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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM Endstufe für positive und negative Spannung


Autor: S. Morsch (baiste)
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Hallo Forum,

ich habe einen ATMega8, der einen großen Basslautsprecher mit einer sehr 
langsamen Sinusschwingung (z.B. 0,5Hz) ansteuern soll. Es geht bei 
diesem Projekt nicht um Audiosignale, sondern darum, die Bewegung der 
Lautsprechermembran richtig gut sehen zu können.

Ich muss also (so dachte ich mir) eine Leistungsendstufe bauen, die aus 
einem (evtl. vorzeichenbehaftetem) PWM-Signal eine sowie positive als 
auch negative Spannung macht. Die Membran soll sich halt sinusförmig 
schön langsam nach oben bewegen, dann zurück und dann das ganze noch mal 
genauso nach unten.

Hier komme ich aber leider als Elektroniklaie überhaupt nicht weiter... 
Mir fehlen die Kenntnisse über die geeigneten Transistoren und darüber, 
solch eine Schaltung zu dimensionieren. Es wäre toll, wenn mich jemand 
in die richtige Richtung schubsen könnte.

Der Lautsprecher hat folgende Kenndaten:
8 Ohm, 200W Musikleistung, Frequenzbereich: 28 - 1200Hz

Ich bin für jeden Tipp dankbar!

baiste

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Wenn du auf den Lautsprecher wirklich 200W draufgibst, wird es ziemlich 
schnell rauchen.
Da der Lautsprecher bei dir keine Arbeit verrichten muss, reicht eine 
Leistung von wenigen Watt. Am einfachsten geht das mit einer billigen 
Audioendstufe die allerdings keinen Koppelelko haben darf. Also z.B. 
einem TDA2030 an +/-5 bis +/-12V .

Autor: Karl-j. B. (_matrixman_)
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Frequenzbereich: 28 - 1200Hz


Genau da liegt dein Problem! Wenn du den Woofer mit 0,5Hz ansteuerst 
brennt dir die Spule innerhalb kürzester Zeit durch da der Induktive 
Blindwiderstand zu klein ist was zu einem höheren Strom führt und zum 
sehr starken erwärmen der Spule.

Man könnte da zwar mit einer geringeren Leistung entgegenwirken aber 
schon allein eine Leistungsendstufe zu bauen ist für einen kompletten 
Elektronik leien nicht gerade leicht.

Autor: Netbird (Gast)
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Ein Sinusgenerator mit einigen Watt Ausgangsleistung reicht aus, um den 
Lautsprecher ausschwingen zu lassen. Vorsichtshalber (hängt vom 
Generatorausgang ab) kannst Du erstmal noch 4..8 Ohm in Reihe legen und 
schauen, was passiert. Sieht gut aus, ich habe das schon probiert.

Autor: Cobb (Gast)
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Was spricht dagegen, zB einen Fettreiber an einer Unipolaren speisung zu 
nehmen, und den gefilterten PWM ueber einen  Cap AC-zu-koppeln ? 
Richtig, das C wird zu gross fuer 0.5Hz. Die naechste Moeglichkeit waere 
eine unipolar gespiesene Brueckenendstofe. Irgendwelche PowerOpAmps 
koennen die Brueckenendstufe bilden. Da die Geschwindigkeit der Membran 
klein ist, ist die benoetigte Spannung auch klein. Eine 12V Bruecke 
sollte genuegen. Mit einem OPAmp am Eingang kann man eine Stromregelung 
bauen.

Autor: S. Morsch (baiste)
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Vielen Dank erstmal für die Antworten!!!

zu Netbird: das mit dem Speaker halte ich auch für eher unproblematisch. 
Da reichen bestimmt schon recht geringe Ströme, um die Spule in Bewegung 
zu bringen.

Aber für mich besteht im Augenblick noch ein anderes schwerwiegendes 
Verständnisproblem: wie kann ich mit PWM positive UND negative Spannung 
erzeugen? Ich stelle mir das als eine Schaltung vor, die am 
entsprechenden Controller-Ausgangspin hängt und bei einer 10-Bit PWM zB. 
folgende Spannungen erzeugt:

PWM-Wert:  Spannung:
0      -12V
511      -6V
1023    0V
1535    +6V
2047    +12V

Sorry, das ist wahrscheinlich eine blöde Frage... aber ich habe in den 
entsprechenden Foren keine ähnlichen Projekte gefunden.

Noch eine Idee: ist das evtl. von der Sache her dasselbe wie eine ganz 
normale Motorensteuerung mit H-Brücke? Da gibt es ja genug 
Tutorial-Material zu.

Danke im vorraus für die Hilfe!

Autor: Cobb (Gast)
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>Noch eine Idee: ist das evtl. von der Sache her dasselbe wie eine ganz
>normale Motorensteuerung mit H-Brücke? Da gibt es ja genug
>Tutorial-Material zu.

Ja, genau.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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Hast du ein regelbares Netzteil dann kannst du das schonmal in eine 
Richtung ausprobieren. Mit einer H-Brücke kannste das dann in beide 
Richtungen machen. Da wird im Prinzip das ganze umgepolt und dann bewegt 
sich das Membran in die andere Richtung. Aber hier würde ich wirklich 
den besseren Lautsprecher nehmen da die lange Bestromung der Spule nciht 
so gut ist, ausserdem fällt die Kühlung durch das langsamme bewegen des 
Menbrans durch die Ventilierungsöffnungen weg. Und um das besonderst gut 
zu sehen gleich nen langhubigen Woofer nehmen.

Autor: Matthias (Gast)
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Wie wäre es mit einer H-Vollbrücke, und diese wird dann mit einer 
PWM-Frequenz von zB 20kHz angesteuert. Im Unterschwingungsverfahren 
werden dann deine 0,5Hz mit einer Spannung nach dem U/f Verfahren 
erzeugt.
(Genauso wie Frequenzumrichter für Motoren funktionieren).
So kannst du alle möglichen SIgnal/Frequenzen auf den Lautsprecher 
geben...

Autor: Kai Scheddin (zeusosc)
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hoi,
nimm doch einen frequenzgenerator,
der XR2206(0.01Hz-1MHz)
ist per spi ansprechbar,
unter
http://www.elexs.de/sinus1.htm
findest du auch schalpläne....

grüüüße

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