Endstufen zum aktivieren meiner Dynaudios

[battlecore]

Masseflächen und Masseverbindung

Nabend.

Beim Platinenlayout fallen ja auch Massesignale an.
Ich würde eine Massefläche ins das Layout einbinden wobei es zwei Möglichkeiten gibt.

Die erste wäre das ich die Massefläche einfach nur an die Masseklemme vom Netzteil anschliesse. Dann wäre nur dort die Verbindung.

Die zweite wäre das ich die Massefläche an alle Massesignale anschliesse. Also wird die Massefläche gleichzeitig der Masseanschluss für die Bauteile.

Was wäre vorteilhafter?

Die Signalmasse ist von der Netzteilmasse getrennt, ich verbinde die eventuell über einen kleinen Widerstand miteinander.

Gruß,
Michael.

[Frank Schölch]

Ohne jetzt alles gelesen zu haben:

-Im Allgemeinen reichen die billigen 78xx Regler voll aus, da einerseits die nachgeschalteten Kondensatoren bzw. Filter das hochfrequente Rauschen eh unterdrücken bzw. die damit versorgten Audiostufen die niederfrequenten Störkomponenten ausregeln. Beispiel Endstufe unter hoher Last: der 100Hz Netzbrumm an den Ladeelkos tritt am Ausgang nur so schwach auf, daß er mit Hobbymitteln kaum noch zu messen ist.

-Soft-Recoverydioden oder Schottkydioden am 50Hz Gleichrichter sind verschwendetes Geld. Da tun es ganz normale Si Brückengleichrichter oder 1N540x. Die parallelen Keramik-Kondensatoren verhindern dann auch, daß Rundfunksender im Verstärker hörbar werden.

-Schaltnetzteile sind an sich auch gut in den Griff zu krigen, jedoch mit einem vielfachen des Aufwands. Um die Qualität einer 78xx Spannung zu erriechen, ist bei einem Tiefsetzsteller schon ein beträchtlicher Aufwand zu treiben. Magnetische Abschirmung, dreifache LC-Filter usw. Das lohnt sich nur bei hohen Leistungen ab etwa 100W.

-Soll ein linearer Regler besonders gute Regeleigenschaften haben, so würde ich den diskret mit drei Transistoren und einer Z-Diode aufbauen. Klassische schaltung mit Differenzverstärker und Leistungssteller. Funktioniert sehr gut und erreicht Bandbreiten bis mehrere 100kHz. Zum Vergleich: LM317 schaffen je nach Hersteller nur etwa 10kHz.

-Von besonderer Wichtigkeit ist die mechanische Platzierung der Bauteile und das Layout. Bewährt ist eine bedingt sternförmige Masse unter der strikten vermeidung von Brummschleifen. Und der Trafo im netzteil sollte geschirmt sein und so montiert, daß er nicht einstreuen kann. Besonders störend ist eine Konfiguration mit mittig sitzendem Trafo, wobei die Signale rund herum geführt werden. Das wird bei vielen Endstufen so praktiziert.

[battlecore]

Hi Frank.

Beim Netzteil bin ich jetzt auch auf der Spur mit 78/79-Reglern und C drüber undso alles. Schaltnetzteil wäre für mich zu aufwendig geworden weil ich auch nicht über entsprechende Berechnungs/Simulations- und Messmittel verfüge. Aber dafür ist alles auch ein wenig verfeinert mittlerweile, so gut ich es hobbymässig halt machen kann.

Das mit der Trafoplatzierung kenn ich auch. Normalerweise würde ich den schräg zu den Bauteilen bzw anderen Trafos oder Schaltungen anbringen wegen dem Streufeld. Das Netzteil ist bei mir auch auf einer eigenen Platine. Eine Kupferhaube mit Masseanschluss bekommt der auch spendiert, haben ja genug Kupferblech rumfliegen. Ich denke das müsste zum Abschirmen ausreichen. Wechselstromführende Leiterbahnen sind entfernt von den Gleichstromführenden.

Auf der einen Platinenhälfte gibt es einen Netzfilter und darunter den Netztrafo. auf der anderen hälfte sind Gleichrichter, Regelung und Siebung. Im Moment gelingt es mir nicht den Trafo 45° zu drehen. Da muss ich mich nochmal bei Eagle vertiefen.

Aber die entscheidende Frage ist immer noch...soll ich Netzteilmasse und Signalmasse verbinden? Und soll Erde auch an beiden dann dran sein??

Ich hab Bedenken das ich mir da Brumm einfange weil Mein DD-Receiver über Antenne an Erde hängt was bis zu den Chinchbuchsen geht, der Satreceiver hängt über Satkabel und Chinch ebenfalls an Erde und der ist über Chinch am DD-Receiver. Wenn ich nun die Aktivweiche auch komplett Erde könnt das doch wieder eine Schleife werden?

Fragen über Fragen.

[Frank Schölch]

Kupfer bringt als Abschirmung wenig bis garnichts, nimm Mµ Metall oder Dosenblech für den Trafo.

Die Massen sollten schon verbunden werden, sonst hängt die Schaltung quasi mit virtueller Masse in der Luft. Die Erdung würde ich jedoch nicht mit dem Signalteil verbinden und nur mit dem Gehäuse.

[battlecore]

Hallo, Danke für die schnelle Antwort.

Ja okay dann zieh ich die Masse durch und schraub eine Erdklemme ins Gehäuse.

Hmm, ja im Prinzip haste wohl recht, Kupfer schirmt ein Magnetfeld ja nicht ab bzw lässt es durch. Wissen tu ich das ja auch, aber hab nicht weit genug gedacht

Es ist ja ein Elektromagnetisches Feld und deswegen dacht ich mir das so ähnlich wie mit Masse-Leiterbahnen auf ner Platine. Also eben Kupfer um den Trafo drum und an Masse anschliessen.

Ok, Nickelstahl bekomm ich net ganz so leicht bei uns.
Ich hab mal so eine selbstklebende Abschirmfolie gesehen iwo bei Conrad glaub ich, das müsst gehen wenn ich die sauber um den Trafo mache. Muss mal gucken was das für Material ist.

Gruß,
Michael.

[Frank Schölch]

Eine gewisse Abschirmung ergibt sich bei dickem Kupfer auch, da ja Wirbelströme induziert werden. Nur ist die Wirkung von dünnem Blech deutlich besser.

[J.Ollig]

Die Erdung würde ich jedoch nicht mit dem Signalteil verbinden und nur mit dem Gehäuse.

Ich würde sagen, wenn ohnehin schon 2 Komponenten an Erde liegen, dann könnte es besser sein, die Weiche auch zu erden sprich aufs gleiche Potential zu bringen, da sich die Potentiale sonst ggf. je nach Lage des Netzteilpotentials der Weiche über Masse ausgleichen. Im Zweifelsfall sollte man es ausprobieren. Ich persönlich bevorzuge es, keine Komponente an Erde zu haben, das geht nur leider nicht immer.

Gruß
Jürgen

[battlecore]

Hi Olli.

Ja ich bevorzuge auch einen Anschluss ohne Erde. Eigentlich. Weil wegen schlechten Erfahrungen früher.

Also ich werd dann einen Erdanschluss für die Masse vorsehen wo ich dann ausprobieren kann obs mit Erdung besser oder schlechter ist. Dann hab ich zumindest einen Notanker zum ausprobieren.

Das mit den Wirbelströmen lässt sich vielleicht reduzieren. Ist jetzt mal son Gedankenspiel. Nickel ist ja gut geeignet für solche Abschirmungen weil es kein Magnetfeld durchlässt. Und Nickel lässt sich galvanisch usw. aufbringen auf andere Flächen. Dickvernickeln erzeugt Schichten von 200 bis 3000µ (laut Wiki). Würde eine Nickelschicht auf den Kupferleiterbahnen (ohne die Dicke jetzt mal festzulegen) bei der Abschirmung helfen Wirbelströme und Induktion von Magnetfeldern zu verringern? Theoretisch wärs ja so. Mal davon abgesehen das wir selber auch eine Galvanik inner Firma haben und bei mir um die Ecke auch eine Galvanik ist

Also ich hab vor ewigen Zeiten mal was über Magnetfelder undso gelesen.
Ob ichs noch ganz genau wiedergeben kann weiss ich nicht, aber es war in etwa so:

Ein Metall hat duch das induzieren von Magnetfeldern bestimmte Stellen wo sich das Magnetfeld konzentriert. Bei einer Fläche zum Beispiel in der Mitte und etwas weniger an den Kanten. Wird mittig eine Bohrung eingefügt, löst sich diese Konzentration weitgehend auf und findet nur noch Ringförmig um die Bohrung in einem sehr kleinen Bereich statt.

Durch diese Reduzierung lässt sich das Schirmverhalten deutlich verbessern. Da die Öffnung an sich aber wieder durchlässig ist bringt man eine zweite Abschirmung an. Diese wird nur noch so wenig durch Magnetfelder belastet das ihre Oberfläche praktisch "sauber" ist.

Ne interessante Sache.

Ok ich brüte mal über den Platinen.

Gruß,
Michael.

[Frank Schölch]

Eine einzige Mµ-Metall-Haube zur Abdeckung des Trafos ist völlig ausreichend. Die führt das Magnetfeld im Innern, so daß sich nur wenige Feldlinien nach außen verirren. Dann noch die Kabel / Platinen intelligent unterbringen und das Thema "interne Brummschleife" sollte erledigt sein. Mµ-Metall kann man im internet bestellen, zur Not tut es auch Dosenblech. Der Vorteil von Mµ-Metall liegt in dem feinen "Nulldurchgang" im H-B-Diagramm. Also führt das Metall auch kleine Feldstärken.

Anbei auch ein bild meiner Parasound P/LD 1500. Die haben den Trafo in einem aus Mµ-Metall gebogenen Kasten untergebracht. Parasound hat zudem -für mich nachvollziehbar- argumentiert, daß bei Vorstufen die klassischen EI-Trafos besser geeignet sind als Ringkerne:

-geringere Koppelkapazität zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung. Das stimmt ganz sicher, da die Wicklungen sich beim EI-Trafo nur an einer Flcähe berühren, wohingegen sie beim Ringkern vollflächig übereinanderliegen. Das wirkt sich auf die Abschirmung von HF Störungen des Stromnetzes meßbar aus. Auch die streuinduktivität ist beim EI höher, was zusätzlich dämpfende Wirkung hat.

-wegen der geringen, nahezu konstanten Leistungsaufnehme des Vorverstärkers wird die ansonsten wünschenswerte, geringe Impedanz des Ringkerns nicht benötigt

-Kostenvorteil

Die Parasound Vorstufe verwendet ein doppelt gesiebtes Netzteil. Overkill, aber bei dem Neupreis kann man ja auch etwas erwarten. Nach den 4x10000µF geht es auf diskrete Zenerregler, danach wird nachgeregelt. Habe die Spannungswerte und andere details vor mehreren Jahren mal ins Forum geschrieben, aber auswendig kenne ich die jetzt nicht mehr.

Wie oben beschrieben erzielen auch diskrete Regler mit Differenzverstärker sehr gute Eigenschaften.

[Frank Schölch]

Hier ein *schneller*, *nicht-optimierter* Entwurf eines solchen, diskreten Reglers als Denkanstoß. Wer etwas damit experimentieren will, kann sich LT-Spice (Switcher Cad) von Linear Technology kostenlos laden und eine Analyse des statischen wie dynamischen Verhaltens machen bis hin zum Bode-Diagramm. Beim Differenzverstärker tun es normale BC547C, gut thermisch gekoppelt oder Doppeltransistoren im SMD-Gehäuse (noch besser gekoppelt). Man kann auch eine echte Stromquelle statt des Arbeitswiderstands einfügen - das bringt aufgrund der weitgehend konstanten Spannungsverhältnisse aber kaum Vorteile. Das Leistungsglied sollte ein Transistor mit hoher Stromverstärkung und angemessener Verlustleistung sein. Japanische Typen sind hier bevorzugt gegenüber den veralteten Modellen aus western Germany. Darlingtontransistoren sind oft zu langsam. Statt der Zenerreferenz kann man auch einen TL431 nehmen.

[battlecore]

Morgen.

Die Argumentation von Parasound kann ich unterstützen. Ich habe bei mir auch vergossene EI vorgesehen. Weiterer Vorteil eines vergossenen Trafos ist das nicht vorhandene vibrieren. Viele Ringkerne die ich gesehen habe sind zudem mehr als schlampig gewickelt gewesen. Die wenige konstante Leistung die eine Vorstufe oder Weiche braucht packt jeder EI.

Das mit der intelligenten Leiterbahnführung muss ich noch mehr lernen. Ich hab immer noch das Gefühl das ich einiges übersehe. Aber ich bin auch neu in dem Thema Platinen.

Die Regelung habe ich auch zweistufig gemacht nach einigen Tipps von Erich. Danke nochmal an dieser Stelle für die Hilfe.

Einen diskreten aufbau hatte ich auch mal im blick, aber jetzt ist das Netzteil schon fertig, ausgenommen das Layout. Ein diskreter Aufbau wäre interessant als Verbesserung irgendwann. Dann muss ich mich damit nochmal befassen.

So, jetzt muss ich weiterarbeiten.

Gruß,
Michael.

[battlecore]

Morgen.

Ich grübel gerade über einen Softstart und eine LS-Einschaltverzögerung.

Wie bzw. wo sollte man das einbauen? Das Netzteil für die Weichen ist auf 18Volt geregelt und die Aktivweichen selbst haben eine zweite Regelung auf 15 Volt.

Das Endstufennetzteil ist ungeregelt für einen LM3886.

Ich habe beim C eine Zeitverzögerung als Bausatz / Baustein gesehen Artikel-Nr.: 217341 - 62 mit dem ich das aufbauen möchte. Im Netzteil will ich primärseitig die Netzspannung über einen 100 Ohm / 5Watt-Widerstand laufen lassen und ihn nach einer Zeit von ca. 1 Sekunde mit einem Relais überbrücken das von der Zeitschaltung gesteuert wird. Der Widerstand soll in Reihe mit einem Thermoelement liegen zum Schutz vor Überlastung des Widerstandes.

Ist das so machbar? Bedenken?

Die Lautsprecher will ich mit einer gleichen zweiten Zeitschaltung einschalten.
Als DC-Schutz reicht ein Koppelkondensator von 1µF am LS-Ausgang?
Auch wenn Koppelkondensatoren verpönt sind. In passiven Weichen sind die ebenfalls im Signalweg. So schlimm find ich das nicht.

Fragen über Fragen.

Gruß,
Micha.

[Frank Schölch]

Eine einfacher Einschaltstrombegrenzung geht so:

-Primärwicklung in Reihe mit Schließerkontakt des Relais schalten.

-Anlaufwiderstand parallel zum Relaiskontakt, dabei Sicherheitswiderstand mit Lötsicherung benutzen.

-Relaisspule in Reihe mit Diode und Vorwiderstand an die Sekundärwicklung des Trafos anschließen

-Parallel zur Relaisspule einen Elko 470µF schalten

Etwas aufwendiger aber präziser im Timing geht es mit dem NE555. Wobei ich bei kleinen Trafos bis etwa 100VA auf die ESB verzichten bzw. bis etwa 1000VA einen Heißleiter (Epcos, Conrad) einsetzen würde.

DC-Schutz wäre machbar über Integrator-OP, der bei DC-Offset ein Reed-Relais am Ausgang öffnet oder besser den Ausgang nach Masse kurzschließt.

[battlecore]

Hi Frank.

Okay, so hatte ich es mir ursprünglich auch mal gedacht, mir kams nur zu einfach vor

Ich habe so auf die Schnelle keinen solchen Widerstand gefunden. Mit Drahtwiderstand und Thermosicherung müsst es auch gehen denk ich mal. Wo gibts solche Sicherheitswiderstände?? Ich hab mal gelesen wie man den mit einer Feder selber machen kann, aber das scheint mir unsicher.

Eine richtige DC-Schutzschaltung hatte ich mal ins Auge gefasst, aber bei 6 Endstufen wirds mir zuviel. Das wird mir dann langsam zu viel Kram im Gehäuse.

[Frank Schölch]

Der Aufwand einer DC-Schutzschaltung fällt im Vergleich zur Endstufe nicht ins Gewicht. Insbesondere sinkt das Verhältnis Aufwand (Schutzschaltung) zu Aufwand (Endstufe mit höherer Kanalanzahl.

Konkret für 6 Kanäle beläuft sich die Schaltung auf zwei 4-fach OPs LM324, von denen 6 als Integrator arbeiten und einer als Komparator für den erreichten Integratorstand zum Auslösen der Relais. Ein OP bliebt frei als Einschaltverzögerung. Bei der Schaltung handelt es sich um die klassische Integratorschaltung, aber man muß parallel zum Integrationskondensator einen Widerstand schalten, damit kleine Offsets unter z.B. 100mV nicht zum Abnsprechen führen. Kleine Spannungsn schaden dem Lautsprecher ja nicht und die Schaltung soll nicht überempfindlich sein. Die Schaltung würde ich galvanisch getrennt mit 2x12V versorgen und die Masse mit der Netzteilmasse des Verstärkers verbinden. Es bietet sich an, Relais mit 24V einzusetzen, damit werden die Netzteilspannungen symmetrisch belastet.

Auch möglich ist der Einsatz von einem passiven R-C-Glied als Integrator und der Auswertung mittels NPN/PNP Transistorpaar oder mittels Komparator LM339. Die Aufgabe ist so einfach, daß es da hunderte Lösungswege gibt.