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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gyrator mit Mosfet


Autor: Claus Thaler (Gast)
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Zwar keine Mikroprozessor-Frage, aber Trotzdem:

Hat hier jemand schon Erfahrungen mit Gyrator-Schaltungen auf
Power-Mosfet-Basis gamacht ? Oder auch nur mit Gyratoren? Ich bin auf
der Suche nach einer einfachen Gyratorschaltung, die eine Spule von ca
10H bei 400 Volt ersetzen kann, in einer Pi-Filter-Anordnung(maximaler
Strom ca 200mA). Das Ganze soll eine teuere und schwere Spule in einem
Röhrenverstärker ersetzen. Im Netz findet sich hierzu nicht sehr
viel...

CT

Autor: AxelR. (Gast)
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Kann ein Gyrator eine Spule ersetzen? eher nicht...
Axel

Autor: Claus Thaler (Gast)
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Dafür ist ja ein Gyrator da!

Autor: AxelR. (Gast)
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Nana vorsicht, ganz so iss es ja nun auch wieder nicht.
Ich hatte früher mit sowas mal zu tun -> Phasenschieber, Laufzeitketten
und NF-Filter. Lange her...
Ich belese mich liebers nochmal, bevor ich hier wieder den Bock
abschiesse.

Viele Grüße
Axel

Autor: Claus Thaler (Gast)
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Klar kann ein Gyrator nicht in Jedem Fall eine Spule ersetzen, aber er
Simuliert im Prinzip eine Induktivität, mit der dann Filter aufgebaut
werden können, z.B. in Equalizern. Es gibt Netzteile, in denen
Gyratoren zur Dämpfung eingesetzt werden, und ich möchte gerne sowas
mit Power Mosfets ausprobieren!

Im Anhang mal eine Gyratorschaltung für den Kleinsignalbereich...

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

bei mir hat bis jetzt noch keine Gyratorschaltung (mit OPVs) wirklich
funktioniert. Wegen den 400V habe ich mir schon gedacht, daß es wohl
für das Netzteil gedacht ist.
Ich würde empfehlen, erst mal im Kleinsignalbereich Erfahrung zu
sammeln und dann erst zu versuchen, die Schaltung mal auf 30 Volt und
stufenweise mehr auszubauen, weil mit höherer Spannung auch leichter
mal was durchbrennt und man nicht immer mit den Fingern in der
Schaltung bleiben kann, um zu messen oder andere Werte auszuprobieren.

10H ist ein Wert, den Netztrafos in etwa haben. Könnte ein Netztrafo
(230V-Seite) in ähnlicher Größe nicht eine schöne Drossel abgeben? Ist
vielleicht die einfachste Variante.

Manchmal haben auch Kiloschwere Drosseln einen solchen Wert. Ich
vermute mal, die Drossel ist etwa 2,5 Kilogramm schwer und ist wegen
beschädigter Lackdrahtisolierung defekt. Manchmal kann man das
Blechpaket öffnen und versuchen, die Spule neu zu wickeln.

Gruß

Autor: AxelR. (Gast)
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ich sagte ja, ich will mich belesen...
auf den ersten Blick scheint es tatsächlich so, dass die
Gyratorschaltung die Spule voll ersetzen kann. Dass dem nicht ganz so
ist, hatte ich ja schon oben wage angezweifelt.
Problem ist die Güte der Spule, bzw. Ihr Ohmscher Widerstand, der diese
nach oben begrenzt.
Während die Impendanz(Wechselstromwiderstand) einer Induktivität durch
die reihenschaltung von Ohmscher und induktiver komponente entsteht,
bildet sich die Impedanz der nachgebildeten Induktivität nicht mehr aus
einer Reihenschaltung, sondern einer Parallelschaltung der
Widerstands-Kondensator Kombination zum ohmschen Ersatzwiderstand.
Jedoch:
inwiefern die Güte bei einem Netzteil auschlaggebend ist, weiss ich nun
wirklich nicht.
Die nachgebildete Spule(Induktivität) wird auf jedenfall schlechter
sein.

Wo hab ich das wieder her?
http://www.all-science-fair-projects.com/science_f...

Nabend!
Axel

Autor: AxelR. (Gast)
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Nochwas gefunden (Ich habe nur bei GOOGLE "Gyrator" eingetüppt)
http://encyclopedia.thefreedictionary.com/gyrator

Autor: Claus Thaler (Gast)
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Klar, die Grundschaltungen, Grundlagen  und OPAMp-Schaltungen aus dem
Netz kenn ich, was ich eigentlich suche ist eine funktionsfähige
Schaltung für 400V/200mA. Ich werd nächste Woche mal versuchen, ein
paar Schaltungen zu simulieren (mit Microcap), vielleicht bringt mich
das weiter!

Autor: Nonename (Gast)
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Hi

meint Ihr man kann mit einem Gyrator auch eine
Spule in einem Netzfilter nachbauen?
Es muessten spikes von +- 230 100 kHz abgefangen werden.

Gruss

Autor: Michael (Gast)
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@ noname,
warum nimmst du keinen Varistor?
Michael

Autor: Nonename (Gast)
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Hi

meinst Du der ist Schnell genug?
Das Problem ist der spike kommt von einer 15 Ohm Quelle.
Meinst Du das die massige Verlustleistung das Ding nicht killt?

Wuerde es denn mit dem Gyrator (vielleicht mit 2 Cs als Pi Filter
geschaltet) klappen?

Autor: Michael (Gast)
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@ noname,
die Datei im Anhang ist eine beliebige Varistortabelle. Ansprechzeit <
10nS.
Michael

Autor: AxelR. (Gast)
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@Michael
sieh mal nochmal hier
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-121116...
im Link steht gut beschrieben, das und warum das nicht geht...
Gruß
Axel

Autor: Chris (Gast)
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"Das Ganze soll eine teuere und schwere Spule in einem Röhrenverstärker
ersetzen"

wegen den Spikes und dem Varistor: Ich vermute, daß die Spule nur die
Hochspannungsversorgung der Endstufe (Gitarrenverstärker?) verlustarm
entbrummen soll.

Gruß

Autor: Benedikt (Gast)
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Anstelle der Spule bringt ein normaler Längsregler eine viel stabilere
Spannung.
Da kannst du dir den ganzen Aufwand sparen.

Autor: nonename (Gast)
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muss ich nicht damit rechnen das mir der Varistor hochgeht bei der
Verlustleistung?

Autor: Till (Gast)
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wenn der gyrator eine spule ersetzten kann, wo und wie speichert er dann
energie?

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

Gute Frage. Vielleicht wird im einen Fall (-> Spule speichert
EnergieEnergie vernichtet und im anderen Fall (->Spule gibt Energie ab)
Energie aus der Stromversorgung aufgewendet? Wäre denkbar oder?

Gruß

Autor: Benedikt (Gast)
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Und wie funktioniert dann ein Schaltnetzteil mit einer Grator-Spule ?
Garnicht, denn die Betriebsspannung muss immer größer sein, also die
Ausgangsspannung.
Ein Filter für eine Betriebsspannung mit einem Gyrator verheizt also
nur Energie.
Vielbesser ist da ein Längsregler oder eine echte Spule + Shunt Regler.

Autor: Claus Thaler (Gast)
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Eine simulierte Spule kann natürlich keine Energie speichern wie eine
echte Spule, sie bildet lediglich die Eigenschaft einer Spule nach,
einen Stromfluss immer konstant halten zu wollen. Dazu benötigt sie
natürlich eine entsprechende Spannungsversorgung und macht das Ganze
natürlich nur mit Verlusten.

Der Grund warum ich einen Gyrator verwenden möchte, ist eigentlich in
den Klangeigenschaften zu suchen.

RöhrenVerstärker, welche mit C-L-C- Pi-Filter betrieben werden klingen
anders als mit einer präzise stabilisierten Gleichspannung. Ich möchte
herausfinden, ob die speziellen Klangeigenschaften eines
C-L-C-Pi-Filters auch mit einem Gyrator erhalten bleiben!

Autor: Peter Dannegger (peda)
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"RöhrenVerstärker, welche mit C-L-C- Pi-Filter betrieben werden klingen
anders als mit einer präzise stabilisierten Gleichspannung."

Eine stabilisierte Gleichspannung ist natürlich immer am besten, aber
bei NF-Verstärkern überhaupt nicht nötig.

Das Brummproblem kennt man ja nur von früher, wo man mit 8µF...50µF
Elkos auskommen mußte.

Heutzutage nimmt man einfach 220µF...1000µF Elkos und Deine
Betriebsspannung ist glatt wie ein Kinderpopo.

Durch die großen Elkos braucht man auch die Drossel nicht mehr und
nimmt einfach nur einen Siebwiderstand (z.B. 100 Ohm).

Auf den Klang hat das alles natürlich überhaupt keinen Einfluß.


Peter

Autor: Claus Thaler (Gast)
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Aber natürlich hat das auf den Klang einen ganz erheblichen Einfluss!

Ich habe meinen Verstärker einmal mit C-R-C Siebung, insgesamt ca 800uF
betrieben, dann mit C-L-C Siebung. Besonders bei lauten Passagen liefert
die Variante mit der Spule wesentlich mehr Impulstreue, am Oszi sieht
man ganz deutlich, dass die B+ (=Anoden)  Spannung wesentlich stabiler
ist. Um das mit einem Widerstand zu erreichen, müsste ich diesen recht
hochohmig machen und die Eingangsspannung am ersten Kondensator
entsprechend erhöhen. Mit C-R-C Siebung macht das meines Erachtens nur
für Vorsufen mit geringem Stromverbrauch sinn, eine Endstufe sollte da
schon etwas Stabileres haben, entweder geregelt oder mit Spule...

Autor: Peter Dannegger (peda)
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"am Oszi sieht man ganz deutlich, dass die B+ (=Anoden)  Spannung
wesentlich stabiler ist."

Mit welchem Widerstand hast Du denn getestet ?
Größer als 100 Ohm sollte er für 200mA nicht sein.


1. Was Du am Oszi siehst und was Du hörst sind völlig unterschiedliche
Sachen, ist also wie Äpfel mit Birnen zu vergleichen.

2. Leistungspentoden haben einen sehr hohen Ausgangswiderstand, d.h. es
erfolgt eine Stromsteuerung, d.h. die Betriebsspannung ist
nebensächlich, solange sie nur hoch genug ist, damit die Röhre nicht in
die Sättigung kommt (Alle Elektronen im Katodenraum sind verbraucht).

3. Gegentaktendstufen haben schon vom Prinzip her eine hohe
Gleichtaktunterdrückung (klassische Trafoschaltung mit
Mittelanzapfung). Eine Stromänderung durch Betriebsspannungsänderung
fließt gegenphasig durch beide Teilwicklungen und hebt sich dadurch
auf.

4. Du hast außerdem noch eine Gegenkopplung und die kompensiert nicht
nur Nichtlearitäten des Ausgangstrafos sondern auch einen eventuellen
geringen Betriebsspannungsdurchgriff noch weiter.

5. Wenn Du ein ungutes Gefühl hast, weil du rein optisch am Oszi einen
Einbruch siehst, dann mußt Du den Siebwiderstand verringern, nicht
erhöhen.

6. Auch bei der Drossel wirst Du Einbrüche sehen. Die kommen daher, daß
bei geringer Last die Dioden eine Spitzenwertgleichrichtung machen. Mit
zunehmender Last steigt der Stromflußwinkel und die Spannung am
Ladeelko sinkt.
D.h. die Einbrüche gehen erst dann weg, wenn Du die Spannung
stabilisierst (z.B. BUZ80 mit 400V Z-Diode am Vorwiderstand). Dürfte
sogar noch billiger sein als ne Drossel.



Ich weiß, HiFi-Puristen habens nicht so mit den technischen Grundlagen,
da zählt daher hauptsächlich der visuelle Eindruck (vergoldete
Steckergehäuse, hohe Preisschilder am Kabel usw.).

Ist quasi wie kürzlich bei dem "One-Million-Dollar" Preis, nur ein
Doppelt-Blind-Test kann objektiv den akustischen Nicht-Unterschied
aufzeigen:

http://daserste.de/wwiewissen/thema_dyn~id,6wptj3i...


Peter

Autor: Till (Gast)
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"Heutzutage nimmt man einfach 220µF...1000µF Elkos und Deine
Betriebsspannung ist glatt wie ein Kinderpopo."

das ist wohl eher ein Gerücht, dadurch das ich den -3dB Punkt des
aufgabauten Filters etwas verschiebe mag der Frumm ja ein paar dB
geringer sein, aber nicht in der größenordnung die Audioschaltungen
teilweise benötigen.

@Claus: ich denke der richtige Ort für diese Frage dürfte hier sein:
http://www.diyaudio.com/index.php?s=  jedenfalls bin ich sicher das
dort einige Leute sind die mit der Frage etwas anfangen können.

Meine unqualifizierte Vermutung ist das die Spule besser ist als eine
OP Schaltung mi dem Versuch sie zu ersetzen. Und 400V OPs sind
unbezahlbar.

Ich habe übrigens alternativ zu C, CRC, CLC Siebungen in Verstärkern
einen simpelstregulator mit Zehnerdioden und einem FET in Betrieb.

Für Klang- oder Philosophiediskussion ist, fürhte ich, ein
Mikrocontrollerforum etwa so geeignet wie das heiseforum.

Autor: Claus Thaler (Gast)
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@peter:
Ohne hier eine Philosophiediskussion lostreten zu wollen, aber ich
habe:

Trioden in Class A Single Ended, ohne globale Gegenkopplung, und da
macht sich ein Brumm an der Versorgung schon gut bemerkbar,
Wenn ich den Siebwiderstand vergrössere, wird der Brumm kleiner, die
Stabilität der Spannung allerdings auch, was sich dann bemerkbar macht,
wenn der Verstärker leicht übersteuert, d.H. die Stromaufnahme nicht
mehr symmetrich um den Ruhestrom pendelt sondern netto ansteigt. In
diesem Betriebsbereich sind dann die Versorgungseinbrüche zu hören (und
zu sehen).  Alternativ kann ich dann die Kondensatoren vergrössern, dann
klingts auch laut noch akzeptabel, aber das ist dann auch nicht ganz
billig.

@till:
Ich denke auch, dass ich wohl einen Fet mit Z-Diode verwenden werde,
einfach, aber effektiv..

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Für die A-Endstufe braucht man natürlich eine bessere Betriebsspannung,
da ja die Kompensation durch den Gegentakttrafo wegfällt und Trioden
niederohmiger sind als Pentoden.

Aber ehe ich eine A-Endstufe übersteuere, würde ich doch lieber eine
Gegentaktendstufe nehmen.

Ich hätte jetzt gedacht, Übersteuern ist für HiFi-Puristen absolut
tabu. Für mich ist es das jedenfalls an meiner eisenlosen
komplementären MOSFET Endstufe.


Auf eine Gegenkopplung würde ich auf keine Fall verzichten. Gerade
Ausgangstrafos (Hysterese, Wirbelströme, Streuinduktivität,
Wicklungskapazität) sind akustisch gesehen so ziemlich das miserabelste
Bauteil in der ganzen Kette. Eine Gegenkopplung direkt von der
Sekundärwicklung erhöht daher die Klangreinheit hörbar, auch für das
ungeübte Ohr. Lieber noch eine Vorröhre einsetzen, um die Verstärkung
wieder anzugleichen.

Nicht ohne Grund fiel die Verbreitung der Stereotechnik mit der
Entwicklung der Eisenlosen Endstufe zusammen, d.h. nachdem es möglich
war, ohne Trafo direkt mit Komplementärtransistoren eine hohe Klanggüte
bei geringen Kosten zu realisieren.


Peter

Autor: Till (Gast)
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Was Hifi Puristen und Schaltungstechnik angeht: sowas ist audiophil:
http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?s=&t...

Autor: Chris (Gast)
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tach
um die frage zu beginn zu beantworten
so eine schlatung findet man hier:
http://www.loetstelle.net/projekte/gyrator/gyrator.php

gruß

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