Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum hat man Transformatoren bei Audio-Endstufen?


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von Class-D (Gast)


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Ich habe mal eine Frage an euch:

In großen PA-Endstufen wird teilweise mit Spannungen von 100 - 250V 
(symmetrisch gearbeitet) um entsprechend hohe Ausgangsleistungen bereit 
zu stellen.

Normalerweise kommt am Eingang immer erst eine aktive PFC, danach eine 
resonanter (galvanisch getrennter) DC/DC Wandler der aus den z.B. 450VDC 
aus der PFC dan +/- 200V macht oder so und dann kommen die Endstufen.


Warum hält man genau an diesem Konzept fest?
Man könnte die Class-D Endstufe ja auch als Vollbrücke aufbauen und 
direkt an die Versorgung der aktiven PFC koppeln. Ich wette, dass die 
paar Mosfets mehr wahrscheinlich sogar günstiger sind im Endstufenteil 
als das ganze SMPS dann.


Den einzigsten Nachteil den ich sehe -> man hätte am Lautsprecherausgang 
eine sehr hohe common-mode DC Spannung.
Was meint ihr?

von Schukostecker (Gast)


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Class-D schrieb:
> danach eine resonanter (galvanisch getrennter) DC/DC Wandler

Deine Frage enthält auch die Antwort.

von Peter D. (peda)


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Damit nicht ein Depp an das Lautsprecherkabel faßt und dann der 
FI-Schalter rausspringt und die ganze Halle im Dunkeln steht.

: Bearbeitet durch User
von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Peter D. schrieb:
> Damit nicht ein Depp an das Lautsprecherkabel faßt

Auch E-Gitarre kann man nicht mit dicken Gummihandschuhen spielen.
Äh, man könnte, ist aber nicht das gleiche.

von Jens G. (jensig)


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>Warum hält man genau an diesem Konzept fest?
>Man könnte die Class-D Endstufe ja auch als Vollbrücke aufbauen und
>direkt an die Versorgung der aktiven PFC koppeln. Ich wette, dass die
>paar Mosfets mehr wahrscheinlich sogar günstiger sind im Endstufenteil
>als das ganze SMPS dann.

Und wo bleibt die Netztrennung/Potentialfreiheit?

von Icke ®. (49636b65)


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Jens G. schrieb:
> Und wo bleibt die Netztrennung/Potentialfreiheit?

Dafür schaltet man einen Trenntrafo vor. Ein Teufelskreis...

von Serge W. (musikfreund)


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Das hat man früher bei Röhrenfernsehern gerne gemacht, um
- Kosten zu sparen
- Gewicht zu sparen
- Keine Probleme mit dem magnetischen Streufeld zu haben.

Allerdings mussten alle Eingänge und Ausgänge über eigene kleine 
Trafos/Übetrager verfügen und es bestand immer die Gefahr, dass die 
Phase auf dem Chassis liegt, da in DL das Stromnetz nicht 
verpolungssicher ist.

Mit Aufkommen der Videorekorder und weiterer Zuspieler ist man dann aber 
zur Lösung mit SNT übergegangen.

Bei Audioverstärkern war es ähnlich, da bei der Röhrentechnik durch sie 
Ausgangstrafos eine Trennung gewährleistet war, aber restliche Probleme 
siehe oben.

Die machen das also schon aus gutem Grund, nicht um Dich zu ärgern ;)

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Serge W. schrieb:
> es bestand immer die Gefahr, dass die
> Phase auf dem Chassis liegt,

Na und? War ja alles berührungssicher im Holzgehäuse.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Nein, schrecklicher Sven.
So ein Allstrom-Radio sollte ja auch als Verstärker und Wiedergabegerät 
(eingebaute Lautsprecher!) für Plattenspieler genutzt werden können. 
"Platte" war das übliche Medium für gekaufte Musik.
Plattenspieler waren rein passiv, von der Tonabnehmerkapsel ein 
geschirmtes Kabel mit Stecker zum entsprechenden Eingang. Bis 1961 
durfte da bei der Produktion von Neugeräten Netzspannung an der 
berührgeschützten TA-Buchse und damit am Tonarm aus Kunststoff anliegen.
"Nur Tonabnehmer nach VDE-Vorschrift benutzen! Gefahr!"

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Nichtverzweifelter schrieb:
> Nein, schrecklicher Sven.

Oh, doch:

Serge W. schrieb:
> Das hat man früher bei Röhrenfernsehern gerne gemacht,

Die Rede war von Fernsehern, und die waren im Holzgehäuse.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Ja doch... sogar in bunten Plastikgehäusen.

;-)

Brauchten dann aber Potentialtrennung an der Antennenbuchse, für 
externen Lautsprecher oder Kopfhörer waren VDE-gerechte Trennübertrager 
nachzurüsten...

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Die allgemein gültige Antwort auf die Frage:"Warum hat man 
Transformatoren bei Audioendstufen?" muss also lauten:

Weil man irgendwo eine Trennstelle vom Stromnetz braucht.

von Serge W. (musikfreund)


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Sven S. schrieb:
> Na und? War ja alles berührungssicher im Holzgehäuse.

Nichtverzweifelter schrieb:
> Nein, schrecklicher Sven.
> So ein Allstrom-Radio sollte ja auch als Verstärker und Wiedergabegerät
> (eingebaute Lautsprecher!) für Plattenspieler genutzt werden können.

So berührungssicher war das nicht, da reichte es schon, wenn ein 
Einstellknopf fehlte und die Potiachse auf Chassis lag, daher waren die 
Madenschrauchen oft verkittet. Problem ist, dass selbst heute noch 
Allstrom-Radios ohne Netztrennung im Umlauf sind und so manche Hipster 
sich das Zeug kaufen und versuchen es zum Laufen zu bringen, allerdings 
ohne der Gefahren bewusst zu sein oder gar Ahnung von Elektronik zu 
haben. Da reicht schon ein versehentlicher Griff an die UKW 
Antennenbuchse, der Abblockkondensator ist nach 50 Jahren nicht mehr so 
wirklich isolierend.

OK, der FI wird das Schlimmste verhindern, aber selbst bei mir laufen 
die Allströmer am Trenntrafo, man kann ja auch mal schusselig sein und 
doppelt hält besser ;)

Damals musste man eben wissen, was man da tut und es war nicht alles 
doppelt und dreifach gegen Fehlbedienung abgesichert.

: Bearbeitet durch User
von Percy N. (vox_bovi)


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Sven S. schrieb:
> Die Rede war von Fernsehern, und die waren im Holzgehäuse.

Wirklich nur von Fernsehern?

Serge W. schrieb:
> Bei Audioverstärkern war es ähnlich, da bei der Röhrentechnik durch sie
> Ausgangstrafos eine Trennung gewährleistet war, aber restliche Probleme
> siehe oben.

Meiner Erinnerung nach bestand damals zB bei Radios der rückseitige 
Berührschutz ausschließlich in entsprechend kleinen Ausschnitten in der 
Papprückwand um die externen Anschlüsse herum. Nach den Übkichkeiten der 
Zeit waren diesexRückwände nicht sonderlichcstabil; wozu auch: Das Radio 
wurde vom Fachhändker geliefert und aufgestellt und angeschlossen, und 
bei der Gelegenheit hat der dann auch den Plattenspieler angeschlossen. 
Onkel Heinz hat nie wieder dahinter gesehen, und Tante Waltraut war mit 
dem Staubtuch eher vorsichtig.

von Jacko (Gast)


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Schaltnetzteile müssen das so machen, wenn sie viel Eisen bei viel
Leistung (dicker Netztrafo) einsparen wollen.

Das hat nichts mit 100 V ELA-Technik, sondern nur mit den
Grundprinzipien sparsamer (Strom und Material) Gleichstromversorgung
aus Netzspannung zu tun.

Das Schaltnetzteil nutzt nach der Gleichrichtung der Netzspannung
(etwa 320 V=) hohe Schalt-Frequenzen (daher die aufwändige Filterung
zum Netzspannungsschutz!), um die gleiche Leistung durch viel weniger
Trafo-Eisen auf ungefährliche Spannungen zu transformieren.

von Class-D (Gast)


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Danke für die Infos. Scheint es also hauptsächlich die galvanische 
Trennung zu sein.

Gibt es aber eine Norm die soetwas wie eine galvanische Trennung 
vorschreibt?

Ich meine selbst wenn ein Trafo drinnen ist, ist ja GND meistens mit dem 
PE zusammengelegt (auch hinter der galvanischen Trennung).
Heißt also wenn ein PA Amplifier auf voller Leistung läuft, habe ich am 
Lautsprecherausgang trotzdem potentiell Spannungsspitzen im 3-stelligen 
Volt-Bereich gegen menschliche Erde.

Heißt es aber im Umkehrschluss, dass wenn ich Hersteller aktiver Boxen 
wäre (also Amp im Lautsprecher verbaut), ich auf die galvanische 
Trennung verzichten könnte, wenn man keinen direkten Zugang zum Amp 
ausgang hat und ich dann einfach die Signaleingänge mit einem kleinen 
Signaltrafo entkoppeln würde?

Danke!

von Schukostecker (Gast)


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Class-D schrieb:
> Gibt es aber eine Norm die soetwas wie eine galvanische Trennung
> vorschreibt?

VDE

Class-D schrieb:
> Heißt es aber im Umkehrschluss, dass wenn ich Hersteller aktiver Boxen
> wäre (also Amp im Lautsprecher verbaut), ich auf die galvanische
> Trennung verzichten könnte, wenn man keinen direkten Zugang zum Amp
> ausgang hat und ich dann einfach die Signaleingänge mit einem kleinen
> Signaltrafo entkoppeln würde?

Ein kleiner Signaltrafo sicher nicht, da galvanische Trennung 
sichergestellt sein muss.

von Carl D. (jcw2)


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Class-D schrieb:
> Danke für die Infos. Scheint es also hauptsächlich die galvanische
> Trennung zu sein.
...
> Heißt es aber im Umkehrschluss, dass wenn ich Hersteller aktiver Boxen
> wäre (also Amp im Lautsprecher verbaut), ich auf die galvanische
> Trennung verzichten könnte, wenn man keinen direkten Zugang zum Amp
> ausgang hat und ich dann einfach die Signaleingänge mit einem kleinen
> Signaltrafo entkoppeln würde?
>
> Danke!

Wenn man einen Trafo oder Schaltwandler (was ja auch nur eine Trafo aber 
eben mit weniger Eisen/Kupfer wegen 1000x höherer Frequenz ist) 
verwendet, dann kann man auch das Problem, daß nicht überall der gleiche 
Strom zur Verfügung steht. 115/230/400V, 50/60Hz, 1/2/3Phasen je nach 
Lokation.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Class-D schrieb:
> Heißt also wenn ein PA Amplifier auf voller Leistung läuft, habe ich am
> Lautsprecherausgang trotzdem potentiell Spannungsspitzen im 3-stelligen
> Volt-Bereich gegen menschliche Erde.

Ja natürlich, aber nur bei Aussteuerung.
Ohne Netztrennung würde an "Lautsprecher minus= Masse" aber die 
Netzspannung, oder Teile davon anliegen, sozusagen "zusätzlich".

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