Transistorverstärker mit 2N3055 - "El Cheapo"

[captain.confusion]

Hallo,

vielen Dank für die Hinweise zu dieser Schaltung. Wenn man den Text dazu liest soll sie ja schon recht "Hifi-tauglich" sein.

was meinst du mit "die Bootstrapp-Schaltung ... gleichspannungsfrei auslegen"?

Der interne Ruhestrom für die Ansteuerung der Endstufen kommt von Q2 und fließt über R6 und den Lautsprecher. Die Schaltung ist daher nur für niederohmige Lasten geeignet, beispielsweise nicht für hochohmige Kopfhörer.

Im Moment fließt ja ein gewisser Gleichstrom durch den Lautsprecher um den Stromkreis des Treibertransistors zu schließen.
Das möchte ich eigentlich nicht.

2N3055.jpg

Darum würde ich die Schaltung so auslegen, dann könnte wohl auch R7 entfallen.
Noch eine Frage? Darf man wegen dem bereits oben gesagten und dem geringen Basisstrom von Q1 dann R3 vergrößern?

Viele Grüße
Frank

[Opto]

Hallo Frank,

ich habe rein aus Interesse mitgelesen und mir auch den Link angeschaut, zu dem du schreibst, der Text wäre interessant.
Hast du dort auch folgenden Absatz gelesen: "I would recommend that Figure 1 be avoided. Use of an electrolytic capacitor in the speaker output is not a good thing, and measurements made by Doug Self (and others) show low frequency distortion is generated by electros (although the actual mechanism that creates the distortion is unclear)."

Der Autor rät also eigentlich von der ersten Variante ab (die du gewählt hast)...

Ich hab wenig Ahnung von der Materie, wollte nur darauf aufmerksam machen.

Viele Grüße,
Tobi

[Heinz]

Hallo Frank

Da ich die Einfachheit liebe, bin ich zu dieser Schaltung gekommen:

vom HiFi-Gesichtspunkt aus gesehen, stellt die Schaltung eine Verbessserung dar gegenüber der chinesischen Alternative.

Interessant ist auch der Text zu der Schaltung: https://pe2bz.philpem.me.uk/Misc/-%20Au ... ject12.htm

Dieser Text ist ja das Zitat eines Projektes von Rod Elliott und wohl eine Uralt-Version.
R.Elliott hat seit langen Jahren eine eigene Website. Dort findet sich auch das Original des 'El Cheapo'-Verstärkers, an das er sich in dem von Dir verlinkten Text nicht mehr erinnerte, https://sound-au.com/project12a.htm.
Diese Original-Version ist eine noch etwas einfachere Schaltung. Die von Dir verlinkte Schaltungs-Version findet sich dort unter https://sound-au.com/project12.htm zusammen mit einem 'upgedateten' Text.

Die Topologie des 'El Cheapo' entspricht im wesentlichen der Urversion des quasikomplementären Verstärkers, die H.C.Lin im Jahre 1957 veröffentlichte, http://www.semiconductormuseum.com/Tran ... _Page7.htm.
Sie findet sich auch in vielen kommerziellen Verstärkern der 1960er Jahre. So z.B. bei der Klein&Hummel-Konstruktion ES20 von 1967, http://www.hifi-archiv.info/Klein%20&%2 ... index.html.

Man kann einiges lernen über Verstärkerkonstruktion wenn man sich diese Schaltungen mal näher anschaut.

Gruß

Heinz

[Bernhard W]

...Im Moment fließt ja ein gewisser Gleichstrom durch den Lautsprecher um den Stromkreis des Treibertransistors zu schließen.
Das möchte ich eigentlich nicht.

Darum würde ich die Schaltung so auslegen, dann könnte wohl auch R7 entfallen.
Noch eine Frage? Darf man wegen dem bereits oben gesagten und dem geringen Basisstrom von Q1 dann R3 vergrößern?

Bei der originalen Schaltung (70 V; R6 = 2,2 kOhm) liegt an R6 33 V. Der Strom durch R6 und den Lautsprecher beträgt daher 15 mA.

Die Schaltung wie oben müsste funktionieren, aber dann bitte nicht mit 70 V versorgen.

Dass die Spannung an den drei Dioden nicht einstellbar ist und dadurch der Ruhestrom sehr stark variieren kann, wurde ja schon geschrieben.

Wenn man den Lautsprecher abnehmen und eine hochohmige Last anschließen kann, würde ich R7 drin lassen und den Widerstandswert sogar noch etwas verringern. Sonst fließt nach dem Einschalten längere Zeit Strom durch die Last.

R3 darf man ohne weiteres erhöhen, z. B. auf 100 kOhm.

Bernhard

PS: Besonders bei einfachen Schaltungen findet man sehr viele Verbesserungsmöglichkeiten. Wenn man einige umsetzen will, ist die Schaltung nicht mehr einfach.

[Bosk Veld]

PS: Besonders bei einfachen Schaltungen findet man sehr viele Verbesserungsmöglichkeiten. Wenn man einige umsetzen will, ist die Schaltung nicht mehr einfach.

Guter Spruch, da steckt ja soooooviel Wahrheit und Erfahrung drin ...

Gruß, Frank

[Hobbybastler]

Hallo zusammen,

bei einfachen Endstufen fällt mir spontan der schon legendäre EDWIN-Verstärker von Elektor ein (40W-Verssion).

Das war ein sehr gutmütiger Verstärker, welcher einem am Ausgang von Kurzschluss bis zur Hochohmigkeit so ziemlich alles verzeiht.
Ich hatte selbst jahrelang einen in Betrieb.


Viele Grüße

Martin

[Munzel]

Ich persönlich würde eine andere Schaltung aufbauen.
OPV, Komplementärpaar an den Ausgang, Gegenkopplung zurück und fertig. Damit bekommt man auch ruhestromlose Verstärker auf geringen Klirr.
https://www.elektronik-kompendium.de/pu ... dstu_p.htm
https://www.digikey.com/-/media/Images/ ... 0&la=en-US


MfG
Munzel

[EQ80]

Hallo zusammen,
beim lesen hier kam mir gleich die Erinnerung auf zu den Dr. Böhm-Verstärkern, wie sie in den Selbstbau-Orgeln von Dr. Böhm eingesetzt wurden. Die Verstärker-Bausteine wurden damals (so vor 45 Jahren) auch für HiFi-Anwendungen angepriesen:



Die E11 Endtransistoren sind selektierte 2N3055. Der FET am hochohmigen Eingang ist der BF 245.

Dieser Verstärker ist auch sehr einfach gehalten. Die Netzteilelektronik ist auch gleich mit auf der Platine.

Ich habe kürzlich eine Heimorgel mit diesem Verstärkerbaustein geschlachtet. Falls jemand Interesse an dem Baustein hat, nehme ich den gern mal mit nach Mainz. Abgabe kostenlos, bevorzugt an an den Themenersteller hier. Netztrafo wäre auch dabei.

[Bosk Veld]

Schön, mal eine einfache kommerzielle 2N3055-Endstufe zu sehen. Bei der Entwicklung ist sie ja bestimmt schon gut optimiert worden, so daß man sich beim Nachbauen keine großen Sorgen machen muß.
Danke fürs Zeigen, Frank!

Die Widerstände, die den Ruhestrom stabilisieren, sind mit 1 Ohm relativ groß. Ich überlege gerade, welche Aufgabe die parallelgeschalteten Dioden 1N3931 haben. .. hm .. Bei niedrigen Lautstärken haben sie keinen Einfluß. Bei hohen Lautstärken begrenzen sie den Spannungsabfall über die 1-Ohm-Widerstände, wohl damit mehr für den Lautsprecher übrigbleibt. Ist das der Grund?
Dadurch entsteht eine gewisse Unlinearität, die aber durch geeignete Gegenkopplung kompensiert werden kann.

Wofür ist der 5,1-Ohm-Widerstand? Soll er evtl. die Spannungsverstärkung des Pärchens 40362/2N3055unten reduzieren, um die beiden Halbwellen symmetrischer zu bekommen?

Gruß, Frank

[captain.confusion]

Hallo,

vielen Dank für die ganzen Rückmeldungen. Ich glaube das Grundkonzept steht jetzt, ich werde wohl die El-Cheapo Schaltung in der verbesserten Version, mit einer unipolaren Spannung aufbauen. Dazu werde ich mal noch ein wenig im Netz forschen, dazu muss es ja noch mehr geben.
Ich muss jetzt erstmal warten bis der Bausatz angekommen ist und wie einfach man ihn unfrickeln kann.
Danke auch an Frank (EQ80) für das Angebot mit dem Baustein aus der Orgel, ich werde gerne darauf zurückkommen.
Was mich aber auch sehr neugierig gemacht hat ist der Schaltungsvorschlag von Munzel mit dem OP. Das ist ja wirklich sehr minimalistisch, gefällt mir auch sehr gut. Auch da werde ich dranbleiben.
Ich finde es schön, dass wir uns in dieser Art mit einem Thema befassen und das auch soviel kompetentes Wissen eingestreut wird. Man hat so das Gefühl, dass man was Gemeinsames erarbeitet.

P.S.: Gestern brachte der Postmann auch was mit dem 2N3055 bzw. was dem 2N3055 ähnliches. Zwei JLH1969 Module. Das sind sehr kompakte Module, jedoch mit anderen Transistoren bestückt, für 1,99 Euro pro Modul.

Viele Grüße
Frank

[Schiller72]

Ich persönlich würde eine andere Schaltung aufbauen. OPV, Komplementärpaar an den Ausgang, Gegenkopplung zurück und fertig. Damit bekommt man auch ruhestromlose Verstärker auf geringen Klirr.
https://www.elektronik-kompendium.de/pu ... dstu_p.htm

... Was mich aber auch sehr neugierig gemacht hat ist der Schaltungsvorschlag von Munzel mit dem OP. Das ist ja wirklich sehr minimalistisch, gefällt mir auch sehr gut. ...

Hallo Frank,

den (fast) ruhestromlosen Gegentakt-Amp nach Herrn Schaerer kann ich auch sehr empfehlen. Ich hatte mir auf Grundlage der Schaltung (ergänzt noch durch einen zweiten OPV als Vorverstärker inkl. aktiver Loundness-Korrektur (abschaltbar)) eine kleine Soundbar gebastelt und bin eigentlich sehr zufrieden mit dem Teil.
Als Endstufen-Transitoren habe ich TIP29C und TIP30C eingesetzt, da ich diese noch auf Lager hatte.
Die ca. 2x 6Watt @8Ohm Ausgangsleistung sind mehr als ausreichend, gerade an den recht wirkungsgradstarken Faital-Chassis (3FE25), die ich verwende.
Die geringe Stromaufnahme in Ruhe war ein Hauptkriterium für meine Entscheidung den Amp diskret aufzubauen, mit üblichen analogen IC-Leistungs-Amps kommt man nicht auf so geringe Werte (außer evt. über zusätzliche Standby-Schaltungen).

Viele Grüße
Steffen

Quellen:
https://www.elektronik-kompendium.de/pu ... dstu_p.htm
http://www.redcircuits.com/Page164.htm

[Bernhard W]

Für eine "minimalistische" Schaltung mit gutem Klang würde ich einen TDA2030A oder ähnlich nehmen. Der hat schon fast alles eingebaut, inklusive thermischen und Kurzschluss-Schutz, und man benötigt nur wenige zusätzliche Bauteile. Vom Prinzip her arbeitet er auch wie ein Operationsverstärker. Außerdem ist er ziemlich günstig. Ein Nachteil ist die hohe Stromaufnahme von 50 mA.

Beim Verstärker von Dr. Böhm entfällt die Ruhestromeinstellung. Die hohen Emitterwiderstände (1 Ohm) erlauben hohe Toleranz der Spannung zwischen der Basen der 40631 und 40362. Hohen Laststrom übernehmen die Dioden 1N3193.
Vorteil: keine Ruhestromeinstellung notwendig. Nachteil: Der Klirrfaktor ist höher.

Die Transistoren E11 schalten relativ langsam. Bei hohen Frequenzen kann der andere Zweig noch etwas leiten und es fließt hoher Querstrom.
Bei positiven Halbwellen begrenzt der Widerstand 4,7 kOhm an der Basis des 40361 den Strom.
Bei negativen Halbwellen kann der 40360 wesentlich höheren Strom treiben. Der Widerstand 5,1 Ohm begrenzt dann den Strom durch den 40362.

Bernhard

[captain.confusion]

Hallo,

so gestern kam noch Post. Der Bausatz ist da.
Hier mal ein Bild, die beiden kleinen Module oben sind JLH1969 Verstärker. Sie orientieren sich an der Originalschaltung, haben jedoch andere Transistoren verbaut.

20200306_073553_klein.jpg

Die bei dem Bausatz mitgelieferte Platine mach einen soliden Eindruck. Zur Qualität der Bauteilen kann ich noch nichts sagen, die Endstufentransistoren sind 3dd15d, also keine 2N3055, die Vorstufen- und Treibertransistoren sind wie o.a. vom Typ 9012 und 9014 und sehen aus wie "geschrumpfte TO92" Typen.
Ich werde mal jetzt etwas rumprobieren, ob ich das Ganze mit wenig Aufwand auf EL-Cheapo umfrickeln kann.

Dazu noch eine kurze Frage: Meine Transistorgrabbelkiste gibt leider nicht viel her, BD139 / 140 o.ä. sind keine da. Welche würdet Ihr da nehmen, es gibt zwei Beta-Gruppen, -6 oder -10.
Ich werde mir für erste Tests mit 2N1613 und 2N2904 helfen, die sollten es ja auch tun, die BD139 / 140 sind m.E. ja leicht überdimmensioniert.

Jetzt hätte ich noch eine Frage wegen dem OP-Verstärker. Die Schaltung begeistert mich immer mehr. Eigentlich kann man da ja als Transistoren so ziemlich alles dranhängen. De Transistoren laufen ja ohne Ruhestrom, es müsste dann auch Germanium gehen?
Könnte man da auch direkt zwei Darlingtons dranhängen und so z.B. eine Quasikomplementärschaltung aufbauen?
Das hat irgendwie was von Experimentierkasten, gefällt mir.

Viele Grüße
Frank

[Bernhard W]

...Jetzt hätte ich noch eine Frage wegen dem OP-Verstärker. Die Schaltung begeistert mich immer mehr. Eigentlich kann man da ja als Transistoren so ziemlich alles dranhängen. De Transistoren laufen ja ohne Ruhestrom, es müsste dann auch Germanium gehen?
Könnte man da auch direkt zwei Darlingtons dranhängen und so z.B. eine Quasikomplementärschaltung aufbauen?

Hallo Frank,

Germaniumtransistoren würde ich nicht nehmen. Bei den Endstufen wird das Halbleiterkristall impulsförmig sehr heiß. Siliziumtransistoren vertragen dabei kurzzeitig über 200 °C. Bei Germaniumtansistoren sinkt die Flussspannung der Basis-Emitter-Diode bei etwas über 100 °C auf 0 V, d. h. sie wird selbstleitend und der Transistor kann mit Ube = 0 V nicht mehr abgeschaltet werden. (Das ist der übliche Tod der AC187/AC188). Germaniumtransistoren in der Endstufe müssen ein wesentlich größeres Halbleiterkristall enthalten und die Kühlung muss besser sein als bei Siliziumtransistoren. Das wird teuer.

Die Darlingtonschaltung aus zwei (gleichpolaren) Transistoren benötigt die doppelte Basis-Emitter-Spannung. Damit steigt der Klirrfaktor.

Die Quasidarlingtonschaltung (zwei inverspolaren) Transistoren hat bei der Übernahme des zweiten Transistors zusätzlich eine Spannungsverstärkung, die zum Schwingen im Bereich des Nulldurchgangs führen kann. Das muss man mit einem Oszilloskop mit unterschiedlichen Lasten anschauen und ggf. mit je einem kleinen Kondensator unterbinden. Siehe Schaltung, die Heinz am 24.02.2020 15:39 vorgestellt hat. (470 pF an der Quasidarlingtonschaltung)

Bernhard

[captain.confusion]

Hallo,

noch eine Frage zu dem OP-Verstärker:

Bei den vorgestellten Schaltungen sind der OP und die Endstufentransistoren ja gleichspannungsmäßig gekoppelt. Könnte man diese auch durch einen Koppelkondensator voneinander trennen und so mit verschiedenen Versorgungsspannungen arbeiten?
Folgende Überlegung: Der OP wird mit +-15 Volt betrieben. Aus einer weiteren Trafowicklung gewinne ich ein zweite, einfache Betriebsspannung (z.B. 24 V) und versorge damit die Endstufentransistoren und kopple das Signal über einen Ausgangselko aus.

Weitere Frage: Ich habe zwei gleiche Endstufentransistoren und schalte davor einen einfachen Transistor als Phasenwender, so wie K1 ind dem ersten Bild: https://elektroniktutor.de/analogversta ... kompl.html
Zwischen den Basen Endstufentrasistoren liegen ja nun bei Silizium 0,6 V. Das wird wohl nicht für einen Ruhestrom reichen, sollte aber den Klirr senken, da pro Endstufentransistor nur 0,3 Volt überwunden werden müssen. Sehe ich das richtig?
Der Phasenwender ist ja im Prinzip so beschaltet wie ein Röhrenphasenwender. Ich denke die Basis kommt auf die halbe Betriebsspannung und wird über R1 und R2 eingestellt. R Emitter und R Collector sollte ja wie bei einer Röhrenschaltung gleichgroß sein. Bei einer Röhrenschaltung würde ich jetzt ungefähr wissen wie ich die 4 Widerstände zu dimensionieren habe. Bei der Transistorschaltung eher weniger
Kann mir jemand da einen Anhaltspunkt für z.B. 24 Volt Betriebsspannung geben?

Mir ist klar, dass wenn ich eine solche Schaltung mit Phasenwender aufbaue, das Ganze einen "Ruhestrom" braucht, da durch den Phasenwender ja ein Strom fließt.

Viele Grüße
Frank