Hallo zusammen,
nachdem mein kleines Verstärkerprojekt jetzt soweit gut funktioniert
geht es an die Details. Ich habe ein relativ lautes Netzbrummen
(+Oberwellen) im Lautsprecher. Versorgungsspannung ist +-26V aus 18VAC
mit Gleichrichterbrücke und 2*4700µF/63V Filterkondensatoren. Habt ihr
Vorschläge zur Verbesserung der PSRR? Ich vermute dass der Ripple an den
Endtransistoren nicht so tragisch sein wird sondern eher in der
Versorgung des long tailed pair? Ich hatte überlegt dort 100 Ohm + 470µF
in Serie zu schalten. In vielen entwürfen kommt auch anstatt des
gemeinsamen Widerstandes im long tailed Pair eine Transistor-Stromquelle
zum Einsatz. Mit led+Bipolar. Bei LTSpice in der Simulation war das aber
vom Brummen her nicht besser als nur mit dem Widerstand. (Brummen
simuliert als 2Vpp Sinus mit 26VDC Offset). Also ich bin offen für
Vorschläge.
Ein andere Punkt wäre eine Adäquate Filterung am Eingang. Der C + die
22k geben ja schon einen Hochpass. Allerdings würde ich gerne auch einen
Tiefpass, vllt 60KHz dazu bauen um hochfrequentes vom Eingang fern zu
halten. Wie dimensioniere ich den am Besten um die Eingangsimpedanz
nicht signifikant zu ändern? Ich bin mir da nicht so ganz sicher.
Hallo,
> wird sondern eher in der Versorgung des long tailed pair?
Was meinst Du damit?
Ich habe Dir dir Simu vom Leach-Amp mal beigefügt. Generell kann man
PSSR durch Symmetrie verbessern.
mfg. klaus.
Bootstrapping (2 Widerstände + Elko zum Ausgang) für R9 kann noch
einiges bringen, auch beim PSSR. Dazu hat man auch Vorteile durch mehr
Schleifenverstärkung und einen größeren Aussteuerungsbereich.
Den Tiefpass am Eingang bekommt man etwa mit einem Widerstand (z.B. 1 K)
in Reihe und dann ein Kondensator nach GND.
Zusätzlich kann man über einen kleinen Kondensator (ggf. mit 100 Ohm in
Reihen) parallel zu R10 nachdenken - das reduziert bei hohen Frequenzen
die Verstärkung.
Klaus Ra. schrieb:> Hallo,>>> wird sondern eher in der Versorgung des long tailed pair?>> Was meinst Du damit?
Hallo Klaus,
ich meinte damit, dass der Ripple auf der Versorgung an den
Endstufentransistoren wohl keinen so großen Einfluss auf das
Ausgangsbrummen hat wie bei der Differenzstufe. Deswegen war die Idee
vor R3+Kollektor Q2 sowie vor R2 noch jeweils 100Ohm + 470uF zu
schalten, einfach um die Versorgung des long-tailed pairs noch etwas
stärker zu glätten.
Wie genau hilft das Bootstrap denn gegen das Brummen? Ich dachte der
Hauptzweck des Bootstrap ist es die Schleifenverstärkung zu erhöhen.
Kann mir jemand erklären warum in so vielen Designs anstatt eines
Emitterwiderstandes eine Stromquellen verwendet wird, dies allerdings in
meiner LTSPice Simulation keine Verbesserung bringt, wohl aber noch
zusätzlich Rauschen mit sich bringt.
Christoph Keppler schrieb:> Kann mir jemand erklären warum in so vielen Designs anstatt eines> Emitterwiderstandes eine Stromquellen verwendet wird, ...
Weil die Betriebsspannung des Verstärkers im Bassrhythmus tanzt.
Christoph Keppler schrieb:> Wie genau hilft das Bootstrap denn gegen das Brummen?
Nichts.
I.A. verbessert er einfach nur die Aussteuerbarkeit der Endstufe - mehr
nicht. Gern verwendet bei Quasikomplementärendstufen.
MaWin schrieb:> Wie oft meinst du die Frage hier noch stellen zu wollen,> bis du eine dir genehme Antwort erhältst ?> Beitrag "PSSR, Netzbrummen"
Das war ein Fehlposting. Hab ausversehen in der falschen Rubrik
gepostet. Aber löschen geht halt auch nicht. Zumindest wüsste ich nicht
wie.
Das wesentliche Problem bei der Schaltung ist wohl R2. Das mindeste wäre
eine Filterung der Spannung für R2, besser ist aber die übliche
Stromquelle.
Die extra Filterung für die Versorgung der Vorstufe bringt schon etwas,
reduziert aber den Aussteuerungsbereich nach oben - ohne Bootstrapping
für die negative Seite ist das aber nicht so schlimm. Für sehr gute PSRR
Werte geht auch kaum ein Weg um die Filterung herum - denn die Stufe um
Q3 bezieht die Spannung auf die positive Versorgung.
Der einfachen Schaltung fehlt es auch noch an Schleifenverstärkung - bei
100 Hz wird da halt etwa das DC Limit erreicht.
Wo man mehr Schleifenverstärkung einbaut ist relativ egal:
- Bootstrapping
- Ein Stromspiegel statt R3
- Ein extra Emitterfolger vor Q3 (vor allem in Verbindung mit
Stromspiegel)
Die Bootstrappingschaltung bringt deshalb schon noch etwas Verbesserung
beim PSRR, aber nicht wirklich viel. Bei mir in der Simulation einer
ähnlichen Schaltung (aber mit Stromquelle statt R2) nur bis etwa 6 dB.
Der Hauptvorteil ist aber der größere Aussteuerungsbereich.
Danke für dein Antwort Ulrich,
was mich stutzig gemacht hatte ist, dass die Konstantstromquelle recht
wenig gebracht hat in der Simulation. Kannst du mir vielleicht noch
einmal schlüssig erklären warum das Bootstrapping den Aussteuerbereich
genau vergrößert und wie. Und warum es die Schleifenverstärkung
vergrößert. Ich hab zwar ein paar Antworten parat aber ich würde es
gerne nochmal schlüssig von jemanden hören der es offenbar gut
verinnerlicht hat.
Gruß
Ohne Bootsprapping ist der Aussteuerungsbereich begrenzt, weil am
Widerstand Spannung verloren geht. Selbst wenn der Längstransistor aus
ist, muss da ja der Baisisstrom durch. Für etwa 2 mA Basisstrom für die
Endstufe und 2 K als Widerstand sind das 4 V die verloren gehen. Mit
Bootstrapping wird der Widerstand in 2 Teile aufgeteil, und der
Kondensator sorgt dafür das der Punkt zwischen den Widerständen sich mit
dem Ausgang mit bewegt. Dabei kann die Spannung auch größer bzw. kleiner
als die Versorgung werden, so dass hier keine wesentlich Einschränkung
mehr besteht. Der Widerstand zur Schaltung hin sieht eine näherungsweise
konstante Sapnnung und wirkt daher als Stromquelle, die so sogar bis
jenseits der Rails wirken kann.
Der Längstransistor (Q3 in der Schaltung oben) hat als Last am Kollektor
vor allem den Widerstand (R9 in der Schaltung ganz oben). Je größer der
Lastwiderstand bei der Emitterschaltung, desto höher wird die
Verstärkung. Mit Bootstrapping fällt die Last praktisch weg, weil sie
effektiv durch eine Stromquelle ersetzt wird. Man kann statt
Bootstrapping auch eine Stromquellen nutzen - damit bleibt aber eine
leichte Reduktion des Aussteuerbereichs (ca. 1-2 V für die Stromquelle).
Bei der Schaltung ganz oben ist R2 das Problem - eine Stromquelle statt
R2 sollte eine Menge bringen. Erst wenn man den Schritt gemacht hat,
sieht man auch das mehr Loop Gain was bringt. Bei mir gab es (etwas
andere Transistoren, sonst wie oben) original nur 10 dB PSRR (also
wirklich schlecht), mit Stromquell statt R2 schon 48 dB und dann mit
Bootstrapping dazu 55 dB. Bei einer hochohmigen Quelle wird es
schlechter, weil der Eingangsstrom mit der Versorgung schwankt - da
hilft dann etwa ein zusätzlicher Transistor vor Q3 und der Stromspiegel
statt R3. Je nach Schaltung bringt dann auch Bootstrapping kein besseres
PSRR mehr.
MaWin schrieb:> Berechnest du die PSSR mit dieser Simulation ?> Der Verstärker ist übersteuert.
Ja ist er, ich habe quick & dirty schauen wollen wie viel Headroom durch
das Bootstrapping kommt bevor er sichtbar übersteuert. Die PSRR messe
ich am Oszilloskop. Eingang ohne Signal aber mit Quelle, und dann messe
ich am Ausgang und anderen stellen der Schaltung. Schaue mir die höhe
der 50Hz plus harmonische an.
ArnoR schrieb:> Und bei Q7 sind Kollektor und Emitter vertauscht.
Danke Arno !
ist mir gar nicht aufgefallen, komisch dass der Verstärker trotzdem
einwandfrei seinen Dienst (in der Simulation) tut. Ich habe grade keinen
Unterschied gesehen nachdem ich das korrigiert habe.
@Ulrich
Danke für deine ausführliche und gut verständliche Erklärung! 5 Sterne.
Lob auch an alle anderen helfenden.
Das kommt davon wenn man heute alles nur noch mit OPV, wenn überhaupt
noch, löst. Eigentlich eine Schande, dass man das an der Uni einfach
nicht vermittelt bekommt. Darf man sich dann alles selber mühevoll im
Nachhinein aneignen.
Ne, Sensorsystemtechnik studiert. Da geht es mit diskreter
Analogelektronik nicht so sehr in die Tiefe. Und eben immer in andere
Bereichen gearbeitet. Analog/ Digital-Elektronik für Astronomische CCD
Kameras und Spektrometer, Visible Light Communication und Navigation für
fahrerlose Transportsysteme und aktuell automatisierte, geregelte
UV-Polymerisation für automatisierte Gel-Elektrophorese. Mit diskreten
Transistorschaltungen hat das im Allgemeinen eben nicht viel zu tun.
