Projekt Eigenentwicklung + -bau Endstufe

[jhohm]

Hallo Frank,

einen Hauptgrund, warum man etwas selber baut hast Du vergessen : Spaß!
Einefach nur Spaß am Basteln, egal ob es viel Geld oder wenig kostet; auch die Zeit spielt keine Rolle; evtl lernt man ja auch etwas dabei oder auch nicht...
Egal es macht ja Spaß...

Frei nach dem Motto "Der Weg ist das Ziel..."

Gruß Jörn

[lenz]

>Egal es macht ja Spaß...

Genau so ist es!
Andere fahren für teures Geld um die Welt und wissen hinterher nicht mehr wo sie gewesen sind.

[BitShifter]

Schön, dass es noch ein paar Leute gibt, die nur für den Spass was machen...

Grundsätzlch hast Du ja recht, Frank, aber ich betreibe das hier alles als Hobby Und da zählt nicht nur der rationale Vorteil...

[harry_m]

Ich bin auch mit dem Bau eines Verstärkers beschäftigt. Dabei habe ich selbst erfahren dürfen, was es bedeutet, die Kosten für das Gehäuse zu unterschätzen. Ein ordentliches Gehäuse kostet ein Vermögen, ein günstiges ist nur ein hässlicher Blechkasten. Dazwischen gibt es so gut wie nix.

Grüße
Harry

[raphael]

Abend!

Ein Tip ist im übrigen auch, sich die teuren Bauteile (Trafo, Kühlkörper) bei ebay zu ersteigern. Damit spart man gerade beim experimentieren einen Haufen Geld.
Im übrigen glaube ich, daß Frank in gewisser Weise recht hat. Selbstbau mit so Dingern wie TDA lohnt sich nicht. Jedenfalls dann nicht, wenn man einen Standard-Verstärker aufbaut. Da lieber in den örtlichen HiFi-Laden gehen.
Bei anderen Dingen kann man schon etwas sparen. Bestes Beispiel sind die Pass-Sachen bei diyaudio. Die Fertiggeräte kosten ein Vermögen. Das bekommt der Selbstbauer für eien Bruchteil hin. Über den Sinn eines Class-A-Verstärkers kann man sehr lange streiten. Trotzdem denke ich, daß jeder HiFi-Bastler so ein Ding mal gebaut haben sollte, allein schon wegen des Lerneffekts. Es muß ja nicht gleich ein 250W-Monster werden.

In diesem Sinne,

Raphael

[Frank S]

Die aktuellen Erkenntnisse in Bezug auf Digitalverstärker lassen ein solches Projekt als geeignet erscheinen. Wenngleich die Investition von 500$ in den IRFAMP1 als recht hoch für ein Bastelobjekt erscheint, so gehört dieser Technologie doch garantiert die Zukunft.

Die Möglichkeiten einer Berachtung dieser Technik wären:

1. Bestellung des Demoboards von International Recitifer

2. Eigene Basteleien mit einem kleinen (z.B. 10W) Digitalverstärker.

Besonders für letzteres scheint mir nach dem Studium des Patentes die Indikation gegeben zu sein!

In Anbetracht der zu Beginn nächsten Jahres anstehenden Klausuren ergibt sie erneut die Erkenntnis:

Viel zu oft müssen wichtige und lehrreiche Individualprojekte zurückstehen, nur weil starre, veraltete (=billige!) Ausbildungssysteme in dieser Nation keinen Freiraum zulassen. Konkret wäre ich geneigt, diesen Technologien analytisch auf den Grund zu gehen! Leider ist es in dieser rückständigen Nation nicht möglich, irrelevante Prüfungsleistungen durch anspruchsvolle Individualarbeiten zu ersetzen.

Eine Lösung wäre die Durchführung und Optimierung (da gibt es viel Potential) eines solchen Projektes im Rahmen einer Diplomarbeit. Als Meßverstärker getarnt würde sich sicher ein Prof finden lassen.

Im Rahmen der aktuellen Freizeit bleibt leider allenfalls die Bastlerlösung ohne fundierte Betrachtung übrig.

Die 10W Bastellösung dürfte auch einige Anhänger finden, wenn eine einfache, bezahlbare Platine entwickelt wird. Lochraster wird eng werden - einseitiges Layout dürfte aber reichen. Die FETs müssen dazu nicht ultra-hochwertig sein. IRFZ48N oder so. Muß die dynamischen daten nochmals betrachten und prüfen, ob die Schaltrate hoch genug sein kann.

[harry_m]

Ein Digitalverstärker wäre wirklich ein interessantes Projekt, wo es Sinn macht, sich damit zu befassen. Auch wenn der besagte Chip 500€ kosten soll: das Fertiggerät auf Basis dieses Chips würde bei mindestens 5000€ liegen. Somit immer noch Ersparnis.

Ich spielte mal mit dem Gedanken, mit einem trafolosen Netzteil anzufangen: DAS wäre die echte Innovation: ca. +/-60V bei 10A wäre eine Dimension, wo es interessant wird. Damit wäre auch ein ganz ordentliches Heimkino sehr gut bedient. Welche Endstufe dann hinter dem Netzteil hängt wäre für den Anfang zweitrangig.

[BitShifter]

Hier zwei Links, wo schon über Class D diskutiert wird:
Link1
Link2

Hat jemand schon Class D Endstufen gehört ? Wie wäre das Projekt, was wir vielleicht angehen, klanglich einzuordnen ?
Aber wenn ich mir die Threads so anschaue, verstehe ich noch nicht viel davon (gelinde gesagt).

[Frankynstone]

Gut, ich bin dabei. Ich hab einen Monsterkühlkörper bei Iehbäh ersteigert und jede Menge Trafos herumliegen. Der Trafo ist stets das teuerste elektrische Bauelement.

Ideen:
1) ein völlig symmetrischer Aufbau des Verstärkerzweiges (positive und negative Halbwelle werden gleich behandelt) soll ein Garant für Verzerrungsarmut sein. Wie wäre es mit dieser Endstufenschaltung als Basis für was auch immer:

Daraus kann man nun eine regelnde oder schaltende Anwendung basteln. Die Grundlage für eine Digitalendstufe ist freilich der Taktgeber. Soll nur eine Einzelendstufe laufen, dann kann diese Idee vielleicht weiterhelfen Die Schaltung erreicht keine Vollaussteuerung, dazu müsste jeder Ausgang des Phasendrehers noch mindestens 2fach verstärkt werden.

Die Schaltung habe ich vor Jahren zusammengestümpert und an den Ausgang (zum Schaltverst) via Elko einen Lautsprecher angeklemmt. Funktionierte verblüffend gut. Wer näheres erfahren will, kann mich per Mail nach der Dokumentation fragen, dann gehe ich suchen. Die komischen Schaltzeichen (veraltet, aber nicht falsch) sind Bipolartransistoren.

[karahara]

Original geschrieben von Frank_S
2. Eigene Basteleien mit einem kleinen (z.B. 10W) Digitalverstärker.

Die 10W Bastellösung dürfte auch einige Anhänger finden, wenn eine einfache, bezahlbare Platine entwickelt wird. Lochraster wird eng werden - einseitiges Layout dürfte aber reichen. Die FETs müssen dazu nicht ultra-hochwertig sein. IRFZ48N oder so. Muß die dynamischen daten nochmals betrachten und prüfen, ob die Schaltrate hoch genug sein kann.

Das regt mein Interesse
Elv hat ja so einen kleinen Digitalverstärker im Angebot.
www.elv.de
Basierend auf einem Tripath (Artikel-Nr.: 68-380-07 )

Hier das Datenblatt/Anleitung

[BitShifter]

Der ELV Bausatz gefällt mir, auch die Anleitung ist gut.
Wenn das hier scheitert, werde ich mir evtl. den Verstärkerbausatz im Januar mal zulegen.

[Frank S]

Symmeterischer Verstärkerbau heißt nicht, daß sich alle Verzerrungen aufheben. Schon garnicht, wenn eine zu einfache Schaltung benutzt wird. Starke Gegenkopplung ist IMMER nötig zur Erzielung geringer Verzerrungen. Eine Darlingtonstufe ohne straffe GGK ist immer stark nichtlinear.

+/-60V bei 10A wären sehr einfach realiserbar. Ein Standard-Halbbrücken Flußwandler mit TL494 und kapazitiver Masse. Läßt man die aktive PFC weg, kann man das selbst bauen. Aiuch die benötigten Kerne sind extrem billig bei 600VA.

Die 500$ gelten nicht nur für einen Chip, sondern für die ganze Platine!

[Frankynstone]

Jepp, die ganzen Schaltungen von ELV hab ich mir auch gedownloaded. Schon net schlecht, was ein Einzelschaltkreis mit bissel drumrum alles kann. Aber mir macht das so keinen Spaß, wenn ich einfach nur vorgefertigte Spezialteile zusammenschlonze und es geht eben.

Das nächste Bild zeigt die Prinzipschaltung einer "professionelleren" Lösung des Digital-Problems.

OP2 arbeitet als Dreieckgenerator, der Dreieck-Ausgang ist das obere Ende von C1. An diesem Punkt wird der "Takt" für beliebig viele Endstufen abgezweigt (schlimmstenfalls mit Impedanzwandler). Auch für einen 5.1-Verstärker ist OP2 nur einmal vorhanden, damit es ziwschen den Kanälen keine Schwebung geben kann.
OP1 ist als Trigger verdrahtet, wobei die Mitkopplung durch R5 gerade so stark sein soll, dass Hysterese nachweisbar ist, um schöne Schaltflanken zu kriegen. Der Ausgang geht auf eine Leistungsschaltendstufe mit anschließendem TP.
OP3 stellt hier einen nichtinvertierenden Verstärker für das Signal dar, damit die hohe Schaltfrequenz des Generators nicht auf den NF-Teil rückwirkt. Ein Fehler ist noch drin: in die Leitung zwischen R5 und R6 gehört ein Widerstand, nennen wir ihn R9.
Soll der gesamte D-Verstärker gegengekoppelt werden, so müsste die Gegenkopplung am Knotenpunkt von R4,5,6,9 angreifen. Damit ist der so schon hoch zu erwartende Dämpfungsfaktor zu erhöhen. Aber vorsicht, die Laufzeit durch die D-Schaltung ist länger, als durch eine analoge, nicht zu stark gegenkoppeln, pfeift sonst garantiert, vermute ich mal.
Nun, Dimensionierung der Schaltung geht nur per Lehrbuch, denn die meisten Simulationsprogramme scheitern, sobald irgendwas oszillieren will (rechnen sich tot oder es kommt nur Kompott raus).

[raphael]

Hallo, Euch gehts noch gut?

Viele kapitulieren schon davor, einen Analogverstärker gescheit zu layouten und ihr wollt Euch gleich an einem D-Amp versuchen? Viel Glück.
So und nun mal im Ernst: Zwar kenne ich das Modul von IR nicht, aber es gibt auch andere Lösung, die auch gut funktionieren. Hier wären zu nennen: Tripath und Texas Instruments. Die Tripath-Sachen stecken in den BelCanto-Sachen drin. Die TI-Sachen werden von Tact in den Millenium-Endstufen verbaut. Hier kommt das sogenannte Equibit-Verfahren zum Einsatz. Dies wurde von Toccata entwickelt und ist, nachdem TI Toccata gekauft hat, als Chips von TI verfügbar. Den TI-Sachen rechne ich momentan das größte Potential zu, gleichzeitig sind sie auch am schwierigsten zu handlen. So steht z.Bsp. nur ein Digitaleingang zur Verfügung, d.h. u.U. muß noch ein ADC davor gebaut werden (auch nicht gerade einfach). Außerdem ist die Lautstärkerregelung nicht einfach. Einfaches Bitshiften im digitalen Datenstrom ist eher die Lösung für Dilletanten.
Bei allen D-Amps gilt zu beachten, daß man mit hohen Taktfrequenzen arbeitet. Das Platinenlayout ist von immenser Bedeutung, will man noch TV schauen können und weiterhin Frieden mit dem Herrn auf dem Nachbarhof haben. Um SMD führt kein Weg vorbei.
Nicht zuletzt ist am Ausgang enes D-Amps ein Filter notwendig. Dieser kann zwar sorgfältig designt sein, aber jeder Lautsprecherbauer weiß, wie abhangig ein Filter von der Impedanz des Chassis ist. Das gleiche gilt auch hier, d.h. das Filter muß auf genau auf die angehängte Box abgestimmt sein, sonst funktionierts nicht richtig und ich habe nichts durch einen D-Amp gewonnen. Dies bedeutet aber, daß ich nicht einfach mal eine andere box anhängen kann, es muß dann immer auch das Ausgangsfilter angepaßt werden.
Positiv für den Selbstbauer: Für beide genannten Chips sind komplette Eva-Boards samt Schaltplan und Layout im Netz verfügbar, da kann man sich dann so einiges abgucken, wie mans machen muß.
Zum Abschluß nochmal: Überlegt es Euch gut, ob Ihr das Experimenten D-Amp machen wollt. Bitte versteht mich nicht falsch, ich will Euch da nichts mies machen. Will nur das eine oder andere zu bedenken geben. Auf Eure Ergebnisse bin ich sehr gespannt.

Gruß,

Raphael

[Frank S]

Diese vollintegrierten Lösungen (Tripath) haben 2 Nachteile:

-Bausteine werden spontan abgekündigt. Konkret wandert das Gerät bei einem defekt in 5 Jahren in den Müll!

-Bausteine sind exorbitant teuer!

-Funktion des Gerätes ist im Detail unbekannt.

Der Vorteil der IR Lösung ist:

-Standardteile!, auch der Gatetreiber kann durch andere Exemplare ersetzt werden.

-Funktion im Detail verständlich

-Gute Daten.

Der Ausgangsfilter kann so ausgelegt werden, daß die Belastung sich nicht signifikant auf seine Charakteristik auswirkt. Bei Schaltraten um 400kHz ist es keine unlösbare Herausforderung, die Ausgangsfilter grob über die Grundwelle zu berechnen und dann per Trial-And-Error zu optimieren.