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Audioverstäker mp3-player -> 40W Box 4,8V Versorgung |
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BID = 705487
essigschurke Gerade angekommen
Beiträge: 6 Wohnort: dasisprivat
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Heyho Elektronikgemeinde,
ich bin Student und wollt in meinen Semesterferien, das was ich theoretisch gelernt hab ein bisschen in die Praxis umsetzen.
hab mich daher dazu entschlossen einen(bzw 2) kleinen Verstärker zu entwerfen und zusammenzulöten an den man nen mp3-player anschließen kann um damit 2x40W (4 Ohm widerstand) Lautsprecher zu betreiben. Hab mich für nen einfachen Transistor in emitterschaltung(mit Eingangsspannungsteiler und Stromgegenkopplung) entschieden. Versorgungsspannung soll 4,8V sein:
Bild eingefügt
Ich denke mal für stereo müsste ich 2 identische verstärker baun. die folgenden werte sind auf einen verstärker mit einem lautsprecher bezogen.
durch messen und lesen kam ich zu folgenden anforderungen:
1.Eingangswiderstand = ~16Ohm , weil kopfhörer ungefähr so viel haben.
2.Der größte Ausgangstrom sollte ungefähr 200mA betragen (hab ein sinussignal angelegt und gemessen und bei welchem strom es laut genug is).Falls das nicht machbar ist gäbe ich mich auch mit weniger zufrieden...
3.Eingangsspannung ist max +- 0,5V (hab irgendwo im netz gelesen das ein mp3-player das schafft)
ist das realistisch? lässt sich so ein verstärker mit nur einem Transistor bauen?
ich hab einfach mal gehofft dass das möglich ist und munter drauflos gerechnet leider musst ich feststellen dass ich kein plan von elektronik hab
ehrlich gesagt weiss ich nicht wirklich wie ich rangehen soll.
Mein plan wäre zu erst die Arbeitspunkte am Ein- und Ausgang festzulegen:
Die Spannung am Ausgang(Kollektor - Emitter) des Transistors im Arbeitspunkt UCE0 hätte ich auf die halbe Versorgungsspannung gewählt also UCE0=2,4V.
Die Spannung am Eingang UBE0 ist ja immer so um die 0,7V.
Über die maximale Einangsspannung von 0,5V, den dazugehörigen maximalen Ausgangstrom von 200mA und einen Ausgangswiderstand den ich als kleiner wie 1Ohm angenommen hab kam ich auf eine Spannungsverstärkung v=~1,64.
Aber ich hab keine Ahnung wie groß ich dann den Kollektorstrom IC bzw Basistrom IB wählen soll.
Mein letzter Ansatz war IC=400mA... hab alles ausgerechnet und in ltSpice simuliert aber kam nur schrott raus.
Hat jemand vielleicht Werte die aus Erfahrung so ungefähr passen würden? oder kann mir erklären wie ich da drauf komm?
Mein nächstes Problem wäre dann die Wahl des Transistors...wie soll ich da den richtigen finden? da gibts doch unglaublich viele :/
Wie gesagt ist mein ziel das gelernte zu vertiefen...d.h. en verstärkerbausatz kaufen fällt raus.
im inet geistern ja einige tutorials mit erklärungen und bauplänen rum aber die sind meistens für andere versorgungsspannungen, benutzen fertige verstärker ics oder sind viel zu kompliziert(klangstufe+endstufe, etc).
so, ich hoffe mal irgendjemand kann mir helfen...hock jetzt schon viel zu lange an dem blöden ding :/
Gruß,
Essigschurke
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BID = 705496
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Willkommen im Forum!
40 Watt ist total unrealistisch, Du meinst vermutlich 40 mW?
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert |
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BID = 705528
Funky_ Gerade angekommen
Beiträge: 18 Wohnort: Hamburg
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Da steht auch nichts von, dass er 40W Ausgangsleistung haben möchte, sondern lediglich zwei Lautsprecher betreiben will, die mit 40W belastbar sind. Habe ich zumindest so verstanden
Da ich vermutlich genauso weit in der Materie stecke, wie du (2 Semester sind rum, davon war nur Eins mit Elektronikvorlesung), bin ich noch kein Experte.
Aber wie ich das aus dem Praktikum mitbekommen habe, sind so einzelne Transistoren nicht gerade Leistungsfähig. Eine entsprechende Leistung für wenigstens Zimmerlautstärke könnte schwierig werden.
Nicht umsonst wird im Hifibereich meistens auch Chipverstärker gesetzt. Da solltest du dich umschauen. Die sind auch recht einfach aufzubauen und leisten schonmal 2x10W oder sowas. Einige brauchen dann auch wenig Bauteile (ich glaube, 11 mindestens) und es gibt auch welche mit unsymmetrischer Spannungsversorgung.
Wo wir beim nächsten Problem sind. Je nach dem, ob du das Teil mobil oder mit Netzteil betreiben willst, brauchst du eine entsprechende Stromversorgung.
Ich hoffe, dass ich oben keinen Quatsch erzählt habe.
gruß
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BID = 705532
DonComi Inventar
Beiträge: 8605 Wohnort: Amerika
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Offtopic :
| Blödsinn.
Natürlich kann man Verstärker mit diskreten Endstufen (-transistoren) aufbauen, die ordentlich Leistung haben...
Es gibt entsprechende Transistoren, die 100W und mehr an Leistung schaffen.
Nur: Die Leistung muss natürlich irgendwo herkommen! |
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am 3 Aug 2010 23:04 ]
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BID = 705535
Kleinspannung Urgestein
Beiträge: 13324 Wohnort: Tal der Ahnungslosen
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Zitat :
Funky_ hat am 3 Aug 2010 22:54 geschrieben :
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Einige brauchen dann auch wenig Bauteile (ich glaube, 11 mindestens)
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Offtopic :
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Aus welcher Märchenstunde hast du das nun wieder?
Ein TDA8571 z.B. macht unter besten Bedingungen 4x40W,und braucht dazu nur 6 externe Bauteile...
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Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kleinspannung am 3 Aug 2010 23:20 ]
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BID = 705540
sam2 Urgestein
Beiträge: 35330 Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)
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Hallo essigschurke,
erstmal willkommen im Forum!
(obwohl mir persönlich ne Essiggurke lieber wäre... )
Also:
Viel scheint da von der Theorie noch nicht hängengeblieben zu sein.
Denn schon bei überschlägiger Anwendung des Gesetzes von Georg Simon erkennt man, daß bei dieser Betriebsspannung (ganz unabhängig von den Verwendeten Verstärker-Bauelementen) auch nicht annähernd jene Leistung an 4 Ohm-Chassis bereitgestellt werden kann.
Aber für einen transportablen Verstärker für nen MP3-Player genügen tatsächlich Bruchteile eines Watts.
Insofern in der Praxis nicht so hoffnungslos wie in Deiner Theorie...
Gruß,
sam2
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"Das Gerät habe ich vor soundsoviel Jahren bei Ihnen gekauft! Immer ist es gegangen, immer. Aber seit gestern früh geht es plötzlich nicht mehr. Sagen Sie mal, DA STIMMT DOCH WAS NICHT???"
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BID = 705544
essigschurke Gerade angekommen
Beiträge: 6 Wohnort: dasisprivat
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Zitat :
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Willkommen im Forum!
40 Watt ist total unrealistisch, Du meinst vermutlich 40 mW?
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Danke. Ich meinte die boxen sind auf 40W belastbar, aber ich will nur 200mA maximal durchfließen lassen.
Zitat :
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Natürlich kann man Verstärker mit diskreten Endstufen (-transistoren) aufbauen, die ordentlich Leistung haben...
Es gibt entsprechende Transistoren, die 100W und mehr an Leistung schaffen.
Nur: Die Leistung muss natürlich irgendwo herkommen!
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Das hört sich doch gut an. Kann ich die auch mit 4,8V rum betreiben? 6,6V gehn vielleicht auch noch..will das ganze halt portabel halten. Hast du evtl links zu datenblättern oder modellbezeichnung zu so nem transistor? das wär klasse.
Zitat :
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Nicht umsonst wird im Hifibereich meistens auch Chipverstärker gesetzt. Da solltest du dich umschauen. Die sind auch recht einfach aufzubauen und leisten schonmal 2x10W oder sowas. Einige brauchen dann auch wenig Bauteile (ich glaube, 11 mindestens) und es gibt auch welche mit unsymmetrischer Spannungsversorgung.
Wo wir beim nächsten Problem sind. Je nach dem, ob du das Teil mobil oder mit Netzteil betreiben willst, brauchst du eine entsprechende Stromversorgung.
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Hmm, eigentlich wollte ich keine fertigen chips verwenden schließlich will ich dabei auch was lernen
Aber wenn ichs so net hinkrieg werd ich wohl auf ics zurückgreifen müssen...
Danke für die schnellen Antworten!
Gruß,
Essigschurke
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BID = 705564
ElektroNicki Inventar
Beiträge: 6429 Wohnort: Ugobangowangohousen
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TDA7053 wäre was, braucht quasi keine Bauteile.
Den TDA8751 hab ich auch noch in nem kaputten Autoradio hier, den würde ich aber nicht portabel einsetzen (außer vielleicht an einer Autobatterie), immerhin zieht der Bursche, wenn er nicht gerade im Standby ist, etwa 200mA und produziert dabei nutzlos Entropie...
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: ElektroNicki am 4 Aug 2010 1:03 ]
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BID = 705568
DonComi Inventar
Beiträge: 8605 Wohnort: Amerika
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Anbieten tun sich da Transistoren wie z.B. das komplementäre 'Paar aus BD136 und -135, aber auch andere, die etwas kräftiger sind (die hier schaffen so um die 1,5A).
Mit einem Transistor allein wird das aber nicht klappen.
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BID = 705580
rasender roland Schreibmaschine
Beiträge: 1697 Wohnort: Liessow b SN
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Hi Essigschurke
Lies Dir doch mal die Datenblätter der vorgeschlagenen IC durch.
Auch wenn diese 10 Watt und mehr schaffen.
Sicher nicht bei 4,8 Volt Spannung.
Wenn Du eine Leistung haben willst und die Impedanz der LS
bekannt ist kannst Du ganz einfach die benötigte Betriebsspannung
ausrechnen.
Wie meine Vorredner teilw. schon sagten.
Mit 4,8V kommt da nicht viel.
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mfg
Rasender Roland
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BID = 705631
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Rein rechnerisch funktioniert das Vorhaben.
Bei 200 mA ergibt sich eine Leistung von 160 mW an 4 Ohm. Das ist bei mir schon gute Zimmerlautstärke. Auch ist die Leistung bei gegebener Spannung erreichbar. Bei Audio nimmt man gern Gegentaktendstufen mit zwei komplementären Transistoren. Dessen Ruhestrom ist vernachlässigbar, wenn man ihn sinnvoll einstellt.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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BID = 705906
essigschurke Gerade angekommen
Beiträge: 6 Wohnort: dasisprivat
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Heyho!
Sorry für die späte antwort...hab gestern über eine halbe stunde an einer antwort getippt und dann kam ein forumfehler und alles war weg, da hat ich erstmal kein bock mehr.
Also jetzt nochmal das ganze in kurz:
@sam2 nach Georg Simon komm ich bei 4,8V und 4 Ohm auf 1,2A. Also das 6fache von dem was ich erreichen wollte.vielleicht waren die 40W verwirrend...
Wie dl2jas geschrieben hat reicht mir schon eine Leistung von 160mW. Der verlinkte IC( Datenblatt) schafft schon bei 4V mehr als das 4fache an Leistung.
Zitat :
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Anbieten tun sich da Transistoren wie z.B. das komplementäre 'Paar aus BD136 und -135, aber auch andere, die etwas kräftiger sind (die hier schaffen so um die 1,5A).
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Das problem ist das ich keine ahnung von gegentaktendstufen habe.
Ich hab mich jetzt mal ein bisschen eingelesen und ein bisschen gerechnet.
Wenn ich alles richtig verstanden hb hat eine gegentaktendstufe keine spannungsverstärkung(bzw eine spannungsverstärkung v=1), funktioniert also als impedanzwandler, richtig?
Davor braucht man einen treibertransistor den ich ganz normal als emitterschaltung auslegen kann.
Was für einen zweck erfüllt der? soll der die spannung auf den gewünschten wert bringen?
Wie leg ich diese emitterschaltung aus? Das ziel wäre ja möglichst wenig ruhestrom und der vorgegeben eingangswiderstand von 16 Ohm, richtig?
Dann zur eigentlichen Gegentaktendstufe:
Wie leg ich die beiden widerstände aus? Ich bin da grad zu blöd für...hab mirs aufs blatt gekritzelt und versucht auszurechnen, aber das erste mal hat ich nen negativen widerstand raus und beim zweiten mal kam ich garnicht weiter.
Kann mir jemand helfen wie man das alles dimensioniert?
Vielen Dank für die Antworten.
Gruß,
Essigschurke
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BID = 705921
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Deine Gedanken gehen schon in die richtige Richtung!
Ja, so eine Gegentaktendstufe hat eine Spannungsverstärkung von praktisch 1, ist ein Emitterfolger, um den Strom zu verstärken. Die Emitterwiderstände darin machen, daß Du weitestgehend temperaturunabhängig einen vernünftigen Ruhestrom einstellen kannst. Aus dem Bauch heraus schlage ich 0,47 Ohm vor. Für die Transistoren schlage ich BD237 und 238 vor, zumindest früher recht gängig.
Deine Emitterschaltung macht die nötige Spannungsverstärkung, ich schlage 10 vor. Über einen Kondensator koppelst Du aus und gehst damit an den Eingang der Gegentaktendstufe. Am Ausgang ist auch wieder ein Elko notwendig, weil der Ausgang ja in Ruhe auf halber Betriebsspannung liegt.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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BID = 706485
essigschurke Gerade angekommen
Beiträge: 6 Wohnort: dasisprivat
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soo, wieder ne recht späte antwort, weil ich grad leider net viel zeit hab...
zur gegentaktendstufe:
Bild eingefügt
ok, ich vertrau dir einfach mal und nehm für die emitterwiderstände die 0,47 Ohm widerstände
Aber wie muss ich R1 und R2 auslegen? ich nehm mal an da die schaltung symmetrisch sein sollte und die positive versorgungspannung gleich der negativen ist muss R1=R2 sein oder?
Aber wie groß ich die jetzt wählen muss hab ich keine ahnung...
Kann mir das jemand erklären?
zum treibertransistor:
hab grad leider keine zeit zu rechnen aber ich kann mal beschreiben wie ich rangehen würde:
Wahl der Arbeitspunkte:
möglichst kleiner kollektorstrom im arbeitspunkt.was sind denn da gängige kollektorströme? 30mA?
die spannung zwischen kollektor und Emitter hätte ich auf 0,5*UVers gewählt.
Dann hätte ich ja eigentlich schon alles.
die spannungsverstärkung wähle ich wie vorgeschlagen auf 10, das heisst RC=10*RE und auf irgendeiner seite im netz stand man soll RE=rBE ansetzen, also:
RE=UT/IB0 (IB0=basisstrom im arbeitspunkt=IC0/B , UT=temperaturspannung=ca. 26mV)
und damit sind RE und RC ja schon bestimmt.
für RB1 und RB2 müsst ich glaub noch ein paar schlaue formeln da haben
aber dann hab ich kein plan wie ich die schaltung so anpassen kann so dass der eingangswiderstand passt...
danke für die hilfe bis jetzt!
Gruß,
Essigschurke
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BID = 706519
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Besorge zuerst das Datenblatt von BD237 und BD238.
Die Schaltung arbeitet natürlich auch direkt an den gewünschten 4,8 Volt ohne zusätzliche Hilfsspannung. Deswegen erwähnte ich die Koppelkondensatoren.
Die beiden Dioden an den Emittern benötigst Du nicht.
Für D1 und D2 nimmst Du einen Typ, dessen Flußspannung etwas größer ist als UBE. Die Differenz ist dann der Spannungsabfall an den Emitterwiderständen, der Ruhestrom.
Ja, R1 und R2 sind gleich, die Geschichte ist ja symmetrisch.
Für einen einfachen Aufbau ist der Ruhestrom nicht so wichtig, es soll ja kein Verstärker High-End werden. Es muß nur halt etwas Strom fließen, damit das Signal nicht UBEüberwinden muß. Das ist ja der Zweck des Ruhestroms.
Den Eingangswiderstand der Schaltung kannst Du recht einfach ermitteln. Du kennst ja die Impedanz des Lautsprechers und die Verstärkung der Endstufentransistoren.
Den Ausgangswiderstand des MP3-Spielers wirst Du vermutlich nicht kennen. Den kannst Du aber messen, Leerlaufspannung und Ausgang belastet.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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