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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM über Transistorverstärker an 8 Ohm Speaker


Autor: Stefan (Gast)
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Hallo an alle!

Ich will per PWM einen kleinen Speaker zum Klingen bringen und den 
Aufwand möglichst gering halten. Meine Frage: Wäre die Schaltung 
prinzipiell möglich? Wenn ja, wie sind die Bauteile zu dimensionieren 
??(Transistor und Speaker sind willkürlich gewählt, Verwendeter 
Microcontroller: Mega32-P)

Danke schon mal

Autor: Stefan (Gast)
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würde ich so nicht machen.

Wichtig ist: was willst du denn ausgeben?
falls nur ein Summersignal, dann würde ich den Lautsprecher statt dem 
Kollektorwiderstand einfügen.

Für HIFI Ausgabe eine andere Schaltung wählen ;-))

wkr

Stefan

Autor: Stefan (Gast)
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sehe gerade, dass der Fragesteller ebenfalls Stefan heisst.
Hoffentlich wirds nicht konfus.

wkr

Stefan

Autor: Stefan (Gast)
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Ich dachte da an ein stinknormales Sinussignal im Bereich von 
200-10000Hz.
Was spricht gegen so eine Beschaltung?

Autor: ajax (Gast)
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Du brauchst für das PWM-Signal eine Push-Pull Entstufe. Bei Deiner 
Schaltung wird der "Pull" Strom durch den Widerstand begrenzt ==> 
Leistungsverlust.
Den Spannungsteiler an der Basis bräuchtest Du für diese Konfiguration 
ohnehin nicht.
Deine Schaltung wird einen Ton liefern, aber eben mit geringer Leistung.
Anstatt Transistoren könnte man eventuell einen einfachen 74HC14 nehemn 
und die 6 Inverter parallel schalten.

ajax

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Was spricht gegen so eine Beschaltung?
Sieh dir den Pfad R4-C2-SP1 an. Damit überhaupt eine nennenswerte 
Spannung am SP1 ankommt muß R4 recht niederohmig sein (Spannungsteiler).
Die PWM ist asymmetrisch, weil der Transistor auf jeden Fall 
niederohmiger ist als R4 (schnelle Entladung von C2, langsame 
Aufladung).

BTW:
Was soll denn der C1? Ist das eine Rechteckbremse?

Auweia. Jetzt sehe ich das erst:
C1 ist der Tiefpass-Kondensator für das PWM-Signal. Der Transistor soll 
"nur" linear verstärken. Dann fehlt aber der Tiefpass-Widerstand 
zwischen dem uC-Pin und C1. Und irgendeine Art Gegenkopplung im 
Verstärker.
Mir scheint, du hast da zwei Welten miteinander zwangsverheiratet (PWM 
und linearer Transistorverstärker).

Autor: Stefan (Gast)
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weil der Lautsprecher sehr niederohmig ist muss der RC ebenfalls klein 
sein, daher grosse Verlustleistung.

bei einer PWM Frequenz die hoch genug ist (ca. 10 x die Nutzfrequenz) 
mittelt die Lautsprecherinduktivität den Strom gut genug, sodass du nur 
einen einfachen Treiber brauchst. (Lautsprecher im Kollektorkreis) 
Freilaufdiode nicht vergessen.

Für detaillierte Berechnungen kann ich dich nur auf Fachliteratur 
verweisen.
sollte aber gut genug funktionieren, im einfachsten Fall mal auf einem 
Steckbrett aufbauen und anhören oder ev.. mit Oszi messsen.

wkr

Stefan (der 2.)

Autor: Stefan (Gast)
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ups da war einer beim Schreiben schneller..

wkr

Stefan (der 2.)

Autor: Stefan (Gast)
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Danke, danke erst mal.
C1 sollte als "Glätter" vom PWM Signal dienen.
Ich werds dann denk ich mal mit der Push-Pull Variante probiern...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Stefan wrote:
> C1 sollte als "Glätter" vom PWM Signal dienen.
Dann lass den auf jeden Fall raus. Ein PWM-Signal muß knackig an die 
Endstufe kommen, sonst hast du nur hohe Schaltverluste. Glätten 
(Integrieren) muß das der Lautsprecher (Mechanik).

Autor: Björn R. (sushi)
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Ich klinke mich mal ein, denn ich beschäftige mich gerade mit dem selben 
Thema ;-)
Ich hatte die Geschichte bisher so geplant, 2 Pins des AVR abwechselnd 
high und low zu schalten, also wenn der eine high ist ist der andere 
low. Dadran wollte ich einen einfachen( lol, was ist schon einfach :-) 
Gegentakt-verstärker aus 2 komplementären Transistoren und dadran einen 
PC-Speaker hängen. Spannungsversorgung sind bei mir leider nur 5V...
Dazu habe ich folgende Schaltung gefunden: 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205141.htm
Lässt sich damit was anfangen? Wie dimensioniere ich R1 und R2? Sind ja 
so wie ich das sehe nur um in der "Mitte" Die Spannung da zu erzeugen, 
also sowas um die 10k? Ck kann ich mir ausrechnen, würde ich jetzt 10µF 
für nehmen...
Was mich dabei irritiert: Wenn ich an die beiden Klemmen wo Ue dransteht 
meine beiden Port-Pins hänge, und ich schalte den unteren auf high, habe 
ich einen Kurzschluss...
Also doch nur einen Pin nehmen und die untere Klemme auf 0V legen???

[edit] Ich evrgaß zu erwähnen... Mir reicht zum experimentieren erstmal 
so ein 8-Bit-Nintendo-Sound, falls ihr wisst was ich meine ;-) Soll mal 
eine Hupe für ein Modellauto werden...

LG, Björn

Autor: Björn R. (sushi)
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Gerade springt mir aus meiner Bastelkiste ein TDA2003 ins Auge...

Autor: Jens G. (jensig)
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ich hoffe, es tat Dir nicht weh ... :-)

Autor: Stefan (Gast)
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Hat denn jemand konkrete Literaturvorschläge zu solchen Themen, speziell 
zu PWM- bzw. kleinen NF-Verstärkern mit hinreichenden Erklärungen? Weil 
ich selber noch ziemlicher Anfänger bin in Sachen Elektrotechnik...

Autor: egberto (Gast)
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Dimm doch diese Endstufe - 2 Transen + 1 Elko

http://www.hanneslux.de/avr/divers/melody/melody04.html

Autor: HildeK (Gast)
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Björn R. (sushi) schrieb:
>Lässt sich damit was anfangen?
Sollte schon, obwohl das ja eine analoge Endstufe ist. Da dein 
AVR-Ausgang ja sowieso nur 0V oder 5V kann (gut, ev. auch TriState), 
könntest du auch einfach die Rs und Dioden weglassen und den Ausgang 
direkt auf die beiden kurzgeschlossenen Basen klemmen.
Ck hängt von der Lautsprecherimpedanz ab und von der gewünschten unteren 
Grenzfrequenz.

>Was mich dabei irritiert: Wenn ich an die beiden Klemmen wo Ue dransteht
>meine beiden Port-Pins hänge, und ich schalte den unteren auf high, habe
>ich einen Kurzschluss...
Ich verstehe nicht ganz. Hängst du beide Portpins (Ausgänge) 
gleichzeitig auf den Eingang und betreibst die dann gegeneinander?
Entweder du nimmst nur einen Portausgang auf diese Schaltung oder du 
hast zwei Ausgänge auf zwei solcher Schaltungen. Eventuell auch 
gegenphasig, um den Lautsprecher in Brücke zu betreiben.
Oder du hast den falschen Transistortyp drin - oben NPN, unten PNP.

Autor: egberto (Gast)
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Kannst den LS auch wie ein Relais ansteuern - 
Portpin->Basiswiderstand->NPN-Transe(E auf GND) C an 
LS->Vorwiderstand(ev.+Lautstärkepoti)->+ (Gleichspannung die du vor dem 
5V Regler abgreifst ist am besten geeignet)

Das macht richtig krach......

Autor: Björn R. (sushi)
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Ja, wollte den LS in Brücke betreiben... Zwei Schaltungen - manchmal 
kommt man auf die einfachsten Dinge nicht... Danke! Das mit dem 
Transistor wie bei einem Relais hat natürlich auch was - ist schön 
einfach. Und das fetzt auch richtig??

Autor: egberto (Gast)
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>Und das fetzt auch richtig??

ja klar, der Transistor arbeitet doch im reinen Schalterbetrieb - da 
kannst du ordentlich Strom durch schicken (Prinzip der Digitalendstufe).

Autor: ajax (Gast)
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von Stefan (der 2.)
>bei einer PWM Frequenz die hoch genug ist (ca. 10 x die Nutzfrequenz)
>mittelt die Lautsprecherinduktivität den Strom gut genug, sodass du nur
>einen einfachen Treiber brauchst. (Lautsprecher im Kollektorkreis)
>Freilaufdiode nicht vergessen.

Meiner Meinung nach ist das wahrscheinlich nicht ganz richtig. 
Korrekterweise brauch man eine Push/Pull Entstufe, weil man die 
Lautsprechermembran ja nicht nur drücken sondern auch ziehen will.
Mit nur einem Transistor und angeschlossenem Lautsprecher kannst Du die 
Membran bestromen und in eine Richtung bewegen. Die Rückwärtsbewegung 
ergibt sich dann durch die Federwirkung der Membran und ist entsprechend 
schwach. Ergebnis dieser Konstrukution: Der Ton ist relativ leise.

Gruß,
ajax

Autor: Björn R. (sushi)
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Genau das war auch meine Überlegung, aber um das Programm und die 
Tonerzeugung auf dem Steckbrett zu testen, werd ich es erstmal mit der 
einfachen Transe versuchen.

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