Audio Endstufe

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Autor
Audio Endstufe
Suche nach: audio (2540) endstufe (5161)

    







BID = 503802

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241
 

  


Ich habe mir vor ein paar Tagen eine kleine Audioendstufe mit diskreten Bauteilen aufgebaut. Zuerst mal eine kleine Version mit Teilen die ich da hatte, später sollen es >200W werden.

Prinzipiell funktioniert die Endstufe auch, allerdings liegt die Anstiegsszeit am Ausgang bei 3V/µs und die Abfallzeit bei 12V/µs. Nicht sonderlich schnell, aber für den Audiobereich ausreichend. Allerdings wäre es schön, wenn die Anstiegszeit auch ähnlich schnell wäre, wie die Abfallzeit. Dann wäre das ganze zumindest symmetrisch.

Den Grund für die geringe Anstiegszeit habe ich auch schon gefunden:
Anstelle von T3 und T4 habe ich 330Ohm Widerstände eingesetzt.
Da durch die Stromquelle T2 nur etwa 2,5mA fließen, reicht der Strom nicht aus, um Q7 ausreichend stark anzusteueren, damit dieser schnell einschaltet.
Vergröße ich den 330Ohm Widerstand, wird die Endstufe instabil, mit anderen Worten sie schwingt irgendwo bei einigen 10 bis >100kHz. Wenn ich anstelle der Widerständ die beiden Transistoren so wie im Schaltplan einbaue, schwingt die Endstufe bereits ohne Aussteuerung. Mit Widerstand nur/vor allem (je nach Widerstand) im Bereich der negativen Halbwelle.

Die einfache Lösung wäre C3 zu vergrößern. Dadurch reduziert sich leider die Bandbreite auf etwa 10kHz. Mit 100pF komme ich auf etwa 100kHz, das ist ideal.

Ich bin langsam echt ratlos, wo ich dran drehen könnte, damit die Schaltung stabil wird.

Momentan verwende ich einen großen 10 Ohm Drahtwiderstand als Last. Der ist ein kleinwenig induktiv und kommt einem Lautsprecher damit ein wenig näher als ein reiner Widerstand.
Dieser beeinflusst die Stabilität nur minimal (mit ist es ein wenig instabiler als ohne). Ein Boucherot Glied am Ausgang aus 10 Ohm und 220nF ist ebenfalls vorhanden. Das müsste ich mit unrealistischen Werten dimensionieren, damit die Schaltung einigermaßen stabil wird.

Betriebsspannung ist momentan +/-15V für die Endstufe und +/-23V für die Eingangs und Treiberstufe.



BID = 503882

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Wenn die Schaltung schwingt und du dir sonst nichts hast zu Schulden kommen lassen, dann tut sie das, weil die Phasendrehung im Gegenkopplungspfad zu gross wird.
Was sagt denn der Simulator ?

Evtl. kannst du den Verstärker auf den Pfad der Tugend zurückbringen, indem du die Dimensionierung R15, R18,(C7) änderst.
C3 würde ich erstmal weglassen bis seine Notwendigkeit erwiesen ist und auch mittels C6 kannst du dir eine Schwingneigung einfangen, wenn dessen Massepunkt ungünstig liegt.




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Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 503894

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241


Zitat :
perl hat am 27 Feb 2008 21:32 geschrieben :

Wenn die Schaltung schwingt und du dir sonst nichts hast zu Schulden kommen lassen, dann tut sie das, weil die Phasendrehung im Gegenkopplungspfad zu gross wird.

Ich denke das Problem liegt nicht im gesamten Gegenkopplungspfad, sondern nur an Q7 + drumherum.

Ich durfte vor kurzem bei der Fehlersuche in einer ähnlichen Schaltung helfen, die kam bereits ins Schwingen, wenn man Q7 in den linearen Bereich gesteuert hat (so dass der Ausgang eben auf halbe Betriebsspannung lag). Die Schaltung war dabei komplett ohne Gegenkopplung.
Aus diesem Grund wird hier meist der 100pF Kondensator verbaut, um die Verstärkung bei hohen Frequenzen zu reduzieren, da Q7 eigentlich die gesamte Spannungsverstärkung der Schaltung macht.

Die Schaltung basiert auf mehreren Schaltungen von
http://www.sound.westhost.com

v.a. auf diesen:
http://www.sound.westhost.com/project3a.htm
http://www.sound.westhost.com/project101.htm
http://www.sound.westhost.com/articles/hexfet.htm


Zitat :

Was sagt denn der Simulator ?

Simulator ?


Zitat :

C3 würde ich erstmal weglassen bis seine Notwendigkeit erwiesen ist

Wie gesagt: Der ist in nahezu allen auf der obigen Seite verbaut, daher denke ich dass dieser nicht ganz verkehrt sein kann.
Zumindest hat er bei mir die Schwingneigung schonmal um einiges reduziert.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Benedikt am 27 Feb 2008 22:00 ]

BID = 503901

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Was mir noch auffällt: Hast du tatsächlich keine Blockkondensatoren für die Versorgung der Treiberstufe verwendet ?
Dann musst du dich nicht wundern, wenn der Strom auf Abwege gerät.
Schliesslich ist bei sehr hohen Frequenzen wegen der grossen Millerkapazität der MOSFETs der Treiberstrom fast genau so hoch wie der Laststrom...

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BID = 503912

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241

Nein, auf der Platine sind selbstverstädlich 220uF Elkos + 100nF Folie. Die Endstufenspannung hat 470uF + 100nF.
Keine Ahnung wiso ich sowas nie in den Schaltplan einzeichne. Vermutlich weil es für mich selbstverständlich ist.

BID = 503934

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

Hallo,
da du die Vorstufe mit einer höheren Spannung versorgst, könnte der Bootstrapkondensator C2 überflüssig sein.
Ein Emitterwiderstand für T7 würde dessen Aussteuerbereich vergrößern.

Hast du wie von perl vorgeschlagen, schon eine Simulation durchgeführt (Switchercad)?


Onra

BID = 503989

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241


Zitat :
Onra hat am 27 Feb 2008 23:55 geschrieben :

da du die Vorstufe mit einer höheren Spannung versorgst, könnte der Bootstrapkondensator C2 überflüssig sein.

Nicht ganz:
Eigentlich bräuchte man anstelle von R12,13 eine echte Konstantstromquelle. Diese verursacht aber wieder einen Spannungsabfall und reduziert so die Ausgangsleistung. OK, in meinem Fall jetzt nicht so sehr, da ich eine höhere Hilfsspannung habe.
Diese Konstantstromquelle wird mit R12 und C2 nachgebildet: Da C2 quasi das Ausgangssignal nur um einen Offset verschiebt, liegt an R12 immer die nahezu gleiche Spannung an. Dadurch ist der Strom immer nahezu konstant.


Zitat :

Ein Emitterwiderstand für T7 würde dessen Aussteuerbereich vergrößern.

Sehr gute Idee !
Damit wird das ganze schonmal um einiges stabiler.
Mit 47 Ohm bin ich jetzt bei 5V/µs Anstiegs und Abfallzeit. Die Endstufe wird also etwas langsamer.


Zitat :

Hast du wie von perl vorgeschlagen, schon eine Simulation durchgeführt (Switchercad)?

Ja, aber das Ergebnis ist so wie erwartet: Läuft prima.




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