Dampfradioforum

Die Dioden müssen thermisch mit den Endstufentransistoren gekoppelt werden, denn mit steigender Temperatur der Transistoren sinkt deren Basis-Emitter-Spannung (ca. -2 mV/K) bzw. bei gleicher Basis-Emitter-Spannung steigt der Kollektorstrom stark an.
Drei Dioden liefern etwas zu hohe Spannung, das ist normal.

Überbrücken von einer Diode mit einem variablen Widerstand ist hier nicht optimal, denn dies ist eine einfache Schaltung:
Der Strom durch die Dioden ist Ub(Q5) / R6. Die Spannung an der Basis von Q5 ist aber abhängig von der Ausgangsspannung und damit ist auch der Strom durch die Dioden abhängig von der Ausgangsspannung.
Bei hoher positiver Amplitude steigt der Strom auf den doppelten Wert, dann wird auch der untere Zweig gleichzeitig etwas leitend.
Also eher auf etwas kleineren Ruhestrom einstellen.
Hier helfen aber auch die niederohmigen "Emitter"-Widerstände für toleranteres Verhalten.

Mit den "Emitter"-Widerständen wird der Ruhestrom etwas stabiler. Das macht aber nicht viel aus: 20 mA * 0,33 Ohm = 7 mV

Die "Emitter"-Widerstände müssen in dem Stromkreis mit dem hohen Laststrom liegen.
Die Spannungsvorgabe sind die Anschlüsse der Diodenreihe.
Die gleiche Spannung liegt zwangsläufig an Ube(Q1) + Ube(Q4) + U(R22) + Ueb(Q5) [Maschenregel]
Ube(Q6) kommt hier gar nicht vor -> Widerstand am Emitter von Q6 ist Humbug.
-> Die "Emitter"-Widerstände müssen in Reihe zum Emitter von Q4 und Kollektor von Q6. Der Emitter von Q5 muss mit dem Kollektor von Q6 verbunden werden. (Wie im alten Schaltplan)

Bei 25 kHz ist der erste Oberton bei 50 kHz, den hört man sowieso nicht mehr. Oberhalb ca. 8 kHz darf die Sinuskurve "Knicke" bekommen. Das kann man nicht mehr hören.
Beachte: Wenn du hohe Frequenzen mit hoher Amplitude einspeist, kann R13 sehr warm werden.

Die Spannung an R8 und R9 wird von den Dioden vorgegeben. Wenn man die Widerstandswerte ändert, ändert sich die Spannung daran (fast) nicht, sondern der Strom durch die Widerstände ändert sich, dass wieder die gleiche Spannung abfällt.
Sobald etwas Ruhestrom durch Q4 und Q6 fließt, ist deren Ube stets etwa 0,6 V.

Bernhard

Hallo,

ich muss jetzt nochmal genau nachfragen:

Es wäre also sinnvoller alle drei Dioden mit dem Poti zu überbrücken und dann den Ruhestrom einzustellen?
Dann müssten aber auch alle drei Dioden mit den Endstufentransistoren thermisch gekoppelt sein?
Oder reicht eine Diode in thermischer Kopplung?
Was wäre hier das sinnvollste Vorgehen?

Ich überlege gerade, ob ich nicht einfach eine Zenerdiode mit 2 oder 2,1 Volt nehme, diese thermisch mit dem Kühlkörper kopple und mit einem Poti zur Einstellung des Ruhestroms überbrücke.

Ich habe übrigens eine kleine Messreihe gemacht. Der Frequenzgang ist schon ziemlich gut. Nach unten geht er unter 50 Hz langsam zurück, o.k. das liegt an dem etwas zu kleinen Ausgangselko. Oben ist er komplett offen und würde theoretisch bis über 500 kHz rausgehen. Mit C21 werde ich ihn jedoch etwas eindämmen um ggf. auch Schwingungsneigungen usw. zu unterbinden.

Viele Grüße
Frank

_________________
Viele Grüße aus der Pfalz!

Nicht nur alte Radios klingen schön, sondern auch alte Flugzeuge klick

Beidesmal ja.

Zener-Dioden (also Z-Dioden unter 5 V) haben zwar einen negativen Temperaturkoeffizienten, aber für diese niedrige Spannung habe ich noch keine genauen Angaben über den TK gesehen.
Nimm lieber drei Silizium-Dioden.

Gruß, Frank

_________________
Die nächsten Termine • Versender von Elektronik und Dampfradiobedarf

Es muss nicht immer alles Sinn machen. Oft reicht es schon, wenn's Spaß macht.

So richtig gut funktioniert das mit den drei Dioden und einem Parallelwiderstand nicht. Aber es ist hier trotzdem vermutlich die beste Lösung.
Damit die Spannung an den Dioden unabhängig von der Ausgangsspannung wird, müsste R6 durch eine Konstantstromquelle ersetzt werden.

Um den Einfluss des Parallelwiderstands zu senken, kannst du auch Silizium-Dioden mit niedrigerer Flussspannung verwenden, d. h. mit größerer Chipfläche, z. B. aus der 1N4000-Serie.

Statt den drei Dioden, die alle drei thermisch mit der Endstufe gekoppelt werden müssen, kann man auch einen Transistor und drei Widerstände (2 feste + 1 Poti) verwenden und eine Ube-Vervielfacher-Schaltung bauen. Dann muss nur der eine Transistor thermisch gekoppelt werden.

Z-Dioden, die mit dem Zener-Effekt (< 5 V) arbeiten, haben extrem schlechte Kennlinien (sehr hoher Serienwiderstand) und starke Streuungen der thermischen Drift. Da sind drei einzelne Dioden wesentlich besser.
Drei Siliziumdioden in Vorwärtsrichtung haben die gleiche Drift wie drei Basis-Emitter-Dioden.

Die obere Frequenzgrenze würde ich auch absenken. Die Übernahmeverzerrungen um den Nulldurchgang wird man vermutlich nicht hören. Wenn man R8 und R9 verringert, müssten die Verzerrungen auch etwas kleiner werden. Das ist jetzt aber schon Finetuning, das man nur noch messen, aber nicht mehr hören kann.

Bernhard

Hallo,

es gibt El-Cheapo Neuigkeiten.
Zuerst mal den aktuellen Schaltplan:



Was ist passiert? Ich habe zunächst wie vorgeschlagen die drei 1N4148 durch 1N4001 ersetzt und nun mit einem 1 kOhm Poti alle drei Dioden überbrückt. Der Ruhestrom lässt sich nun viel feinfühliger einstellen. Auch bleibt er jetzt konstanter.
Ausgangswert für den Ruhestrom sind immer 10 mA.
Mit der alten Schaltung stieg der Ruhestrom bei „Vollgas-Quälereien“ bis 65 mA an.
Nun nur noch bis auf 45 mA.

Das mit den Dioden thermisch an die Endstufentransitoren koppeln gestaltet sich praktisch sehr schwierig, da ich eine ziemlich abenteuerliche Konstruktion bauen müsste.
Daher hatte ich folgende Idee: Von einem anderen Verstärker habe ich noch Thermistoren mit 50 Ohm. Die habe ich in Reihe zu dem Poti geschaltet, was recht einfach umzusetzen war. Mit etwas Wärmeleitpaste und einem Kabelbinder habe ich den Thermistor mit dem Kühlblech verbunden und den Ruhestrom neu eingestellt. Und siehe da, nach einer „Vollgas-Quälerei steigt der Ruhestrom nur noch auf 25 mA. Das regelt also schon ganz gut. Ich habe mir jetzt mal 100 Ohm Thermistoren bestellt. Ich denke damit sollte es wirklich recht gut passen.

Bis die 100 Ohm Thermistoren da sind werde ich mal den Chinaknaller 9014 in der Vorstufe durch BC549C ersetzen. Dann möchte in die Endstufe mal noch die BD130Y die noch Lager sind einsetzen. Ach, die Emitterwiderstände müssen ja auch noch verbaut werden.

Viele Grüße
Frank

_________________
Viele Grüße aus der Pfalz!

Nicht nur alte Radios klingen schön, sondern auch alte Flugzeuge klick

Hallo Frank!

Kurz über lang sollte das Konstrukt aber seinen 100%igen Dienst versagen.

Der Kabelbinder freut sich nicht über die kontnuierliche Wärmezufuhr. Besser wäre es hier 1-2 kleine Löcher zu bohren und den Heisleiter mit einer Schelle/kleines Blech an den Kühlkörper zu schrauben. Wärmeleitpaste ist dabei logisch. Selbst einkleben wäre eine Option bei dem richtigen Kleber. Hierzu sind allerdings die gezeigten Kühlkörperchen zu dünn. Ich würde die Klemm-Option hier bevorzugen.
Ansonsten weiter so !

paulchen

Mit etwas Improvisieren kann es auch so aussehen (Fotos im Anhang) ...

Ich hatte hier zwecks thermischer Verbindung einfach ein Loch durch einen selbstgesägtes Vierkant-Alu-Profil gebohrt. Durch dieses ist eine Diode vom Typ1N4148 im Glasgehäuse (von Wärmeleitpaste umgeben) gesteckt. Die Anschlüsse sind in der Nähe des Kühlkörpers isoliert. Die Gegentakt-Endstufen-Transistoren (2N2219 und 2N2905) im runden TO-39-Metallgehäuse stecken ebenfalls im Alu-Profil. Das klappt eigentlich sehr gut-

Der Gegentakter ist aber nur ein kleinen Kopfhörerverstärker, daher musste ich nicht so viel Kühlen.

Viele Grüße
Steffen

Hallo,

danke für die Montagetipps. Das mit dem Kabelbinder ist natürlich nur ein Provisorium und wird dann ordentlich gemacht.
Die Thermistoren haben in der Mitte ein fast rundes Gehäuse, da kann man mit einem Stück Lochblech eine prima Schelle bauen.

@Steffen: Dein "Keksdosen-Verstärker" gefällt mir gut, hat was.

EDIT: Ich komme gerade aus der Werkstatt. Der BC549C funktioniert prima. Von den 4 BD130Y die noch auf Lager waren sind 2 hinüber. Jeweils eine Diodenstrecke ist durch
Mal schauen was ich jetzt da reinbaue, die Chinaknaller sind von ziemlich bescheidener Qualität.
Vorallem habe ich jetzt nichts auf Lager.

Viele Grüße
Frank

_________________
Viele Grüße aus der Pfalz!

Nicht nur alte Radios klingen schön, sondern auch alte Flugzeuge klick

Dank Dir Frank. Die Dose hatte ich mir von den CMOY-Projekten (Pow Chu Moy) "abgeguckt". Da ich aber einen stationären KHV wollte, habe ich noch zwei Holzkisten links und rechts unter die Dose gesetzt. Diese enthalten das Netzteil und den Trafo für die Stromversorgung.

Die Schaltung ist klassisch, eine Vorstufe mit Operationsverstärker für die Spannungsverstärkung und ein Ausgangspuffer, für die Stromlieferung mit zwei Transisoren im Gegentakt. Ich hab den Schaltplan mal angefügt.

Mit dem kleinen Amp bin ich soweit ganz zufrieden, wobei ich mich immer schlecht entscheiden kann, mit welchem DIY-KHV ich hören soll.

Viele Grüße
Steffen

Hallo,

es gibt mal wieder El-Cheapo Nachrichten.
Vorab wie immer der aktualisierte Schaltplan. Was ist neu?



Ich habe Emitterwiderstände (R10 und R11) eingebaut. Ich hatte noch 0,33 Ohm auf Lager.
Als Endtransistoren sind nun KD501 von TESLA im Einsatz. Ich muss schon sagen, die Teile sind schon eine andere Klasse als die Chinaknaller. Sehr hochwertig verarbeitet, optisch sehr ansprechend (gibt es gut aussehende Transistoren?) und technisch sehr gut. Sie streuen vom beta-Wert etwas, aber ich habe mir zwei Päarchen ausgemessen.
C1 wurde auf 2,2 µ verkleinert.
C5 auf 4.700 µ (4.400 µ) vergrößert.
C4 auf 220 µ vergrößert.
C20 auf 220 µ vergrößert.
C21 auf 100 pf festgelegt.
R23 mit auf 100 Ohm vergrößert.

So nun die Erklärung dazu:

- Ich wollte in der Endstufe einfach qualitativ hochwertige Transistoren. Die Chinaknaller sind einfach von schlechter Qualität. Die KD501 brauchen auch minimal weniger Ruhestrom um sauber zu arbeiten.
- Die Emitterwiderstände dienen zur Arbeitspunktstabilisierung. Man merkt aber – insbesondere bei 4 Ohm – dass die Ausgangsleistung leicht zurückgeht, was aber nicht schlimm ist. Bei Ub = 35 V sind es an 6,8 Ohm 13 Watt, an 3,9 Ohm 14 Watt Sinus bei 1000 kHz. Würde man die Betriebsspannung entsprechend erhöhen sind sicherlich die originalen 40 Watt Sinus drin.
- R23, also der Thermistor zur Ruhestromstabilisierung wurde auch praktisch auf 100 Ohm erhöht. Jetzt regelt es wirklich prima. Stellt man den Ruhestrom auf 10 mA und führt dann eine „Vollgas-Quälerei“ über 10 Minuten durch steigt der Ruhestrom auf 17 mA. Ich denke das passt so. Den Thermistor habe ich mit Wärmeleitkleber am Kühlblech befestigt.
- C20 wurde vergrößert um eine bessere Spannungssiebung zu haben.
Nachdem jetzt eigentlich alles sehr ordentlich läuft habe ich mich um den Frequenzgang gekümmert.
- C21 habe ich durch Testen auf 100 pf festgelegt. Jetzt ist der Frequenzgang bis ca. 25 kHz linear, danach fällt er langsam ab. Der Peak, den es zwischen 25 und 35 KHz gab, ist nun weg.
- Nach unten fehlte es ihm noch etwas, daher habe ich C4 und C5 vergrößert, wobei C5 im Moment noch provisorisch aus zwei parallelgeschalteten 2.200 µ besteht. C1 war mit 1 µ etwas klein, 2,2 µ passt prima. Hier werde ich dann später einen Folienkondensator einbauen. Jetzt geht es linear bis 22 Hz runter.

Wenn ich es mir recht überlege, habe ich eigentlich jetzt alles angepasst. Oder fällt Euch noch was ein?

Und eine Frage habe ich noch:
Der Ausgangselko liegt ja an der Spannung zwischen den beiden Endtransistoren, also Ub / 2 = ~ 18 Volt.
Reicht hier einen 25 Volt Elko? Die hochwertigen Panasonic gibt es in 4.700 µ nur bis 25 V. Oder ist hier die Gefahr zu groß, dass der Elko beim Einschalten oder bei einer Fehlfunktion doch die volle Spannung abbekommt und sich dann verabschiedet?

Hier noch ein Bild. Die schwarze Schraubklemme links dient zur Ruhestromseinstellung. Hier kommt später einfach eine Drahtbrücke rein. Am linken Transistor sieht man den kleinen grünen Thermistor.
Viele Grüße
Frank

_________________
Viele Grüße aus der Pfalz!

Nicht nur alte Radios klingen schön, sondern auch alte Flugzeuge klick

Ja.

Der Emitter von Q5 muss auch über R11 angeschlossen werden. Andernfalls ist R11 für die Ruhestromstabilisierung wirkungslos (bzw. R5 würde nur als Wärmequelle arbeiten , siehe Plan unten.)



Bernhard

Hier werden mehrere RC-Glieder mit unterschiedlichen Zeitkonstanten verwendet.
Am besten misst du den zeitlichen Verlauf selbst nach:
Wie steigt bzw. sinkt die Spannung zwischen R10 und R11 beim Einschalten?
Wie steigt bzw. sinkt die Spannung zwischen R10 und R11 beim Ausschalten?
Wie ist der Verlauf, wenn die Versorgungsspannung langsam steigt oder sinkt?
Steigt bei irgend einem Fall der Scheitelwert über 18 V?

Bei sehr tiefen Frequenzen, oder wenn eine Last mit weniger als 4 Ohm angeschlossen wird, kommt zusätzlich eine Wechselspannung über C5 hinzu. Deren Scheitelwert plus der Gleichspannung darf dann 25 V nicht überschreiten.
Die "sehr tiefe" Frequenz kann auch ein "Einschaltplopp" der vorgeschalteten Quelle sein. Das ist dann aber ein einmaliger Vorgang.

Vermutlich genügt 25 V in der Praxis.

Bernhard

Da würde ich anders rechnen.
Ich würde den Ausgangselko so wählen, dass seine Nennspannung der Betriebsspannung entspricht. Im Extremfall schaltet der eine Transistor voll durch (Q4) während der andere sperrt (Q6), dann liegt die Betriebsspannung abzüglich ca. 0.3 V Collector-Emitter-Restspannung und abzüglich dem winzigen Spannungsabfall über R10 sowie abzüglich dem Spannungsabfall über dem Lautsprecherwiderstand direkt über dem Ausgangselko. Je länger Q4 durchschaltet, desto höher die Spannung über dem Ausgangselko. Nach kürzester Zeit (geschätzt Zehntelsekunden) liegt die volle Betriebsspannung über dem Ausgangselko. Ein bisschen großzügig dimensionieren macht im Alltagsbetrieb mehr Freude

Viele Grüße
Georg

_________________
Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen.

Das sehe ich auch so.
Die Schaltung sollte so dimensioniert sein, daß der Ausfall eines Bauteiles keine bzw. geringe Folgeschäden hat. Das Durchbrennen eines 250mW-Widerstandes als einziger Folgefehler wäre zu verkraften; das Durchbrennen eines Lautsprechers wohl nicht mehr. Bei den meisten Bauteilen spielt man dafür Kurzschluß, Unterbrechung und Leistungsanpassung durch.

Was kann passieren?
Die Schaltung wird mit 35 .. 40 V betrieben (wurde das mit oder ohne Last gemessen?); ich nehme an, unstabilisiert. Gehen wir von 40 V aus. Die Netzspannung darf um 10% schwanken, also sind es maximal 44 V. Das ist ein möglicher Normalzustand; noch ist kein Fehler aufgetreten.
Aus irgendeinem Grund stirbt nun der obere Transistor; er leitet. Darauf hin knackt es laut im Lautsprecher, und an C5 fallen 44V ab, diese Spannung ist für einen 25V-Elko viel zu hoch.
Als Folgefehler könnte C5 einen erklecklichen Gleichstrom durchlassen, der mehr oder weniger schnell anwächst. Dieser Strom heizt irgendwann die Lautsprecherspule auf. Was jetzt passiert, hängt von der Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes und der Belastbarkeit von R10 ab. Möglicherweise brennt er durch, oder der Elko platzt oder die Lautsprecherspule brennt durch.
Bei einem Netzteil mit diesen Daten würde für C5 einen Elko mit mindestens 50 V Spannungsfestigkeit wählen.
Das gilt auch für die anderen Elkos in der Schaltung. Für C20 ist's offensichtlich. C2 könnte durch einen defekten oder nicht 100%ig angelöteten R2 an Betriebsspannung liegen, C1 und C4 durch Kurzschluß der Kollektor-Emitter-Strecke von Q1.

Gruß, Frank

_________________
Die nächsten Termine • Versender von Elektronik und Dampfradiobedarf

Es muss nicht immer alles Sinn machen. Oft reicht es schon, wenn's Spaß macht.

Hallo,

vielen Dank für die Rückmeldungen.
Zuerst wieder der aktuelle Schaltplan mit den von Bernhard vorgeschlagenen Änderung:



R22 ist der Änderung zum Opfer gefallen. Bernhard meinte, dass er in R22 keinen wirklichen Nutzen sieht. Außerdem ist es vom Platinenlyout wesentlich einfacher ihn wegzulassen.

Dann habe ich C1 in der Schaltung noch durch eine Folie ersetzt.

Ich werde jetzt alle Elkos in einer Spannungsfestigkeit auslegen, die der Betriebsspannung entspricht. Manchmal ist es ja so einfach, wenn es einen Elko in der entsprechenden Spannungsfestigkeit nicht gibt, aber welche mit weniger Kapazität schon, was spricht dagegen, einfach zwei kleinere parallel zu schalten? Das senkt zusätzlich noch den Innenwiderstand der Elkos. Ich baue jetzt zweimal 2.700 µ parallel ein.

Die Betriebsspannung möchte ich stabilisieren. Ein Netzteil mit LM317, welches dann auf 36-37 Volt eigestellt wird.

So die Tage werde ich mal den zweiten Kanal aufbauen.

Viele Grüße
Frank

_________________
Viele Grüße aus der Pfalz!

Nicht nur alte Radios klingen schön, sondern auch alte Flugzeuge klick