Kleiner Klasse-A Verstärker

Hallo Tobi,
ich will Dich ja wirklich nicht ärgern, aber: Es gibt Bücher und Internet !

Wenn Du Dir da ein gewisses Grundwissen angelesen hast, ist ein Teil Deiner Fragen schon erledigt.
(Z.B. Kollektorwiderstand- Du müßtest hier nach den Emitterwiderstand fragen, zu dem man die Last parallel schaltet[Kollektorschaltung für Class A !]. Und wie berechnet sich Strom ? R=U/I I=U/R U =IxR)

Und beim speziellen Rest helfen Dir dann hier bestimmt viele weiter.

Mit freundlichen Grüßen

Sorry, hab im Internet gesucht, aber nicht nach Kollektorschaltung sondern nach Emitterschaltung
Kein wunder, dass ich da nix gefunden habe.
Aber schonmal Danke für deine Hilfe!!!

Habe jetzt eine Seite gefunden, auf der gut das Prinzip der Kollektorschaltung erklärt wird. Habe aber trotzdem noch 3 Fragen:

1) Wenn ich z.B. maximal 10Watt an einen 8 Ohm Lautsprecher abgeben möchte, dann wäre das ein maximaler Strom von 1,12A. Heißt das, dass ich den Kollektorwiederstand so auslegen muss, dass bei Betriebsspannung maximal diese 1,12A fließen?

2) Der maximale Verlustfaktor der Schaltung beträgt die halbe Betriebsspanung mal den mit dem Kollektorwiederstand eingestellete maximale Kollektorstrom, oder?

3) Für diese 10Watt an 8 Ohm wäre ja eine Spannung von ca. 9Volt nötig, müsste dann die Betriebsspannung 18Volt betragen?

Sorry für die ganzen Fragen, beschaäftige mich halt noch nicht lange damit!

Gruß Tobias

Hast Du kein Buch in dem die Grundschaltungen und der Unterschied zwischen Effektivwert und Spitzenwert beschrieben ist ?

Ist wirklich ein bißchen viel verlangt von einen, hier alles zu erklären.

Heißen 10 Watt maximal- Leistung in der Spitze des Sinus? Oder soll das die harte Sinusausgangsleistung sein?


Zur Abschreckung schau mal hier : http://www.stereo.holgerbarske.com/art/artikeldruck.php?id=9

Ist schon etwas heavy, aber schön erklärt. Und mit Layouts.

Für die Leistung hab ich einfach das Ohmsche Gesetz verwendet. Ich weis, dass diese Werte nicht stimmen, mir ging es nur um die Dimensionierung des Emitterwiderstand (hab oben aus Versehen Kollektorwiderstand geschrieben)!

Nochmal anders:

Ich habe einen LS, der bei 9Volt 1,12A zieht.
Dann müsste ich ja eine Betriebsspannung von 18Volt haben, da ich die 9Volt ja pro positiver und negativer Halbwelle brauche.

Um nun den Kollektorwiderstand zu dimensionieren müsste ich also R=18V/1,12A rechnen, oder? Das wäre ein Widerstand von ca. 16Ohm.
Stimmt das soweit?

Die Verlustleistung würde nun 18V/2*1,12A = 10,08Watt betragen, oder? Diese Leistung würde aber am Kollektorwiderstand und am Transistor abfallen, also insgesamt eine Verlustleitung von ca. 20Watt, oder?

Hoffe, das ich mich jetzt richtig ausgedrückt hab

Gruß Tobias

Elektro_Tobi schrieb:

Für die Leistung hab ich einfach das Ohmsche Gesetz verwendet. Ich weis, dass diese Werte nicht stimmen, mir ging es nur um die Dimensionierung des Emitterwiderstand (hab oben aus Versehen Kollektorwiderstand geschrieben)! Nochmal anders: Ich habe einen LS, der bei 9Volt 1,12A zieht. Dann müsste ich ja eine Betriebsspannung von 18Volt haben, da ich die 9Volt ja pro positiver und negativer Halbwelle brauche.

Völlig richtig. Sogar noch etwas mehr, weil du solltest so ca. 1Volt Restspannung über den Transi einkalkulieren. Also mind. 19 Volt Ub

Um nun den Kollektorwiderstand zu dimensionieren müsste ich also R=18V/1,12A rechnen, oder? Das wäre ein Widerstand von ca. 16Ohm. Stimmt das soweit?

Nöh. Sondern:
9V/ 1,12A = 8,03 Ohm bzw. rund 8,2 Ohm Standardwert
Und dann EMITTERwiderstand ! -zu dem liegt parallel über den Auskoppelkondensator (2200....4700µF/25V)der Lautsprecher.

Man kann A-Verstärker auch in Emitterschaltung (Emitterschaltung weil der Emitter da wechselspannungsmäßig an Masse liegt; der LS liegt dann am Kollektor - das ist aber die schlechtere Lösung- weil mit höheren Ausgangswiderstand=schlechteren Dämpfungsfaktor verbunden)bauen, wir einigen uns jetzt hier auf die Kollektorschaltung (Kollektor liegt an Plus, das wechselspannungsmäßig über Elkos mit Masse verbunden ist.) und die hat einen Emitterwiderstand.

Die Verlustleistung würde nun 18V/2*1,12A = 10,08Watt betragen, oder? Diese Leistung würde aber am Kollektorwiderstand und am Transistor abfallen, also insgesamt eine Verlustleitung von ca. 20Watt, oder?

Ich nehme mal 20 Volt Ub an, aber sonst siehst Du das richtig. Wahrscheinlich sollte man noch etwas mehr Querstrom nehmen, um den Transi in den Spitzen nicht völlig sperren zu müssen. Dürfte verzerrungsärmer werden. Also z.B. statt der 8,2 nur 6,8 Ohm- daraus folgt dann : 9,5 Volt(wieder 0,5V Sicherheit)durch 6,8 Ohm gleich 1,4 A
Die mal 20 Volt =28 Volt Verlustleistung. Davon 13,3 über dem Transi (kühlen!) und 14,7 über den Emitterleistungswiderstand.

Das heißt somit, es wäre da günstig, Widerstände parallel zu schalten, um auf die Leistung zu kommen und um durch die Parallelschaltung deren Induktivität zu senken.

Schaltest Du drei 22 Ohm acht Watt parallel, erhältst Du 7,33 Ohm /24Watt (Diese Überdimensionierung hat den Vorteil, das die Dinger nicht ganz so extrem heiß werden, die Leiterplatte nicht verschmort, die Lötstellen länger halten und die Widerstände selber auch. Ich würde sogar zu 11 Watt Typen raten.)
Damit ändert sich der errechnete Querstrom/Leistung wieder.

Wir kommen jetzt auf 1,3A und 26 Watt Gesamtleistungsaufnahme.

Soweit so klar?

Was soll vor den Endstufentransi kommen Tobi?

Danke vielmals !!!

Dann hatte ich bis auf die Dimensionierung des Emitterwiderstands ja alles einigermaßen verstanden.

Sorry, das ich wider Kollektorwiderstand geschrieben hab,
aber ich verwechsel des immer wegen des Namens der Schaltung

So, dann steht dam entwurf eines kleinen Verstärkers nichts mehr im Wege!

Nochmal vielen Danke!
Gruß Tobias

Sorry, hatte deine letzte Frage nicht gesehen!

Also, vor die "Endstufe" wird wahrscheinlich erstmal ein OPV kommen, der die Spannung verstärkt.
Würdest du die Rückkopplung nach die Endstufe, oder nach den OPV setzen?

Gruß Tobias

Hallo Tobi,

Sorry, das ich wider Kollektorwiderstand geschrieben hab, aber ich verwechsel des immer wegen des Namens der Schaltung

kleiner Tip am Rande zum merken:

Derjenige Pol des Transistors, der einen festen Bezug zur Betriebsspannung oder zur Masse hat und an dem kein Signal anliegt oder abgeht, verleiht der Schaltungsart ihren Namen.

Eine Ausnahmebezeichnung die Verwirrung stiften kann, ist der Emitterfolger.
Das ist eine Kollektorschaltung.
Sie wird als Emitterfolger bezeichnet, weil der Ausgang am Emitter der Signalspannung an der Basis 1:1 (abzüglich der Ube) folgt.

Danke für den Tip!

Ich habe noch eine Frage bezüglich des Emitterwiderstands und des Ruhestroms:

1) Ist es möglich mit einem Transistor oder ähnlichem den Emitterwiderstand zu ersetzen, so das man den Ruhestrom nachträglich (oder während dem Betrieb) einstellen kann?
Der Eingangswiderstand der Schaltung würde sich dadurch ja verstellen, wenn ich das richtig verstanden habe?

2) Wenn man den Ruhestrom einstellen könnte, dann könnte man doch je nach Eingangssignal den Ruhestrom einstellen und würde nicht konstant ne Menge Energie verheizen.
Wäre das möglich?

Gruß Tobias

1. Du kannst eine Konstantstromquelle statt des Emittterwiderstandes einsetzen, das erhöht Dir den Eingangswiderstand des A-Verstärkers.
Wenn man die Basisspannung des Konstantstromquellentransistors einstellbar macht, kann man darüber die Stromquelle einstellbar machen.

2. Manuell leicht machbar, nach dem Motto heute höre ich leiser, also weniger Ruhestrom....
Auomatisch und wenns gut sein soll schon schwieriger.

Baue es doch erst mal fest auf. Oder maximal mit einer Umschaltmöglichkeit Leise/ Vollgas.

Danke schonmal!

Ich werde es schon erstmal fest aufbauen, aber auf dauer wird das keine Lösung sein, da bei etwas stärkeren Endstufen ich mir eine Heizung sparen könnte

Müsste es also eine Konstantstromquelle wie diese sein:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0207011.htm

Ich denke, dass ein Fet hier geschickter ist, da man ja theoretisch die Eingangsspannung mit einem bestimmten Faktor multiplizieren könnte und diese an den Fet gibt.

Arbeitet der Aleph 5 auch nach diesem Prinzip?

Gruß Tobias

Jeeiinnnn. Beim Aleph arbeiten die oberen drei Fets als Konstantstromquelle in Verbindung mit dem Stromfühlenden und regelnden Transistor Q5

Das bei Dir ist eine Konstantstromuelle mit einen sogenannnten Verarmungsfet. Die gibt es meines Wissens nach nicht für große Leistungen.


Probiere doch einfach, (so wie es fast alle machen) um Leistung zu sparen, eine normale AB-Endstufe zu bauen.

Die A-Endstufen sind eher historisch zu sehen - oder als erster Zwischenschritt beim Lernen wie man Verstärker baut.
Ich weiß auch nicht, was die Leute am Aleph finden, wahrscheinlich reizt die übersichtliche Schaltung vor allen Anfänger, die dann in überschäumender Begeisterung vom phantastischen Klang schwärmen.
Ich habe ja noch keinen gehört, aber ein Blick auf die Schaltung läßt nichts superüberragendes erwarten. Eventuell 0,1% Verzerrung, eher etwas mehr. Alles für moderne AB-Verstärker leicht zu toppen.

Baue doch den Aleph nach und als nächsten einen guten AB-Verstärker. Wie wäre es mit dieser Reihenfolge und dann berichtest Du hier über Deine Eindrücke.
Wäre schon interessant, wobei der Materialaufwand für den Aleph schreckt mich vor diesen Experiment selber ab. Ich baue lieber selber nur noch AB. Würde mich auch nicht wundern, wenn Dir der Aleph zuviel Aufwand ist.

Die Schaltung des Aleph selbst sieht recht wenig aus, aber wenn man dann das Netzteil + Siebung usw. betrachtet is es schon ne Menge Arbeit. Ich werde jetzt erstmal einen kleinen Klasse-A Verstärker bauen.

Zum Klirrfaktor:
Von Klasse-A Verstärkern wird doch immer behauptet, sie seien die best klingenden Verstärker. Haben alle Klasse-A Verstärker so einen hohen Klirrfaktor? Oder ist die Schaltung nur nicht sehr ausgefeilt?

Wenn ich den Klasse-A Verstärker fertig hab, kann ich mich ja an einen AB Verstärker wagen. Wäre es nicht möglich, den AB Verstärker aus Mosfets zu bauen, bei dem die unteren Mosfets (gegen -Ub) als Konstantstromquelle geschaltet erden können? So könnte man ja theoretisch einen Verstärker bauen, der zwischen Klasse-A und Klasse-AB umschalten kann!?
Dazu noch eine Ruhestromeinstellung und man ist vom Aufwand her in der Nähe des Aleph

Eine Frage hätte ich noch:
Welche Qualität kann man eigentlich beim selbstbau von Verstärkern erreichen? Oder anders gefragt, in welchen Preisregionen kann man mit selbstgebauten Verstärkern vorstoßen? Würde mich wirklich mal interessieren!

Gruß Tobias

Hi,

Welche Qualität kann man eigentlich beim selbstbau von Verstärkern erreichen?

Da jeder bessere kommerzielle Verstärker auch mal "selbst" gebaut wurde, würde ich diesen Teil der Frage gerne zurück geben.

Oder anders gefragt, in welchen Preisregionen kann man mit selbstgebauten Verstärkern vorstoßen?

Das ist etwas anderes... Der Preis eines Produktes in höheren Preisregionen wird nur noch unwesentlich durch den Entwicklungs- und Materialaufwand bestimmt... Vor allem was die Elektronik betrifft.

Grüße,

Oliver.

Danke für deine Hilfe!
Du meinst also, dass man bei "High-End" Elektronik ziemlich abgezockt wird, wenn ich das richtig verstanden habe. Auf http://www.huennebeck-online.de/diy/pre-1/node1.html wird von einem Bauteilpreis von 10% des Verkaufspreises gesprochen, sind das reale Zahlen? Wenn ja lohnt es ja auf jeden Fall seinen Verstärker selbst zu bauen!

Ich hab noch eine Frage:
Ist es möglich aus Transistoren eine Konstantstromquelle zu bauen, bei der der Strom einstellbar ist und Werte bis max. 15A erreicht?

Gruß Tobias

Hallo Tobi,

nein, ich meine nicht, dass man bei HighEnd Preisen abgezockt wird!!!
Sondern dass man Geräte vergleichbarer Qualität bauen kann.
Vom Zustandekommen der Preise habe ich nicht viel gesagt. Du wirst einen Verstärker der 2..10k€ Klasse nicht günstiger bauen können!
Auch nicht bei 5€ Stundenlohn :-)

Bauteilpreis von 10% des Verkaufspreises gesprochen, sind das reale Zahlen?

Wenn der Bautelpreis eines kommerziellen Gerätes der Oberliga 10% vom VK ausmacht, ist das noch viel.

Klar ist es möglich aus Transen eine Konstantsromquelle zu bauen, aber wofür 15A?

Hat Lothar Dich immer noch nicht von der pure-A Idee abgebracht?

Und selbst dann braucht man im Push/Pull Betrieb keine I-cost Quelle...

Grüße,

OLiver.

Ne, er hat mich noch nicht davon abbringen können

Wie oben geschrieben werde ich mich jetzt erstmal mit Klasse-A auseinandersetzen und dann mit AB. Würde man die gegen -Ub geschalteten als Konstantstromquelle einsetzen können, so könnte man den Verstärker von A nach AB umschalten! Wäre die Konstantstromquelle noch einstellbar, so könnte man eine Endstufe bauen, die "relativ" wenig Verlustleistung erzeugen würde, da nicht immer der max. Ruhestrom fließen müsste, oder liege ich da total falsch?

Und selbst dann braucht man im Push/Pull Betrieb keine I-cost Quelle...

Ich habe grad bei google gesucht, hab aber nix zu Push/Pull gefunden. Kennt ihr eine Seite auf der Push Pull gut erklärt wird? Spart man da auch Verlustleistung und ist das auch noch Klasse-A?


Wenn 10% des Verkaufspreises noch hochgegriffen sind und mann Arbeitszeit nicht zählt, kann man einen 10k€ teuren Verstärker schon deutlich billiger bauen
Aber ich kann nicht glauben, dass man als jemand, der als Hobbie Verstärker baut jemals einen 10k€ Verstärker bauen kann. Schaut man mal auf Platinen von z.B. Mark Levinson, so glaub ich kaum, das man das alleine schaft, oder lieg ich da mal wieder falsch?


Gruß Tobias

Hallo Tobi,

wie es scheint, fehlt Dir noch der Zusammenhang zwischen C, CA, A, AB und B Betrieb eines Transistors.
Vornweg eine kleine Skizze:



Zur Erklärung:
Uce bedeutet Deine Verfügbare Betriebsspannung + 0.7V Ube + 1V Ucesat. Die beiden letzten Bereiche können nicht mehr genutzt werden.
Schiebst Du nun mit den Widerständen Rb1 und Rb2 die Basisvorspannung auf exakt 1/2 der gesamten Ub, dann erhältst Du einen T im A Betrieb.
Gleichzeitig muß der Widerstand Re und Rc berücksichtigt werden.

Gehen wir einmal von einer Emitterschaltung aus und klemmen demzufolge den Emitter voll an Masse (NPN T).
Der Ausgang zur Last wird in dem Fall dann am Kollektor gegen Masse abgenommen. Damit wir dort eine Spannung abnehmen können, muß ein Kollektorwiderstand (Rc) eingefügt werden. Mit diesem Rc wird nun weiterhin bestimmt, wie hoch das Signal sein soll. Im A Fall soll dort die Spannung genau an diesem Punkt im Leerlauf auf 1/2 Ub gebracht werden.
Das heißt, über Rc und der Uce Strecke des T fallen ohne Signal an der Basis des T exakt die gleichen Spannungswerte ab.
Der Lastwiderstand wird nun mittels Kondensator am Kollektor gegen Masse, also dem Bezug des Emitters, ausgekoppelt. Der C muß sein, weil sich sonst immer diese Gleichspannung an der Last befindet und das darf nicht sein. Wir wollen dort nur die Wechselspannung haben.

Die Wirkungsweise:

Mit der Basisvorspannung wird der T leitend gemacht und zwar mit Gleichspannung. Nun ist er für eine Sinuswelle (Wechselspannung) bereit.

Kommt eine positive Halbwelle, so wird sie als eben diese mittels eben dieser Spannungserhöhung durch den T gepresst. In dem Fall wird er also voll geöffnet, schiebt dadurch das Massepotential an den Kollektor und läßt über den Rc die volle Spannung (abzüglich der Ucesat und Ube) abfallen und den vollen Strom (auch durch den T) fließen. Dadurch stehen an der Seite des Rc, der an der Betriebsspannung fest ist, die volle Ub+ (klar, ist ja fest dort dran) und an seinem anderen Ende, nämlich dem, das am Kollektor fest ist, Masse (oder fast Masse). Der Rc ist zum alleinigen Verbraucher in dieser Masche geworden.
Über den C wird nun ein etwas erhötes Potential als Masse an die Last gegen Masse abgegeben. Das "fast Masse" ergibt sich aus den Verlusten am T selber Die Phase hat sich exakt um 180° gedreht.
Eine positive Halbwelle am Eingang ergibt also eine negative Halbwelle an der Last.

Kommt eine negative Halbwelle an die Basis, so wird der T geschlossen. In dem Moment stehen am Knotenpunkt Rc / Kollektor die volle Ub+, weil der T sperrt und über seiner Uce Strecke fällt die gesamte Spannung ab. Über Rc entsteht kein Spannungsabfall mehr. Über den C wird nun ein Plussignal an die Last gegen Masse abgegeben. Die Phase hat sich auch hier um exakt 180° gedreht.
Eine negative Halbwelle am Eingang ergibt also eine positive Halbwelle an der Last. Der Strom fließt in dem Moment über die Last, nicht über den T.

Schiebt man nun den Arbeitspunkt des T mittels der Widerstände Rb1 und Rb2 nach oben, also in den AC oder C Betrieb (ist hier nicht eingezeichnet - wird selten verwendet), dann ist der T mehr offen bis ganz offen. Dadurch kann eine positive Halbwelle den T nicht mehr weiter öffnen und die negative Halbwelle am Ausgang wird dementsprechen klein.
Aber, kommnt eine negative Halbwelle dan die Basis, dann kann sie den T erheblich weiter sperren und eine erheblich größere positive Halbwelle am Ausgang erscheinen lassen.

Schiebt man den Arbeitspunkt des T mittels Rb1 und Rb2 nach unten, also gegen AB bis B, dann wird der T mehr geschlossen und eine positive Halbwelle an der Basis wird eine sehr große negative Halbwelle am Ausgang erzeugen.
Eine negative Halbwelle an der Basis hingegen, kann keine große positive Halbwelle am Ausgang hervorbringen, weil ja der T schon im unteren Aussteuerbereich über die Arbeitspunkteinstellung angesiedelt ist.

Ein Berechnung zur Spannungsverstärkung (Vu) findet sich im Bezug der Widerstände Rc und Re wieder.
Vu = Rc/Re

Dem Re kommt noch eine Bedeutung zur Stromgegenkopplung bei.

Bild zum Verständnis:



Diese Schaltungsart kann man aber so nicht für eine Last im Sinne eines LS gebrauchen.
Dafür müßte man den LS direkt als Rc einsetzen.

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Bild:



In dem Fall wird die Last einmal mehr und einmal weniger vom Strom durchflossen, analog dazu ändert sich (wie oben beschrieben) der Spannungsabfall. Das wiederum führt dann zum anregen der Schwingspule des LS, der hier als R Last eingezeichnet ist. Der Re, wenn überhaupt benötigt, muß die gleiche Belastung aushalten, wie die Last.
Wenn Du nun genau hinsiehst, dann wird aus obiger Berechnung mit der Spannungsverstärkung klar, daß ein geringer Re und ein hoher Rc eine hohe Spannungsverstärkung erzielen aber keine hohe Stromverstärkung.
Daraus folgt, daß diese Art der Schaltung maximal für einen Kopfhörer genügt.
Wenn er 1K hat und Re 30R, dann hätte man eine Vu von 33. Der Strom würde dabei für diesen Zweck genügen.
Man könnte nun meinen, den Re einfach wegzulassen. Der hat aber eine entscheidende Aufgabe und zwar die Stromgegenkopplung zu bewerkstelligen. Wenn es ohne gänge, dann wär es ok aber im A-Betrieb wird es nicht ohne gehen.

Was Du als Endstufe für einen LS mit 4 oder 8R benötigst, ist eine Kollektorschaltung, auch Emitterfolger genannt. Sie ist eine echte Impedanzwandlerstufe und bringt den benötigten Strom zu Stande.

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Bild:



In dem Fall nun, wird Dir der gesamte Strom zur Verfügung stehen. Der Nachteil hierbei ist, daß man eine Vorstufe benötigt. Die Ua des T ist immer gleich der Ue an seiner Basis (abzüglich der Ube)
Das beste und maximalste Ergebniss wird dann erreicht, wenn der Ausgangswiderstand (ra) der Stufe 1:1 im Verhältnis zum Lastwiderstand steht.

ra = Ua / Ic

Gehen wir mal von 12V Ub aus, dann würde die Teilung bei 6V erfolgen. Nimmt man diese 6V (es wird weniger, da der T etwas davon abhaben möchte) als Maximum für beide Halbwellen an eine Last von 4R an, dann müßten 0.55A zur Verfügung stehen. Damit wäre dann eine Wechselspannungsleistung an 4R von etwa 1.1W sin möglich.

Bei dieser Schaltungsart wird auch keine Phasendrehung gemacht. Der Emitterfolger folgt eben absolut der Basiseingangsspannung.

Nun, A Betrieb genüber AB oder B Betrieb hinsichtlich der erzielbaren Leistung.
Aus 12V Ub wird im A Betrieb im Endeffekt etwas um die 1.12V~ für die Last über bleiben, im B-Betrieb wären es an der selben Ub etwa 4V~.

Wenn 10% des Verkaufspreises noch hochgegriffen sind und mann Arbeitszeit nicht zählt, kann man einen 10k€ teuren Verstärker schon deutlich billiger bauen

Wenn Du den Wobbler und das Oszi, ein paar verchromte Frontplatten und eine Autocad Lizenz geschenkt bekommst kann das klappen.

Aber ich kann nicht glauben, dass man als jemand, der als Hobbie Verstärker baut jemals einen 10k€ Verstärker bauen kann. Schaut man mal auf Platinen von z.B. Mark Levinson, so glaub ich kaum, das man das alleine schaft, oder lieg ich da mal wieder falsch?

Völlig.

Bitte versuche Zuckers Beitrag genau zu lesen und komplett zu verstehen.
Push/Pull ist Volksmund, aber es wundert mich, dass Du nichts dazu im Web findest!
Suche besser nach AB...
Aber glaube jetzt nicht, dass das sich ganz mit A widerspricht. Bitte setze Dich mit den Funktionsweisen von Analogverstärkern näher auseinander... Bevor Du Dich komplett festlegst.

Grüße,

Oliver.

Danke für die genaue Beschreibung!!!!

Ich habe mir jetzt überlegt ein Buch zu kaufen um erstmal die Grundschaltungen und co. genau zu verstehen. Danach werde ich mir dann einen kleinen Verstärker bauen, mal sehen ob A oder AB.

Aber eine Frage bezüglich des Gegentaktverstärkers hab ich noch:

Der T leigt mit dem Kollektor an +Ub, die Basis ist der Eingang und der Emitter leigt über den Widerstand Rl an Masse.

Zwischen Basis & Emitter ist das immer ein Potentialunterschied von ca. 0,7Volt.

Wenn nun Ub=10Volt, Rl=4Ohm und V=100:

Wird nun an den Eingang eine Sapnnung von 5,7Volt angelegt, so liegt am Emitter eine Spannung von 5Volt, oder?
Das heißt, durch Rl würde ein Strom von 5Volt/4Ohm = 1,25A
fließen.
Bei einem Stomverstärkungsfaktor von 100, müsste am Eingang also ein Strom von 12,5mA zur verfügung stehen.

Außerdem würden am T ja ebenfalls 5V Abfallen, was bei 1,25A einer Verlustleistung von 6,25Watt entspräche.

Lieg ich hiermit richtig, oder kann man bei dieser Schaltung nicht mit der Ube rechnen?

Gruß Tobias

Hallo Tobi,

Du hast Dich mit dem "Endstufenberechnungs" Fred auseinandergesetzt - sehr gut aber dabei nix verwechseln. Bei einer Gegentaktstufe und diese ist da berechnet, sind 2 Transistoren im Gegentakt zugange. Jeder arbeitet am unteren AB Rand oder gar in B Betrieb.
Die reine A Eintaktstufe arbeitet immer im A Betrieb, sonst würde der eine Transistor nicht beide Halbwellen verstärken können. !!!

Der T leigt mit dem Kollektor an +Ub, die Basis ist der Eingang und der Emitter leigt über den Widerstand Rl an Masse.

Ok, gehen wir vom positiven Zweig der Gegentaktendtufe aus. Dann stimmt Deine Beschaltung für einen NPN Typen.

Zwischen Basis & Emitter ist das immer ein Potentialunterschied von ca. 0,7Volt.

Das kann, muß aber nicht zwingend sein. So wie Du schreibst, ist es ein Arbeitspunkt am unteren AB Rand, vielleicht etwas höher, weil Leistungs-T schon ab 500mV Ube öffnen können.
Wir gehen aber mal von den 700mV Ube aus. Die mögliche Differenz oder das Feinabstimmen wird mit dem Ruhestrom überbrückt oder abgeglichen.

Wenn nun Ub=10Volt, Rl=4Ohm und V=100:

Das wäre ein Bsp, welches real sein kann.

Wird nun an den Eingang eine Sapnnung von 5,7Volt angelegt, so liegt am Emitter eine Spannung von 5Volt, oder? Das heißt, durch Rl würde ein Strom von 5Volt/4Ohm = 1,25A fließen.

Das ist korrekt, stellt allerdings bei Sinus den Spitzenwert dar. Für die Berechnung ist das aber unerlässlich, weil es eben die maximale Belastung darstellt. Würdest Du nun eine Berechnung für einen LS vorneh´men, müßte sogar dessen Gleichstromwiderstand als Sicherheitsberechnung mit einfließen. Bei einem 4R LS liget dieser bei etwa 2.8 - bis 3.2 Ohm (das soll eine DIN Norm sein.)

Bei einem Stomverstärkungsfaktor von 100, müsste am Eingang also ein Strom von 12,5mA zur verfügung stehen.

Das ist ebenfalls korrekt, wobei man aber sagen muß, wenn da ein hfe von 100 angegeben ist, muß das nicht zwingend über den gesamten Aussteuerbereich, Lastbereich bzw. die Übertragungsfreq. stimmen. Oftmals ist es weniger als die Hersteller angeben. Deshalb gibt man immer etwas Strom an der Basis zu.

Außerdem würden am T ja ebenfalls 5V Abfallen, was bei 1,25A einer Verlustleistung von 6,25Watt entspräche.

Das ist auch korrekt. Ein Teil der Spannung nebst Strom wird an die Last weitergereicht, ein anderer Teil bleibt als Uce stehen.
Gehen wir mal von Deinen 10V Ub an 4R Last aus. In dem Fall bleiben erstmal locker 1V als Ucesat am T bei Vollaussteuerung "hängen".
Diese 9V lassen an 4R Last einen Strom von 2.25A fließen.
Diese 2.25A fließen also auch durch den T. Da an ihm über seiner Uce Strecke das 1V Verlustspannung bleibt, wäre seine Verlustleistung demnach 1V x 2.25A = 2.25W.
Wird der T nur 1V an die Last abgeben, dann würde ein Strom von 1V / 4R = 0.25A fließen.
Über der Uce Strecke des T bleiben also 9V stehen. 9V x 0.25A = 2.25W

Eine Aufgabe für Dich:

Erstelle auf Millimeterpapier ein Lastdiagramm eines T mit 10V Ub an 4R Last. Trage auf der X Achse, von außen mit 0V beginnend nach innen die Aussteuerspannung Uce in 500mV Schritten ein. Zeichne Dir dabei bei 500mV den Punkt UceA ein. (UceA heißt hier - Anfang der Aussteuerung)
Zeichne bei 9V den Punkt Ucesat ein. (Ucesat heißt hier - Sättigungsspannung.
Errechne zu jedem Spannungspunkt (bei den 500mV Marken) den zugehörigen Strom und trage ihn auf der Y Achse vom Ursprungspunkt nach oben steigend ein.
Verbinde die zugehörigen Geraden miteinander und erstelle danach eine Lastkurve.
Sieh Dir danach die Lastgerade an und gib an, bei welcher Uce der T die höchste Verlustleistung hat.
Begründe dieses.

Vielleicht kannst Du es auch auf dem Rechner machen und uns ein Bildchen davon einstellen.

Viele Grüße und gutes Gelingen.

Danke für deine Hifle!!

Dann hatte ich das ja soweit verstanden

http://www.free-webspace.biz/menzel1/1.GIF

Hier ist meine Zeichung, sieht wegen Paint jetzt vielleicht ned so gut aus, aber sollte so sein, wie du es gemeint hast.

Auf der X-Achse ist die Aussteurspannung (Für die Spannung am Emitter hab ich jeweils diesen Wert - 0,5V genommen).

Auf der Y-Achse ist in:

blau -> Spannungsabfall am Transistor
rot -> Strom durch den Transistor und die Last Rl
grün -> Verlustleistung am Transistor

Ich hoffe mal, dass das so einigermaßen stimmt. Im Sättigungsbereich hab ich nicht weitergerechnet, weil ich nicht weis, wie sich der T dort verhält!

Sieh Dir danach die Lastgerade an und gib an, bei welcher Uce der T die höchste Verlustleistung hat. Begründe dieses.

Die Verlustleistung ist am höchsten, wenn Uce die halbe Betriebspannung ist.
Warum das so ist, kann ich nur sagen, das die Stromgerade die Spannngsabfallkurve genau bei Uce=1/2Ub trifft.

Gruß Tobias

Hallo Tobi,

ersemal alle Achtung das Du Dich damit echt beschäftigt hast.

Allein das Manko ist - das Bild ist nicht zu sehen. Bekommst Du das hin?

Das Ergebnis:

Die Verlustleistung ist am höchsten, wenn Uce die halbe Betriebspannung ist.

ist schon mal ok.

viele Grüße - Henry

Warum das so ist, kann ich nur sagen, das die Stromgerade die Spannngsabfallkurve genau bei Uce=1/2Ub trifft.

Keine Ahnung, wie ich darauf gekommen bin. Die geraden schneiden sich erstens garnicht dort und zweitens hängt es ja auch davon ab, wie hoch auf der y-Achse ich z.B. die 1A Marke setze.

Warum jetzt bei 1/2Ub die Verlustleistung am höchsten ist, weis ich noch nicht, aber ich hab jetzt erstmal Schule, also genug Zeit zum nachdenken

Bei mir funktionierts au ned gleich, man muss erst mit rechtklick auf Bild Anzeigen gehen, dann funktionierts.
Wenns nicht geht, probier ich mal ein anderes Format.

Außerdem, bei einer Aussteurspannung von 5V, hab ich einen Spannungsabfall von 5,5V eingezeichnet, da man von den 5V Aussteuerspannung ja 0,5V abziehen muss.

Gruß Tobias

Elektro_Tobi schrieb:

Warum das so ist, kann ich nur sagen, das die Stromgerade die Spannngsabfallkurve genau bei Uce=1/2Ub trifft. Keine Ahnung, wie ich darauf gekommen bin. Die geraden schneiden sich erstens garnicht dort und zweitens hängt es ja auch davon ab, wie hoch auf der y-Achse ich z.B. die 1A Marke setze. Warum jetzt bei 1/2Ub die Verlustleistung am höchsten ist, weis ich noch nicht, aber ich hab jetzt erstmal Schule, also genug Zeit zum nachdenken Gruß Tobias

Denke mal über das Thema der "Widerstandsanpassung" nach. Die hat man z.B. bei Antennenkabeln immer 75Ohm Ausgangswiderstand, auf 75 Ohm Kabel, auf 75 Ohm Eingangswiderstand....
Wenn Du Dir einen einfachen Spannungsteiler aus zwei Widerständen aufzeichnest, kommst Du auch drauf, das Du im z.B. unteren Widerstand dann die maximale Leistung umsetzt, wenn der genau so groß, wie der obere ist. Weil: dann erreicht das Produkt aus Strom UND Spannung (=Leistung)das Maximum.


(Wenn Du in Mathematik halbwegs gut drauf bist:
Kannst Du dir auch mit einer Differentialgleichung beweisen. Erste Ableitung aus dem Produkt der U und der I Geradengleichungen und dann da das Maximum suchen.)

Hat das mit dem BIld jetzt geklappt, oder soll ich nochmal ein anderes Format hochladen?

Mathe ist eigentlich eins meiner besten Fächer, aber von einer Differentialgleichung hab bis jetzt (10.Klasse) noch nix gehört

Das bei 1/2Ub das Produkt und Spannung am höchsten ist, wusste ich ja, aber warum das so ist, weis ich immer noch nicht.
Aber ich werde mir heut ein Buch bestellen, was hoffentlich alle meine Fragen beantwortet.
Bei Reichelt hab ich "Elektronik 2: Bauelemente (Vogel Verlag)" gefunden. Das Inhaltsverzeichnis sieht schonmal ned schlecht aus, wird alles über bipolare & unipolare Transistoren erklärt und auch noch ein Thema welches mich ebenfalls interessiert, nämlich Röhren.
Was haltet ihr von diesem Buch?

Gruß Tobias

Bursche,

Keine Ahnung, wie ich darauf gekommen bin. Die geraden schneiden sich erstens garnicht dort und zweitens hängt es ja auch davon ab, wie hoch auf der y-Achse ich z.B. die 1A Marke setze

Du solltest rechnen, nicht schätzen.

Klick

Also, ich habe jetzt eine Zeichnung gemacht, der man entnehmen kann, das Ptot am größten bei 1/2Ub ist!

http://www.free-webspace.biz/menzel1/Ptot.GIF

Auf der X-Achse ist der Spannungsabfall eingezeichnet.
Auf der Y-Achse ist der Strom eingezeichnet. Ich habe ihn einfach als Gerade gezeichnet, ungeachtet von Sättigungsspannung usw.

Da die X- und Y-Achse gleich lang sind, ergibt sich beim verbinden der Endpunkte eine Gerade im Winkel von 45°

Zieht man nun von einem beliebigen "Spannungsabfallpunkt" eine Gerade parallel zur Y Achse, bis zur blauen Gerade und vom Schnittpunkt aus eine parallele zur X-Achse, die die Y-Achse schneidet, so erhält man Vierecke.

Bei 1/2Ub, also 5V Spannungsabfall ergibt sich so ein Quadrat. Da ein Quadrat unter den Flächen den größten Flächeninhalt gesehen zum Umfang hat bedeutet dies, das dort die Verlustleistung Ptot am hächsten ist!

Is das in Ordnung als Erklärung

Gruß Tobias

Bei 1/2Ub, also 5V Spannungsabfall ergibt sich so ein Quadrat. Da ein Quadrat unter den Flächen den größten Flächeninhalt gesehen zum Umfang hat bedeutet dies, das dort die Verlustleistung Ptot am hächsten ist!

Das geht schon in Ordnung aber, was hast Du für einen Spannungsabfall eingezeichnet?
Den am T, also die verbleibende Uce oder den am Lastwiderstand.

Ich hab den Spannungsabfall am Transistor eingezeichnet, da es ja auch um seine Verlustleitung geht.

Gruß Tobias

Hallo Tobi,

dann stimmt Dein Diagramm. Andernfalls muß es so ausehen wie meins. Da wird der Spannungsabfall über der Last und der zugehörige Strom angegeben. Der RiL wird dann durch die verbleibende Uce bestimmt.

Oky, nun weißt Du ganz genau, daß bei 10V Ub an 4R Last 1.25A Ruhestrom fließen müssen. Ob das effizient ist?
Man kann natürlich auch den TO3 Kopf mit einer kleinen Herdplatte versehen.

Mach doch mal einen Plan und stell ihn hier ein.

Oder Kaffewarmhalteplatte

Aber weil mir so langweilig war, habe ich eine kleine Schaltung entworfen, die mit symmetrischer Speisespannung arbeitet, damit mit insgesamt 24 Volt, was uns damit den Betrieb auch noch einer Teewarmhalteplatte erlaubt- ein singifikanter technischer Fortschritt !


Hier das Abfallprodukt der meiner neuesten Weltraumforschungen:



MfG

Nachtrag: R1 sollte besser nur 1,5 Ohm haben, um auch im negativen Zweig voll symmetrisch aussteuern zu können.

Und hier die Verzzerungen des Teiles:



k2 ca. -90 dB = ~0,003%
Schon recht sauber und das bei etwas grober Simulation. Mit feineren Schritten dürfte es noch ein bißchen besser aussehen.


Aber mir ist ja schon wieder was eingefallen. Das aber heute abend. Tschüß!

Ich habe es jetzt mal mit besseren Transistoren (als 2N2222 und 2N3055, als Ersatz für die Darlington BDW93, die ich nicht in meiner Bibliotek habe; jetzt 2N2222 und FZT 849) simuliert.
Außerdem wurde die Vorspannung der Konstantstromquelle auf insgesamt 4,7 Volt reduziert. (Z-Diode 3,3 V und 2 SI-Dioden[zur Temperaturkompensation] in Reihe) und der Vorwiderstand auf 2k2 reduziert und an +12 Volt (statt an Masse) angeschlossen.
Und R1 auf 1,0 Ohm reduziert. (Um trotz der veringerten Vorspannung noch genug Strom in der Konstantstromquelle zu haben.)
Und siehe da, außer heizen, dürfte er den Pass Aleph um mehrere Längen schlagen. Es war mir ein Vergnügen.

Hier der Verzerrungsschrieb:



-103 db =~7,1x10 hoch -6= ~0,0007% K2


Übrigens ca. 3...3,1 A durch R1. Mal 24 Volt Gesamtleistungsaufnahme rund 75 Watt. Also einen 100 Watt Trafo nehmen.

Ausgangsleistung 18 Vss ergibt 6,36 effektiv. Die 6,36V zum Quadrat durch 4 Ohm = 10,125 Watt
Wirkungsgrad rund 10 %

Aber besser als Pass Aleph und auch schön einfach zu bauen.

Schöne Grüße aus Berlin nach Amerika
Das waren jetzt drei Stunden schönes Hobby.

Der Lothar - nun hat der Tobi bestimmt Angst bekommen.

Tobi komm raus - Du bist umzingelt !!

Übrigens läuft gerade parallel zu meinen Schreiben hier, eine Simulation auf meinen Rechner für einen Verstärker, diskret aufgebaut mit 24 Transistoren. Der könnte Tobi wirklich schocken.
Aber doch nicht der Class-A-Verstärker. Oder ?

Übrigens braucht mein nicht gerade schlechter drei Monate alter Rechner, wenn ich fein simuliere bis zu 12 Stunden für eine Simulation. Heißt er läuft Tag und Nacht. Falls einer hier einen heißen Tip hat, wie ich die Simulation unter SWCad3 schneller hinbekomme und trotzdem bis zu -140 dB auflöse - Ich würde mich sehr darüber freuen.
Im Moment lautet meine Befehlszeile dafür: .tran 0 10.1ms 0.1ms 0,001 µs (letzteres zeitweise auch 0,0001µs)

Hallo Ultra,

nein, da weiß ich leider auch keinen Tip für. Die Simus dauern halt etwas länger, je größer die Auflösung wird aber 12h ist viel.

Bis der Tobi sich wieder traut kann ich Dir noch etwas anderes berichten.
Die Mosistufe ist nun mit Steckplatine versehen und aufgebaut. Der Klirr ist zwar wirklich nicht mehr messbar (5Khz) und die 3db Grenze kann locker auf 650Khz bei vollen 15V eff angehoben werden aber das muß echt mit 350mA Iruhe für jeden Endtopf erkauft werden. Es sind zwar noch ein paar Versuchsreserven vorhanden aber ich weiß nicht, irgendetwas ist da noch zu lahm. Möglicherweise muß der Treiberquerstrom höher werden. Vielleicht laden die Mosis noch zu langsam um. Der Querstrom beträgt derzeit 46mA, ich sollte es mal mit 100mA versuchen. Allerdings hat es dann wieder arge Probleme mit der Ptot der Treiber, die liegt bei nur 5W pro Stück laut Hersteller.
Jedenfalls nehm ich mal an, daß der hohe Ruhestrom ein Indiz für zu geringen Querstrom ist.
Leider bin ich nun auch Ende mit meinen Messmitteln. Hier hat sogar der Klemmanschluß eines Multimeters am Source-R Auswirkungen.

Das ich mit dem anders legen der Meßkabel, eine Änderung der Meßergebnissse bekam, war bei mir auch so. Auch die Lage der Innenverkabelung spielt eine Rolle. (Auf keinen Fall schöne klassische Kabelbäume bauen !!! Kabel eher einzeln verlegen.) Wahrscheinlich koppelt da schon soviel bei den hohen Freuenzen, das das schon eher eine Rolle spielt als sonst. Außerdem geht man ja mit der Empfindlichkeit auch ziemlich weit runter. Vielleicht hat man das deshalb so bei anderen Verstärkern nicht festgestellt.

Aber 350 mA Ruhestrom sind eindeutig zuviel. Ich fuhr anfangs mit 20mA, jetzt aber mit 50 mA weil der Rechteck damit wirklich besser aussieht-keine Einschwinger mehr.
Mach an besten noch mal einen Thread auf mit exakt Deiner Schaltung, weil am Ende waren ja so viel Varianten unterwegs, da weiß ich jetzt wirklich nicht so genau wie Deine aussieht.

Ich habe zwischen den Emittern der Treibern einen 120 Ohm Widerstand. Soviel zu deren Querstrom. Und ich habe meine Endstufen durch Eingangsfilter auf 1MHz reduziert. Davor mind. 2,2Mhz.

Und wie klingen se' den ?
Meine sind echt ein Hammer. Man denkt teilweise eine andere Aufnahme als sonst üblich zu hören, aber wirklich im positiven Sinne. Aber wahrscheinlich gehen die jetzt in spätesten vier Wochen wieder weg. Vorteil ich kann was neues bauen. Nachteil: Ich hänge dran. Wird schwer werden wieder eine Weile mit den alten zu hören.

Hallo Ultraschall,
redet ihr von dem kleinen A-Amp was du reingestellt hast finde die Schaltung gut werde ich mal versuchen oder hat die schon einer probegehört.

Gruß Martin

Nein, Probegehört hat die noch keiner.

(Und das zwischen Zucker und mir war über die Mosfet3 Schaltung, zu finden unter Beitrag "Mosfetansteuerung")

Zum A-Verstärker:
Kannst ihn ja dann mit anderen OPV modifizieren.
Für den Anfang /erste Testphase reicht ein TL 071, dann eventuell mal was von BurrBrown testen (OPA...)oder den AD797 von Analog Device probieren.

Die 220µ sind nur zusätzliche Abblock-C´s (nahe den Endstufentransis anbringen) zu den großen Elkos die noch ins Netzteil gehören.

Viel Erfolg, falls es dennoch Probleme gibt, werde ich Dir weiterhelfen.

Hallo Ultraschall,
hab mal noch ne Frage warum werden eigentlich als Endtransistoren immer diese Metallgehäuse verwendet und keine Plastikgehäuse währe doch einfacher zu montieren geht das um die Wärmeabfuhr oder was.

Martin

Die von mir genannten sind doch TO-220 Gehäuse. Sprich drei Beinee nach unten, in Plastikgehäuse und eine Kühlfahne dran, die aber mit dem Kollektor verbunden ist. Deshalb muß man die Transis dann isoliert montieren.

Die größeren Metallgehäuse TO-3 haben (meist) weniger internen Wärmewiderstand, wodurch dann da der Kühlkörper etwas kleiner ausfallen kann.

Hallo zusammen!!!

Konnt mich die letzten 2 Moante nicht melden, da unser W-Lan ROuter den Geist aufgegeben hat und der Router erst gestern aus der Werkstatt kam. So schnell kann das mit Garantiereperaturen gehen .

Ich habe mir in der Zeit 2 Bücher gekauft und gelesen:
- Klaus Beuth - Bauelemente
- Klaus Beuth - Grundschaltungen

Hab auch schon einen kleinen Klasse-A Amp gebaut, der sogar recht gut klingt.

Jetzt plane ich einen größeren zu bauen, der den Ruhestrom automatisch über eine Konstantstromquelle regeln soll (nach dem Eingangssignal). Außerdem versuch ich mich gerade über Schaltnetzteile zu informieren, da ich damit die Endstufenspannung bei kleinen Lasten herunterregeln könnte, damit die Verlustleistungen gering bleiben.
So sollte man die Endstufe auch 1-Ohm stabil bekommen, oder was meint ihr?


Außerdem würde mich dein Verstärker mit 24 Transistoren sehr interessieren. Is die Simu. schon ferig?
Was ist das für eine Endstufe?

Gruß Tobi

Könnte ich die Konstantstromquelle so realisieren?



Oder kann ich den Transitor weglassen, da die Kennlienien des Fet´s ja eigentlich ab einer bestimmten Uds ziemlich gerade verlaufen?


Über Ug könnte man dann ja den Ruhestrom einstellen. Die Restspannung zwischen Konstantstromtransitorkollektor und Endstufenemitter würde doch an diesem TKonst.-Transistor abfallen, oder?

Oder sollte ich die Endstufe komplett mit Mosfets realisieren?


Gruß Tobias

(Schön wieder von Dir zu hören, Tobi.)

Theoretisch geht das schon, aber der Fet wird heiß werden und das Ansteuern kompliziert. Günstiger und eleganter wäre es, die Basisspannung (da wo jetzt bei Dir eine Z-Diode drin ist) zu regeln.

Wenn man da z.B. eine Steuerspannung anlegt, die vom Lautstärkepegel der Eingangsspannung abhängig ist, hast Du gleich die Verlustleistungsreduzierung und kannst Dir die Regelung der Speisespannung sparen.
[Stichwort "aktive Gleichrichtung" (Einweg reicht.) google mal. Eine Mindestbasisvorspannung müßte auch noch vorhanden sein. Ist aber einfach parallel über eine Diode (zur Entkopplung von der Spannung die der aktive Gleichrichter liefert) einzuspeisen.]

Außerdem Schaltnetzteile in Edelverstärkern ?-- Ist schon nicht ganz leicht die Störungen durch sie wirklich perfekt zu unterdrücken. Weiß nicht, ob das Dir unbedingt zu empfehlen ist.
Ansonsten bleib erst mal bei den bipolaren Tranis.