diskret aufgebauter Vorverstärker - Lesenswert!

... kennst Du Ron Elliot´s Seiten? ---> http://sound.westhost.com

Viel Spaß
Detlef

detegg schrieb:

... kennst Du Ron Elliot´s Seiten? ---> http://sound.westhost.com Viel Spaß Detlef

Ja, ist bekannt
Aber leider ist nichts passendes dabei, entweder viel zu aufwendig für meine (doch recht einfachen) Bedürfnisse oder mit Klangregelung/ICs die ich sowieso nicht brauche.

Trotzdem Danke.

Hallo,

so wie er ist, hat Dein Verstärker eine Verstärkung von etwa eins. Das liegt an R2, der nicht nur die Betriebsspannung heruntersetzt, sonder auch wechselstrommäßig zum Drainwiderstand parallel liegt. Ich würde R2 weglassen und lieber wieder den Impedanzwandler - ähnlich wie in der Originalschaltung - hinzufügen, sonst könnten sich Nachteile bei Ohm´scher Belastung der Schaltung ergeben.
JFet´s haben ein ziemlich geringes Eigenrauschen und sind geeignet.
Es gibt eine Menge anderer Schaltungen, auch bessere. Einen zweistufigen Vorverstärker könnte man beispielsweise auch über alles gegenkoppeln.

Ansonsten ist das Prinzip (mit 2 Transis) eine akzeptable Standartlösung.

..wobei ich allerdings zu bezweifeln wage, dass so ein einstufiger Spannungsverstärker besser ist als ein NE5534.

Ob es allerdings einen hörbaren Unterschied gibt, ist eine andere Frage. Wahrscheinlich klingt beides wie ein Stück Draht

Grüße,

Zweck

Da ist die Originalschaltung aber besser, weil deren Ausgang niederohmiger ist.(Q101=Impendanzwandler)
Mit deiner Abwandlung wirken sich Kabelkapazitäten und Einstreuungen stärker aus.

ABER doll sieht es auch nicht aus und wenn man BC 109 sieht, ist zu vermuten, das die Schaltung so 30 Jährchen auf den Buckel hat.

Soll ich mal mit SWCAD3 den Klirr simulieren ?

Ich glaube, auch das fast jeder gute OPV besser ist.

Der hier sieht doch passend aus: http://sound.westhost.com/project37.htm

Weder IC noch Klangregler noch Aufwand

Und 0,01% Klirr ist ja schonmal was.

Grüße,

Zweck

Ja, sieht ganz nett aus.
Aber bitte kein Wendelpoti dafür verschwenden. Ein normales tut es auch.

Zweck0r schrieb:

Der hier sieht doch passend aus: http://sound.westhost.com/project37.htm Weder IC noch Klangregler noch Aufwand Und 0,01% Klirr ist ja schonmal was. Grüße, Zweck

Die Schaltung hatte ich vorher auch schon ins Auge gefasst.
Was mich aber wundert, ist, dass die Schaltung für das Netzteil fast so groß ist, wie die vom eigentlichen Verstärker.
Aber ich werd mir die Schaltung auf jeden Fall mal vormerken.

Ich hab mal gelesen, dass es gute ICs von Burr-Brown gibt, wie ist z.B. der OPA37 oder OPA604?
Hört man den Unterschied zu nem 5534??

Ich habe in der Zwischenzeit den Westhost/Elliot-Verstärker mal nachgerechnet, er ist o.k. Auch das Schaltungsprinzip kann ich empfehlen, zumal, wenn der Klirfaktor so hinkommt. Wenn der Verstärker ein relativ großes Signal verarbeiten soll, wie z.B. bei Hochpegel, dann ist eine Konstantstromquelle sehr sinnvoll. Warum der Entwickler allerdings vorwiegend PNP genommen hat, ist mir schleierhaft; ich würde lieber 2 NPN und einen PNP einbauen, so hätte man auch die Möglichkeit, bei Bedarf einen JFET im Eingang einzubauen, wie Anfangs angedacht, falls es noch etwas hochohmiger sein darf (einfach alles umpolen).
Zur weiteren Verbesserung könnte man eine (horizontal)symmetrische Differenzstufe einbauen, das macht nochmal 2 Transistoren, was gleichzeitig das Verlangen nach einem IC stärken würde.

Was auch sehr schleierhaft ist, ist die Delonschaltung im Netzteil, die aus einem exotischen 16V- Trafo (15V?!)40 V herstellt. Vernünftiger wäre es, gleich einen 30V- Trafo zu nehmen und sich den Firlefanz zu sparen, oder noch besser, man benutzt den ohnehin vorhandenen Trafo der Endstufe. So geht das nur mit Extra-Trafo, sonst KURZSCHLUSS!!!

Ansonsten kann man das erstmal so übernehmen. oder nicht?

Also, wenn ich alle Änderungen verwirkliche, die du genannt hast, hab ich quasi nen kompletten OPV aufgebaut
Ich werde auf jeden Fall mal einige Schaltungen aufbauen und mal probehören (was jedoch bis Dez./Jan. dauern kann )

Was ich bei Deiner Beschreibung nicht so ganz verstanden habe, ist die Sache mit den NPNs statt PNP, wenn man das doch so aufbaut, hat man ja eigentlich ne komplett andere Schaltung oder?

Kompletten OPV:
Ja, fast, nur dass der OPV eine Klasse B -Endstufe besitzt, die völlig überflüssig ist und nur Verzerrungen erzeugt, die an anderer Stele wieder ausgebügelt werden. Diskret ist dagegen nichts überflüssig. Die Zusatzmühe mit noch 2 T´s ist aber auch eigentlich nur eine Art Schönheitsoperation; wahrscheinlich nie hörbar.

NPN- in PNP-Schaltung umwandeln:
Dioden umdrehen, Elkos umdrehen, Emitterpfeile rumdrehen, Triebspannung verpolen, fertig

gute Elektronik muß sowieso reifen, aber dann...

Ich hab die original-Schaltung gerade mal simuliert, sieht ganz gut aus, Bandbreite geht bei mir von 20Hz bis 40kHz ziemlich linear, nur hab ich am Ausgang nen Offset von 1,5V - kann das sein?

Offset:
Am Ausgang sollte bei Mittelstellung des Trimmers 0,7V mehr als UB/2 sein. Diese Spannung driftet mit der Temperatur um höchstens 0,1V und soll mit dem Trimmer auf 0 gestellt werden. Da sowieso ein Auskoppelelko verwendet wird, ist bei einer Schieflage nur der Aussteuerbereich einseitig begrenzt, was bei 30V UB sowieso nicht auffällt.
Hinter dem Elko wird über 10s lang eine positive Spannung zu messen sein bis sich C4 über R8 aufgeladen hat.

NPN-Schaltung + 2 T´s in der Differenzstufe:
Ich habe mal die NPN- Variante mit 5 Trans. gebaut. Die hat den Vorteil, dass man die Verstärkung regeln kann. Die Leerlaufverstärkung (open loop gain) beträgt je nach Last bis zu 2000. Außerdem fällt der Trimmer zugunsten eines Spannungsteilers weg und die Temperaturdrift ebenfalls. Die Stromaufnahme beträgt 6-8 mA bei 3-30V UB.
Wenn Ein- und Ausgang nicht abgeschirmt sind kann es zu einer Rückkopplung kommen aber das wird wohl normal sein jedenfalls habe ich noch 2*33pF eingebaut, das bremst die obere Grenzfrequenz etwas und damit die Schwingneigung.

Eigentlich braucht man doch garkeinen Vorverstärker vor der Endstufe, wenn man keinen Klangregler will, oder?

Mülleimer schrieb:

[...] Eigentlich braucht man doch garkeinen Vorverstärker vor der Endstufe, wenn man keinen Klangregler will, oder?[...]

Also vorerst will ich nur ne einfache Lautstärkeregelung, das ist richtig, jedoch soll später evtl. noch ein Phono-Preamp und vielleicht noch eine passive Klangregelung rein.

Zudem, finde ich, ist es ne ziemliche Platzverschwendung, für ein Poti ein ganzes Gehäuse zu bauen
Ich könnte ja das Poti einfach in die Endstufe reinbauen, aber
1. Hab gibts dort keine passende Stelle mehr, an der man das Poti einbauen könnte, sodass es noch halbwegs gut aussieht (An-Aus-Taster und VU-Meter sind mittig)
2. Will ich meine schöne, polierte Front nicht zerschneiden


Kannst du mir mal deine Entwürfe der NPN-Version schicken? Danke.

Hallo,
habt ihr euch schon mal diese Schaltung angesehn.
http://www.huennebeck-online.de/diy/pre-1/main.html
nur den Hochpegelverstärker sieht ganz gut aus und ist doch recht einfach zu bauen.
Was meint ihr.
Gruß
Martin

bitte:
http://www2.1200kb.net/uploadimg/file1503093652.gif

"Mülleimer Sound Design"



Ja, so geht das Mülleimer. Warum willst Du nicht mit zwei Spannungen arbeiten ? Vorteil, Du könntest auf den Auskoppelelko verzichten.
R2 dann an Masse. R1 C4 R4 entfallen.
R3- würde ich auf 1k gehen( Jeder in Reihe liegende Widerstand stellt eine Rauschspannungsquelle dar und diese Spannung ist um so höher, je größer der Widerstandswert ist.) Dafür C3 dann 68 pF.

Und R8/7 auf 2.2k/1k -auch aus Rauschgründen. Und über die Basisdioden an T5 noch ein 4,7µ Elko rüber. (C4 bleibt so)

Aber sonst schon recht schön.

Mülleimer schrieb:

bitte: http://www2.1200kb.net/uploadimg/file1503093652.gif :)

Die Schaltung ist ja jetzt vom Bauteileumfang her ein wenig mehr geworden und irgendwie blick ich jetzt gar nix mehr ...

z.B. find ich bei deiner Version gar keine Rückkopplung - kann das sein?!
Un welche Funktion hat der FET? Der Eingang ist doch durch die Differenzverstärkerstufe schon hochohmig genug, oder?

Im Gegensatz zur Ur-Version besteht deine ja fast nur noch aus NPNs, hat das nen besonderen Grund?

Sorry, wegen den vielen Fragen, aber ich bin Schaltungstechnisch noch ziemlich am Anfang ....

T1 T2 Differenzverstärker (Gegenkopplung liegt ander Basis von T2)
T3 Konstantstromquelle für Diff.verstärker (hier könnte man auch einen bipolaren NPN nehmen, aber ist so schön einfach)
T4 Spannungsverstärker und Ausgangstufe
T5 Konstantstromquelle und aktive Last für T4- erhöht den Arbeitswiderstand von T4 und damit dessen Spannungsverstärkung (ergibt höhere Leerlaufverstärkung; mehr Gegenkopplung und damit weniger Klirr), erhöht außerdem die Aussteuerbarkeit in negativer Richtung.

Ja, man kann natürlich auch mit einer dualen Spannungsquelle arbeiten; qualitativ wäre das konsequenter. Was dann aber wegfällt, kommt beim Netzteil wieder doppelt dazu.
Parallel zu den Dioden ein Elko ist o.k.

Zum Widerstandsrauschen:

Ur = SQR(4kTBR)
k = Boltzmannkonstante= 1,38*10E-23 J/K
T = absolute Temperatur in Kelvin (z.B.293K)
B = Bandbreite, hier 2+10E4 Hz (20kHz)
R = Widerstand

Faustformel für Hifi:
19nA * Wurzel aus Widerstand = Volt

Beispiel
1MOhm...Ur = 19µV
100k....Ur = 6 µV
10k.....Ur = 1,9µV
2,2k....Ur = 0,89µV

Entsprechend der Stelle an der der Widerstand ist, muß die Spannung natürlich mit der nachfolgenden Verstärkung multipliziert werden.

Ergebnis: Um den 10k Widerstand im Lautsprecher rauschen zu
hören, müßte man wenigstens noch 500-fach verstärken. Selbst wenn die Endstufe 30-fach verstärkt, kommt man aber nur auf knapp 100. Ich würde von daher schon die Widerstände so lassen.

Dazu kommt noch:
Die Stromquelle T5 hat Messungen zufolge einen
Innenwiderstand von 50kOhm! Das sorgt für die hohe Leerlaufverstärkung, einen stabilen Kennlinienpunkt von T4 und somit einen niedrigen Klirrfaktor. Würde man den Spannungsteiler auf 3,2k erniedrigen, dann könnte man sich T5 auch sparen.

Zu T3: Dieser Transistor sorgt für eine hohe Gleichtaktunterdrückung der Differenzstufe. Das bewirkt eine gute Kennlinienstabilisierung. Info: Die Transistorkennlinien sind gekrümmt, das klirrt. Wenn man aber den Strom stabilisiert, dann wird nur ein kleiner Ausschnitt der Kennlinie benutzt. Vgl: Erdkrümmung merkt man auch nicht auf 10 Meter.
Der BF245 ist nicht nur schön einfach dafür, sondern auch noch schön geeignet für Konstantströme von 0,1..0,2mA. Gemessen habe ich einen Innenwiderstand von 16MOhm!

NPN Transistoren haben etwas bessere Werte als PNP. Ansonsten geht es eigentlich nur um einen übersichtlichen Schaltplanstandart.

Aufwand
Eigentlich sind nur 2 Trans. und ein Widerstand dazugekommen (R10 könnte sogar entfallen). Über 20 Teile sind natürlich schon viel aber dafür ist die Schaltung ja auch gut; statt C4 und R8 kann man ohne weiteres allerlei Filter und Klangregler einbauen. Die Verstärkung läßt sich für DIN- Pegel erhöhen und überhaupt:
Man kann sich natürlich auch einen fertigen Verstärker kaufen oder ein langweiliges IC nehmen. Muß man eben selbst entscheiden .

JEIN

Was ich weglassen kann, an Rauschen ,lasse ich weg. Und ein Problem ist eben die Aufaddierung aller Fehler in einer Kette. (Das wird oft nicht genügend bedacht und z.B. auch beim Frequenzgang völlig unterschätzt.)Ich gehe jetzt immer so niederohmig ran wie möglich. Hat sich irgendwann so eingebürgert bei mir. Auch Streukapazitäten wirken sich dann weniger aus. Einstreuungen sind unkritischer.

T5 : 50 KOhm schwer beeindruckt (Es geht noch viel, besser.) Aber wo ist der Sinn, der Konstantstomquelle ? Außer aktive (hochohmige)Last? - nämlich Stromlieferfähigkeit in der negativen Habwelle, deshalb könntest Du die so ohne weiters nicht weglassen.
Zum effektiven Arbeitswiderstand von T4: = Parallelschaltung aus den Gegenkopplungswiderständen; Innenwiderstand der Konstantstromquelle und der angeschlossenen LAST. Laß die mal 10 k sein. Dann kommst Du mit deiner Dimensionierung auf 6.65 K effekt. Last und mit meinen Vorschlag auf 2,3k
Ist schon weniger, dafür wirkt R10 wieder stärker gegenkoppelnd. Was am Ende besser ist, muß man mal durch Simulierung rauskriegen ?

Ich werde es mal machen, wenn die jetzt gerade im Hintergrund laufende zu Ende ist.

Bis dann.

(Sehe gerade ich hate R12 vergessen, so doll geht der ja nicht ein.)

Achtung! R6, der Sourcewiderstand von T3 hat natürlich nicht 470 Ohm, sondern 4k7!!! --> I T3 = 200µA.

Janein das Prinzip wende ich ja auch an und das mit der Einstrahlung verstehe ich ja. Ich rechne alles noch ein paar mal nach. 10k Last habe ich auch zu grunde gelegt.

Ich habe mal den Ausgangswiderstand gemessen (bei kleinem Signal), er beträgt etwa 20 Ohm.

Bin hochgespannt auf die Simu...

(Alles folgende gilt für 2mA durch den FET und 1kHz)

Mit 1k Last klirrt deine Schaltung mit meinen Änderungen ungefähr 50% mehr. (Dann 0,013%, vorher 0,008%.)

Dafür ist mit meiner Dimensionierung dann -0,5 dB bei 550kHz und bei Deiner 120kHz.
Das Klirren wollte ich natürloch nicht auf mich sitzen lasssen. Und habe umdimensioniert.



Klirr dann sogar bei 1k Last (0,0007%)niedriger als bei 10K, deshalb habe ich den 100k am Ausgang als Grundlast auf 10 k geändert.Obere Grenzfrequenz irgendwo über 1 Mhz. -0,5 dB bei 600kHz.

Hallo,
hat sich jemand die Schaltung mal angesehn?
Gruß
Martin

Na, logo.
Der praktische Aufbau sieht abschreckend aus. Sonst wird die auch gehen., keine Frage.
(Einzigste Sache die mir auffiel: C39/40 sollten auch auf SGND und nicht auf PGND)

Aber bei der diskreten Schaltung hier, lernen die Leute gleich das innere Grundprinzip eines OPV kennen.

Also erstmal 100 Jahre Mißgeschick wegen der 470 Ohm statt 4,7k in meinem Schaltplan: sowohl durch den linken wie den rechten Transistor der Differenzstufe (T1 und T2) soll natürlich etwa der gleiche Ruhestrom fließen also je 0,1mA, sodaß durch den FET (T3) 0,2 mA fließen. Dadurch heben sich, wie einschlägig bekannt, gewisse Oberschwingungen auf. Außerdem ist dies Voraussetzung für thermische Balance, ist mir ebn ne Null runtergefallen

0,008%. Das geht dafür. Als Bandbreite hatte ich mit 100kHz gerechnet, i. o.
Hast Du es drauf, die Schaltung mit dem richtigen Sourcewiderstand nochmal klirr zu messen?

Dagegen 0,0027% - o.k. Die Dimensionierung verbraucht aber doppelt so viel Strom Mal abwarten, wir reden ja jetzt sowieso mehr über schaltungstechnische "Eleganz" als über Hörbarkeit.

Ich war erst skeptisch, denn Dein erster Dim.-Vorschlag hätte die volle Aussteuerbarkeit erst ab 10k Last gebracht, da blieb eine Ruhestromerhöhung als einziger Ausweg übrig.

Nun wolltest Du aber eigentlich das Rauschen vermindern, wie ist es denn damit? Die T´s T1 und T2 sind mit 0,1mA rauschangepasst. Wie groß ist denn bei Dir U~1? Die müßte dann ja = Ohm haben, um nicht zu rauschen, und der eine Kollektorwiderstand hat bei Dir auch immer noch 10k. Obendrauf kommt noch das vermehrte Rauschen durch den höhern Ausgangsstufenstrom (13 statt 6,5 mA) (siehe Datenblatt)
Damit nicht genug: Ich ruhe mich gerne auf 24V UB aus aber zu toppen war noch die ROD ELLIOT- Schaltung mit UB= 30V.
Bei 30V verheizen Deine Transis je 200mW statt nur 100.

Bis dahin erstmal.

hier der überarbeitete Schaltplan (mit geringfügigen Änderungen ):
http://www2.1200kb.net/uploadimg/file2124300213.gif

Mülleimer schrieb:

hier der überarbeitete Schaltplan (mit geringfügigen Änderungen ): http://www2.1200kb.net/uploadimg/file2124300213.gif

Ich werde die Schaltung bei Gelegenheit mal aufbauen. Bis dahin schonmal Danke für eure Hilfe.

gern geschehen, hat Spaß gemacht Zum Schluß noch der Klirrfaktor in Aktion:

http://www2.1200kb.net/uploadimg/file762500879.bmp

Die untere Kurve zeigt das Originalsignal:
1kHz 25Vss dargestellt mit 5V/div.

und darüber das reine Klirrsignal, dargestellt mit 1mV/div.

Der Verstärker hat einen Klirrfaktor von ca. 0,008%(<-80dB) an 10kOhm bei Aussteuerung mit 25Vss (normalerweise unhörbar). Das meiste ist, wie man sieht, die 2. Harmonische (also 2kHz). Info: Die 2. Harmonische hat ihren Namen zurecht, sie klingt auch harmonisch. Die 3. Harmonische dagegen, wie sie in Gegentakt-B-Endstufen entsteht, klingt spitz und nervig, einfach ätzend wie ich finde, also alles in Butter. Bei 2kOhm Last wird das Klirren allerdings größer;für diesen Fall würde ich u.U. auch den Ruhestrom erhöhen, so wie es @Ultraschall vorgeschlagen hat.

Viel Spaß noch, und wenn Du noch Fragen hast dann frag

Will mich ja nicht streiten Mülleimer, aber die Ausgangstufe trägt kaum zum Rauschen bei. Dafür ist vor allen die Eingangstufe wichtig und die Gegenkopplung(-shochohmigkeit), das Rauschen der Ausgangstufe müßte eigentlich sogar größtenteils durch die Gegenkopplung unterdrückt werden.


Und 200 mW verheizen, ich kenne schlimmere Verbrechen. (Was ist so besonderes an Rod Elliots Schaltung 30 Volt UB ? Gib mal bitte einen Link an, wo ich die sehen kann. Ich könnte Dir Schaltungen mit +- 50 Volt zeigen, die mit -155dB klirren- will ich aber nicht, das KnowHow muß noch ein paar Jahre geheim bleiben.) Dafür ist das Teil dann Laststabil. Und ich sehe ein Kabel vor allen als kapazitive Last an, (der dran hängende Verstärker ist dann wieder eine parallle ohmsche Last).
Niederohmige Treiber sind schon immer besser; nicht zuletzt weil der angeschlosenne Verstärker auch oft auf den Treiber zurückwirkt, aber vor allen wegen des geringeren Klirranstieges in den Höhen bei kapazitiver Last.

Wer braucht eigentlich 25 Vss aus einen Vorverstärker ?
Und der K von Deinen Schirm= 3E-3 : 25 = 1.2E-4
Also K=0,012%.
Schon nicht schlecht, aber wie sieht er denn bei 1k Last und 5 Vss aus ? Ist doch praxisnaäher als 25 Vss

Setze doch mal meine Werte ein und vergleiche. (Ich habe mit SWCAD3 simuliert.)

Streiten in dem Sinne will ich mich auch nicht. Es geht ja auch nur um den "springenden Punkt" (Disput). Da ich nicht im Vollbesitz des endgültigen Wissens bin und trotzdem etwas zu sagen habe (tadele ich mich und...) hoffe ich auf Widerspruch, der mir genehm. (nach W. Busch)

...die Ausgangstufe trägt kaum zum Rauschen bei. Dafür ist vor allen die Eingangstufe wichtig und die Gegenkopplung(-shochohmigkeit), das Rauschen der Ausgangstufe müßte eigentlich sogar größtenteils durch die Gegenkopplung unterdrückt werden.

Richtig, aber die Rauschzahl der Vorstufe ist besonders niedrig um die 0,1mA. Das steht so im Datenblatt, dafür kann ich auch nichts.

200mW verheizen: keine Ahnung wie viele Jahre Zuchthaus man dafür kriegt. Für den elektrischen Stuhl wird´s wohl nicht reichen . Durch die Wärme wird der Ruhestrom etwas verändert. Ich reagiere immer etwas verschnupft auf Stromverschwendung.

Elliot´s Schaltung:
Der Link steht weiter oben hier, guck mal nach, sonst kopier ich ihn nochmal.
EDIT: http://sound.westhost.com/project37.htm (Dank an @Detegg)


Besonderes an 30V? Das ist auch nicht so wichtig. Ein Vorverstärker von NAD hat laut Prospekt 15V Ausgangsspannung. Wenn man das als Effektivspg. versteht, dann hat er sage und schreibe 42Vss. Da unsere rauscharmen Standarttransis 30V haben, nehme ich also die 30.

Wer braucht eigentlich 25 Vss aus einen Vorverstärker ?

Wahrscheinlich niemand .Theoretisch könnte man aber eine 10W- Endstufe anschließen, die ohne Spannnungsverstärkung auskommt. Ansonsten, vielleicht um der Endstufe etwas nachzuhelfen, reichen bestimmt 15Vss Output und 24VUB

Klirr: Das Rauschen täuscht eine etwas höhere Oberwelle vor. T4 war bei der Messung noch BC557. Nachdem ich noch einen BC560 gefunden und eingebaut hatte, waren es minimal 0,005% bei 20Vss und 25VUB.
2SC1583 Doppeltransistor eingebaut: Wieder schlechter, jedenfalls nicht besser.

Bei 1k würde der Verstärker nicht mehr so hoch ausgesteuert werden können. NAD hat übrigen auch 2k Nennlast, die gehen hier auch (gerade noch 0,01% k bei moderater Aussteuerung)

Demnächst baue ich mal Deine Werte ein. Bei mir heißt Simulation "brat brat Fett Fett mit Salamo Ohne" (Loriot)Ich löte.

Niederohmige Treiber: Jetzt sind wir wieder auf der Spur. Letztenendes läuft es auf einen Kompromiß zwischen mehreren Kriterien hinaus. Treiber sind mehr Aufwand aber wahrscheinlich schon sinnverspechend.

155dB? Da muß ich erstmal drüber nachrechnen.

Bis demnächst.

Fortsetzung

k = -155dB würde bedeuten bei 100Vss 0,6µV Klirrspannung.
Da muß ich jetzt auch mal fragen: Wer braucht einen Vorverstärker mit 100Vss ? Du meinst eine Endstufe, nicht?
Ein gleich großes Rauschen würde schon von einem 1kOhm - Widerstand erzeugt. Wenn dieser am Eingang steht und die Spanungsverstärkung der Endstufe (um die es hier nicht geht)nochmal 100 ist, dann dürftest Du also eine maximale Quellimpedanz von 10 Ohm nicht überschreiten, um das schöne Kirren nicht im Rauschen versinken zu lassen. Vorraussetzung dabei natürlich
1)Transistoren mit der unwahrscheinlichen Rauschzahl 1 und 2)Einen Ort, fernab von der Milchstraße, die wie ein Wasserfall rauscht.
Dazu fällt mir nur noch eins ein: Ein Schalldruck von 140dB reicht bereits, um sofotige irreversible Taubheit zu erzeugen. Na denn

(Ich komme irgendwie beim rechnen auf 1,8µV.-Aber mit eff. Werten)
Ist allerdings auch nur aus einer Simulation das Ergebniss. Weil, ich habe einfach keine supergute Meßtechnik um mir das selbst zu bestätigen. Und so muß ich aus der Simulation eine Tugend machen
Simmt das Rauschen könnte durch Widerstände etc. höher sein, als der Klirr. Darüber hatte ich noch garnicht so nachgedacht.
War eine sportliche Übung den Klirr zu minimieren.

Ansonsten die von Elliot funktioniert bestimmt auch,(Ist so ähnlich wie ein Schaltungsdesign von Endverstärkern um 1975...80 und das dann wegen nur Vorstufe vereinfacht)
Aber nur Nachbauen ist doch sooooo langweilig.

Selten genug kommt es vor, daß man eine Schaltung direkt übernehmen kann, und bevor ich mir eine Schaltung unverändert einverleibe, zernage ich sie auch erst bis auf die Sperrschicht. Ehrgeiz ist geil. Alles kann man zwar nicht selbst erfinden aber das macht nichts.

Zur Zeit entwickle ich gerade einen Sinusgenerator zur Klirrfaktoranalyse. Sonst habe ich eine Test-CD und einen provisorischen Symmetriertastkopf verwendet; das wird jetzt anders und noch etwas dauern... Heres Ziel könnte auch sein, die Differenz zwischen Verstärker- Ein- und Ausgang im Musikbetrieb zu messen (Phasenverschiebungen und Amplitudengang stehen dem entgegen). Auf die Dauer könnte mir ein Simulator auch gefallen.

Zu den Verstärkerschaltungen läßt sich noch sagen, daß die Verzerrungen natürlich mit größerer Leerlaufverstärkung unterdrückt werden können (bei meiner Dimensionierung liegt diese jetzt bei gemäßigten 1500). So um 1970 hat man das Problem vorwiegend so gelöst. Dabei entstehen aber u. U. auch Intermodulationen und es kommt naturgemäß leichter zu Einstreuungen.
Außerdem muß der Verstärker bei hoher Leerlaufverstärkung eine hohe Grenzfrequenz aufweisen, die weit über den Hörbereich hinaus geht (nicht zu verwechseln mit der Übertragungsbandbreite); das deshalb, weil die Verstärkung bis zur Erreichung der Frequenz der kritischen Phasendrehung von 180° wieder langsam auf 1 abgesenkt werden muß, damit er durch die Gegenkopplung (180 + 180 = 0°) kein Oszillator wird.
Die hohe Kunst ist es aber, Nichtlinearitäten von vorne herein zu vermeiden. Zu diesem Zweck dient z.B. die möglichst symmetrisch durchströmte Differenzstufe sowie die Konstantstromquelle (hier die am Ausgang).
Ideal wäre es natürlich, letztere auch noch mit Signal zu beaufschlagen (das wäre dann quasi ein negativer Widerstand, wenn man so will). Dann ist die Schaltung so gut, als wenn sie nur genau halb so hoch ausgesteuert werden würde - und nochmals besser durch die damit widerum erreichte gegenseitige Kompensation der Kennlinienkrümmungen. Dann muß man aber leider die Differenzstufe doppelt aufbauen (oder etwas besseres erfinden).

Wer durchaus bis Ultimo gehen will, dem empfehle ich den „Diskreter Ulti-Preamp" aus Elektor 7-8/ 1994. Der hat auch gleich eine kleine Gegentakt-A-Endstufe. Klirrfaktor angeblich 0,00005% (nur bei 1V an 47k).

Zum Ansteuern eines 10 oder 20 k-Ohm- Potis reichen aber die hier behandelten Schaltungen allemal. Die Rückwirkungen der Endstufe auf den Pre-amp habe ich mal nachgerechnet - sie sind verschwindend und irgendwo beißt sich ja die Katze in den Schwanz, wenn man zur Ansteuerung einer Endstufe eine weitere braucht.

Gute Nacht!

Mülleimer schrieb:

:D 1.) Auf die Dauer könnte mir ein Simulator auch gefallen. 2.) Zu den Verstärkerschaltungen läßt sich noch sagen, daß die Verzerrungen natürlich mit größerer Leerlaufverstärkung unterdrückt werden können (bei meiner Dimensionierung liegt diese jetzt bei gemäßigten 1500). So um 1970 hat man das Problem vorwiegend so gelöst. 3.)Dabei entstehen aber u. U. auch Intermodulationen und es kommt 4.)naturgemäß leichter zu Einstreuungen. ... 5.)Die hohe Kunst ist es aber, Nichtlinearitäten von vorne herein zu vermeiden. Zu diesem Zweck dient z.B. die möglichst symmetrisch durchströmte Differenzstufe sowie die Konstantstromquelle (hier die am Ausgang). 6.)Ideal wäre es natürlich, letztere auch noch mit Signal zu beaufschlagen (das wäre dann quasi ein negativer Widerstand, wenn man so will). Dann ist die Schaltung so gut, als wenn sie nur genau halb so hoch ausgesteuert werden würde - und nochmals besser durch die damit widerum erreichte gegenseitige Kompensation der Kennlinienkrümmungen. Dann muß man aber leider die Differenzstufe doppelt aufbauen (oder etwas besseres erfinden). 7.)Die Rückwirkungen der Endstufe auf den Pre-amp habe ich mal nachgerechnet - sie sind verschwindend und irgendwo beißt sich ja die Katze in den Schwanz, wenn man zur Ansteuerung einer Endstufe eine weitere braucht. Gute Nacht! :)

1.) Denn kannst Du Dir selber runterladen, völlig legal und kostenfrei bei http://www.linear.com/company/software.jsp
(erster Link links oben)
2.) ja
3.) ja bis jein (wenn bestimmte Sachen nicht beachtet werden stimmt das aber so; Kann man aber durch stufeninterne Gegenkopplung super vermeiden.)
4.) nein, das stimmt so nicht
5.) stimmt wieder "die hohe Kunst" "von vorn herein!!!"
6.) Das ist der Transitor als aktive (negative)Last. Üblicherweise baut man den als Last in der Differenzstufe vorn ein. Bringt richtig was. (Ich hatte auch überlegt den einzuzeichnen, wollt aber die Anfängerschaltung, auch so als Anfängerschaltung fürs erste stehen lassen und nicht verkomplizieren.
Mit der Kompensation der Kennlinienkrümmung bin ich vorsichtig. Sie wird nicht perfekt sein. "Aber eine schlechte Kompensation ist immer noch besser, als gar keine Kompensation." (Habe ich so schon mal wörtlich in einen anderen Beitrag geschrieben.)

7.) Vielleicht hängt das von der Endstufe ab. Bei meinen jetzigen Projekt war ich doch erschrocken, wie stark die Rückwirkung doch war. Und das trotz 1KOhm zwischen Endstufeneingang nd OPV-Ausgang (OPA2604). Aber das will ich erst mal nicht verallgemeinern, weil mir das jetzt auch zum ersten Mal so aufgefallen ist. Mußt Du vielleicht auch mal drauf achten, wie der 100kHz Rechteck aus einen OPV mit und ohne angeschlossene Endstufe ausieht. (Vielleicht ist das ein Teil von bisher mystischen unerklärlichen, aber klar hörbaren Klangunterschieden , die dann immer als Voodoo und Einbildung abgetan werden.)

Danke für den Link. Das wird wohl noch etwas Zeit brauchen.

3) gebont.

4) Ist ein Verstärker mit höherer Leerlaufverstärkung empfindlicher gegen Einstrahlungen oder nicht?
- Mögliche Störquellen sind Händis und benachbarte Rundfunkstationen. Als Test kann man mit dem Finger einbrummen. -
Eine empfindliche Stelle ist der Rückkopplungseingang (Basis T2, Differenzstufe rechts). Der Basis- Anschlußdraht ist Antenne. Wird dort ein Signal eingekoppelt (Störimpedanz = Z), dann wird dieses mit
Vu = Z/ Rgk
in der Spannung verstärkt. Ist Z = 0, dann entspräche das der Leerlaufverstärkung. Z ist in der Praxis hoffentlich nicht nahe null, sondern eher hochohmig - o.k., dann tritt die Leerlaufverstärkung selbst nicht in Erscheinung, interessant - aber vorsichtig: HF geht eigene Wege. Wie niederohmig der Gegenkopplungsspannungsteiler unter diesem Gesichtspunkt gemacht werden könnte, hängt von den übrigen gewählten Parametern ab (z.B. Ausgangsleistung, Frequenzpasskondensatoren).

6a) Kennlinienkrümmungskompensation

"Mit der Kompensation der Kennlinienkrümmung bin ich vorsichtig. Sie wird nicht perfekt sein. "Aber eine schlechte Kompensation ist immer noch besser, als gar keine Kompensation." (Habe ich so schon mal wörtlich in einen anderen Beitrag geschrieben.)"

Ein prima Rechenexempel übrigens. Leider bin ich (bis jetzt) nicht so weit gekommen, um es ganz genau zu bestimmen / kann man so stehen lassen.

6b)

"Das ist der Transistor als aktive (negative)Last. Üblicherweise baut man den als Last in der Differenzstufe vorn ein. Bringt richtig was. (Ich hatte auch überlegt den einzuzeichnen, wollt aber die Anfängerschaltung, auch so als Anfängerschaltung fürs erste stehen lassen und nicht verkomplizieren."

In einer meiner Endstufen habe ich in der Differenzstufe eine Konstantstromquelle, allerdings nicht aktiv, da die "schlechte" Kennlinienkompensation ja schon besorgt ist. Die Verstärkung der Differenzstufe beträgt allgemein:

Vu = dUc/ 2dUbe = Rc * Ic / 2 UT ;
mit UT = Temperaturspannung (nach Boltzmann) bei Zimmertemperatur 26mV . Die 2 wegen der Aufteilung auf zwei BE- Strecken.

Mit der Konstantstromquelle wird Rc hochohmig und die Leerlaufverstärkung hochgetrieben. Gleichzeitig wird der Kollektorstrom entsprechend mehr auf die Stelle genagelt - ja, das bringt´s und den Preamp sprengt´s hier.
Üblicherweise bekommt man den Kollektorwiderstand auf nahezu unendlich, und nur noch die nachfolgende Eingangsimpedanz wirkt, wenn man die Sache nicht beispielsweise durch einen Rc' = Rc * 10 bremst. (hier eine weitere empfindliche Stelle zum Einbrummen!)

Durch die doppelte Differenzstufe (seit etwa 1980 bekannt) wird die Phasenumkehrstufe (das ist hier die Ausgangs-stufe) symmetrisch aktiv. (wer ist jetzt aktive negative Last? - beide oder keiner). Ich habe aber darauf bis jetzt verzichtet, denn der Aufwand ist verhältnismäßig groß.

Eins verstehe ich jetzt nicht: Hast Du die Stromquelle in Deiner D.- Stufe wirklich als "aktive negative Last" ge-schaltet? Kannst Du das näher erläutern?

Als Quintessenz würde ich versuchen, die Empfindlichkeit gegen Einbrummen etc. auf D.- und Ph.- Stufe gleichmäßig zu verteilen.

7) Rückwirkung der Endstufe auf die Vorstufe
Abgesehen von Betriebsspannungsschwankungen gibt es eigentlich nur die Eigenkapazität Cbe des Eingangstransi-stors der Endstufe als Rückwirkungsfaktor. Ich habe sie mal mit 10pF angenomen (Datenblatt, ist Ucb - abhängig). Sie wird um den Verstärkungsfaktor der Eingangsstufe in ihre Wirkung erhöht (Millereffekt). Selbst bei 10- facher Verstärkung (Endstufe gesamt *100) kommt man dann nur auf 100pF. Der Blindwiderstand berechnet sich für 20kHz zu:
Xc = 1 / ( 2 Pi * f * C ) = 80k- Ohm.
Die Ausgangsimpedanz unseres Preamps betrug letzten Messungen zufolge 30 Ohm oder so, aber halt, dazwischen kommt noch das Lautstärkepoti; ich habe 20kOhm gewählt. Die Grenzfrequenz wäre alleine betrachtet :
fg = 1/ (2 Pi * R * C) = 159kHz (Poti auf Mitte, also 10kOhm).
Grund genug, hier einen 100pF - Kondensator zusätzlich einzubauen, der ja sowieso im Zuge eines Vor- Tiefpasses dahin gehört. Zur Sicherheit käme ein 10kOhm -Poti in Frage.
Zwischenbilanz: Die Rückwirkung auf den Preamp ist nahezu Voodoofest.
Es bleibt die Rückwirkung auf den Transistor selbst. Diese begrenzt bekanntermaßen die obere Grenzffrequenz, weiter nichts. Dank des vornhereinsorgfältigen Aufbaus ist das Signal am Kollektor ja kaum verzerrt und selbst wenn, was soll es ausrichten gegen die stramme Gegenkopplung? Wie groß ist im Verhältnis dazu der Schrott, der durch die Membraneigenbewegungen zurückkommt? (Jetzt hat der Lautsprecher ein Machtwort gesprochen).

Ansonsten alles klar.

Nur kurz heute noch der Rest morgen. In den Kollektorzweigen des Diff-verstärkers liegt die aktive Last drin (Nicht in der Stroquelle). Statt der endlichen Widerstände.

Ja, so meinte ich´s auch.

Nochmal zum Thema der Einstreungsempfindlichkeit.

Das ist eher vor allen eine Frage der Hochohmigkeit von Schaltungen (Bei gleicher Störquelle, Abstand davon, etc.)

Auch deshalb immer möglichst niederohmig bleiben. Leider setzt da die Stromlieferfähigkeit und der damit verbundene Klirranstieg dem beliebig niederohmig werden Grenzen.

Bei der möglichst niederohmigen Schaltungsauslegung ist auch darauf zu achten, daß bei Verwendung von Stromquellen nur noch der Eingangswiderstand der nachfolgenden Stufe wirkt. Bei aktiven negativen Lasten wird dieser außerdem noch verdoppelt.

In der Zwischenzeit ist es mir gelungen, die näherungsweise mathematische Übertragungsfunktion der normalen symmetrischen Differenzstufe herzuleiten. Ein Transistor hat die Funktion e^x in Bezug auf Kollektorstrom/ Basisspg.
Einen dominanter Anteil von e^x ist x^2 (leichter zu berechnen).

http://1200kb.coolxnet.de/uploadimg/file840149864.bmp

Erklärung:
Blaue Linie: Lineare Referenz y=x
Grüne Linie: Parabel, unkompensiert (nur ein T.)
Gelbe Kurve: Diff.-amp mit 3 T. Parabel kompensiert.

(Die beiden Ü-Funktionen habe ich gegenüber der Referenzkurve zur besseren Erkennbarkeit in y-Richtung ein wenig nach oben bzw. unten verschoben).

Man erkennt, daß die kompensierte Fkt. innerhalb 40% Aussteuerung fast schnurgerade ist und symmetrisch und weich begrenzt, wärend die Parabel etwas durchhängt und bei 100% einseitig hart begrenzt (oben, schon außerh. d. Bildes, am Scheitelpunkt der gelben Fkt).

Zu beachten ist, daß der Kompensierte Diff.-amp nur 1/2 Spannungsverstärkung ggü. einem Einzeltransistor hat. In dem Grafen wurden die Verstärkungen angeglichen.

Ua = (-SQR((1-Ue)/2-Ue/2))^2

Sorry Mülleimer, kannst Du mal die kompensierte Schaltung reinstellen, von der die Kurve ist ?

Die Schaltung ist reingestellt. Ich rede immer noch von dem diskreten Vorverstärker. In dem letzten Schaltplan von mir handelt es sich um T1, T2, T3, R5, R6 - normaler Differenzverstärker mit zwei Transistoren plus Konstantstromquelle an den Emittern.
Soll ich sie nochmal separat zeichnen zur besseren Anschaung oder meinst Du die der Berechnung zu Grunde gelegte Ersatzschaltung? Interessiert Dich der Rechenweg oder hast Du gar eine genauere Lösung?
Die Funktion k(a%) (Klirrfaktor über Aussteuergrad) wäre natürlich wünschenswert aber leider nicht mehr trivial zu berechnen.
Man beachte, daß die Kurve die denkbar vereinfachte Näherung darstellt. Außerdem habe ich Einheitswerte benutzt. Die Kurve dient nur zur Orientierung und die Formel kann so nicht zur praktischen Berechnung herangezogen werden .

@mülleimer

der link aus deinem post #28 geht leider nicht. kannst du den bitte noch einmal überarbeiten?

danke und gruß

http://1200kb.coolxnet.de/uploadimg/file16631945.bmp
Der Eingangskoppelkondensator ist vielleicht besser mit 10µF - testen.


Formelberichtigung:
Ua=(-Ue/2-SQR((2-Ue^2)/4))^2

Edit: Vielleicht ist dieser Link besser:

@mülleimer

Thank's a lot...



Gruß

Sooo,

ich hab den VV von Mülleimer mal aufgebaut, leider hab ich ihn noch nicht richtig getestet, nur mal Spannung dran, um zu gucken, obs Layout stimmt - ich kann nur soviel sagen, dass es schonmal nicht geraucht oder gebrannt hat ...



http://rapidshare.de/files/13345889/layouts.rar.html
Noch ein Hinweis: Für den großen Kondensator am Eingang (C9) ist ein Folienkondensator vorgesehen und kann wahlweise statt C1 eingesetzt werden. Sollte sich wg. niedrigerem Verlustfaktor klangverbessernd auswirken.

@hax0r

Kannst Du das bitte mal bei www.imageshack.de hosten. Diese mistige Rapidshare Page funktioniert mal wieder nicht...

Gruß

Ich musste es leider in JPEG komprimieren, dadurch nimmt natürlich die Randschärfe ab, aber ich denke mal, dass es noch funktioniert, wenn nicht, kann ich dir ja das PDF per Mail schicken.

hier erstmal das Layout:



Und nochmal komplett bestückt:



EDIT:
Hmm, hab das erste Bild jetzt schon 3x neu gespeichert+hochgeladen und es geht immer noch net ...

Ich hab mal die PDFs und das EAGLE-Project mal auf nen anderen Filehoster gelegt:

http://s6.11mbit.in/...9BhijkGmnoK/L7Gm1x7f

Danke, aber schade, das Layout klappt nicht...

Gruß