TDA7293 mit Bandpass

[wiesonich]

Nabend,

im Datenblatt des TDA7293 besteht die Eingangsschaltung (vor Pin 3) nur aus einem Hochpass (C1 und R1), wobei laut "application suggestions" auf Seite 5 empfohlen wird, für R1 den selben Wert zu wählen wie für den Widerstand R3 aus der Gegenkopplung.

Wie lässt sich die Forderung R1 = R3 aufrecht erhalten, wenn dem Hochpass noch ein Tiefpass hinzugefügt werden soll, um einen Bandpass zu erhalten?

Könnt ihr mir da auf die Sprünge helfen?

Gruß und Dank

Edit:
Mir ist nicht klar, ob der TDA-Baustein die 22k zwischen Pin 3 und Masse sehen muss, oder ob das Quellgerät (CD-Player o.&#228 die 22k als Eingangsimpedanz gegen Masse sehen muss. Mit einem zusätzlichen Tiefpass vor Pin 3 lässt sich halt nur eines von beiden realisieren. Hier ein Bild, was ich meine:

[MFB]

Durch diese Widerstände fließt der Biasstrom. Daher sollen sie ähnlich groß sein, um keine zusätzliche Offsetspannung zu erzeugen.
Ob das nun wenige k mehr oder weniger sind, spielt keine große Rolle.
Was zu beachten ist, ist das der Eingang des TDA unbedingt einen Gleichstrompfad zur Masse braucht.
R1 darf nicht weggelassen werden!
Gruß
Jürgen

[wiesonich]

Na, das bringt doch mal Licht herein. Also ca. 22k an Pin 3 gegen Masse.

Ich hätte noch eine Frage zum Verstärkungsmaß bzw. den Werten der Gegenkopplungs-Widerstände:
Wie klein darf der Widerstandswert von R3 in der Gegenkopplung eigentlich werden? Theoretisch ließe sich das empfohlene Verstärkungsmaß von 30dB ja über jede beliebige Widerstandskombination aus R2 und R3 einstellen.

Hintergrund:
Wenn der oben gezeichnete Bandpass neben der Filterfunktion auch noch ein ohmsches Dämpfungsmaß aufweisen soll, um zum Beispiel ein PA-Eingangssignal auf Hifi-Signal zu dämpfen, dann ergibt sich bekanntlich eine etwas andere Anordnung der Widerstände im Bandpass, die dazu führt, dass der Kondensator Cx für den Tiefpass einen nur noch sehr kleinen Wert im Bereich einiger Pico-Farad aufweisen dürfte, um die obere Grenzfrequenz nicht zu verschieben. Das ist nicht so prickelnd, und Wima-Kondensatoren gibt es beim Conrad um die Ecke auch nur bis 100 Pico-Farad. Die könnte man aber einsetzen, wenn man das Verstärkungsmaß des TDA über eine andere Widerstandkombination mit kleinerem R3 (sowie R1) und entsprechend größerem R2 bildet, weil Rx dann kleiner ausfallen könnte und Cx somit größer.

Hoffe, das ist jetzt nicht zu tüddelig..

[MFB]

hmm, ich seh da kein großes Problem.
Du könntest Eingangsteiler und Tiefpaß-Kondensator kombinieren und das Ganze "links" vom Koppelkondensator plazieren.
Kostet einen Widerstand mehr, gibt aber mehr Freiheit bei der Dimensionierung.
Gruß
Jürgen

[wiesonich]

Den Tiefpass möchte ich lieber möglichst nahe am TDA-Baustein belassen, also rechts vom Koppel-Kondensator C1. Dadurch erhoffe ich mir, nicht nur solche Hochfrequenz zu blocken, die über das Signalkabel eingeschleppt wird, sondern auch solche, die über die Leiterbahnen der Platine eingestreut wird. Die Signal-Leiterbahn auf der geplanten Platine wird etwa 7-8 cm lang. Vielleicht bin ich da etwas übervorsichtig, aber ich habe ein wenig Angst, weil der TDA-Baustein so empfindlich auf HF-Einstreuungen reagieren soll.

Verständnisfrage zu deinem Vorschlag:

Der Hochpass-Widerstand R1 und die Widerstände des Spannungsteilers wären gleichstromtechnisch über den Hochpass-Kondensator C1 voneinander getrennt, wechselstromtechnisch wären sie aber miteinander gekoppelt. Bedeutet das für den Biasstrom des TDA, dass trotz der Wechselspannungskopplung des Teilers lediglich der Hochpass-Widerstand R1 mit seinen 22k wirksam wäre?

Bei freier Auslegung des Spannungsteilers käme ich nämlich mit einem Tiefpass-Kondensator von 100pF und einer Trennfrequenz um 200kHz auf einen Teilerwiderstand von insgesamt etwa 10k bzw. 2k gegen Masse. Wechselstromtechnisch ergäben diese 2k halt ein starkes Missverhältnis zum Gegenkopplungswiderstand R3. Spielt die Wechselstromkopplung des Spannungsteilers mit R1 keine Rolle für die Forderung R1 = R3?

[MFB]

Offsetspannung ist Gleichspannung, da zählt der Wechselstromwiderstand nicht.
100p ist ziemlich niedrig, wieso ist Dein Vorwiderstand so hoch?
Gruß
Jürgen

[wiesonich]

Der Teiler bestimmt ja im Wesentlichen die Lastimpedanz für das Quellgerät. Und die 10k finde ich als Eingangsimpedanz ganz passend. Mit zum Beispiel 680p anstatt 100p im Tiefpass hätte der Teiler nur noch 1,5k entgegen zu setzen. Das erscheint mir etwas wenig. Auf der anderen Seite weiß ich allerdings nicht, ob die 100p für den Tiefpass praktisch überhaupt noch sinnvoll sind. Theoretisch wohl schon, aber möglicherweise haben die Leiterbahnen auf der Platine schon höhere Kapazitäten.

Was meinst du? Welchen Eingangsteiler (für ein PA-Signal ) und welche Tiefpass-Kapazität (bei fo 200kHz) hälst du für sinnvoll? Das Ganze ist schon irgendwie ein Spagat..

[MFB]

wie stark möchtest Du denn teilen?
Ein 4:1 Teiler mit 10k Eingangswiderstand hätte etwa 2k Ausgangswiderstand.
Da käme man auf so auf 390p.
Gruß
Jürgen

[wiesonich]

Oh, das ist mir jetzt peinlich. Ich habe nur den Reihenwiderstand (8k) des Teilers zur Frequenzberechnung herangezogen. Die 390p sind ja schon eine bessere Hausnummer. 4:1 passt.

Habe nochmal über die räumliche Anordnung der Bauteile nachgedacht. Der Teiler muss ja nun links vom Koppel-Kondensator liegen, um ihn vom rechts liegenden R1 zu entkoppeln. Wäre es in dieser Anordnung möglich oder (mit Blick auf HF-Störungen) von Vorteil, den Tiefpass-Kondensator vom Teiler wegzunehmen und ihn rechts, also nahe am TDA-Baustein zu plazieren?

[MFB]

je dichter, desto besser.
Aber das gilt natürlich nur dann, wenn dicht am TDA auch eine gute HF-taugliche Masse da ist.
Gruß
Jürgen

[wiesonich]

Bei mir soll die Signalmasse aus einer Kupferfläche bestehen, die auf der Platinenoberseite knapp ein drittel der Gesamtfläche bedeckt und weitgehend geschlossen bis an den TDA-Baustein heranreicht. Die Powermasse verläuft getrennt von der Signalmasse auf der Unterseite der Platine. Beide Flächen überlappen sich dabei ein wenig. Ganz ähnlich wie das vorgeschlagene Layout aus dem Datenblatt des TDA-Bausteins auf Seite 11 (Fig. 8a/b). Nur etwas kompakter für drei parallel geschaltete TDAs. Wäre so eine Masse HF-tauglich?

Die Verbindung der Signalmasse und der Powermasse wollte ich eigentlich am GND-Anschluss der Platine vornehmen um eventuelle Vermischungen des Signalstromes und des Powerstromes auf der Platine zu vermeiden. Aber zu meiner großen Überraschung wird im Datenblatt empfohlen, diese Verbindung an einem der Puffer-Elkos "mitten Mang" auf der Platine vorzunehmen, obwohl der direkte Weg zum GND-Anschluss der Platine sogar noch kürzer wäre. Der Sinn dessen erschließt sich mir zwar nicht, aber im Vertrauen an die Entwickler des TDA-Bausteins sollen deshalb auch bei mir die Signalmasse und die Powermasse "mitten Mang" an einem der Blockkondensatoren verbunden werden.

Hast du eine Idee, warum die Entwickler vorschlagen, die Massen nicht am GND-Anschluss miteinander zu verbinden, sondern an einem der Elkos?

[MFB]

Masseflächen sind gut.
Die Verstärkerströme fließen durch die Siebelkos und natürlich auch durch die Stützelkos auf der Platine. Der Punkt zwischen den Elkos stellt hier sozusagen das Auge des Sturms da und bietet sich als Verbindung an.
Richtig überzeugende Massekonzepte hab ich noch nicht gesehen. Ohne Kompromisse scheint es nicht zu gehen.

wird im Datenblatt empfohlen

Dann würde ich das auch ernst nehmen. Es sind ja auch Musterlayouts abgedruckt.
Gruß
Jürgen

[wiesonich]

Interessanter Vergleich.

Die Musterlayouts sind wirklich sehr hilfreich. Trotzdem fällt es mir nicht leicht, bestehende Kompromisse im Layout zu erkennen und abzuschätzen. Zudem soll meine Platine kleiner werden - es kommen also noch weitere Kompromisse hinzu, wie eine höhere Bauteildichte.

Hier frage ich mich zum Beispiel, wie nahe die Widerstände und Kondensatoren der Eingangsschaltung bzw. deren Massefläche wohl an die Puffer- oder Stützelkos heran geführt werden dürfen. Der "Sturm" wütet ja nicht nur innerhalb der Leiterbahnen, sondern streut über Magnetfelder ja auch durch die Luft in der Gegend herum. Wie stark und wie störend wirkt das Magnetfeld der Power-Elkos auf die Umgebung? Wie dicht darf man ran an so einen Power-Elko?

[MFB]

Elkos haben es nicht gerne warm. Die würde ich ungern zu dicht neben dem Chip ober Kühlkörper plazieren.
Bzgl. Magnetfelder bin ich überfragt. Vermutlich ist das kein sehr großes Problem.
Die galvanischen Verkopplungen halte ich für wichtiger.

[wiesonich]

Der Bootstrap-Elko sitzt recht nahe am Kühlkörper zwischen den TDA-Bausteinen. Finde aber kaum einen anderen Platz auf der kleinen Platine. Zur Not muss der nach dem Einlöten etwas vom Kühlkörper weggebogen werden. Welche Spannungsfestigkeit muss der Bootstrap-Elko eigentlich aufweisen? Habe im Datenblatt keine direkte Angabe darüber gefunden.

Ansonsten sitzt der Gegenkopplungs-Widerstand recht nahe am Kühlkörper. Wollte ihn möglichst weit von der Eingangsschaltung weghalten. Vielleicht sollte ich den wieder etwas vom Kühlkörper wegrücken, um die Gegenkopplung nicht temperaturabhängig werden zu lassen.

Danke für deine Tipps. Die helfen mir sehr!