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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Theorie über Endstufenbau


Autor: Mister No (Gast)
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Hallo Leute

ich möchte ich eine Endstufe bauen.

Ich habe folgende Anforderungen:

U_ein = (1...5)Vss -Sinussignal
f_ein = (20...40)kHz Sinussignal

P = 200W

Betriebsspannung = +-50VDC
Verstärkung (10...20) frei

ich hoffe, dass ich alle Angaben angegeben habe.

meine Frage:
-könnt ihr mir eine Seite auf Deutsch angeben, wo ein Beispiel angegeben 
ist, wie man eine Endstufe berechnet.
danach werde ich sie bauen.

danke für euere Hilfe

Mister No

Autor: The Devil (devil_86)
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Ich kenn nur ein englische, dafür aber interessante Seite....

Hast du schon viel Erfahrung mit Leistungs-Elektronikbau, denn ein 
Endstufenbau, gerade in dieser Leistungskategorie, ist kein Spaziergang.

Autor: Audio (Gast)
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Die sauerstofffreien Kupferkabel nicht vergessen, ohne die is nix.

Autor: Realschotter (Gast)
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Schau dir den  LM4702CTA an, der ist schon fast komplett.

Autor: chris (guest) (Gast)
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Hier ein workshop mit Röhren:
(etwas spät, ;-() :
http://www.elektor.de/elektronik-news/elektor-work...


Der Devil:
  link = ?



Generell würde ich mal bei den Zeitschriften schauen, zB:
http://www.elektor.de/default.lynkx?pointer=1-3638...
- sind aber nur 50W (je Kanal) + spontane Suche


Gruss
c.

Autor: The Devil (devil_86)
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Der LM4702CTA ist ja ein reiner Audioverstärker, Mister No will ja ein 
20-40 kHz-Signal verstärken, ob der LM4702 sich darüber freuen wird??

@chris:

http://sound.westhost.com/

Unter Projekte findet sich vieles, die Seite ist aber auch mit ihren 
Erklärungen sehr interessant. Vorher hab ich den Link nicht dazu 
gegeben, da Mister No ja explizit eine deutsche Seite gefordert 
hat....

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Elektor hat vor Jahren mal einen
"Car Hifi Booster" rausgebracht.

Das war ein DC/DC-Wandler 12V=>+/-43V 650W
und zwei einkanalige 200W SINUS-Leistungs Klasse A(B) Endstufen.
Diskret aufgebaut.

Falls dich das interessiert, am Wochenende kann ich Infos von zuhause 
mitbringen.

Autor: The Devil (devil_86)
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Matthias L. wrote:
> Das war ein DC/DC-Wandler 12V=>+/-43V 650W

Da brauchste aber ein starke Batterie :-/

Autor: Diplomand (Gast)
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http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1071.pdf

ohne Englisch kommst du wohl kaum aus!
suche nach Class D Amplifier

Autor: SNT-Opfer (Gast)
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@Diplomant

Dafür sollten aber gewisse Kentnisse über Schaltnetzteile vorhanden 
sein.
Sonst ist ein Class D Verstärker nicht wirklich einfacher als ein A/B.
Es kommt zwar leistungsmässig auf weniger Bauteile raus, aber der 
Aufwand ist nicht kleiner. Man hat dort min ganz anderen Problemen zu 
kämpfen.

Autor: Chrisi (Gast)
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Wenn jemand 20kHz bis 40kHz auf 200W hochverstärken möchte, folgere ich, 
dass es sich nicht direkt um ein Hifi-Audiosignal handelt. Evtl. ein 
starker Ultraschallsender? In jedem Fall habe ich Grund zur Annahme, 
dass die Verstärkung nicht zwingend linear sein muss. Evtl. kann man mit 
dieser Erkenntnis die Schaltung stark vereinfachen. 200W Rechteck in 
einen Hochtöner pumpen ist einfach!

Once again, die obligatorische Frage: Wozu diese Endstufe?

Bei Class D fangen die Probleme eigentlich ab 20kHz erst so richtig an 
:-)

Autor: Mister No (Gast)
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hatte eigentlich nicht so viele Einträge erwartet aber :).

Dieser Verstärker dient um die Erfahrung wieder einzusammeln, leider hab 
ich ziemlich viel vergessen, eigentlich weiss ich gar nichts mehr, alles 
vergessen.

die Verstärkertechnik ist ein Schitt, wieder in die Fussstampfen der 
klassischen Elektronik zu gelangen.

Autor: chris (guest) (Gast)
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> Der Devil
Danke für den link!


Geht das nicht schon bis "G"
Habe das so im hinterkopf:
 auf der Hannovermesse
war einer, der G-Klasse VBerstärker baute:
sollen sehr effektiv sein!

Schaltnetzteile sind doch auch geregelte Leistungen/Spannungen,
wie ein Verstärker  (Takten in den MHz Bereich).


Class F Verstärker werden sogar bei Hf und höher eingesetzt-
sollte bei US kein Problem sein - nur eine Vermutung!!!

Gruss
c.

Autor: SNT-Opfer (Gast)
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@chris

Die Verstärkerklassen nach D sind meist "Erfindungen" von Herstellern.
G und H haben in der Regel eine geschaltete bzw. nachgeführte 
Spannungsversorgung, damit erreicht man geringere Verluste bei A/B 
Verstärkern (Weniger Spannungsabfall im halblast Betrieb).

Klasse D sind PWM-Verstärker. Grundprinzip ist äusserst simpel, per 
Dreiecksignal (mit Frequenz ca. 10 x Nutzfrequenz) wird das analoge 
Signal an einem Komparator abgetastet und mit dem erzeugten, pulsweiten 
moduliertem Rechtecksignal schaltet man eine Mosfet Halb/Vollbrücke. Aus 
dem "verstärkten" PWM-Signal wird dann per Tiefpass (LC-Filter) das 
analoge Signal wieder heraus geholt. Grösster Vorteil, es wird "nur" 
geschaltet -> sehr wenig Verluste.

Nur die benötigten 200-400 kHz machen die Sache etwas kompliziert.
Nettes Forum dazu http://damp.byethost33.com (deutsch)

Autor: chris (guest) (Gast)
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classG kommt hier auch mal vor - ansonsten sind die Kommentare
ggf. für HiFi Entwickler sinnvoll:

http://www.hifi-forum.de/viewthread-108-3821.html

Wie oben angedeutet:
  classG ist auch so etwas wie D


95% halte ich übrigens für fragwürdig - dass machen nur die
sehr guten NT-Teile der PCs (falls überhaupt)
nur für einen gewissen Lastbereich - und das liegt bei Muke wohl kaum
vor - oder man hört nur konst. Sinus   (o.s.  :-))


Gruss
c.

Autor: chris (guest) (Gast)
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Class-H

Es geht noch höher:  H

im Text sind weitere Infos, etc.

http://www.hifi-forum.de/viewthread-71-2319.html


G : die Spg. wird geschaltet in Stufen - diese dann "zerhackt".

Gerade gefunden:
  ob das "normiert ist"
  siehe SNT-Opfer
kann ich nicht sagen.


Ein Käfer für 70 W. ist per link zu finden.


Gruss
c.

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Also wenn du 200W mit >400kHz schaltest, was für einen PWM basierten 
Verstärker tun müsstest (ich hoffe das war jetzt PC genug für diese 
Klassnegesellschaft;), wirds echt haarig da is dein Layout wichtiger als 
die Wahl der Komponenten und wenn da sonst noch was schief geht hast du 
womöglich die Leute mit dem Peilwagen vor der Tür stehen. Das ist 
superknifflig, bis 20kHz Nutzsignal geht das heute ganz gut aber danach, 
ne erstmal nicht.
Da darfts du schön analog bleiben was ja auch mal wieder ein Spass ist, 
die endgültige Auswahl der Endstufen elemente ist allerdings schon auch 
nicht ohne bei 200W@50V, entweder du brauchst viel mehr Spannung oder du 
hast Lasten (Lautsprecher) mit <1 Ohm. Letzteres nimmt dir jeder 
Transistor, der etwas auf sich hält krum, oder sagen wir die meisten 
wenn sie alleine sind.
-wiebel

Autor: SNT-Opfer (Gast)
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Zum einen, die Verstärker Klassen gut erläutert :
http://www.itwissen.info/definition/lexikon//__amp...

Zu den 95%, die sind bei Klasse D ohne grosse Probleme möglich !
Sie sind eben nicht Lastabhängig, zumindest nicht so stark.
Klar, bei sehr kleiner Leistung dominieren die Schaltverluste, aber im 
normalen Arbeitsbereich eines Verstärkers (15-50% Dauerlast) erreicht 
man die sehr schnell.
Und PC-Netzteile sind alles andere als optimal, die sind einfach nur 
billig, bis auf wenige Ausnahmen.

Zwei Punkte wodurch der Klasse D Verstärker Energie spart sind, erstens 
die geringen Verluste durch die geschalteten Mosfets, dort hat man es 
nur mit dem Strom über Rds(on) zu tun zweiter Punkt, die EMK des 
LS-Chassis wird nicht verheizt sondern "recycled". Alles was der 
Lautsprecher zurück schiebt wird von der Induktivität (über den Strom) 
"geboostet" und fliesst über die Inversdioden der Mosfets zurück in die 
Versorgungsspannung. Kann bei zu kleiner Auslegung der Siebkapazitäten 
auch Ärger machen, da sich die Versorgung aufpumpt. Im worst-case Fall 
bis die Sperrspannung vom Fet überschritten wird...
Elegant lösen kann man das Problem mit einer Vollbrücke, dort wird die 
zurück kommende Energie für die "andere" Halbwelle genutzt.

Sind schon ganz interessante Teile...in 5 Jahren wird es kein 
Konsumergerät mehr ohne Class D Endstufen geben !
(Konsumer != High-End)

Autor: SNT-Opfer (Gast)
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@ Michael Waiblinger

Jepp, das meinte ich anfangs mit "Grundkenntnisse über den Aufbau von 
SNT".
Und ja, das Layout macht gleich nach den Fets die meisten Probleme.
Aber wenn das Ding mal stabil läuft....einfach klasse, werde meinen 
Eigenbau nie wieder gegen einen "normalen" AB-verstärker tauschen 
wollen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Elegant lösen kann man das Problem mit einer Vollbrücke, dort wird die
>zurück kommende Energie für die "andere" Halbwelle genutzt.

Passiert meines Wissens in den TDAA (true digital audio amplifers) 
automatisch.
zB TAS5110 von Texas Instruments. Sehr feine Teile..


> Auswahl der Endstufen elemente ist allerdings schon auch
>nicht ohne bei 200W@50V, entweder

2SC2922
2SA1216
Diese beiden wurden als Stromverstärker in der ELektor eingesetzt. Aber 
je zwei parallel, pro Kanal... ;-)

Autor: SNT-Opfer (Gast)
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@Matthias L.

Jepp, da die als BTL arbeiten, also als Brücke ;-)

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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SNT-Opfer wrote:
> Aber wenn das Ding mal stabil läuft....einfach klasse, werde meinen
Ich hab zwar keinen Eigenbai aber den Amp3 von 42hz.com Ich bin schwer 
begeistert schicke aber meine NAT endstufe deswegen noch nicht in rente. 
Der Amp3 ist auch für einen Bleiakku und mobilen Einsatz bei mir. ;)

> ... Eigenbau nie wieder gegen einen "normalen" AB-verstärker tauschen
> wollen.
Eigenbau klingt spannend, selbstschwingend? Wie hast du den gebaut, hast 
du Bilder, Schaltplan, mehr Details? -wiebel

Autor: SNT-Opfer (Gast)
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@ Michael Waiblinger

Moin....
Selbstschwingend nicht direkt, Dreieck-Rechteck Generator (Integrierer 
und Schmitttrigger) und Komparator. Damit gehts dann auf einen IR2110 
und dahinter die Mosfet-Halbbrücke.
Das gibts halt zwei mal (R+L) und noch eine separate, langsamer 
getaktete Vollbrücke als Subwoofer-Endstufe.
Versorgungsspannung +- 75V bzw. 150V -> "höhere" Leistung 8-)
Subwoofer hat eine aktive Weiche mit 80dB/Dek., Linkwitz-Korrektur und 
Phasenkorrektur (kein DSP, mit FPAA realisiert). Digitale Pegelstellung 
und Bedienung über µC.
Ist (noch) ein Bastelobjekt alles Lochraster, verbessere ständig etwas 
nach.

Autor: SNT-Opfer (Gast)
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