mosfetendstufe aus dem selbstbau-unterforum

@athlontakter

Hier mal eine klanglich verbesserte Version, die zudem knackfrei elektronisch ein- und ausgeschaltet werden kann.

http://img124.exs.cx/img124/521/amp100ms715fx.jpg

das ding soll 200W liefern?

ich wollte bei dem projekt bleiben, weils mir ziemlich gut gefällt und einfach aufzubauen ist. und wenns knackt, wärs nicht soooo schlimm

Bei der angegebenen Dimensionierung sind natürlich nur max. 100W drin. Wie bei der "Leistungsvariablen MOSFET-Endstufe" müssen für höhere Leistungen selbstverständlich mehrere MOSFETs parallel geschaltet werde. Ich dachte, das wäre klar.

steht doch in meinem ersten post:

dazu wollte ich diese http://www.hifi-foru...orum_id=103&thread=8 endstufe aufbauen, und zwar mit drei paar endtransen. mit den entstehenden 200Wrms erreiche ich genau die belastungsgrenze meiner subs.

drei paar transen.

Sorry, ich habe dich wohl überschätzt.

?
ich hab doch nur ein paar fragen gestellt, da ich diese schaltung bauen möchte

Und ich habe lediglich eine deiner Fragen beantwortet - eine "knack-" und "plop-"freie Ein- und Ausschaltung.

Ganz negenbei beantwortete ich noch zwei mögliche weitere Fragen:

1. Kann man die Klangqualität noch weiter verbessern?

2. Kann man den Verstärker auch vollständig DC-gekoppelt betreiben?

Die Bemerkung "das ding soll 200W liefern?" fand ich darauf hin etwas unverständlich.

ok, gebe ich dir recht, war etwas naiv von mir.

zurück zu meinen fragen:

reichen für vier von denen 2X800VA trafo?
muss der amp mit 3paar endtransen immernoch mit 8,8V angesteuert werden?
wie krieg ich möglichst verlustfrei aus 40V 15V raus

auf klangqualität kommt es mir nicht an, jedenfalls nicht bei subwoofern. ich persönlich hör da verzerrungen unter 80hz nicht besonders raus...

Die Trafoleistung ist völlig ausreichend.

Die +-15V-Frage habe ich mit meinem Schaltungsvorschlag schon beantwortet.

200WRMS an 4Ohm entspricht 28.3Veff. Der Verstärker von Richi44 ist invertierend mit einer Spannungsverstärkung von ( R2 + R16 ) / R1 = 4. Für 28.3Veff am Ausgang werden also 7.07Veff ( = 20Vpp! ) am Eingang benötigt. Man könnte jetzt R1 auf 1k verkleinern, um eine ausreichende Spannungsverstärkung zu erhalten. Dazu müßte der Eingangskondensator aber auf mind. 47uF vergrößert werden.

Letztlich ist es einfacher und sinnvoller, die von mir empfohlene Schaltung zu verwenden. Die Spannungsverstärkung ist hier ( R11 + R10 ) / R10 = 36.5, entsprechend 775mVeff für 200WRMS an 4Ohm. Der Eingangskondensator entfällt, der Verstärker ist nichtinvertierend.

Hallo Athlon,
in meiner Schaltung habe ich bewusst eine relativ hohe Eingangsspannung gewählt. Ich gehe nämlich davon aus, dass vor der Endstufe noch was kommt, also beispielsweise ein Vorverstärker (das ganze als Vollverstärker gebaut), eine symmetrische Eingangsstufe, wenn längere Kabel möglich sein sollen oder eine Sub-Weiche. Folglich kann ich in dieser Schaltung den nötigen Pegel zur Verfügung stellen.
Von einer Verringerung des Eingangswiderstandes würde ich absehen, weil damit die Belastung der Vorstufe steigt.
Genau so habe ich darauf verzichtet, die +/- 15V zu zeichnen, weil diese möglicherweise von der Vorstufe geliefert werden oder dort ohnehin benötigt werden. Man kann übrigens mittels Zenerdiode den Massepunkt eines XX7815 hochlegen. So verkraftet er die 40 oder 50V der Endstufenspeisung. Und in einer zweiten, nachgeschalteten XX7815-Stufe die Speisung auf die geforderte Spannung stabilisieren.
Des weiteren habe ich bewusst die Ruhestromeinstellung über die Transistoren gewählt, weil ich damit die von Beobachter eingesetzten NTC vermeiden kann.
Ich habe auch die invertierende Schaltung gewählt, weil ich damit einen Kondensator am Eingang habe, welcher allfällige DC abtrennt.
In der von Beobachter vorgeschlagenen Version ist mir die +/- 15V Speisung etwas suspekt, da ich nirgends eine konkrete Referenz entdecken kann. Einzig die LED könnte man dafür verantwortlich machen, wobei die Durchlassspannung von der LED abhängig ist, also Typ und Leuchtfarbe.
Weiter ist zwar eine DC-Kopplung eine feine Sache, wenn allfällige DC auch wirklich auskompensiert werden kann. Wenn aber bei dieser Schaltung, bei der die DC-Kompensation über 47k an den Inverseingang geleitet wird und ein Widerstand von 620 Ohm gegen Masse geht, mehr als 190 mV DC am Noninvers ansteht, ist eine Kompensation nicht mehr möglich. Und letztlich ergibt sich hier einfach eine Grenzfrequenz aus eben dieser Kompensationsschaltung.
Des weiteren, wenn Du meinen Vorschlag mit all seinen Gegenreaktionen durchgelesen hast, wurde bemängelt, dass die HF-Transistoren zu wenig Strom liefern könnten, um die Kapazität der (bis zu 4) FET umzuladen. Beobachter verwendet dagegen BC 550 und 560. Bei einer Speisung von 40V und einem Strom von 10 mA liegt an den Transistoren, die an den OPV anschliessen, bereits eine Leistung von 250 mW. Das kann bereits der RUHESTROM sein. Mit Ton wird zwar der Strom kaum grösser, da diese Teile im Gegensatz zu meinen HF-Dingern keine Verstärkerfunktion haben, es kann aber um einige wenige mW kritischer werden.
Sicher ist, dass ich meine Schaltung gebaut und berechnet habe, was ich mir bei der anderen Variante nicht ganz vorstellen kann. Sonst wäre nur schon die DC-Kompensation anders ausgefallen.

Das EINZIGE, was wirklich anders ist als an meiner Schaltung, ist die Auslegung des OPV-Ausgangs und der Schwingschutzkapazitäten in der Gegenkopplung sowie das Kompensations-C am OPV. Diese Bauteile sind eher grosszügig bemessen, damit allfällige Schwingneigungen durch die Verdrahtung nicht zum Tragen kommen. Diese Kondensatoren haben aber keinen grossen Einfluss, zumal bei einer Subwooferendstufe. Und vor allem machen sie den Nachbau sicher.
Man könnte jetzt diese C weglassen und stattdessen den Ausgang des OPV nach Beobachters Variante bestücken. Ob diese Schaltung dann stabil und schwingfrei läuft, will ich nicht beurteilen.

@Richi44

Es gibt viele Varianten, wie man diesen Verstärker aufbauen kann. Du hast natürlich Recht, dass die einzig klanglich relevante Änderung das Netzwerk am Ausgang des NE5534 ist. Das bringt aber klanglich eine ganze Menge ( wenn auch nicht unbedingt für Subwoofereinsatz relevant ).
Die erste Version dieser Schaltung ( ohne T1, T2, T14, T15, D3, D4 und ohne elektronische Einschaltung ) wurde 1994 in der "AMA-Stereo50" und den Protovision Car-Audio Endstufen eingesetzt. Testurteil "Auto-Hifi": "Überreferenz der absoluten Spitzenklasse", Gerät des Jahres 1994.
Die hier gezeigte Version kam 1998 in der "x-pulse 1000.5" zum Einsatz. Testurteil: Referenz Absolute Spitzenklasse, absolut beste Multikanal-Endstufe, Gerät des Jahres 1998.

Den 47k-Widerstand am Ausgang von U2 kann man auch niedriger dimensionieren, um den Regelbereich der Offset-Kompensation zu vergrößern. Es ist in der Praxis aber nie ein Fall aufgetreten, wo das notwendig war. Ein Vorverstärker mit über 170mV Offset wäre schon ein sehr mieserables Ding.

Die elektronische Ein- und Ausschaltung funktioniert hervorragend und verursacht weder erhöhtes Rauschen, noch eine Instabilität der Endstufe. Als LED ist eine grüne zu empfehlen mit einer Flußspannung von ca. 2.2V. Der NE5534 arbeitet dann mit +-12V. Bei der Serienfertigung hat sich das als optimal erwiesen. Es spricht aber grundsätzlich nichts dagegen, hier mit +-15V zu arbeiten ( R23, R24 = 16k ).

@ Beobachter

>Sorry, ich habe dich wohl überschätzt

Das ist nicht nur Annahme ! Wenn man liest, was
Hr. Athlontakter im Elektronikforum abgelassen hat,
fliegt einem der Draht aus der Mütze.

ich wollte einen einfachen verstärker bauen, da ich bei den großen projekten nicht richtig durchblicke.
ich bin eben noch kein profi, deswegen frag ich hier doch.
bin nicht unbedingt geil auf mosfets, kann auch ne schaltung mit normalen bipolaren transen sein

hat das ding da wirklich 200W?
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/tom/files/simp200W.gif
wenn ja, was könnte ich dann für ersatztransistoren verwenden?

natürlich bin ich auch für alle möglichen anderen schaltpläne offen, bis +/-40V versorgungsspannung, weil ich sonst extra noch woanders, als bei reichelt bestellen muss

Das Ding schafft tatsächlich 200W an 4Ohm und ist für einen Subwoofer ausreichend. Du solltest aber noch zwei Elkos 1000uF/25V parallel zu den beiden 2k2-Widerständen löten, um die künstliche Masse zu stabilisieren.

@Beobachter : Wofür ist eigentlich T11 drin ?
Als Verlustleistungskiller ? Weil eigentlich müßte es doch auch ohne den gehen. (Brücke oder ein Widerstand von C nach E) Was sehe ich da nicht ?
Und T14/15 laufen doch eigentlich (für die normale langsame Ansteuerung) falsch rum. Sind die zum schnellen Ausräumen der Gateladung da (?), denn nur für diesen Fall stimmt ihre Polung dann.

Hallo Ultraschall,

T11 ist in erster Linie ein Spannungskiller. Ansonsten müßte T12 bis zu 80V verkraften.

T1 und T2 dienen dem schnellen Aufbau der Gatespannung, T14 und T15 wie vermutet dem schnellen Ausräumen der Gateladung.

wenn das ding mir 200W bringt, nehm ich das als projekt

nur halt noch
-welche ersatztransen?
-reichen 2W-teile für die 2,2R-dinger
-wo liegt ungefähr die eingangsempfindlichkeit und wie kann ich das berechnen (wir sind ja zum lernen da)?

Zu der 2 Watt Frage. Über den 2,2 Ohm- welche Spannung fällt da ab ? Maximal die BE- Spannung der Transis, also (wenn wir ganz hoch rangehen) 1 Volt.
Leistung = Spannung zum Quadrat durch den Widerstand über den diese Spannung abfällt.

1x1:2,2 =~0,5 Watt mit Sicherheitsfaktor ist 1..2 Watt Draht völlig ausreichend.

Zur Verstärkung, mach Dir mal selbst Gedanken. Dazu habe ich Moment keine Lust.

kann ich verstehen...

werd einen invertierenden verstärker für das ding bauen, so oder so, weil ich bei meinen subs gerne mal die phase gedreht hab

jetzt regt mich nur auf, dass ich für diese KDXXX nirgends ein datenblatt und somit aussicht auf ersatztyp finde...

Noch ein Vorschlag, der sowohl die "Leistungsvariable MOSFET-Endstufe", als auch die von mir entwickelte Schaltungsvariante betrifft:

Die verwendeten MOSFETs sind ja in erster Linie für den Schalterbetrieb entwickelt und weniger für Analogvrstärker. Das bedeutet: Steile Ausgangskennlinie, sehr hohe Stromfestigkeit, dafür relativ geringe max. Verlustleistung.

In der Version mit 3 parallelen Transistorpaaren ist es von Vorteil, nicht die IRF540/9540, sondern die "schwächeren" IRF530/9530 zu verwenden. Die Stromlieferfähigkeit ist dann immer noch allemal ausreichend, die abführbare thermische Verlustleistung ist praktisch gleich, dafür leidet nicht die Geschwindigkeit des Verstärkers gegenüber der "kleinen" Version mit nur einem MOSFET-Paar.

@ Beobachter
Ich suche nach einer Erklärung. Dein Vorschlag mit dem D-Anteil im Verstärker (C und R im OPV-Out) soll nach Deinen Aussagen besser klingen. Das bezweifle ich nicht, nur möchte ich eigentlich irgendwelche Messergebnisse dazu.
Ich bin der Ansicht, dass eigentlich alles, was hörbar ist, auch messbar sein muss. Ob wir die entsprechenden Messmethoden schon anwenden oder noch nicht kennen, ist eine andere Frage.
Tatsache ist doch, dass die "staischen" Messungen von Frequenzgang und Klirr nicht der Weisheit letzter Schluss waren. Mit TIM haben wir eine erste "dynamische" Messung, die eindeutig Unterschiede aufzeigt. Ich könnte mir jetzt vorstellen, dass Deine Schaltungsvariante bei Impulsen und komplexen Lasten stabiler und somit weniger verfälschend arbeitet. Ist das eine mögliche Erklärung für den besseren Klang? Hast Du entsprechende Versuche angestellt oder wie muss ich mir den Klanggewinn vorstellen? In der Technik glaube ich nicht an Voodoo und ähnliches.
Danke im Voraus.

@richi44

Trotz der Einfachkeit der Schaltung ist es kaum möglich, sie vollständig mathematisch zu analysieren, bzw. mit Modellen zu simulieren. Alle Meßwerte ( auch TIM ) sind "sehr gut", aber nicht außergewöhnlich, wobei kaum ein Verstärker gefunden werden kann, der mit noch besseren Meßwerten auch nachweislich "besser" bzw. analytischer klingt.
Deine Vermutung, was der Grund für die hohe Klangqualität ist, geht in die richtige Richtung, genauere Untersuchungen dazu habe ich aber nie durchgeführt.

Ich glaube auch nicht an Voodoo, wohl aber an die Kraft der Intuition, für die es ja auch noch keine zufriedenstellende wissenschaftliche Erklärung gibt.
Bei der Entwicklung der "AMA-Stereo 50" stand mir lediglich ein Oszilloskop und meine Hörerfahrung zur Verfügung. Genaue Messungen wurden dann erst im Meßlabor der Fachzeitschrift gemacht und insgesamt 14! Testredakteure auch allen Redaktionen im Fachverlag waren einstimmig der Meinung, noch nie eine klanglich bessere Car-Hifi-Endstufe gehört zu haben.

1997 habe ich dann T1, T2, T14, T15, D3 und D4 hinzugefügt und konnte damit eine deutliche Klangverbesserung gegenüber der ersten Version erzielen.

@ahtlontaker:
Ich glaube, die KDxxx sind die selben wie die 2SD998 und dem entsprechenden Komplementärtyp. Zu denen findet man ein Datenblatt. Die kann man dann aber auch leicht durch bessere ersetzen, zB MJL4281, 2SC5359, MJE 21193 oder FJL4215. Bei den Endtransen ist ja immer flexibel...

danke, mal gucken, ob ich in der BD-reihe wat finde, diese 2XX-dinger sind mir nicht geheuer, ka, warum