Was kann an Endstufe alles defekt sein?

[musikfan]

Hallo Frank S, daß Du Dich doch noch zu Wort gemeldet hast - wenn auch nicht fachlich - gibt Grund zur Hoffnung.
Vielleicht können wir nun auf das eigentliche Thema zurückkommen. Mich würde nämlich Deine Meinung zu der "antiken Standardschaltung aus dem Schulbuch" sehr interessieren. Was ist daran nicht gut?

@Basstler: Die Z-Dioden gehen nicht zwangsläufig immer kaputt, sollten aber überprüft werden.

Gruß, Marc

[Frank S]

Wer HexFETs kennt der kennt auch HF Litze. Das unterstelle ich jetzt einfach mal so.

Das mit Selbstdarstellung ist schon wieder ein verdeckter Angriff. Der Text entspricht in hohem Anteil der alltäglichen Praxis.

Das mit der Schulbuchschaltung war zugegebenermaßen eine provokante Übertreibung meinerseits. Die dort aufgeführte Schaltung ist ein sehr primitives, quasi-komplementäres Konzept mit 2N3055 als Endstufe. Als Spannungsverstärker kommt ein BD135 zum Einsatz, als Stromverstärker BD139 und 140 mit jeweils dem 2N. Die Schaltung hat nur ein Handvoll Bauteile und wird im DDR-Physikbuch als Praxisversuch aufgeführt. Es wird dabei nichts gerechnet; die Schüler sollen nur die Anwendung von Transistoren greifbar sehen. Die Schaltung habe ich im vor laaanger Zeit mit Nägeln und Holzbrett nachgebaut und damit gehört. Klang warm und recht brauchbar, sehr ähnlich zum EL84 Verstärker den ich direkt danach gebastelt habe. Natürlich ist diese Schaltung nicht vergleichbar mit dem Accusound. Der Vergleich sollte zum Ausdruck bringen daß ich die Thel nicht als HighEnd Schaltung ansehe sondern als ziemliches 08-15 Konzept mit krampfhaften Erweiterungen: normaler Standard-Gegentakt-Differenzverstärker (T1-T4) mit Konstantstromquellen (T7, T8) die -wie auch die beiden Kaskoden (T11-T14)- ihre Referenzspannung unsinnigerweise von 4 LEDs in Reihe beziehen. Die LEDs werden wiederrum mit Konstantstrom versorgt (T9, T10) um eine bessere Konstanz zu erreichen. Der Differenzverstärker ist in der Form 08-15 okay und bewährt im Einsatz. Den Konstantstromquellen für den Differenzverstärker hätte eine eigene Referenzspannung mit geholfen aber die 220uF bügeln das aus. Störend finde ich die Referenzspannungserzeugung mit LEDs in Reihe (etwa 2.5mV / K). Das ist ziemlicher Pfusch da diese Temperaturabhängigkeit durch T12/T11 nur zu 1/4 kompensiert wird. Hier wäre der Einsatz einer hochwertigen Z-Diode mit kleinem TK hilfreich gewesen. Die folgenden Kaskoden sind im Prinzip unnütz und störend. Es soll keine RF Endstufe gebaut werden sondern ein HiFi Amp. Eine unnötig hohe Bandbreite ist hier nur störend und bedarf Vorsorge gegenüber Schwingungen und HF Einstrahlung. Dies zeigt sich z.B. an der exotischen Gegenkopplung über 3 Kondensatoren und 3 Widerstände. Der Einsatz von antiseriellen Elkos statt eines bipolaren Elkos in der GGK ist stümperhaft. Da hilft auch ein paralleler MKT nicht viel: das ist Pfusch. Die schutzschaltung ist unzureichend aber das ist egal. Die FETs halten Kurzschlüsse ein paar mal ganz gut aus bis die Schmelzsicherung anspricht. Der Benutzer soll eben aufpassen! Ein RF Schutz wäre von echtem Vorteil. Die Ruhestromstabilisierung ist unzureichend. Der Amp ist in dieser Form brauchbar aber nicht wirklich HighEnd. Das Konzept findet man in sehr vielen Billig PA Endstufen mit und ohne Kaskode. Ist eine Kotec Endstufe vom Völkner HighEnd? Man sollte als letzte Instanz nach wie vor auf biopolare Transistoren setzen da diese stabiler und auch zuverlässiger sind.

Bei HF Litze nimmt man dünnsten Kupferlackdraht den man vielfach nebeneinandergelegt etwas verdrillt. Je nach Qualität werden 5 bis über 200 Einzeldrähtchen eingesetzt. Dadurch wird bei gleichem Gesamtquerschnitt des Kupfers eine größere Mantelfläche für den Stromfluß gebildet und der Skineffekt größtenteils aufgehoben. Anwendung findet man auch in Fernsehern bei dem Transduktor in der Ablenkung oder bei Monitoren bei der Linearisierungsspule. Bei der Schaltendstufe ist für die Spulenwicklung die Frequenz des NF Signales von Bedeutung und nicht die Schaltfrequenz. Das NF Signal ist quasi das Gleichglied des zerhackten Stromes und nur dieses soll und muß durch die Drossel fließen. Die Schaltfrequenz wird durch die Spule blockiert und der Skineffekt hilft noch zusätzlich mit (in unerheblichem Anteil wegen parasitären Kapazitäten). Bei den hohen Leistungen / Strömen die das Tripath Konzept ermöglicht fallen die Verluste auch schon bei 20kHz negativ auf. Im TV haben wir nur 16kHz und schon da werden entsprechende Litzen eingesetzt um die Wärmeentwicklung zu minimieren.

[musikfan]

>Wer HexFETs kennt der kennt auch HF Litze. Das unterstelle ich jetzt einfach mal so.

Stimmt. HF-Litze ist mir ein Begriff. Habe früher MW-Antennen auf Ferritstab daraus gewickelt.

>Das mit der Schulbuchschaltung war zugegebenermaßen eine provokante Übertreibung meinerseits.

Scheint so. Mit der Accusound hat das wenig bis nichts gemeinsam.

>Der Vergleich sollte zum Ausdruck bringen daß ich die Thel nicht als HighEnd Schaltung ansehe sondern als ziemliches 08-15 Konzept mit krampfhaften Erweiterungen: normaler Standard-Gegentakt-Differenzverstärker (T1-T4) mit Konstantstromquellen (T7, T8) die -wie auch die beiden Kaskoden (T11-T14)- ihre Referenzspannung unsinnigerweise von 4 LEDs in Reihe beziehen.

Es kommen spannungsfeste und sehr rauscharme Transistoren zum Einsatz.
LEDs sind bekanntermaßen sehr rauscharm. Die Temperaturstabilität ist hier nur sekundär. Sie wird an anderer Stelle wieder ausgebügelt.

>Die LEDs werden wiederrum mit Konstantstrom versorgt (T9, T10) um eine bessere Konstanz zu erreichen.

Dies ist eine echte Verbesserungen gegenüber den vielen Standardschaltungen.

>Der Differenzverstärker ist in der Form 08-15 okay und bewährt im Einsatz. Den Konstantstromquellen für den Differenzverstärker hätte eine eigene Referenzspannung mit geholfen aber die 220uF bügeln das aus.

Die Referenzspannung für die Stromquelle der Differenzverstärker wird gebildet aus den Zenerdioden, welche wiederum mit Konstantstrom versorgt werden. Geglättet wird das ganze mit nem Elko. Also wenn das nicht ausreicht ...

>Störend finde ich die Referenzspannungserzeugung mit LEDs in Reihe (etwa 2.5mV / K). Das ist ziemlicher Pfusch da diese Temperaturabhängigkeit durch T12/T11 nur zu 1/4 kompensiert wird.

Über T5 und T6 wird auch noch eine Kompensation eingeführt.

>Hier wäre der Einsatz einer hochwertigen Z-Diode mit kleinem TK hilfreich gewesen.

Das Gesamtkonzept entscheidet über den Temperaturgang. An den Endstufen sitzen noch NTCs, die bei hoher Temperatur dicht machen. Die Temperaturstabilität insgesamt ist gut genug für Klasse-A-Betrieb! Das sagt wohl alles. Ich sehe darin keinen Grund zur Kritik.

>Die folgenden Kaskoden sind im Prinzip unnütz und störend. Es soll keine RF Endstufe gebaut werden sondern ein HiFi Amp. Eine unnötig hohe Bandbreite ist hier nur störend und bedarf Vorsorge gegenüber Schwingungen und HF Einstrahlung.

Die HEXFETS stellen eine relativ hohe Lastkapazität dar, die versorgt sein will. Hohe interne Bandbreite ist gut gegen Verzerrungen.

>Dies zeigt sich z.B. an der exotischen Gegenkopplung über 3 Kondensatoren und 3 Widerstände.

Das ist eine konsequente Lösung.

>Der Einsatz von antiseriellen Elkos statt eines bipolaren Elkos in der GGK ist stümperhaft.

Das ist gebräuchliche Praxis. Bipolare Elkos sind meist von schlechter Qualität. Immerhin hat man die Möglichkeit, "gute Modeelkos" einzubauen.

>Da hilft auch ein paralleler MKT nicht viel: das ist Pfusch.

Ich würde das so nicht sagen.

>Die Schutzschaltung ist unzureichend aber das ist egal.

Da gebe ich Dir ausnahmsweise uneingeschränkt Recht.

>Die FETs halten Kurzschlüsse ein paar mal ganz gut aus bis die Schmelzsicherung anspricht. Der Benutzer soll eben aufpassen! Ein RF Schutz wäre von echtem Vorteil.

Ich habe die Endstufe trotz großer Bandbreite noch nicht zu Schwingen bekommen. Auch mit rein kapazitiver Last nicht!

>Die Ruhestromstabilisierung ist unzureichend.

S.o.. Ich sehe das anders.

>Das Konzept findet man in sehr vielen Billig PA Endstufen mit und ohne Kaskode.

"Das Konzept" mit und ohne Kaskode. Das sind völlig unterschiedliche, nicht vergleichbare Schaltungen mit unterschiedlichem Klang und Werten.

>Ist eine Kotec Endstufe vom Völkner HighEnd? Man sollte als letzte Instanz nach wie vor auf biopolare Transistoren setzen da diese stabiler und auch zuverlässiger sind.

Bipolare Transistoren haben von Natur aus ein anderes Klirrspektrum als MOSFETs. Was sich klanglich bemerkbar macht. Der Klang eines Verstärkers wird nicht nur bestimmt durch das Schaltbild. Auch die Auswahl der Bauteilqualität spielt eine große Rolle. Und da kann ein Völkner Verstärker nicht ganz mithalten.

>Der Amp ist in dieser Form brauchbar aber nicht wirklich HighEnd.

Jetzt nenne mir mal einen Verstärker, der Wirklich "High-end" ist!

Gruß, Marc

[Schlimm]

Wo gibt's den Schaltplan?

[Electra]

Entscheidend ist doch eigentlich immer nur, was hinten rauskommt. Entweder gefällt es einem oder es gefällt einem nicht. Wie eine Endstufe dazu kommt, mir klanglich zu gefallen, ist eigentlich scheißegal --- solange ich sie nicht selber baue. Aus einem Schaltplan kann ich nicht erkennen, ob eine Endstufe mir gefallen wird oder nicht. Da muss ich einfach probehören und vergleichen. Dabei fließt natürlich der persönliche Geschmack ein und über den braucht man bekanntlich nicht streiten. Probieren geht über studieren.

[Schlimm]

Original geschrieben von Electra
Aus einem Schaltplan kann ich nicht erkennen, ob eine Endstufe mir gefallen wird oder nicht.

Ich schon .

Nee im Ernst, der Schaltplan sagt schon ne Menge über ein Konzept aus, wobei die Verwirklichung des Schaltplans natürlich mindestons ebensowichtig ist.

[Frank S]

Wenn die HF Litze ein Begriff war, wozu dann die Frage?


LEDs sind in Bezug auf Rauscharmut wohl besser als die im Jahr 1980 üblichen Dioden; mit heutigen Halbleitern ist dieses Konzept jedoch einfach nur veraltet. Die Temperaturabhängigkeit wird von dem Rest der Schaltung nicht etwa ausgeglichen sondern eher noch verstärkt. Die Kompensation genügt für genau eine der 4 LEDs. Es ist kein Problem, rauscharme Konstanter einzusetzen deren TK sich mit dem nachgeschalteten PN Übergang komplett aufhebt.

Die Konstantstromversorgungder LEDs wäre überflüssig wenn man diese ungeeigneten Bauteile ersetzen würde.

Die Referenzspannung für die Stromquelle der Differenzverstärker wird bei der mir vorliegenden Schaltung nicht über Z Dioden gebildet sondern auch von den LEDs mit abgezweigt. In Kombination mit dem Elko reicht das zwar aus (Note: 4=ausreichend), aber hier wurde auch falsch gespart.


Die Kompensation über T5 und T6 muß ich heute Nachmittag nachschlagen; in der Firma habe ich keinen Zugriff auf die Dokumentation.

Für Class A ist jede stümperhafte Stabilisierung ausreichend solange sie nur ein Durchgehen verhindert. Dies ist bei FETs ohnehin unkritisch. Ob der Ruhestrom nun 2.5 oder 3.5A beträgt ist bei Class A irrelevant. Bei Class AB ist das erheblich wichtiger weil aus 50mA gerne mal 5mA werden und dann die Verzerrungen auch mit straffer GGK nicht kompensiert werden können.

Die hohe Gatekapazität wird im Konzept durch sehr hohe Gatewiderstände berücksichtigt die die hohe Bandbreite der Kaskode wieder aufheben. Porsche Turbo mit dauerhaft gezogener Handbremse. Ist aber auch besser so denn mit 10 Ohm dürfte das Teil instabil werden. Hier wäre es besdser, ein durchgehend abgestimmtes Konzept mit etwa 1MHz Bandbreite zu wählen die man dann per GGK auf 250kHz beschränkt.

Die Gegenkopplung ist stümperhaft. Ein Widerstand von DC bis in den NF Bereich und darüber eine kleine Kapazität zur Vermeidung von Schwingung bei erreichen des kritischen Winkels.

Bipolare Elkos sind bei gutén Designs unnötig. Wenn sie nötig werden, dann setzt man MKT ein oder macht das hochohmiger. In der GGK haben Elkos nichts verloren.

Eine bessere Schaltung haben z.B. die großen HCAs von Parasound oder die T+A A3000. In gewisser Weiser kann auch das sehr einfache und nicht notkomplizierte Rotel Konzept diese Schaltung in den Schatten stellen.

[Schlimm]

ich find keinen Schaltplan im Netz

[Kay*]

>ich find keinen Schaltplan im Netz

würde dir die Schaltung, die ich in meinen Spice-Simulator eingegeben habe, reichen?

[Schlimm]

wenn´s die gleiche ist, kein Problem

[musikfan]

>Wenn die HF Litze ein Begriff war, wozu dann die Frage?

Ich kann mich nicht erinnern, diese Frage gestellt zu haben.

>LEDs sind in Bezug auf Rauscharmut wohl besser als die im Jahr 1980 üblichen Dioden; mit heutigen Halbleitern ist dieses Konzept jedoch einfach nur veraltet.

Ich weiß nicht, warum das veraltet sein soll. Wenn es zusätzlich noch der Optik dient ... sieht gut aus unter dem Lochblech . Außerdem, warum soll das veraltet sein - ein Spannungsteiler ist doch deshalb auch nicht veraltet, weil man ihn schon um 1900 verwendet hat!

>Die Temperaturabhängigkeit wird von dem Rest der Schaltung nicht etwa ausgeglichen sondern eher noch verstärkt. Die Kompensation genügt für genau eine der 4 LEDs. Es ist kein Problem, rauscharme Konstanter einzusetzen deren TK sich mit dem nachgeschalteten PN Übergang komplett aufhebt.

Ich weiß wirklich nicht, was Du ständig an der Temperaturstabilität auszusetzen hast. Die Drift ist gering. Ist die Schaltung aufgeheizt, bleibt sie gut auf der Temperatur und mehr verlangt kein Mensch.

>Die Konstantstromversorgungder LEDs wäre überflüssig wenn man diese ungeeigneten Bauteile ersetzen würde.

S.o.

>Die Referenzspannung für die Stromquelle der Differenzverstärker wird bei der mir vorliegenden Schaltung nicht über Z Dioden gebildet sondern auch von den LEDs mit abgezweigt.

Habe ich das falsch beschrieben? Wie ich bereits ausführte, sind LEDs sehr rauscharm. Rauschärmer als Z-Dioden. Und die LEDs werden wiederum aus (Z-Dioden-stabilisierten) Stromquellen gespeist und wiederum geglättet mit Elko. Das sorgt für eine sehr gute Entkopplung von der Versorgungsspannung.

>In Kombination mit dem Elko reicht das zwar aus (Note: 4=ausreichend), aber hier wurde auch falsch gespart.

Lasse ich mal so stehen. Ist wie der Kampf gegen Windmühlen ...

>Für Class A ist jede stümperhafte Stabilisierung ausreichend solange sie nur ein Durchgehen verhindert. Dies ist bei FETs ohnehin unkritisch.

Irrtum. Ist arbeitspunktabhängig. Und die Tatsache, daß die Endstufe auf jeden beliebigen Ruhestrom betreibbar ist, deutet schon auf hohe Stabilität hin. Ich möchte dieses Unterthema hiermit abschließen, wenn´s recht ist.

>Ob der Ruhestrom nun 2.5 oder 3.5A beträgt ist bei Class A irrelevant. Bei Class AB ist das erheblich wichtiger weil aus 50mA gerne mal 5mA werden und dann die Verzerrungen auch mit straffer GGK nicht kompensiert werden können.

S.o.

>Die hohe Gatekapazität wird im Konzept durch sehr hohe Gatewiderstände berücksichtigt die die hohe Bandbreite der Kaskode wieder aufheben.

Unsinn! 100Ohm vor jedem Gate sind wirklich nicht gerade viel - sogar weniger als bei den meisten anderen MOSFET-Verstärkern und reichen für eine sehr große Bandbreite.

>Porsche Turbo mit dauerhaft gezogener Handbremse. Ist aber auch besser so denn mit 10 Ohm dürfte das Teil instabil werden. Hier wäre es besdser, ein durchgehend abgestimmtes Konzept mit etwa 1MHz Bandbreite zu wählen die man dann per GGK auf 250kHz beschränkt.

Kopfschüttel ...

>Die Gegenkopplung ist stümperhaft. Ein Widerstand von DC bis in den NF Bereich und darüber eine kleine Kapazität zur Vermeidung von Schwingung bei erreichen des kritischen Winkels.

Wieder Kopfschüttel ... an der Gegenkopplung ist nichts stümperhaft. Gar nichts!

>Bipolare Elkos sind bei gutén Designs unnötig. Wenn sie nötig werden, dann setzt man MKT ein oder macht das hochohmiger. In der GGK haben Elkos nichts verloren.

Diese Sätze sprechen für sich ...
Erstens wären MKTs (dann schon bitte MKPs!) riesig groß. Machst Du sie kleiner bei hochohmigerer Schaltung, rauscht´s mehr, was nicht gewünscht wäre. Läßt Du sie ganz weg, kriegst Du ein Offset-Problem. Bei Verstärkungen von über 30 spielt das leider eine Rolle. Aber komm jetzt nicht mit aktiver Offset-Kompensation!

>Eine bessere Schaltung haben z.B. die großen HCAs von Parasound oder die T+A A3000. In gewisser Weiser kann auch das sehr einfache und nicht notkomplizierte Rotel Konzept diese Schaltung in den Schatten stellen.

Endlich mal eine Aussage. Lass doch mal ein Schaltbild rüberwachsen.

Gruß, Marc

[Kay*]

Die Frage nach der HF-Litze kam von mir und der Begriff war mir in der Tat nicht klar.

Zum Rest der Diskussion:

1. man kann sich trefflich über Sinn oder Unsinn einer bipolaren Cascode oder einer mit FETs streiten , jedoch,
man kann nicht darüber streiten, daß eine Cascode durchaus den Klirr absenkt und deshalb schaltungstechnisch positiv zubewerten ist.

2. FETs sind wesentlich eine kapazitive Last und entsprechend anspruchsvoll bei der Ansteuerung.
Bei Thel wird eine zusätzliche Impedanzwandlung in Form einer zusätzlichen Transistortreiberstufe durch 'nen relative hohen Strom durch die Cascoden-Schaltung verhindert.
Dieses halte ich für sinnvoll.

3. warum sollte eine Standard-Schaltung nicht high-endige Ergebnisse bringen?

4. alternativ mögliche Ansätze deklassieren diese Schaltung nicht.
Es beleibt immer die Frage, was man erzielen möchte.

5. noch ein Satz zur Reparatur.
es reicht nicht, die HexFets aus einer Charge zunehmen!


Grüsse
Kay

[Frank S]

Ein Spannungsteiler ist doch deshalb auch nicht veraltet, weil man ihn schon um 1900 verwendet hat!

->Doch, er ist veraltet weil er die aktuellen Anforderungen nur unzureichend erfüllt. Im Haartrockner mag er am Motor noch sinnvoll sein; niemand wird dagegen die Betreibsspannung der Vorstufe im Vollverstärker per Spannungsteiler mit ohmschen Widerständen erzeugen. Hier sind die LEDs einfach nicht angebracht und das mit dem höheren Rauschen bei Z dioden stimmt so auch nicht. Das war 1970 so aber nicht heute. Zudem: 100nF Parallel und die Sache ist erledigt. Die Schaltung mag zwar funktionieren, ist aber dennoch unsauber konstruiert.

Die abrupte Beendigung des Themas Ruhestrom ist typisch. Die Schaltung wird nicht besser dadurch daß man die Ungereimtheiten unter den Teppich kehrt.

100 Ohm sind immerhin genau der Wert der dann auch die obere Grenzfrequenz der Schaltung mitbestimmt. Die Kapazität liegt immerhin bei über 1nF. Die ganze Kaskode bringt nichts wenn man die Gatewiderstände zu hoch auslegt (was hier sicher als Stabilitätsmaßnahme getan wurde).

Die GGK ist und bleibt Fehlkonstruiert. Da muß man schon einen ziemlich verbogenen Blick haben um diese Lösung in dieser Form als positiv zu empfinden. MKTs sind hinreichend, MKT oder Glimmer oder externe Styroflex sind unnötig. Der Offset ist auch ohne diesen Pfusch im Rahmen. Was stören 20mV am Ausgang? Und ja, die aktive Offsetregelung via Integrator wäre eine sehr wünschenswerte HighEnd Lösung und würde zudem den 2.2uF redundant machen. Für die 250$ kann man ja ganz sicher keinen Integrator erwarten. Obwohl: die diskreten Thel OPs wären sicher geeignet und würden natürlich weniger rauschen als ein marktüblicher OP. Dann noch dessen Betriebsspannung per Glühlampe stabilisieren und fertig.

Natürlich senkt die Kaskode den Klirr, aber ist das hier relevant? Ist unhörbares Klirrniveau nur mit Kaskode erreichbar? Ich habe nichts gegen Kaskoden aber eine Kaskode allein macht noch keinen HighEnd Amp. Das Gesamtkonzept muß sauber und nicht improvisiert sein.

Warum sollte eine Standard-Schaltung nicht high-endige Ergebnisse bringen?
->Ich kenne keinen einzigen Grund dafür. Die RB990 ist eine absolut einfache Standardschaltung und ausgezeichnet.

Alternativ mögliche Ansätze deklassieren diese Schaltung nicht.
->Ebenfalls völlig korrekt!

Die schaltung sollte nochmals überarbeitet werden. Dabei sind die obigen Kritikpunkte problemlos zu ändern. Kleine Umbestückung, DC Servo, bipolare Ausgangsstufe von FET getrieben. Fertig! Dann das Etikett HighEnd.

[Kay*]

Nun Frank,
haben wir immerhin 2 Gemeinsamkeiten gefunden.
Hier die dritte, auch ich bevorzuge 'nen DC-Servo gegenüber irgendwelchen Cs.

Grüsse
Kay

[Basstler]

Hi,

Weiß zufällig noch jemand wie groß der Ruhestrom an der Accusound sein muss und wo man ihn misst?