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PA2 - Power Amp mit Lateral MOSFETs+A -A |
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Autor |
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Köter
Inventar |
#1 erstellt: 20. Sep 2016, 19:16 | ||||
Hallo Forum, ich möchte Euch hier mein aktuelles Elektronikprojekt vorstellen. Es handelt sich um eine kleine, schnelle Endstufe mit sehr guten Verzerrungswerten die mit Lateral-MOSFETs in der Endstufe arbeitet. Wie es dazu kam: Im Sommer 2015 habe ich von Birger ( diy-audio-shop ) einen Platinensatz seiner damals neuen „Nova“ Enstufe bekommen. Je mehr ich mich damit beschäftigte, desto interessanter fand ich das Konzept. Die Simulationen sahen sehr vielversprechend aus. Insgesamt eine kleine, schnelle Endstufe mit sehr guten Verzerrungswerten. Die Schaltung nimmt starke anleihen an die VSSA (Very Simple Symmetrical Amplifier )aus dem englischsprachigen Schwesterforum. Ich entschloss mich dazu, noch einige Schutz-Mechanismen hinzuzufügen. Als da wären eine Vorspannungsbegrenzung für die FETs, Schutzdioden für die Gates (damit im Falle das einer der FETs durchgeht der andere nicht auch geschossen wird) und ein paar catching Dioden an den Ausgängen. Außerdem schaltete ich ein weiteres Paar Endtransistoren parallel um die Endstufe noch Laststabiler zu machen. Hier sieht man den Frequenzgang dargestellt mit LT-Spice: Leistung: o2 x 130 Wrms / 4 Ohm o2 x 65 Wrms / 8 Ohm Gain: ca. 27 dB -> etwa Faktor 22 Einen alten Ringkern-Trafo mit passenden Spannungen hatte ich noch „auf Lager“ und somit machte ich mich dann ans Layout der Boards. Danach machte ich mich an ein Design für den Trafo Soft-Start. Der Trafo hat Sekundärseitig 2x30V bei einer maximalen Leistung von 750W. Eine Einschaltstrombegrenzung ist also durchaus angebracht. Die Soft-Start Schaltung entspricht größtenteils dem Projekt 39 von Rod Elliott. Die Strombegrenzung habe ich dabei durch zwei in Reihe geschaltete 15 Ohm Hochlast-Widerstände realisiert. Außerdem liefert mir der kleine Printtrafo gleich noch die 12V-Versorgungsspannung für die Ansteuerung der beiden geplanten Vu-Meter. Natürlich durfte auch eine Lautsprecher Schutzschaltung nicht fehlen. In meinem SymAsym hatte ich ja damals einen diskreten LS-DC-Schutz aufgebaut. Die Schaltung hätte ich ohne weiteres wieder verwenden können, tut sie doch schon seit Jahren völlig zufriedenstellend Ihren Dienst. Aber man will ja auch mal neues Ausprobieren. Also bestellte ich mir in der Bucht ein paar NEC uPC1237 Bausteine. Diese „überwachen“ das Musiksignal auf anliegende Offset Spannungen, bzw. DC-Anteile. Man kann über einen Jumper wählen ob die Schutzschaltung die Lautsprecher nach einem Fehlerfall automatisch wieder freigibt, oder ob man die Anlage neu starten muss. Desweiteren findet auch eine Überwachung der Sekundären Wechselspannung statt. Wird der Verstärker abgeschaltet, merkt die Schaltung das sofort an der fallenden Wechselspannung und trennt sofort die Lautsprecher. Damit wird ein „Ausschalt-Plopp“ effektiv verhindert. Ebenso werden die Lautsprecher natürlich Zeitverzögert eingeschaltet. Das funktioniert alles richtig gut – deshalb gibt´s von mir auch ne dicke Empfehlung für die Bausteine! Hier sieht man die Boards unbestückt: Als letztes machte ich mich an das Design des Netzteils. Im Prinzip ist die Nova da sehr gutmütig und braucht aufgrund der guten PSRR eigentlich kein Aufwändiges Netzteil. (PSRR - Amplitudengang der Ausgangsspannung - jeweils pos, oder neg. Um 100Hz sind es ~60dB, bei 1kHz ca. 80dB, darüber wieder leicht sinkend.) Aber wenn man schon alles selber macht und der finanzielle Aufwand nicht die höchste Priorität genießt, dann kann man ja auch ein bisschen mehr Aufwand treiben. Die Gleichrichter bestehen aus Fast Recovery Dioden mit parallelen Snubber-Gliedern. Ich entschied mich für eine CLC Siebung. Die Kapazität der ersten Elkos sollte dabei nicht zu groß sein um die Stromspitzen beim Nachladen im Rahmen zu halten. Außerdem habe ich einen kleinen seriellen Widerstand hinzugefügt weil ansonsten die Ripplestrombelastbarkeit überschritten werden könnte. Den niedrigen ESR für die HF-Abblockung machen dann kleine Kerkos. Es folgt eine Glockenkernspule. Die Kurvenformen sind damit im Vergleich zu einer CRC-Siebung breiter und runder (niedrigere Störfrequenz und weniger Oberwellen). Desweiteren peaken die Ströme durch die Trafos weniger. Im Anschluss folgen dann einige Parallelgeschaltete große Elkos mit je 22mF. Auch diesen habe ich noch kleine keramische Caps mit je 100nF spendiert um den ESR gering zu halten. Da ich auf den Verstärkerboards selber auch noch ein paar dicke Caps vorgesehen hatte sollte ich mir um die Betriebsspannung keine Sorgen mehr machen müssen. Die Boards bestückt auf der Werkbank: Die Mosfets habe ich von unten auf die Platine gelötet und isoliert auf die Kühlkörper geschraubt. Bei meinem ersten Aufbau vom Typ „Holzbrett“ habe ich Kühlkörper mit einem Wärmewiderstand von 0,9°K/W verwendet. Die Verlustleistung der Amps ist aber gar nicht mal sooo gering – ca. 25W pro Kanal. Damit wurden die Kühlkörper schon ziemlich heiß und ließen sich gerade noch so anfassen... So spielte die Endstufe über ein halbes Jahr offen in meinem Wohnzimmer – und das zu meiner vollsten Zufriedenheit. Der Verstärker tut was er soll, und das sehr souverän. Die Spannungsverstärkung ist im Vergleich zum SymAsym etwas geringer. (Gain: ca. 27 dB -> etwa Faktor 22) Eine Klangbeschreibung spare ich mir an dieser Stelle. Testaufbau: Da der Markt an bezahlbaren Gehäusen immer noch zu wünschen übrig lässt habe ich mich wieder für ein Gehäuse der Italiener entschieden. Preis / Leistung stehen hier einfach in einem guten Verhältnis. Um den Verstärker dennoch zu etwas besonderem zu machen habe ich einige Modifikationen am Gehäuse vorgenommen. So habe ich das gesamte Gehäuse um 30mm je Seite eingekürzt. Diese 30mm werden nun von den Rippen der Kühlkörper sowie von massivholz Seitenteilen aus Eiche aufgefüllt um wieder auf die 435mm Breite bzw. das gängige Hifi-Maß zu kommen. Um die Kühlkörper zu montieren habe ich die originalen Aluminiumprofile zersägt und beide Teile mit 5mm Aluminium Flachmaterial verschraubt. Alles in allem eine durchaus stabile Konstruktion... Als „eyecatcher“ habe ich in der Front ein paar Vu-Meter versenkt und unter einer gemeinsamen Acrylplatte montiert. Im ausgeschalteten Zustand sind die Anzeigen nur zu erahnen, während sie im eingeschalteten Zustand das Erscheinungsbild dominieren. Ich steuere die Vu-Meter mit dem Hochpegelsignal an, und das funktioniert tadellos. Die Aussteuerung habe ich mit einem Festwiederstand am Ausgang der Endstufe eingestellt. Klappt gut, so dass die Anzeige je nach Pegel immer weiter aussteuert und auch bei sehr hohen Pegeln noch nicht im rechtsanschlag „klebt“... Unter den Anzeigen findet sich noch ein Kippschalter mit dem sich die Endstufe Ein- / Ausschalten lässt. Hier habe ich ein Langloch in die Front gefräst und dem Kippschalter eine kleine Haube aus Sandgestrahltem Aluminium spendiert. Macht sich gut wie ich finde. Falls sowas mal jemand nachbauen möchte: Man sollte darauf achten, dass der entsprechende Gewindeschneider für das Gewinde des Schalters auch vorhanden ist. Dann kann man der Schalter einschrauben und an der richtigen Position mit der Kontermutter fixieren. Auf der Rückseite finden sich außen die Cinch-Buchsen, die ich direkt auf den Verstärker Boards montiert habe. Daneben ist dann jeweils der Lautsprecher Ausgang für den jeweiligen Kanal zu finden. Die Buchsen sind von Dynavox und für den Preis wirklich wertig verarbeitet. In der Mitte findet sich dann der Netzanschluss mit eingebauter Sicherung. Die Gerätefüße sind wie bei den vorangegangen Projekten relativ schlicht gehalten. Massives Aluminium mit Gummi-Inlays. Bewährt und gut. Auch die Proportionen stimmen wie ich finde. Und so sieht´s dann fertig aus: Tja, viel mehr gibt´s auch nicht zu sagen zu dem Gerät. Seine „Feuertaufe“ hat der Amp im September bereits hinter sich gebracht, als ich ihn beim DIY-Hörtest in Bergkamen vorstellen durfte. Den Anwesenden hat´s soweit ich das beurteilen darf glaube ich durchweg gefallen. An dieser Stelle möchte ich mich nochmals recht herzlich bei einigen Leuten bedanken: Als erstes mal bei Birger, der mich mit seiner Nova erst auf die Idee gebracht hat, Danke für deine Arbeit – weiter so! Dann möchte ich mich natürlich noch bei Christoph aka ESELman aka Calvin bedanken. Für die Simus, die Erklärungen und die Unterstützung während der gesamten Bauzeit. Wie immer warst du mir eine riesen Hilfe – Danke! Als letztes möchte ich mich noch bei meinem Cousin Basti bedanken, der mir mal wieder mit einem schönen Stück Eiche ausgeholfen hat! Beste Grüße, Köter [Beitrag von Köter am 20. Sep 2016, 19:19 bearbeitet] |
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detegg
Inventar |
#2 erstellt: 20. Sep 2016, 19:46 | ||||
Chapeau, Stefan! Detlef |
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HerrErnie
Ist häufiger hier |
#3 erstellt: 20. Sep 2016, 20:01 | ||||
detegg
Inventar |
#4 erstellt: 20. Sep 2016, 20:14 | ||||
Wenn das VU elektrisch korrekt angesteuert war und die LS auch etwas im Ärmel hatten - gute Party! |
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jehe
Inventar |
#5 erstellt: 20. Sep 2016, 23:38 | ||||
mal wieder ganz großes Kino... absolut sehenswerte Umsetzung in allen Bereichen. Besonders interessant find ich die Sache mit dem NEC uPC1237 und deine Erfahrung damit. Bisher habe ich DC-Schutz und Einschaltverzögerung auch immer diskret aufgebaut, was auch nach wie vor zuverlässig funktioniert. Der Ausschaltplopp ist dann je nach Gesamtschaltung aber nochmal ein anderes Problem. Bisher hab ich so was zum Glück nicht zu beklagen. Erfahrungsgemäß fallen die LS-Relais immer etwas schneller ab und verhindern somit von Hause diesen Effekt, aber wenn es da was Integriertes gibt was schon alles mitbringt, machte es das Ganze erheblich übersichtlicher und spart vor allem Platz auf der Platine. Werde ich wohl mal ordern... |
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ESELman
Stammgast |
#6 erstellt: 21. Sep 2016, 06:41 | ||||
Hi, Jippieheijahjah ... jippieheijeh Machs zu Deinem Projekt! Freut mich sehr, Dir mal wieder helfen gekonnt zu haben. Ist das nicht mittlerweile das vierte vollendete geile Projekt, in dem wir uns gegenseitig unterstützen konnten? Birger scheint im übrigen unsere Anregungen bzgl. der JFETs in die Stückliste übernommen zu haben, aber die Treiber weiterhin mager laufen zu lassen. Welchen Wert hast Du für R8/R14 nun genommen .. 1k1? Fährst Du jetzt mit ~150mA Ruhestrom pro MOSFET? Die mechanische Ausführung ist wie immer geleckt zum neidisch werden. DerESELman ps. vielleicht sollten wir mal mit einen gemeinsamen Nick auftreten, z.B. Schräubchen&Lötperle |
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Köter
Inventar |
#7 erstellt: 21. Sep 2016, 06:47 | ||||
Tach Zusammen! Danke Detlef! Ich schätze als die Aufnahme von Micha entstanden ist, spielten gerade Ponamero Sundown auf der 2016er Ephedra von Holger Barske. Geht gut nach vorn das Teil! Vielleicht hat Micha noch ein Foto vom Setup? Naja - die VU-Meter sind keine ernstzunehmenden Messgeräte, aber zumindest hab ich sie mit einem 4 Ohm Lastwiederstand bei 2W / 1kHz eingepegelt... @Jehe: Vielen Dank - freut mich sehr wenn ich dich mal auf neue Ideen bringen kann! Ich hab das Ding auch schon auf eine einzelne Platine gebracht. Stereo 70 x 40 mm oder so... Funktioniert wirklich einwandfrei, und das Datenblatt erklärt Schritt für Schritt wie die Schaltung zu dimensionieren ist. Da ist man echt flexibel... Bin gespannt wie deine Erfahrungen so sind! Grüße, Köter Ps: Der ESELman... Tach auch! Dürfte mittlerweile die 4. kooperation sein, richtig. Schätze du bist mal wieder dran! Die rund 150 mA Ruhestrom sind auch korrekt. Damit sollte der Amp bis knapp über 1 Watt in reinem Class A laufen. R8 / R14 habe ich erst mit 560 Ohm bestückt. Das hatte aber eine zu hohe Verlustleistung (550mW) in Q3/Q4 zur Folge. Mit 510 Ohm laufen die beiden jetzt wenn ich mich recht erinnere. Danke nochmals! [Beitrag von Köter am 21. Sep 2016, 07:00 bearbeitet] |
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Khayman1972
Stammgast |
#8 erstellt: 21. Sep 2016, 08:13 | ||||
Moin!
Ich durfte DER Gerät am Samstag auch schon beschnuppern. Die Ausführung ist echt zum neidisch werden und verdirbt einem doch fast die Lust selbst weiter zu stümpern. Der Verstärkerklang *duck* ist natürlich ebenfalls fantastisch!
Ich frag mich nur, wer dann wer ist? Gruß, Christian P.S.: Und jetzt warten wir alle auf die passende Vorstufe mit dem gleichen Design! |
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HerrErnie
Ist häufiger hier |
#9 erstellt: 21. Sep 2016, 08:18 | ||||
Moin,
so isset! Ponamero Sundown! Festplatte -> DAC -> PGA2311 -> PA2 -> Ephedra -> Ohr Piieeeep Klingelingeling Grüße, Micha |
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Anro1
Hat sich gelöscht |
#10 erstellt: 23. Sep 2016, 12:02 | ||||
Köter chapeau sehr schön gemachter DIY Amp. Klasse wie immer. Eine Schaltung / Platinen mit wahlweise den selben Mosfets wird z.B. auch von JMS Audio in der EBucht als "Annäherung" an die Schaltung einer Goldmund Endstufe angeboten. Nach einigen Fehlern hatte ich diese Schaltung bei einem Vergleichtest verschiedener DIY Endstufen Module in Betrieb. Hat sich sehr gut geschlagen Hintergrund für den letzt jährigen DIY Endstufen-Modul Vergleichs-Hörtest. Ein Hobby Bekannter hatte ein Pärchen völlig abgerauchter LM3886 basierender Mono´s. Das PSU mit +-55V bei ~230V war einfach für die LM3886 zu viel Da hatte es massiv Bitz & Puff gemacht. Es galt nun ein/mehrere Amp Module unter Beibehaltung des ursprünglichen Gehäuses & Netzteils als Ersatz zu testen. Die großen VU Meter der Mono´s kamen einst von Thel. Schade das es diese nicht mehr gibt. Am Schluss nach dem umfangreichen Modul Hörtests und einigen Umbauaufwendungen kam das dabei heraus: Wir hatten uns zum Schluss auf 2 leistungsstarke China DIY Amp Module geeinigt, welche genug Versorgungsspannungs-Headroom für das +-55V PSU bei 230V hatte. Bei Netzspannungen von bis zu ~248V (bei mir auf dem Dorf) muss man da schon vorsichtig sein. Die Amps hörten sich an unseren Lautsprechern für unsere Ohren sehr gut an. Grüsse [Beitrag von Anro1 am 23. Sep 2016, 12:10 bearbeitet] |
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Hmeck
Inventar |
#11 erstellt: 24. Sep 2016, 06:33 | ||||
Hi, da gibt es ja mal wieder echt hammermäßige, klasse Verstärker zu bewundern. Sehr edel, das Ganze, Glückwünsche! Hmeck |
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ESELman
Stammgast |
#12 erstellt: 24. Sep 2016, 11:05 | ||||
Hi, schöne Monoblock-Gehäuse indeed my dear Die MP150 ist aber eine andere Schaltungstopologie als Köter´s SuperNova ... der klassische OPAmp Ansatz mit Eingangs-Differenzverstärker ... und ist wohl eher auf die vertikalen MOSFETs ausgelegt. Aber wofür braucht es eigentlich einen Differenzverstärker oder eine OPAmp-Topologie ... also eine Struktur, die von ihrer Natur her alles mögliche darstellt nur keinen linearen Verstärker? Der complementäre single-ended Ansatz z.B. verbindet Signal-Eingang und Gegenkopplungs-Eingang unmittelbar im Eingangs-Transistor und bietet Vorteile bzgl. Rauschen ... und nicht nur in dieser Hinsicht Bei der SuperNova kann man auch schön mit verschiedenen Kompensations-Methoden experimentieren. DerESELman |
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Anro1
Hat sich gelöscht |
#13 erstellt: 24. Sep 2016, 12:00 | ||||
Hallo Eselman ja die Schaltungen sind schon recht verschieden
Die Eingangsschaltung/Treiberstufe erinnert mich ein wenig an Röhre Complementär Common Cathode / Anodenfolger. Schon anders als die typischen allseits verbreiteten Differnzeingangsstufen. Du meinst die komplementäre zurückgeführte überalles GK hat Vorteile beim Rauschen. Sind auch andere Vorteile relevent ? Leistungsbandbreite/Phasendifferenzen. Mich wundert ein wenig der 4.7Ohm 2WR im LSP-Ausgang, das muss sich doch stark je nach Impedanz Verlauf des LSP bemerkbar machen ?? Auf jeden Fall schöner Amp/Konzept würde ich gerne mal gegen andere DIY Amps gegenhören. In welcher Gegend seit Ihr aktiv ? Vielleicht ergibt sich mal eine Gelegenheit zu einem Treffen. Könnte 1-2 meiner bevorzugten DIY Nachbauen beisteuern. Grüsse auf das unser Lötkolben nie kalt werde . |
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ESELman
Stammgast |
#14 erstellt: 24. Sep 2016, 18:07 | ||||
Hi, beim Differenzverstärker liegen die beiden Transistoren rauschmässig in Serie. Bei der einfachen common-emitter Schaltung ist es nur ein Transistor und bei der hier vorliegenden komplementätüren Schaltung sind die zwei Transistoren rauschmässig parallel geschaltet. DerESELman |
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Hmeck
Inventar |
#15 erstellt: 25. Sep 2016, 07:06 | ||||
[quote] ... bei der hier vorliegenden komplementären Schaltung sind die zwei Transistoren rauschmässig parallel geschaltet. [/quote] Jetzt habe ich den Thread nochmal überflogen und keine Schaltung gefunden, würde das gerne nachvollziehen. Habe ich was übersehen? Übrigens: der Verschreiber "komplementätüren" ist köstlich! Grüße, Hmeck [Beitrag von Hmeck am 25. Sep 2016, 07:09 bearbeitet] |
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Anro1
Hat sich gelöscht |
#16 erstellt: 25. Sep 2016, 09:47 | ||||
Hallo Hmeck den SChaltplan findest Du hier https://drive.google.com/file/d/0B2ZuIYMn7DUlVDU4Yjc2T3Rrd1U/view Grüsse |
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Hmeck
Inventar |
#17 erstellt: 25. Sep 2016, 15:15 | ||||
Danke, habe ihn mal abgespeichert - sieht ganz interessant aus. |
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Kay*
Inventar |
#18 erstellt: 26. Sep 2016, 18:26 | ||||
ich beobachte die VSSA-Schaltungen und Derivate seit länger Zeit mit Interesse bei diyaudio, bisher habe ich aber nicht begriffen, welchen Sinn der TLV431 (einstellbare ZD-Diode, sprich der Spannungsabfall darüber ist nicht temperaturabhängig) hat. Kann mir da wer auf die Sprünge helfen? |
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Köter
Inventar |
#19 erstellt: 26. Sep 2016, 18:49 | ||||
Hi Kay, wenn ich alles richtig verstanden habe, dann liegt die 1,25V Referenzspannung des VR1 auf dem Mittelabgriff des Bias-Potis. Es liegen also immer 1,25V über dem unteren Teil des Potis an. Entsprechend der Schleiferstellung packt der obere Teil im Teilerverhältnis auf die 1,25V noch etwas drauf. Der VR1 stabilisiert also die Bias-Vorspannung für die MOSFETs. Anbei ein Bildchen aus der Simu: Verliert der Schleifer allerdings den Kontakt, dann ist der Spannungsabfall also der volle Potiwiderstand multipliziert mit dem Treiberstrom. Der offen laufende VR1 zieht zwar noch etwas Strom weg, aber gerade wenn man den Treiberstrom hochdreht, geht der Spannungsabfall weit über die hier maximal empfohlenen 1,55V hinaus. Die Folge: Der Ruhestrom der MOSFETs knallt hoch -mehrere Ampere sind möglich- und sie braten sich irgendwann zu Tode... Um den Ruhestrom im sicheren Bereich zu halten habe ich deshalb eine einfache rote LED über das Poti geschaltet. Diese beschränkt die Bias-Spannung auf ~ 1,7 Volt. Ich hoffe, das ist jetzt korrekt - ansonsten bitte korrigieren! Viele Grüße, Köter Edit I: Bild der Simu Edit II: @ Anro1: Vielen Dank. Deine Arbeit sieht aber auch sehr gelungen aus! @ Hmeck: Danke für die lobenden Worte! Freut mich sehr, wenn mein Bericht dein Interesse am Amp weckt. Ziel erreicht! [Beitrag von Köter am 26. Sep 2016, 18:54 bearbeitet] |
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ESELman
Stammgast |
#20 erstellt: 27. Sep 2016, 05:14 | ||||
Hi, ich denike Kay spricht eher auf das Thema Temperatur und Kompensation an. Für bipolare Augangs-Darlingtons und vertikale MOSFETs könnte der TLV431 als Bias Generator nicht verwendet werden, da der positive Temp-Koeffizient der Endtöpfe den Ruhestrom ansteigen liesse, ohne das der Bias-Generator gegensteuern könnte. Daher sind ja sonst immer Dioden oder Transistoren des Bias Generators thermisch mit den Endtöpfen verbunden. Die lateralen MOS wechseln vom positiven Temp-Koeffizienten zum negativen um 100mA (falls ich richtig erinner). Dadurch sind sie thermisch selbststabilisierend und kämen schon mit einem passenden Festwiderstand aus (ein Poti in der Praxis). So z,B. schon vorgeschlagen in den MOSamps mit den alten Hitachi 2SK135/2SJ50. Der optimale Bias-Wert von MOSFETs ist ohnehin höher als von bipolaren und sie sollten vorteilhafterweise dann auch höher gebiast werden, sodass sich hier zwei Fliegen mit einer Klappe erschlagen wenn man um 100-200mA einstellt. Das der Amp dann bei Zimmerlautstärke unter class-A Bedingungen arbeitet ist signaltechnisch ja auch nicht schlecht Als Massnahme müssen dann die Kühlkörper etwas grósser dimensioniert sein, da die Ruhe-Verlustleistung nicht mehr vernachlässigbar ist. Im Fall der SuperNova kommen durchaus 20-25W zusammen, also ca, 5-6W pro MOSFET, die kontinuierlich abgeführt werden müssen. Der KK sollte dann einen Wärmebeiwert unter 1K/W aufweisen, das keine Bratpfanne draus wird. DerESELman |
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Kay*
Inventar |
#21 erstellt: 27. Sep 2016, 12:01 | ||||
genau darauf wollte ich hinaus, danke! Mir geht immer mal wieder im Kopf herum, die Schaltung mit den Sanken ThermalTrak-Darlingtons zuversuchen, da so schön einfach. In dem Fall könnte man den 431 drinne lassen als Obergrenzenbegrenzer, und die Sanken wie üblich mit Poti verbauen.
ich komme immer wieder mit den Technologien durcheinander, ... welcher Fet hat welche Eigenschaften. |
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ESELman
Stammgast |
#22 erstellt: 27. Sep 2016, 13:25 | ||||
Hi, interessante Idee mit den Thermaltracks .... aber sind die nicht mittlerweile obsolet? Simulatorisch hab ich eine bipolare SuperNova mit den Sanken/ISC Ringemittern in einer CFP Konfiguration am laufen Die sind ja mittlerweile sehr günstig und immer noch unter den Besten der Endtöpfe ... und dank ihrer Schnelligkeit und geringen Kapazität für CFPs gut geeignet. Die CFP Konfiguration ist ja auch unkritischer im Biasing und läuft thermisch durch den sehr geringen optimalen Bias auch sehr kühl. MOSFETs: lateral -- die 'Audio-Typen' vertikal: für Power- und Schaltanwendungen ... oder so DerESELman |
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Kay*
Inventar |
#23 erstellt: 28. Sep 2016, 18:36 | ||||
weil Yamaha alles für seine AVR's aufgekauft hat? Es würde mich wundern! http://www.profusionplc.com/parts/std03n |
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Kay*
Inventar |
#24 erstellt: 28. Sep 2016, 18:39 | ||||
hier noch etwas zum 431 http://www.tnt-audio.com/clinica/regulators_noise3_e.html |
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Kay*
Inventar |
#25 erstellt: 30. Sep 2016, 17:02 | ||||
da fehlt in der Schaltung eine zum R parallele Induktivität! |
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ESELman
Stammgast |
#26 erstellt: 01. Okt 2016, 09:08 | ||||
Hi, es geistern immer wieder Schaltpläne mit Fehlern durchs Netz. Es fehlt natürlich die erwähnte Induktivität und das doppelte Boucherot-Glied am Ausgang macht auch keinen wirklichen Sinn. Köters Endstufe ist von Anfang an mit mehr Schmalz in den Muskeln geplant und aufgebaut und insofern sind Bauteile und Werte entsprechend angepasst worden. Der Schaltplan von Köters SuperNova entspricht also nicht dem oben verlinkten .... abgesehen davon, das da auch ein vernünftiges Layout, eine sinnvolle Peripherie-Schaltungen und ein properes Gehäusekonzept hinzu gekommen sind. Ist halt ein höherer, durchaus professionell zu nennender Anspruch dahinter ... that separates the men from the boys DerESELman |
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Anro1
Hat sich gelöscht |
#27 erstellt: 01. Okt 2016, 11:14 | ||||
Hallo ESeLman klein ist die Hifi-Welt sah gerade auf Ihrer Web Site die Purist ESL Lautsprecher. Sehr schön gemachte Lautsprecher. Soweit zu
Sie wohnen ja bei mir um die Ecke, und Herrn A.M im großen Holzhaus im Bayerischen Wald kenne ich von früher über der KR Vertrieb. Grüsse und viel Erfolg mit den tollen Teilen |
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Kay*
Inventar |
#28 erstellt: 01. Okt 2016, 12:47 | ||||
da stellt sich mir die Frage, warum man hier eine falsche Schaltung postet ... anderseits dürfte wohl jedermann klar sein, dass ein 2Watter nicht die ggf. halbe Verstärkerleistung verbraten kann |
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Anro1
Hat sich gelöscht |
#29 erstellt: 01. Okt 2016, 13:06 | ||||
Hallo Kay eingangs zu dem Thema PA2 - Power Amp..... der Hinweis
Daher der Link zum "Nova" Schaltplan auf der diy-audio-shop Seite. Ist jetzt in der Tat nicht das erste mal das man bei DIY Bausatz-Schaltplänen Fehler oder falsches Platinelayout/Platinenaufdrucke, oder auch fehlerhafte Bestücklisten findet. |
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Köter
Inventar |
#30 erstellt: 04. Okt 2016, 09:37 | ||||
Tach Zusammen, hier ist ja was los! Schön zu lesen. Danke an ESELman für die Erklärungen bezüglich der Temp-Koeffizienten der MOSFETs. Und für die netten Worte zum Aufbau - das liest man gerne! Zum "Problem" mit dem Schaltplan: Es wird eine Aufbauanleitung als PDF Angeboten, die den Aufbau des Amps beschreibt. Unter anderem findet man dort folgende Info: "Der Widerstand R23 wird mit 12 Windungen aus 0,6mm Kupferlackdraht umwickelt. Die Enden der Drähte werden mit den Beinchen des Widerstandes verlötet." Viele Grüße, Köter |
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svela
Ist häufiger hier |
#31 erstellt: 24. Okt 2016, 12:34 | ||||
Hallo Köter, ich finde dein Projekt sehr interessant und würde den Verstärker gern versuchen nach zu bauen. Sehe ich das richtig, dass du die Platinen selbst hergestellt und dabei den Schaltplan etwas modifiziert hast? Wenn ja, hast du dazu den Schaltplan oder noch besser das Layout was du mir zur Verfügung stellen kannst? Gibt es zu deinem Verstärker auch angaben über die Verzerrungen? Viele Grüße Sven |
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Keksstein
Inventar |
#32 erstellt: 09. Apr 2017, 08:52 | ||||
Auch von mir großes Lob für das Projekt, Design und Innenaufbau sind Dir absolut gelungen. Du hast damit die Messlatte für kommende Userprojekte wieder mal weiter hochgetrieben. Wenn ich mir den (original) Schaltplan ansehe habe ich dazu 2 Verständnissfragen an "Schräubchen&Lötperle" Vielleicht könntet Ihr ja ein paar Worte dazu sagen? Die beiden Konstantstromquellen um Q11 und Q12, warum wurden hier JFETs verwendet? Die Teile haben ja relativ hohe Toleranzen was einen Abgleich erfordert, wäre es nicht besser gewesen mit Bipolartransistoren oder "normalen" Mosfets zu bauen? Aufwand ist nicht wesentlich höher dafür gibt es praktisch keine Gefahr das die Ströme wegdriften.
In Antracht dessen das sich die Endstufen FETs thermisch selbst stabilisieren, hätte man nicht VR1 & R28 gleich durch die LED (oder Z-Diode etc.) ersetzen können? Vorteil: keine Einstellung des Ruhestroms mehr nötig, plug and play Aufbau. lg, Jan [Beitrag von Keksstein am 09. Apr 2017, 08:54 bearbeitet] |
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Köter
Inventar |
#33 erstellt: 10. Apr 2017, 06:44 | ||||
Hallo Jan, zu erst einmal vielen Dank für´s Lob. Ich weiss nicht, ob ich die "Messlatte für kommende Userprojekte" höher gelegt habe, es sollte aber niemanden davon abhalten seine eigenen Projekte hier vorzustellen. Meiner Meinung nach gibt es in deutschsprachigen Foren generell zu wenig DIY-Hifi zu bewundern, wenn auch genügend Know-How vorhanden ist. Ich für meinen Teil lese jedenfalls immer sehr interessiert mit wenn jemand was spannendes im DIY Bereich postet. Wenn ich da zum Beispiel an die Arbeiten von Hmeck verweisen darf - imho absolut lesenswert, experimentell mit einer portion Neugierde, schön geschrieben und bebildert. Erreicht vielleicht nicht die perfektion von Industrieller Stangenware (ist keinesfalls abwertend gemeint! ) aber zeigt deutlichst, dass der Gute Spaß an seinem Hobby hat, und darum geht´s doch schließlich. Zu deinen Fragen kann der ESELman sicherlich noch viel mehr sagen, deshalb nur soviel: Das Matching der Stromquellen Q11 und Q12 macht in jedem Fall Sinn. Sie stellen nicht nur die Arbeitspunkte ein, sondern sie beeinflussen - neben dem Matching von Q1 und Q2 auch den Ausgangsoffset. Die Potis an den JFETs dienen also einerseits zur Einstellung des Stroms, andererseits lässt sich auch das Ausgangsoffset abgleichen. Der Aufwand wäre bei Nutzung von Bipolaren Transistoren also ähnlich hoch. Zu deiner zweiten Frage: Wenn man mit einem fixen Ruhestrom leben kann, dann tut´s auch ein einfacher Festwiderstand. Dann kann man sich den Aufwand der Spannungsbegrenzung eben sparen... Beste Grüße, Köter [Beitrag von Köter am 10. Apr 2017, 06:45 bearbeitet] |
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Kay*
Inventar |
#34 erstellt: 10. Apr 2017, 12:14 | ||||
je weniger Bauteile, desto mehr Selektion, oder eben Trimmer |
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Keksstein
Inventar |
#35 erstellt: 10. Apr 2017, 16:13 | ||||
Hallo Köter, schön das Du dich meldest.
Nicht falsch verstehen, ich möchte niemanden demotivieren! Auch ich lese gerne Userprojekte, ich schätze es nur sehr das hier praktisch alles selbst gemacht ist. Von der überarbeiteten Schaltung über eigenes Layout, Gehäuse... Das ist schon nochmal eine andere "Klasse" als ein fertiges Modul in eine Kiste zu packen. (die hoffentlich nicht komplett aus Holz ist) Ich persönlich finde das wesentlich spannender.
Im Grunde würde 1 Poti über einer KSQ reichen für den Offset, ich gebs zu, bei sowas bin ich faul. Wenn man ganz durchdreht könnte man statt Q1/Q2 ein matched Pair einsetzen (Oder ein matched Quad mit den Stromquellen zusammen, z.B. THAT340) und den restlichen Offset am Ausgang per Operationsverstärker ausregeln lassen. (DC-Servo) Aber dann wird aus der Klasse einfachen Schaltung schon wieder ein Bauteilgrab.
Also einer Diode würde ich an der Stelle schon mehr trauen damit der Ruhestrom nicht wegdriftet, die Frage ist wie oft man am Ruhestrom drehen will. Laut Anleitung sind es zwischen den Gates 1,3-1,55V, (oder?) das wäre z.B. eine IR-LED.
Oder mehr Bauteile und plug and play Gruß, Jan [Beitrag von Keksstein am 10. Apr 2017, 17:55 bearbeitet] |
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lens2310
Inventar |
#36 erstellt: 10. Apr 2017, 16:58 | ||||
Keksstein
Inventar |
#37 erstellt: 10. Apr 2017, 17:03 | ||||
Crescendo? |
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lens2310
Inventar |
#38 erstellt: 10. Apr 2017, 18:50 | ||||
Ne, ist die von der Elektronikzeitschrift Elrad aus dem Jahre 1981. Hab ich heute aus dem alten 19" Gehäuse ausgebaut und gerade mit meinen ebenfalls uralten Netzgeräten getestet. Volle Spannung, Strombegrenzung auf 200mA. Beide funktionieren. Ich bin voll happy Werde jetzt einiges ersetzen und dann gibts vieleicht ne neue (alte) Endstufe in neuem Gehäuse. |
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Khayman1972
Stammgast |
#39 erstellt: 10. Apr 2017, 18:56 | ||||
Und was hat das alles mit Köters PA2 zu tun? |
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lens2310
Inventar |
#40 erstellt: 10. Apr 2017, 19:10 | ||||
Entschuldigung, ich habe nur nach der Schaltung für die Pegelmesser gefragt ??? |
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lens2310
Inventar |
#41 erstellt: 10. Apr 2017, 19:31 | ||||
Köter
Inventar |
#42 erstellt: 10. Apr 2017, 21:07 | ||||
N´Abend!
Ich hoffe du meinst damit nicht mich... Um deine Frage zu beantworten - die TEK VU-Meter habe ich aus dem bekannten französischen DIY-Shop: TEK-VU-Meter Die Platine zur Ansteuerung gibt´s dort ebenfalls für kleines Geld. Die Empfindlichkeit ist anpassbar. Deinen Thread über die Elrad Verstärker habe ich schon entdeckt und ich werde dein Treiben dort gerne weiter verfolgen. Den Bezug deines Bildes in Post #41 zu diesem Thread kann ich dennoch nicht nachvollziehen... @Keksstein: Moin Jan,
Keine Sorge, ich freu mich ja über solche Postings. Und im Grunde bin ich da ganz bei Dir. Es soll nur niemand mit seinen Projekten hinterm Berg halten, nur weil mein Verstärker aussieht, wie er aussieht... Ansonsten hast du mit deinen Ausführungen natürlich recht. Da dies aber ein rein privates Vergnügen für mich ist, kommt es auf ein Bauteil mehr oder weniger auch nicht an. Ich hab halt versucht die Schaltung so sinnvoll wie möglich zu dimensionieren. Im Layout von Birger kann man die Potis in den Konstantstromquellen nach dem preset auch durch festwiderstände ersetzen um einfach eine bessere Langzeitstabilität zu erreichen. Ich habe das in meinem Layout auch übernommen, habe die Potis aber noch in meiner Schaltung belassen. Grüße, Köter [Beitrag von Köter am 10. Apr 2017, 21:09 bearbeitet] |
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Kay*
Inventar |
#43 erstellt: 10. Apr 2017, 23:35 | ||||
man kann auch fertige Konstantstromquellen im TO-92 Gehäuse mit 1% Toleranz kaufen, sprich, man kann alles auch anders aufbauen, wenn man will ... |
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ESELman
Stammgast |
#44 erstellt: 11. Apr 2017, 04:58 | ||||
Hi, sehr treffend gesagt Herr Kay Die Verwendung von JFETs als Stromquellen an eben dieser Stelle ist vom Aufwand/Nutzen Verhältnis kaum zu toppen. Die Stromquellen sollten auch einstellbar sein um die immer vorhandenen Unterschiede in den Komplementären der restlichen sechs -bei der PA2 acht- Transistoren ausgleichen zu können. Sind beide Quellen einstellbar ist nicht nur der Ausgangsoffset, sondern in Grenzen auch der Eingangsoffset abtrimmbar. Die zuvor erwähnten 2-pin Konstantstromquellen sind auch nichts anderes als JFETs, bei denen Gate und Source als ein gemeinsamer Anschluss herausgeführt sind. Diese Quellen werden damit auf ihrem Idss betrieben, was insgesamt nicht der optimale Arbeitspunkt für diese Anwendung ist. Es hat lediglich den Vorteil, das die minmale für den Betrieb nötige Drain-Gate Spannung gering bleibt. In unserer Schaltung spielt das keine Rolle, da die zur Verfügung stehende Spannung unter allen Umständen ausreicht. Der BF246 in der originalen Schaltung -ich bevorzuge den unkritischeren 4391- ist ein JFET mit hohem Idss bis zu 100mA. Durch den grossen Sourcewiderstand wird der Drainstrom Id auf einen viel niedrigeren Wert eingestellt. Es stellt sich eine Gate-Source Vorspannung von ein paar Volt ein (bis ca. 5V). Damit der JFET als gute Stromqelle arbeitet gilt als Faustformel, das die Drain-Gate-Spannung mehr als das doppelte seiner Gate-Source-Spannung betragen sollte (hier also Vdg>10V). Hat man diesen Spannungs-Overhead nicht zur Verfügung helfen nur JFETs mit geringerer Vds, bzw. geringerem Idss, oder andere, aufwändigere Stromquellen-Lösungen. In unserem Fall ist genug Reserve vorhanden, ja es werden mit den Vorwiderständen R26 und R27 sogar noch etwas Spannung und Verlustleistung herunter genommen. Die Vorteile der Verwendung eines high-Idss Typs mit entsprechend grossem Sourcewiderstand sind: - deutlich höherer Innenwiderstand der Quelle --> bessere Stromquelle - die relativ grossen Toleranzen im Idss der JFETs werden fast vollständig von dem grossen Source-Widerstand nivelliert. Matching wird dadurch in vielen Anwendungsfällen unnötig - die Temperatursensitivität wird typischerweise geringer - Rauscharmut Steht genügend Spannung zur Verfügung lasst sich also mit nur 2 Bauteilen eine sehr hochwertige stabile Stromquelle mit grossem Innenwiderstand (mehrere hundert kOhm bis wenige MOhm) aufbauen. Kaskodiert man zwei JFETs steigt der Innenwiderstand nochmals deutlich an auf Werte, die mit anderen Quellen kaum zu erzielen sind. Ich würde an der Stelle der JFET Stromquellen nicht auf Widerstände als vereinfachten Ersatz zurückgreifen wollen. Sie speisen in zwei der empfindlichsten Punkte der Schaltung ein, die Fusspunkte der Gegengopplungsschleifen. Sie stellten nicht nur die Arbeitspunkte der Transistoren Q1 bis Q4 ein, sondern blocken auch gegen Störungen auf den Betriebsspannungs-Leitungen und sorgen somit für eine gute PSRR. Single-ended Schaltungen schwächeln hier des öfteren und die Schaltung hier ist im Grunde nur ein Zusammenschluss zweier komplementärer SE-Schaltungen. Die Emitter von Q1 bzw. Q2 kann man als den invertierenden Eingang eines OP-Amps ansehen ... die Basen stellen dien nichtinvertierenden Eingang dar. Jegliche Störung, die aus den Betriebsspannungen -bzw. hier den Stromquellen- kommt erscheint verstärkt am Ausgang. Die Stromquellen sollten daher gut sein, stabil und rauscharm. Eben das erzielen high-Idss JFETs mit grossen Sourcewiderständen mit geringem Aufwand und daher sind sie an dieser Stelle dieser Anwendung genau richtig Der ESELman |
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Köter
Inventar |
#45 erstellt: 11. Apr 2017, 09:31 | ||||
So viel dazu! Danke für deine Ausführungen! Besten Gruß! Köter |
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Keksstein
Inventar |
#46 erstellt: 11. Apr 2017, 16:51 | ||||
Hallo zusammen,
Meine Fragen sind aus Interesse am Konzept, verbessern an der Performance der Schaltung wird sich da nichts. Viele Wege führen nach Rom. Und mit den heute überall verfügbaren Spindeltrimmern muss man da wohl auch nie mehr nachgleichen, das mit dem Widerstand einlöten hätte mir auch nicht zugesagt.
Mit Sicherheit, einfacher gehts nicht
Muss die Stromquelle wirklich so gut sein? Es gibt ja noch C5 & C6 die mit dem Innenwiderstand der KSQ einen TP bilden.
Ich glaube es ging um die Ruhestromeinstellung der Endstufe, nicht um die KSQ am Eingang. Meine Frage war ja ob man sich R28 und VR1 sparen könnte wenn man stattdessen eine LED einlötet um nicht abgleichen zu müssen. In der Anleitung war glaube ich die Rede von 1,3V-1,55V zwischen den beiden Gates der Endstufen Mosfets, (kommt mir wenig vor?) das Wäre eine IR oder rote LED. Hier nochmal die Originalschaltung auf die ich mich beziehe: https://drive.google.com/file/d/0B2ZuIYMn7DUlVDU4Yjc2T3Rrd1U/view Ich möchte aber nicht den Thread mit meinen Fragen entern, bitte bescheid sagen Köter & ESELman wenn Euch das zu detailliert wird. Gruß, Jan [Beitrag von Keksstein am 11. Apr 2017, 17:05 bearbeitet] |
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lens2310
Inventar |
#47 erstellt: 11. Apr 2017, 18:19 | ||||
Hallo Köter, Nein, Dich meinte ich nicht. Im Bild 41 ist die alte Hitachi MosFet Endstufe zu sehen. Wieso ist da kein Bezug ? |
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Kay*
Inventar |
#48 erstellt: 12. Apr 2017, 13:59 | ||||
Beeinflusst die Stabilität des Spannungsverstärkers nicht auch den Ruhestrom?
Die LED dient nur dem Schutz, LED's sind Halbleiter mit entsprechenden Eigenschaften, würde ich nur machen, wenn (auch) der Temperaturgang "passen" würde.
mir auch!
Auf welchen Wert? Wovon ist der Ruhestrom abhängig? |
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ESELman
Stammgast |
#49 erstellt: 12. Apr 2017, 15:26 | ||||
Hi,
Der sogenannte VSSA-Verstärker, der die gleiche Topologie aufweist, aber einfacher ausgeführt ist, verwendet einfache Widerstände von ein paar kOhm an Stelle der KSQs. Birgers Nova hingegen setzt schon die FET-KSQs ein. C5 und C6 haben mit der Stromquelle erst mal wenig am Hut. Die dienen erstmal dazu die Gleichstromverstärkung auf 1 zu reduzieren, damit der Ausgangsoffset klein bleibt und kein Servo nötig ist. Betrachtet man mal nur den ´oberen´ Teil des Verstärkers aus Q1, Q4 und Q6, dann fällt auf das R17 und R18/C6 das Gegenkopplungsnetzwerk darstellen. Unter AC-Bedingungen -bei denen C6 quasi verschwindet- sieht der Fusspunkt von R18 GND. Der JFET Q12 dient jetzt nur noch dazu den notwändigen DC-Ruhestrom für Q1 zu generieren. Allerdings ist C6 kein echter Kurzschluss, sondern weist eine ´Restimpedanz´ auf, sodaß das Potential des Fusspunktes von R18 abhängig von dem in diesen Fusspunkt fliessenden Strom leicht schwankt. Solange nur der Signalstrom durch R18 fliesst ist das nicht weiter schlimm, solange der Ruhestrom aus der KSQ sauberer Gleichstrom ist. Kommt jedoch durch Störungen auf der Betriebsspannungsleitung durch die Stromquelle noch ein AC-Signal hinzu, dann entstehen Verzerrungen, da ja auch der Emitter-Knoten von Q1 am R18 hängt. Nun ist die untere Grenzfrequenz des Hochpasses aus KSQ-Innenwiderstand und C6 viel niedriger als die des Hochpasses aus R18 und C6, sodaß man annehmen kann, das die Störwirkung aus der Betriebsspannung weitgehend vernachlässigbar bleibt. Nichtsdestotrotz arbeitet Q1 für diese Störungen aus der Betriebsspannung als Basis-Verstärker. Sein Emitter ist eben auch eine empfindliche Eingangs-Elektrode. Wenn durch die JFETs der Innenwiderstand der KSQ mal eben 100- oder mehr-fach grösser als ein einfacher Widerstand gemacht werden kann, dann ist es zumindest ein gutes Bauchgefühl, das an dieser Stelle 150% gearbeitet wurde.
Was meinst Du mit Stabilität des Spannungsverstärkers?
Ja, dafür ist sie da .... in Fall der PA2 eine rote LED. Zumindest simulatorisch sollte das den Ruhestrom auf unter 200mA pro Endtopf halten.
Laterale MOSFETs brauchen halt deutlich weniger Ugs als vertikale Typen.
Dadurch das diese lateralen MOSFETs ihren Null-Tempco bei ~100mA aufweisen und darüber negativ sind, stabilisieren sie sich von allein, wenn man um die 100mA fährt. Der Ruhestrom ist abhängig von der Bias-Vorspannung (Ugs), der Ugs/Id-Kennlinie und der Temperatur des MOSFETs. Bei der PA2 haben wir 0,22R Sourcewiderstände eingefügt, das die Toleranzsensitivität etwas geringer ist und der Ruhestrom leichter gemessen werden kann. DerESELman [Beitrag von ESELman am 12. Apr 2017, 15:27 bearbeitet] |
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Kay*
Inventar |
#50 erstellt: 12. Apr 2017, 15:56 | ||||
die Konstantstromquelle definiert den Arbeitspunkt der Eingangstranistoren. Fliesst dort mehr Strom, fliesst hinten auch mehr Strom. |
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ESELman
Stammgast |
#51 erstellt: 15. Apr 2017, 04:31 | ||||
Hi, ja, das macht sie. Fliesst in der Eingangsstufe ein höherer Strom, dann auch in der VAS/Treiberstufe (Q3/Q4). Die MOSFET Ausgamgstöpfe jedoch sind rein spannungsgesteuert. Unabhängig vom Treiberstrom bleibt die Spannung über dem VR1 TLV431 konstant und damit auch der Ruhestrom der MOSFETs ..... abgesehen von Temperatur- und dynamisch bedingten Schwankungen. Strom ziehen die Gates der MOSFETS immer nur kurzfristig um ihre Eingangskapazität umzuladen. Im eingeschwungenen und Ruhezustand fliesst kein Gatestrom DerESELman [Beitrag von ESELman am 15. Apr 2017, 04:39 bearbeitet] |
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