Eaton - Preiswerter und einfach nachzubauender Kopfhörerverstärker

Hast du überprüft, ob alle Bauteile an der richtigen Stelle sitzen und richtig verbunden sind? Wie sieht die Verkabelung aus? Ein Foto wäre hier hilfreich.

Hast du überprüft, ob alle Bauteile an der richtigen Stelle sitzen und richtig verbunden sind?

Ja, beim bzw. nach dem zusammenlöten.

Bilder gibt es hier als Slideshow:
http://img687.images...php?id=dsc00183q.jpg

Ich hoffe du/ihr könnt mir weiter helfen, denn ansonsten bin ich wirklich sehr zufrieden mit dem Eaton

Der Aufbau sieht gut aus. Nur die nicht abgeschirmten und zu langen Kabel zum Poti gefallen mir nicht so. Kürze die mal noch oder verwende abgeschirmtes Kabel.

Prüfe dann mal bitte noch folgendes:

• Bauteile haben den korrekten Wert?
  
• Alles korrekt verbunden?
  
• Wird was warm bzw. heiss?
  
• Betriebsspannung beträgt +/-15V?
  
• Gleichspannung am Ausgang max. einige mV?
  

Servus,

leider hat sich mein Pfeifton-Geräusch wiedererwarten nicht geklärt. Ich habe gerade das erste mal sein dem Einbau der neuen Poti Leitungen Musik gehört (ohne lästige Nebengeräusche) und mich ganz schön geärgert.

Also nochmal das volle Programm:

Gesammtansicht:


Fehlerbeschreibun mit Bild:


Wenn ich den Kopfhörer auf habe und keine Musik höre ist bis zur hälfte des Poti-Stellbereichs ein deutliches Pfeifen zu vernehmen.

Ziehe ich, die auf dem Bild links zu sehende Leitung habe ich nur rechts Musik und das brummen ist bei ausgeschalteter Musik weg.

Ziehe ich die rechte Leitung ist die Musik gänzlich weg (hier ist der GND angeschlossen) und es gibt kein Brummen.

edit: ziehe ich den Poti ab wird das noch viel Intensiver.
Ziehe ich die Eingänge ab (nun sind nur noch die Leitungen zur KH Buchse drann) verändert sich das Brummen erneut und wird wieder lauter!!

Gemessen habe ich wie folgt:


Hier liegen am Op allerdings noch andere Spannungen an.. Muss das so sein?
Gegebenenfalls nehme ich die restlichen Spannungen mit auf.

Bauteile haben den korrekten Wert?

Ich habe nur Bauteile deiner Liste verwandt und Sei kontrolliert, wenn du das meinst!

Alles korrekt verbunden?

Ich habe gerade nochmal drüber geschaut und konnte keinen Fehler finden.

Wird was warm bzw. heiss?

Nope... alles vertretbar!

Gleichspannung am Ausgang max. einige mV?

Kann ich, in ermangelung eines Messgeräts nicht nachmessen (liefer ich nach).


Gute Ideen?
So langsam frusstet es mich nämlich ein bischen den Eaton immer wieder auf machen zu müssen

*Johannes

n0ri schrieb:

Ziehe ich, die auf dem Bild links zu sehende Leitung habe ich nur rechts Musik und das brummen ist bei ausgeschalteter Musik weg.

Du meinst das Kabel, das von der Cinch-Buchse zum Eingang geht? Dann scheint das Problem mit der Verkabelung des linken Eingangs zusammenzuhängen. Prüfe das nochmal.

Wie ist bei dir die Masse mit dem Gehäuse verbunden? Direkt oder hast du den Ground Loop Breaker eingebaut?

n0ri schrieb:

edit: ziehe ich den Poti ab wird das noch viel Intensiver. Ziehe ich die Eingänge ab (nun sind nur noch die Leitungen zur KH Buchse drann) verändert sich das Brummen erneut und wird wieder lauter!!

Das ist eher normal.

n0ri schrieb:

Gleichspannung am Ausgang max. einige mV? Kann ich, in ermangelung eines Messgeräts nicht nachmessen (liefer ich nach).

Interessant wäre es noch.

Wie ist bei dir die Masse mit dem Gehäuse verbunden? Direkt oder hast du den Ground Loop Breaker eingebaut?

Wie auf diesem Bild zu sehen (rot markiert) habe ich den Jumper abgezogen.
Ich besorge mir heute einen und probiere es mit aus!

Ziehe ich, die auf dem Bild links zu sehende Leitung habe ich nur rechts Musik und das brummen ist bei ausgeschalteter Musik weg.

Ich meine hiermit die Leitung, die zum KH-Anschluss geht!!
Auf beiden Seiten ist ja ein Output, allerdings habe ich nur einen Ground angeschlossen (rechts). Sollte ich vielleicht beide Grounds untereinander brücken?

*Johannes

n0ri schrieb:

Ich meine hiermit die Leitung, die zum KH-Anschluss geht!! Auf beiden Seiten ist ja ein Output, allerdings habe ich nur einen Ground angeschlossen (rechts). Sollte ich vielleicht beide Grounds untereinander brücken?

Dass du dann nichts mehr hörst, ist ja klar Der Anschluss muss schon dranbleiben. Die Masse ist ja sowieso verbunden, d.h. es reicht da einer der beiden Anschlüsse.

Was passiert denn bei kurzgeschlossenem Eingang? Dazu mal direkt auf der Platine P2 und P3 mit einem Jumper verbinden. Die Eingangskabel und die Kabel zum Poti dabei entfernen. Wenn es dann immer noch pfeift, liegt es vermutlich an der Schaltung. Wenn es nicht mehr pfeift, liegt es wahrscheinlich an der Verkabelung.

Gibt es Alternativen zu den PSK-Kontakten bei Reichelt ? Die sind schon seit Tagen nicht lieferbar und bei anderen Anbietern (Pollin, Conrad) habe ich bisher nichts zu den Leerbuchsen gefunden.

Du kannst auch "PS25/xG WS" nehmen und die Kabel entsprechend kürzen.

Ungern, da ich bereits Crimpzange bestellt und Stecker/Buchsen hier habe. Gibt es denn keine weitere Quelle für diese Kontakte ?

Edit:
Ich habe nun zwar welche über Ebay gefunden, eine Alternativquelle (pollin, conrad, etc.) wäre für die Zukunft trotzdem wünschenswert, nur hatte ich dort bisher nichts gefunden.

RS Components sollte welche haben. Die Molex KK-Serie passt.

Ich glaube den Fehler endlich gefunden zu haben...

Ich hab wirklich verschiedenste Szenarien durchgespielt, den Eaton x-Mal auseinander genommen, gekühlt (um alles aus zu schließen), mit dem Groundbreaker getestet...

Heute Morgen bin ich fast verzweifelt und hab an mir gezweifelt (hätte ja sein können, das ich mir das Pfeifen nur einbilde)...

Und eben habe ich die Schnauze voll gehabt, alles vom Strom getrennt (wir haben nur wenige Sicherungen, so hängt alles an einem bzw. 2 Stromkreisen) und nach und nach wieder drann genommen, bis ich den Schuldigen gefunden habe.

Schuld ist der Drucker meiner Freundin bzw. das dazugehörige Netzteil...

Jetzt genieße ich erstmal Pfeifton-freies Musikhören und hoffe, das ich endlich Ruhe habe

Danke Rille für die tolle Arbeit am Verstärker und in der Comumnity !

Ich wollte mal fragen wie es um die Platine steht?

Ist das Layout noch in Arbeit oder ansich fertig?

Ich habe mich entschieden den Eaton zu bauen, weiß aber noch nicht ob auf einer Lochrasterplatte oder einer Platine (falls es eine geben sollte).

Ich hatte nicht so viel Zeit und auch wenig Lust, mich um das Platinenlayout zu kümmern Ich kann dir auch im Moment nicht sagen, wann es fertig wird.

Was mir am Eaton immer noch nicht so gefällt, ist die Treiberstufe. M.E. sorgt die für den etwas metallischen Klangeindruck, wegen ungenügend unterdrückter Übernahmeverzerrungen. WENN man sich schon die Mühe macht, so'n Ding aufzubauen, dann wäre absolute Transparenz schon mal nicht schlecht.

Ich finde die hier vorgeschlagene Methode zur Optimierung des Ruhestroms (hier: Umklemmen von R4, damit parallel C2) sehr reizvoll - Koppelelko am Ausgang wäre dann gut, klar. Dann kann man mal mit orangen, gelben, grünen oder evtl. gar blauen Bias-LEDs spielen, vielleicht noch mit 08/15-Si-Seriendiode. Eigentlich müßten die Crossover-Spikes (mit R4 in Normalposition) auch mit Oszi gut zu sehen sein.

Außerdem würde ich vorschlagen, einen Bootstrap-Elko parallel zu LED1 anzubringen, paar hundert µF oder so. Dann geht der dynamische Anteil des Basisstroms von Q2 um die LED herum und dreht nicht etwa am Bias. Vielleicht noch ein paar Ohm in Serie zur LED anbringen, falls deren dynamische Impedanz sehr klein sein sollte (bei einer Kleinvieh-LED eher nicht, bei einer mit richtig Power schon eher).

Ob eine "richtige" Stromquelle statt R6/7 noch was bringen würde, außer PSRR? Der Elko sollte schon mal einiges erschlagen.

Bei meinem Eaton müßte leider erstmal die Verkabelung richtig gemacht werden (im Prinzip komplett neu - zu kurzes Koax mit Wackler, Leitungen vom Poti nicht verdrillt, ...), da ist auch irgendwo stromtechnisch ein Wackler drin. Ist mir derzeit zu gefährlich, der Aufbau - vor Sachen mit Netzspannung drin habe ich dann doch gehörigen Respekt. Front und Rückseite gefallen mir auch nicht richtig. Wie so oft bei DIY-Projekten: Der Erstaufbau macht's, und das hinterher hinfummeln ist immer nervig. Die nötigen Teile müßte ich auch erstmal bestellen. Naja, liegt er halt noch weiter rum...

A propos: Die KH-Buchse hinten war zwar m.W. platztechnisch nicht anders zu machen, gefällt mir aber gar nicht. Ist so ziemlich die unpraktischstmögliche Stelle. Evtl. Netzteil auslagern? Vorausgesetzt natürlich die Kosten für die Gehäuse fressen einen nicht auf...

Das alles ausbügeln und trotzdem N00b-freundlich bleiben, hmm...

Guckt mal, ich habe da noch ein Verstärkerdesign gefunden. Ist nicht halb so overengineered wie der Eaton (schnöde BC327/337, tss!), aber der Spec nach mindestens genauso gut, wenn nicht gar besser. Gut, über Detailfragen wie den Ausgangswiderstand oder die Spannungsverstärkung (beide etwas hoch) mag man sich streiten (Feedback à la Eaton wäre m.E. auch besser, vielleicht gar analog zu Leach), aber trotzdem.

Auffällig hier die streng symmetrische Ausgangsstufe mit zu den Ausgangstreibern passenden Bias-Dioden (alias die gleichen Transen nochmal mit nur BE-Übergang in Benutzung) und Bootstrap-Elko. (Den letzteren sollte man unbedingt auch mal beim Eaton ausprobieren.)

Zur Bias-Feinstellung könnte man bestimmt noch ein Widerstandspärchen zwischen Q1/Q2 reinstricken, oder aber einen Widerstand von dem Punkt zum Ausgang, damit der OP wenigstens in der toten Zone selbst treiben kann (alter Trick).

Als Transistoren würde ich auch eher die etwas kräftigeren BC639/640 verwenden, immer noch Pfennigware (6-7 Cent das Stück).

EDIT:

Sieht wohl so aus, als wäre es Zeit, mein erstes eigenes KHV-Design anzuleiern, wie? Dieses würde im Prinzip in die gleiche Kerbe schlagen wie der Eaton und von den damit gemachten Erfahrungen profitieren, aber einiges anders machen, was mir nicht so gefällt.

Noch ein paar Ideen:
* Unisolierten Silberdraht zumindest teilweise durch farbkodierte isolierte Litze ersetzen. Sollte gerade den noch unfertigen Aufbau elektrisch sicherer machen (wenn auch nicht unbedingt einfacher, ja), außerdem kann man so auch noch "star grounding" direkt sehen!
* Bei den Buchsen zumindest teilweise auf platinenmontierte übergehen, dito beim Poti. Weniger Kabelverhau, und man kann nix versehentlich falschrum anschließen. Die Kabel erfordern derzeit auch eine gewisse Sorgfalt, um den Störpegel niedrig zu halten.
* Die Steckverbindungen sind ja ganz nett, aber im NF-Bereich täten's hier und da vielleicht auch Lötstifte.
* Überarbeiteter Netzteilbereich - weg mit dem sperrigen Elko-Overkill (Siebung 1. Ordnung tut's auch), dafür eine ausgefuchstere LM317/337-basierte Reglerschaltung. Außerdem muß ich mal sehen, ob ich einen richtigen RC-Snubber passend zum Trafo hinkriege.
* Eingang und Strom hinten, Ausgang und Poti vorn, wie bei jedem Fertig-KHV.
* Nach Möglichkeit weitgehende Plopp- und Knacksfreiheit beim Ein- und Ausschalten

BTW, beim Eaton à la Rille ist C2L/R flsahc dimensioniert. Für den früheren Wert von R4L/R = 33k hat 47p gepaßt (f3 ~100 kHz), hier müßte eher 330p her.
EDIT: Kommando zurück, hat so schon seine Richtigkeit. C2L/R legt im Prinzip mit R3L/R den Open-Loop-Gain fest, quasi eine Möglichkeit zur Kompensation. Ein zusätzlicher C von 330p parallel zu R4L/R wäre aber trotzdem nicht verkehrt.

Hab heute mal mit LTspice rumsimuliert. (Boah, meine Augen, hat mal wer 'nen Feuerlöscher? :cut)

Die Schaltung nach RED Circuits schlägt sich nicht schlecht, vermag jedoch ihre spezifizierte Performance im kritischsten Fall 32 Ohm (+22 Ohm) / 10 kHz nicht einzuhalten - statt unter 0,005% bis 4 Vrms schon bei 3 Vrms fast 0,05%, und das mit einem verzerrungsfreien Opamp-Modell. (Ist natürlich schon brüllend laut, immerhin ~100 mW am Hörer, aber trotzdem...) Mit einer von 22,4 (27 dB) auf 3,1 (10 dB) reduzierten Verstärkung (12k||22p --> 1k2||220p) und einem deutlich erhöhten Ruhestrom von ca. 5 mA komme ich bei Ausgangsamplitude 4 Vrms nun auf solide 0,002%, bei Weglassen des 22-Ohm-Serienwiderstandes auf 0,003%. That's better.
(Hab übrigens für die Transistoren jeweils die Ausführung -40 genommen. Muß mal testen, ob das was ausmacht, soviel beta brauchen wir ja eigentlich gar nicht.)

Aber schon lustig, was man alles so dabei lernt. Der Bootstrap-C scheint die Empfindlichkeit gegenüber kapazitiven Lasten zu senken, auch wenn diese immer noch kein kleines Problem sind (mit den üblichen 1-2 nF kommt der Amp aber gut klar, im µF-Bereich wird's knifflig - wobei er sich mit nur 1-2 Ohm Serienwiderstand auch von 2 µF kaum noch beirren läßt). Außerdem verringert er offenbar die Verzerrungen bei Betrieb an hochohmigen Lasten und (wie erwartet) bei großen Ausgangsamplituden. Nochmals kleinere Verbesserungen im Klirr bei Ersatz durch je einen Elko parallel zu jeder Bias-Diode, aber das ist wirklich nur das Sahnehäubchen (weitere <3 dB im Vergleich zu ~15 dB; 10 kHz 20Vpp, 100 Ohm, Av=5).

Das mit dem Widerstand zum Überbrücken der "toten Zone" scheint übrigens so gut wie nichts zu bringen oder gar leicht nachteilig zu sein.

Morgen knöpfe ich mir vielleicht mal den Eaton vor.

Ist eigentlich mal wem aufgefallen, daß der Vorteil der Darlingtons in Sachen beta im hier oft interessierenden Bereich 10-100 mA gar nicht mal so furchtbar groß ist? Ein BC337-25 liegt da durchweg über 200, mit fT-Variation von ca. Faktor 2, während ein TIP120 bei 100 mA mit 500 angegeben ist, es darunter aber rapide abwärts geht (geschätzt Faktor 6 pro Dekade - macht also bei 10 mA definitiv <100).

Bin übrigens am Überlegen, ob ich nicht den Betrieb von 2 oder 3 oder gar 4 BD337/327 parallel vorsehen soll. Die sind nämlich recht fix (fT 150-200 MHz im Gegensatz zu ~50 MHz bei generischen BD139/140), können in TO-92 allerdings kaum mehr als 500 mW verbraten, was die Ströme bei Betrieb an +/- 15 V doch deutlich einschränkt (ähnliches gilt für BD639/640). Soviel Platz geht für je 2 Transen und 2 Widerstände auch nicht drauf, und so könnte jeder nach seinem Gusto bestücken. Klar, mehr Ausgangstreiber brauchen entsprechend mehr Ruhestrom.

Ich verstehe zwar nur einen Teil von dem was du da schreibst (meine paar Elektrotechnik-Vorlesungen liegen schon ein paar Jahre zurück), aber ich lese gespannt mit

@audiophilanthrop
Danke für deine Bemühungen. Eine bessere Schaltung bei trotzdem noch verhältnismässig kleinem Aufwand ist natürlich willkommen.

Für Mitsimulanten: LTspice-File neuer Amp
Die verwendeten Modelle müßten alles Standardsachen sein.

Der Amp kann theoretisch bei Av=5 20Vpp bei 10 kHz in 32 Ohm treiben, bei weniger als 0,001% Klirr (dafür reichen schon zwei Pärchen Treibertransen, mehr braucht man IMO kaum vorzusehen). Praktisch wird's das Netzteil nicht packen, und völlig verzerrungsfreie Opamps gibt es leider auch nicht so oft zu kaufen. (Der OP läuft hier ja nichtinvertierend und damit verzerrungstechnisch nicht optimal, als Haientenvariante könnte man noch ein Konzept mit invertierenden Stufen vor und nach Lautstärkepoti anleiern. Aber das ein andermal.)

Ruhestrom so wie simuliert ca. 6 mA, das kann man IMO noch vertreten.

Grundrauschpegel bei Av = 5 rein rechnerisch ca. 4 µVeff für 20 kHz Bandbreite und einen 5532er. Macht also eine Dynamik von maximal etwa 125 dB.

Resümee für heute: Underbiasing is shit.

Das habe ich schon bei entsprechendem Umbau meiner "normalen" Treiberstufe gesehen. Eben habe ich mir aber auch noch 'nen Eaton zusammengestöpselt. Darlingtöner-Modelle aus der LTspice-Gruppe gefischt, als LED die QTLP690C genommen (die droppt leider etwas weniger als der verwendete Typ, so 1,8 statt 1,9 V, egal). Was soll ich sagen: Au weia. Das Verzerrungsverhalten ist gerade bei 10 kHz einfach nur noch grottenschlecht.

10 kHz, 300 Ohm Last, nach Ausgangsamplitude:
6 Vrms: 0,15%
0,6 Vrms: 0,7%
0,06 Vrms: 0,6%
0,006 Vrms: 0,02%
(Bei niederohmigeren Lasten wird's schlechter.)

Ist wahrscheinlich etwas pessimistisch, aber zeigt schon, wie der Hase läuft. Kein Wunder, daß der Amp etwas hell und metallisch klingt.

Simulantenfutter
(benötigt Darlington-Dateien aus LTspice-Gruppe)

So, jetzt mal etwas angepaßt auf 4x 1N4148 (2x 2 symm.) statt LED mit Bias-Rs zu 22k (Ruhestrom 5 mA), sonst wie oben:
6 Vrms: 0,009%
0,6 Vrms: 0,00016%
0,06 Vrms: 0,000008%
0,006 Vrms: 0,000001%

Huch, soviele Nullen hier auf einmal.

Mehr Simulantenfutter

Mit Bootstrap-C C2 (nur wegen Simulationseigenheiten zu 2200µ gewählt, praktisch wäre 22µ ausreichend):
6 Vrms: 0,0015%
0,6 Vrms: 0,00014%
0,06 Vrms: 0,000013%
0,006 Vrms: 0,000002%

Mit 15k statt 22k (10 mA) wird's nochmal etwas besser:
6 Vrms: 0,0012%
0,6 Vrms: 0,000034%
0,06 Vrms: 0,000003%
0,006 Vrms: 0,000001%

An 32 Ohm ist's etwas kritischer, da gibt's wohl ein Plateau um 0,6 Vrms. Ich kann den Klirr bei 0,6 Vrms immerhin auf 0,0035% drücken, aber dann habe ich schon 17 mA Ruhestrom (10k). (Macht mein Konstrukt bei dieser Art von Biasing aber auch. Da reichen aber je 6,5 mA (x2), um das auf 0,000035% zu reduzieren.)

In jedem Fall kann ich Eaton-Besitzern so nur empfehlen: Wenn es irgendwie platztechnisch geht, rüstet das Ding um auf R6L/R7L = 15k - 22k und 4x Kleinviehdiode (1N4148 o.ä.) statt LED1L/R (richtige Polung, also wie gehabt).
EDIT: Hinterher Ruhestrom nachmessen wäre sinnvoll, klar...

Ich weiß übrigens nicht, wie Rille auf seine gemessenen (IIRC) 2,5 mA Ruhestrom gekommen ist. Der OP wird natürlich seinen Ausgang soweit hochziehen, daß am Verstärkerausgang die gewünschten ~0 V modulo Offset anliegen, und dann wird durch den TIP120 auch mehr oder weniger Strom fließen, je nach dranhängender Last. Der TIP125 macht zu diesem Zeitpunkt aber nüx (wie auch, da liegen höchstens so 1,9 - 1,2 V = 0,7 V an). Last time I checked ging der Ruhestrom per definitionem immer noch durch beide Treibertransen in gleichem Maße.

Hab übrigens mal die Differentiell-SE-Konvertierung mit HDAM aus dem Marantz CD6000 nachsimuliert. Zum Glück alles Standardbauteile. In der Konfiguration läuft die Schaltung gut (Klirr minimal 0,0003% bei 10 kHz und 2 Vrms Output mit Last 10k, Toleranzen bei den Widerständen erhöhen das leicht), als gewöhnlicher Opamp in nichtinvertierender Konfiguration ist die Performance aber deutlich schlechter, bzw. wie erwartet stark von den Impedanzen an den Eingängen abhängig, nichtlineare Eingangskapazität der FETs in der Differenzstufe läßt grüßen.

Super, wie man auf die Art die "praktische Opamp-Theorie" verifizieren kann. Klirr bei 10 kHz, 1 Vrms, Rs = 4R7, RL = 10k:
nichtinvertierend Av = +1 mit Rf = 10k - 0,026%
invertierend Av = -1 mit Rs = Rf = 10k - 0,00010% (Simulantenfutter)
nichtinvertierend Av = +1 mit Rf = 100R (|| Cf = 10n) - 0,00023%
nichtinvertierend Av = +1 mit Rf = 100R (|| Cf = 10n), Rs = 105R (100R +5% Toleranz) - 0,000048%

Als Puffer für Av = 1 taugt die Geschichte schon ganz gut, wenn allerdings Av >+1 gefragt ist, muß man wohl Kompromisse bei den Verzerrungen eingehen, da die hier verwendete Ausgangsstufe schon an 1k Last übermäßig ins Schwitzen kommt. Bei Av=+5 reicht's immerhin für 0,0010%. Übrigens i.allg. äußerst gutmütiges Verzerrungsverhalten, also dominante 2. Harmonische, dann 3. usw. schön absteigend. Meine Pufferstufen sind da anders gestrickt.

Ach ja, die Tastaturbelegung von LTspice erschließt sich mir erst so langsam. Ich weiß nicht, seit wann es das gibt, aber Dinge wie 'C' für "neuer Kondensator" etc. sind einfach saupraktisch. Hätte ich schon lange mal gebrauchen können...

(Sorry, wenn's nicht ganz hier reinpaßt, aber wenn man schon mal am Simulieren ist...)

Achja, nochmal zu meiner Pufferstufe. Habe mal mit dem Bias bei verschiedenen Lasten bei Ausgang 5Vpp rumgespielt, das Optimum für BC337/327-40 scheint so zwischen 5 und 7,5 mA Ruhestrom zu liegen. 32 Ohm Last mag eher 7,5 mA, 300 Ohm eher 5.

EDIT:
Noch was zum Eaton (ausnahmsweise :P).

M.E. sind R5L/R (der 100 Ohm) und C2L/R (der 47p) zwei Seiten derselben Medaille. Leistungstreiber haben i.d.R. eine nicht unerhebliche Eingangskapazität, die ohne weiteres bei 200 pF liegen kann (schon ein BC639 hat deren 50). R5 (zzgl. Innenwiderstand OP) und Eingangskapazität führen aber nun zu einem hochfrequenten Pol, der die Stabilität beeinträchtigen kann. Als Gegenmaßnahme hat der gute Herr Eaton seinerzeit den 47p eingebaut, welcher schlicht den für die Treiberstufe wirksamen Open-Loop-Gain reduziert und nebenbei noch durch die dadurch bedingte Gegenkopplung den effektiven Ausgangswiderstand des OPs verringert. Der kritische Punkt mit Open-Loop-Gain = 1 geht also runter, der störende Pol rauf. Nur blöd, daß am Open-Loop-Gain noch die Unterdrückung von Verzerrungen der Treiberstufe hängt.

Schlauer wäre es da doch, die Eingangskapazität durch einen Kondensator parallel zu R5 im Zaum zu halten, ungefähr 10x so groß wie die parasitäre oder so - ein paar nF sollten es tun. Dann kann mit etwas Glück C2 im Wert verringert werden oder ganz entfallen. (Kein ganz neuer Trick übrigens, die von Grundig kannten das wohl schon Ende der 70er.) Bootstrap-C über Bias-Spannung nicht vergessen, damit der PNP auch was davon hat.

Bin noch am Überlegen, der Treiberstufe einen Eingangs-Bootstrap zu verpassen, um die PSRR zu verbessern (die wird mit kleineren Bias-Widerständen tendenziell immer schlechter). Mal sehen.

Auch noch auf der "bloß nicht vergessen"-Liste:
* star grounding + star power(!)
* Netzteil LM317/337 mit Softstart
* Ein- und Ausschaltknacken (die sollen idealerweise komplett weg)

Grobe Planung:

1. Bugfixing Eaton - wie bisher, nur besser

2. Design mit eigener Treiberstufe anleiern

Sowas auch, meine Treiberschaltung war potentiell instabil.

Wie man das rausfindet? Ganz einfach, man läßt sich mal per AC-Analyse die Ausgangsimpedanz plotten, bis 100 MHz oder so.
Dafür braucht man nur eine Signalquelle mit recht hohem Serienwiderstand, hier 10k, die an den Ausgang der eigentlichen Verstärkerschaltung (vor Serienwiderstand etc.) geklemmt wird. Was dann dort abfällt, ist ein direkter Indikator für die Ausgangsimpedanz.
Dann muß das ganze bloß noch auf Ohm umgerechnet und entlogarithmiert werden: 10**(V(out-amp)*10e3/20), wenn der zugehörige Knoten "out-amp" heißt (Label net - F4).
Danach kann die Kurve abgefahren werden (geplotteten Ausdruck anklicken) - es dürfen keine negativen Werte vorkommen.

Ach ja, was war's? Mein Kondensator, der den Gain für hohe Frequenzen absenkt. Damit hatte ich wohl einen Pol in ungünstige Bereiche verschoben. Wenn man das Verhalten ganz oben nicht den parasitären Dingen und damit dem Zufall überlassen will, kann man noch kleine Kondensatoren im unteren zweistelligen pF-Bereich parallel zu Rf und Rg schalten, etwa im umgekehrten Verhältnis der Widerstände.

Der im Eaton verbaute 100 Ohm am OP-Ausgang muß übrigens spätestens bei Verwendung dreier Paare BC337/327 bei ~6 mA kapazitiv gebrückt werden, damit der zugehörige Pol nicht zu weit runterkommt. Nachdem jeder OP einen Ausgangswiderstand hat, oft im unteren zweistelligen Ohmbereich, kann man das Spielchen mit mehr Treiberpärchen also nicht beliebig weit treiben - irgendwann muß zwangsläufig eine zusätzliche Vortreiberstufe her, die ihrerseits die Ausgangstreiber niederohmiger befeuert und dem OP nur ihre eigene Eingangskapazität präsentiert.

Junge, die Experimentierversion meiner Schaltung sieht langsam echt wüst aus

Jetzt mal same procedure mit dem Eaton.

EDIT: Der Eaton mit modifiziertem Bias zeigt sich gutmütig, mit zusätzlichem "Stabilitätspolster" bei anwesendem 47p (nötig wäre das aber nicht). Der 100 Ohm hat hier keinen Einfluß, weil die Darlingtons eingangsseitig deutlich weniger Kapazität haben als normale Transistoren (die Vortreiberstufe ist ja quasi schon drin). Das Biasing hat aber wirklich erheblichen Einfluß, mit 100k statt 15k wird die Schaltung furchtbar lahm.

Der unmodifizierte Eaton ist stabil, aber wie erwartet lahm. Wenn ich mal von der Ausgangsimpedanz und Emitterwiderständen auf den Open-Loop-Gain rückschließe, dann bringt der so nur maximal 35 dB - die modifizierte Variante liegt immerhin bei maximal 78 dB.

Hmm, irgendwie zeigt der da Quark an, das mit dem Entlogarithmieren scheint bei sehr kleinen Werten nicht so ganz zu klappen. Dann eben jeweils die Dämpfung des AC-Signals bei 100 Hz direkt (-80 dB = 1 Ohm):
Eaton unmod. - 100 dB
Eaton mod. - 142 dB
Eaton mod., 0p47 statt 47p - 147 dB
Mein Konstrukt, 3 Treiberpaare - 155 dB
Mein Konstrukt, 2 Treiberpaare - 152 dB
Mein Konstrukt, 1 Treiberpaar - 146 dB

(Daß der Ausgangswiderstand bei verdoppelter Treiberzahl um 6 dB sinkt, sollte eigentlich niemanden verwundern.)

Ich denke, am besten postest Du die fertige Schaltung bzw. Modifikation, die Details versteht sowieso kaum jemand - deswegen bleibts auch beim Monolog.

Soo gestern ist mein Eaton endlich fertig geworden und in sein Gehäuse eingezogen.

Ich habe ihn der Schaltung nach genauso aufgebaut wie auf Rille's Homepage beschrieben, mit einem TL071 als OPV.
Das Gehäuselayout habe ich umgestaltet, KH-Buchse hinten wollte ich nicht, außerdem wollte ich einen unverstärkten Ausgang hinten für andere Geräte, dann fiel der Ein/Ausschalter wie von selbst nach vorne.

Bild von vorne:


Bild von hinten:


Platine nicht im Gehäuse, deswegen sehr wirr:




Ich bin sehr zufrieden mit dem Verstärker, ein wenig Grundrauschen stört mich, liegt vll am OPV, werd ich mal testen wenn Zeit ist.


Nochmals vielen Dank an Rille für die gute Anleitung, es war wirklich nicht schwer aufzubauen.
Es war meine erste selbstgelötete Schaltung, das erste mal, dass ich überhaupt Widerstände etc. gelötet habe und trotzdem hat alles beim ersten Mal funktioniert.
Ich finde die Variante mit Silberdraht nicht schlechter, es muss nicht farblich gekennzeichnet sein.


Was ich hier "negativ" anmerken möchte: Reichelt liefert erst ab 150€ nach Österreich, deswegen musste ich ein anderes Geschäft wählen, ich wollte mir die Bauteile vorher ansehen und so ging ich zum Conrad... so ein Saftladen.
wie auf den Bildern zu sehen, hatten sie nicht alle Bauteile, einige musste ich dann größer nehmen und das Layout hatte manchmal diesen "Freiraum" nicht. Außerdem ist Conrad deutlich teurer gewesen.

@ audiophilanthrop
Ich bin schon auf dein Projekt gespannt, solange es sich von den Kosten im Rahmen meines Studentenbudgets bewegt, werde ich es versuchen nachzubauen oder den Eaton modifizieren, je nach dem was rauskommt.

@Rasjor:
Fürs nächste mal, wenn du was von Reichelt (oder einem anderen Händler aus deutschland der entweder nicht nach Österreich liefern will oder horrende Summen dafür verlangt) brauchst.
Bei logoix.com bekommt man kostenlos eine deutsche Postfachadresse. Die Firma leitet dir dann das Paket gegen einen recht fairen preis (wenn ich mich recht erinnern kann rund 5€ für pakete bis 2kg) nach österreich weiter.
Hat bei mir bisher immer mit vollster Zufriedenheit funktioniert.

SUPER DANKE genial, wenn ich das früher gewusst hätte... vielen dank für die Information

Eaton modifiziert, Schaltbild (bis ich mich in Kicad eingefuchst habe, müßt ihr mit LTspice-Style vorliebnehmen - und sorry, die Teilenumerierung ist anders als bei Rille, aber die Änderungen beschränken sich wirklich auf den anderen Wert der zwei Bias-Widerstände und die durch 4x 1N4148 ersetzte Bias-LED)
Eaton modifiziert, Simulantenfutter zum Schaltbild (das taugt sogar wider Erwarten ganz passabel zum Simulieren, auch wenn ich für ernsthafte Bemühungen in der Richtung doch wenigstens die 33 Ohm vom OP-Ausgang nach out-opa und die Brücke über C1 wieder einbauen würde; man darf auch gern mit dem Wert des 47p spielen, der scheint hier die GBW auf <1 MHz zu begrenzen.)

Es könnte in der Praxis etwas knifflig werden, die Dioden alle unterzubringen. Ich würde schlicht die dritte Dimension nutzen - zwei Dioden hoch, zwei runter. Nicht schön, aber selten... (Vertikal montierte Axialbauteile zum Platzsparen sind übrigens gar nicht so ungewöhnlich, oder waren es jedenfalls vor der Verbreitung von SMD-Bauteilen auch in der Konsumelektronik. Man sehe sich z.B. mal das Innenleben eines Sony ICF-7600D/DS an, ein Design von '83.)

Meine Konstruktion, Simulantenfutter

Was mir hier noch Sorgen macht, ist ein praktischer Aspekt - die Kühlung. TO-92-Gehäuse taugen dafür einfach nicht wirklich. Mit 2 Paar Ausgangstreibern würden zwar in jedem Transistor auch an 32 Ohm "nur" maximal 800 mW und durchschnittlich 400 mW verbraten, aber das ist schon recht grenzwertig. Klar kann man zur Not immer noch auf BD139/140 nebst passender Kühlkörper gehen, die generischen Exemplare sind aber in Sachen fT*Stromlieferfähigkeit deutlich schlechter als BD639/640 oder BC337/327 (da fT typ ~50 MHz bei Icmax = 1,5 A).

EDIT:
Hab den Amps gerade mal ein Rechtecksignal 10 kHz 2 Vpp vorgesetzt. Aha, deswegen hat er also den 47p - kapazitive Lasten! Ohne den Kondi ist er darauf gar nicht gut zu sprechen. Um 100 nF zu "bändigen", muß man ihm ansonsten so 1-2,2 Ohm Serienwiderstand zum Ausgang spendieren, unter einem halben Ohm sieht es ziemlich häßlich aus und noch weiter drunter schwingt er sogar, was das Zeug hält. Mit dem 47p kann der Ausgangswiderstand aber durchaus auch nicht schaden, das vergrößert die Robustheit nochmals.
(Mein Konstrukt läßt sich übrigens selbst ohne Ausgangswiderstand und 47p nicht sonderlich beeindrucken und ist ab 2,2 Ohm an 100n völlig frei von Überschwingern, mit nur kleinen an 500n. Und das war sogar noch ohne Bootstrap-C über dem Biasing-Gedöns, mit dem würde er 500n auch noch packen (allerdings mit leicht gefährlichen Strom-Peaks von >1 A in unseren armen Transistoren). So langsam wird das echt unheimlich. Ich muß wirklich mal andere Transistoren ausprobieren...)

Rasjor schrieb:

SUPER DANKE genial, wenn ich das früher gewusst hätte... vielen dank für die Information

Ansonsten sind da sicher auch diverse Forenmitglieder aus D-Land behilflich. Ich habe das schonmal gemacht, weil ich ohnehin bei Reichelt bestellt habe - die Eaton-Teile habe ich dann als Brief(!) nach Österreich geschickt, was kurioserweise sogar günstiger war, als wenn ich den Brief an eine Adresse in D geschickt hätte.......

Kleiner Tip für meine lieben Mitsimulanten: Achtet auf die verwendeten Modelle. An sich wenig überraschend, aber erwähnenswert. Die kursierenden Modelle zu BD139/140 etwa kommen mir äußerst suspekt vor. Warum?

.MODEL Qbd139 npn(... CJE=1e-11 ... CJC=1e-11 ...)

Da hat wohl jemand beim Modellieren die Junction-Kapazitäten (B-E und B-C) kurzerhand zu 10p abgeschätzt. Zum Vergleich:

.MODEL QBCP56-16 NPN(... CJE = 1.442E-010 ... CJC = 2.052E-011 ...)

.model BC337-40 NPN(... CJE=3.579E-11 ... CJC=1.306E-11 ... mfg=Philips)

.model BC547C NPN(... CJE=1.229E-11 ... CJC=4.42E-12 ... mfg=Philips)

Der BCP56 ist eine SMD-Version des BC639. Den gleichen Die in anderem Gehäuse hat Philips seinerzeit auch als BD139 verkauft. Generika-BD139 sind deutlich langsamer (fT ~50 MHz typ statt 150-200 MHz) und können etwas mehr Strom. Und dann sollen deren Kapazitäten kaum über dem Niveau eines Kleinvieh-Transistors vom Schlage BC547 liegen, vom gegenüber den BC639 immer noch etwas schwächeren BC337 ganz zu schweigen? Das können die doch dem Weihnachtsmann erzählen.

Wenn mal einer eine Übersicht über Transistorparameter und -modelle im Hinblick auf SPICE braucht...

Übrigens, bei Inspektion der Modelle für Darlingtons fand sich auch der wahrscheinliche Grund dafür, warum die eher gemächlich zur Sache gehen: Es scheinen zwei identische Transistoren verbaut zu sein, entsprechend hoch sind dann auch die Kapazitäten. Im Gegensatz dazu würde man bei einer Folge von Kollektorschaltungen von Stufe zu Stufe dickere Transistoren verbauen und diese im Gegenzug immer niederohmiger ansteuern.

EDIT:

Meine Versuche mit einer komplementären Vortreiberstufe ähnlich wie im BCL (wenn man weiß, wo man hinwill, eigentlich ganz einfach - Ube hoch und Ube runter, Strom durch Vortreiber, Ruhestrom durch Ausgangstreiber) waren leider nur von mäßig viel Erfolg gekrönt. Zuerst einmal waren zwar sehr niedrige Verzerrungswerte möglich - so 0,0008% bei 6 Vrms in 32 Ohm mit 2x BC3x7-40 - aber, aber. Als ich ihn dann endlich soweit hatte, daß er sauber auch 10 kHz Rechteck in 100 nF treiben konnte, war der Open-Loop-Gain soweit runter, daß der Klirr auf weniger berauschende 0,025% anstieg - mein vorheriger einstufiger Entwurf brachte immerhin eine Null mehr hinter dem Komma zuwege. Ich konnte das ganze auch kaum mit strategisch plazierten parasitären Kapazitäten, Tausch der Vortreiber oder Änderung des Ruhestroms beeinflussen, scheint topologisch zu sein.

Was sagt uns das? Mehr Stufen --> mehr Pole --> mehr Strom + mehr Ärger.

Die zweistufige Angelegenheit ist vielleicht mehr was für sehr stromschwache Opamps, denn eingangsseitig flossen da wirklich nur µA.

Ansonsten scheint aber tatsächlich der schlichte einstufige Puffer am besten zu funktionieren. Deprimierend, aber wahr. Wenn man's noch besser haben will, wird man sich wohl mit verschachteltem Feedback herumschlagen müssen.

EDITh die zweite:
Gesagt, getan - was haltet ihr von (theoretisch) 0,000074% Klirr bei 10 kHz, 6 Vrms in 32 Ohm? (Rein praktisch haben wir dann schon so 15 mVpp zwischen invertierendem und nichtinvertierendem Eingang, da dürfte die Nichtlinearität der OP-Eingangsstufe begrenzen. Wobei, was mit Emitter-Degeneration wie der LM4562 könnte es noch packen.) War aber 'ne ganz schöne Fummelei, das stabil zu kriegen. Ging am Ende wirklich nur Open-Loop mit Ablesen der Phasenreserve.

Hallo,

ich habe noch eine Frage zu der sachgemäßen Handhabung des Eaton: Könnte das Hineinstecken oder Herausziehen des Klinkensteckers während des laufenden Betriebs wegen des einhergehenden Kurzschlusses den Verstärker oder den Kopfhörer beschädigen? Sollte man so etwas grundsätzlich unterlassen?

Danke.

Bei der Schaltung aus dem 1. Beitrag völlig unbedenklich, solange der Ausgang nur kurzzeitig kurzgeschlossen wird.

Die Emitterwiderstände begrenzen den Spitzenstrom auf 4.6 A, Datenblatt TIP 120 sagt 5 A Dauerstrom und 8 A impulsartig.

Die Verlustleistung im worst case (Leistungsanpassung) ist 17 W, liegt also noch voll in der safe operating area.

Bei Dauerkurzschluss mit Signal hängt es vom Aufbau ab, was zuerst abraucht. Wenn das Netzteil 'weich' genug dimensioniert ist, vielleicht gar nichts.

Grüße,

Zweck

Danke für Deine Antwort! Ich vergleiche nämlich gerade zwei Kopfhörer an einer Quelle, indem ich sie laufend wechsle und umstöpsle. Nach einem Wechsel war der Ton aber auf beiden Kanälen plötzlich viel leiser und erst ein länger anhaltendes Ausschalten des Verstärkers löste dieses Problem.
Kannst Du dieses Phänomen vielleicht erklären?

Wenn es beide Kanäle betraf, kann es eigentlich nur etwas mit dem Netzteil gewesen sein. Vielleicht schwingt einer der Spannungsregler.

hallo, ich möchte mir auch gern so ein eaton khv bauen und am liebsten hätte ich dazu noch einen 3 band equalizer.

da wollte ich mal fragen ob man das evtl alles in einem gerät unterbringen kann.

ich dachte an sowas http://gilmore2.chem.northwestern.edu/projects/equal_prj.htm ACTIVE 3-BAND BAXANDALL (bissl scrollen). es müssten dann für stereo ja 2 solcher schaltungen mit 1 stereopoti gemacht werden, oder?
ist sowas möglich oder sollte man davon generell abstand nehmen und einen extra kasten bauen.
betreiben möchte ich damit einen beyer dt 990 pro.

gruß

Das kann man schon kombinieren. Ein größeres Gehäuse solltest du aber nehmen.

Für Stereo brauchst du die Schalktung zweimal und nimmst Steropotis.

Ist der Verstärker wie er im 1.Post beschrieben wird, so noch das "beste Gesamtpaket", oder gab es irgendwelchen Upgrades, die man mitnehmen sollte?
Kenne mich selber leider nicht gut aus, ein guter Bekannter würde mir allerdings sowas zusammenschrauben
Danke

0000__00 schrieb:

Ist der Verstärker wie er im 1.Post beschrieben wird, so noch das "beste Gesamtpaket", oder gab es irgendwelchen Upgrades, die man mitnehmen sollte?

Da wäre die Bias-Geschichte, Post 679.

Hinterher Ruhestrom nachmessen. Wenn es sich dein Bekannter zutraut, das Layout mit je 1 bis 2,2 Ohm in Serie zu jedem Ausgang zu modifizieren, wäre das auch keine ganz schlechte Idee.

Außerdem würde mir die Anordnung der Anschlüsse beim Exemplar von Rasjor weiter oben deutlich mehr zusagen - die KH-Buchse hinten ist einfach unpraktisch.

Moin,

Ich habe nach ein paar Tagen gebastel meinen Eaton auch fertiggestellt und war doch sehr positiv überrascht über den klanglichen Gewinn (AKG K530 und AKG K324P).
Allerdings war die Freude nicht von langer Dauer:
Nach 3 Tagen fehlerfreiem Betrieb hat ein Stromausfall ihn vermutlich gekillt. Es brennt nun jedesmal die Sicherung des AMP durch, wenn ich ihn einschalten will.
Ich habe schon nach eventuellen Kurzschlüssen auf dem Board und der Verkabelung gesucht, konnte aber nichts finden. Die LED's leuchten alle kurz auf, bevor sich nichts mehr tut.
Eventuell hat hier ja noch jemand eine Idee woran das liegen könnte?

Mit freundlichem Gruß

Ein Stromausfall bringt ganz sicher kein Elektrogerät um.......
Ich tippe mal auf einen defekten Netztrafo, anders kann ich die auslösende Sicherung nicht erklären. Falls Du ein Multimeter besitzt, kannst Du mal den Wicklungswiderstand der Primärseite messen.

A._Tetzlaff schrieb:

Ein Stromausfall bringt ganz sicher kein Elektrogerät um....... Ich tippe mal auf einen defekten Netztrafo, anders kann ich die auslösende Sicherung nicht erklären. Falls Du ein Multimeter besitzt, kannst Du mal den Wicklungswiderstand der Primärseite messen.

137Ohm zwischen Pin 3 und 6.
32Ohm zwischen Pin 5 und 6.
137Ohm zwischen Pin 3 und 4.

(nach dieser schematic)


Mit freundlichem Gruß

eap schrieb:

32Ohm zwischen Pin 5 und 6. 137Ohm zwischen Pin 3 und 4.

Da müsste der gleiche Widerstand zu messen sein.

eap schrieb:

137Ohm zwischen Pin 3 und 6.

Hier müssten es eigentlich 169 Ohm (137 + 32) sein, da beide Wicklungen in Reihe geschaltet sind. Vermutlich doch der Trafo defekt. Vermutlich gab es ja nicht nur einen Stromausfall sondern auch eine Überspannung. Sind noch andere Geräte kaputt gegangen? Normalerweise geht nichts kaputt, wenn nur der Strom ausfällt.

Danke schonmal soweit, ich werde es mal mit einem neuen Trafo probieren.
Weitere Geräte sind nicht betroffen.

Mit freundlichem Gruß

Nochmal eine kurze Rückmeldung von mir:
Es lag, wie hier vermutet, am Trafo.

Allerdings habe ich schon ein neues "Problem":
Am MP3-Player kann ich das Poti voll aufreissen, ohne, dass irgend etwas rauscht, knackt oder stört.
Am PC habe ich allerdings ab ca. 1/3 vermehrt ein Pfeifen/Brummen (angeschlossen jeweils über Behringer UCA202 oder Klinke am Onboardsound das gleiche).
Es ist jetzt nicht gerade ein weltbewegendes Problem, da es erst bei sehr weit aufgedrehtem Poti auftritt, aber vll. gibt es da ja auch eine schnelle Lösung für.

Mit freundlichem Gruß

Hallo,

ich möchte mir den Eaton bauen.
Kann man in das Gehäuse aus Dekogründen Schlitze reinmachen und dann an das Netzgerät parallel zum Verstärker ein paar LEDs schalten?

Ich dachte an die hier:
http://www.reichelt....e96b215ef8637c720954

Brauchen 3,55V, vom Netzgerät kommen 15V (+ und -, spielt das eine Rolle?); ergo soll der Vorwiderstand 11,45V blocken, es fließen 20mA durch, d.h.
R=U/I=11,45V/0,02A=570 Ohm
würde ich nehmen.

Ist das alles so OK und könnten dadurch Klangeinbußen entstehen oder der Verstärker dann zu wenig Strom bekommen?
Ich dachte an 10 zusätzliche, das wären 0,2 Ampere, was ja nicht gerade wenig ist.


Gruß
Ralph

Pro LED ein Vorwiderstand ist Stromverschwendung. Schalte die LEDs lieber in Reihe, dann bleibt es bei 20mA. Wenn du die LEDs zwischen +15V und -15V hängst, hast du 30V und kannst locker 8 LEDs betreiben. Oder jeweils 4 LEDs an +15V und GND bzw. -15V und GND Aber trotzdem noch einen Vorwiderstand benutzen!

Bei 4 LEDs hast du eine Flussspannung von ca. 14V. D.h. 1V muss am Widerstand abfallen: R = 1/0,02 = 50 Ohm.

Ich würde die LEDs aber mit etwas weniger Strom betrieben, sonst kannst du den Verstärker gleich noch als Schreibtischlampe nehmen

Mich würde interessieren ob mal jemand Messungen mit und ohne Kondensator am Ausgang, bei ansonsten identischer Konfiguration, gemacht hat.
Wäre sehr interessant das im (RMAA-)Vergleich sehen zu können.

(Und eventuell noch eine dritte Messung dazu, mit 0.1uF MLCCs / "bypass caps" parallel zum unipolaren Ausgangskondensator.)

Bisher habe ich den Verstärker immer ohne Ausgangskondensator aufgebaut.

Ja schon klar, wäre aber trotzdem interessant die Auswirkungen bzw. Vergleich mit/ohne zu sehen.

Also wenn mal das Gehäuse offen ist und dir langweilig ist.. einfach nen Kondensator reinzwicken und messen. Thänks!