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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche Schaltung für diskreten Vorverstärker


Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Guten Tag zusammen.

Ich war gestern den ganzen Tag im Internet auf der Suche nach einer 
diskret aufgebauten Schaltung für einen Audio-Vorverstärker. Einige habe 
ich dann auch gefunden und simuliert, doch konnte diese Schaltungen dann 
nicht meinen Wünschen entsprechen. Auch meine eigenen Versuche eine 
passende Schaltung zu entwickeln scheitern am sehr schlechten 
Klirrfaktor bei Eingangspegeln größer 200mV.

Ich wende mich darum nun mal an euch. Vielleicht kann mir ja jemand eine 
passende Schaltung nennen. Folgende Anforderungen hätte ich:

Typ: Klasse-A
Eingagsspannung: bis 1V Vpp
Verstärkung: 10 fach
Versorgungsspannung: Single Supply 15V
Klirrfaktor: max. 0.05%

Tja und das ganze eben nach Möglichkeit ohne OpAmps, sondern alles 
diskret mit Transistoren.


Würde mich freuen wenn Ihr mir hier weiterhelfen könntet.

Gruß
Markus

Autor: MaWin (Gast)
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> Eingagsspannung: bis 1V Vpp
> Verstärkung: 10 fach
> Versorgungsspannung: Single Supply 15V
> Klirrfaktor: max. 0.05%

Kannst'e knicken.

Wer die falschen Anforderungen stellt,
bekommt halt keine Lösung.

Geh mit der Betriebsspannung mindestens auf 30V rauf,
und 60V wenn's wenig Bauteilaufwand sein soll.

Autor: Kakadu (Gast)
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>http://www.walter-elektronik.de/infos/edwin.pdf

Klasse A ist keine Klasse sondern eine Heizung.

Autor: Jochen (Gast)
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Hallo,
Klasse A Vorverstärker kenne ich nicht.
Wir sollten uns erst mal einig werden, was gesucht wird. Klasse A 
Endstufe oder Vorverstärker?

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Jochen schrieb:
> Hallo,
> Klasse A Vorverstärker kenne ich nicht.
> Wir sollten uns erst mal einig werden, was gesucht wird. Klasse A
> Endstufe oder Vorverstärker?

Es wird ein Vorverstärker gesucht. Wenn ich recht informiert bin, dann 
ist ja selbst die einfachste Emitterschaltung mit nur einem Transistor 
bereits Klasse-A. Oder liege ich da falsch?

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Hallo Markus,

> Typ: Klasse-A
> Eingagsspannung: bis 1V Vpp
> Verstärkung: 10 fach
> Versorgungsspannung: Single Supply 15V
> Klirrfaktor: max. 0.05%

Sieht schon schwierig aus, aber vor allem fehlen ANgaben:
EIngangsimpedanz und - vor allem - Ausgangsimpedanz!

Gruss

Michael

Autor: Kakadu (Gast)
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Vorverstärker Klasse A => weißer Schimmel

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Michael Roek-ramirez schrieb:
> Hallo Markus,
>
>> Typ: Klasse-A
>> Eingagsspannung: bis 1V Vpp
>> Verstärkung: 10 fach
>> Versorgungsspannung: Single Supply 15V
>> Klirrfaktor: max. 0.05%
>
> Sieht schon schwierig aus, aber vor allem fehlen ANgaben:
> EIngangsimpedanz und - vor allem - Ausgangsimpedanz!
>
> Gruss
>
> Michael

Eingangsimpedanz sollte zwar hoch sein, aber zu hoch muss sie nicht 
sein, da der Verstärker ja hauptsächlich vom MP3-PLayer oder der 
PC-Soundkarte gespeist wird. Darum würde ich sagen, das die 
Eingangsimpedanz so zwischen 5-10kOhm liegen darf. Darüber natürlich 
auch. Bei der Ausgangsimpedanz sieht es so aus. Der Vorverstärker wird 
mal eine Klangstellerstufe treiben, welche Eingangsseitig einen OpAmp 
hat. Somit braucht dann auch die Ausgangsimpedanz des Vorverstärkers 
nicht besonders klein ausfallen. Diese darf also auch im kOhm-Bereich 
liegen.

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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> Typ: Klasse-A
> Ausgangsspannung bis 10V Vpp
> Single Supply 15V
> Klirrfaktor: max. 0.05%
> Diskret


Das schliesst sich schon gegeneinander aus.
Kein Wunder, dass DU da nichts im Netz findest ;-)

Gruss

Michael

Autor: ArnoR (Gast)
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Da schließt sich gar nichts gegeneinander aus. Ich habe mal schnell so 
einen Verstärker mit einem Simulator gebastelt.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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ArnoR schrieb:
> Da schließt sich gar nichts gegeneinander aus. Ich habe mal schnell so
> einen Verstärker mit einem Simulator gebastelt.

Wow ist doch ganz ehrlich beeindrucken. 0.03% Klirr bei der Amplitude. 
Und das mit so wenig Bauteilen.

Autor: ArnoR (Gast)
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Nicht wundern, dass die Transistoren unterschiedliche 
Stromverstärkungsgruppen haben. Offensichtlich unterscheiden sich in den 
Modellen für BC549C und BC 559C die Stromverstärkungen doch erheblich. 
In der Praxis sollten die Transistoren gepaart werden, um den 
Klirrfaktor niedrig zu halten. Leerlaufverstärkung ist etwa 46dB, 
SlewRate etwa 10V/µs.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ich habe mal schnell so
> einen Verstärker mit einem Simulator gebastelt.

Symmetrie ist für niedrigen Klirr immer gut,
Rückkopplung einer eher hohen Leerlaufverstärkung auch,
aber auf deine Schaltung wäre ich nicht gekommen,
einerseits weil ich bei Klasse-A immer an Kollektorwiderstände denke,
andererseits weil die natürlich im Simulator
viel besser funktioniert als in der Realität.

Ich hätte wohl 2-stufige long tailed pairs genommen, wie in OpAmps, und 
dann als Ausgangsstufe, weil er es mit Klasse-A unbedingt so wollte, 
einen eher Verlust'Leistungs'transistor statt Komplementärpaar. Aber 
selbst für die Schaltung wären 15V wohl zu knapp gewesen.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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ArnoR schrieb:
> Nicht wundern, dass die Transistoren unterschiedliche
> Stromverstärkungsgruppen haben. Offensichtlich unterscheiden sich in den
> Modellen für BC549C und BC 559C die Stromverstärkungen doch erheblich.
> In der Praxis sollten die Transistoren gepaart werden, um den
> Klirrfaktor niedrig zu halten. Leerlaufverstärkung ist etwa 46dB,
> SlewRate etwa 10V/µs.

Also dann bedanke ich mich bei dir schonmal für die Idee zu dieser 
Schaltung. Mich würde nun noch interessieren ob, und wie du diese 
Schaltung optimieren würdest?

Autor: ArnoR (Gast)
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Hi MaWin,
von Dir nicht sofort in der Luft zerrissen zu werden, kann man ja schon 
als Lob auffassen.

Natürlich funktioniert es im Simulator besser, als in der Realität. Mich 
interessierte einfach nur, ob ich das mit wenig Aufwand hinkriege, weil 
ich zunächst keinen Widerspruch in den gestellten Forderungen sehen 
konnte.

Man kann die Basisströme der Transistoren auch vom Ausgang über ein 
Siebglied holen und hat dabei sicher bessere Temperaturstabilität der 
Mittenspannung. Hab die Schaltung aber nicht auf so was untersucht.

Autor: ArnoR (Gast)
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Markus M. schrieb:
> Mich würde nun noch interessieren ob, und wie du diese
> Schaltung optimieren würdest?

Was meinst du genau? Welche Parameter sind dir zu schlecht? Ehrlich 
gesagt habe ich sie schon ein wenig "optimiert", wie an der Zahl der 
Simulationen (AC37, TR43) zu sehen ist.
Beim Klirr sind vor allem die geradzahligen Harmonischen klanglich die 
Übeltäter und die sind doch gering. Bandbreite und SlewRate sind auch 
vollkommen ausreichend. Verbesserungen da kann man nicht hören.

Autor: Oliver Döring (odbs)
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> Beim Klirr sind vor allem die geradzahligen Harmonischen klanglich die
> Übeltäter und die sind doch gering.

Man kann mit diesen Simulationen keine sinnvollen Aussagen über das 
Verzerrungsverhalten einer fertigen Schaltung machen. Leider. Aufbauen 
und Messen kann man nicht durch Klicken ersetzen.

Auch die Aussage zu den Harmonischen kann ich so nicht bestätigen. 
Richtig ist, dass k2 und k3 ruhig etwas höher liegen dürfen, selbst 1% 
fallen klanglich nicht unangenehm auf. Richtig niedrig möchte man alles 
ab k7 haben, ob gerade oder ungerade harmonische.

Im Anhang mein diskreter Preamp. Etwas aufwändiger, aber klanglich sehr 
gut. Für dich wäre der Teil nach dem Poti interessant.

Autor: ArnoR (Gast)
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Oliver Döring schrieb:
> Richtig ist, dass k2 und k3 ruhig etwas höher liegen dürfen, selbst 1%
> fallen klanglich nicht unangenehm auf.

Das ist nicht richtig. K2 mit 1% stört extrem, weil geradzahlige 
Harmonische (unsymetrische Verzerrungen) von Instumenten praktisch nicht 
erzeugt werden. K3 tritt im Originalsignal auch auf, nur mit anderer 
Amplitude.

Im übrigen erfüllt deine Schaltung nicht alle gestellten Anforderungen 
und hat daher hier nichts verloren. Mit dem Aufwand kann man viel 
bessere Schaltungen bauen.

Autor: Jens G. (jensig)
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All diese Vorschläge sind doch reine AB-Stufen, und keine A-Stufen 
(warum auch immer der TO unbeding A haben wollte). Insofern entspricht 
es nicht den Anforderungen.

Autor: ArnoR (Gast)
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Jens G. schrieb:
> All diese Vorschläge sind doch reine AB-Stufen, und keine A-Stufen

Meine Schaltung besteht aus 2 A-Stufen, die jeweils als Lastwiderstand 
für die andere arbeiten.

Jetzt kriegen wir hier garantiert auch so eine schwachsinnige 
Disskusion, wie im Parallelthread mit dem Netzteil...

Autor: Jens G. (jensig)
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>Jetzt kriegen wir hier garantiert auch so eine schwachsinnige
>Disskusion, wie im Parallelthread mit dem Netzteil...

Ja - weil es wohl nicht darauf ankommt, ob die Transis mit C oder E 
zusammengeschaltet sind. Beides wäre Gegentakt - als B .
Schließlich werden die gegenphasig angesteuert.
Wenn einer der Transis nur eine passive Rolle spielen würde (also nicht 
mit dem Eingangssignal beauflagt wird, sondern einen bestimmten Strom 
nur bereitstellen soll), dann wäre es A)

Autor: Karlheinz (Gast)
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Die obige Schaltung 
(http://www.mikrocontroller.net/attachment/97005/Vo...) 
habe ich in LTSpice eingegeben. Kann mir jemand sagen, wie ich den 
Klirrfaktor unter LTSpice bestimmen kann?

Autor: MaWin (Gast)
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> Ja - weil es wohl nicht darauf ankommt, ob die Transis
> mit C oder E zusammengeschaltet ist.

Nein, ich gebe ArnoR auch eine klare Klasse-A

Sicher, mit Trick, aber Klasse-A.

Denn der Ruhestrom ist grösser als der Ausgangsstrom.

Oliver's 30V sind natürlich zu viel,

und 1% THD waren nicht "gefordert", also interessiert
die Diskussion wenig, ob man die hört.

Das Problem an ArnoR Stufe wird die Praxis sein,
ich befürchte so ein Aufbau kommt real knapp an 1% THD.
Es sind halt komplementäre und eben leider
nicht identische Transistoren.
Mit Selektrion und Anpassung der Widerstände wird man
sich zwar der Simulation nähern, aber kaum ändert man
Ruhestrom z.B. wegen Temperatur, wird's wieder schlecht.

Wäre interessant, die Stufe mal real durchzumessen.
Vielleicht erfüllen 2 hintereinander mit Gegenkopplung
über alles die Anforderung, vielleicht sogar ohne
Ruhestromstabilisierung.

Autor: ArnoR (Gast)
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War ja klar, so einen elenden Klugscheißer gibts immer und überall. Bei 
AB- und B-Schaltungen ist jeweils nur der entsprechende Transistor für 
das Ausgangasignal zuständig (liefert die Leistung). Bei meiner 
Schaltung arbeiten immer beide daran. Vielleicht kannst du ja eine neue 
Klasse erfinden.

Autor: Oliver Döring (odbs)
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> Das ist nicht richtig. K2 mit 1% stört extrem, weil geradzahlige
> Harmonische (unsymetrische Verzerrungen) von Instumenten praktisch nicht
> erzeugt werden. K3 tritt im Originalsignal auch auf, nur mit anderer
> Amplitude.

Sorry, aber das ist schlicht Unfug.

K2 ist das, was Eintakt-Röhrenverstärker hauptsächlich erzeugen, und 
diesen wird allgemein ein sehr angenehmes Verzerrungsverhalten 
zugeschrieben. Hier siehst du ein paar Obertonreihen von 
Musikinstrumenten:

http://www.lehrklaenge.de/html/obertonspektrum.html
http://www.lehrklaenge.de/html/weitere_obertonspektren.html

> Im übrigen erfüllt deine Schaltung nicht alle gestellten Anforderungen
> und hat daher hier nichts verloren.

Die Anforderungen lassen sich nicht so ohne weiteres erfüllen. Meine 
Schaltung braucht halt zusätzlich -15 Volt, ansonsten passt alles. Dafür 
hat sie eine hohe Eingangsimpedanz, eine sehr niedrige Ausgangsimpedanz, 
eine in weiten Grenzen einstellbare Verstärkung und extrem niedrige 
Verzerrungen.

> Mit dem Aufwand kann man viel bessere Schaltungen bauen.

Das will ich erstmal sehen.

Autor: MaWin (Gast)
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> und diesen wird allgemein ein sehr angenehmes
> Verzerrungsverhalten zugeschrieben.

Allerdings wollte Markus M. kein Effektgerät,
sondern einen Vorverstärker.

Autor: Oliver Döring (odbs)
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Du kannst meine Schaltung wie folgt vereinfachen:

Nur den rechten Teil aufbauen nach dem Poti, Stromquellen im 
Eingangspuffer durch Widerstände ersetzen. Dann bist du bei 8 
Transistoren. Dafür erfüllt die Schaltung deine Anforderungen an den 
maximalen Klirrfaktor locker.

Den mit Spice berechneten Klirrfaktor kannst du in die Tonne treten, 
vergiss es einfach. Ich schätze Arnos Schaltung auf zwischen 0,1% und 
1%, je nach den verwendeten Transistoren.

Wenn es dir um extrem einfache und trotzdem gute Schaltungen geht, würde 
ich eher in Richtung J-FET forschen. Dann wird es aber wieder mit der 
Beschaffung schwierig.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Markus M. schrieb:
> Ich war gestern den ganzen Tag im Internet auf der Suche nach einer
> diskret aufgebauten Schaltung für einen Audio-Vorverstärker.

Jau, schliesslich haben wir ja noch 1970!

Es gibt heute säckeweise OVs mit weeeeiiit besseren, als den geforderten 
Daten, die an 5V Single-Supply laufen. Warum zum Geier will der OP die 
nicht? Teufelszeug?!

Autor: Oliver Döring (odbs)
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Wer noch nie Lust hatte, ein paar Vergleichsschaltungen zusammenzulöten 
und sich diese anzuhören, wird es niemals kapieren. Klirrfaktormessungen 
bei 1 KHz sind keine erschöpfende Aussage über die Klangqualität.

Autor: ArnoR (Gast)
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Oliver Döring schrieb:
> Klirrfaktormessungen
> bei 1 KHz sind keine erschöpfende Aussage über die Klangqualität.

Hat das denn irgendwer behauptet? Meine Simulationsergebnisse waren nur 
eine Antwort auf die Aufgabenstellung. Jeder kann das jetzt aufbauen und 
nachmessen und ggfs. etwas Besseres vorstellen.

Autor: ./. (Gast)
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Knut Ballhause schrieb:
> 5V Single-Supply

Markus M. schrieb:
> Eingagsspannung: bis 1V Vpp
> Verstärkung: 10 fach

Mach mal 15 V Single-Supply, dann passts vielleicht.

Autor: Jens G. (jensig)
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Na gut - ist A-Verstärker, wenn ständig unabhängig von Austeuerung ein 
Ruhestrom fließt - hatte mich zu sehr von Gegentakt=B leiten lassen.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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@ ArnoR

Ich habe gerade mal versucht deine Schaltung mit LT-Spice zu 
simmulieren.
Erstes Problem ist, dass ich dort keine Modelle für die von dir 
verwendeten Transistoren habe. Ich habe stattdessen dann mal BC337-40 
und BC327-40 verwendet. Außerdem habe ich diese Dinger hier in der 
Bastelkiste. Leider kommt dabei dann nur Murks raus. Weil ich deine 
Schaltung  noch nicht so ganz verstanden habe kann ich leider nicht 
selbst Hand anlegen um die Bauteilparameter auf diese Transistoren 
anzupassen.

Darum bitte ich dich um zwei Dinge:

1. Passe deine Schaltung bitte auf BC337-40 und BC327-40 an und lade das 
neue Schaltbild hoch....

2. ...oder erkläre mir wie deine Schaltung funktioniert, damit ich das 
selbst machen kann. Wobei ich dich darum in jedem Falle noch gebeten 
hätte ;-) Was mir nicht klar ist, ist die Arbeitspunkteinstellung.
Reichen dazu wirklich nur die 970k und 910k Widerstände?

Autor: ArnoR (Gast)
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Markus M.:

1. Die Transistoren zu ersetzen hast du doch schon selbst gemacht

2. Die Basiswiderstände müssen so gewählt werden ( bzw. abgeändert 
werden), dass die Mittenspannung (die Gleichspannung am Ausgang) 7,5V 
und der Kollektorstrom einige mA beträgt.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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So ich habe das mal versucht so gut ich kann. Aber irgendwie klemmt das 
noch. Bei einer Eingangsamplitude von 200mV sieht die Kurvenform noch 
akzeptabel aus und die THD liegt bei ca 0.02%. Jedoch sieht es da bei 
500mV schon anders aus. Siehe angehängtes Bild. Was mach ich falsch?

Autor: mhh (Gast)
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Markus M. schrieb:
> Was mach ich falsch?

Du übersteuerst den Verstärker durch ein zu großes Eingangssignal.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Der soll das aber können. Ist doch nur ne Frage der richtigen 
Arbeitspunkteinstellung. Und genau das bekomme ich nicht hin.

Autor: MaWin (Gast)
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> So ich habe das mal versucht so gut ich kann.

Du hast doch eine vollkommen andere Schaltung aufgebaut,
und 22u / 10k von ArnoR einfach weggelassen.
Wie soll die dann da sauber verstärken ?

Autor: MaWin (Gast)
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und auch die 100R müssen an veränderte Arbeitspunkte angepasst werden...

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Hilferuf an ArnoR:

Ich habe jetzt noch fast 2 Stunden damit zugebracht die Datenblätter der 
BC337 und BC327 anzusehen und die Bauteilparameter deiner Schaltung auf 
diese Transistoren anzupassen. Ich schaff es einfach nicht auf einen 
derartig guten Klirrfaktor zu kommen.

Bitte Hilf mir. Von mir aus....Hilf mir bitte mir selbst zu helfen.

Autor: Oliver Döring (odbs)
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Spiel doch in der Zeit mal lieber hiermit :)

Autor: ArnoR (Gast)
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Markus M. schrieb:
> Hilferuf an ArnoR:
> Ich schaff es einfach nicht auf einen
> derartig guten Klirrfaktor zu kommen.

Ich auch nicht. In meinem Simulator gibt es die -40 Typen nicht. Mit den 
BC327-25/BC337-25 ist die Leerlaufverstärkung nun deutlich geringer und 
daher die Verzerrungen größer. Meine Ergebnisse siehst Du im Anhang. Wie 
auch immer, jedenfalls ist die Schaltung einfach und weit aussteuerbar.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Ich danke dir ArnoR.

Habe auch so gleich mal deine Werte übernommen, und sogar die gleichen 
Transis verwendet. Es ist doch erstaunlich wie unterschiedlich unsere 
Simulationen ausfallen.

Autor: ArnoR (Gast)
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Mit einer anderen Variante zur Arbeitspunkteinstellung bekommt man sogar 
einen Output-RailtoRail-Verstärker hin. Die Verzerrungen sind auch schön 
gering. Gute Paarung der Transistoren ist natürlich nötig. In der obigen 
Schaltung mit BC327/337 unterscheiden sich die Stromverstärkungen sehr 
stark (Verhältnis etwa 2:1) und erlauben damit keine so kleinen 
Klirrfaktoren.

Autor: MaWin (Gast)
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> Es ist doch erstaunlich wie unterschiedlich unsere
> Simulationen ausfallen.

Nicht erstaunlich, wenn man sieht, daß du oben einen -25 verbaust und 
unten einen -40 mit quasi der doppelten Verstärkung, den du auch noch 
den doppelten Arbeitsstrom zukommen lässt, also 4-fache Auslenkung, so 
daß die Gleichspannung gar nicht bei 7.5V liegt sondern irgendwo bei 
1.3V und dann am Ausgang über einen an einem Pol nicht angeschlossenen 
Kondensator angreifst.

Mit so viel Unaufmerksamkeit wird das nichts.

An den bis 40 Experimenten die ArnoR gemacht hat siehst du, daß die 
Schaltung zwar einfach ist, aber nur bei genauer Anpassung so gut wird. 
Ich komm bei ArnoRs Original-Schaltung in LTSpice auch auf 0.89% Klirr 
weil ich nur die Transistormodelle der schlechteren BC547/557 habe und 
mehr verstärken muss.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Also ich hatte ja Eingangs auch erwähnt, dass ich selbst auch eine 
Schaltung entwickelt hatte. Ich Zeige sie euch hiermit dann einfach mal. 
Laut LTSpice bleiben die Verzerrungen bis zu einer Eingangsamplitude von 
200mV bei ca. 0,035% Klirr. Bei 500mV Eingang sind es aber schon über 
1%.

Kann man an dieser Schaltung noch etwas verbessern, oder ist das vom 
Grunddesign schon an der Grenze des Machbaren?

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Für mich sieht das so aus, als ob die Transistoren Q2 und Q3 parallel
arbeiten würden. Was willst Du damit erreichen?

Ich denke, da deren Kennlinien in Natura nie ganz gleich sind, wird
man damit eher Ecken und Kanten in den Sinüssen erzeugen, d.h. der
Klirrfaktor wird größer als wenn man Q3 mitsamt seiner Beschaltung
wegläßt und das Signal nur an Q2 abgreift.

MfG Paul

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Ja die arbeiten parallel. Hintergrund ist der, dass damit die 
Ausgangsimpedanz kleiner wird und man auch entsprechend kleinere lasten 
anhängen kann. Außerdem hat sich in der Simulation gezeigt, dass durch 
diese Parallelschaltung er Klirr besser wird.

Autor: Michael O. (mischu)
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Vielleicht findest Du ja ein paar Anregungen bei Douglas Self:
http://douglas-self.com/ampins/discrete/2Q-VEM/2Q-...

Das ist zwar keine Class-A Verstärkerstufe, hat jedoch recht niedrige 
Verzerrungswerte.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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>Außerdem hat sich in der Simulation gezeigt, dass durch
>diese Parallelschaltung er Klirr besser wird.

Das ist aber nur so, weil ja die Parameter der beiden Transistoren in
dem Simulationsprogramm gleich sind. Ich kann mir das in Natura nicht
vorstellen, selbst wenn Du Transistoren aus der gleichen Charge nimmst.

Mach doch eine Gegentaktstufe an Q2 dran, um einen niedrigen Ausgangs-
widerstand zu erreichen. Wenn Du R9 und R12 gleich groß machst, hast
Du schon eine prima Phasenumkehrstufe. Dann kannst Du hinten 2 komple-
mentäre Transistoren dranmachen und bist fertig.

MfG Paul

Autor: MaWin (Gast)
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> Kann man an dieser Schaltung noch etwas verbessern

Wegwerfen.

Klasse A (also Transistor mit Widerstand am Kollektor)
ist schon vom Prinzip her unlinear.
Das wird an den Aussteuerungsgrenzen offensichtlich.

Dann ist der BC337 nun überhaupt nicht für Audio, also
lineare Analogübertragung gebaut sondern ein Schaltransistor.

Dann fehlt der Schaltung das wesentliche: Eine Gegenkopplung.

Prinzip:

Wenn es dir gelingt, einen halbwegs linearen Verstärker
zu bauen, sagen wir 1% Klirrfaktor,
dann kannst du ihn per Gegenkopplung verbessern:

Du baust den Verstärker so, daß er 100 mal mehr verstärkt
als nötig, und führst das Ausgangssignal per Gegenkopplung
auf den kompensierenden Eingang zurück.

Damit wird aus dem 1% Klirr ein 0.01% Klirr.

Du nutzt diese Technik nicht (R18 und C2 machen das ein
einzelnen Stufen ein bichen, aber nicht erfolgreich).

Und dann nutzt die Schaltung natürlich keinerlei Symmetrie,
um eventuelle Unlinearitäten doch wieder auszubügeln.

Also ist schon am Schaltungkonzept so viel ungeschickt gewählt,
daß eine echte Verbesserung witzlos ist.

Aber du merkst, wie viel Know How in OpAmps wie dem LM4562
steckt.

Autor: Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite
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Michael O. schrieb:
> Vielleicht findest Du ja ein paar Anregungen bei Douglas Self:
> http://douglas-self.com/ampins/discrete/2Q-VEM/2Q-...
>
> Das ist zwar keine Class-A Verstärkerstufe, hat jedoch recht niedrige
> Verzerrungswerte.

Hallo liebe Leut.

Ich hole mal wieder diesen Thread hervor, da ich mir die oben genannte 
Schaltung mal genauer angesehen habe. Soweit sehen die Simulationen auch 
gut aus. Jedoch habe ich noch Schwierigkeiten bei Verstehen der 
Schaltung.
Unter dem Link zur Schaltung steht geschrieben: "The first stage Q1 has 
a bootstrapped collector load R4 to increase the open-loop gain"

Und jetzt meine Frage: Warum ist das so?

Autor: ArnoR (Gast)
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Hi Marcus,
hab dir mal eine andere Schaltung angehängt. Die klirrt wenig, die 
Verstärkung lässt sich einfach einstellen und da muss auch nichts 
abgeglichen werden, einfach aufbauen und es geht. Und die ist bei 15V 
Versorgung bis +-5V am Ausgang aussteuerbar.

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Hallo Markus,
ich hatte mich letztes Jahr ebenfalls mit diskret aufgebauten 
Verstärkern beschäftigt. Bin aber zu der Erkenntnis gekommen das 
zumindest bei Vorstufen und Treibern ICs vorzuziehen sind. Als Treiber 
ist z.B. der LME49810 unschlagbar. Was Du brauchst wäre ein LME49860.

■ Power Supply Voltage Range ±2.5V to ±22V
■ THD+N (AV = 1, VOUT = 3VRMS, fIN = 1kHz)
RL = 2kΩ 0.00003% (typ)
RL = 600Ω 0.00003% (typ)
■ Input Noise Density 2.7nV/√Hz (typ)
■ Slew Rate ±20V/μs (typ)
■ Gain Bandwidth Product 55MHz (typ)
■ Open Loop Gain (RL = 600Ω) 140dB (typ)
■ Input Bias Current 10nA (typ)
■ Input Offset Voltage 0.1mV (typ)
■ DC Gain Linearity Error 0.000009%

Wenn es wirklich diskret sein soll, so bietet der gute alte 
Tietze/Schenk Informationen.

UT = 26mV

NPN-Transistor Emitterschaltung

K~Ûe0/4UT*100%
Der Klirrfaktor ist proportional zur Eingangsamplitude und unabhängig 
von der Lage des Arbeitspunktes.
Für K=1%   Ûe0 max =  4UT /100 ~ 1,4mV


NPN-Transistor Differenzverstärker

K~ 1/48 (ÛD/UT)^2
Der Klirrfaktor nimmt quadratisch mit  ÛD zu, ist jedoch viel kleiner 
als bei der Emitterschaltung.
Für K=1%   Ûd max =  0,7 UT ~ 24mV


Feldeffekt Sourceschaltung

Up  = Grösse der Eingangskennlinie, Schwellenspannung, pinch-off-Voltage
UeA= Spannung des Arbeitspunktes
K=Ûe0/(4(UeA – Up)) *100%    TS Seite 128
Der Klirrfaktor ist proportional zur Eingangsamplitude, jedoch abhängig 
vom Arbeitspunkt.
Up  = -4V
UeA= -2V
K= Ûe0/8V * 100%
Für K=1%  Ûe0 =  8V*1% = 80mV

Zusammengefasst:
Wenn die Verstärkerstufe 1% Klirrfaktor erreicht beträgt die 
Eingangsspannung:
1,4 mV bei einer NPN-Transistor Emitterschaltung
24 mV  bei NPN-Transistor Differenzverstärker
80 mV bei Feldeffekt Sourceschaltung

Leider hatte ich keine Aussage zu einem Feldeffekt Differenzverstärker. 
Du kannst aber davon ausgehen das ein Feldeffekt Differenzverstärker den 
geringsten Klirrfaktor hat. Zumindest in hochwertigen Treiberstufen 
findet man immer in der ersten Stufe Feldeffekt Differenzverstärker.
Noch ein Tipp, hier ein Forum für diskrete Verstärker. Da findest Du 
eigentlich alles.
http://www.diyaudio.com/forums/solid-state/
Gruss Klaus.

Autor: ArnoR (Gast)
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> Bin aber zu der Erkenntnis gekommen das
> zumindest bei Vorstufen und Treibern ICs vorzuziehen sind.
> Was Du brauchst wäre ein LME49860.

Warum? Weil die Datenblattwerte besser sind? Sind sie übrigends gar 
nicht, wenn ich mir mal die Diagramme auf Seite 22 im National-DB 
anschaue. Der Verstärker ist wie bei ICs üblich, unterkompensiert und 
macht deutliches Überschwingen im Zeit- und Frequenzbereich. So ein Teil 
möchte ich mir nicht einbauen. Niedrige Klirrfaktoren allein sagen doch 
gar nichts aus.

> Wenn die Verstärkerstufe 1% Klirrfaktor erreicht beträgt die
> Eingangsspannung:
> 1,4 mV bei einer NPN-Transistor Emitterschaltung
> 24 mV  bei NPN-Transistor Differenzverstärker
> 80 mV bei Feldeffekt Sourceschaltung

Das ist etwas missverständlich. Denn es ist nicht die Eingangsspannung 
der Verstärkerstufe sondern die an der Basis-Emitter-Strecke (bzw. G/S) 
wirksame Spannung. Und die kann je nach Schaltungsstruktur (partielle 
Gegenkopplung) viel kleiner sein. Wichtiger ist doch die erreichbare 
Ausgangsamplitude bei K=1%. Genau das wird im T/S auch als Kriterium 
genommen, nur du hast es unterschlagen.

Autor: ArnoR (Gast)
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Also dann machen wir eben hier weiter.

Oliver Döring schrieb:
> ich fürchte, du hast die Schaltung nicht richtig "gelesen". Da gibt es
> keinen Stromspiegel und auch keine "B-Stufe".

Meinetwegen kannst du es auch als komplementären Impedanzwandler oder 
sonstwie bezeichnen, Fakt ist, es ist eine klassische 
Gegentakt-Schaltung, die durch entsprechende Wahl des Ruhestroms im B- 
oder AB-Betrieb arbeitet. Und davon hat diese Schaltung nach dem Poti 
sogar 2. Deine Argumentation verstehe ich so, dass du wohl einen großen 
Ruhestrom einstellst und die Stromaussteuerung unterhalb dieses Wertes 
bleiben soll, damit du das dann als A-Betrieb bezeichnen kannst.

Die Emitterschaltung einfach nur durch den Spannungsabfall am 
Basiswiderstand zu steuern ist nicht besonders geschickt, weil damit die 
Nichtlinearität der Basis/Emitter-Strecke nicht kompensiert ist. Das 
kann man gut mit der von mir gestern vorgeschlagenen aktiven Diode 
machen. Das wäre dann ein einfacher Stromspiegel.

Aber auf solch wichtige Dinge gehst du nicht ein. Warum nicht? Ist es 
dir wichtiger solch alberne Krümelk... bezüglich der Benennung irgend 
welcher Stufen zu machen oder verstehst du die Schaltung nicht? Den 
Eindruck hab ich nämlich. Wie käme man sonst auf die Idee solch eine 
Stuktur (Ab Poti: Impedanzwandler-Impedanzwandler-nichtlinearer 
Verstärker-Impedanzwandler) zu entwerfen.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Unter dem Link zur Schaltung steht geschrieben: "The first stage Q1 has
>a bootstrapped collector load R4 to increase the open-loop gain"

>Und jetzt meine Frage: Warum ist das so?

Das ist daselbe Prinzip wie in deiner Schaltung vom 05.01.2011 12:54 bei 
Q5 und C2. Es wird also eine Spannung, die um knapp 1 verstärkt ist 
(also bißchen kleiner 1), wieder rückgeführt. Die läuft also fast mit 
derselben Amplitude mit der Eingansspannung mit, und bewirkt damit eine 
"Entdämpfung" des Eingangs - der Eingang wird also hochohmiger. Damit 
eine geringere Last für die davor liegende Stufe, und damit höhere 
Amplitude (falls die Vor-Stufe hochohmig ist).

Was ich aber nicht ganz verstehe: eingangs hast Du was von VORverstärker 
geschrieben, beschwerst Dich aber über Klirrfaktoren, die bei etlichen 
Volt am Ausgang auftreten. Ich kenne zumindest noch "von früher", daß 
die HiFi-Norm was von 0,775V Eingangspegel für Endstufeneingänge 
empfiehlt. Da sollten doch die oben vorgestellten VVS eigentlich reichen 
- oder?

Autor: heinz (Gast)
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Hallo Leute... Helft doch bitte mal einem alten Praktiker auf ein paar 
gedankliche Sprünge...

1. Ich hab zwar schon manche Audioschaltung aufgebaut, eher klassisch 
(Horowitz/Hill lassen grüßen), daran rumgefeilt und recht akzeptable 
Ergebnisse erreicht. Eine Simulation hab ich noch nie gemacht, gab's 
damals auch noch nicht. Was bringt mir in der Praxis eine Simulation, 
bei der ich für korrekte Funktion die Parameter der Transistoren 
beispielsweise auf eine Genauigkeit hin anpassen muß, wie ich sie im 
Inhalt meiner Transistoren-Schachtel nie finden werde und die zudem über 
Temperatur und Betriebsdauer eh nie bestand haben wird?

2. Ich käme nie auf die Idee, eine Kollektor-Grundschaltung auf 70% der 
Betriebsspannung auszusteuern. Daß ich da Verzerrungen ohne Ende 
erhalten werde weiß ich aus der Praxis. Schon allein, weil der 
Ausgangswiederstand in der positiven Halbwelle ganz anders ist als in 
der negativen. Meckert da die Simulation nicht? Würde sie denn dann was 
merken, wenn ich den Ausgang mit einer R/C-Schaltung belaste, wie sie 
ein nachfolgendes Gerät darstellt?

3. Nicht bös gemeint sondern wirklich interessehalber: Warum will der TE 
die nachfolgende Klangsteller-Stufe mit 10Vpp betreiben? Warum nicht 
erst mal im bereich einiger hundert Millivolt den Klang einstellen und 
danach dann für Amplitude sorgen?

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Hallo Arno,

ArnoR schrieb:
>> Bin aber zu der Erkenntnis gekommen das
>> zumindest bei Vorstufen und Treibern ICs vorzuziehen sind.
>> Was Du brauchst wäre ein LME49860.
>
> Warum? Weil die Datenblattwerte besser sind? Sind sie übrigends gar
> nicht, wenn ich mir mal die Diagramme auf Seite 22 im National-DB
> anschaue. Der Verstärker ist wie bei ICs üblich, unterkompensiert und
> macht deutliches Überschwingen im Zeit- und Frequenzbereich. So ein Teil
> möchte ich mir nicht einbauen. Niedrige Klirrfaktoren allein sagen doch
> gar nichts aus.
>
Du kannst ja mal mit LTSpice versuchen etwas besseres hinzubekommen.

>> Wenn die Verstärkerstufe 1% Klirrfaktor erreicht beträgt die
>> Eingangsspannung:
>> 1,4 mV bei einer NPN-Transistor Emitterschaltung
>> 24 mV  bei NPN-Transistor Differenzverstärker
>> 80 mV bei Feldeffekt Sourceschaltung
>
> Das ist etwas missverständlich. Denn es ist nicht die Eingangsspannung
> der Verstärkerstufe sondern die an der Basis-Emitter-Strecke (bzw. G/S)
> wirksame Spannung. Und die kann je nach Schaltungsstruktur (partielle
> Gegenkopplung) viel kleiner sein. Wichtiger ist doch die erreichbare
> Ausgangsamplitude bei K=1%. Genau das wird im T/S auch als Kriterium
> genommen, nur du hast es unterschlagen.
Im Tietze/Schenk wurde die Übertragungsfunktion abgeleitet und daraus 
der prinzipielle Klirrfaktor ermittelt. Schau es Dir mal an. Ist 
einleuchtend.
Gruss Klaus.

Autor: ArnoR (Gast)
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Klaus Ra. schrieb:
> Du kannst ja mal mit LTSpice versuchen etwas besseres hinzubekommen.

Nö, mit LTSpice arbeite ich nicht. Und keine meiner Schaltungen hat auch 
nur das geringste Überschwingen. Das machen die IC-Hersteller deshalb 
nicht, weil man dann so schön hohe Transitfrequenzen ins DB schreiben 
kann.

Klaus Ra. schrieb:
> Im Tietze/Schenk wurde die Übertragungsfunktion abgeleitet und daraus
> der prinzipielle Klirrfaktor ermittelt.

Ja und? Das ist nicht der Punkt, sondern welche Verzerrungen die 
verschiedenen Schaltungen bei einer bestimmten Ausgangsamplitude machen. 
Denn das ist ja das Ziel.

Ist in der 9.Auflage des T/S noch sehr klar und anschaulich dargestellt. 
In der 11.Auflage ist es nicht mehr erwähnt.

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