Hilfe bei Transistorverstärker

tib schrieb:
> Allerdings habe
> ich das Problem, dass über die Leistungstransistoren Q1, Q2 ein sehr
> hoher Ruhestrom fließt (ohne Eingangssignal), was ich mir nicht erklären
> kann.

Die Endstufe schwingt. Es ist kein Ruhestrom.

Die Endstufe mit v=1 auszulegen dürfte auch ungünstig sein.

Ok, aber wieso schwingt die Endstufe bzw. wie unterdrücke ich das? Ich 
habe ja immerhin einen Standardaufbau genommen, und auch so schon mal 
ohne Probleme verwendet, allerdings mit anderen Transistoren.
Wegen v=1, wieso ungünstig?

Kann mir jemand einen Tipp geben. Ich denke ja mal, dass es sich um ein 
HF Schwingen handelt und ich die Bandbreite noch oben begrenzen muss. 
Aber wo genau ist mir nicht ganz klar.

tib schrieb:
> wie unterdrücke ich das?

Im Grunde erstmal mit R4 bis R6 + C3 wie in dieser Schaltung:

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/bilder/endsp_01.gif

tib schrieb:
> Wegen v=1, wieso ungünstig?

Ein (-ige, bei weitem nicht alle) OPV kann minimal V=1. Deine 
nachgeschalteten Transistoren machen eine Verstärkung und der OPV kann 
nicht abschwächen. Also rudert er hilflos mit Armen und Beinen - es 
schwingt.

Stelle eine Verstärkung zwischen 20-30fach ein. Das ergibt eine 
genügende Bandbreite bei stabilem Verhalten.

OK, verstehe. Ich hatte deswegen extra einen OP (OPA2134) verwendet, der 
stabil bei v=1 ist. Eine höhere Spannungsverstärkung wollte ich nicht an 
der Stelle. Würde es vielleicht helfen, wenn ich den OP in der 
Rückkopplung mit einer kleinen Kapazität stabilisiere?

tib schrieb:

> Allerdings habe ich das Problem, dass über die Leistungstransistoren
| Q1, Q2 ein sehr hoher Ruhestrom fließt (ohne Eingangssignal

Ich denke, deine Endstufe schwingt, weil sie KEINEN Ruhestrom hat, 
sondenr eione Totyone.

Den 2 x 0.7V + 2 x 0.2V reichen nicht um beide Darlingtons leitend zu 
bekommen (braucht 2.8V), also gibt es einen Tiotpunkt, also schwingt der 
verstärker.

Es hat schon seinen Grund, warum die Vorspannungserzeugung für Klasse AB 
Verstärker nicht so gemacht wird, wie du es gebau hast.

Etwa so? 47pf sollten doch eigentlich reichen. Zur Not werde ich also 
die Verstärkung erhöhen. Damit sollte ich es dann ja in den Griff 
bekommen?

MaWin schrieb:
> Ich denke, deine Endstufe schwingt, weil sie KEINEN Ruhestrom hat,
> sondenr eione Totyone.

Diverse OPVs, wie z.B. die LM358-Familie (dort sind es sogar 3*Ube und 
nicht nur eine), oder der µA709 haben auch solche Endstufen und 
schwingen NICHT. Die Ursache für die Schwingerei ist nicht der fehlende 
Ruhestrom.

> Es hat schon seinen Grund, warum die Vorspannungserzeugung für Klasse AB
> Verstärker nicht so gemacht wird, wie du es gebau hast.

Doch es wird bzw. wurde gemacht und diese Endstufen müssen deshalb nicht 
schwingen (kann ich aus eigener alter Erfahrung sagen). T/S meint das 
übrigens auch, siehe Anhang.

Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, 11. Auflage

tib schrieb:
> Ich hatte deswegen extra einen OP (OPA2134) verwendet, der
> stabil bei v=1 ist.

Na und? Dafür hast du in der Rückkoppelschleife deftige zusätzliche 
Phasendrehungen eingebaut, die auch dem stabilsten OPV das Genick 
brechen. R14 z.B macht mit der Eingangskapazität des OPV einen schönen 
TP mit ordentlicher Phasendrehung. Deinen Korrektur-C solltest du besser 
über R14 legen.

@ArnoR Ich hatte mich da an einen ähnlichen Text zur 
Ruhestromeinstellung gehalten. Die 0,4V habe ich auch so anvisiert und 
die Vorspannung erzeuge ich mit einer Diode und dem Widerstand. Das 
sollte daher doch ok sein. Vielleicht verkleinere ich aber noch die 
Ableitwiderstände. Oder ist da 120 noch ok?

Zurück zum Problem:
Kann ich nicht eigentlich R14 auch wesentlich kleiner wählen?

tib schrieb:
> Ich hatte mich da an einen ähnlichen Text zur
> Ruhestromeinstellung gehalten.  ...

Deine Schaltung ist insgesamt nicht gut. Hast du dir mal genau überlegt 
wie die funktioniert?. Der OPV steuert die Endstufe nämlich nur 
indirekt an, indem er den durch R7 und R12 gegebenen Strom verändert. 
Daher begrenzen R7 und R12 die Aussteuerbarkeit der Schaltung. DAS würde 
man so nicht machen.

Die Ruhestromeinstellung hat neben dem Vorteil der thermischen 
Stabilität auch handfeste Nachteile. So ändert sich z.B. die Steilheit 
der Endstufe deutlich mit dem Strom, d.h. die Steilheit wird viel größer 
sobald die Endstufentransistoren leiten (Übernahmeverzerrungen).

> Kann ich nicht eigentlich R14 auch wesentlich kleiner wählen?

Der soll wohl eine Art Schutzwiderstand für den OPV-Eingang bei 
komischen Zuständen (Ein- oder Ausschalten der Betriebsspannung sein). 
Ich hab jetzt nicht im DB nachgeschaut was der OPV so aushält; wenn für 
die Eingänge keine Gefahr besteht, kannst du den kleiner machen.

mhh schrieb:

> Die Endstufe mit v=1 auszulegen dürfte auch ungünstig sein.

Das stimmt - hat aber mit dem Schwingen nix zu tun.

tib schrieb:

> Ok, aber wieso schwingt die Endstufe [...] ?

Darlington-Transistoren sind lahm. Darlington aus so
dicken Leistungstransistoren sind noch viel lahmer.

Zeitverzögerung in der Rückkopplungsschleife ist
gefährlich.

[Hervorhebung von mir]
> Ich habe ja immerhin einen Standardaufbau genommen,
> und auch so schon mal ohne Probleme verwendet,
> allerdings mit anderen Transistoren.

Das ist der Schlüssel.

Grundregel: Die Transistoren müssen deutlich schneller
sein als der OPV. Mit einfachen Transistoren (d.h. keine
Darlingtons), die halbwegs fix sind - irgendwas kleines
im TO126 - wird die Schaltung vermutlich funktionieren.

Im Übrigen hat auch MaWin Recht: Eine OPV-Schaltung ist
ein Regelkreis, und eine Totzeit im Regelkreis (wegen
der fehlenden Vorspannung) ist ein Furunkel am Arsch.

mhh schrieb:

> Deine nachgeschalteten Transistoren machen eine
> Verstärkung

Seit wann ergeben Spannungsfolger eine Spannungsverstärkung?
(Nur diese ist für die Stabilität wesentlich; Stromverstärkung
ist wurscht.)

Possetitjel schrieb:
> Im Übrigen hat auch MaWin Recht: Eine OPV-Schaltung ist
> ein Regelkreis, und eine Totzeit im Regelkreis (wegen
> der fehlenden Vorspannung) ist ein Furunkel am Arsch.

Wovon redest du eigentlich? Hier geht es nicht um eine Totzeit, sondern 
um eine Totzone. Eine Totzeit tritt hier praktisch gar nicht auf, weil 
die Endstufentransistoren wesentlich schneller als die 
frequenzkorrigiernde VAS-Stufe im OPV sind. Wie schon gesagt, diverse 
OPVs sind auch so aufgebaut...

Außerdem hat die Schaltung oben weder eine Totzone noch eine Totzeit in 
der Endstufe, weil die Treiber Q3/Q4 immer leitend sind und über R6 und 
R9 immer eine geschlossene Schleife vorliegt.

>> Die Endstufe mit v=1 auszulegen dürfte auch ungünstig sein.
>
> Das stimmt - hat aber mit dem Schwingen nix zu tun.

Doch, genau das ist das Problem.

Possetitjel schrieb:
> Seit wann ergeben Spannungsfolger eine Spannungsverstärkung?

Ich hatte noch eine andere Schaltung vor Augen.

Trotzdem ist v=1 bzgl. Stabilität schwieriger zu handhaben.

ArnoR schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Im Übrigen hat auch MaWin Recht: Eine OPV-Schaltung ist
>> ein Regelkreis, und eine Totzeit im Regelkreis (wegen
>> der fehlenden Vorspannung) ist ein Furunkel am Arsch.
>
> Wovon redest du eigentlich? Hier geht es nicht um eine
> Totzeit, sondern um eine Totzone.

Nun ja. Wenn eine sich stetig ändernde Größe eine Totzone
durchläuft - also sich die Ausgangsspannung nicht stetig
mitändert - dann tritt regelungstechnisch eine Totzeit
auf. War das jetzt so schwer?

> Eine Totzeit tritt hier  praktisch gar nicht auf, weil
> die Endstufentransistoren wesentlich schneller als die
> frequenzkorrigiernde VAS-Stufe im OPV sind.

Der OPV ist mit 8MHz Kleinsignalbandbreite angegeben. Der
Endstufentransistor hat 30MHz f_T. Das ist bei mir nicht
wesentlich schneller, das ist arschlahm.

> Außerdem hat die Schaltung oben weder eine Totzone noch
> eine Totzeit in der Endstufe, weil die Treiber Q3/Q4 immer
> leitend sind und über R6 und R9 immer eine geschlossene
> Schleife vorliegt.

Der Einwand ist sachlich richtig, das hatte ich übersehen.

Ich hefte dies dennoch unter "Prinzipienreiterei" ab, denn
Nichtlinearitäten - wir sind doch einer Meinung, dass eine
solche hier vorliegt, oder nicht? - sind regelungstechnisch
immer ungünstig.
Es ist reichlich egal, ob die amplitudenabhängige Verstärkung
durch einen Knick, eine Parabel 5. Ordnung oder eine
Exponentialfunktion hervorgerufen wird. Nichtlinear ist
nichtlinear, das riecht fast immer nach Ärger.

>>> Die Endstufe mit v=1 auszulegen dürfte auch ungünstig sein.
>>
>> Das stimmt - hat aber mit dem Schwingen nix zu tun.
>
> Doch, genau das ist das Problem.

Moment: Noch mal Deutsch für mich: Du möchtest mir erzählen, dass
das Hinzufügen eines (hinreichend schnellen) Spannungsfolgers in
die Rückkoplungsschleife eines eins-stabilen OPV diesen OPV
instabil macht?

mhh schrieb:

> Trotzdem ist v=1 bzgl. Stabilität schwieriger zu handhaben.

Ach so... v=1 für die Gesamtschaltung inclusive OPV. - Ja.
Natürlich. Ich hatte die Bemerkung missverstanden.

Die Reserve wird natürlich größer, wenn man die Gesamtverstärkung
höher wählt.

Viel Geschwätz basierend auf Halbwissen und unbequeme Argumente werden 
absurd abgebügelt:

Possetitjel schrieb:
> Der Einwand ist sachlich richtig, das hatte ich übersehen.

> Ich hefte dies dennoch unter "Prinzipienreiterei" ab

> Es ist reichlich egal, ob die amplitudenabhängige Verstärkung
> durch einen Knick, eine Parabel 5. Ordnung oder eine
> Exponentialfunktion hervorgerufen wird. Nichtlinear ist
> nichtlinear, das riecht fast immer nach Ärger.

Hab ich sowas gesagt? Nein hab ich nicht, es passt dir nur nicht etwas 
Wichtiges übersehen zu haben und dann wird es einfach zu etwas 
Unwesentlichem erklärt. Na meinetwegen


Possetitjel schrieb:
> Der OPV ist mit 8MHz Kleinsignalbandbreite angegeben. Der
> Endstufentransistor hat 30MHz f_T. Das ist bei mir nicht
> wesentlich schneller, das ist arschlahm.

Die 8MHz sind das GBP, aber nicht die Grenzfrequenz der VAS-Stufe im 
OPV, die hat eine Grenzfrequenz von 3Hz!

> Moment: Noch mal Deutsch für mich: Du möchtest mir erzählen, dass
> das Hinzufügen eines (hinreichend schnellen) Spannungsfolgers in
> die Rückkoplungsschleife eines eins-stabilen OPV diesen OPV
> instabil macht?

Hab ich das gesagt? Nein, hab ich nicht, du drehst das immer so wie du 
es brauchst?

Nur wenn er langsam genug für ausreichende Phasendrehung ist. Wieso 
eigentlich ist der für dich plötzlich "hinreichend schnell"?. Ein paar 
Zeilen vorher war der noch "arschlahm":

> Der OPV ist mit 8MHz Kleinsignalbandbreite angegeben. Der
> Endstufentransistor hat 30MHz f_T. Das ist bei mir nicht
> wesentlich schneller, das ist arschlahm.

ArnoR schrieb:

> Viel Geschwätz basierend auf Halbwissen

Jaja. Du bist der einzige, der Ahnung hat. Echt jetzt!

> und unbequeme Argumente werden absurd abgebügelt:

Da habe ich große Vorbilder. Einen gewissen ArnoR zum
Beispiel...

Noch ein wichtiger Nachtrag.

Nach weiteren Tests - ich hatte die Darlington Schaltung über Board 
geworfen und nur die MJL verwendet - ist mir aufgefallen, dass die 
Transistoren MJL 3281 und MJL 1302 identisch sein müssen. Beide sind 
3281er. Messe ich nämlich die Dioden über BE und BC nach, verhalten sich 
beide wie der NPN Transistor. Nach dem ich das auch in Spice simuliert 
habe, erhalte ich genau das komische Verhalten, was ich zum Schluss 
gemessen habe. Natürlich kann die Darlington Schaltung trotzdem 
problematisch sein, aber damit habe ich nicht wirklich gerechnet. Ich 
habe die Inchange Semiconductor von Reichelt genommen. Jetzt kann man 
sagen, selbst Schuld, aber ich darf doch erwarten, dass das nicht 
passiert.

tib schrieb:
> ist mir aufgefallen, dass die
> Transistoren MJL 3281 und MJL 1302 identisch sein müssen. Beide sind
> 3281er

Hääh? Die beiden sind nicht identisch, sonden komplementär, das ist ein 
riesiger Unterschied.

ArnoR schrieb:
> Hääh? Die beiden sind nicht identisch, sonden komplementär, das ist ein
> riesiger Unterschied.

Schon klar. Ich meinte doch, dass sie eben nicht komplementär sind, 
sondern in beiden Gehäusen der gleiche Transistor steckt ;-)