Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstärker für Spulenexperimente


von Besucher (Gast)


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Hallo Leute!

Ich bräuchte einen Verstärker für Experimente mit Spulen und würde einen 
Verstärker benötigen der ca.200khz/ 100W schafft, wenn möglich sogar 
schneller!

Wisst ihr zufällig verstärker die ncht so teuer sind und meinem Zweck 
entsprechen würden?

Hätte mal diesen gefunden:
http://www.velleman.eu/products/view/?id=365438

Gibt es noch Andere die eventuell 300khz schaffen?

Danke schon mal für Eure Hilfe!

von Henrik V. (henrik_v)


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Audiovertsärker bei dem man die HF-Bremsen neu auslegt?

Die 100W Angabe ist etwas sinnlos wenn die Impedanz dazu nicht genannt 
wird...

von Rumpel (Gast)


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Und das Ganze soll ? Einfach Experimentieren geht sonst auch mit 
kleineren Aufbauten. Speziell wenn man den Verstaerker zerschiesst, was 
schnell passieren kann.

von Steffen W. (derwarze)


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Audioverstärker (bersonders wenn es Classe D etc ist) sind denkbar 
ungeeignet dafür.

Weiss ja nicht was für Experimente es sein sollen, aber ein dicker 
Mosfet mit entsprechender Beschaltung drumrum solle es auch tun. Ich 
denke mal wird ohnehin nur eine PWM draufgegeben.

von Besucher (Gast)


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Hallo!

Danke für Eure schnellen Antworten!


@ Henrik V.
Was meinst Du mit HF- Bremse neu auslegen?
Wie kann ich das machen und bei welchen VErstärkern funktioniert das?
Fie Impedanz würd ich natürlich dem Verstärker Anpassen also 2 Ohm oder 
4 Ohm.

@ Steffen Warzecha
Also, ich würde gerne Experimente mit wechselstrom machen!

Wenns nicht's Fertiges gibt und ein Klasse D Audioverstärker nicht 
funktioniert muss ich das sowieso anders angehn?!
Bin leider ein Laie und kenn mich im Gebiet Verstärkertechnik überhaupt 
nicht gut aus!

LG

von Klaus (Gast)


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Schau mal hier: http://www.apexanalog.com/ da könnte was passendes dabei 
sein.

MfG Klaus

von Harald W. (wilhelms)


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Besucher schrieb:

> Bin leider ein Laie und kenn mich im Gebiet Verstärkertechnik überhaupt
> nicht gut aus!

Dann solltest Du nicht solch anspruchsvolle Forderungen stellen
und Deine Experimente zuerst mal mit 20kHz und 10W machen.
Das geht dann mit fast jedem NF-Verstärker.
Gruss
Harald

von Besucher (Gast)


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@ Klaus

Danke fü deinen Link, sieht schon sehr vielversprechend aus :-)

@ Harald

Naja, ich würde eben gerne Experimente zur Magnetostrikiton, zur 
Erzeugung von Ultraschallwellen machen.

Da komm ich mit 20Khz leider nicht sehr weit!

LG

von Düsendieb (Gast)


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Besucher schrieb:
> Naja, ich würde eben gerne Experimente zur Magnetostrikiton, zur
> Erzeugung von Ultraschallwellen machen.

muss das ein Sinus sein oder kann man die Spule auch mit einer Rechteck 
Spannung versorgen?

Siehe H-Brücke.

Der Strom wird sowieso rund geschliffen

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Hallo Zusammen,

bin gerade auf diesen Thread gestossen, nachdem ich eine ähnliche 
Aufgabenstellung bei electronicpoint.com gepostet habe.

Ich baue gerade an einem Signalgenerator für's Labor. Es sollen auch 
Reaktanzen (Motorwicklungen, RFID-Spulen) gemessen werden. Als 
Basisfunktionalität wünsche ich mir folgende Eckdaten: Sinuswelle 
0..250kHz, >10Vpp, >1..4App. In diesem Zusammenhang verstehe ich unter 
Sinuswelle: "sieht auf dem Oszi aus wie ein Sinus".

Die Endstufe ist eine gewisse Herausforderung. Experimente mit einem 
OPA544 (invertierender Verstärker, G=2, Rin=1k, Rfb=2k) zeigen über 
50kHz schon im Leerlauf und bei leichter ohmscher Last böse Verzerrungen 
(siehe Bild).

Im Web hatte ich den PA02A gefunden. (Hallo Klaus!). Der Charm wäre 
aber, das Thema niederzukämpfen und einen Baustein für zukünftige 
Anwendungen zu haben.

Das Apex PA02A-Konzept ist ja bekannt (z.B. Tietze-Schenk, 
Leistungsverstärker) und gefällt mir recht gut. Ein schneller Opamp 
treibt zwei komplementäre B-Darlington-Stufen und übernimmt die 
A-Übergabe im Nullpunkt (PA02A datasheet, page 1, 
http://www.apexanalog.com/wp-content...08/PA02U_S.pdf).

Hat jemand Vorschläge zu Aufbau und Dimensionierung der Leistungsstufe? 
Ich konnte keine hinreichend schnellen, lieferbaren 
Darlington-Transistoren finden.
Mein erster Ansatz waren ca. 20..40mApp aus dem OP und einen 
Stromverstärkungsfaktor 100 bei 4App über den kompletten Frequenzbereich 
in den Darlington-Transitoren.
Alternativ einen stärkeren OP und komplementäre, schnelle BJT mit 
Verstärkung ~10.

Nebenbemerkung: der Verstärker wird auf einen großen Alublock geschraubt 
und gibt nur kurze Bursts ab. Daher ist eine AB-Endstufe akzeptabel. Das 
symmetrische Netzteil ist einstellbar, strombegrenzt.

Hat jemand Erfahrung mit diesem Thema und möchte diese teilen?

Ich freue mich über Anregungen.

Danke,
 lungfish

von ArnoR (Gast)


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> Experimente mit einem
> OPA544 (invertierender Verstärker, G=2, Rin=1k, Rfb=2k) zeigen über
> 50kHz schon im Leerlauf und bei leichter ohmscher Last böse Verzerrungen

Naja, bei 125kHz ist da auch nicht mehr zu erwarten, das zeigt schon ein 
Blick ins DB, Seite 5, Mitte links und rechts.

> Hat jemand Vorschläge zu Aufbau und Dimensionierung der Leistungsstufe?
> Ich konnte keine hinreichend schnellen, lieferbaren
> Darlington-Transistoren finden.
> ....

Die geforderten Parameter schafft schon ein uraltes Schaltungsprinzip:
Beitrag "Re: Endstufe: Phasengang korrigieren"
Als Endstufe gehen MJE150xx, D44/D45, Mjl1302/3281 oder so.

von ArnoR (Gast)


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Mist, da bin ich beim Verlinken in der falschen Zeile gelandet. Hier der 
richtige:
Beitrag "Re: Endstufe: Phasengang korrigieren"
Die Schaltung schafft 500V/µs.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Hi ArnoR - Danke!

Die Fehler treten auch bei geringeren Pegeln auf. Interessant ist, dass 
der OPA544 Verstärker während der ersten Mikrosekunde garnicht reagiert. 
Ich hatte auf einen gedämpften Sinus gehofft - was per Software zu 
korrigieren gewesen wäre. Wie dem auch sei - ich wollte nur zeigen, was 
mein Stand ist und warum ich nach Alternativen suche.

Transistoren: D44H hatte ich schon angeschaut, leider das ST-Datenblatt. 
Im ON Datenblatt stehen die Frequenzgangsparameter. Nun bekomme ich ein 
Gefühle dafür, was die Treiberstufe an Strom zu liefern hat.
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MJD44H11-D.PDF

So, und nun lese ich mal den Link...

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Hallo ArnoR,
der Link auf den alten Thread war nun Vorwand genug, LTspiceIV auf dem 
Rechner zu installieren.
Ohne eigene Bauteil-Modelle zu basteln habe ich Deinen 
Schaltungsvorschlag mal abgemalt.

Die super Simulationsergebnisse kann ich so nicht glauben.
Also werden wir das Teil mal layouten und aufbauen.

Wie sieht es im reellen Leben aus, mit V1/V2 - den Spannungen der 
Stromquellen? Reichen da zwei Siliziumdioden, die aus der positiven 
Versorgung gespeist werden?

Wo würdest Du in einem Layout Pads für Zusatzkappas vorsehen, um den 
Frequenzgang zu korrigieren?

Hast Du diese Schaltung mal aufgebaut und mit reaktiven Lasten behängt?
Für den Fall würden mich die von Dir gewählten Bauteile interessieren.

Danke,
 lungfish

von ArnoR (Gast)


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> Wie sieht es im reellen Leben aus, mit V1/V2 - den Spannungen der
> Stromquellen? Reichen da zwei Siliziumdioden, die aus der positiven
> Versorgung gespeist werden?

Die 1,4V stammen von der Ausgangsschaltung von Markus B. aus dem anderen 
Thread. Er hatte 2 Si-Dioden vorgesehen, ich würde da eine rote LED mit 
Uf~1,8V nehmen.

> Wo würdest Du in einem Layout Pads für Zusatzkappas vorsehen, um den
> Frequenzgang zu korrigieren?

Falls eine Korrektur nötig ist, dann vom Kollektor zur Basis von Q2 in 
deiner Zeichnung.

> Hast Du diese Schaltung mal aufgebaut und mit reaktiven Lasten behängt?

Nein, aber so ein oder zwei andere schon ;-). Induktive Lasten sind 
überhaupt kein Problem für die Stabilität, Kapazitäten dagegen sind 
schwierig, wenn es schnell und präzise sein muss.

Der 2N3055 ist hoffentlich nicht dein Ernst, damit schafft die Schaltung 
natürlich keine guten Daten. Die Modelle für die D44/D45 und MJLs gibts 
auf der ONSemi-Seite.

von ArnoR (Gast)


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Ach, jetzt hab ich das mit R9/10 erst gesehen. Ich hatte damals dort 
einen Verbindungspunkt zum Ausgang vergessen, macht aber kaum einen 
Unterschied.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Q2: Kappa zwischen Q2-B und Q2-C? Mal laut gedacht: Damit senken wir die 
Grenzfrequenz des Stromspiegels. Ah, ok.

Eine rote LED - Danke. Der Einsteiger wundert sich immer, warum 
geschlossene Baugruppen innen eine Gefechtsfeldbeleuchtung brauchen.

R9/R10 - ich dachte noch - toll, virtueller Massepunkt etc. Wird 
eingebaut.

Der 2N3055 ist ein Grund, warum ich der Simulation nicht glaube. Den 
Transistor kenne ich aus meinem ersten 70er-Jahre-Labornetzteil. War 
eine Provokation, die LTspice leider ignoriert hat.

Hast Du noch Vorschläge zu Q8/Q9? Die müssen ja für die Q44H/Q45H ein 
paar Milliamps schnell bereitstellen. Ich stelle mit die Schaltung 
weitestgehend als SMD vor (Q4x als THT). Muss nochmal Leistungen 
rechnen, meine üblichen 0603 werden wohl nicht überall ausreichen.

Danke für den Denkanstoss: Kappazitive Lasten sind für eine 
Spannungsquelle mit endlichem Innenwiderstand natürlich übel. 
Angenommen, ich errege mit einem Sinus und akzeptiere einen Phasendreher 
- hast Du dann eine Idee für eine Kompensationsschaltung? Die Frage 
stelle ich nur, weil ich rauskriegen will, wie universell die Schaltung 
einegesetzt werden kann. Ich selber komme nur auf die Lösung, das Teil 
als Stromquelle zu betreiben. Oder, weil man freundlich ist, die zu 
messenden Kapazitäten einfach mit einem Serienwiderstand zu entschärfen.

Danke für's Zuhören! Ich werde wohl wirklich einen diskreten Power-Opamp 
bauen... froi

von ArnoR (Gast)


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> Hast Du noch Vorschläge zu Q8/Q9? Die müssen ja für die Q44H/Q45H ein
> paar Milliamps schnell bereitstellen. Ich stelle mit die Schaltung
> weitestgehend als SMD vor

Z.B. BCP52...56, das sind BD135...140 im SOT223. Gibt es sogar bei 
Reichelt.

> Kappazitive Lasten...

Mit Kompensation wird das nichts. Die übliche Schaltung wie hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor
macht es meiner Meinung nach noch schlimmer. Eine Möglichkeit wäre, die 
Endstufe aus der Über-Alles-Gegenkopplung zu nehmen und sie durch 
partielle Gegenkopplung zu linearisieren.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Hallo ArnoR, vielen Dank für Deine Anleitung beim Entwurf einer 
diskreten Lösung. Der nächste Schritt in dieser Richtung wird der Aufbau 
der Schaltung sein und dann Messen, Messen, Messen. Darauf freue ich 
mich schon.

Klasse auch die freundliche Erinnerung, was ich von einer gesteuerten 
Spannungsquelle erwarten darf, insbesondere bei kapazitiven Lasten.

Wird ein bisserl dauern, aber ich werde Schaltbilder und Messergebnisse 
einstellen.

Marcus

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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So, nachdem wir nun einen diskreten Ansatz für unsere Spannungsquelle 
haben (der für das beschriebene Laboreinzelstück wahrscheinlich optimal 
ist), möchte ich trotzdem nochmal die Frage in den Raum stellen, ob 
jemand Erfahrungen mit einem Verstärkeraufbau aus Standard-OP und 
externen Transistor-Endstufen hat.

Ich erwarte durch die Verwendung eines monolithischen Opamps in der 
Eingangsstufe bessere Reproduzierbarkeit und insgesamt stabileres 
Verhalten (Temperatur, Rauschen, etc...).

Auf der oben erwähnten PCB möchte ich beide Varianten mal austesten.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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@ArnoR: Nachtrag zum Handling böser Lasten: Ich hatte mir den 
Leach-Verstärker angeschaut. Da bekommt man ja die 
Regelungstechnik-Vorlesung nochmal in eingedampfter Form präsentiert.
Mehrere Rückkopplungen mit unterschiedlichem Frequenzgang - das war eine 
wichtige Erinnerung.

von ArnoR (Gast)


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> Ich hatte mir den Leach-Verstärker angeschaut.
> Mehrere Rückkopplungen mit unterschiedlichem Frequenzgang - das war eine
> wichtige Erinnerung.

Jaja der Leach-Amp. Der Mann hat die Sache auch nicht richtig 
hinbekommen. Eine niederfrequente Gegenkopplung über alles und eine 
HF-GK ohne die Endstufe, weil er`s sonst nicht stabil bekommt. Das ist 
Bastelei. Haben wir hier auch schon mal besprochen:
Beitrag "Stabilität des Leach Amp"

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Danke. Werde auch den Thread lesen.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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@ArnoR und wer noch möchte:
Hier ist wie versprochen der Schaltplan des Leistungsverstärkers.

Die Bauteile sind auf reproduzierbare Beschaffbarkeit ausgesucht.

Fällt noch irgendwas auf?

Danke für Rückmeldungen.

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