail" (tylko jakie bo nie znam takich modeli) albo dzielnik na wejściu?

4) Czy R15 musi być do masy przez kondesator? Rozumiem, że jest to wskazane aby wzmocnienie dla DC było równe 1 tylko czy jest konieczne jeżeli są kondy odsprzęgające na wyjściu? Gdzieś czytałem że kondensatory w sprzęzeniu to raczej zło koniczne ale nie wiem czy to prawada.

5) Na wejściu dałem 100k do masy ale chyba na wyjściu nie jest konieczne jeżeli w TDA8571 jest obciążenie 30k?

6) Ponieważ TDA8571 lutuje na pająka i mam już w zasadzie przylutowane na wejściu C7,C8 470nF, czy dzielnik napięcia na wyjściu może być przed kondem odsprzęgającym?


Pzdr

[zbyszek]

znalazłem cos takiego: soryyyy za niostrośc z powodu upojenia...Tytuł artykułu "Samochodowy wzmacniacz HI-FI.Do auta wystarczy taki mieszaniecA tak of.t to ile czasu spedzasz w aucie???czy warto sie spuszczac???Oj,przepraszam za wyrazenia

[irek]

AD1) wiekszy kondensator na pewno poprawi tlumienie zaklocen, jesli zasilanie bedzie czyste to i bez niego uklad bedzie dzialac, wszystko zalezy jak dokuczliwe sa te zaklocenia. maksimum ktore stosowalem to 2x470k i 100u ale wtedy ustalanie sie warunkow pracy trwa bardzo dlugo. teoretycznie aktywny mid (wirtualna masa) jest lepszy jednak w praktyce malo kto go stosuje bo nigdy nie wiadomo co doda od siebie scalak i czy sie nie wzbudzi. poniewaz masz jeden wolny opamp to mozesz go do tego celu wykozystac w razie czego mozez odciac sciezke i poprowadzic mid pasywnie.

AD2) tak to kompromis miedzy szumami a znieksztalceniami choc w takich prostych ukladach jest to bez znaczenia. jesli z jakis powodow wygodniej ci zastosowac 22n to ok jednak wyjda ci juz minimalne rezystancje i warto zebyc o tym pamietal przy nastepnych ukladach.

AD3) jesli wzmocnienie jest male to ok tu wazna bedzie czulosc koncowek. jesli kazda koncowka ma czulosc np 1v to zeby w pelni je wysterowac sygnal wejsciowy musi byc duzo wiekszy bo filtry rozbijajac pasma niejako zmniejszaja sygnal. rail-to-rail by pomogly ale w tym ukladzie nie maja sensu, nie tedy droga.

AD4) chodzi o to zeby do mida nie wprowadzac sygnalu tylko zeby pracowal on jako zrodlo statycznego potencjalu, wprowadzony sygnal spowoduje przesluchy niskoczestotliwosciowe na calym ukladzie akurat w przypadku mida aktywnego (sztywnego) nie powinno miec to znaczenia. no i przy malych wzmocnieniach jest to dopuszczalne ale przy duzych juz nie chodzi o wzmocnienie dc ktore przy duzych wartosciach moze spowodowac ze napiecie stale na wyjsciu ''oprze sie'' o zasilanie i uklad nie bedzie dzialal dlatego w ukladach z pojedynczym zasilaniem daje sie ten kondensator a ci co uwazaja ze kondensatory sprzegajace psuja dzwiek stosuja po prostu zasilanie symetryczne, przy pojedynczym i tak nie unikniesz kondensatorow.

AD5 i 6) kondensator jest konieczny na wyjsciu HI bo dzielnik nie powinien pracowac na napieciu stalym, spokojnie zmniejsz wypadkowa rezystancje dzielnika do 10k a nawet mniej bo ta rezystancja ma juz spory wplyw na szumy. wartosci nie musza byc tak dokladne bo to i tak jest do skorygowania przy korekcji brzmienia na ucho.
jesli uklad jest jednostka niezalezna to na wejsciu/wyjsciu dobrze dac rezystory sciagajace bo dolaczanie sygnalow w trakcie pracy nie powoduje wtedy slyszalnego stuku/trzasku. jesli uklad pracuje na stale to nie jest to konieczne. generalnie to uklady zasilane napieciem stalym powoduja ze po wlaczeniu musza naladowac sie kondensatory sprzegajace i mid-y co powoduje slyszalny stuk dlatego czas zalaczenia koncowki mocy musi byc dluzszy. kolejne problemy to prowadzenie masy ktora jest wspolna dla sygnalu i zasilania i zeby nie wlazily w nia zaklocenia to opampy musza byc zasilane z czystego zrodla. do walki z problemami mas jeszcze dojdziemy a pojawia sie jak uruchomisz uklad.

mozesz probowac zrobic filtr w wersji pasywnej jak pokazal kolega wyzej. aktywna wersja ma mozliwosc kontroli dobroci w pasywnej dobroc jest stala, dla i rzedu Q=0,7 i mniej dla drugiego (nie pamietam dokladnie). linkwitz to dobroc 0,5 wiec bedzie blisko wersji pasywnej.

fajnie ze bierzesz sie za cos sam i smiem twierdzic ze tak zdobytej wiedzy nie da ci zadna szkola.

[krzysiek21]

Od mojego ostatniego postu udało mi się coś zmontować. Głośniki które kupiłem do samochodu to Dayton ND20FB i RS-125S-4 (trochę nietypowo jak do CA ale chciałem się przekonać jak "przyzwoite" głośniki HA wypadną w samochodzie i muszę powiedzieć, że się nie zawiodłem:). Wzmak jest umieszczony w obudowie po starym CD pod radiem samochodowym. Po zastosowaniu wskazówek Irka ostatecznie tak wygląda schemat wzmaka i zwrotki aktywnej (wartości rezystorów podyktowane są tym, że po prostu takie mam, a nie strojeniem co do Hz :))

Oczywiście nie obeszło się bez problemów przy uruchamianiu:) Okazało się że trochę bezmyślnie dałem za kondem na wyjściu niskich tonów rezystor 47k do masy. Zapomniałem, że w scalaku jest rezystor polaryzujący wejście:). Podobnie zrobiłem na wysokich tzn. za dzielnikiem nie dałem początkowo kondensatora

Po wprowadzeniu poprawek wszytko było OK z wyjątkiem 2 problemów:
1) zakłócenia od alternatora podczas pracy silnika
2) przy słuchaniu CD z radia szum i zakłócenia od napędu (problem z masą tak jak przewidywał Irek:)

Z pierwszym problemem poradziłem sobie dość szybko, mianowicie skorzystałem z filtra w radiu (cewka). Z drugim problemem jest już gorzej.
Schemat łączenia masy i zasilania poniżej (zwrotka złożona jest na płytce uniwersalnej, dlatego tak wygląda prowadzenie zasilania do operacyjnych)

Opis problemu i moje spostrzeżenia:
- przy słuchaniu radia brak zakłóceń i szumu (wygląda że jest OK)
- przy słuchaniu CD z radia wyraźny szum i zakłócenia od napędu (praca głowicy itp.) w głośnikach
- zakłócenia i szum nie zależą od ustawienia głośności w radiu (poziomu sygnału na wejściu zwrotki)
- łączenie masy sygnałowej z masa zasilania przy scalaku nic nie zmienia
- przy rozłączeniu masy pomiędzy radiem i zwrotnicą zakłócenia i szum wyraźnie wzrastają ale ich "brzmienie" jest bez zmian

Jeżeli moje prowadzenie masy jest bardzo niepoprawne, proszę o wyrozumiałość :)
W tygodniu wrzucę jeszcze fotki płytki (może problem leży w jej wykonaniu)
Z góry dzięki za wszelkie wskazówki

[irek]

Preamp powinien byc zasilany ze stabilizatora 8-9V.
Masa preampu i masa wejscia sygnalowego koncowki powinna laczyc sie z radiem tylko za pomoca ekranu przewodu sygnalowego. Na plytce wzmacniacza mozna je zewrzec rezystorem 10om.

[krzysiek21]

Preamp powinien byc zasilany ze stabilizatora 8-9V.
Masa preampu i masa wejscia sygnalowego koncowki powinna laczyc sie z radiem tylko za pomoca ekranu przewodu sygnalowego. Na plytce wzmacniacza mozna je zewrzec rezystorem 10om.

Wracając do tematu po długiej przerwie, mogę powiedzieć że poprawiłem prowadzenie masy i problem z zakłóceniami został rozwiązany. Preamp oczywiście od początku był zasilany ze stabilizatora, tylko nie narysowałem go na tym "dość schematycznym" rysunku:)
Wielkie podziękowania dla Irka za zainteresowanie tematem i pomoc!
Temat uważam za zamknięty.
Pozdrawam