Leistungsvariable Mosfetendstufe

richi44 schrieb:

Ist alles genau so richtig. R4 und C3 bleiben. Offset-Abgleich ist nicht nötig, man könnte höchstens bei IC2 einen Abgleich vorsehen, um damit einen allfälligen Offsetrest am Amp-Ausgang auszugleichen. Mit den beiden Trafowicklungen bekommst Du einfach eine Zweiweggleichrichtung, aber nur Plus, also rund 24V. So wird ja auch die Plus-Stromversorgung gemacht. Für die Minus-Versorgung sind einfach die Dioden umgekehrt drin.

Ok. Warum bleibt C3? Der ist doch "nur" um DC zu blocken. Oder? Ich mach bei IC2 den Abgleich und stell den Plan später ein.

Bezüglich Trafo: Der Elefant war schon recht groß, der auf meiner Leitung stand. Also, so anklemmen wie ich schrieb. Ich mal das mal auf.

Netzteil: Wie groß sollten die Sieb Elkos sein?

Stefan

C3 BLEIBT!
Damit kein Offset am Ausgang entsteht, darf die eigentliche Endstufe keine Gleichstromkopplung über alles haben. Wenn jetzt ein Offset entsteht, so wird diese Gleichspannung zum Eingang zurückgeleitet und mit der vollen Openloop-Verstärkung zurückgeregelt, wenn es keine DC-Kopplung gibt.
Wenn aber C3 entfällt, so ist die Verstärkung für alle Frequenzen, inkl. DC 4 und somit gibt es keinen Offset-Ausgleich über die Gegenkopplung. Es geht also nicht darum, dass keine DC von IC1 nach IC2 gelangt, sondern dass keine DC vom Verstärkerausgang am IC1 abgeblockt wird. Dieser würde ja die DC auf seine Ausgangsspannung klemmen.

Zeichne erst mal das Netzteil und stell es ein. Dann schauen wir uns die Sache an und legen die Bauteilwerte fest.

So, jetzt noch einmal der Endstufenplan:



Und der Netzteilplan:



Als Trafo dachte ich an:

http://www.reichelt....D=3321;ARTICLE=15284

Stefan

P.S. Sicherungen habe ich vergessen. Wo sollen welche hin? Ich dachte, lediglich eine Primärsicherung reicht.

P.P.S. Benötigen, außer die Mos-Fets, die T´s eine Kühlung?

P.P.P.S. Macht es Sinn direkt an die Fets noch Elkos zu hängen? So 470 yF?

Das hab ich befürchtet. Jetzt haben wir ein Problem.
Du hast die Speisung für die Endstufe mit allen OPV einfach aus der Trafospannung erstellt. Der Trafo hat 18V Wechselspannung, wenn er mit 80VA belastet ist. Im Leerlauf wird er etwa 5% mehr Spannung liefern. Und die Netzspannung von 230V kann um mehr als 5% höher sein. Das bedeutet, dass wir rund 27V Gleichspannung zu erwarten haben, der OPA 604 verträgt aber als absoluten Grenzwert nur 25V.
Das bedeutet, dass Du mit der Trafospannung runter musst auf etwa 15 bis 16V. Dann sind maximal 15% Reserve vorhanden.
Und zweitens darfst Du sinnvollerweise nur den eigentlichen OPV (IC2) der Endstufe direkt an die Endstufenspeisung anschliessen. Die Speisungen für die anderen OPV MÜSSEN stabilisiert sein. Also nehmen wir halt zwei Stabi 7815 / 7915 und verwenden +/-15V sowie die Bauteilwerte, die ich ursprünglich im Antiplopp angegeben habe, weil sich das ja auf die 15V Speisung bezogen.
Ohne die Stabilisierung sind die Spannungen an den Spannungsteilern unstabil (noninvers IC3, Invers IC4) und somit können diese IC ein Signal generieren, das die Endstufe ausschalten lässt. Gerade unter Last würde die Speisung einbrechen und könnte so ein Abschalten auslösen. Dieses würde aber sofort wieder beendet, weil ja kein Lautsprecherstrom mehr fliesst und damit die Speisung wieder ansteigt. Das wäre möglicherweise ein fröhliches Geklacker.

Also, alles ausser der eigentlichen Endstufe und dem Lautsprecherrelais an die stabilisierten +/-15V!!

Und gleich weiter:
Rechnen wir mal mit einer Trafospannung von 15V, so bekommen wir eine Gleichspannung von rund 20V mit dem Spannungsabfall am Gleichrichter. Das macht total 40V als SS-Spannung, die am Lautsprecher anliegen kann.
Rechnen wir mit einem 4 Ohm-Lautsprecher, so kann der nach DIN als Minimum 3,2 Ohm haben. Das ergibt einen SS-Strom von 12,5A. Und das wiederum eine maximale Effektivleistung von 62,5W. Da ist der Trafo mit 80VA schon eher unterdimensioniert. Ich würde da 100VA wählen.

Und jetzt rechnen wir mal, was wir an Elkos haben müssen. Wir haben einen Spitzenstrom von 6,25A. Und wir lassen eine restliche Brummspannung von 1V am Elko zu. Mehr könnte bei dieser Schaltung mit IC2 direkt an der Speisung etwas problematisch werden.
1 Farad entspricht einer Ladespannung von 1V bei einem Ladestrom von 1A bei einer Ladedauer von 1S.
Unsere Ladedauer ist 10mS, also ein Hundertstel, folglich wäre bei 1V und 1A die Kapazität 1/100 Farad oder 10'000 Mikrofarad.
Wir haben es aber nicht mit 1A zu tun, sondern im Spitzenfall mit 6,25A, also muss der Elko jeweils 62'500 Mikrofarad sein.
Du musst also im Plus wie im Minus jeweils drei 22000Mikrofarad parallel schalten.

Eine Alternative wäre die Verwendung des Trafos mit 18V und der Stabilisierung der übrigen IC. Bei IC2 liegen ja in der Speisung die Widerstände R10 und R12, an welchen etwa 3 bis 4V abfallen, sodass die Speisespannung nicht überschritten wird. Wenn wir nun einen Restbrumm von etwa 3V an den Netzteilelkos einkalkulieren, könnte man jeweils nur einen Elko von 22000 Mikrofarad einplanen.

Hallo,

ich hab das mal schnell gelesen.

Spontaner Einfall: Doch den Trafo (Mehr Leistung wird von der Bauhöhe zu hoch ) und für die OP´s, außer IC2, einfach 7824und 7924 nutzen? Außerdem trotzdem drei 22.000yF je Seite? Oder, wegen Bauform, mehrere Kleinere?

Außerdem habe irgendwo hier im Forum zu solch einem Netzteil folgendes gelesen:

Baut man im Netzteil mehrere Elkos und Kerkos ohne Entkopplung hintereinander, produziert man hochfrequente Schwingkreise. Hinter(!) die Elkos und vor die Kerkos mindestens eine Ferritperle. Auch sollte man für alle Fälle einen Widerstand 100R in Reihe zu den Snubberkondensatoren über den Gleichrichtern vorsehen.

Wobei ich das hinter und vor usw. nicht so recht verstanden habe.

Da der OPA 604 doch ein JFET ist, stellt sich mir die Frage, ob wir R2 und C2 nicht entfallen lassen können?

Macht es Sinn wegen einer möglichen Schwingneigung den Ausgang vor zu belasten? So 1K gegen Masse. Oder gegen UB?

Außerdem habe ich irgendwo gelesen:

Begrenzt man die Gatespannung auf die 6,2V mit den Z-Dioden, begrenzt der Amp ungefähr bei etwa 10A Ausgangsstrom, stark tempreatur- und exemplarabhängig. Ist das so gewollt?

Was meinst Du dazu?

Stefan

P.S. Wie hoch darf eigentlich die max. Eingangsspannung sein? Doofe Frage?

hallo ritchi

der durchscnittliche gleichstrom den ein verstärker aufnimmt ist ca 1/3 des spitzenstroms an der last(geteilt durch phi). für dein beispiel sieht das dann so aus: Ub +- 20V last 4Ohm. der verstärker kann nicht die volle betriebsspannung am ausgang zur verfügung stellen. nehmen wir ca 18V spitzenspannung am lastwiderstand. dann hast du folgende werte: 4,5A spitzenstrom, ca 1,5A die in den vestäkerblock fliessen. daraus ergibt sich eine sinus-ausgansleistung von ca 40W, die vom verstärker aufgenommene leistung ist ca 60W.

gruss hjuergen

haju schrieb:

hallo ritchi der durchscnittliche gleichstrom den ein verstärker aufnimmt ist ca 1/3 des spitzenstroms an der last(geteilt durch phi). für dein beispiel sieht das dann so aus: Ub +- 20V last 4Ohm. der verstärker kann nicht die volle betriebsspannung am ausgang zur verfügung stellen. nehmen wir ca 18V spitzenspannung am lastwiderstand. dann hast du folgende werte: 4,5A spitzenstrom, ca 1,5A die in den vestäkerblock fliessen. daraus ergibt sich eine sinus-ausgansleistung von ca 40W, die vom verstärker aufgenommene leistung ist ca 60W. gruss hjuergen

Erstens gehe ich davon aus, dass die Last bei einer Nennimpedanz von 4 Ohm im Minimum 3,2 Ohm darstellt.
Zweitens handelt es sich nicht um eine bipolare Endstufe. Dort sind Restspannungen über den Endtransistoren von 2V oder mehr zwingend. Bei einer MOSFET-Endstufe ist entweder die Spannung höher, wenn die Sources den Ausgang bilden, oder aber der Spannungsabfall kann bis NULL werden, wenn (wie in diesem Fall) die Drains verbunden sind. Man kann folglich wirklich davon ausgehen, dass man die volle Spannung von 20V am Ausgang hat. Das ergibt bei 3,2 Ohm einen Spitzenstrom von 6,25A und damit eine maximale Effektivleistung von 62,5W.
Das bedeutet, dass ich dem Verstärker das rund 1,5 fache an Leistung zuführen muss, also 100W, wenn ich diese maximale Leistung auch als Dauerleistung zur Verfügung haben will. Wenn ich dies nur als Impulsleistung abgeben will, kann ich natürlich den Trafo kleiner wählen, was aber irgendwie nicht die feine Art ist. Wenn man sowas will, kauft man sich ein Billigverstärkerlein für 80€, der eine PMPO-Leistung von 800W besitzt.

Verrückter schrieb:

Hallo, ich hab das mal schnell gelesen. Spontaner Einfall: Doch den Trafo (Mehr Leistung wird von der Bauhöhe zu hoch ) Siehe vorherige Antwort. Es funktioniert, wenn Du die Nennleistung in dem Moment bei etwa 50W begernzt (einfach nicht so lange so laut hören!!) und für die OP´s, außer IC2, einfach 7824und 7924 nutzen? Woher soll dann die höhere Spannung kommen? Du brauchst über dem Stabi im Minimum 3,5V. Also kommt nur +/-15V in Frage. Und das wäre eh die beste Lösung, denn alle Schaltungen waren mal auf diese Spannung berechnet, die auch in allen Datenblättern als Grundlage dienen. Und wenn Du mal noch irgendwas zusätzliches einbauen willst, sind die 15V praktisch Pflicht. Außerdem trotzdem drei 22.000yF je Seite? Oder, wegen Bauform, mehrere Kleinere? Mehrere kleinere sind generell besser Außerdem habe irgendwo hier im Forum zu solch einem Netzteil folgendes gelesen: Baut man im Netzteil mehrere Elkos und Kerkos ohne Entkopplung hintereinander, produziert man hochfrequente Schwingkreise. Hinter(!) die Elkos und vor die Kerkos mindestens eine Ferritperle. Auch sollte man für alle Fälle einen Widerstand 100R in Reihe zu den Snubberkondensatoren über den Gleichrichtern vorsehen. Wobei ich das hinter und vor usw. nicht so recht verstanden habe. Es ergibt sich eine Reihe von Elkos, an denen die Masse und das Plus (Minus) verbunden werden. Die Trafomasse wird am Anfang der Reihe angeschlossen, also auf der Seite, wo auch der Gleichrichter landet. Da würde ich sowohl am Plus als auch an der Masse eine Perle drauf stecken. Dann kommen die Verbindungen zu den nächsten Elkos. Die Masse mit einem dicken Draht (2,5Qm) verbinden und das Plus mit einem 1,5er Draht. An jede Seite, also zum vorherigen und zum nachfolgenden Elko eine Perle. Ganz am Schluss der Reihe nimmst Du die Masse für den Verstärker und den Lautsprecher ab und ebenfalls das Plus (Minus) ohne Perle. Am Speise-Eingang des Verstärkers je einen Folienkondensator gegen Masse, nahe bei den Endtransistoren. Da der OPA 604 doch ein JFET ist, stellt sich mir die Frage, ob wir R2 und C2 nicht entfallen lassen können? Ich verwende natürlich FET-OPV nur da, wo es Sinn macht und das ist hier nur IC2, alle anderen könnten bipolare FET sein. Da Du als IC1 einen Fet hast, kann natürlich R2 und C2 entfallen. Macht es Sinn wegen einer möglichen Schwingneigung den Ausgang vor zu belasten? So 1K gegen Masse. Oder gegen UB? Der Ausgang von IC1 ist durch die Gegenkopplung der Endstufenschaltung schon belastet und zwar mit den 10k R4. Und da wir mit einer Eingangsspannung von 3,53V an der Endstufe rechnen können, ist die Last auf dem Ausgang IC1 genügend. Außerdem habe ich irgendwo gelesen: Begrenzt man die Gatespannung auf die 6,2V mit den Z-Dioden, begrenzt der Amp ungefähr bei etwa 10A Ausgangsstrom, stark tempreatur- und exemplarabhängig. Ist das so gewollt? Was meinst Du dazu? Das stimmt. Man könnte natürlich irgend eine komplizierte Klemmschaltung bauen, bei welcher man die Klemmspannung einstellen und temperaturabhängig gestalten kann. Das macht aber keinerlei Sinn. Der Sinn der Übung ist, den Strom zu begrenzen. Ob das nun bei 8A oder 16A ist, spielt eine untergeordnete Rolle. Durch die Strombegrenzung werden die Endtransistoren vor einem Kurzschluss der Lautsprecherleitung geschützt. Und man wird die Netzsicherung so auslegen, dass der Verstärker die 60W dauernd liefern kann, nicht aber eine höhere Leistung, sodass bei einem Kurzschluss die Sicherung raus fliegt. Wichtig ist einfach, dass man den Kühlkörper so wählt, dass die Transis für die kritische Zeit nicht überhitzt werden. Stefan

Sorry, für das Undurchsichtige hier (antwort im Zitat und danach):

richi44 schrieb:

Verrückter schrieb: Hallo, ich hab das mal schnell gelesen. Spontaner Einfall: Doch den Trafo (Mehr Leistung wird von der Bauhöhe zu hoch ) Siehe vorherige Antwort. Es funktioniert, wenn Du die Nennleistung in dem Moment bei etwa 50W begernzt (einfach nicht so lange so laut hören!!) Ist ja erst einmal für die Messbox, da sollten auch 50 Watt reichen. und für die OP´s, außer IC2, einfach 7824und 7924 nutzen? Woher soll dann die höhere Spannung kommen? Du brauchst über dem Stabi im Minimum 3,5V. Also kommt nur +/-15V in Frage. Und das wäre eh die beste Lösung, denn alle Schaltungen waren mal auf diese Spannung berechnet, die auch in allen Datenblättern als Grundlage dienen. Und wenn Du mal noch irgendwas zusätzliches einbauen willst, sind die 15V praktisch Pflicht. Das stimmt. Mh, das ist blöd, dass ich meine Gehirnzellen... Also, ich nehme einen 2x15V/80VA Trafo und mach die Gleichrichtung/Siebung (dazu gleich mehr). Dann wird über diese Schaltung die eigentliche Endstufe betrieben. IC 1/3/4 werden zusätzlich über 7815/7915 betrieben. Dann kann ich auch andere OP nehmen. Außerdem trotzdem drei 22.000yF je Seite? Oder, wegen Bauform, mehrere Kleinere? Mehrere kleinere sind generell besser gut! Außerdem habe irgendwo hier im Forum zu solch einem Netzteil folgendes gelesen: Baut man im Netzteil mehrere Elkos und Kerkos ohne Entkopplung hintereinander, produziert man hochfrequente Schwingkreise. Hinter(!) die Elkos und vor die Kerkos mindestens eine Ferritperle. Auch sollte man für alle Fälle einen Widerstand 100R in Reihe zu den Snubberkondensatoren über den Gleichrichtern vorsehen. Wobei ich das hinter und vor usw. nicht so recht verstanden habe. Es ergibt sich eine Reihe von Elkos, an denen die Masse und das Plus (Minus) verbunden werden. Die Trafomasse wird am Anfang der Reihe angeschlossen, also auf der Seite, wo auch der Gleichrichter landet. Da würde ich sowohl am Plus als auch an der Masse eine Perle drauf stecken. Dann kommen die Verbindungen zu den nächsten Elkos. Die Masse mit einem dicken Draht (2,5Qm) verbinden und das Plus mit einem 1,5er Draht. An jede Seite, also zum vorherigen und zum nachfolgenden Elko eine Perle. Ganz am Schluss der Reihe nimmst Du die Masse für den Verstärker und den Lautsprecher ab und ebenfalls das Plus (Minus) ohne Perle. Am Speise-Eingang des Verstärkers je einen Folienkondensator gegen Masse, nahe bei den Endtransistoren. Sorry, aber ich versteh es nicht. Vielleicht ein zu großer Elefant. Die Perlen (Tantal) sollen Parralel zu den Elkos? Oder in Reihe? Nein in Reihe kann eigentlich nicht Da der OPA 604 doch ein JFET ist, stellt sich mir die Frage, ob wir R2 und C2 nicht entfallen lassen können? Ich verwende natürlich FET-OPV nur da, wo es Sinn macht und das ist hier nur IC2, alle anderen könnten bipolare FET sein. Da Du als IC1 einen Fet hast, kann natürlich R2 und C2 entfallen. Da es andere OP´s werden (siehe oben) bleiben die drin. Macht es Sinn wegen einer möglichen Schwingneigung den Ausgang vor zu belasten? So 1K gegen Masse. Oder gegen UB? Der Ausgang von IC1 ist durch die Gegenkopplung der Endstufenschaltung schon belastet und zwar mit den 10k R4. Und da wir mit einer Eingangsspannung von 3,53V an der Endstufe rechnen können, ist die Last auf dem Ausgang IC1 genügend. gut. Außerdem habe ich irgendwo gelesen: Begrenzt man die Gatespannung auf die 6,2V mit den Z-Dioden, begrenzt der Amp ungefähr bei etwa 10A Ausgangsstrom, stark tempreatur- und exemplarabhängig. Ist das so gewollt? Was meinst Du dazu? Das stimmt. Man könnte natürlich irgend eine komplizierte Klemmschaltung bauen, bei welcher man die Klemmspannung einstellen und temperaturabhängig gestalten kann. Das macht aber keinerlei Sinn. Der Sinn der Übung ist, den Strom zu begrenzen. Ob das nun bei 8A oder 16A ist, spielt eine untergeordnete Rolle. Durch die Strombegrenzung werden die Endtransistoren vor einem Kurzschluss der Lautsprecherleitung geschützt. Und man wird die Netzsicherung so auslegen, dass der Verstärker die 60W dauernd liefern kann, nicht aber eine höhere Leistung, sodass bei einem Kurzschluss die Sicherung raus fliegt. Wichtig ist einfach, dass man den Kühlkörper so wählt, dass die Transis für die kritische Zeit nicht überhitzt werden. Klingt gut. Stefan

Mh, wie hoch darf in dieser Konstellation die max. Eingangsspannung sein?

Macht die OffSet Einstellung an IC2 wirklich Sinn? Oder ist das übertrieben? Der OP macht max. 5mV. Bei einem Gain von 4 wären das max. 20mV. Oder macht es Sinn einen eventuellen Ofset somit entgegen zu wirken?

Was ist mit Elko, 470yF z.B., direkt an den Fets?

Wieviel Strom ziehen die IC1(NE5534)/3/4(TL072) jeweils, über die Betriebsspannung?

Stefan

Stefan

Mh, wie hoch darf in dieser Konstellation die max. Eingangsspannung sein? Macht die OffSet Einstellung an IC2 wirklich Sinn? Oder ist das übertrieben? Der OP macht max. 5mV. Bei einem Gain von 4 wären das max. 20mV. Oder macht es Sinn einen eventuellen Ofset somit entgegen zu wirken? Was ist mit Elko, 470yF z.B., direkt an den Fets? Wieviel Strom ziehen die IC1(NE5534)/3/4(TL072) jeweils, über die Betriebsspannung? Stefan

Ich habe gesagt, dass maximal 62,5W an 3,2 Ohm möglich werden. Das ergibt eine Ausgangsspannung von ( U = Wurzel PxR) 14,14V. Die Endstufe hat eine Verstärkung von 4, die Vorstufe eine von 11,9, macht eine Eingangsempfindlichkeit von 296.7mV.

Ich habe bisher die Offseteinstellungen an IC nie verwendet. Und bei Einsatz eines TL071 (oder FET-OPA) als IC2 ist ein Offsetabgleich auch nicht nötig. Wenn man einen NE5534 als IC2 einsetzt, kann eine geringe Offste-Spannung am Amp-Ausgang übrig bleiben. Bei Gleichspannung ist die Endstufen-Verstärkung 1, das bedeutet, dass am Ausgang eine Offset-Spannung entsteht, die gleich gross ist, wie jene am Eingang. Und der Eingangs-Offset ist die Folge der Widerstands-Differenz der beiden OPV-Eingänge. Am einen Eingang haben wir Masse, am anderen 40k. Das ergibt bei einem maximalen Basisstrom von 1,5 Mikroampere 0,06mV.
Weiter entsteht eine Offset-Spannung, weil die beiden FET nicht genau identisch sind und der gleiche Strom bei unterschiedlichen Gatespannungen fliesst. Nun sind aber die beiden Widerstände R10 und R12 gleich. Somit muss der OPV einen unterschiedlichen Strom durch diese Widerstände ziehen. Also muss eine geringe Offsetspannung am Ausgang vorhanden sein, damit dies geschieht. Diese Offsetspannung am Ausgang kann sich im Bereich weniger mV bewegen und ist eigentlich kein Gedanke wert. Ob sich das mit der Offseteinstellung am IC ausgleichen liesse, müsste ausprobiert werden.

Ob 470My und Folienkondensatoren (0,47My) etwas bewirken, kann ich nicht sagen. Ich habe in meinen Schaltungen bisher darauf verzichtet. Wenn man die Zuleitungen zu den FET kurz hält, sollte so eine Massnahme nicht nötig sein, aber schaden kann sie nicht.

Ich rechne pro IC mit 10mA. Das ist einfach so eine Faustformel, um die Netzteilbelastung abzuschätzen.

Gruss
Richi

Hallo,

ich habe mal den Endstufenplan überarbeitet. Wobei IC3 ein TL072 ist.



Ist so alles korrekt? Insbesondere bezüglich der Spannungsversorgungen?

Zum Netzteil habe ich aber trotzdem noch Fragen:

Es ergibt sich eine Reihe von Elkos, an denen die Masse und das Plus (Minus) verbunden werden. Die Trafomasse wird am Anfang der Reihe angeschlossen, also auf der Seite, wo auch der Gleichrichter landet. Da würde ich sowohl am Plus als auch an der Masse eine Perle drauf stecken. Dann kommen die Verbindungen zu den nächsten Elkos. Die Masse mit einem dicken Draht (2,5Qm) verbinden und das Plus mit einem 1,5er Draht. An jede Seite, also zum vorherigen und zum nachfolgenden Elko eine Perle. Ganz am Schluss der Reihe nimmst Du die Masse für den Verstärker und den Lautsprecher ab und ebenfalls das Plus (Minus) ohne Perle. Am Speise-Eingang des Verstärkers je einen Folienkondensator gegen Masse, nahe bei den Endtransistoren.

Wie sollen die Tantal geschaltet sein? Prrrallel zu den Elkos? Wie kommt dan die Aussage vor und nach zustande? Ich hatte eigentlich Kerkos geplant, die direkt unter der Platine an den Elkopins kommen. Da ist es doch Wurscht ob die links oder rechts neben den Pin gelötet sind. Sind Perlen Tantal? Wenn ja, warum sind die besser und wie groß sollen die sein? Sollen die Kerkos dann raus oder auch noch? Was ist mit dem Widerstand in Reihe zu den C´s bei den Dioden? Und was ist mit den C´s? Sollen das auch lieber andere sein?

Ist die max. Eingangsspannung nicht zu gering? Eigentlich sollten das doch was bei 750 mV sein. Oder?!

Gruß

Stefan

Hallo,

mit Perlen sind Ferritperlen gemeint, jedenfalls ursprünglich von mir. Und wenn ich richtig verstanden habe, meint es Richi ebenso:
Plus- und Minusseite
Trafo - Ferritperle - Elko( - Ferritperle - Elko...) - Kerko oder LowESR-Elko - Ampbetriebsspannung

Masseseite
Trafo - Ferritperle - Elko( - Elko...) - Kerko oder LowESR-Elko - AmpGND
Hier also eine "unterarmdicke Strippe" durchziehen.

Der Sinn liegt in der mit steigender Frequenz zunehmenden Dämpfung durch die Ferrite, dazu sind verlustbehaftete Typen einzusetzen, also mit niedriger Güte. Ich such mal was raus. Die Dinger können natürlich gerne SMD sein.

Ob Bauelemente "links oder rechts voneinander" eingelötet werden, ist im Schaltplan und vielleicht noch bei NF egal, bei HF nicht mehr. Die parasitären Schwingkreise zwischen Elko und Elko oder Kerko bewegen sich üblicherweise im MHz-Bereich.

Danke Timo,

aber eines ist mir immernoch nicht klar. Sie sollen also parrallel? Und links oder rechts ist doch wichtig. Aber direkt unter der Platine ist in Ordnung?

Stefan

P.S: Has Dich entschieden?

Ich schreibe noch...
Nein, nicht parallel, sondern als Pi-Filter, C nach GND, zwischen den pos. (bzw. neg.) Anschlüssen der C je einen Ferrit. GND durchziehen. Die Cs bilden also die Säulen und die Ferrite das Dach des Pi.
So verständlich? Oder soll ich was aufmalen?

Edit:
Ich wünsche mir ganz dringend einen symmetrischen Eingang (XLR), der sich meiner Ansicht nach auch sehr leicht realisieren läßt (IC5 als einfacher Differenzverstärker, mit nur einem Widerstand zusätzlich). Kann mal bitte jemand dem Stefan gut zureden, daß er mir diesen Vorweihnachtswunsch genehmigt? Danke!

Ich stehe gerade auf dem Dach, habe etwas vergessen, und schraube dort ein VA Blech an. Und nun lese ich so was. Ich mal mal was auf, später. Und Du bekommst Deinen XLR Eingang! Aber erst Entscheidung!

Stefan

Hallo,

welchen Wert muss R25 und C9 bei folgendem Relais sein? (Wie berechnet sich die Werte?)

http://de.farnell.com/jsp/endecaSearch/partDetail.jsp?SKU=1169174

Stefan

P.S. Sollten die Netzteildioden gekühlt werden?

So, jetzt mal einige Antworten:
Wenn kein Eingangspot mehr vorgesehen ist, sollte man die Verstärkung tatsächlich reduzieren. Und dann kann und sollte man auch den Eingang symmetrisch gestalten. Und wenn es sich tatsächlich nur um ein "Messmittel" handeln soll, darf man den Eingang ohne Übertrager ausführen. Ich werde die Eingangsschaltung entsprechend anpassen.

Das mit dem Netzteil und den Ferritperlen sehe ich wie auf der Zeichnung.

Und am Netzteil gibt es normale Elkos und Folienkondensatoren. Keramikkondensatoren der höheren Kapazitätsklasse habe meist schlechtere HF-Eigenschaften als Folienkondensatoren. Und Tantal haben da gar nichts verloren!!

C9 würde ich mal bei 1My vorsehen. Und das Relais geht nicht. Du hast ja jetzt (oder schon wieder nicht mehr?) einen 15V Trafo. Also bekommst Du eine Gleichspannung von rund 20V vor dem Stabi. Das Relais ist aber für 24V gebaut.
Du musst in diesem Fall ein anderes Relais verwenden, das mit einer Spannung von 20V oder weniger läuft.
Du brauchst das 1169 173. Das läuft mit 12V. Dann wird der Widerstand 200 Ohm. Er muss mindestens 0,5W sein!

Wenn Du einen Gleichrichter verwendest, der in einem Metallgehäuse eingegossen ist, ist eine Kühlung nicht falsch, aber je nach Gleichrichter nicht unbedingt erforderlich. Wenn es sich um Einzeldioden handelt, die einen Nennstrom von etwa 4A oder mehr haben, ist eine Kühlungnicht erforderlich.

Hallo,

doch, ein Eingangspoti muss sein. Zusätzlich XLR.

In Sachen Netzteil schau ich später. Aber mal eine Frage vorweg. Ist die Kapazität mit 3x22.000yF je Seite nicht ein wenig viel? Ich frage nur vom Gefühl her...

Es soll auch ein 15V Trafo sein.

Stefan

Das Problem mit den Elkos ist folgendes:
Je kleiner die Kapazität, desto grösser ist der Restbrumm, also desto kleiner die minimale Spannung unter Last. Und wenn diese minimale Spannung kleiner wird, sinkt die maximale unverzerrte Leistung.
Weil wir ja mit einer relativ bescheidenen Betriebsspannung arbeiten, sind wir auf einen möglichst geringen Spannungsabfall angewiesen.
Wenn man die Schaltung mit den zusätzlichen Transistoren verwenden würde, die den IC mit +/-15V versorgen und andererseits durch die Emitter-Ansteuerung einen veränderlichen Kollektorstrom zur Folge haben, ist eine höhere Betriebsspannung bis +/-50V möglich. Dann könnte man sich eine höhere Brummspannung am Elko leisten.
Wenn wir bei der vorliegenden Schaltung statt der 1V eine Brummspannung von rund 4V tolerieren würden, könnten wie die Kapazität auf einen Viertel senken. Allerdings haben wir dann so rund 40W maximale Dauerleistung (Impulsleistung immer noch 62,5W).

Rest folgt.

Hallo,

braucht in der Endstufe irgendetwas einen Kühlkörper, außer die End Fets?

Stefan

P.S. Nach meinen Berechnungen müsste ein 0,45 C/W Kühlkörper her. Stimmt das?

Hallo Richi,

die Masseanschlüsse aller Elkos im Netzteil kann und sollte man imho ohne Nachteile direkt zusammenpappen, die Ferrite bleiben ausschließlich in den eigentlichen Betriebsspannungen.
Begründung: Die parasitären Schwingkreise entstehen zwischen den einzelnen Elkos, wobei die ESL, die Induktivität der äußeren Anschlüsse und die Kapazitäten je eine Masche bilden. Bereits eine endliche Impedanz in dieser Masche bedämpft evtl. Schwingungen.
Die Impedanzen in der Masse halte ich eher für überflüssig bis ungünstig. Dann könnte man gleich stromkompensierte Drosseln mit weitaus höherer Dämpfung einsetzen. Bei der Perle in der GND-Leitung zum Gleichrichter bin ich mir nicht sicher.
Danke für die Hilfe!

Hallo Timo,
das ganze Kapitel Ferritperlen und Schwingung kann man unterschiedlich betrachten. Damit eine Schwingung entstehen kann, braucht es eine Induktivität. Die haben wir in Form der Zuleitungen. Die Kapazität ist ja bereits vorhanden. Allerdings ist diese stark verlustbehaftet, sodass die Schwingneigung nicht sonderlich gross wird. Weiter wird ja der ganze Schwingkreis mit der nachfolgenden Last bedämpft.
Ich weiss, dass von diesen parasitären Schwingungen die Rede ist, aber ich habe sie noch nie festgestellt.

Die Ferritperlen erhöhen die Induktivität und machen damit den Schwingkreis tieffrequenter und hochohmiger. Damit ist eine Bedämpfung durch die Last leichter möglich, es wird also am Ausgang der Kette nicht mehr schwingen (wenn es denn überhaupt Schwingungen gegeben hat). Aber dafür wirkt die Lastimpedanz innerhalb der Kette weniger, sodass es da theoretisch zu Schwingungen kommen könnte.

Ob die Perlen in der Speiseleitung, der Masse oder in beiden angebracht sind, spielt keine Rolle. Massgebend ist, dass wir am Ende der Kette keine Schwingung haben und dass wir auch innerhalb der Kette möglichst keine Schwingung feststellen. Die Masse ist ja eine relative Angelegenheit (gebt mir einen festen Punkt und ich hebe euch die Welt aus den Angeln), daher ist es eigentlich egal, wo die Perlen drin sind.

@ Stefan
Ich würde den Reglern einen kleinen Aufsteck-Kühlkörper verpassen, weil man plötzlich nochmals Strombedarf hat und dann ist schon vorgesorgt.

hallo ritchi

wenn du das ganze auf 3,2Ohm beziehst, hast du natürlich recht. auch dass die endstufe nicht als 'emitter-folger' geschaltet ist und damit eine ausgangs-spannung liefern kann die fast so hoch wie die betriebs-spannung ist, habe ich übersehen. ein kleiner denkfehler steckt trotzdem in deiner berechnung(glaube ich zumindest). beim berechnen der siebkapazität ist der durchschnitts-strom massgeblich, der vom verstärker aufgenommen wird und das sind in dem fall ca 2A(6,25 durch phi). mit der faustformel 10000uF pro Ampere bist du dann bei ca 22000uF.

@ verrückter

du bist in 'ner ganzen menge threads aktiv, an was für einem projekt arbeitest du eigentlich ?

gruss hjuregen

hallo

noch 'n tip: von TI gibt's opamps mit +- 30V bzw +- 40V.
OPA445 OPA452 OPA453 OPA547. da hättest du etwas mehr spielraum bei der versorgungsspannung

gruss hjuergen

mit der faustformel 10000uF pro Ampere

Ohne motzen zu wollen und nur mit der rein prophylaktischen Maßnahme der letzten 50 Jahre der Siebelkomanie - pro A 1000µ

hallo zucker

diese 'formel' stammt von ritchi, nicht von mir (#160)

gruss hjuergen

haju schrieb:

@ verrückter du bist in 'ner ganzen menge threads aktiv, an was für einem projekt arbeitest du eigentlich ? gruss hjuregen

Hallo Jürgen,

ja, das scheint die Frage zu sein. Wobei mir auffällt, das ist ja schlimmer als bei der Stasi, wie man verfolgt wird

Nein spaß bei Seite. Ich arbeite vorrangig an einer Messbox, in der der Mic Pre eingesetzt wird und diese Endstufe evtl. Ich bin hier seit einigen Tagen raus, weil zum Einen Richi noch etwas bringen möchte und zum Anderen, weil ich mich um die Messbox weiter kümmere.

Alle anderen Threads sind erstmal nur geistige Gespinste, die aber irgendwann verwirklicht werden sollen. Aber Schritt für Schritt. Und deshalb die Messbox, damit ich meinen Raum ausmessen kann und dann gehts weiter...

Gruß

Stefan

Es ist in dem Sinne keine Formel, sondern die Definition der Kapazität. 1 Farad ist jene Kapazität, bei welcher bei einem Ladestrom von 1A und einer Ladedauer von 1S eine Spannung von 1V entsteht.
Also, die Ladedauer ist 0,01S. Bei 1V und 1A wäre das eine Kapazität von 0,01F = 10'000 Mikrofarad.
Wenn ich eine höhere Spannung zulasse, also die Speisespannung stärker einbrechen lasse, kann ich die Kapazität reduzieren. Bei einem Restbrumm von 10V am Elko wäre eine Kapazität von 1000 Mikrofarad bei 1A ausreichend.
Das Problem hier ist, dass wir nur eine Speisespannung von 20V haben, sodass wir uns keine grossen Brummspannungen leisten können.

Und zum zweiten ist zu beachten, dass wir NICHT mit dem Effektivstrom rechnen dürfen, sondern mit dem Spitzenstrom. Wir wollen ja gerade beim maximalen Strom, also im Peakfall die 1V Spannungsabfall zulassen. Würden wir den Spannungsabfall im Mittel auf 1V beschränken, käme das letztlich zu einer klirrfreien Leistung von 50%.
Sobald die Ausgangsspannung höher sein muss als die Speisespannung ist, kommt es zum Clipping. Und wir rechnen die Leistung nicht bei einem Klirr von 10% oder sowas, sondern ab dem Clipping-Einsatz, was bei 0,01% Klirr beginnen kann.
Es ist in diesem Fall tatsächlich die Zwickmühle, dass wir mit der Speisung stark eingeengt sind und aus dieser geringen Speisung das Maximum heraus holen wollen.

Und noch ein Wort zum Maximalstrom:
Es ist tatsächlich ein Denkungsfehler von mir. Wir dürften mit einem kleineren Strom rechnen.
Meine Überlegung war, dass ich ja als minimale Frequenz Gleichstrom am Ausgang haben könnte und dementsprechend der Spitzenwert dauernd anliegen würde. Mein Fehler, denn es wäre dann nicht der Spitzenwert, sondern der Effektivwert, denn sonst wäre die Ausgangsleistung ja höher.
Wenn man sich in aber den Speisespannungsverlauf anschauen würde, wenn eine 10Hz Tonspannung ausgegeben wird, so wäre sicher alle 10mS eine Ladung vorhanden, aber die Stärke der Entladung würde den 10Hz folgen.
Wenn wir für die Kapazitätsberechnung nur den Effektivstrom hernehmen, so stimmt die Berechnung mit dem Spannungsabfall für Tonfrequernzen über etwa 300Hz. Bei 10Hz aber kann es relativ lange Perioden geben (über mehr als einen Ladezyklus hinaus), wo der "Beinahe-Maximalstrom" verlangt wird und demnach die Entladung stärker ist. In der Praxis dürfte man also den Elko um 10 bis 15% kleiner wählen, als die ursprünglich gerechnete Variante ergibt. Nun sind Netzteil-Elkos erstens nur in sehr groben Abstufungen erhältlich und bei bescheidenen Ausführungen ist die Toleranz +100% / -50%. Damit ist von Vornherein klar, dass man sich eher auf die "bessere" Seite schlägt, sodass wir letztlich wieder bei der ursprünglichen Berechnung mit dem Spitzenstrom landen.

Und da diese Endstufe für Messzwecke eingesetzt werden soll, ist es sinnvoll, sie so zu bauen, dass sie nicht die Grenze vorgibt, sondern dass die Grenze IMMER aus dem Testobjekt, also dem Lautsprecher entsteht.

Ja, Stefan, ich bin Dir noch den symmetrischen Eingang schuldig. Ich werde mein Versäumnis nachholen

Durch die Anpassung der Gegenkopplungs-, und Massewiderstände am OPV ist der Eingangspegel auf rund 775 mV eingestellt.
Das Stereopot regelt die Lautstärke dieses einen Kanals, aber symmetrisch (daher 2 Pot).

hallo ritchi

ich bin zwar immer noch der meinung, dass ich mit dem effektiv-strom rechnen darf, aber wir sollten uns jetzt nicht weiter darüber 'streiten', zumal mehr kapazität ja sicher nicht schadet.
dass das ein mess-verstärker werden soll, wusste ich nicht. durch die begrentzte betriebs-spannung von dem OP bist du halt ziehmlich eingeschränkt.
für den sym. eingang könntest du doch auch sogenannte instumenten-verstärker oder line-receiver einsetzen. bei den instrumenten-verstärker lässt sich die verstärkung mit nur einem widerstand einstellen, allerdings keine dämpfung.

gruss hjuergen

hallo ritchi

ich hab' mir jetzt doch nochmal den kopf darüber zerbrochen: bei tiefen messfrequenzen ist das so, wie du das beschreibst.

gruss hjuergen

haju schrieb:

hallo ritchi ich hab' mir jetzt doch nochmal den kopf darüber zerbrochen: bei tiefen messfrequenzen ist das so, wie du das beschreibst. gruss hjuergen

Guten Morgen,

Richi, ich wollte Dir nicht auf die Füße treten. Daher vielen Dank!

Wie wäre es denn mit der Siebkapazität, würde man als Betriebsspannung ca. 2x50V gesiebt und einen 2x30V/120VA Trafo nehmen (selbstverständlich OP...)? Wie groß müsste dann die Kapazität sein?

Stefan

haju schrieb:

hallo ritchi für den sym. eingang könntest du doch auch sogenannte instumenten-verstärker oder line-receiver einsetzen. bei den instrumenten-verstärker lässt sich die verstärkung mit nur einem widerstand einstellen, allerdings keine dämpfung. gruss hjuergen

Kann man natürlich, nur haben sie keine nennenswerten Vorteile. Hat man eine Verstärkung im Eingang, ist die Gleichtaktunterdrückung um den Verstärkungsfaktor höher. In diesem Fall aber, wo eigentlich das Layout schon ziemlich geboren ist, habe ich vor allem darauf Rücksicht genommen. Da möchte ich Stefan nicht nochmals Arbeit mit etlichen weiteren Bauteilen machen.
Die Symmetrie kann bei diesen einfachen Schaltungen bei Bedarf mit präzisen Widerständen und kleinen Kondensatoren abgeglichen werden. Generell gilt aber, dass symmetrische Eingänge ein "Ende" haben, nämlich dann, wenn eine Gleichtaktspannung zusammen mit der Nutzspannung im Peak an die Speisespannung heran reichen. Dann ist Schluss mit Verstärkung. Und damit entsteht bei solchen Konfigurationen ein "Klirrbrumm", also ein ganz ekliges Geräusch. Wenn man auf hohe Gleichtaktunterdrückung bis in tiefe Lagen und hohe Pegel Wert legt, gibt es nur die Schaltung mit Eingangsübertrager, die bei richtigem Konzept (Nullohmtechnik oder sogar negativem Re) Frequenzgangwerte und Klirrwerte liefert, die jedem guten Highendgerät zur Ehre gereichen würden. Bei einem Messverstärker ist aber die Gefahr klein, dass er weit weg von seinem Quellgerät betrieben wird, sodass Brummschleifen kein Thema sind. Daher die einfachste und für diesen Zweck absolut ausreichende symmetrische Eingangsschaltung.

Wie wäre es denn mit der Siebkapazität, würde man als Betriebsspannung ca. 2x50V gesiebt und einen 2x30V/120VA Trafo nehmen (selbstverständlich OP...)? Wie groß müsste dann die Kapazität sein? Stefan

Dazu gibt es einiges zu sagen: Erstens müssten wir diese einfache Schaltung verlassen und zumindest die beiden Transistoren einsetzen, die in der Urschaltung dieses Threads in der OPV-Speisung drin sind. Dann können wir mit Betriebsspannungen von bis zu +/-50V arbeiten. Das wäre also mit einem 2x30V Trafo machbar.
Nur bekommen wir dann eine höhere Ausgangsleistung, ausser wir legen uns auf einen Eingangspegel und eine Verstärkung fest. Wenn wir einen Nennpegel von z.B. +6dBU (1,55V) annehmen und eine Verstärkung von 10 realisieren, so bekommen wir eine Ausgangsspannung von 15,5V. Wir müssen einfach dafür sorgen, dass dieser Pegel nicht überschritten wird.
Solange wir aber mit irgendwelchen nicht genormten Quellen wie CDP oder PC operieren, ist keine Garantie gegeben, dass wir nicht plötzlich höhere Ausgangsspannungen und damit höhere Verstärkerleistung haben.

Zum Zweiten ist zu beachten, dass ich in der ursprünglichen Beschreibung zu jeder Betriebsspannung die mögliche Leistung geschrieben habe und auch, wie viele FET da im Ausgang nötig werden, um die Abwärme los zu bekommen. Und mehr FET ergeben eine höhere kapazitive Last, sodass irgendwann ohne die Treiber nichts mehr geht und dann sind wir wieder in der ursprünglichen Schaltung, also ganze Übung wieder von vorn.

Und jetzt erst mal ein paar grundsätzliche Überlegungen. Nehmen wir 4 Ohm Last an und +/-20V Speisung. Dann haben wir an der Endstufe zwei maximale Situationen: Die Ausgangsspannung entspricht der Speisung. Das ergibt maximalen Strom durch die Last, aber Spannung Null am Transistor = Null LVerlustleistung.
Oder das andere Extrem: Ausgangsspannung Null = Null Strom = Null Verlustleistung (vom Ruhestrom abgesehen).
Wir haben also dann eine Verlustleistung, wenn wir nicht die volle Spannung am Ausgang haben, sondern etwa 70%. Dann bleiben 30% Spannung über dem Transistor. Und wir haben bei diesen 70% Ausgangsspannung auch 70% Strom. Somit haben wir am Transistor 30% Spannung (6V) und 70% Strom (3,5A), was einer momentanen Leistung von 21W entspricht. Wir schauen jetzt noch gar nicht nach, wie oft und wie lange das vorkommet, wir nehmen es einfach mal zur Kenntnis. Und wir merken uns auch, dass die Nutz-Ausgangsleistung jetzt (bei den 4 Ohm) 50W beträgt.

Jetzt rechnen wir mal, was passiert, wenn wir den Verstärker mit +/-50V betreiben und wieder die 50W heraus holen. Im Maximum haben wir am Transistor einen Strom von 5A, im Mittel einen solchen von 3,5A. Und wir haben eine Spannung, die mindestens 30V beträgt, im Mittel bei 36V liegt. Das bedeutet, dass wir am Transistor eine Leistung von irgendetwas zwischen 126W und 150W als Abwärme bekommen. Folglich müssen wir ein Netzteil bauen, das mit einem entsprechenden Trafo bestückt ist und wir brauchen einen entsprechenden Kühlkörper und schon 2 Endtransistoren parallel. Der Aufwand ist also erheblich.
Um das konkrete Beispiel durchzurechnen: Wir könnten einen Trafo mit 2x30V nehmen und den Elko so klein wählen, dass da eine nennenswerte Brummspannung entsteht.
Die maximale Ladung des Elkos könnte zwischen 40V und 48V liegen, die Minimalspannung würden wir auf 22V festlegen, weil wir ja die beiden Transistoren in der OPV-Speisung brauchen. Das bedeutet, dass die Brummspannung am Elko bei einem Strom (nehmen wir wieder die 3,2 Ohm Lastimpedanz als Minimum) von 6,25A 18V sein dürfte. Das ergibt einen Elko von 3472 Mikrofarad. Nur haben wir dann wie gesagt eine höhere Verlustleitung an den Endtransistoren, eine aufwändigere Schaltung und Elkos mit 63V Betriebsspannung, ausserdem ein grösserer Trafo und ebenfalls eine aufwändigere Stromversorgung der Vorstufen, weil die hohe Spannung nicht ohne Vorbehandlung mit Transistoren einem 15V Spannungsregler zugeführt werden kann. Wenn man dies alles berücksichtigt (dass man am Schluss nicht mehr erreicht als mit der tieferen Spannung und den grösseren Elkos), ist der grössere Elko die einfachere Wahl.