Verstärker selbst bauen, wo fängt man an?

Sehr witzig.

.... ein " Trinkbecher " als Gehäuse - well , ready, steady go.

Nun ja, wie man einen 2 Transistor Amp aufbaut, da kann man schon den eine oder anderen solventen Kunden erreichen.

Sicher.
2 Transistor Amp ist immer besser als 1 Transistor Amp

Es geht eher um Grundlagen der Elektronik.

viele Grüße

Nun ja, wie man einen 2 Transistor Amp aufbaut, da kann man schon den eine oder anderen solventen Kunden erreichen

Mit dem richtigen Gehäuse (aus einem Stück gefräst und 40Kg schwer), guten Marketing und einem adäquaten Preis im oberen 4-stelligen Bereich: warum nicht?

Mit dem richtigen Gehäuse (aus einem Stück gefräst und 40Kg schwer), guten Marketing und einem adäquaten Preis im oberen 4-stelligen Bereich: warum nicht?

Erinnert mich an einen Typ, der normale AV-Receiver veredelt und dann zum doppelten und dreifachen Preis verkauft...

Mir fällt auf, dass sich der TO seit dem ersten Beitrag zur Eröffnung, nicht mehr an der Diskussion beteiligt. Ob es ohne Rückmeldung noch Sinn macht weitere Vorschläge zu unterbreiten?

...... der Wahn ist kurz ,die Reu ist lang.! Friedrich Schiller

die Reu ist lang

welcher "richtige" Audiobastler hat keine viel zugross/zu teuer/ dimensionierte Endstufe als Leiche im Keller
...
nie fertig geworden, aber zum Entsorgen "zu schade"

Das kann ich nur bestätigen. Bei mir war es ein ganz simpler Bausatz. Alles auf einer Platine, toll man musste nichts justieren, Ruhestromabgleich automatisch. Der Verstärker war komplett Gleichstrom gekoppelt. Ich weiß nicht, wieviele Stunden ich mit Fehlersuche verbracht habe und wieviele Transistoren ihr Leben lassen mussten. Am Ende habe ich das Modul in ein selbstgebogenes Aluminiumgehäuse gepresst und er lief noch etliche Jahre und war vollgasfest. Ich habe das Modul mit der häßlichen, verschmurgelten Platine immer noch und kann mich nicht davon trennen.

Mein wunderschönes 5 mm Kupferblech Gehäuse..... eine Zierde bei mir im Garten.

Mit nur wenigen Modifikationen.....eine echte " Hi-Tec Rattenfalle " - -

sauschwer, für die Ewigkeit . !

Hallo

Über google bin ich auf diesen Tread gekommen.

Mehr zufällig arbeite ich gerade an einem Verstärker.
Jetzt funktioniert das Teil gut.
Ich möchte gerne wissen - wie gut.
Deshalb habe ich mich hier registriert.

Es ist vom Prinzip her ein class AB Verstärker.
Was muss der Verstärker können, um "gut" zu sein ?

Die Frage kann doch nicht ernst gemeint sein. Du baust einen Verstärker und fragst dann, wann ein Verstärker als gut gilt? Nach was hattest du das Schaltungsdesign denn ausgelegt? Oder hast du ein Modul gekauft und das in ein Gehäuse eingebaut?

Aber zu deiner Frage, Typische Kenngrößen eines Verstärkers:

Ausgangsleistung, Frequenzgang, Klirrfaktor, Rauschspannungsabstand, Dämpfungsfaktor (ist aber bei modernen Verstärkern kein Thema.

Was ist ausreichend? 6 Watt pro Kanal, 30 bis 16000 Hz, 1% Klirr bei 1000 Hz und Vollaussteuerung, 80 dB Rauschspannungsabstand.

Was ist gut? Ausgangsleistung passend zu den Boxen und den Räumen in, Frequenzgang 10 - 25000 HZ, 0,01 % Klirrfaktor. Rauschspannungsabstand 100 dB.

Hilft dir das?

Ansonsten kannst du auch mal in die technischen Daten der Hersteller NAD, Yamaha usw. schauen.

Hallo

also prinzipiell hilft mir die Angabe zu den messbaren Eigenschaften,
wie Klirrfaktor... Rauschabstand und Frequenzgang schon.
Wie man das richtig misst, weiß ich nicht.

Ja.
Die Frage ist ernst gemeint, weil ich den Verstärker so aufgebaut habe,
wie ich es mir gerade gedacht habe und danach erst angefangen habe,
über Verstärker Informationen zu sammeln.

Ein paar Daten zu meinem Modell .
( Momentanwerte, niedrige Lautstärke )
Eingangssignalstärke : Spitze - Spitze 40 mV
Eingangswiderstand : 100 ohm ( potentialfrei )
Ausgangssignalstärke : Spitze Spitze 4 V ( an 8 Ohm )
Versorgung : 2 * 9-Volt-Block
Lautsprecher : 8 Ohm / 30 Watt ( Breitbander )
Ruhestrom : 43 mA
Verstärkerprinzip : AB
Einkanal

Der Sound klingt für mich besser, als an meiner Anlage.
Diese Anlage ist aber so ein Low-Budget Teil mit angegebener
Ausgangsleistung von 3 Watt und Spielzeugboxen mit 8 Ohm / 5 Watt
Als Referenz unzureichend.

Wie gesagt - wie man die Eigenschaften eines Verstärkers richtig
misst, das möchte ich bitte wissen.

Ach so, du hast einen ganz kleinen Verstärker gebaut. Sozusagen als Booster für einen MP3 Player. Weil der Eingangswiderstand eines normalen Hifi-Verstärker liegt bei 47 kOhm und ist unsymmetrisch mit Massebezug.

Spitze Spitze 4 V, das sind gerade mal 1,4 V effektiv. Das an 8 Ohm sind gerade mal 250 mW Ausgansgsleistung. Reicht für Zimmerlautstärke locker aus. Dafür aber einen Ruhestrom von 43 mA ist schon happig. Die 9 V Batterien werden auch nur 10 Stunden halten, dann sind sie leer.

Schließe mal deinen Testlautsprecher an deine Mini-Anlage an, der Klang wird dann genauso gut sein.

Wie man Klirrfaktor und Frequenzgang misst, sagt dir Gugel. Im Endeffekt wirst du feststellen, dass der Frequenzgang mit einem Testsinus von 20 bis 20000 Hz gemessen werden kann.

Der Klirrfaktor ist direkt mit spezieller Software zu messen. Indirekt kannst du ihn mit einer FFT Fourier Analyse bestimmen. Die Pegel der Harmonischen können in den Klirrfaktor umgerechnet werden. Typisch - 60 dB sind 0,1% Klirrfaktor.

All das kannst du genauer bei Wikipedia nachlesen oder auf vielen anderen Seiten im Netz.

.... " ja " - fängt's denn erst nicht immer mit dem Lesen an. ?!

( provisorische Stückliste / Bauteil / Daten -Lastenheft usw. )

das einfache Prinzip einer Verstärkung von Signalen kannte ich
schon. Mit einem Einzeltransistor im class A Prinzip.
dabei war mir der Wirkungsgrad aber zu mies und deshalb
bin ich zu class AB übergegangen.
Wie gesagt ... eher zufällig ist es jetzt ein Verstärker

Mein Gedanke war, da mit Lissajou-Figuren wenigstens eine
grobe Richtung der Verzerrung erkennbar sein könnte.
Also wenn Einganssignal und Ausgangssignal ( als Sinus ),
um 1/2 pi in der Phasenlage verschoben sind und ein
ordentlicher Kreis auf dem Oszilloskop zu sehen ist, daß
dann alles ok ist.

Die Übernahmeverzerrung habe ich schon gesehen und gehört.
Klingt schrecklich ... wenn weißes Rauschen als
Eingangssignal vorligt, ergibt die Übernahmeverzerrung eine
durchgehende Linie auf der x-Achse des Oszilloskopes.

Mit offenem Eingang höre ich nichts rauschen.

Von den Batterien möchte ich weg. Da wechsele ich zu
Schaltnetzteilen.
Übergangsweise habe ich noch 12 Volt Bleiakkus.

Es gab keine Stückliste ... ich habe genommen,
was ich da hatte.

Endstation - " Brutstation für elektronische Knallfrösche "

..... bei mir war es die " Luxus Rattenfalle " - 5 mm Kupferblech, sauschwer !

Mein " W a h n " war nur von kurzer Dauer / mein ..... Wissen auch.!!!
( zu meiner Schande .... war nur ein " Maschinenbauer " - von Elektrotechnik

Ich glaube es geht da mehr um denn spass an der freud.

Und das rad wird er nicht neu erfinden.
Bin eh der meinung das wir in denn golden 20jahren
Von 1970 bis 1990 an analog ab verstärkern schon das beste
"Erfunden" haben was für otto mit frau und kind noch neukauf und nachbau bar ist.
Siehe pioneer a serie (ich hab a717)
Pioneer uruschi.yamaha m. Rottel bx. Ect

Ich glaube es geht da mehr um denn spass an der freud.

Und das rad wird er nicht neu erfinden.
Bin eh der meinung das wir in denn golden 20jahren
Von 1970 bis 1990 an analog ab verstärkern schon das beste
"Erfunden" haben was für otto mit frau und kind noch neukauf und nachbau bar ist.
Siehe pioneer a serie (ich hab a717)
Pioneer uruschi.
yamaha m.
Rottel bx. Ect

Verstärker heute selbst entwickeln oder auch nur bauen ist absolutes Hobby und niemals aus Gründen Geld zu sparen oder was tolles neues zu erfinden.
Wenn man ein gutes Gerät haben will, was das erfüllt, was der ursprüngliche Threadersteller mal geschrieben hat, kauft man nen alten Boliden-AVR, routet innen den Sub-Out auf 1-2 Endstufen um, um da seine Bässe anzuschließen und ist fertig mit 2.1-Verstärker.
Das Ganze ist dann noch mit Fernbedienung und nem schönen Gehäuse, kann auch Digitalsignale und zig Quellen.

Stimmt schon ... gekauft ist ein Verstärker schneller,
als selbst gebaut.
Ich möchte nur meine Vorstellungen umsetzen.
Prinzipiell gefällt mir die Schaltung eines Totem-poles.
Die Grundschaltung dazu habe ich etwas abgeändert
und habe daraus einen kleinen Verstärker gebastelt.
Mehr ist es ja gar nicht ...
Jetzt optimiere ich noch bissl dran rum, weil die
schwankende Batteriespannung ständig den Arbeitspunkt
verschiebt - bis alles passt - und dann kommt die
Schaltung in ein Pappmaschee-Gehäuse
Den passenden Pappmaschee-Lautsprecher
habe ich dafür schon

Die nächste Generation von dem Teil wird dann schon
mit MDF-Platte sein. Dafür suche ich aber noch die
technischen Daten von dem Minilautsprecher.

Natürlich würde ich den Verstärker gerne mal
durchmessen, aber spezielle Software oder Fourier-Analyse
gibt es hier bei mir nicht. Deswegen war mein Versuch,
über Lissajou-Figuren eine grobe Richtung zu erkennen,
wie stark der Verstärker verzerrt.
Aber mir reicht es auch, wenn es sich einfach besser
anhört, als mit meiner Low-Budged-Mini-Stereo-Anlage.
Lauter geht es auch ... also alles toppi

Wie sieht denn eine Sinuswelle aus, wenn sie durch den Verstärker verstärkt wurde? Damit hast du ja schon mal einen Ansatz. Und hast du keinen PC mit Soundkarte? Damit könntest du doch alles analysieren.

Sinus sieht am Oszilloskop sauber und gleichmäßig aus -
von 1 Hz bis in unhörbare Bereiche.
Bei Übersteuerung wird die abfallende Flanke scharfkantig.

Meine 9 Volt-Blöcke sind nur noch bei 5,5 Volt ,
aber für ein Bild am Oszilloskop genügt das noch.

Das ist Sinus aus dem Verstärker - 1 kHz

Gibt es auch noch mit Übernahmeverzerrung :


Das erste Bild zeigt, daß die untere Halbwelle
etwas verzerrt ist.

Das erste Bild zeigt schon Abflachungen. Das liegt an der zu niedrigen Betriebsspannung. Speise mal ein Rechtecksignal ein.

Ok.
Die 9-Volt-Blöcke weisen während des Betriebs
eine Spannung von 7,5 Volt auf.
Auch bei maximaler Lautstärke gelangt die
Spannungsamplitude an 8 Ohm nicht wesentlich
über +/- 2 Volt
( Eingang 1 kHz ; Rechteck ; 0,05 Vrms )


Da kann ich schon recht unzufrieden mit sein

Nö, ist doch schon ganz gut. Lies mal hier:Interpretation Rechtecksignale

Ich habe noch ein bisschen variiert an den Bauteilwerten, um
den Anstieg der Amplitude etwas zu verbessern. Zufrieden
bin ich allerdings nicht - bezogen auf die Spannung bei
maximaler Auslenkung...da mache ich auch noch was anders.
Wenn es so funktioniert, wie gedacht, setze ich wieder ein
Bild vom Oszilloskop rein.

Zu Lautsprechern möchte ich bitte noch etwas wissen.
Macht es einen Unterschied bei der Membranauslenkung,
Wenn mit hoher Spannung und niedrigem Strom, oder bei
niedriger Spannung mit hohem Strom die maximale Leistung
beaufschlagt wird ?
Was ist schlimmer : wenn Tieftöner Hochton abbekommen,
oder wenn Hochtöner Tiefton abbekommen ?

An einen festgelegten Widerstand, kann eine bestimmte Leistung immer nur durch eine Kombination aus Spannung und Strom erbracht werden. Siehe Ohmsches Gesetz.

Einen Hochtöner mit Frequnzen unter 100 Hz zu versorgen versprcht einen schnellen Tod des Lautsprechers. Umgekehrt führt die Zuführung von hohen Frequenzen an einen Tieftonlautsprecher nur zu einem schlechten Klang der gesamten Box.
Bei deinem Verstärkerchen musst du dir aber keine Sorgen machen, die Ausgangsleistung ist so niedrig, dass nichts passieren dürfte mit dem Hochtöner.

Ja logisch
Wenn ich an einem Lautsprecher den Strom mit einem Vorwiderstand
begrenze, dann ergibt sich über dem Lautsprecher der Spannungsabfall,
der zur entsprechenden Maximalleistung führt...
( Beispiel 8 Ohm Lautsprecher; 325 Ohm Vorwiderstand; 645 Volt ...
ergibt über dem Lautsprecher rund 15,5 Volt - damit = 30 Watt )

Also kann ich davon ausgehen, wenn der Hersteller die
Grenzauslenkung für das Membran angibt, diese auch bei maximaler
Leistung bei Gleichstrom vorliegt ?

Problem wird vermutlich nur sein den Vorwiderstand mit 1,3kW Verlustleistung irgendwo zu platzieren
Und was für ein Netzteil du dann für den Verstärker bauen musst.
Ist das jetzt dein ernst?

Also kann ich davon ausgehen, wenn der Hersteller die Grenzauslenkung für das Membran angibt, diese auch bei maximaler Leistung bei Gleichstrom vorliegt ?

nein,
nimm dir einen LS und schaue dir mal die Schwingspule an
...
"zierlicher" Kupferdraht,
nicht gemacht für Dauerleistung (DC), insbesondere auch ohne Kühlung (keine Membranauslenkung)

Lautsprecher(spulen) scheuen DC wie der Teufel das Weihwasser.
Es hat schon seinen Grund warum "bessere" Verstärker Schutzschaltungen an den Ausgängen besitzen, die bei detektierter DC (ab einem Schwellwert, der aber i.d.R. sehr niedrig angesetzt ist), die Endstufen abschalten. Auch nutzt man Auskoppelkondensatoren z.B. bei Eintakt-Endstufen mit einfacher Betriebsspannung um eben genau DC vom Lautsprecher fernzuhalten. Dann gibt es auch DC-Servos, die automatisch DC vom Ausgang "wegregeln".

Die Leistungsangaben (Spitzen- und Dauerbelastbarkeit) von Lautsprecherchassis beziehen sich ausschließlich auf AC.

Ich habe mir beim Basteln an meinen Kopfhörerverstärkern schon mal einen Kopfhörer "gegrillt" (zum Glück nur meinen Billig-Bastel-Test-Kopfhörer ), weil ich mit dem DC-Offset am Kopfhörerverstärker experimentiert und nicht aufgepasst hatte.

Viele Grüße
Steffen

PS: Achja ... Ein Vorwiderstand vor dem Lautsprecher ist keine so gute Idee, dieser "vernichtet" die mühsam mit dem Verstärker erzeugte Leistung (bzw. wandelt sie in Wärme um). Der Wirkungsgrad leidet immens. In Frequenzweichen z.B. von Mehrwegelautsprechern sind zwar auch Widerstände Bestandteil der Weichen bzw. Frequenzgangkorrkturglieder, die auch (bei Sperrkreisen oder Filtern) mit dem Chassis in Reihe liegen, aber in dem Fall sind dies keine rein ohmschen Widerstände sondern komplexe, also Impedanzen, bei denen Spulen und Kondensatoren mitwirken, so dass der ohmsche Widerstand nur bei bestimmten Frequenzen wirksam wird. Nichtsdestotrotz haben Mehrwegelautsprecher i.d.R. einen schlechteren Wirkungsgrad als Einwege- bzw. Breitbandlautsprecher.

Ein Vorwiderstand vor dem Lautsprecher-Chassis würde weiterhin auch den Anpassung (Dämpfungsfaktor) verschlechtern, sprich der Amp kann den Lautsprecher schlechter "kontrollieren".

Zu hohen Spannungen und kleinen Strömen ... Genau dies ist ja in jeder Röhrenendstufe der Fall. Hier kommt aber ein Ausgangsübertrager zum Einsatz, der eben die Spannung herunter und die Strom herauf transformiert, so dass ein niederohmiger Lautsprecher (4 oder 8 Ohm) damit etwas "anfangen" kann.

Ste_Pa (Beitrag #86) schrieb:

Die Leistungsangaben (Spitzen- und Dauerbelastbarkeit) von Lautsprecherchassis beziehen sich ausschließlich auf AC.

Ergänzend dazu, meist auf Signale über der Resonzfrequenz.

Das mit den 645 Volt + Vorwiderstand war nur ein Beispiel...
Das mach ich nicht

gut zu wissen, daß der 8 Ohm Lautsprecher, wenn Nennleistung 30 Watt
sind, nicht 1,9 Ampere Gleichstrom wegstecken kann.
Um nicht meinen Lautsprecher zu zerschießen, frage ich, wie ich dann
die Grenzauslenkung messen kann, wenn ich da nicht Gleichspannung
anlege

Ich arbeite darauf hin, daß ich an den 8 Ohm Breitbander eine
Amplitude von Vp-p ~ 24 - 30 Volt bekomme.
Dazu möchte ich natürlich wissen, ob die Grenzauslenkung
nicht überschritten wird.

Was ich nicht verstehe ist, daß das Ausgangssignal des Verstärkers
kaum über +/- 2 Volt geht, wenn ich den Frequenzgenerator anschließe,
aber bei Musikeingang die Amplitude bis auf +/- 5 Volt ausschwingt.
Das liegt doch bestimmt am Innenwiderstand der Batterien ?

nisus (Beitrag #88) schrieb:

... Was ich nicht verstehe ist, daß das Ausgangssignal des Verstärkers kaum über +/- 2 Volt geht, wenn ich den Frequenzgenerator anschließe, aber bei Musikeingang die Amplitude bis auf +/- 5 Volt ausschwingt. Das liegt doch bestimmt am Innenwiderstand der Batterien ?

Welche Ausgangsspannung liefert denn der Frequenzgenerator und bei welcher Frequenz hast Du gemessen?

Zu der Membranauslenkung ... Darüber habe ich mir noch nie Gedanken gemacht. Eigentlich gehe ich davon aus, dass wenn ein Lautsprecherchassishersteller mir ein solches Chassis verkauft, die Parameter des zugehörigen Datenblattes korrekt sind. Also wenn das Chassis z.B. mit 30Watt Dauerleistung angegeben ist, dieses die 30Watt (AC) Dauerleistung auch verträgt (ohne dass die Spule elektrisch beschädigt wird und ohne das die Membran (oder Sicke) z.B. durch Überschreiten der maximalen Auslenkung beschädigt wird). [*im zulässigen Frequenzbereich]
Dass der Klirrfaktor mit zunehmender Leistungsabgabe des Chassis und zunehmender Membranauslenkung steigt ist sicher so, aber auch darüber sollten Datenblätter oder aber akustische Messungen Auskunft geben, wobei letztere wiederum auch vom Lautsprechergehäuse abhängig sind.

Viele Grüße
Steffen

Die maximale lineare Auslenkung kann man bei Tietönern in der Regel ohne Probleme mit deutlich niedrigerer Leistung erreichen als der angegebenen Maximalleistung. Da spielen auch das Gehäuse und eventuelle elektrische Entzerrungen mit rein, man muss also das Gesamtkonstrukt bewerten.
Im Mittel - und Hochton tritt dieses "Problem" eigentlich nie auf.

Jutings...die Verstärkung habe ich auf etwa x200 anheben können.

Warum die Spannung am Lautsprecher nicht über +/- 2 Volt schwingt,
liegt nur zu einem gewissen Anteil an der zusammenbrechenden
Batteriespannung. Den wesentlicheren Einfluß haben die
Schalteigenschaften der Halbleiter. Ich habe nocheinmal nachgemessen
und im Datenblatt nachgesehen. Die Schaltspannung genügt nicht,
um vollständig in den leitenden Zustand zu gelangen und die sinkende
Spannung der 9-Volt-Blöcke hebt diesen Effekt noch deutlicher hervor.
( Der lineare Bereich liegt natürlich nur im halbleitenden Zustand )
Im Versuch mit 12,5 Volt Versorgungsspannung, ist eine Amplitude
von +/- 6 Volt zu erreichen gewesen
(...und die Nachbarn haben an die Wand geschlagen ...)

Ich könnte bis zu einer maximalen Verlustleistung von 375 Watt
arbeiten, dann ist die Belastungsgrenze der Halbleiter erreicht.
Mit den Bleiakkus steht mir eine etwas stabilere Spannung zur
Verfügung, die nur wenig zusammenbricht ( an 8 Ohm bricht
die Spannung um 0,3 Volt ein ). Also kann ich davon ausgehen,
daß an den Halbleitern die gleiche Leistung als Verlust entsteht,
wie sie als Leistung am Lautsprecher frei wird.
Weil ich aber nur winzige Kühlkörper angeklammert habe und
etwas Wärmeleitpaste zwischen, wird es schon gut warm
bei 2 Watt Verlustleistung...bei Gelegenheit kommen größere
Kühlkörper dran.

Es wäre von Vorteil, wenn wir Deine Schaltung (z.B. als Schaltplan mit allen Bauteilen) genauer kennen würden.

Viele Grüße
Steffen

Ich könnte bis zu einer maximalen Verlustleistung von 375 Watt arbeiten, dann ist die Belastungsgrenze der Halbleiter erreicht.

wahrscheinlich ...Nö
siehe SOA, siehe Datenblatt vom Transistor

p.s.

Grenzauslenkung messen kann, wenn ich da nicht Gleichspannung

beim LS gibt's zwei Grenzen
- Auslenkung der Membran
- Temperatur der Schwingspule
Normalerweise ist der Klirr bereits deutlich vor Erreichen einer Grenze so hoch,
dass man die Lautstärke verringert.

Einen 100%igen Schutz gibt's eh nicht, nicht einmal hinsichtlich DC
(mal unterstellt, dass man keinen Kondensator verwendet)
...
z.B. ein TPA3255 schaltet erst bei etwa 1,5A DC ab
(wenn er dann noch abschalten kann ),
siehe Datenblatt

So ...
Alles kaputt - außer der Lautsprecher
Steckboard geschmolzen...
MOSFETs zerschossen...
Finger verbrannt...

DEN Schaltplan poste ich erstmal nicht
( aus Sicherheitsgründen würde ich sagen )

Es hat funktioniert, bis ich die China-Krokoklemmen
mit HQ-Krokoklemmen ersetzt habe und dann
unter Spannung den Steuerstrom gemessen habe ...
= Kurzschluss

Mist

Das ist der Schaltplan :


Hoffentlich ist es zu erkennen. Der Verstärker frisst
viel Strom, deswegen ist gute Kühlung der MOSFETs
wichtig.Ist halt nur nen Testaufbau

Ich erkläre mal etwas die Funktion.

Ursprünglich sollte es eine Druckkammerüberwachung und Regelung
werden. Dabei ist es eben ein Verstärker geworden. Sagte ich ja...
Der Grundgedanke ist klar, weil es positive, als auch negative Druck-
schwankungen auszugleichen gilt. Auch soll ein konstanter Druck
gehalten werden können. Dazu ist es eben notwendig, die
Veränderung des Druckes möglichst genau auszugleichen, was
im angewandten Beispiel durch die Hubbewegung eines Membrans
realisiert werden soll. Das Membran eines Lautsprechers benötigt
positive bzw. negative anliegende Spannung, um eine Auslenkung
zu vollführen. Damit der Druck im Innenraum eines geschlossenen
Volumens möglichst konstant bleibt, muß die Änderung in eine
Spannung gewandelt werden und verstärkt an das Membran
geführt werden. Möglichst getreue Abbildung der Druckschwankung
ist dabei von Vorteil und die Reaktionsgeschwindigkeit ist hoch
angesetzt.
Aus dieser Grundüberlegung fällt die Wahl der Vorverstärkung auf
die Basisschaltung des Transistors. Im gezeigten Schaltplan,
liegen Q3 und Q4 in Stromgegenkopplung mit R6 und R7
als Basisschaltung in einem Spannungsteiler aus R8 und R9
an Masse.
Die Stromversorgung besteht aus zwei galvanisch getrennten
Quellen ( Bsp. Bleiakku ), die nahezu gleichzeitig zu- oder ab-
geschaltet werden können. Mit den Pufferkondensatoren C1 und C2
wird die Versorgungsspannung etwas stabilisiert.
Als Arbeitstransistoren dienen im Beispiel MOSFET
des Typs IRFB 7430 ( Q1 und Q2 ). Diese sind nicht als Adiotypen
ausgewiesen. Dennoch besitzen sie eine zu bevorzugende Eigenschaft,
die aus dem Datenblatt entnommen werden kann. Nicht nur, daß sie
eine hohe Stromstärke vertragen, auch ist ihr Schaltvermögen bis
zur Strombelastungsgrenze sehr linear, womit deren bauteilbedingte
Verzerrung minimiert ist.


Ab einer Spannung von etwa 3,4 Volt ist die Schwellspannung der
MOSFET erreicht ( ausgewählte Exemplare; bei 12 Volt )
Um am Gate diese Spannung anliegen zu haben, wird im Zustand
ohne eingehendes Audiosignal die Gatespannung mit dem
Potentiometer R5 so eingeregelt, daß gegen Masse etwa 3,4 - 3,5 Volt
anliegen. ( Daher ein sehr hoher Ruhestrom und erforderliche Kühlung ! )
R3 bzw. R4 bilden so mit Q3 bzw. Q4 einen dynamischen Spannungsteiler,
der vom eingehenden Audiosignal abhängig ist und phasengleich dem
Eingangssignal. Um die Belastung der Stromversorgung zu Symmetrieren,
liegen R1 und R2 als Spannungsteiler an den jeweiligen positiven Polen
der Versorgung. So fällt über R5 insgesamt immer das Spannungsmittel ab,
auch wenn leichte Unterschiede der einzelnen Versorgungspannung in den
Quellen herrschen. Ein wichtiger Vorteil der gesamten Vorverstärkung ist,
daß die Stromgegenkopplung bedingt, daß der nicht benötigte Basisstrom
des einen Transistors, dem gegenüberliegenden Transistor zugeführt
wird, wodurch eine günstige Beeinflussung des Verstärkungsverhaltens
bedingt ist.
Die Schaltung als solches würde auch ohne R11 funktionieren, aber durch
meine Unachtsamkeit im vorherigen Aufbau ist mir klar geworden, daß eine
Symmetrierung der Gatespannungen gerade beim Einschalten deutlich von
Vorteil ist, um ein "Kippen" der Schaltung zu vermeiden und diese nicht
unmittelbar in einen gesamt-leitenden Zustand fällt.
Letztlich dient das Poti R10 nur der Regulierung der Lautstärke.

Prinzipiell zeigt die Schaltung eine aktiv regelbare
Wheatstone`sche Messbrücke. Dabei liegt im Grunzustand idealisiert
keine Spannung am Lautsprecher, obwohl die MOSFET stromdurchflossen sind.
Erst durch die Gleichgewichtsverschiebung im Gang des ( Audio- ) Signals,
fällt auch über dem Lautsprecher Spannung ab. Somit werden die positive und
die negative Halbwelle von jeweils einer seperaten Spannungsquelle getragen.

Es gibt gewisse Parallelen zu H-Brücken und Frequenzumrichtern, mit dem
Unterschied, daß die gezeigte Schaltung asymmetrisch aufgebaut ist.

Ich sehe als hervortretenden Vorteil dieses Aufbaus, daß nur N-Ch-MOSFET
und NPN-Transistoren in Verwendung sind, was eine gute Lebenserwartung
zulässt. Geschichtliche Vorkommnisse weisen denn darauf hin, daß es in einer
Mehrzahl der reparaturbedürftigen Schäden in Verstärkern die PNP-Variante,
bzw. der P-Ch-Typ waren, die Schaden genommen haben - was dem inneren
Aufbau geschuldet ist. Wichtig finde ich auch die Parallelität der Kennlinien
der verwendeten Bauteilpaarungen.

Achja un rumpsen tutes ornlich

nisus (Beitrag #96) schrieb:

...Damit der Druck im Innenraum eines geschlossenen Volumens möglichst konstant bleibt, muß die Änderung in eine Spannung gewandelt werden und verstärkt an das Membran geführt werden. Möglichst getreue Abbildung der Druckschwankung ...

... und das mit einem Schwingkreis (Lautsprecher)?
Nicht wirklich, oder?

... Gleichgewichtsverschiebung im Gang des ( Audio- ) Signals, fällt auch über dem Lautsprecher Spannung ab.

also wenn es denn überhaupt so funktioniert,
so ist es thermisch höchst instabil (Arbeitspunkt, "Gleichgewicht")
... und der Wirkungsgrad erfreut jeden Stromverkäufer

Den Klirr wolltest du ja noch messen

Hi nisus,

ich hätte da evt. etwas Einfacheres für Dich ... den Glühlampen-FET-Amp ... Pures Class-A in Verbindung mit ordentlicher Wärmeabgabe (und gleichzeitiger Beleuchtung) .

Minimalistische Amp-Bau-Konzepte mit FETs in Verbindung mit Glühlampen als "CCS" bzw. Lastwiderstand wären z.B. der ""LAMP - Amplificador" oder Varianten des ""Zen Amplifier" von Nelson Pass.

Etwas ausgereifter bzw. Wohnzimmer-tauglicher der "FET-Amp-with-Valve-Sound" nach Burkhard Kainka. Diesen will ich mir auch mal irgendwann aufbauen.

Viele Grüße
Steffen

thermisch höchst instabil

Ja das stimmt wohl. Mit zunehmender Temperatur der MOSFET
steigt auch der Ruhestrom. Deswegen ist gute Kühlung wichtig.
Mit dem Poti R5 kann allerdings während des Betriebs etwas
nachgeregelt werden, um den Stromfluss wieder anzupassen.

Klirr

da brauche ich bitte Hilfe zu, weil ich null Plan habe, wie ich das
messen soll. Was brauche ich ? Wo fange ich an ?

Pures Class-A

kommt eben genau nicht in Frage, weil keine bestimmte Position
des Membrans gehalten werden kann. Der Koppelkondensator
verhindert einen Gleichstrom. Nachteilhaft für meine Vorstellung
finde ich auch, daß bei class-A, lässt man den Koppelkondensator
weg, nur eine positive bzw. negative Halbwelle erreicht werden kann.

Bei der verlinkten Variante zum Verstärker von B. Kainka, erkenne
ich eine class-AB Schaltung. Dem spräche grundsätzlich nichts
entgegen, wenn nicht die Verzerrung des Audiosignals durch die
Gegenkopplung von Lautsprecher und Transistor gegenüber dem
ersten Transistor im Strompfad stünde. Ein Ruhestrom ist in
dieser Variante natürlich auch erforderlich.
Weil eben im Strompfad des verstärkten Signals die
Stromgegenkopplung vorliegt, habe ich mich gegen eine reine
class-AB Schaltung entschieden.

Aus dem Link zum Glühfadenverstärker habe ich mir etwas
entnehmen können
Der von mir gezeigte Schaltplan funktioniert auch mit 9 Volt,
wobei die Gatespannung allerdings nur bei etwa 3,1 bis 3,2 Volt
zu liegen braucht.
Mit zwei 9-Volt-Blöcken erreiche ich bei angenehmer Lautstärke
eine Spieldauer von über 10 Stunden, was ok ist - denke ich.
Selbst bei einer Batteriespannung von unter 6 Volt ist noch
Musik hören drin - nur eben nicht mehr so laut.

Der Glühfaden-Verstärker hat mich auf die Idee gebracht, mal kleine
Glühlampen ( 6 Volt; 40 mA ) in meine Schaltung zu setzen.
Versuchsweise als Vorwiderstand an den positiven Polen und auch
zum Probieren als Gegenkopplungswiderstand an den negativen Polen.
Auch bei frischen Batterien leuchten die Birnchen fast nicht.
Bei starkem Bass leuchten sie im Takt heller auf.
Als Vorwiderstand ändert sich die Klangfarbe für meine Auffassung
zu einer etwas gedämpften Komposition und klingt gut.

Glühfäden aus Wolfram sind kategorisch einzuordnen in die Gruppe
der PTC. Damit führen sie als Vorwiderstand zu gebremstem
Stromanstieg. Im umgekehrten Fall erschweren sie die Stromabsenkung.
Damit erfährt das Audiosignal eine Verrundung der Schaltflanken und
klingt daher "wärmer" - Danke für den Tip

Wenn es mir nur darum ginge viel Strom zu verbrauchen, würde ich
mir Transistoren aus Bleistiftmienen bauen, weil diese in die Gruppe
der NTC gehören und daher eine gewisse Stromverstärkung ermöglichen.

nisus (Beitrag #99) schrieb:

Pures Class-A kommt eben genau nicht in Frage, weil keine bestimmte Position des Membrans gehalten werden kann.

Die Betriebsklasse definiert sich über den Stromflußwinkel durch die aktiven Bauteile des Leistungsverstärkers. Zwecks außermittiger Positionierung von Membranen benötigt man eine Ruhespannung am Lautsprecher, somit Gleichspannungskopplung. Die Betriebsklasse hat damit nichts zu tun.

nisus (Beitrag #99) schrieb:

Der Koppelkondensator verhindert einen Gleichstrom. Nachteilhaft für meine Vorstellung finde ich auch, daß bei class-A, lässt man den Koppelkondensator weg, nur eine positive bzw. negative Halbwelle erreicht werden kann.

Nein. Im A-Betrieb verarbeitet jedes aktive Bauteil beide Halbwellen (Θ = 360°).

nisus (Beitrag #99) schrieb:

Bei der verlinkten Variante zum Verstärker von B. Kainka, erkenne ich eine class-AB Schaltung.

Woran willst Du das denn festmachen?

Wenn Du einen einfachen Verstärker haben willst, dann schau mal hier:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/endstu_p.htm
Wegen des Selbstentwurfsgedankens kannst Du ja immer noch an den Leistungstransistoren herumrechnen.


MfG
DB