Hallo Gemeinde,
habe hier in meinem Rep.Cafe einen tollen Rotel RA-1412 hereinbekommen – mit 22 Kg ein echtes Schwergewicht.
Fehlerbeschreibung: Ein Kanal ohne Funktion
Habe recht schnell herausgefunden, dass der UNITE Trennschalter der Übeltäter war (bei diesem Verstärker kann man die Vorstufe von der Endstufe über diesen Schalter trennen um die Endstufe separat zu nutzen).
Mit ein wenig Kontaktspray war der defekte Kanäle wieder zu hören.
Allerdings waren die Aussteuerungsanzeigen nicht synchron bei gleichem Eingangspegel. Nach dem Studium der hervorragenden Serviceanleitung die es tatsächlich im Netz noch zu finden war, fand ich heraus, dass es dafür eine Justiermöglichkeit gab. Leider hat diese nicht zur vollständigen Befriedigung des Problems geführt. Lediglich für eine bestimmte Lautstärke konnte man beide Anzeigen synchronisieren. Sobald man eine andere Lautstärke einstellte, gab es wieder Unterschiede.
Habe mich dann weiter durch die Serviceanleitung gehangelt um die dort beschriebenen Einstellungen des Ruhestroms und des DC Offsets durchzuführen. Beides hat nicht funktioniert. Bei der Einstellung des DC Offsets konnte ich lediglich bis zu einer kleine positive Spannung herunterregeln. Die 0V Marke oder ein negativer Wert konnte nicht erreicht werden (gemessen mit einem digitalen Multimeter. Ein Analoges Messgerät mit Mittenanzeige steht mir nicht zur Verfügung).
Auch bei der Ruhestrom Einstellung konnte ich die angegebenen 30mV an den Testpunkten T1und T2 nicht einstellen. Es waren lediglich um die 400mV als tiefster Wert einstellbar.
Daraufhin wollte ich mir das Signal am Ausgang anschauen, wobei bei Anlegen der Masse der Prüfspitze eines USB Oszilloskops (Mailhaus DS1M12) über einen Lab-Top (ohne Erde Verbindung!) die Sicherungen der Endstufe auslösten!?
Zwei Endstufentransistoren 2SD426 einer Seite waren hinüber. Diese gab es bei meinem Hauslieferanten (Reichelt) nicht - aber dafür die 2SD424 mit fast den gleichen Werten nur für 150W (anstatt 100W). Habe davon dann direkt 4 Stück bezogen und anstelle der 4 originalen auf einer Seite eingebaut. Vorher habe ich versucht, die anderen Treiber Transistoren auf der Platine zu überprüfen, was sich als sehr schwierig herausstellte. Zumindest diejenigen an die ich mit den Prüfspitzen dran kam waren i.O. . Um an alle heranzukommen müsste man die Platine ausbauen und dabei alle Kabelverbindungen, die auf der Platine gewrappt sind, zerschneiden und anschließend wieder zusammenlöten.
Das habe ich zunächst einmal nicht gemacht aber vorsichtshalber beim nächsten Einschalten die Sicherungen mit 150 Ohm überbrückt – und sofort wieder ausgeschaltet, da sie sofort heiß wurden.
Da ja - wie im Schaltplan zu erkennen ist - je 2 der Transistoren pro +/- Zweig parallel geschaltet sind habe ich mich gefragt, inwieweit die Transistoren gepaart sein müssten. Der Test mit einem China Transistor Tester (Tr4) ergab nur Mist: bei einem Transistor wurde tatsächlich ein hfe Wert angezeigt aber bei einem anderen zwei Dioden mit und bei einem anderen zwei Widerstände!? Also kann man entweder dieses Messgerät in die Tonne entsorgen oder die Transistoren. Bei der klassischen Diodenstrecken Messung waren allen Transistoren i.O. .
Nun meine Fragen an die Experten:
1. Wie tolerabel dürfen die Pärchen der jeweiligen +/- Zweige,- und wie der 4 der ganzen Stufe sein? Ich nehme an, dass man zunächst einmal auch die Endstufe mit lediglich einem Transistor in je einem +/- Zweig laufen lassen kann, oder?
2. Wenn es tatsächlich Pärchen sein müssen – wo kann man solche beziehen – eventuell natürlich auch Ersatztypen?
3. Zum Testen ob der vordere Teil der Endstufe noch funktioniert – könnte man sie auch einmal ohne Endtransistoren testen?
Auf Euer Feedback bin ich gespannt und bedanke mich schon einmal herzlich.
UliGausG
Rotel RA-1412
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UliGausG
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Rotel RA-1412
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Bernhard W
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Re: Rotel RA-1412
Hallo UliGausG,
der Plan ist leider etwas unscharf. Wenn ich längere Zeit draufschaue, ist das für meine Augen zu anstrengend. Der Plan von Elektrotanya ist schärfer, aber dort ist die Endstufe auf zwei Seiten verteilt.
Im Schaltbild liegt Masse zwischen den beiden Versorgungsspannungen der Endstufe und auf Chassis-Potential. Beim Anklemmen eines Messgeräts an Masse dürfte nichts passieren.
Der Ruhestrom ist anscheinend viel zu hoch. Das sieht aus, als ob eine Basis-Emitter-Spannung (Soll: ca. 0,6 V) fehlt, also irgendwo ein Kurzschluss zwischen Basis und Emitter vorliegt.
Die Spannung zwischen Kollektor und Emitter von Q604 muss mit VR602 bis etwas unter 3,0 V einstellbar sein. Wenn das funktioniert, liegt der Fehler im Leistungsteil.
Mit VR601 kann man die Offsetspannung um ca ± 0,7 V verstellen. Das muss bei weitem ausreichen, um den Nullpunkt einzustellen. Der Eingangs-Differenzverstärker scheint völlig unsymmetrisch verstimmt zu arbeiten. Das kann auch daran liegen, dass irgend ein Transistor vollständig ausgefallen ist.
Im Schaltplan sind einige Spannungen angegeben, die würde ich mal nachmessen. Wenn die Endstufe zu warm wird, versuche mal den Betrieb mit niedrigerer Versorgungsspannung, z. B. über ein separates Netzteil. Am schnellsten wird sein, jeweils die Basis-Emitter-Spannung zu messen, die bei allen um 0,6 V betragen muss. Irgendeine dieser Spannungen wird deutlich zu niedrig sein.
Die Verstärkung wird eingestellt über das Verhältnis R614 / R612 und das ist unabhängig von der Lautstärke und der Aussteuerung, wenn die Grundverstärkung ausreichend hoch ist. Die Abhängigkeit der Verstärkung kann ebenfalls durch ungenügende Grundverstärkung verursacht werden, z. B. durch Ausfall einer Transistor-Verstärkerstufe.
Bernhard
der Plan ist leider etwas unscharf. Wenn ich längere Zeit draufschaue, ist das für meine Augen zu anstrengend. Der Plan von Elektrotanya ist schärfer, aber dort ist die Endstufe auf zwei Seiten verteilt.
Im Schaltbild liegt Masse zwischen den beiden Versorgungsspannungen der Endstufe und auf Chassis-Potential. Beim Anklemmen eines Messgeräts an Masse dürfte nichts passieren.
Der Ruhestrom ist anscheinend viel zu hoch. Das sieht aus, als ob eine Basis-Emitter-Spannung (Soll: ca. 0,6 V) fehlt, also irgendwo ein Kurzschluss zwischen Basis und Emitter vorliegt.
Die Spannung zwischen Kollektor und Emitter von Q604 muss mit VR602 bis etwas unter 3,0 V einstellbar sein. Wenn das funktioniert, liegt der Fehler im Leistungsteil.
Mit VR601 kann man die Offsetspannung um ca ± 0,7 V verstellen. Das muss bei weitem ausreichen, um den Nullpunkt einzustellen. Der Eingangs-Differenzverstärker scheint völlig unsymmetrisch verstimmt zu arbeiten. Das kann auch daran liegen, dass irgend ein Transistor vollständig ausgefallen ist.
Im Schaltplan sind einige Spannungen angegeben, die würde ich mal nachmessen. Wenn die Endstufe zu warm wird, versuche mal den Betrieb mit niedrigerer Versorgungsspannung, z. B. über ein separates Netzteil. Am schnellsten wird sein, jeweils die Basis-Emitter-Spannung zu messen, die bei allen um 0,6 V betragen muss. Irgendeine dieser Spannungen wird deutlich zu niedrig sein.
Die Verstärkung wird eingestellt über das Verhältnis R614 / R612 und das ist unabhängig von der Lautstärke und der Aussteuerung, wenn die Grundverstärkung ausreichend hoch ist. Die Abhängigkeit der Verstärkung kann ebenfalls durch ungenügende Grundverstärkung verursacht werden, z. B. durch Ausfall einer Transistor-Verstärkerstufe.
Bernhard
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Bernhard W
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Re: Rotel RA-1412
Jetzt habe ich einen gut lesbaren Gesamtplan.
> Nun meine Fragen an die Experten:
> 1. Wie tolerabel dürfen die Pärchen der jeweiligen +/- Zweige,- und wie der 4 der ganzen Stufe sein?
Eine besondere Paarung ist nicht notwendig. Die beiden parallel geschalteten sollen aber jeweils in der gleichen Stromverstärkungsgruppe sein, damit die Leistung unter Last etwa gleich verteilt wird.
> Ich nehme an, dass man zunächst einmal auch die Endstufe mit lediglich einem Transistor in je einem +/- Zweig laufen lassen kann, oder?
Ja. Dann darf man aber nur die etwa die halbe Leistung fordern.
> 2. Wenn es tatsächlich Pärchen sein müssen – wo kann man solche beziehen – eventuell natürlich auch Ersatztypen?
Von den Originaltypen 2SD426 habe ich kein Datenblatt, daher nur allgemeine Infos:
Leistungstransistoren für Audio-Endstufen, d. h. mit großer SOA (Safe Operating Area), gibt es noch z. B. von Toshiba, Sanken und onsemi und eventuell noch von STM. Das Gehäuse scheint TO-3 zu sein. Das ist teuer und damit selten geworden. Je nach Platz auf dem Kühlkörper passen dort auch die neueren Kunststoff-Gehäuse TO-218 und TO-247, die dann mit nur einer Schraube befestigt werden.
> 3. Zum Testen ob der vordere Teil der Endstufe noch funktioniert – könnte man sie auch einmal ohne Endtransistoren testen?
Das kann zur Überlastung von R624 oder R626 und R622 führen.
Bernhard
> Nun meine Fragen an die Experten:
> 1. Wie tolerabel dürfen die Pärchen der jeweiligen +/- Zweige,- und wie der 4 der ganzen Stufe sein?
Eine besondere Paarung ist nicht notwendig. Die beiden parallel geschalteten sollen aber jeweils in der gleichen Stromverstärkungsgruppe sein, damit die Leistung unter Last etwa gleich verteilt wird.
> Ich nehme an, dass man zunächst einmal auch die Endstufe mit lediglich einem Transistor in je einem +/- Zweig laufen lassen kann, oder?
Ja. Dann darf man aber nur die etwa die halbe Leistung fordern.
> 2. Wenn es tatsächlich Pärchen sein müssen – wo kann man solche beziehen – eventuell natürlich auch Ersatztypen?
Von den Originaltypen 2SD426 habe ich kein Datenblatt, daher nur allgemeine Infos:
Leistungstransistoren für Audio-Endstufen, d. h. mit großer SOA (Safe Operating Area), gibt es noch z. B. von Toshiba, Sanken und onsemi und eventuell noch von STM. Das Gehäuse scheint TO-3 zu sein. Das ist teuer und damit selten geworden. Je nach Platz auf dem Kühlkörper passen dort auch die neueren Kunststoff-Gehäuse TO-218 und TO-247, die dann mit nur einer Schraube befestigt werden.
> 3. Zum Testen ob der vordere Teil der Endstufe noch funktioniert – könnte man sie auch einmal ohne Endtransistoren testen?
Das kann zur Überlastung von R624 oder R626 und R622 führen.
Bernhard
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UliGausG
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Re: Rotel RA-1412
Ganz herzlichen Dank Bernhard,
das hilft mir insofern weiter, als dass ich nun vielleicht als erstes mit lediglich einem Endtransistor in jedem Zweig und mit einer niedrigeren Versorgungsspannung teste.
Das Servicemanual beschreibt zwar hervorragend (wie früher üblich), wie der Verstärker auseinandergebaut werden kann. Aber da die einzelnen Stufen mit Drähten verbunden sind, wird es schwierig sein, einen vernünftigen Testaufbau hinzubekommen.
Werde also zunächst einmal probieren, ob die anderen Bauteile/Transistoren der Endstufe einen Schaden habe ohne unbedingt die Platine auszubauen.
Werde weiter berichten (kann allerdings etwas dauern, da ich gerade auch noch am bauen bin.......).
UliG
das hilft mir insofern weiter, als dass ich nun vielleicht als erstes mit lediglich einem Endtransistor in jedem Zweig und mit einer niedrigeren Versorgungsspannung teste.
Das Servicemanual beschreibt zwar hervorragend (wie früher üblich), wie der Verstärker auseinandergebaut werden kann. Aber da die einzelnen Stufen mit Drähten verbunden sind, wird es schwierig sein, einen vernünftigen Testaufbau hinzubekommen.
Werde also zunächst einmal probieren, ob die anderen Bauteile/Transistoren der Endstufe einen Schaden habe ohne unbedingt die Platine auszubauen.
Werde weiter berichten (kann allerdings etwas dauern, da ich gerade auch noch am bauen bin.......).
UliG
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Bernhard W
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Re: Rotel RA-1412
Hallo UliG,
man kann auch in die beiden Versorgungsleitungen je einen Leistungs-Widerstand in Reihe schalten, um fehlerhafte Bauteile zu suchen und dabei keine neuen Schäden zu erzeugen.
Ich versuche mal eine grobe Funktionsbeschreibung des "Main Amp.":
Kern ist die unabhängige Konstantstromquelle, die mit Q603 gebildet wird. Über R607, D601 und R608 fließt 0,8 mA. An R607 stellt sich 0,12 V ein. Wenn die Basis-Emitter-Spannung von Q603 genau so groß ist, wie die Spannung an D601, stellt sich auch über R611 0,12 V ein. D. h. Q603 liefert auch 0,8 mA.
Wenn ich 0,1 V Toleranz der Diodenschwellen annehme, streut der Strom durch Q603 um 80 %. Ein ziemlich schlechtes Design aus meiner Sicht. Ich hätte 607 und R611 höher gewählt, z. B. 330 Ω. Aber egal, Rotel wird das ausprobiert haben.
Dieser Strom fließt durch den Shunt-Spannungsregler, der mit D001, Q604 usw. gebildet wird. Dabei fließt ca. 0,2 mA durch D001 und der Rest, also ca. 0,6 mA, durch Q604. Zwischen Kollektor und Emitter von Q604 stellt sich eine konstante Spannung um 3,5 V ein, die mit VR602 etwas variiert werden kann. Sie Spannung sinkt mit steigender Temperatur genau so stark, wie die Basis-Emitter-Schwellen der Transistoren der Endstufe (über Q607, Q609, Q001/Q002, Q610 und Q608 gelangt man auf die andere Seite des Shunt-Spannungsreglers.
Hier lauert der zweite Schwachpunkt des Designs. Wenn der Schleiferkontakt von VR602 unterbricht, erhält Q604 keinen Basisstrom mehr. Q604 schaltet aus, die Spannung zwischen Kollektor und Emitter steigt schnell an und der Strom von Q603 fließt in die Basis von Q607. Alle Transistoren der Endstufe schalten ein, was zur Zerstörung führt.
Q607, Q609 und Q001/Q002 bilden eine Dreifach-Darlington-Schaltung (nur Stromverstärkung) zum Lautsprecherausgang, die den positiven Ausgangsstrom treibt.
Q608 und Q610 bilden eine Zweifach-Darlington-Schaltung zum Lautsprecherausgang für den negativen Ausgangsstrom. Dabei wird der Strom durch Q610 zusätzlich durch Q003/Q004 verstärkt (Quasi-Darlington-Konfiguration, d. h. mit zusätzlicher Spannungsverstärkung).
Die positiven und die negativen Halbwellen werden also unterschiedlich stark verstärkt. Paarung der Endstufentransistoren würde hier keinen Vorteil bringen.
Die zusätzliche Spannungsverstärkung der negativen Halbwelle erhöht die Schwingneigung, deshalb werden hier vier Kondensatoren
zur Stabilisierung verwendet (C605, C606, C608 und C609).
Als Eingang wird ein Differenzverstärker (Q601 und Q602) verwendet, wie bei einem Operationsverstärker. Die Basis von Q601 bildet den nicht-invertierenden Eingang und die Basis von Q602 den invertierenden Eingang. Betrieben wird der Differenzverstärker über R604, der 0,8 mA liefert.
Die Auskopplung der Signale erfolgt am Kollektor von Q601 und Q602 bzw. an den Widerständen R606 und R610. Das geschieht hier vorbildlich über einen zweiten Differenzverstärker (Q605 und Q606), der dafür sorgt, dass sich über R606 und R610 die gleiche Spannung einstellt. Das bedeutet, der Strom durch R604 teilt sich immer genau gleich auf Q601 und Q602 auf, d. h. je 0,4 mA, also 1,1 V über R606 und R610.
Über VR601 kann der Spannungsfall über R605, R609 und VR601 um ± 360 mV verstimmt werden. (nicht ± 0,7 V wie anfangs grob abgeschätzt)
Vom zweiten Differenzverstärker (Q605 und Q606) wird nur der Kollektor von Q605 verwendet, der den Strom von der Quelle Q603 (über den Spannungsregler Q604) zur negativen Versorgung abführt.
Die Wechselspannungs-Verstärkung des "Main Amp." beträgt vAC = 1 + R614/R612 = 1 + 47 kΩ / 1,5 kΩ = 32,3 = 30 dB.
(Der Blindwiderstand von C604 wird dabei als vernachlässigbar kleiner als R612 betrachtet.)
Für Gleichspannung ist C604 nicht wirksam, Die Gleichspannungs-Verstärkung beträgt vDC = 1. Der geringe Unterschied der Basis-Emitter-Spannungen von Q601 und Q602 wird nicht verstärkt.
Die Basisströme von Q601 und Q602 fließen über R603 bzw. R614. Da R603 = R614, erzeugen die Basisströme die gleiche Spannung, also keine Differenz-Spannung. Nur die Differenz der Basisströme erzeugt eine (kleine) Gleichspannung.
Bernhard
man kann auch in die beiden Versorgungsleitungen je einen Leistungs-Widerstand in Reihe schalten, um fehlerhafte Bauteile zu suchen und dabei keine neuen Schäden zu erzeugen.
Ich versuche mal eine grobe Funktionsbeschreibung des "Main Amp.":
Kern ist die unabhängige Konstantstromquelle, die mit Q603 gebildet wird. Über R607, D601 und R608 fließt 0,8 mA. An R607 stellt sich 0,12 V ein. Wenn die Basis-Emitter-Spannung von Q603 genau so groß ist, wie die Spannung an D601, stellt sich auch über R611 0,12 V ein. D. h. Q603 liefert auch 0,8 mA.
Wenn ich 0,1 V Toleranz der Diodenschwellen annehme, streut der Strom durch Q603 um 80 %. Ein ziemlich schlechtes Design aus meiner Sicht. Ich hätte 607 und R611 höher gewählt, z. B. 330 Ω. Aber egal, Rotel wird das ausprobiert haben.
Dieser Strom fließt durch den Shunt-Spannungsregler, der mit D001, Q604 usw. gebildet wird. Dabei fließt ca. 0,2 mA durch D001 und der Rest, also ca. 0,6 mA, durch Q604. Zwischen Kollektor und Emitter von Q604 stellt sich eine konstante Spannung um 3,5 V ein, die mit VR602 etwas variiert werden kann. Sie Spannung sinkt mit steigender Temperatur genau so stark, wie die Basis-Emitter-Schwellen der Transistoren der Endstufe (über Q607, Q609, Q001/Q002, Q610 und Q608 gelangt man auf die andere Seite des Shunt-Spannungsreglers.
Hier lauert der zweite Schwachpunkt des Designs. Wenn der Schleiferkontakt von VR602 unterbricht, erhält Q604 keinen Basisstrom mehr. Q604 schaltet aus, die Spannung zwischen Kollektor und Emitter steigt schnell an und der Strom von Q603 fließt in die Basis von Q607. Alle Transistoren der Endstufe schalten ein, was zur Zerstörung führt.
Q607, Q609 und Q001/Q002 bilden eine Dreifach-Darlington-Schaltung (nur Stromverstärkung) zum Lautsprecherausgang, die den positiven Ausgangsstrom treibt.
Q608 und Q610 bilden eine Zweifach-Darlington-Schaltung zum Lautsprecherausgang für den negativen Ausgangsstrom. Dabei wird der Strom durch Q610 zusätzlich durch Q003/Q004 verstärkt (Quasi-Darlington-Konfiguration, d. h. mit zusätzlicher Spannungsverstärkung).
Die positiven und die negativen Halbwellen werden also unterschiedlich stark verstärkt. Paarung der Endstufentransistoren würde hier keinen Vorteil bringen.
Die zusätzliche Spannungsverstärkung der negativen Halbwelle erhöht die Schwingneigung, deshalb werden hier vier Kondensatoren
zur Stabilisierung verwendet (C605, C606, C608 und C609).
Als Eingang wird ein Differenzverstärker (Q601 und Q602) verwendet, wie bei einem Operationsverstärker. Die Basis von Q601 bildet den nicht-invertierenden Eingang und die Basis von Q602 den invertierenden Eingang. Betrieben wird der Differenzverstärker über R604, der 0,8 mA liefert.
Die Auskopplung der Signale erfolgt am Kollektor von Q601 und Q602 bzw. an den Widerständen R606 und R610. Das geschieht hier vorbildlich über einen zweiten Differenzverstärker (Q605 und Q606), der dafür sorgt, dass sich über R606 und R610 die gleiche Spannung einstellt. Das bedeutet, der Strom durch R604 teilt sich immer genau gleich auf Q601 und Q602 auf, d. h. je 0,4 mA, also 1,1 V über R606 und R610.
Über VR601 kann der Spannungsfall über R605, R609 und VR601 um ± 360 mV verstimmt werden. (nicht ± 0,7 V wie anfangs grob abgeschätzt)
Vom zweiten Differenzverstärker (Q605 und Q606) wird nur der Kollektor von Q605 verwendet, der den Strom von der Quelle Q603 (über den Spannungsregler Q604) zur negativen Versorgung abführt.
Die Wechselspannungs-Verstärkung des "Main Amp." beträgt vAC = 1 + R614/R612 = 1 + 47 kΩ / 1,5 kΩ = 32,3 = 30 dB.
(Der Blindwiderstand von C604 wird dabei als vernachlässigbar kleiner als R612 betrachtet.)
Für Gleichspannung ist C604 nicht wirksam, Die Gleichspannungs-Verstärkung beträgt vDC = 1. Der geringe Unterschied der Basis-Emitter-Spannungen von Q601 und Q602 wird nicht verstärkt.
Die Basisströme von Q601 und Q602 fließen über R603 bzw. R614. Da R603 = R614, erzeugen die Basisströme die gleiche Spannung, also keine Differenz-Spannung. Nur die Differenz der Basisströme erzeugt eine (kleine) Gleichspannung.
Bernhard