Stero-Amp übersteuert, sobald man Stereo fährt :)

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PhrozenSilicon
Schaut ab und zu mal vorbei

#1 erstellt: 20. Okt 2011, 15:03

Hi!

Ich habe ein sehr seltsames Problem mit einem DIY Amp. Es ist ein LM4780 von National Semiconductors.
Ich habe die Schaltung nach dem Datenblatt aufgebaut und grundsätzlich funktioniert er auch.

Jetzt kommt das aber: Sobald der Eingangslevel einen bestimmten Wert erreicht (habe ich nicht gemessen ist aber ca. 40% Output meiner Soundkarte) beginnen die Mitten zu kratzen. Dreht man noch lauter kratzen sie noch mehr - aber immer nur die Mitten. Der Chip, der 2x 60W Sinus können soll, zieht dabei gerade einmal 7W aus der Steckdose. Dass die Lautsprecher noch nicht am Ende sind versteht sich von selbst

Man denkt jetzt sofort, "der kann halt nicht mehr Inputlevel"...
Zufällig bin ich aber draufgekommen, dass es mit EINEM Kanal ohne Probleme geht. Hänge ich einen Speaker ab, kann ich Inputlevel geben was ich will, es bleibt glasklar, bis der Speaker ansteht - und den Amp kann ich damit auch zu wesentlich mehr Leistungsaufnahme bringen - Da zieht er gleich mal 30W ausm Netz.

Ich habe die Schaltung immer und immer wieder überprüft, sie ist ja ganz einfach - Eingangs R und der Spannungteiler am Ausgang für die Differenzverstärkung. Noch ein C zum DC Schutz, und das wars, der Rest ist ja im IC.

Das Netzteil besteht aus Leistungsfähigen Trafos und starken Cs - von hier kann der Fehler nicht kommen (habe die Spannung mit nem Oszi gecheckt, die is ganz stabil).

Noch zur Info: die 2 Testspeaker sind nur 2 Visaton AL130 (8Ohm) ohne Weiche...
Ach ja, ich kann sogar beide || an einen Ausgang hängen und alles bleibt glasklar - der Fehler ist immer nur, aber sofort da, wenn man beide Ausgänge beschaltet...
Geb noch ein Bild von der Schaltung dazu, damit man sich besser auskennt.
Vielleicht hat ja wer eine Idee

THX
Gerald

Hmeck
Inventar

#2 erstellt: 20. Okt 2011, 17:49

Hallo PhrozenSilicon,

1. hast Du den Mono-Test, wo alles funktioniert, mit beiden Kanälen abwechselnd gemacht?
2. was machst Du mit dem jeweils nicht benutzten Kanal bei diesen Mono-Tests? Eingang auf Masse? Ausgang offen oder LS angeschlossen?
3. hast Du auch verschiedene Quellen getestet?
4. Sind beide Versorgungsspannungen getrennt entkoppelt?
5. Wirklich keine HF-Schwingungen auf Oszi erkennbar?

Wenn Verkopplung über beide Verstärker:
Falls Du ganz sicher bist, daß die Stromversorgung nicht als Übeltäter infrage kommt, würde ich mal getrennte Mute-Schaltungen für jeden Kanal probieren, also 1 C + 1 R mehr.

Soweit nur meine Gedanken beim Lesen Deines Beitrages.

Und natürlich das WICHTIGSTE, oder fehlen sie nur auf der Zeichnung, nicht in Wirklichkeit: Der Widerstand vom + Eingang nach Masse - sonst hat der arme IC ja gar keinen Arbeitspunkt. Einen Eingangs-C würde ich auch nicht sparen.

Grüße, Hmeck

[Beitrag von Hmeck am 20. Okt 2011, 17:52 bearbeitet]

Mimamau
Inventar

#3 erstellt: 20. Okt 2011, 19:29

Wie hoch ist die Versorgungsspannung?

PhrozenSilicon
Schaut ab und zu mal vorbei

#4 erstellt: 20. Okt 2011, 21:02

hi, vielen Dank erst mal für die interssanten Gedanken!

1. habe den Mono Test so gemacht, dass ich einfach während des (übersteuerten) spielens von Musik einen LS abgehängt habe. Damit spielt klarerweise nur mehr der andere LS. Das Übersteuern ist dann weg.
Bei den Eingängen habe ich in dem Fall gar nichts gemacht, einfach gelassen. Also ein Ausgang offen, beide Eingänge beschaltet (2.).

2te Quelle habe ich Probiert, es ist Quellenunabhängig (3.)

4. Was meinst du genau mit entkoppelt?

5. Die Versorgungsspannungen sind selbst bei sehr starker Last (egal ob mit einem oder beiden Kanälen, egal ob oder nicht übersteuert) schnurgerade (was ich mir bei 2x 40000 µF auch erwarten würde)...

Das mit den Mute Schaltungen versteh ich nicht ganz wegen des Cs (da gibts ja keinen C), ist ja nur ein R gegen die -V. Werde sie mal getrennt aufbauen.

Hm ich hab mich beim Bauen sehr auf die Schaltung im Bild verlassen, es ist mein erster Eigenbauamp.
Meinst du mit "Widerstand vom +Eingang nach Masse einen R von V+ nach GND oder vom Eingangssignal nach GND? Mit dem Arbeitspunkt kenn ich mich ehrlichgesagt nicht aus...

Der Eingangs-C sollte ja nur einen eventuellen DC-Offset sperren, und halt mit dem Eingangs R einen (wahrscheinlich unrelevanten) Tiefpass bilden, nicht?

Die Versorgungsspannung ist übrigens +-40V (@mimamau) (habe es aber schon mit verschiedenen probiert, ändert nichts)

Bin in der zwischenzeit noch draufgekommen, dass das Problem frequenzabhängig sein dürfte - nimmt man den Bass mit einem EQ zurück und dreht dann lauter, geht mehr. Verstärkt man den Bass hingegen , übersteuerts noch früher...
Aber auch hier ist es so, dass das nur für Stereo gilt. Mit nur einem LS angeschlossen, kann man den Bass hochdrehen bis der Speaker ansteht und der Verstärker packts...

lg
gerald

chaplin2009
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 20. Okt 2011, 21:16

Hallo,
ich kann mich da den Ausführungen von Hmeck nur anschliessen.

Am Eingang einen Koppel-C min. 2.2uF/Folie. Zwischen dem C und dem Widerstand einen R (22K - 47K) gegen GND.

Der LM 4780 benötigt (nach Möglichkeit) an seinen Versorgungsanschlüssen Stützkondensatoren 1x 100nF, 1x10uF, 1x 1000uf (siehe Aplikation).

Am Ausgang eine RC-Combi (10R und 100nF in Reihe) gegen GND.

Den GND-Anschluß für den Lautsprecher am Netzteil (GND der Siebelkos)entnehmen und NICHT vom Amp-Board.

Mit dem Scope prüfen, ob der Amp schwingt. Beide Ausgänge belasten, einen Sinus (zB 1kHz) einspeisen und sehen ob sich weitere Signale auf der Sinus-Schwingung befinden.

Gruß
chaplin2009

PhrozenSilicon
Schaut ab und zu mal vorbei

#6 erstellt: 21. Okt 2011, 16:59

So, habe folgende neue Erkenntnisse:

Der Verstärker schwingt sehr stark, wenn man einen Sinus (zb 50 HZ) einspeist und beide Kanäle belastet. Leistung war bei ca. 1/3.
Das ganze tritt aber nur mit Lautsprechern auf. Habe es mit 2 ohmschen 10 Watt Widerständen probiert (Wert 10 Ohm), da kann ich auf Vollast gehen (zumindest kurz, sonst brennen sie ja ab) und der Sinus bleibt wunderschön - auf beiden Kanälen.
Sobald eine Induktivität im Spiel ist, sieht man am Oszi deutlich die Verzerrungen...

Der LM 4780 benötigt (nach Möglichkeit) an seinen Versorgungsanschlüssen Stützkondensatoren 1x 100nF, 1x10uF, 1x 1000uf (siehe Aplikation).

Das ist ein sehr interessanter Punkt, den ich dann auch Probiert habe: Hatte von Anfang an nur die großen Stützelkos eingebaut (halt zum Glätten der GLR Spannung). Dachte mir ehrlichgesagt "was soll der kleine 100nF C in der Versorgungsleitung schon bewirken"
Baute ihn ein und siehe da - er spielt sauber!

Kann mir jemand erklären was der bringen soll?
Mit der Leistung kann es abgesehen von der Größe nichts zu tun haben, da der Fehler ja auch schon bei 7 Watt auftrat. Darüber hinaus liefen die ohmschen Widerstände auf fast Vollast ohne Verzerrung.
Ich kann mir nur vorstellen, dass durch den kleinen C eine Art Aufschwingen unterdrückt wird, welches bei nicht rein ohmschen Lasten sonst entsteht...
Werde mir das mal näher anschauen, da gibts noch sehr viele Unbekannte...

Auf jeden Fall Danke für die vielen Tipps

Gruß
Gerald

[Beitrag von PhrozenSilicon am 21. Okt 2011, 17:00 bearbeitet]

chaplin2009
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 21. Okt 2011, 18:38

Na dann herzlichen Glückwunsch !

Nun zu Deinen Fragen.

Der geforderte Stützkondensator (in diesem Fall gleich 3) dient nicht zur Glättung der Betriebsspannung (die sollte ja ausreichend geglättet sein) sondern dient zur STÜTZUNG des OP-AMP im Betrieb bei pulsartigen Spannungseinbrüchen, die durch den Strom hervorgerufen werden. Dies macht auch nur Sinn, wenn der C direkt an den Anschlüssen des IC oder der Schaltung (wenn diskret) positioniert wird.

Dass hier gleich 3 Cs zum Einsatz liegt an dem Konstrukt KONDENSATOR, der immer mit den Parametern L-C-R behaftet ist. Suche mal im WWW mit dem Begriff Kondensator und Du wirst sehr viel Information bekommen. Fakt ist, wenn Du nur einen ELKO eingesetzt hast, kommt dieser mit den höheren Frequenzen nicht mehr klar. Ein 100nF Folie packt das. Durch Einsatz mehrer Kondensatoren mit unterschiedlichen Eigenschaften, ist man in der Lage einen größeren Frequenzbereich abzudecken.

Ein weiteres Problem war der Betrieb an einer induktiven Last.

Hier empfehle ich Dir den den folgenden Link

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/endstu_p.htm

so wird Dir auch Sinn und Notwendigkeit der R-C-Reihenschaltung (Boucherot-Glied) am Ausgang des Amps klar.

Ferner hoffe ich, dass Du auch die anderen Empfehlungen umgesetzt hast.

Gruß
chaplin2009