Endstufenmodul macht Gräusche beim An/Ausschalten, 50Hz brummen ...

Autor

Beitrag

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 02. Jun 2019, 20:42

Schönen guten Abend

Ich möchte mal wieder gerne die schlauen Köpfe dieses Forums um Hilfe bemühen.
Mich beschäftigt folg. Sachverhalt schon länger und ich finde keine Lösung.

Das Problem...
Am Lautsprecherausgang liegt ein Offset von ca 70mV an. Das äußert sich durch Brummen im Lautsprecher, unsaubere Signalausgabe, Ein-/Ausschaltgeräusche im Lautsprecher. Endstufentransistoren werden warm.

Zur Schaltung...
In der Endstufe arbeiten je 2x SC5200 und 2x SA1943 Leistungstransistoren. Zwischen Kollektor ---> Emitter liegen +/- knapp 17V Betriebsspannung an, zwischen Basis ---> Kollektor +/-16V und zwischen Basis ---> Emitter +/-0,6V
Transistoren waren ausgelötet und wurden überprüft. Alles ok.
Genauer gesagt habe ich bereits alles an Dioden, Vorwiderständen, Vorstufentransistoren getauscht.
Betriebsspannungen liegen da an wo sie anliegen müssen. Der OpAmp wurde ebenfalls getauscht.

Zum Testen lasse ich aktuell die Sicherungen F1, F4 weg, so dass der Amp nur im Class B läuft.

[Beitrag von Andreas_0803 am 02. Jun 2019, 20:58 bearbeitet]

Poetry2me
Inventar

#2 erstellt: 03. Jun 2019, 00:20

Wenn etwas brummt, obwohl nur 70mV Offset gemessen werden können, dann schwingt es. Das Brummen und die Hitze sind Anzeichen dafür, dass sehr viel Strom fließt.

Ich empfehle: Keinen Lautsprecher anschließen, der einen Hochtöner hat, denn dieser ist dann in Sekundenbruchteilen verdampft.

Wurde der OpAmp getauscht? Da sollte sicherheitshalber wieder ein NE5532 rein.

Bollze
Inventar

#3 erstellt: 03. Jun 2019, 07:39

Möglicherweise kommen Störungen durch den offen Mute -Anschluss rein.

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 03. Jun 2019, 20:59

Schönen guten Abend

Ja, der OpAmp wurde wieder gegen einen NE5532 ersetzt.
Kann ich Deiner Aussage entnehmen, dass der Offset von 70mV durchaus der Norm entspricht?
Ich finde ihn sehr hoch.

Ok ein offener Mute - Anschluss...
Denkst Du das der N-FET (J107) nicht ordendlich durchschaltet?
Bzw das Flachbandkabel zur Inputplatine fehlerhaft ist?
Hier sind auch einige der J107 verbaut um die Muteschaltung zu realisieren.

Beste Grüße und schönen Abend.
Andreas

Bollze
Inventar

#5 erstellt: 04. Jun 2019, 12:48

Der FET greift an einen sehr empfindliche Stelle auf das Audio-Signal zu, er selbst kann wie ein Verstärker wirken, wenn da Störfrequenzen/ Brummspannungen über Gain reinkommen.
Die Aufgabe des FET ist es in Falle einer Stummschaltung, das Audio-Signal auf die Masse zu legen, ansonsten muss er offen sein und möglichst nicht das Audiosignal beeinflussen.
Um diese Theorie zu prüfen, kann man den Verstärker mit abgeklemmten Drain Pin des Fets testen.

Vielleicht hat in der zweiten Zeichnung, ganz links unten, in der Ecke, der C 19 mit 10 nF dazu eine Bedeutung.
Ein Blockkondensator für den Mute Pin vielleicht ?

70 mV Offset ist zwar nicht schön, dürfte aber keinen Lausprecher töten.

Bollze

[Beitrag von Bollze am 04. Jun 2019, 12:58 bearbeitet]

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 04. Jun 2019, 13:41

Den C19 hatte ich noch gar nicht auf dem Schirm.
Muss mal suchen wo der sich befindet.

Was ich im Bezug auf den J107 auf alle Fälle sagen kann ist, dass am Gate eine negative Spannung anliegt.
Das hatte ich bislang als richtig empfunden.
Was sollte ich denn für ein Ergebnis bekommen wenn vom J107 der Drain abgeklemmt wird? Somit wäre doch die Muteschaltung inaktiv??

Beste Grüße

Bertl100
Inventar

#7 erstellt: 04. Jun 2019, 14:54

Hallo zusammen,

die Gegenkopplung der Endstufe über R40/R41 hat ja keinen Fußpunkt-Kondensator.
Das heißt, dass der Offset des OPs ebenfalls um diesen Faktor (100) verstärkt wird.
Und ein Offset von 0.7mV ist für einen OP durchaus sehr gut!

Bei üblichen Verstärkerschaltungen wird daher mit einem Fußpunkt-C gearbeitet, der die Verstärkung für den DC-Offset auf 1 reduziert.

Gruß
Bernhard

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#8 erstellt: 06. Jun 2019, 21:23

Guten Abend

Den n-FET in der Muteschaltung der Endstufe kann ich ausschließen - ist erneuert. Ebenso der Koppelkondensator C19, welcher 2 Massepunkte (Platine/Gehäuse) verbindet.

Mir ist aufgefallen, dass bei abgezogenen Flachbandkabel zur Vorstufe, das brummen weg ist.
Kabel selber ist ok. Muteschaltung der Vorstufe ok.

Aufgefallen ist mir was an der Termoschaltung...
Da ist ebenfalls ein n-FET (J107) der eine LED schaltet (wenn nötig)
Komisch ist, dass zwischen S-->D= 12V, G-->S=12 und G-->D= 21V anliegen.
Das ist für mich unlogisch - wo kommen die 21V her?

Die Lautsprechermembrane ,bewegt sich trotz abgeklemmter Vorstufe, trotzdem beim Ein/Ausschalten.

Einen schönen Abend.
Andreas

Vorstufe:

eckibear
Hat sich gelöscht

#9 erstellt: 06. Jun 2019, 23:03

Der Offset ist zu erwarten, bzw. er könnte auch noch höher liegen. Ursache ist der OP und das Schaltungsdesign. Mit 0,5mV Eingangs-Offset ("typisch" für den NE5532) bekommt man 35mV am Ausgang der gesamten Schaltung. Der NE5532 darf aber laut Spezifikation bis zu 4mV (bei 25°C) haben, entsprechend können auch 280mV am Ausgang anliegen. Im erweiterten Temperaturbereich oberhalb 25°C sind 5mV erlaubt entsprechend 350mV am Ausgang.
Genauer betrachtet ist ein ähnlich großer Effekt auch vom Eingangsbiasstrom und dessen Offset zu erwarten. Die Widerstände an den beiden Eingängen des OP sind unterschiedlich groß, was diesbezüglich auch suboptimal ist.

Lass Alles einfach wie es ist, das Ding ist (und wird) ohnehin kein Hifi, sondern ein großer Brüllwürfel.

[Beitrag von eckibear am 06. Jun 2019, 23:04 bearbeitet]

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 07. Jun 2019, 13:43

Hallo

Ok, dass mit dem hohen Offset habe ich jetzt verstanden. - Danke dafür.

Lass Alles einfach wie es ist, das Ding ist (und wird) ohnehin kein Hifi, sondern ein großer Brüllwürfel.

Ich möchte auch gar nichts umbauen.
Sondern ich suche vielmehr den Fehler warum das Teil nicht sauber läuft. (Geräusche u Membrane bewegen sich b. An/Ausschalten - wie oben beschrieben)
Aktuell suche ich nach einer Erklärung für die Werte des J107 in der Termoschaltung der Vorstufe.

schönen Freitag

rummsdikabumms
Hat sich gelöscht

#11 erstellt: 07. Jun 2019, 15:47

Hattest du vorweg alle möglichen internen Versorgungspannungen geprüft? Also die +18 und -18 Volt, auch die +12 und -12 Volt?
Um die Sache zu vereinfachen wäre es besser du misst Spannungen immer bezogen auf Masse. Das ist auch einfacher und sicherer beim Messen.

Die 21V sind "logisch", denn das Drain vom J107 hängt über die rote LED an +12V, das Gate wird von der Mute Schaltung auf (fast) -12V gezogen. Mit den knapp 2V an der Led kommt das schon hin.

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#12 erstellt: 08. Jun 2019, 12:28

Hallo

Hatte gestern mal etwas mehr Zeit mich damit zu beschäftigen.

Ja, ich habe die Spannungen vom Gleichrichter bis zu ICs, Dioden, dgl verfolgt - alles ok.

Die 21V sind "logisch", denn das Drain vom J107 hängt über die rote LED an +12V, das Gate wird von der Mute Schaltung auf (fast) -12V gezogen. Mit den knapp 2V an der Led kommt das schon hin.

Ok - klingt logisch.

Habe 80Hz auf den Input gegeben und am Lautsprecherausgang ein Oszi dran.
Das Ergebnis ist ein sauberer Sinus im Class B und mit eingesetzten Sicherungen auch im Class G, bis hoch zu 90V Peak-Peak.
Also so wie es sein soll.

Auffällig ist, dass ab einsetzen der Class G, anfängt etwas "zu schwingen".
Das kommt aus dem Bereich der Doppelkondensatoren C1/C33 bzw L2/L3 bzw C2/C34 bzw der 100V Elkos.
Letztere hatte ich ausgelötet und Kapazität geprüft und für gut befunden.
Auch wurden D4/D32 ... D5/D37 ... sowie die Ansteuerung für die Opto´s und die ICs selber, erneuert.
Ich kann es grade nicht prüfen/beurteilen, aber wäre es denkbar das die Ent-Koppelkondensatoren C1/C33 bzw C2/C34 hinüber sind?

Sonnige Grüße

eckibear
Hat sich gelöscht

#13 erstellt: 08. Jun 2019, 17:29

Andreas_0803 (Beitrag #12) schrieb:

Habe 80Hz auf den Input gegeben und am Lautsprecherausgang ein Oszi dran. Das Ergebnis ist ein sauberer Sinus im Class B und mit eingesetzten Sicherungen auch im Class G, bis hoch zu 90V Peak-Peak.

Damit scheint alles OK. Für weitere Tests würde ich mit einem größeren Widerstand arbeiten und den langsam auf 10 Ohm reduzieren. Der muss aber auch etwas Leistung abkönnen.

Auffällig ist, dass ab einsetzen der Class G, anfängt etwas "zu schwingen".
Das kommt aus dem Bereich der Doppelkondensatoren C1/C33 bzw L2/L3 bzw C2/C34 bzw der 100V Elkos.
Letztere hatte ich ausgelötet und Kapazität geprüft und für gut befunden.
Auch wurden D4/D32 ... D5/D37 ... sowie die Ansteuerung für die Opto´s und die ICs selber, erneuert.
Ich kann es grade nicht prüfen/beurteilen, aber wäre es denkbar das die Ent-Koppelkondensatoren C1/C33 bzw C2/C34 hinüber sind?

Diese G Schaltung muss sogar schwingen, im Grunde arbeiten die MOSFETs als Schaltregler.
Ab ca. 12 Volt am Ausgang schalten die MOSFETs ein, aber nur für kurze Zeit. Die Dauer wird quasi dem Bedarf angepasst. MOSFET, Drossel, 22uF Elko (muss sehr geringes ESR haben!) und die BYV79 Dioden bilden das Ausgangsnetzwerk des Schaltreglers. Ohne Drossel und die Diode würde der IRF540 sofort sterben.

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#14 erstellt: 08. Jun 2019, 19:52

Hallo

22uF Elko (muss sehr geringes ESR haben!)

Kann ich morgen nochmal prüfen.
Diese 22yF Folienkondensatoren haben 4 Pins, praktisch 2 Kondensatoren in einem Gehäuse.
Spricht was dagegen da je 2 einzelne MKT Kondensatoren einzusetzen?

Damit scheint alles OK. Für weitere Tests würde ich mit einem größeren Widerstand arbeiten und den langsam auf 10 Ohm reduzieren. Der muss aber auch etwas Leistung abkönnen.

Ich habe einen 10 Ohm/50W Widerstand.

Nun weiß ich das theoretisch alles ok ist, die Praxsis aber leider so aussieht das ein 50 Hz Brummen am Lautsprecher zu hören ist und die Membrane sich beim Ein/Ausschalten des Amps mehrere Millimeter bewegt.
Da das Fehlerbild auch bei amgeklemmter Class G so ist, kann man doch diese ganzen genannten Kondensatoren ausschließen - sehe ich das so richtig?
Da ja nur mit 18V und 12V gearbeitet wird. Und die +/-90V welche über Gleichrichter D1 generiert wird, ohne Funktion ist - richtig?
Das würde bedeuten, dass auch die Spannungsversorgung/Stabilisiserung richtig arbeitet?!

Beste Grüße und Danke für die Unterstützung.

Bollze
Inventar

#15 erstellt: 08. Jun 2019, 19:58

Wenn der Mute- Drain abgeklemmt wird und die Störungen in Ton sind weg, dann ist der Fehler in der Muteschaltung zu suchen. Der Drainanschluss hängt in den Signalpfad, wo bei Zimmerlautstärke schon minimale Störeinflüsse, z.B. durch fehlerhafte Muteansteuerung deutlich hörbar werden in der Box.
Sollte die Störung nun über die Muteansteuerung kommen ->
Im unteren Schaltbild links unten ist das 18 /12 plusminus Netzteil, dort wird das Mutesignal erzeugt, vielleicht ist da C 5 defekt oder was anderes ist defekt.
Wenn man meint, der Fehler ist beseitig, ist der Drainanschluss wieder herzustellen

Bollze

[Beitrag von Bollze am 08. Jun 2019, 20:02 bearbeitet]

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#16 erstellt: 08. Jun 2019, 20:52

Hallo Bollze

Wenn der Mute- Drain abgeklemmt wird und die Störungen in Ton sind weg,

Müßte ich dann nicht an allen J107 n-FET den Drain abklemmen um einen Vorher/Nachher Vergleich zu haben?
Also auch die, die auf der Inputplatine zu finden sind?

Danke für die Hilfe.

[Beitrag von Andreas_0803 am 08. Jun 2019, 20:54 bearbeitet]

eckibear
Hat sich gelöscht

#17 erstellt: 08. Jun 2019, 20:58

Ich dachte das Brummen verschwindet bei abgezogenem Kabel vom Vorverstärker, oder doch nicht?
Damit wäre J107 frei von Verdacht.

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#18 erstellt: 08. Jun 2019, 21:10

Ich dachte das Brummen verschwindet bei abgezogenem Kabel vom Vorverstärker, oder doch nicht?

Nicht bei abgezogenen XLR-Kabel an der Inputplatine. Ob da ein Kabel steckt oder nicht hat keinen Einfluss auf das Fehlerbild.

Aber wenn ich das interne Flachbandkabel abziehe was die Inputplatine mit Vor/Endstufe verbindet, verschwindet das 50Hz brummen.
Da auch die Mutespannung auf der Inputplatine generiert wird, kommt die dann bei abgezogener Flachbandleitung nicht auf die Vor/Endstufenplatine.
Folglich könnte könnte Bollze wirklich Recht haben, dass da im Netzteil der Mutespannung ein Fehler ist.
Eine grobe Messung mit dem Multimeter hatte letztens ca -11V ergeben und ich bin davon aus gegangen es sei alles ok.
Dem ist vermutlich nicht so. Ich tippe da dass D9 nicht korrekt arbeitet.

Wie seht Ihr das?

Vielen Dank.
Andreas

eckibear
Hat sich gelöscht

#19 erstellt: 08. Jun 2019, 21:17

Andreas_0803 (Beitrag #14) schrieb:

Diese 22yF Folienkondensatoren haben 4 Pins, praktisch 2 Kondensatoren in einem Gehäuse. Spricht was dagegen da je 2 einzelne MKT Kondensatoren einzusetzen?

Kommt auf den genauen MKT Typ an, denn die sind nicht alle einfach gleich. Hier ist die Wechselstrombelastbarbeit wichtig. Mache MKTs und MKPs brennen lichterloh ab, wenn man sie überfordert.

Das würde bedeuten, dass auch die Spannungsversorgung/Stabilisiserung richtig arbeitet?!

Sieht zwar so aus, aber das kann man letztlich nur mit Messungen wirklich bestätigen.

Was ist die Vorgeschichte des Teils? Seit wann brummt die Kiste, was war dabei geschehen? Evtl. kann man daraus etwas ableiten.

eckibear
Hat sich gelöscht

#20 erstellt: 08. Jun 2019, 21:21

OK. Allerdings ist der J107 in der Endstufe selbstleitend, d.h. bei abgezogenem Kabel ist er niederohmig! Damit wäre der Test also auch nicht richtig.
Wenn du ein Oszi hast solltest du einfach den Signalweg im VV verfolgen und sehen, wo das Brummen auftritt.

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#21 erstellt: 13. Jun 2019, 13:36

Schönen guten Tag

Ja, ich arbeite mit Oszi und Regel/Trenntrafo.
Allerdings fehlt mir so einiges an praktischer Erfahrung was das Arbeiten mitm Oszi betrifft.

Nach dem ich nun die Inputplatine, wo die Mutespannung erzeugt wird, nochmalig geprüft habe, und da alles ok ist, bin ich der Sache weiter auf den Grund gegangen und habe folg. festgestellt.
Wenn der Netzschalter betätigt wird (also ausgeschaltet wird) dann baut sich aum Lautsprecherausgang eine positive Gleichspannung von ca 2.5 - 3V auf, die dann ca 90 sec braucht, bis sie abgebaut ist.
Diese Gleichspannung verursacht den "Knacks" und auch die Bewegung der Membran.

Da die Elkos für die 12V / 18V kann ich ausschließen.

Was denkt Ihr?

Der Vollständigkeit halber...
ESR für C1/C33 ist 0.13 // für C13/C27 ist 0.09

Bollze
Inventar

#22 erstellt: 14. Jun 2019, 05:59

Schonmal den Drain abgeklemmt ? Ich habe den Mute FET weniger im Verdacht, sondern dessen Ansteuerung von der Vorstufe.

[Beitrag von Bollze am 14. Jun 2019, 06:04 bearbeitet]

Andreas_0803
Ist häufiger hier

#23 erstellt: 19. Jun 2019, 21:07

Schönen guten Abend.

1. Habe an der Vorstufe den Drain vom T13 abgeklemmt --> Problem besteht weiterhin.
2. Habe den Drain von Q11 abgeklemmt (Endstufenplatine) --> Problem besteht weiterhin.

3. Habe mit dem Oszi versucht das Problem einzugrenzen.
---> Vorstufe ist sauber.
---> Das Problem tritt irgendwo um den U2-B (Endstufenplatine) auf. Habe am C11 ca 30mV, am Pin 5/6 von U2 ca 100mV, am Pin 7 ca 800mV, Pin 1 ca 300mV.
---> Immer gemessen gegen Masse und unmittelbar nach dem "Ausschalten".

4. Wie zu erwarten sind am Emitter der Leistungstransistoren ca 3V, unmittelbar nach dem Ausschalten. (was sich dann langsam abbaut)

5. Messungen wiederholt mit Leistungswiderstand (50W/10 Ohm)
---> Das "Problem" wird deutlich gemindert
---> Am Lautsprecherausgang liegt ca 1V an, an Pin 7 von U2 nur noch 300mV
---> Immer gemessen gegen Masse und unmittelbar nach dem "Ausschalten".

Jetzt meine Theorie...
Entweder sind irgendwelche Entkoppelkondensatoren um den U2 durch (C11, C18) bzw der Treibertransistoren (C5 / C 29) oder C14 der unmittelbar am Ausgang sitzt.

Was denkt Ihr?

Einen schönen Abend und herzlichen Dank.
Andreas