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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audioverstärker aus Kleinkram - Fragen


Autor: kaktusbombe (Gast)
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Hallo Forum,
Ich hab mir letztens einen Audioverstärker auf Basis des angehängten 
Schaltplans aufgebaut, habe aber jetzt noch einige ungeklärte Fragen, 
die ihr mir hoffentlich beantworten könntet:

1. Was genau bewirken die beiden 10-Ohm Widerstände zwischen den beiden 
Endtransistoren? Ich habe zuerst jew. zwei parallele 22-Ohm Widerstände 
verwendet, da mir gerade keine 10-ohmigen zur Verfügung standen. 
Klangquali OK. Als ich dann versuchsweise die Parallelen weggelassen 
habe, also jew. anstatt 10 Ohm 22, konnte ich keinen Klangunterschied 
feststellen. Und auch als ich die Widerstände komplett weggelassen habe, 
hörte es sich immer noch gleich an, also was bewirken diese?

2. Laut Schaltplan soll der Verstärker mit 6 Volt betrieben werden.
Bei meinen Versuchsaufbauten habe ich 5 Volt verwendet, und da hat der 
Verstärker bei lauterer Musik angefangen zu "kratzen". Anschließend habe 
ich einen 9-Volt Block, zwei Li-Ion Akkus und 12 Volt 
Autobatteriespannung ausprobiert. Bei den 12 Volt war der Verstärker 
zwar am lautesten, aber die Transistoren wurden schnell heiß. Das Beste 
Ergebnis erzielte ich mit zwei Lithiumionen-Akkus vom Pollin (2x3,5=7V). 
Wie müsste man den Schaltplan anpassen, damit er auch mit 12 Volt 
zuverlässig funktioniert?

Ich habe bei den Li-Ion Akkus eine Elektronik am Akku gesehen. Kann mir 
jemand sagen, was die bewirkt? Ist das ein Über-/Unterspannungsschutz, 
sodass man die Akkus laden kann wie man will, die Elektronik sorgt dafür 
dass die Zelle nicht abbrennt?

3. Könntet ihr mir irgendwelche Endtransistoren empfehlen, die 
vielleicht etwas mehr Saft vertragen bzw. besser zu kühlen sind? Die BC 
548/558-er sind ja relativ schlecht zum Kühlen, besser sind Transistoren 
in TO-220.
Kennt ihr da welche, die besser geeignet bzw. extra für Audioverstärker 
konzipert sind?

Ich hoffe auch auf qualifizierte Antworten...

Autor: Jens G. (jensig)
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zu 1. die sind in erster Linie zur Temperaturstabilisierung vorgesehen. 
Da Ube eines Transistors mit steigender Temp. abnehmen, würde der 
Ruhestrom zunehmen, was diese R's begrenzen sollen (also 
stabilisierend). Ganz weglassen würde ich die nicht, weil dann wird rel. 
wahrscheinlich der Ruhestrom zu sehr steigen, und die Endstufe geht 
hops.
Mit dem Klang haben die zwar auch etwas zu tun, ist aber nicht primär, 
und wird auch in rel. weitem Bereich nicht viel Änderung bewirken - 
sollten aber dafür wiederum nicht zu hoch sein (auch wegen dann erhöhtem 
Spannungsabfall). 10 oder 22 Ohm sollte beide gut gehen bei diesem 
Kleinleistungsteil - je höher, um so wenige Spannung bleibt am 
Lautsprecher aber hängen.

2. Du mußt den 470Ohm erhöhen, wenn UB sich erhöht (ungefähr gleiches 
Verhältnis). Da aber mit Erhöhung von UB die Verlustleistung über die 
T's größer wird, werden die T's natürlich heiser. Dafür sind die T's 
nicht ausgelegt - sind schließlich nur BC-Typen für wenige 100mW ....

3. Nimm einen IC statt solch einer billigen Schaltung. Denn nur mit 
stärkeren T's kommste nicht weit, weil alles andere auch niederohmiger 
gemacht werden müsste. Sogar bedeutend niederohmiger, weil die 
Stromverstärkung von Leistungs-Ts bedeutend niedriger ist. Auserdem sind 
thermische Probleme schlechter in den Griff zu bekommen, weshalb man mit 
solch einfachen Schaltungen nicht weit kommt (haben auch keinen 
besonderen Klirrfaktor, keine Kurzschlußschutz, relativ begrenzt in 
UB-Variabilität, wenn keine Bauteiländerungen gemacht werden, usw.).

Autor: kaktusbombe (Gast)
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Jens G. schrieb:
> 3. Nimm einen IC statt solch einer billigen Schaltung.

Klar könnte ich das machen, aber ich will nunmal nur so "Kleinkram" 
verwenden, mit extra Verstärker-IC's ist es irgendwie langweillig...

Nachdem ich den Verstärker jetzt eine zeit lang getestet habe, ist mir 
aufgefallen, dass die wiedergegebenen Lieder im Bass recht stark sind, 
aber der gesungene Text beinahe untergeht. An was kann das liegen?
Ist die Sprache etwa zu "hochfrequent" für einen solchen Verstärker???

Autor: mhh (Gast)
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kaktusbombe schrieb:
> Nachdem ich den Verstärker jetzt eine zeit lang getestet habe, ist mir
> aufgefallen, dass die wiedergegebenen Lieder im Bass recht stark sind,
> aber der gesungene Text beinahe untergeht. An was kann das liegen?

Es fehlt ein Ruhestrom in der Endstufe. Wenn Du noch eine BAT48 in Reihe 
zu den 1N4004 schaltest, klingt dann alles "runder".

Autor: hans (Gast)
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Hier ist dein Verstärker erklärt:

http://www.elektroniktutor.de/analog/kompl.html

Dort sind auch andere "Kleinkram"-Verstärker zu
finden.

hans

Autor: werner (Gast)
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auf jeden fall eine lustige minimalschaltung!

was für einen lautsprecher verwendest du? ist der möglicherweise am 
"krummen frequenzgang" schuld?

Autor: kaktusbombe (Gast)
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Man entschuldige, dass ich erst jetzt wieder antworten kann, ich war 
"verhindert"...

Ich muss mich übrigens korrigieren, das mit der vermeindlich starken 
Bassverstärkung war so nicht korrekt, ich hatte von dem Stereosignal nur 
einen kanal am Verstärker und das war der Grund. Als ich jetzt mal beide 
Signale zusammen am Eingangselko angehängt habe, hat es wunderbar 
geklungen.

Die Klangqualität bei lauter Musik ist jetzt, nachdem ich den 470 Ohm 
Widerstand auf 1 kOhm erhöht habe, und gleichzeitig die Eingangsspannung 
auf 12 V erhöht habe, nun auch gut.

Zur Lautsprecherfrage:
Ich habe einen Lautsprecher aus kaputten Computerlautsprecherboxen 
verwendet.
Da meinem Bruder letztens 2 Lautsprecherboxen innerhalb von zwei Wochen 
flöten gegangen sind, habe ich mich mal etwas mit Verstärkerschaltungen 
befasst und in diesem Zusammenhang bin ich auf die Schaltung von oben 
gestossen.
Ich hab drei Größen zur Auswahl:
0,5 W 8 Ohm
???W 4 Ohm
1 W  25 Ohm

Ich bin mit dem mittleren recht gut zurecht gekommen.

Autor: Ingolf O. (headshotzombie)
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Hier noch etwas zum konsumieren:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

und noch die Folgeseite für etwas mehr Qualifikation:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

Dann wird sicher auch Einiges etwas klarer!

Autor: Ulrich (Gast)
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Wenn die Signalquelle nicht schon einen definierten Ausgangswiderstand 
hat, sollte an den Eingang noch ein Widerstand in Reihe (ca. 1-5 kOhm). 
Erst dann hat man eine einigermaßen durch die Rückkopplung definierte 
Verstärkung. Wegen der geringen Belastbarkeit der Transistoren ist eine 
kleine Versorgungsspannung von ca. 5-8 V schon am besten.
Für weniger Verzerrungen sollte man die 1N4004 gegen kleinere Diode wie 
1N4148 austauschen. Dann bekommt man auch etwas Ruhestrom. Mit den 
1N4004 wird man vermutlich praktisch keinen Ruhestrom in den 
Endstrufentransistoren haben. Dann ist es auch relativ egal wie kleine 
die Widerstände sind.

Der Verstärker sollte die meiste Leistung bei eher hochohmigen 
Lautsprechern liefern. Je nach Spannung so bei etwa 20-50 Ohm.
Ob der hochohmige Lautsprecher dann auch den besten Ton und die größte 
Lautstärke gibt, ist eine andere Sache.

Autor: Kaktusbombe (Gast)
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Ulrich schrieb:
> Wegen der geringen Belastbarkeit der Transistoren ist eine
> kleine Versorgungsspannung von ca. 5-8 V schon am besten.

Also ich hab jetzt bisher die besten Ergebnisse mit 12V Betriebsspannung 
und einem 1 kOhm Vorwiderstand, ebenso einem Eingangselko von 1 uF 
anstelle der 10 uF wie im Schaltplan. Für mich hört sich der Ton mit 10 
uF etwas "matschiger" an.
Ich habe auch nicht genau die im Schaltplan genannten Dioden verwendet, 
sondern 1N4007, glaube ich, ich muss erst nochmal nachschauen...

Meine Messungen ergaben einen Ruhestrom von 6-7 mA und (je nach 
Lautstärke) einen Betriebsstrom von 40-100 mA, wobei die Transistoren 
auch ohne Kühlung nicht warm wurden. Voll aufgedreht konnte der 
Miniverstärker bei mir die ganze Wohnung "beschallen" (4 Zimmer), womit 
ich eigentlich recht zufrieden bin.
Wenn ich den großen Lautsprecher mit 25 Ohm nehme, klingt er erst bei 
relativ lauter Musik wirklich nach einem "satten" Ton, deshalb würde ich 
eigentlich ganz gerne bei dem mittleren bleiben.

Nur die Stromversorgung macht mir bisher noch Probleme, Ich wollte 
eigentlich die MC-irgendwas Schaltregler vom Pollin dafür nehmen, aber 
irgendwie bekomme ich die nicht ans Laufen.
(Ich glaube, der weigert sich bei mir, anzuschwingen, deshalb bekomme 
ich immer nur die Eingangsspannung - die 0,7 Volt der Diode raus...)

Zurzeit habe ich mir halt notdürftigerweise einen Schaltregler 
selberzusammengebastelt, der kann die 100 mA für den Verstärker aber 
noch problemlos liefern. Er wandelt mit einigermaßen erträglicher 
Effizienz meine 5 Volt (4 Akkus) zu den benötigten 12V.
Wenn ich euch aber den Schaltplan zeigen würde, würdet ihr mich 
verhauen...
(Ich hab reichlich getrickst, damit er überhaupt läuft =) )

Hättet ihr noch eine Idee, wie ich am besten mit möglichst wenig Aufwand 
aus 3,7 , 5 oder 6 Volt die benötigten 12 Vlot erreiche?
Ich wollte eigentlich nicht meinen Not-Schaltregler in meinen 
endgültigen Verstärker einbauen, manchmal kann man nämlich seine 
Schaltzyklen "hören" (ein leises Pfeifen am oberen Ende des 
Hörspektrums.).

@ Ingolf O.:
Vielen Dank, werd ich bei Gelegenheit mal lesen.

Autor: Ulrich (Gast)
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Gerade wenn man einen so niederohmigen Lautsprecher hat, braucht man 
keine so hohe Spannung. Es sollte gehen sie Schaltung soweit zu 
optimieren, dass es auch direkt mit 4-6 V geht. Es ist viel einfacher 
den Verstärker anzupassen, als die Versorgungsspannung.

Die erste Verbesserung wäre der Widerstand am Eingang, sonst werden die 
höhen etwas sehr betont. Der kleinere Elko am Eingang kann OK sein, 
damit man die ganz tiefen Töne etwas unterdrückt.

Beim Verstärker selber halt statt großen Dioden wie 1N400x lieber kleine 
mit mehr Druchlaßspannung. Ideal sollte die Durchlaßspannung der Dioden 
etwas größer als die BE Spannung der Transistoren sein.

Der nächste Schritt wäre ein "Bootstrapping", den 470 Ohm Widerstand im 
Plan durch 2 Widerstände in Serie ersetzen, und dann einen Elko vom 
Ausgang an den Punkt zwischen den Widerständen.  Das sorgt für einen 
annähernd konstanten Strom, und damit höhere Verstärkung des 1 ten 
Transistors. Entsprechdn besser funktioniert die Rückkopplung.

Den 10 K Widerstand der am Eingangstransistor gegen GND geht, sollte man 
noch an die Versorgungsspannung anpassen (vermutlich vergrößern). Im 
Mittel sollte am Ausgang (vor dem ELKO) etwa die halbe 
Versorgungsspnnung liegen.

Autor: kaktusbombe (Gast)
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Ich habe ja aber die Erfahrung gemacht, dass der Verstärker bei 6 Volt 
und lauter Musik anfängt, zu "kratzen", und das hat sich durch die 
höhere Versorgungsspg. recht einfach erledigen lassen. Aber ich bin ja 
kein Experte, ich hab relativ wenig Ahnung von dem ganzen tiefer 
gehenden Zeug, das bei einem solchen Verstärker noch mitspielt. Wenn das 
mit niedrigerer Spannung und "besserem" Verstärker auch geht, wäre das 
natürlich auch recht.

Ich hab mich - als Anfänger - noch nie größer mit verschiedenen Dioden 
auseinandergesetzt, für mich haben bisher alle gleich (gut) 
funktioniert...

Das mit dem Widerstand am Eingang habe ich ausprobiert, mit einem 1 kOhm 
Vorwiderstand verstärkt er zwar etwas schwächer, dafür ist seine Musik 
etwas "schärfer".
(ich weiß grad sonst nicht, wie ich es beschreiben soll...)
Sollte der Vorwiderstand eigentlich vor oder nach dem Eingangselko 
stehen?
Oder ist das egal?

Das mit dem "Bootstrapping" werde ich heute Nachmittag mal versuchen...
Wenn ich entsprechende Widerstände finde, ich hab halt kein Lagerhaus im 
Keller, wo hunderte von Widerstandswerten, Dioden, Transistoren usw. 
fein säuberlich archiviert sind....

Der 10 kOhm Widerstand verändern... Für welche Versorgungsspg. ist das 
jetzt gedacht? 6 oder 12 Volt?

Im Übrigen muss ich mich korrigieren, die Messungen vom Betriebsstrom 
von oben waren VOR dem Schaltregler, beim Versärker selber sind es dann 
nur noch 10-35 mA.

Autor: Christian K. (programm-noob)
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Kannst du mal ein Bild von deinem Verstärker posten?

Autor: Manuel (Gast)
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Was mus das für ein kondensator sein, also vom Typ her.
Wenns nen Elko ist, wo ist dann Plus, also im Schaltplan. am elko stehts 
ja dran?

Autor: Ulrich (Gast)
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Der Kondensator fürs Bootstrapping kann ein Elko sein. Der - Pol kommt 
dabei zum Ausgang der Schaltung, der + pol zwischen die beiden 
Widerstände.
Bei den Widerständen fürs Bootstrapping würde ggf. auch 2 mal 470 noch 
gehen.

Die Frage für welche Spannung der Verstärker mit den Widerständen oben 
optimiert ist, ist gar nicht so einfach zu beantworten. Der 
Gleichstrompegel hängt nämlich von der Verstärkung des ersten 
Transistors ab. Bei einer Verstärkung von 100 sollte man den 10 K 
Widerstand ganz weglassen, unabhängig von der Spannung (wenn es oben bei 
470 Ohm bleibt), im Grenzfall sehr hoher Verstärkung wäre die optimale 
Spannung so bei etwa 5-6 V.
Vermutlich wird die passende Spannung so zwischen 7 und 10 V liegen.
Für weniger Spannung sollte der 10 K Widerstand größer oder der 47 K 
Widerstand kleiner werden. Ob es paßt kann man ja relativ einfach ein 
der Gleichspannung am "Ausgang" (zwischen den 10 Ohm Widerstände) 
messen.

Das ist nunmal eine ziehmich minimalistische Schaltung. Da Transistoren 
nicht mehr so teuer sind, könnte man durchaus noch 1-2 mehr spendieren. 
Dann wird auch die Einstellung des Arbeitspunktes nicht mehr so sehr von 
den Transistordaten abhängig. Die Schaltung an sich ist eher was zum 
lernen.

Autor: kaktusbombe (Gast)
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Ich habe jetzt für das Bootstrapping einen 220uF Elko verwendet und das 
funktioniert m.E. recht gut, auch wenn die Verstärkung dabei sinkt.
(warum auch immer)
Bei einem 47uF war der Klang nicht mehr sonderlich...
Kann mir eigentlich jemand mal erklären, wie genau das mit dem 
Bootstrapping funktioniert?

Mal eine andere Frage:
Wie kann ich am Besten beim Signaleingang ein Stereosignal anhängen?
Ich hab jetzt mal beide Kanäle über 1 kOhm am Elko hängen, aber ich 
persönlich finde es klingt besser,
wenn man beide Kanäle zusammen an einem einzigen Widerstand anhängt...

Ich hab mal testweise den 10 kOhm Widerstand aus der Rückkopplung durch 
einen 20 kOhm ersetzt, aber ich konnte keinen großartigen Unterschied 
feststellen.

Ulrich schrieb:
> Da Transistoren
> nicht mehr so teuer sind, könnte man durchaus noch 1-2 mehr spendieren.
> Dann wird auch die Einstellung des Arbeitspunktes nicht mehr so sehr von
> den Transistordaten abhängig.

Hast du dafür grad einen Schaltplan parat, ich hab auf meinem Steckbrett 
noch genügend Platz, um den Verstärker noch zu erweitern ;)

>Ob es paßt kann man ja relativ einfach an
>der Gleichspannung am "Ausgang" (zwischen den 10 Ohm Widerstände)
>messen.

Und da müsste dann stehen? 1/2 Versorgungsspannung?
Mit meinem Aufbau (siehe frühere Posts) habe ich eine Spg. von ~4,3V 
gemessen, bei 10-12V Eingang.

Auf einem Foto wird man bei meiner sehr eleganten 
"Steckbrettarchitektur" wohl recht wenig erkennen, aber ich schau, dass 
ich bis Montag mal ein Foto mitbring.

Autor: Ulrich (Gast)
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Der Punkt zwischen den Widerständen sollte bei der halben Versorgung 
liegen. Dann ist die verlustlsitung der beiden Endtransistoren etwa 
gleich, und es wird etwa gelichzeitig übersteuerung erreicht. Damit ist 
die minimale Spannung nötig.


Das Bootstrapping funktionier wie folgt: Der Kondensator sorgt dafür, 
das auch zwischen den Widerständen fast die gleiche Spannung anliegt, 
wie am Ausgang. Da durch ist die Spannung an dem unteren Widerstand fast 
konstant, und entsprechend ist auch der Kollektor Strom für den 
Transistor fast konstant. Dies erhöht die Verstärkung die der Transistor 
im Leerlauf erzeugen kann und die Rückkopplung kann etwas besser wirken.

Zusätzlich gibt es noch einen kleinen positiven Effekt auf die 
Übernahmeverzerrungen.

Autor: Kaktusbombe (Gast)
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Wenn ich also 4,3V gemessen habe, so kann die Versorgungsspannung 
durchaus auch nur 9 Volt (bzw. 2*4,3=8,6V) betragen, bei höherer 
Spannung wird dann einfach mehr verbraten, oder was?

Übrigens hab ich bisher noch nicht die Zeit gehabt, um ein Bild von der 
Schaltung zu machen...

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