Quasikomplementäre Endstufe

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cango
Neuling
#1 erstellt: 01. Aug 2008, 08:27
Hallo,
konnte kein Neues Thema eröffnen stelle meine Frage deshalb hierhinein.

Ist es möglich eine Quasikomplementär Schaltung mit PNP für die Leistungstransistoren aufzubauen.

Schaltungen mit NPN Transistoren sind überall zu finden aber keine mit PNP in der Leistungsstufe.
Hat jemand so eine Schaltung?
Gruss
Cango
krachkiste
Stammgast
#2 erstellt: 01. Aug 2008, 12:28
Die Quasikomplementärstufe entstammt einer Zeit in der es keine leistungsstarken pnp-Transistoren gab, oder keine mit vergleichbaren Leistungsmerkmalen wie ein npn-Transistor. Folglich entwickelte man eine Schaltung die nur leistungsstarke npn-Transistoren verwendet und einen pnp-Treiber im Pull-Down und einen npn-Treiber im Pull-Up.

Du kannst eine Quasikomplementärstufe schon auch mit pnp-Leistungstransistoren bauen: einfach Pull-Down mit dem Pull-Up vertauschen (was vorher im plan oben war nach unten und umgekehrt) und alle Transistoren mit ihrem jeweiligen Komplement austauschen (aus pnp wird npn und umgekehrt)

Allerdings führt das die historische Begründung ad absurdum. Denn wenn ich leistungsstarke pnps habe, dann habe ich erst recht leistungsstarke npns und brauche folglich auch keine Quasikomplementärstufe, sondern baue gleich eine "richtige Komplementärstufe". Deswegen findest du keine Quasikomplementärstufen mit pnp-Transistoren.
cango
Neuling
#3 erstellt: 01. Aug 2008, 15:07
cango
Neuling
#4 erstellt: 01. Aug 2008, 15:13
krachkiste
Stammgast
#5 erstellt: 01. Aug 2008, 16:09
Warum willst du das unbedingt machen, außer zu akademischen zwecken?

Nein das stimmt so noch nicht. Leider hab ich grad nicht die zeit was zu pinseln...

schau dir die QCS genau an. wenn du verstehst wie sie funktioniert, weißt du auch was du zu tun hast.

die QCS besteht aus Q15 Q16 Q17 und Q18.
Du hast jetz einfach nur alle pnps durch npns und umgekehrt ausgetauscht. Du muss aber erstmal den plan (den originalplan mit npnleistungstransistoren, nur den teil mit Q15 bis 18!) an einer gedachten horizontalen Linie spiegeln - sodass oben und unten die Rollen tauschen - und dann alle Pfeile in den Transistoren umdrehen.

Zeig evtl. auch noch, von welcher Original-Schaltung du ausgehst, dass wir auch vom selben reden.
cango
Neuling
#6 erstellt: 01. Aug 2008, 19:25
Hier die Orginalschaltung Naim-135

http://www.neilmcbride.co.uk/output-amp2.pdf

Als Leistungstransistoren sollen pnp eingestzt werden

Habe noch einige PNP Transitoren liegen, möchte diese für diese Endstufe einsetzten

Ne Skizze oder ein Schaltplan mit PNP-Version wäre nicht schlecht.
krachkiste
Stammgast
#7 erstellt: 01. Aug 2008, 20:17
Plan!

Ich habe mich mit den Bezeichnungen streng nach output-amp2.pdf gerichtet. Versuche bitte alle Schritte die ich gemacht habe, nachzuvollziehen und zu verstehen. (Vielleicht habe ich ja versehentlich auch Fehler drinn)

Bei den Filternetzwerken die an den Basen der TreiberTransistoren hängen (R17 und co) bin ich mir nicht sicher ob die was mit der Stabilität des Amps zu tun haben. ich habe sie jedenfalls auch mit getauscht, da sie evtl auf die Eigenheiten der unterschiedlichen Transistorkombinationen des PD und PU abgestimmt sind. Wie sinnvoll das ist, kann ich so ohne tiefere Beschäftigung nicht sagen. Jedenfalls könnten andere Transistoren einer anderen Dimensionierung dieser Netzwerke bedürfen.

Der Plan oben soll erstmal nur das Prinzip klarmachen... (spiegeln, Pfeile umdrehen !)


[Beitrag von krachkiste am 01. Aug 2008, 20:19 bearbeitet]
cango
Neuling
#8 erstellt: 02. Aug 2008, 08:26
Vielen Dank für deinen Plan.

Hab es simuliert es funktioniert. Hab die Schaltungstechnik des QCS aber noch nicht verstanden. Gibt es eine Seite wo es gut beschrieben ist?
Was bewirkt die Diode D5, muss die mit rein?

Hab die Schaltung etwas umgeändert, R28 und D5 wegelassen.

http://img221.imageshack.us/my.php?image=pnp1vw0.jpg

Hat das Nachteile für die Schaltung?
krachkiste
Stammgast
#9 erstellt: 02. Aug 2008, 09:54
Ich wollts gestern noch schreiben "D5 nicht weglassen".

Also D5 nicht weglassen, die stellt die symmetrie wieder her, da sie die auf dieser seite fehlende basis-emiter-diode emuliert die bei der Darlingtonschaltung auf der anderen seite vorhanden ist.
Das google stichwort lautet > baxandall diode <

Wenn dus schon simulierst, dann simulier doch mal die ausgangsstufe (nur diese 4 Transistoren) ganz alleine. Nur eine Spannungsquelle als Eingang (Signalquelle) und eine zwischen der Basis des oberen Treibers (Q37) und der des unteren Treibers um die Basis-Emiter-Vorspannung bereit zu stellen (ca. 1.3V), die solltest du so einstellen das etwa 50mA Ruhestrom (ohne signal) durch R1 und R4 (in dem letzten plan) fließen. Keine gegenkopplung und nix. Natürlich die Betriebsspannungen noch, konstante Spannung ohne Innenwiderstand. Und noch den Lastwiderstand (Lautspreche) von - je nach dem was du ranhängen willst - 4Ohm oder 8Ohm vom ausgang gegen masse.

Schick nen Sinus rein mit 1kHz und vielleicht 20V amplitude und simulier mit 11ns max timestep über eine zeitdauer von 10ms. Dann mach eine FFT mit 131072 FFTsize (datapoints) und z.B. hann-window (hauptsache ein Window, ohne sieht man nicht unbedingt was, verschiedene ausprobieren, das nehmen wo die steilsten spitzen rauskommen und der "boden" möglichst tief hängt)

Und dann vergleiche die oberwellen mit und ohne D5.
Wenn du D5 weglässt musst du aber auch am Widerstand (R3 im letzten Plan) ein bisl rumspielen. Ich würde ihn dann zwar weglassen, aber wenn dus schon simulierst, kann man ja auch mal was ausprobieren.


[Beitrag von krachkiste am 02. Aug 2008, 09:58 bearbeitet]
pelmazo
Hat sich gelöscht
#10 erstellt: 02. Aug 2008, 09:57
PNP-Quasikomplementärschaltungen gab's in Zeiten von Germanium-Transistoren, denn da waren, genau umgekehrt wie bei Silizium, die PNP-Leistungstypen leichter zu bauen. Aus einem Siemens-Schaltungsbuch von 1967 stammt folgende Schaltung:

http://www.abload.de/img/quasikomplementr-pnpwxg.jpg

Du dürftest aber Probleme mit der Beschaffung der Bauelemente kriegen.
krachkiste
Stammgast
#11 erstellt: 02. Aug 2008, 10:01
aha. Wieder was gelernt.

Danke pelmazo!
cango
Neuling
#12 erstellt: 02. Aug 2008, 14:12
Hab es simuliert hier das Ergebnis

http://img227.imageshack.us/img227/5848/pnpdiode0001kq3.jpg

Hab immer noch nicht verstanden wie der der QCS funktioniert.
Ist die Naim 135 Schaltung zu gebrauchen oder sollte man auf eine mit Standardtechnik ausweichen.
krachkiste
Stammgast
#13 erstellt: 02. Aug 2008, 15:19
Ich denke man sieht den Trend recht gut! Geringere Amplitude der Harmonischen und schnellerer Abfall in der Amplitude hin zu höheren Harmonischen sprechen deutlich für die Diode D5.

Hast du den Ruhestrom überprüft (50mA)? Ich Hab mich nämlich mit 1.3V geirrt, es müssten 2.6V in der Gegend sein.
30dB von der 1. Harmonischen zur 2. scheint mir doch ein bisl wenig, obwohls schon OK ist. Zeig evtl doch noch den Plan.

Die Naim ist schon vertretbar, nicht das gelbe vom Ei aber sollte einigermaßen vernünftige Ergebnisse liefern.

Wenn du unbedingt mit PNP-LeistungsTransistoren arbeiten willst, weil du die da hast, warum nicht, dann hast du nen guten Übungsamp.
Wenn du noch ein paar Euro in neue Transistoren investieren willst, gibt es zwei bis drei Möglichkeiten für die Ausgangsstufe.

(ich nenne nur zwei)
Mein persönlicher Favorit ist inzwischen die CFP-Stufe (Complementary Feedback Pair), zumindest auf dem Papier.
Eine andere, wohl recht gute Variante ist ein abgewandelter Darlington, obwohls kein wirklicher Darlington ist.

Kannst ja mal beide Ausgangsstufen simulieren (Ruhestrom nicht vergessen!), und dir ein Bild machen, scheue dich nicht mit den Werten zu experimentieren, ruhig für die 100Ohm beim CFP auch mal 68 oder gar 33 einsetzen.

Ich würd dir gerne noch eine Abhandlung über die Funktion der QCS schreiben, aber leider ruft mich die Prüfungsvorbereitung zurück zur Vernunft und an den Schreibtisch (auch wenn ich da schon sitze ).
Vielleicht findest du ja doch noch was im netz, oder hier im forum, oder es erbarmt sich noch jemand anderes, ein wörtchen oder link darüber zu verlieren.


[Beitrag von krachkiste am 02. Aug 2008, 15:32 bearbeitet]
cango
Neuling
#14 erstellt: 02. Aug 2008, 17:55
Vielen Dank für deine freundlichen Worte. Deine Beiträge haben mir sehr geholfen. Ich schau mich mal um.
Danke
Stampede
Inventar
#15 erstellt: 03. Aug 2008, 15:21

Mein persönlicher Favorit ist inzwischen die CFP-Stufe (Complementary Feedback Pair)

Ich würde die 0R22 Widerstände in den Emitterpfad der Leistunggstranistoren schalten. Dann kann du die Transistoren ohne Isoliermaterial montieren (der KK liegt dann auf Vout).

Über R24 der "abgewandelten Darlington" noch einen C schalten, so 1µF, das macht die Stufe schneller.
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