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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TDA7231 - warum übersteuert er weich?


Autor: Udo_U (Gast)
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Hallo,

der integrierte NF-Verstärker TDA7231 (s. Anhang) ist angeblich ein Soft 
Clipper, soll wohl heißen, dass er eher weich begrenzt im Gegensatz zu 
gängigen Halbleiterverstärkern.

Was mich mal interessieren würde:

Wann clipp der IC denn eigentlich und wie? Da wird ja sicher auch ein 
Zusammenhang bestehen zwischen Ub und Uin, sprich, bei kleiner 
Betriebsspannung wird er schneller übersteuern als bei großer.... ob das 
auch eine Auswirkung auf die Form der Verzerrung hat?

Hat sich hier schon mal jemand näher damit beschäftigt oder hat eine 
Vermutung, welcher interne "Schaltungskniff" dieses weiche 
Übersteuerungsverhalten bewerkstelligt?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Wenn sich der Hersteller nicht einmal die Mühe gibt, im Datenblatt näher 
darauf einzugehen, dann solltest du nicht allzuviel davon erwarten. Eben 
nicht der Rede wert...

Typisch SGS mal wieder.

Kai Klaas

Autor: Stephan M. (stephanm)
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Ich habe eine...

Udo_U schrieb:
> Vermutung, welcher interne "Schaltungskniff" dieses weiche
> Übersteuerungsverhalten bewerkstelligt?

Mir fällt da spontan die stückweise Approximation ein, so wie sie z.B. 
verwendet werden kann, um aus einer Dreiecksfunktion einen Sinus zu 
erzeugen. Siehe Tietze/Schenk, Kapitel 11.7.4.

Stephan

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Kai Klaas schrieb:
> Wenn sich der Hersteller nicht einmal die Mühe gibt, im Datenblatt näher
> darauf einzugehen, dann solltest du nicht allzuviel davon erwarten.

Das "Soft" bezieht sich nicht auch das Clipping, sondern auf dessen
Spezifikation ;-)

Autor: mhh (Gast)
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Beim Softclipping wird beim Erreichen eines oberen bzw. unteren 
Schwellwertes die Verstärkung verringert.

Autor: Udo_U (Gast)
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doch, das ding zeigt schon ein vergleichsweise weiches 
übersteuerungsverhalten.


mhh schrieb:
> Beim Softclipping wird beim Erreichen eines oberen bzw. unteren
> Schwellwertes die Verstärkung verringert.
ja aber wie geht das??

Autor: mhh (Gast)
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Hier konkret weiß ich es nicht. Das Einfachste aber sicherlich.

Intern die Eingangsspannung über Serienwiderstand/ Transistor zu 
verkleinern oder den Basisstrom der Endstufentransistoren abzuleiten 
wären Möglichkeiten.

Autor: Udo_U (Gast)
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mhh schrieb:
> den Basisstrom der Endstufentransistoren abzuleiten
> wären Möglichkeiten.
wie würde das in der praxis aussehen?

Autor: mhh (Gast)
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Nur das die Ansteuerung von Q10 und Q11 nicht über die 
Emitterwiderstände der Endstufentransistoren erfolgt, sondern von der 
Restspannung über diesen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo mhh,

>Nur das die Ansteuerung von Q10 und Q11 nicht über die
>Emitterwiderstände der Endstufentransistoren erfolgt, sondern von der
>Restspannung über diesen.

Was dein Bild zeigt, ist aber nur ein normaler SOAR-Schutz, oder?

@Udo

>ja aber wie geht das??

Im einfachsten Fall begrenzt du das Eingangssignal einfach mit zwei 
antiparallelen Siliziumdioden, denen du einen Widerstand zur 
Strombegrenzung voran stellst. Das erzeugt am Ausgang dann "Rechtecke" 
mit runden Ecken.

Kai Klaas

Autor: mhh (Gast)
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Kai Klaas schrieb:
> Was dein Bild zeigt, ist aber nur ein normaler SOAR-Schutz, oder?

Er wollte nur das Prinzip der Ableitung des Basisstromes wissen. Ich 
habe auf die schnelle nichts anderes gefunden.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo mhh,

>Er wollte nur das Prinzip der Ableitung des Basisstromes wissen. Ich
>habe auf die schnelle nichts anderes gefunden.

Sollte kein Vorwurf sein. Wollte nur wissen, ob ich jetzt vollends auf 
dem Schlauch stehe...

Kai Klaas

Autor: mhh (Gast)
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Hab ich nicht falsch verstanden.  :)

Autor: Olli (Gast)
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Danke für die Grafik!


Kai Klaas schrieb:
> Im einfachsten Fall begrenzt du das Eingangssignal einfach mit zwei
> antiparallelen Siliziumdioden, denen du einen Widerstand zur
> Strombegrenzung voran stellst. Das erzeugt am Ausgang dann "Rechtecke"
> mit runden Ecken.
wenn das beim TDA7231 so gemacht würde, würde er nur bei einer 
bestimmten Betriebsspannung softclippen, ansonsten bei sehr niedriger 
+Ub gar nicht, weil die harte Endtransistorpaar-Übersteuerung dann schon 
einsetzen würde, bevor die Dioden zum Zuge kämen...

Autor: Udo_U (Gast)
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Olli schrieb:
> wenn das beim TDA7231 so gemacht würde, würde er nur bei einer
> bestimmten Betriebsspannung softclippen, ansonsten bei sehr niedriger
> +Ub gar nicht, weil die harte Endtransistorpaar-Übersteuerung dann schon
> einsetzen würde, bevor die Dioden zum Zuge kämen...

oder irgendwas intern passt den signalpegel an die betriebsspannung 
an...!?

Autor: Egal (Gast)
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Udo_U schrieb:
> oder irgendwas intern passt den signalpegel an die betriebsspannung
> an...!?

Das macht insofern keinen Sinn, weil man ja den Verstärker nicht immer 
volle Pulle betreibt.

Autor: Stephan M. (stephanm)
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Udo_U schrieb:
> oder irgendwas intern passt den signalpegel an die betriebsspannung
> an...!?

Vielleicht nun doch per stückweiser Approximation?!

http://prof.beuth-hochschule.de/uploads/media/Funk...

Seite 3, Abbildung "Sinusformer mit Dioden-Widerstandsnetzwerk". Das 
Bild stammt aus dem Tietze/Schenk, Teile des Textes auch. Man beachte 
den Textabsatz direkt unter der genannten Abbildung.

Die Knickpunkte der Kennlinie des gezeigten Widerstands/Dioden-Netzwerks 
sind durch die Teilspannungen U_{1,2,3} festgelegt, die wiederum 
proportional zur Betriebsspannung sind. Damit hätte man ein Clipping, 
das einerseits weich ist (im Sinne einer glatten 
[Spannungs-]Übertragungsfunktion, vgl. Tietze/Schenk) und andererseits 
proportional zur Betriebsspannung.

Die Glattheit entsteht durch das "weiche" Einsetzen der Stromleitung der 
Dioden, da die Stromleitung nicht abrupt für Uf > 0 einsetzt, sondern 
für Uf > 0 (exponentiell) glatt ansteigt.

Stephan

Autor: Udo_U (Gast)
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Stephan M. schrieb:
> Die Knickpunkte der Kennlinie des gezeigten Widerstands/Dioden-Netzwerks
> sind durch die Teilspannungen U_{1,2,3} festgelegt, die wiederum
> proportional zur Betriebsspannung sind. Damit hätte man ein Clipping,
> das einerseits weich ist (im Sinne einer glatten
> [Spannungs-]Übertragungsfunktion, vgl. Tietze/Schenk) und andererseits
> proportional zur Betriebsspannung.

Danke für den Beitrag, das scheint mir auf jeden Fall eine gute Idee zu 
sein!!!

Autor: mhh (Gast)
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Udo_U schrieb:
> Danke für den Beitrag, das scheint mir auf jeden Fall eine gute Idee zu
> sein!!!

Vergess aber nicht, daß Eingangssignal vorher in eine Dreieckspannung 
umzuwandeln. Außerdem darf die Gegenkopplung nicht nach diesem Umformer 
angeschlossen werden. Da wird die Umformung nämlich wieder beseitigt. 
:)

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hier ist die Innenschaltung eines anderen Verstärkers zu sehen, der 
ebenfalls "soft clipping" macht:

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/unisonic...

Interessant erscheint mir, daß die Treiber-Transistoren mit einer 
geringeren Versorgungsspannung betrieben werden als die 
Endstufen-Transistoren...

Kai Klaas

Autor: mhh (Gast)
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Kai Klaas schrieb:
> Interessant erscheint mir, daß die Treiber-Transistoren mit einer
> geringeren Versorgungsspannung betrieben werden als die
> Endstufen-Transistoren...

Schau mal die 100µF zum Ausgang ...
(Bildchen darüber)

Autor: mhh (Gast)
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Ich werde mal ketzerisch: Die Teile sind bei der Slewrate so 
schnarchlangsam, daß es als Feature angepriesen wird.
Die können einfach kein Rechteck am Ausgang.

Autor: Olli (Gast)
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kann man den TDA7231 wohl auch als "normalen" operationsverstärker 
benutzen, wenn man die beinchen 3 und 5 bis 8 auf -Ub legt?

(z.b. um eine gegentaktendstufe zu treiben)

Autor: mhh (Gast)
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"beinchen 3" müsste auf Masse bei "5 bis 8 auf -Ub".

Macht aber keinen Sinn, falls es überhaupt geht
(+/- 7,5V max. Betriebsspannung).

Autor: Olli (Gast)
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ah ja, pin3 auf masse, danke!

meine irgendwo mal was gelesen zu haben, dass roboterforscher von der 
uni rostock ihre rollrobotermotoren per tda7231 ansteuern (als 
differenzverstärker?!)

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Klar: Wenn man eine Roboterdame fragt, was sie sich an Robotermännern am 
meisten wünscht, heißt es: "Er muss weich übersteuern!"

Autor: faustian (Gast)
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Naja, evtl schont es die Hochtoener ;)

Fuer haertere Uebersteuerung muss man das IC unter Vollast aufheizen und 
dann in Eiswasser werfen.

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