Endstufentuning (Aktuell: Teile sind da)

Re: Endstufentuning

Phrenetic schrieb:
Hi,

schnickschnack schrieb:
hast du dir schon überlegt was du an elkos zum puffern nimmst und vor allem was für werte? und welche op`s du nehmen wirst?

Ja, beides werden die alten bleiben. Bei den OPVs bin ich mir nicht sicher ob sich überhaupt passende auftreiben lassen die in wichtigen Punkten entscheidend besser sind. Das sind welche im SIP-Gehäuse, und da hab ich gar keinen Überblick über den Markt ^^
Und an den Elkos gibts eigentlich eh nix auszusetzen. Dazu werd ich aber noch was schreiben.

zu den op`s schau ml bei den texas opvs nach wa es da an guten alternativen gibt, da brauch ich ja die üblichen verdächtigen nicht zu nennen!

bei den elkos würde ich auf jedenfall low esr elkos mit einer größeren belastbarkeit nehmen im volt bereich und vielleicht eine verdoppelung der pufferung ins gespräch einbringen/werfen. den wo mehr saft gezogen wird sollte auch mehr reserve vorhanden sein. dieses würde ich grade machen wenn am netzteil noch was verändert wird...

bin gespaannt was du noch zu den elkos schreibst und ob die modifikation vielleicht dadurch nicht von nöten ist ;)
 
Re: Endstufentuning

Also, der Aufbau des Netzteils. Da gibts schon viel zu lesen, im Internet, deswegen mach ich mir jetzt nicht die Mühe das alles selber nochmal durchzukauen.

Hier, ganz nach unten scrollen.

http://sound.westhost.com/project89.htm

So ist ein normales Netzteil in Car-Hifi-Amps eigentlich immer aufgebaut. Funktionieren tut das folgendermasen:

Der Trafo hat vier Wicklungen. Wenn man auf der Primärseite immer die Polung einer Wicklung ansieht fällt auf dass die zwei genau gegensinnig angeschlossen werden. In der Mitte kommen 12V, und die Enden werden immer gegen Masse geschaltet, von den Mosfets.

Das ganze wirkt genau so als hätte der Trafo nur eine Wicklung und würde immer abwechselnd mit +12V und -12V angesteuert => Es entsteht ein wechselnder magnetischer Fluss im Kern, und den greift die Sekundärseite wieder ab.

Hier sind auch zwei Wicklungen, und zwar aus dem einfach Grund dass man meistens symmetrische Spannungen für Verstärker benutzt. Unbedingt nötig ist das nicht, macht aber vieles einfacher.

Am Ausgang kommt dann ein Brückengleichrichter und die Pufferelkos. Die Spannung die der Trafo abgibt ist Rechteckig, hat aber eine Besonderheit. Da fast zu jedem Zeitpunkt einer der beiden Mosfets eingeschaltet ist kommt auch fast zu jedem Zeitpunkt Spannung aus dem Trafo. Mal in der oberen Wicklung positiv und gleichzeitig in der unteren negativ, mal andersrum. Ein kontinuierlicher Fluss quasi, nur unterbrochen durch die kurzem Umschaltmomente, die vielleicht 5% oder 10% der Gesamtzeit ausmachen.

Das beudeutet die Elkos sehen eigentlich (abgesehen von den kurzen Schaltmomenten) nur eine Konstantspannungsquelle mit einem gewissen Innenwiderstand...den wir eine Seite vorher genauer angesehen haben. Das wird noch wichtig wenns um die Elkos geht.

Das IC hat jetzt nur die Aufgabe die Mosfets abwechselnd ein- und auszuschalten und auf jeden Fall zu vermeiden dass beide gleichzeitig eingeschaltet werden. In dem Fall kompensiert sich das Feld im Trafo, die Induktivität bricht zusammen und es wirkt nur noch der ohmsche Widerstand der Wicklung. Dann knallts.

Das IC weiß nichts von seiner Umgebung, überhaupt nichts. Das schaltet immer nur abwechselnd mit einer bestimmten Frequenz einen Ausgang ein und kurz vorher den anderen aus. Immer abwechselnd. So lange bis es keine Spannung mehr bekommt.

Und wenn es dann wieder Spannung bekommt macht es weiter.

Der ganze Rest um das IC legt fest mit welcher Frequenz es schaltet, wie lange jede Seite eingeschaltet sein soll und ob es überhaupt schalten soll.

(Edit: Fehler korrigiert)

Grüße, Tobi
 
Re: Endstufentuning

Pufferelkos.

Ich habs diesmal versucht eingängig zu halten und alles zu erklären und einfach darzustellen. Also, auch wenns kurz unklar scheint, einfach weiterlesen.
(Edit: Mein Fazit findet sich ganz unten)

(Noch ein Edit: Ab der Hälfte ungefähr gehts um Sinuskurven und clipping, da sieht man sehr schön was Sache ist ohne Fachwissen mitbringen zu müssen. Ich habs mal zitiert.)

Folgende Situation stellt sich für die Elkos, wie in den zwei Beiträgen vorher beschrieben:
Bis auf kleine Unterbrechungen hängen sie an einer Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand die immer Spannung liefert, außer in sehr kurzen Schaltmomenten. Die sind aber immer nur ungefähr drei oder vier µs lang, deswegen lasse ich die Unterbrechungen mal unter den Tisch fallen. Der Einfachheit halber habe ich nur die positive Schiene des Netzteils nachgebaut, der "Lautsprecher" zieht aber auch nur positive Ströme. Auf der negativen Seite schauts halt ungefähr genau so aus.

[attachment=4:1k7f6vi7]Elko-Schaltung.png[/attachment:1k7f6vi7]

Diese Grundschaltung wird wohl fast jeder erkennen, das ist offensichtlich ein Tiefpass erster Ordnung. das Beiwerk darf man ignorieren.

Das sind nur die Anweisungen für die AC-Analyse die gleich kommt. Soll ja transparent bleiben für Leute die sich mit Spice auskennen...auch um eventuelle Fehler aufzudecken. Im großen und ganzen steht da nur dass der Lautsprecher eine Last sein soll die ihren Strom auf 1A, 2A, 4A und dann auf 80A einstellen soll. Für jeden Stromwert soll eine eigene Berechnung durchgeführt werden.

Hier das Ergebnis:

[attachment=3:1k7f6vi7]Elko_Fg.png[/attachment:1k7f6vi7]
Grün ist der Strom aus dem Netzteil, blau der Strom aus den Elkos.
Nach rechts steigt die Frequenz des Stromes an.


Der Innenwiderstand des Netzteils bildet zusammen mit den Elkos, wie gesagt, einen Tiefpassfilter, und das natürlich unabhängig vom Betrag des fliesenden Stromes.

Bei Frequenz 0, also Gleichstrom, ist der Strom aus den Elkos ebenfalls null, ist ja klar. Die Grenzfrequenz des Filters legt also hier erst mal fest wie sich der Wechselanteil(!) des Stromes zwischen den Elkos und dem Netzteil aufteilt. Der Gleichstromanteil muss sowieso voll aus dem Netzteil kommen, Elkos "speichern" nur.

Was passiert also hier wenn die Elkos größer werden? Der Wechselstrom bei einer bestimmten Frequenz den das Netzteil liefern muss wird immer geringer, und der Gleichstrom immer höher. Der Kreuzungspunkt der beiden Kurven wandert also immer weiter nach links.
Sprich, der Strom aus dem Netzteil wird immer glatter und der in den Elkos immer zappeliger.

Das stört das Netzteil aber an sich erst mal nicht, es ist ohnehin ungeregelt und eben im Prinzip nur eine Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand. Und vielleicht ein wenig Induktivität aus dem Streufeld des Trafos, aber die wird durch die Elkos normal kompensiert, da brauchts nicht besonders viel Kapazität wenn der Trafo vernünftig koppelt.

Also, Elkos vergrößern zwecks AC-Stromaufteilung ist erst mal nicht wichtig. Solange eine gewisse Grundkapazität da ist die die kleine ignorierte Lücke auffüllen kann und die Streuinduktivität kompensiert, wozu (ohne jetzt nachgerechnet zu haben) nicht besonders viel nötig ist, ist es egal wie viel Kapazität dran hängt.

Ab hier Transientenanalyse, mit Sinuskurven

Die AC-Aufteilung ist natürlich nicht alles, wer die Schaltung oben ansieht und ein wenig Kopfrechnet sieht schnell dass aus dem Netzteil nicht mal in einen Kurzschluss 80A rauskommen können (Ikurz=30V/0.4Ohm=75A)....und schon gar nicht in einen 4 Ohm-Lastwiderstand (Imax=30V/4.4Ohm=6.8A). Das ist halt der Nachteil an der AC-Analyse, solche Sachen sieht man da nicht. Also muss es mit einer Analysemethode weitergehen die einem hilft diese Grenzen zu sehen.

Der Strom durch den Lautsprecher erzeugt einen Spannungsfall über dem Innenwiderstand des Netzteils. Der Innenwiderstand des Netzteiles gibt also zusammen mit dem Lautsprecher einen gewissen Maximalstrom vor der höchstens rauskommen kann, hier 6.8A (siehe oben).

Bis so ungefähr 6A würde es also auch komplett ohne Elkos gehen. Das Netzteil hat genug Power.

Hier der Stromverlauf durch den Lautsprecher bei verschiedenen Elkos, 1nF (0 ist nicht zugelassen), einmal 1000µ und einmal 10.000µ bei 6A Lautsprecher-Spitzenstrom.

[attachment=2:1k7f6vi7]6A.png[/attachment:1k7f6vi7]

Wie man sieht sieht man nix. Die Kurven liegen alle aufeinander, welcher und ob ein Elko benutzt wird ist egal.

So, die Unterschiede beginnen wenn das Netzteil zu spannungsweich ist (=zu hoher Innenwiderstand) um genug Strom zu liefern.

Also, im Leerlauf liefert es 30V, das ist der Wert auf den die Elkos geladen werden. Erst wenn jetzt der Strom so hoch wird dass das Netzteil alleine einbrechen würde und die Endstufe anfangen würde zu clippen kommen die Elkos ins Spiel.

Hier mal mit 7A Spitzenstrom, also Clipping. Ich habe das obere Bild gleich groß auf die clippenden Spitzen des Sinus gezoomt, sonst würde man gar nix nix sehen. Also, die grüne Kurve ist "ohne" Kondensator, die blaue Kurve mit 1000µ und die rote mit 10.000µ.

[attachment=1:1k7f6vi7]7A.png[/attachment:1k7f6vi7]

Ich glaube dazu muss ich nichts schreiben.

Was allerdings mit größeren Elkos passiert, aber hier nicht sichtbar wird (jetzt nochmal die obere Kurve von der AC-Analyse ins Gedächtnis rufen):

Mit steigender Frequenz, also sinkender AC-Belastung des Netzteils wird die Clippinggrenze in der Tat ein klein wenig nach oben verschoben. Das klappt genau ab dann wenn in den Elkos genug Energie steckt um die Spitze des Sinuses der wiedergegeben werden soll gerade noch auszufüllen. Die Energie in den Elkos ist im letzten Schaubild die Fläche zwischen der roten Kurve und der grünen/blauen.
Wenn die Frequenz steigt sinkt die Fläche des auszufüllenden Sinus-Spitzchens automatisch mit.

Hier mal bei 10kHz und wieder 7A (selbe Skalierung der Stromachse wie zuvor):

[attachment=0:1k7f6vi7]7A_10kHz.png[/attachment:1k7f6vi7]
Grün kein Elko, blau 1000µ, rot 10.000µ

Das sieht zwar jetzt erst mal nett aus, aber sehr viel Luft bleibt trotzdem nicht...die Betriebsspannung Endstufe und der Innenwiderstand des Netzteiles bestimmen letztlich was rauskommt...das bisschen was hier aus den 10.000µ (!) Elkokapazität pro Rail kommt ist fast gar nix. Noch dazu habe ich 4 Ohm ohmschen Widerstand als Last genommen, bei 10kHz ist die Impedanz aber normal eh schon höher so dass hier die reine Railspannung limitiert, und nicht die Stromlieferfähigkeit.


Ein anderer Gedanke:
Reduziert man den Innenwiderstand des Netzteils auf 0.2 Ohm kann man sich schon viele viele Elkos sparen :)


So viel dazu. Ich würde mich freuen wenn jemand das ganze mal aufmerksam durchlesen würde ob sich ein Fehler eingeschlichen hat, gerne dann auch per PN oder hier.

Edit: Das Fazit fehlt noch:

Eine gewisse Grundkapazität ist wichtig und unbedingt nötig um die Lücken in der Spannung zu überbrücken und den Strom aus dem Trafo zu glätten (wieder was anderes, da wirds kompliziert), aber es hat keinen Sinn die Elkos endlos aufzustocken, es sei denn das Netzteil ist zu schlecht für die angeschlossene Impedanz. Dann bringts aber auch nicht besonders viel, höchstens kurzfristig bei hoher Frequenz.

Nach ein wenig hin und herrechnen würde ich sagen dass die 4000µ pro Rail die serienmäßig in dem Amp verbaut sind schon reichen werden. Der Innenwiderstand vom Netzteil muss halt drastisch sinken, für den 2Ohm-Betrieb.
Mal sehen, wenns preislich nicht viel ausmacht nehm ich die nächstgrößeren, neue müssen eh rein wegen der Spannungsfestigkeit. Mal sehen was es da gibt, in der Größe und mit dem Raster.


Grüße, Tobi
 

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Re: Endstufentuning

Low-ESR.

Was macht der ESR bei einem Kondensator? Er ist ein Reihenwiderstand. Er begrenzt quasi den Strom aus dem Kondensator und sorgt dafür dass auch die Spannung des Kondensators etwas einbricht bei Stromfluss.

Ich hab mal willkürlich ein Datenblatt rausgesucht, von Ruby-Elkos. Der gebräuchliche nicht-Low-ESR 1000µ/35V - Typ hat 18mOhm ESR. Gesetzt dem Fall es wären nur die 1000µ eingebaut würde bei einfach mal ins blaue angenommenen 30A Strom aus dem Elko, was sehr viel ist, gerade mal 0.54V am ESR abfallen. Das ist absolut zu vernachlässigen. Sogar der doppelte oder dreifache ESR würde hier noch keinen Schaden anrichten.

Zum Vergleich: Fliesen die 30A auch nur eine halbe Nanosekunde hat der Elko schon 15V verloren, wegen seiner Kapazität. Die 0.6V vom ESR kann man sich schenken, da bringt auch Low-ESR nichts.

(Edit: Ich hab unterschlagen dass der ESR auch seinen Anteil an der Lebensdauer des Elkos leistet. Wird der AC-Strom zu hoch werden die Elkos wegen den Verlusten am ESR heiß und das verkürzt die Lebensdauer. Bei den Betriebsstunden die da zusammenkommen ist das aber eher nicht relevant.)

Low-ESR-Typen werdens also nicht werden, sondern ganz "normale". In 105 Grad zu investieren ist hier auch nicht unbedingt sinnvoll, so heiß wirds nicht an der Stelle, und wenn doch.... ^^

Grüße
 
Re: Endstufentuning (Aktuell: Elkos und Low-ESR)

Okay, da keiner was fragt und mir bis auf Kleinigkeiten nichts mehr einfällt ein abschließendes konkretes To-Do.

Endstufe:
- Schaltung umbauen wie im ersten Post beschrieben.

Netzteil:
- Die Trafos neu wickeln, 4*1.5mm Cul prim, 2*1.5mm sec...oder so ähnlich. Mal sehen was auf den Kern passt.
- neue MosFets. Ausgesucht hab ich die IRF3205, weil die nett sind. Und die vorhandenen Treiber gut reichen. Und weil ich die da hab.
- Leiterbahnen optimieren
- Sicherungen sollen bleiben
- Spannungsfestere Elkos, da hab ich noch keine konkreten gefunden, aber irgendwas mit 50V/1000µ
- Dioden die den Strom halten...bin auf der Suche.

0.1 Ohm Innenwiderstand sind so ungefähr mein Ziel (^^), für stabilen 2 Ohm-Betrieb aller 4 Kanäle.

Operationsverstärker:
- Spannungsversorgung mal ansehen
- Sonst erst mal nichts

Sollte es Probleme mit dem Aussteuerbereich oder anderem geben lasse ich mir vielleicht Adapterplatinen fräsen damit normale Gehäuse passen....

Edit:
So, bestellt.
~50.- wird der Spaß insgesamt kosten, Elkos hab ich noch au einem früheren Projekt hier, 4700µ/63V. Einer Pro Rail reicht dann, und vielleicht weiter vorne an den Transistoren je noch ein kleinerer, mal sehen.
Bei den Dioden habe ich mich jetzt mal für ein Pärchen F16C20 entschieden, mal sehen ob sies herhalten ^^
Das Kupfer für die Trafos fehlt dann noch.

Grüße
 
Re: Endstufentuning

Phrenetic schrieb:
(Edit: Ich hab unterschlagen dass der ESR auch seinen Anteil an der Lebensdauer des Elkos leistet. Wird der AC-Strom zu hoch werden die Elkos wegen den Verlusten am ESR heiß und das verkürzt die Lebensdauer. Bei den Betriebsstunden die da zusammenkommen ist das aber eher nicht relevant.)

heißt das nich , weniger ESR, weniger Verlust = Low ESR besser ?

kannst du bitte noch schreiben , Austausch BE, "alt" genen "neu"
sprich z.B. IRFZ44 gegen IRF3205 weil 17mOhm zu 8mOhm Rdi
 
Re: Endstufentuning (Aktuell: Elkos und Low-ESR)

Doch, das stimmt, wenn mans ganz genau nimmt. Aber, wie gesagt, der Unterschied zwischen normalen die eh schon nur 18mOhm haben und Low-ESR ist so gering dass es auch nix mehr ausmacht. Das mit der Erwärmung war nur der Vollständigkeit halber. Mal angenommen die Elkos müssen jeweils 10A Peak liefern, was eh schon recht viel ist, verschluckt jeder Elko mit 18mOhm grad mal 1.8W Peak. Das sind im Mittel ungefähr 0.6W.

Man kann sich als Entwickler auch nicht drauf verlassen dass der ESR so niedrig bleibt. Wenn man das Netzteil so auslegt dass der Ripple in den Elkos so hoch ist dass sie nur dann überleben können wenn der ESR sehr niedrig ist und bleibt hat man schon was falsch gemacht.

In der Zwischenzeit ist hier auch mal was weitergegangen, die Teile sind angekommen. Eine Hand voll Transistoren, Widerstände, Wärmeleitpaste (nicht auf dem Bild)....was man halt so braucht...

[attachment=1:17xn0ecs]Teile.JPG[/attachment:17xn0ecs]

Fehlen tut jetzt noch der Kupferlackdraht für das Trafobewickeln.

Die Endstufe ist halbwegs zerlegt, das Netzteil schon neu bestückt mit den neuen Transistoren und 22Ohm Gatevorwiderstand. Das passt meistens.

Als nächstes kommt das ganze Kleinzeug in den Vorstufen, das wird aufwändig ^^

[attachment=0:17xn0ecs]Zerlegt.JPG[/attachment:17xn0ecs]

Edit:
Die Spannungsversorgung der Operationsverstärker hab ich auch mal unter die Lupe genommen, das sind mehr oder weniger gute Stromquellen die auf 15V Z-Dioden arbeiten. Das gefällt mir nicht besonders, weil der Strom durch die Z-Dioden (und damit die Spannung darüber) abhängig wird von der Stromaufnahme der Schaltung. Da überlege ich mir vielleicht noch was anderes...mal sehen.

Noch ein Edit:
mischka schrieb:
kannst du bitte noch schreiben , Austausch BE, "alt" genen "neu"
sprich z.B. IRFZ44 gegen IRF3205 weil 17mOhm zu 8mOhm Rdi

Wie meinst du das?

Grüße
 

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Re: Endstufentuning (Aktuell: Elkos und Low-ESR)

Phrenetic schrieb:
Die Endstufe ist halbwegs zerlegt, das Netzteil schon neu bestückt mit den neuen Transistoren und 22Ohm Gatevorwiderstand. Das passt meistens.

Als nächstes kommt das ganze Kleinzeug in den Vorstufen, das wird aufwändig ^^

d.h. du setzt noch ein Treiber vor das Gate ? der vorher nicht vorhanden war ?



Phrenetic schrieb:
Noch ein Edit:
mischka schrieb:
kannst du bitte noch schreiben , Austausch BE, "alt" genen "neu"
sprich z.B. IRFZ44 gegen IRF3205 weil 17mOhm zu 8mOhm Rdi

Wie meinst du das?

Grüße
na was vorher drin war ?



Phrenetic schrieb:
Die Spannungsversorgung der Operationsverstärker hab ich auch mal unter die Lupe genommen, das sind mehr oder weniger gute Stromquellen die auf 15V Z-Dioden arbeiten. Das gefällt mir nicht besonders, weil der Strom durch die Z-Dioden (und damit die Spannung darüber) abhängig wird von der Stromaufnahme der Schaltung. Da überlege ich mir vielleicht noch was anderes...mal sehen.

mach doch Linearregler rein LM7815 /LM7915
 
Re: Endstufentuning (Aktuell: Elkos und Low-ESR)

mischka schrieb:
d.h. du setzt noch ein Treiber vor das Gate ? der vorher nicht vorhanden war ?
Es sind bereits Treiber vorhanden.
Eine Diode ist in Reihe zwischen TL494 und den Gates zum einschalten der Mosfet, ausgeschaltet wird per Transistor direkt gegen Masse, fast lastfrei für den TL494. Diese Schaltung reicht für 10 von den Transistoren, und hier ist sie zweimal vorhanden für 8 Stück. Passt locker, an der Stelle.

mischka schrieb:
na was vorher drin war ?

Achso. Vorher waren IRFZ24 verbaut, 100mOhm Rds. Jetzt sinds eben die IRF3205. Wie ich in dem längeren Netzteil-Post geschrieben hatte geht der Widerstand von den Transistoren mit dem Quadrat des Windungsverhältnis in den Gesamtinnenwiderstand ein, also hat ihn das quasi auf der Transistorseite von ~4*50mOhm / 2 = 100mOhm auf ~4*4mOhm / 2 = 8mOhm gesenkt.

mischka schrieb:
mach doch Linearregler rein LM7815 /LM7915

Ja, mal sehen. Ich versuch erst mal abzuschätzen wie weit die Stromaufnahme von den OPVs überhaupt schwankt und wie viel Auswirkung das haben kann bevor ich vielleicht unnötig Teile einbaue.

Grüße, Tobi
 
Re: Endstufentuning (Aktuell: Elkos und Low-ESR)

Phrenetic schrieb:
auf der Transistorseite von ~4*50mOhm / 2 = 100mOhm auf ~4*4mOhm / 2 = 8mOhm gesenkt.

welchen Rds Wert nimmst du zur berechnung an , den aus dem Datenblatt ???
IRFZ24 -> 70mOhm bei 10A
IRF3205 -> 8mOhm bei 16A
ist auf jeden fall weniger

wie hast du den Widerstand der Trafospule ermittelt , gemessen , oder errechnet, geschätzt ?
und dann Rges einfach add ( Induktive Last (Trafo) + Rds + Diote + Leiterbahenen - Kondensator )

änderst du die Frequenz am TL494 ?
willst du auf SG3525 ändern ?
hast du die Daten vom Kern , und darauf deine Spulenwicklung errechnet ? oder auch ein neuen Kern gekauft
oder nimmst du einfach dickeren draht , und wickelst neu ? ( Kernsätigung beachten ! )
schon mal diese Ferit-Halbschalen dinger ausprob ?


PS: für alle anderen, kenne ich eine recht hilfreiche Seite mit deren Hilfe ich mein Netzteil gebaut habe :
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/spw_smps.html
 
Re: Endstufentuning (Aktuell: Elkos und Low-ESR)

mischka schrieb:
welchen Rds Wert nimmst du zur berechnung an , den aus dem Datenblatt ???

Jop, in meinem Datenblatt hier zum IRFZ24 stehen 100mOhm. Zwei Transistoren arbeiten parallel auf eine Trafohälfte, gibt also 50mOhm pro Trafo. Das mal 4 wegen Übersetzungsverhältnis² und nochmal halbiert wegen 2 Netzteilen.

mischka schrieb:
wie hast du den Widerstand der Trafospule ermittelt , gemessen , oder errechnet, geschätzt ?
und dann Rges einfach add ( Induktive Last (Trafo) + Rds + Diote + Leiterbahenen - Kondensator )

Alles errechnet. Bei den Leiterbahnen hab ich die mittlere Breite eher geschätzt, aber um einen exakten Wert gings mir eh nie. Nur um eine grobe Schätzung und das Prinzip dass alles recht einfach berechenbar ist und kein Voodoo drinnen steckt. Dynamische Sachen wie die Streuinduktivität und die Kondensatoren habe ich weggelassen weils mich erst mal nicht interessiert hat. Es ging mir nur um den statischen Innenwiderstand.

mischka schrieb:
änderst du die Frequenz am TL494 ?
willst du auf SG3525 ändern ?

Beides nein. Die Frequenz zu ändern würde nur nötig werden wenn ich an der generellen Trafodimensionierung rumfuchteln würde, was ich nicht vor habe.

mischka schrieb:
hast du die Daten vom Kern , und darauf deine Spulenwicklung errechnet ? oder auch ein neuen Kern gekauft
oder nimmst du einfach dickeren draht , und wickelst neu ? ( Kernsätigung beachten ! )

Ich hab den magnetischen Hub im Kern ausgerechnet. Da der voll im Rahmen bleibt behalte ich die primäre Dimensionierung bei, mit dickerem Draht. Sekundär werdens halt dann ein paar Windungen mehr, aber das interessiert den Trafo nicht. Währe das Netzteil geregelt würde das geänderte Tastverhältnis eine Neudimensionierung erfordern, aber da es eh mit fixem Duty Cycle läuft gibts da keinerlei Probleme.

mischka schrieb:
schon mal diese Ferit-Halbschalen dinger ausprob ?

Die haben das Problem dass sie im Verhältnis zur Kerngröße- und Querschnitt oft recht wenig Wickelraum bieten. Hier gehts um niedrige Windungszahlen mit fetten Querschnitten, da sind Ringkerne gut geeignet.
Irgend ein dicker ETD49 oder sowas würde schon genug Platz bieten für den Kupferquerschnitt, aber die nehmen um einiges mehr Platz weg als ein Ringkern...und das wickeln wird komplizierter, mit den Mittelanzapfungen und so.

Grüße
 
Re: Endstufentuning

Phrenetic schrieb:
Low-ESR.
. Gesetzt dem Fall es wären nur die 1000µ eingebaut würde bei einfach mal ins blaue angenommenen 30A Strom aus dem Elko, was sehr viel ist, gerade mal 0.54V am ESR abfallen. Das ist absolut zu vernachlässigen. Sogar der doppelte oder dreifache ESR würde hier noch keinen Schaden anrichten.

er wird geladen und entladen , beim laden mußt du die 0,54V von der Gesamtspannung abziehen und beim entladen , draufrechnen -> Der ESR verursacht dabei Verluste und ein Schwanken der Ausgangsspannung -> der Burst der sich auf dein Nutzsignal im Verstärker aufmoduliert

zus. zum ESR kommt die Impedanz die in Abhängigkeit der Schaltfreq. ist
 
Re: Endstufentuning

mischka schrieb:
er wird geladen und entladen , beim laden mußt du die 0,54V von der Gesamtspannung abziehen und beim entladen , draufrechnen -> Der ESR verursacht dabei Verluste und ein Schwanken der Ausgangsspannung -> der Burst der sich auf dein Nutzsignal im Verstärker aufmoduliert

zus. zum ESR kommt die Impedanz die in Abhängigkeit der Schaltfreq. ist

Die 0.54V würden nur dann fehlen wenn der C konstant mit 30A geladen werden würde, was er aber nicht wird. Siehe dazu die Rechnung, 30A kann der 1000µ-C bei 30V Spannung höchstens für eine nanosekunde aufnehmen. Dann ist er voll, der Strom und damit auch den Spannungsfall am ESR gehen gegen 0.

Die Ausgangsspannung des Cs schwankt einmal mit dem Entladestrom durch die Endstufe. Der ist proportional zur Spannung am Lautsprecher, damit kommen keine fremden Modulationsprodukte ins Spiel. Lauter lineare Bauteile.

Zum zweiten schwankt die Spannung natürlich mit den Schaltvorgängen des Netzteils, aber da das Netzteil mit >20kHz taktet sind sowohl dessen Grundfrequenz als auch dessen Oberwellen vom Hörbereich weg.

Die Impedanz des Cs besteht bei diesen niedrigen Frequenzen fast nur aus C und R. Das L wird erst bei viel höheren Frequenzen interessant, zumal der Trafo ohnehin keinen unendlich steilen Stromanstieg zulässt. Noch dazu sind sowohl vor dem Trafo als auch danach RC-Bedämpfungen eingebaut die hochfrequente Flanken zusätzlich wegschlucken, sollten welche durchkommen.


Dazu kommt noch, was meine wesentliche Aussage war, dass ein Low-ESR-Elko in all den Disziplinen keinen entscheidenden Vorteil gegen einen normalen liefert. Ich weiß nicht ob du Datenblätter zur Hand hast die was anderes sagen, aber ich hab keine gefunden in denen Low-ESR wesentlich besser abgeschnitten hätten als ihre "normalen" Pendants.

Edit:
Ich hab mir jetzt doch nochmal die Mühe gemacht zu suchen und habe einen günstigen Elko (wieder 35V/1000µ) für 45Cent gefunden mit 30mOhm ESR. Damit wärens im obigen Beispiel 0.9V Spannungsfall, also immer noch nix gegen die 15V Verlust durch entladen bzw die 30V Railspannung. Der 1.50 teure Low-ESR-Typ hat 17mOhm.

Jetzt muss man sich aber einerseits vor Augen halten dass beide für Rippleströme von gerade mal 2A (kein Tippfehler) gerated sind. In Car-Hifi-Endstufen werden die Elkos vermutlich mit höheren Strömen malträtiert, aber auch hier sind 30A pro 1000µ-Elko absolut utopisch. So wird vermutlich keiner dimensionieren.

Zum anderen kann man das ganze so sehen, wenn man sich das Frequenz-Diagramm von der letzten Seite ansieht:
Man tauscht für hohe Frequenzen ab der "Trennfrequenz" des Filters den Innenwiderstand des Netzteils gegen den Innenwiderstand der Kondensatoren aus. Je größer der Kondensator, desto weiter links der Punkt. Je kleiner der Innenwiderstand des Netzteils, desto weiter rechts.

D.H. im Vergleich Low-ESR gegen normal ändert sich der Innenwiderstand des Netzteils für hohe Frequenzen, wo die Ströme in der Praxis eh gering werden, von 0.03Ohm zu 0.017Ohm. Das hat in dieser Anwendung keinen Effekt. Und bei tiefen Frequenzen, wo die Ströme fliesen, kommt hinzu dass die Elkos fast keinen Anteil mehr haben.

Ich bleibe dabei dass Low-ESR-Elkos in dieser Anwendung keinen Vorteil gegenüber normalen Elkos bieten.


Grüße
 
erstmal find ich es auch gut das du auf die gewichtung eingehst

mit 30mOhm bist du ja auch für ein normalen C auch schon gut dabei , nur bei alten Amp's sind oft Elkos eingebaut
mit ESR von 100mOhm und Ripplestromangaben unter 1A und wenn man dann einmal den Lötkolben zur Hand hat kann man gleich einen Pan.FM oder FC einlöten (die nun auch nicht mehr die Welt kosten) auch von der Lebensdauer sind sie meißt besser angegeben (laut Datenbl.) ,
zwecks Lebensdauer , hab ich schon betagte Zapco's (10J alt) mit ausgelauf'nen Elkos auf'm Tisch gehabt die einen durchgang von weiger als 10 Ohm hatten , is ne unschöne sache wenn die auslaufen

Link (zur vollständigkeit)
http://de.rs-online.com/web/p/aluminium ... n/5261604/
http://de.rs-online.com/web/p/aluminium ... n/7083976/
http://de.rs-online.com/web/p/aluminium ... n/0571212/
 
Hallo Phrentic

zum einen finde ich es gut das Du dir diese viele Arbeit machst, auch wenn wahrscheinlich ein Großteil der User vieles nicht ganz verstehen wird, aber es wird vielleicht zum Nachlesen anregen um eben mehr zu verstehen.


Was ich allerding ein klein wenig schade finde ist das Du komplett in der theorie ran gegangen bist anstelle den Amp zu reparieren und ihn in seinen einzelnen Stufen mal zu vermessen.

Damit meine ich das Du den AMP an sich hättest in seinen einzelnen Stufen nachmessen können um zu sehen welche Verbesserungen/Veränderungen Du später erhälst.

Das hätte sicherlich mehr Aufschluss gegeben.

Zu deiner Frage wegen dem Eingang.
Üblich ist es eher einen Differenzverstärker am Eingang aus 4 Transistoren zu bilden. Optimalerweise hat man hier gematchte Exemplare die man auch Termisch miteinander verbindet. Face to Face der Gegenspieler und verkleben.
An die Differenzstufe am Eingang klemmt man dann auch die über alles Gegenkopplung vom Ausgang.
Sowas wird aber gerne eingespart.

Was immer kritisch ist , durch spannungsschwankungen wird der Arbeitspunkt der Stufe instabil, soll heisen Du legst den Arbeitspunkt durch ein Widerstandsverhältniss fest, welches dann bei Temperaturänderungen durch bei Dir den Transistor Q12 kompensiert werden soll. Schön ist das Du es recht niederohmig ausgelegt hast.
Und schön das es die Kollektor und Emitterwiderstände zur Betriebsspannung an Q4/Q3 und vor allem an
Q5/Q6 gibt. Ich hatte letztens eine Stufe hier da hat man das etwas wegreduziert mit dem Erfolg das die Stufe noch instabiler war.

Optimal wäre es noch wenn Q3/Q4/Q5/Q6 mit auf dem Kühlblech wären, auch das macht die Stufe im Arbeitspunkt nochmals stabiler, ist eine Erfahrung aus der Praxis raus.

Leider gerade wenig Zeit, finde das hier aber interessant und klasse :-)

Grüße

Dominic
 
mischka schrieb:
wenn man dann einmal den Lötkolben zur Hand hat kann man gleich einen Pan.FM oder FC einlöten (die nun auch nicht mehr die Welt kosten)

Ja, zu behaupten es schadet ist genau so falsch wie zu behaupten es brächte was. Danke für die Diskussion :beer:

LiDoNi schrieb:
zum einen finde ich es gut das Du dir diese viele Arbeit machst, auch wenn wahrscheinlich ein Großteil der User vieles nicht ganz verstehen wird, aber es wird vielleicht zum Nachlesen anregen um eben mehr zu verstehen.

Danke!

LiDoNi schrieb:
Was ich allerding ein klein wenig schade finde ist das Du komplett in der theorie ran gegangen bist anstelle den Amp zu reparieren und ihn in seinen einzelnen Stufen mal zu vermessen.

Damit meine ich das Du den AMP an sich hättest in seinen einzelnen Stufen nachmessen können um zu sehen welche Verbesserungen/Veränderungen Du später erhälst.

Ja, das stimmt schon...mir wärs auch lieber gewesen, wenn ich selber messen könnte hätt ichs auch so gemacht. Aber erst zu reparieren, dann wegzuschicken, messen zu lassen, den Rückversand zu zahlen und dann alles wieder zerlegen war mir zu viel Aufwand. Wie gesagt, so selten sind die Amps nicht...da läuft mir schon mal ein serienmäßiger über den Weg .

Naja, die Theorielastigkeit schreckt schon ab...aber ich hoffe dass der eine oder andere Interesse dran hat und sich damit einfach mal berieseln lässt. Und wenn vielleicht der eine oder andere sieht dass es sich bei so einem Verstärker um ein nüchternes technisches Produkt mit von vorne bis hinten durchgeplanten Parametern ohne Raum für Voodoo handelt bin ich vollkommen zufrieden :D

LiDoNi schrieb:
Zu deiner Frage wegen dem Eingang.

Die war etwas unglücklich formuliert...mit Vorstufe meinte ich den OPV Vor dem Amp...und ich wollte drauf hinaus dass der Amp komplett DC-gekoppelt ist, also Offsets am Eingang direkt auf dem Ausgangssignal landen.

Ja, die Konstruktion der Stufe finde ich auch etwas ungewöhnlich...sieht zumindest schön symmetrisch aus :D

Stabilität ist eh ein Thema bei der Endstufe....über alles, wenn die lokale Endstufe closed Loop läuft, ist im Original fast keine Phasenreserve da. Komplett über alles kommt noch ein OPV mit Phase-Lead-Compensation und (zum Glück) einer DC-Freien Rückkopplung. Der wirkt dann jedem DC-Offset mit seiner vollen Leerlaufverstärkung entgegen.
Damit es stabil bleibt musste man einen 50/50 - Spannungsteiler direkt vor der Endstufe vorsehen :D
Naja, das habe ich jetzt mal so gelassen....zur Sicherheit.

Innen in der Endstufe hab ich die Schleifenverstärkung mit R5/R6 und Q3/Q4 gesenkt...um mehr Luft zu haben. R10 und R11 sind auch der Stabilität geschuldet, sonst wird das Sziklai-Paar so langsam.... ^^

Thermisch lege ich natürlich Q12 aufs Kühlblech. Das ist im Original eine Fehlkonstruktion, die Dioden für die Vorspannung haben überhaupt keinen thermischen Bezug zu den Transistoren. Da wird überhaupt nix thermisch kompensiert. Naja, das führt dazu dass ich Q12 mitsamt seinen beiden Widerständen mit einem Stück Leitung verlängern muss...

Q3/4/5/6 müssen bleiben wo sie sind, für die ist leider kein Platz mehr am Kühlkörper.

Die Ruhestrom-Konstruktion ist fertig, mal sehen wann ich weiter komme...dann gibts wieder Fotos.


Grüße, Tobi
 
Phrenetic schrieb:
Ja, zu behaupten es schadet ist genau so falsch wie zu behaupten es brächte was. Danke für die Diskussion

is genau so wie du davor und danach auch nicht gegentesten kannst/willst/magst

welches Ziel zu mit deinem "tuning" verfolgst hab ich auch noch nicht recht verstanden , soll am ende besserer klang , mehr Leistung, oder beides rauskommen ?

oder willst du nur aufzeigen wie leichtfertig/billig/schlecht das AS Derivate entwickelt ist

zum nachdenken, nachvollziehen, ausprobieren , das eine oder andere mitnehmen, regt dein Bericht aber auf jeden fall an !

ja, auch unglücklich ausgedrückt von mir, ich bleib dabei, die Oberwelligkeit und Störungen im Netzteil minimieren hat für mich
höhere Gewichtung als das Netzteil niederohmiger zu machen bei den MT/HT Stufen, die für den TT/Sub gehe ich mit dir mit

eine Frage hab ich noch du machst aus einem ursprünglichen Darlington, ein Komplementär-Darlington ?, und sind die R13+R12
(3R3) nicht viel zu klein ?

und um die DC Kopplung weg zu bekommen machst du OPV's rein mit weniger DC-offset, oder koppel C's rein ?
 
mischka schrieb:
welches Ziel zu mit deinem "tuning" verfolgst hab ich auch noch nicht recht verstanden , soll am ende besserer klang , mehr Leistung, oder beides rauskommen ?

oder willst du nur aufzeigen wie leichtfertig/billig/schlecht das AS Derivate entwickelt ist

Das Ziel ist mehr Leistung und bessere Laststabilität. Der Rest ergibt sich von selber.
Sooo schlecht ist die Endstufe in der hinsicht gar nicht, das Netzteil ist halt relativ schwach, aber an der Schaltung an sich gibts bis auf Details nichts zu meckern.

Das ganze ist halt ein Spaßprojekt von mir weil ich sowas schon lange mal machen wollte und ich mich selbst in analoger Schaltungstechnik weiterbringen möchte. "Nebenbei" schreibe ich das ganze halt noch hier rein weil ich eben hoffe dass sich der eine oder andere damit auseinandersetzen mag und dadurch auch dazu lernt. Dafür dass man im Hobby oft damit konfrontiert ist wissen die meisten ziemlich wenig über Verstärker.


mischka schrieb:
ja, auch unglücklich ausgedrückt von mir, ich bleib dabei, die Oberwelligkeit und Störungen im Netzteil minimieren hat für mich
höhere Gewichtung als das Netzteil niederohmiger zu machen bei den MT/HT Stufen, die für den TT/Sub gehe ich mit dir mit

Die Störungen halten sich aber erstens in Bereichen auf in denen man gar nichts davon mitbekommt, und zweitens hilft da ein normaler Elko genau so gut wie ein Low-ESR. Das Netzteil ist eine DC-Quelle mit kurzen Aus-momenten, und nur in diesen Schaltmomenten muss der Elko Strom tragen der nichts mit dem Ausgangssignal zu tun hat. Und der Strom pro Elko ist beileibe nicht besonders hoch. Ich hab doch vorgerechnet dass die Spannungsschwankung durch die reine Entladung an der Stelle viel viel größer ist als die Spannungsschwankung durch den ESR?

mischka schrieb:
eine Frage hab ich noch du machst aus einem ursprünglichen Darlington, ein Komplementär-Darlington ?, und sind die R13+R12
(3R3) nicht viel zu klein ?

Ja...ich habe die Treibertransistoren Q5 und Q6 (die nebenbei ein Darlington mit Q7 und Q8 bildeten) durch jeweils ein Komplementär-Darlington (nennt sich Sziklai) "ersetzt". R12 und R13 sind so groß dass die Endtransistoren bei 2 Ohm pro Kanal und Vollaussteuerung genug Basisstrom bekommen um an der Stelle nicht durch zu wenig Basisstrom ins Clipping zu fahren, sondern erst wenn die Grenze der Betriebsspannung erreicht ist.

mischka schrieb:
und um die DC Kopplung weg zu bekommen machst du OPV's rein mit weniger DC-offset, oder koppel C's rein ?

Jeder DC-Offset der aus der Endstufe kommt wird durch einen Operationsverstärker der nochmal komplett um die gesamte Endstufe herum Gegenkoppelt entfernt. Der DC-Offset dieses Operationsverstärkers selber wird nicht korrigiert, aber die paar mV sind an der Stelle egal.

Grüße
 
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