Puristische Endstufe in Klasse A

[Frankynstone]

Hallo mal wieder,

Alex2000 hat mich auf die Idee gebracht, dass ein Klasse-A-Verstärker für relativ wenig Geld umsetzbar sein müsste. Dabei erinnerte ich mich an folgende Schaltung, die ich schon lange mal ausprobieren wollte:


Bild 1

Die Bauelemente müssten leicht durch andere, die es heute an jeder Ecke gibt, auszutauschen sein. Dieser Stufe würde ich spontan HiFi-Qualität zutrauen, trotz dem ich sie nicht simuliert oder getestet habe.

Außerdem kann ich mich kaum dagegen wehren (die Layouts sind zugegeben schon ausgedruckt) einen Transistorverstärker ohne Gegenkopplung zu bauen. Die Schaltung wird sich an folgende anlehnen:


Bild 2

... allerdings verwende ich selbstverständlich moderne Siliziumtransistoren mit hoher Transitfrequenz, um einen glatten Frequenzgang zu gewährleisten. Natürlich ist das kein HiFi, aber trotz dem kann man es als High-End bezeichnen, da dieser Begriff nicht genormt ist.

Eine der faszinierendsten Ideen leitet sich für mich noch der Ein-Transistor-Verstärker, wofür ich aerdings keinen FET nehmen würde, wie im original Zen-Light, sondern eine Bipolartransistor, weil ich eben solche vorrätig habe und kostenlos grillen kann.


Bild 3

Nun gebt schon zu, dass die Idee in gewisser Weise faszinierend ist. Auch das ist natürich High-End, aber kein HiFi.

Spaßgrüße.

Frank.

[raphael]

Guck mal bei passdiy.com vorbei. Da findest Du richtig puristische Class-A-Endstufen. Der Materialaufwand ist von den Bauteilen her extrem gering. Teuer sind die Kühlkörper...

Raphael

[Frank S]

Class A ist:

-nicht zu verantworten, da Stromverschwendung in Zeiten der Nutzung fossiler Energieträger.

-nicht mehr nötig, da mit heutigen Halbleitern praktisch ohne Ruhestrom hervorragende Ergebnisse zu erzielen sind

-lästig in Bezug auf die Abfuhr der unnötigen Verlustleistung.

[SvenT]

und man bekommt nur mit viel aufwand vernünftige leistungen raus

[GabbaGandalf]

@Frankynstone:
wieviel wird die gezeigte schaltung denn in der lage sein zu leisten?
unter ein watt wäre doch selbst fürs leisehören etwas dürftig...?

[karahara]

Ich hab mal eine "lustige" Schaltung mit einem Spannungsregler gesehen, mal auf die Suche machen...
edit: Finde es nicht mehr :/
Class A hat einige Anhänger, geht schon eine gewissen Faszination/Wärme() von aus.
Hier mal eine von vielen Seiten, passdiy is ja schon genannt worden.

gruß

[Kevin R]

Denkt mal an die Umwelt!

Ausser Wastlspass sehe ich auch keinen Sinn in Class A
Ich lasse mich da aber gern eines Besseren belehren.

Gruß, Kevin

[Frankynstone]

Ok, Bild 1 ist eine echte Klasse A und wird etwa 30W abgeben, genug für normale HiFi-Boxen in normaler Hörentfernung von unter 10m. Dank Gegenkopplung sollte das Ding klirrarm sein und einen gewissen Dämpfungsfaktor aufweisen.

Bild 2 wird in der geplanten Abwandlung 12W bringen und zwar in AB-Betrieb, für A-Betrieb ist sie nicht ausgelegt, geht auch für normale Boxen in kleineren Räumen in Ordnung, wie sich der Klirrfaktor verhält, ist mir nicht klar. Hab mal was gelesen, dass solche Schaltungen vorwiegend zweite Harmonische ausspucken. Ich versuche den Offset so gering zu halten, dass ich den Auskoppelkondensator weglassen kann.

Bild 3 bewegt sich um die 6W, die man mit tolerierbaren Verzerrungen ausbeutet, also eher für PC-Speakers. Toll finde ich, dass die Glühlampe (ich werde LKW-Bremslichtbirnen verwenden) mit halber Betriebsspannung ein röhrenartig oranges Leuchten verbreitet, das wird sehr schön aussehen. Das Auge hört mit.

Falls die Schaltungen nach Bild 2 und Bild 3 hörbar verzerren, überlege ich mir eine Gegenkopplung. Damit wird der saumäßige Dämpfungsfaktor vom ein- in den zweistelligen Bereich "katapultiert" und etwas Autokorrelation betrieben.

[raphael]

Mich würde mal die Schaltung mit dem Spannungsregler interessieren. Scheint eine neckische Schaltung zu sein.

[Frank S]

Problem Class A Eintakt ist, daß sie unsymmetrisch arbeiten. Im Push-Betrieb kann maximal der Konstantstrom abgegeben werden, während die Stromaufnahme im Pull-Betrieb um Zehnerpotenzen höher liegt. Insgesamt klanglich schelchter als Lo-Cost Class AB bei mehrfachem Stromverbrauch.

Als bessere Bastelobjekte seien genannt:
-Gegentakt Flußwandler für Class AB Endstufe, z.B. 2x70V, 10A.
-Mikrocontroller / DSP Projekte
-Laserprojektor monochrom, später Farbe
...

[Susie Q]

Hi,

hatt'se wohl nich' alle?

Aber egal, wo Frank S recht hat (nicht immer, aber manchmal nicht unseltener), hat er recht, technisch gesehen.

PS: Schwachsinn^10 in Form von Leistungs-Klasse A nähert man sich - als Empfehlung - Energie- und Rohstoff sparend mittels simulativem Schaltungsvergleich. Richtig üppige Randfunktionen und x-beliebig erforderliche Modelle leicht einbindbar ermöglicht z.B.
SWCADIII

[Frank S]

Ja, die krumme Kennlinie eines Class A Eintakt kriegt man einfacher auch mit der Vorstufe hin - wenn man es will. Und der Ausgangswiderstand kann auch beim AB nachgerüstet werden.

[Frankynstone]

Ok, Bild 2 zeigt eine Gegentakt-AB-Schaltung ohne Gegenkopplung. Könnte man ihr Verhalten mit einem Röhrenverstärker vergleichen? Verwendet werden Si-npn-Transistoren mit Ptot=12,5W und B=80 in allen drei Positionen. Wenn das für die Diskussion der Probleme dieser Schaltung sinnvoll ist, lade ich ein Bild der Schaltung in entgültiger Dimensionierung hoch.

Wie stark verschlechtern sich die Eigenschaften von Bild 1, wenn ich sie auch in den AB-Betrieb bringe? Einstellen ließe sich das problemlos, aber die Schaltung ist ja nicht dafür ausgelegt, deshalb die Frage auch nach einer eventuellen Umdimensionierung diverser Bauelemente.

Ich bitte um konstruktive Antworten, da ich mein Wissen über diese beiden Schaltungen erweitern möchte. Standardfloskeln bringen mich nur dazu, meine Fragen zu wiederholen, bis der Thread geschlossen wird.

[karahara]

Original geschrieben von raphael
Mich würde mal die Schaltung mit dem Spannungsregler interessieren. Scheint eine neckische Schaltung zu sein.

Habe sie wieder


Quelle: tubecad

DiyAudio-Forums-Thread(Anmeldung erfoderlich, sonst keine Bilder.): DiyAudio

[Susie Q]

Frankynstone ... DD - Blaues Wunder?

Ok, Bild 2 ...

Radiobasteln für Jungen - schön und nett, aber nicht im Ernst

Bild 1 ... Dieser Stufe würde ich spontan HiFi-Qualität zutrauen, trotz dem ich sie nicht simuliert oder getestet habe.

HiFi nach DIN - könnte eventuell hinkommen.
Die Schaltung ist nicht ohne Raffinesse, die Rezeptur kurz und knackick:

- symmetrische Schaltung mit Stromgegenkopplung (curerent feedback) vom Ausgang des
- Emitterfolger-Stromverstärkers über 300R (Knotenpunkt wurde vergessen zu zeichnen) zum
- Emitterfolger-Ausgang der Eingangsstufe
- Spannungsverstärkung ungefähr 1+(300R/10R) ~ 31-fach
- dazwischen liegt der Spannungsverstärker in Emitterschaltung mit
- Miller-Frequenzgangkorrektur und
- direkter Treiberfunktion, Kollektorlast = Endstufen-Emitterfolger = gleichzeitig Transimpedanzpunkt,
- lokaler Stromgegenkopplung über den Spannungsabfall der 0.33R-Widerstände in der Kollektorleitung der Ausgangs-Emitterfolger
- die Emitterfolger der Eingangsstufe werden durch Pegelwandler-Emitterfolger angesteuert = typisches ("Diamond") Eingangsschaltungsdesign in stromgegengekoppelten Verstärkern
- Arbeitspunkt-Setzung über die 33k-R-Ruheströme der Pegelwandler, Offsetabgleich am Emitterfolger-Ausgang der Eingangsstufe
- Der wechselspannungsmäßig an die Versorgungsspannung gekoppelte Emitterfolger-Ausgang der Eingangsstufe erzeugt eine sehr hohe Versorgungsspannungsabhängigkeit (schlechte PSSR), +/-Ub sollten daher dringlich stabilisiert sein
- Das Detail Spannungsverstärkerausgang = Transimpedanzpunkt = Entstehungsort der Open-Loop-Verstärkung ist durch direkte Ansteuerung der relativ niederohmigen Endstufenbasen nur zu einer sehr geringen offenen Schleifenverstärkung in der Lage, sprich: die resultierenden harmonischen Verzerrungen dürften einer hochwertigen Signalverarbeitung im Wege stehen - Abhilfe würde sofort ein Darlingtonstromverstärker oder besser ein lokal auf V=1 gegengekoppelter Stromverstärker aus zwei Emitterschaltungen erbringen
- Ein grosser Vorteil einer Stromgegenkopplung besteht in der ggü. einem Differenzverstärker nahezu uneingeschränkten Stromlieferfähigkeit zufolge Begrenzung der Eingangsstufe lediglich über einen mehr oder weniger niederohmigen Rgk (hier: 300R) und nicht über eine konstant und (entsprechend) hoch limitierende Stromquelle. Im Endeffekt resultieren daraus über die höhere Grenzfrequenz am Transimpedanzpunkt schnellere Frequenz- und Aussteuerungs abhängige Ausregelvorgänge innerhalb der geschlossenen Schleife, und dies schlägt sich wiederum in reduzierter Intermodulation nieder - für HiFi ganz entscheidend

Mal sehen, vielleicht fummele ich die Schaltung mal um und in LTSpice ein.

Gruß