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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lautsprecher mit Gegentaktendstufe


Autor: Sebastian B. (sfreak) Benutzerseite
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Moin,

ich gebe mit einer kleinen AVR-Schaltung Musik per PWM aus. 
Versorgungsspannung ist 3.3V, AVR läuft mit 8MHz, die 8-Bit PWM mit der 
maximalen Frequenz von ca. 31 kHz. An den PWM-Ausgang habe ich einfach 
eine kleine Gegentakt-Endstufe gehangen und daran einen 8 Ohm 
Lautsprecher. Das ganze funktioniert und klingt sogar recht passabel. 
Allerdings habe ich immer wenn eine PWM ausgegeben wird - ob mit 
Lautsprecher als Last oder ohne - bis zu 1V Ripple auf der Versorgung. 
Ohne PWM, auch mit größerer Last sieht die Versorgungsspannung gut aus 
mit <200mV Ripple.

Ich vermute das das von Querströmen zwischen den beiden Transistoren 
kommt. Ist das wahrscheinlich? Was kann ich dagegen tun?

Die Verstärkerschaltung soll möglichst platzsparend bleiben...

Sebastian

PS: Verbaut sind BC807 und BC817, habe vergessen das im Schaltplan 
anzupassen.

Autor: Mine Fields (Gast)
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Wie schauts mit Kondensatoren nahe der Versorgung der Endstufe aus?

Autor: ingo (Gast)
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Wie Stefan schon schrieb, Betriebsspannung abblocken, dann um Strom zu 
sparen, R14 durch eine Spule ersetzen (Größenordnung Rlast/2 pi f) und 
zwei schnellschaltende Dioden (in4148) in Sperrichtung über die 
Schalttransistoen, das ist dann eine Class-D-Endstufe.
gruss ingo

Autor: Sebastian B. (sfreak) Benutzerseite
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Stefan L. schrieb:
> Wie schauts mit Kondensatoren nahe der Versorgung der Endstufe aus?

In der Originalschaltung waren keine vorgesehen. Habe 470µF 
nachgerüstet, das hilft ziemlich viel.

Ich mache mir allerdings ein bisschen Sorgen um die Effizienz, das Gerät 
soll aus Batterien laufen. Wenn die ganze Zeit der Strom sinnlos die 
Transistoren heizt klingt das nicht optimal.

Sebastian

Autor: Mine Fields (Gast)
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Würde eher auf einen kleineren Keramik-Kondensator gehen (1u oder 
sowas).

Wieviel Energie durch Brückenkurzschlüsse tatsächlich verloren geht 
musst du halt mal nachmessen.

Autor: Sebastian B. (sfreak) Benutzerseite
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ingo schrieb:
> Wie Stefan schon schrieb, Betriebsspannung abblocken, dann um Strom zu
> sparen, R14 durch eine Spule ersetzen (Größenordnung Rlast/2 pi f) und
> zwei schnellschaltende Dioden (in4148) in Sperrichtung über die
> Schalttransistoen, das ist dann eine Class-D-Endstufe.
> gruss ingo

Das werde ich ausprobieren. Ist der Schaltplan so korrekt? Ich werde mal 
22µ Spulen probieren, die habe ich gerade da.

Sebastian

Autor: ingo (Gast)
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Könnte schon besser aussehen, mein Windows-Taschenrechner sagt gerade, 
für 8 Ohm last und 31 kHz bräuchtest Du 40 µH, C18 könntest du dann auch 
kleiner machen,  c=1/2 pi Z f = 0,6µF

Autor: Sven (Gast)
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Das kommt eher von den Umladeströmen über R14 in C18 (ca. 120mA bei 50% 
PWM), und einer zu schwach gepufferten Stromversorgung.

Warum siebst Du nicht vor den Transis die PWM raus? Und da Du dann 
eigentlich einen AB-Verstärker brauchst, ersetze die beiden Transis 
durch einen kleinen TDA. Braucht weniger Strom und nicht viel mehr 
Platz.

Autor: Sven (Gast)
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LT Spice ist Dein Freund. Simulier das doch mal, dann siehst Du, wo Du 
optimieren kannst.

Wie sieht das denn mit den Umladeströmen in der "Class-D"-Endstufe aus?

Autor: Jens G. (jensig)
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>Wieviel Energie durch Brückenkurzschlüsse tatsächlich verloren geht
>musst du halt mal nachmessen.

praktisch gar nix, da die Transistoren ganz normal als Emitterfolger 
arbeiten. Das gibt's praktisch keine Verzögerungen durch 
sättigungserscheinungen. Der Fakt aber, daß das Emitterfolge sind, 
bedeutet allerdings, daß die nie ganz durchgeschaltet werden können - Du 
hast immer mindestens |+0,7V| + |-0,7V| = 1,4V Spannungsabfall - also 
Verlust. Bei 3,3V Betriebsspannung kommen also noch nichtmal 2V am 
Ausgang an. Über Effizienz brauchen wir hier also gar nicht erst reden.

Autor: Sebastian B. (sfreak) Benutzerseite
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Vielen Dank für die Erklärungen, so langsam bekomme ich einen Überblick.

Aber ein Paar Fragen habe ich noch: Wie bekomme ich das Teil effizienter 
(MOSFETs?)? Das ist zwar nicht so wichtig im Moment, aber natürlich eine 
interessante Überlegung.

Und gibt es eine einfache Möglichkeit analog die Lautstärke zu regeln? 
Wenn ich ein Poti an die Basis schalte werde ich wahrscheinlich nix - 
jedenfalls nix lineares - ausrichten können und wenn ich noch einen 
Opamp vorsehen muss kann ich mir die ganze "Class D" Geschichte auch 
gleich sparen, oder sehe ich das falsch?

Sebastian

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