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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audio Verstärker Schaltung verzerrt bei zu hoher Vcc


Autor: Paul H. (powl)
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Hi.

Beim durchlesen meines Elektronikbuchs (Franzis - Grundwissen 
Elektronik, bin nicht so sehr begeistert) bin ich auf eine zwar einfache 
aber für mich analogtechniknewbie recht interessante Schaltung gestoßen. 
Eine Verstärkerschaltung mit einem OpAmp und einer Gegentaktendstufe.

Ich habe das ganze gleich mal aufgebaut. Anstelle des Spannungsteiler 
mit Koppelkondensator gegen GND habe ich den invertierenden Eingang des 
OpAmps direkt mit dem Ausgang der Schaltung verbunden um erstmal mit 
einer 1-fachen Verstärkung zu arbeiten.

Dann habe ich mal eine 8 Ohm Lautsprecherbox angeschlossen. Mit meinem 
Labornetzteil stellte ich eine Spannung von 7V ein und war erstaunt mit 
wie wenig Strom man schon Zimmerlautstärke erreichen kann. Nunja, dann 
habe ich mal eine höhere Verstärkung testen wollen wozu ich natürlich 
auch mehr Spannung benötigen würde. Also hab ich den Regler an meinem 
Labornetzteilchen mal höher gedreht bis Vcc = 15V war. Jedoch so ab 
8..9V entstanden Verzerrungen.

1. Wozu ist dieser 470Ohm Widerstand zwischen der Endstufe gut? Damit 
noch etwas Strom direkt vom OpAmp kommt?

2. Kann sich bzw. mir einer die Verzerrungen erklären?

Ich hatte auch im Gedanken an meinen Bass-shaker die Idee, dass man 
einfach eine potentere Stromversorgung und bessere Transistoren 
einsetzen könnte um die Leistung zu erhöhen. Klanglich soll dieser 
Verstärker nicht gut sein (laut Buch). Aber das macht ja da dann nix. 
Wobei vielleicht gibt es eine bessere IC-Lösung (Class D Amplifier z.B.)

lg PoWl

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

mal eine einfache Rechnung gemacht?
Bei Vcc 15V und durchgesteuertem BC337 als Beispiel?
Das wäre der Spitzenstrom, der in der positiven Halbwelle durch den 
Lautsprecher fließen müßte, damit nichts verzerrt: 15V/8 Ohm = 1,875A.
Meinst Du wirklich, die kommen durch einen BC337 durch und der überlebt 
das allzu lange?

Deine Verstärkungseinstellung hat darauf keinen Einfluß, bei Verstärkung 
1 müßtest Du dann eben mit Uss 15V /2 = 7,5V * 0,707 = 5Veff vorn 
reingehen, an den Verhältnissen der Endstufe ändert das aber nichts.

Der 470 Ohm soll die Übernahmeverzerrungen reduzieren, die Transistoren 
beginnen ja erst bei Ube ca. 0,7V zu leiten, um den Nullpunkt herum muß 
also der Bereich der Ausgangsspannung des OPV den Bereich -0,7V...+0,7V 
(auf Ub/2 bezogen) sehr schnell durchlaufen. Geht nur in Grenzen 
(Spannungsanstiegs-Geschwindigkeit, steht im Datenblatt).

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Paul H. (powl)
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Naja, das ist es ja. die Transistoren sind da noch garnicht richtig 
durchgesteuert. Die Schaltung hat einen Verstärkungfaktor von 1 und ich 
schicke da ein ganz normales Audiosignal rein das aus Cinch rauskommt. 
Das pendelt so im Bereich +-1V, also ist die Ausgangsspannung der 
Schaltung auch entsprechend niedrig. Die Schaltung kann nur mehr Strom 
treiben. Sehe ich das richtig so? Somit wird der Transistor nur mit 1,7V 
oder so durchgesteuert (zwischen BE fallen ja die 0,7V ab).. Wenn ich 
die Versorgungsspannung erhöhe muss doch nur am Transistor zwischen E 
und C mehr Spannung abfallen.

Aber viel Strom fließt da nicht, es wird ja dadurch auch nicht lauter.

Klärt mich auf wenn ich grob falsch liege.
lg PoWl

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

hatte ich etwas mißverstanden mit der Verstärkung.
Müßte man jetzt schauen, wer die Verzerrungen verursacht und welcher Art 
sie sind.

Weder der 741 noch die Transistoren sind da so richtig geeignet, es ist 
eben mehr eine Prinzipschaltung...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Jupp (Gast)
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Zumal der 741 nicht für unsymmetrische Versorgungsspannung spezifiziert 
ist.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

davon weiß der 741 aber nichts, wenn der + Eingang auf Ub/2 liegt...
Der 741 ist aber in der Ausgangstufe eigentlich viel zu hochohmig, das 
Datenblatt gibt für Lastwiderstände unter 2k nichts sinnvolles mehr her, 
hier sind es aber nur 470 Ohm und weniger...

SlewRate und Verstärkungs-Bandbreitenprodukt sind für sowas auch unter 
aller Sau, sollte aber in seinem Fall keine so entscheidende Rolle 
spielen, V=1 und Ausgangsspannung -1,xV...+1,xV gegenüber Ub/2.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Paul H. (powl)
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Ich wollte mich bei diesem Kapitel im Moment nicht sooo lange aufhalten, 
jedoch wollte ich gerne wissen welchen Ursprung diese Verzerrungen 
haben^^

Zum Testen habe ich halt mal meinen 741 genommen, ich dachte mir, zu 
irgendwas muss der doch noch taugen ;-)

Ich kann nachher zum einen mal mit meinem Oszilloskop nachsehen wie 
diese Verzerrungen aussehen und zum andern einen anderen OpAmp wie LM358 
oder TL071 ausprobieren. Den Widerstand in der Gegentaktendstufe kann 
ich ja auch mal vergrößern. Jedoch bei einer Eingansspannung von ca. 7V 
funktioniert das ganze recht gut. Nur wenn ich sie höher einstelle 
treten diese Verzerrungen auf. Ich kann mir das nicht erklären. Die 
Transistoren haben dann doch nur einen größeren Spannungsabfall und 
somit größere Verlustleistung, oder?

Heut abend wird das ganze nochmal getestet. Aber danke soweit! :-)
lg PoWl

Autor: Ekschperde (Gast)
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Nimm mal die 470 Ohm raus.
Der 741 schwingt.

Autor: Paul H. (powl)
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soweit ich mich erinnern kann erschien das auf dem oszi tatsächlich als 
relativ hochfrequente schwingung aber ich habe auch keinen tastkopf 
sondern nur einfach laborkabel genommen deswegen wollte ich da mal noch 
nicht zuviel sagen.

heut abend wird gebastelt

lg PoWl

Autor: Andreas Cutrone (Gast)
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Hallo !
Um mehr Leistung aus der Schaltung zu bekommen ist es sinnvoll eine + 
und - Spannung zu verwenden ( z.B.+ - 15v   R1 und R2 fallen weg ). 
Zwischen invertierten Eingang des Opamp und Ausgang wird ein Wiederstand 
gelegt ( etwa 15 bis 22k). Dazu muß auch noch ein Wiederstand von 1k und 
ein darauf folgender Kondensator von etwa 50-100uF vom invertierten 
Eingang zu Masse gelegt werden. Durch diese Maßnahme erhöht sich die 
Leistung erheblich (Ausgangsleistung der Endstufe je nach Wiederstand ca 
12W ).
Um Verzerrungen möglichst zu vermeiden und den Ruhestrom sinnvoll 
einstellen zu können fällt der Wiederstand R3 weg. Der Ausgang des Opamp 
geht über einen Wiederstand von 100ohm in die Basis von Transistor T1. 
Eine Regelung mit einer Led und einem Poti von ca.1K wird von der Basis 
T1 an die Basis T2 gelegt ( Ruhestromeinstellung ). Zu guter Letzt 
sollten die Transistoren auch möglichst leitend sein. Dazu wird jeweils 
ein Wiederstand ( bei + - 15V etwa 2,5K,  Spannungsabfall 0,6V ) von der 
Basis zum Kolektor gelegt. Um alles zu stabilisieren werden jeweils am 
Emitterausgang ein Wiederstand von 1ohm angeschlossen. 
Ruhestromeinstellung bei ca. 2,5mV über die Emitterwiederstände 
gemessen. Natürlich kann man auch Richtung KlassA gehen und bis 500mV 
hochdrehen, dann sollte man aber andere Transistoren verwenden ( zB. 
TIP3055 und TIP2955 die sind billig und für diesen Zweck gut, eigendlich 
kann man an diese Endstufe problemlos alles anschließen, sogar MOS 
Teile.
Viel Spaß!!!!!!!!!
Grüße aus der schönen Wedemark

Autor: holger (Gast)
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@Andreas

>Wiederstand

Setzen, sechs.

Autor: Jens G. (jensig)
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@
>Zwischen invertierten Eingang des Opamp und Ausgang wird ein Wiederstand
>gelegt ( etwa 15 bis 22k). Dazu muß auch noch ein Wiederstand von 1k und
>ein darauf folgender Kondensator von etwa 50-100uF vom invertierten
>Eingang zu Masse gelegt werden. Durch diese Maßnahme erhöht sich die
>Leistung erheblich (Ausgangsleistung der Endstufe je nach Wiederstand ca
>12W ).

Falsch: es erhöht sich die Spannungsverstärkung, nicht die Leitsung (ob 
daraus Leistung wird, entscheiden dann andere Faktoren, wie eben die 
Ausgangstransistoren, die dann auch für die entsprechende 
Stromverstärkung sorgen).

>Um Verzerrungen möglichst zu vermeiden und den Ruhestrom sinnvoll
>einstellen zu können fällt der Wiederstand R3 weg. Der Ausgang des Opamp
Falsch - wir haben hier gar keinen Ruhestrom durch die T's. Und der R3 
ist ja ausgerechnet dazu da, die Übernahmeverzerrungen  bei geringer 
Aussteuerung zur verringern.
Auserdem haste noch einiges vergessen: wenn schon Ruhestrom, dann auch 
die Temperatur-Kompensation nicht vergessen, sonst glühen Dir die T's 
weg.

Ansonsten zu dieser Schaltung:
- der 741 muß G=1 fest sein, sonst schwingt der wie man hier sieht - ich 
weis nicht, ob er es ist
- den BC-Typen gehen selbst bei geringer Aussteuerung die Puste aus - 
bei +-1V an 8Ohm sind's schon reichlich 100mA Spitzen-Strom, 
multipliziert mit der Spannung sinds dann wohl um die 1W - dürfte selbst 
als Spitzenleistung zuviel sein für die angegebenen T's.


Und zu allerletzt - der Thread ist schon über ein Jahr alt ...

Autor: Andreas Cutrone (Gast)
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Hallie-hallo.
Hast du mal meinen Vorschlag in einen Schaltplan umgewandelt ?
Dann wüßtest Du, das dieser Verstärker tatsächlich funktioniert und zwar 
mit geringsten Verzerrungen und einer Ausgandsleistung von max 12W.
Sollte es Dir Probleme bereiten, kann ich gerne einen Schaltplan mailen.
Ansonsten ist der 714 nicht für Audioanwendungen geiegnet ( das ist ein 
Dinosaurier ).
Schöne Grüße
Andy

Warum erzählst Du mir was von dem Alter des Beitrages ?
Du hast doch daruf geantwortet.
Scheint doch noch interessant zu sein ???

Autor: Flow (Gast)
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> Ansonsten ist der 714 nicht für Audioanwendungen geiegnet

714 ? wo?

Nimm nen TAA131 und fertig.

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