Hallo! Ich würde gerne eine Endstufe bauen, über der ich zwei Lautsprecher mit einem Mikrocontroller ansteuern möchte. (Rechteck-Signal mit verschiedenen Frequenzen für die Tonhöhe und Pulsbreiten für die Lautstärke) Prinzipiell weiß ich, was eine Push-Pull Endstufe ist (in meinem Fall N-Kanal und P-Kanal MOSFET in Serie, zwischen den beiden ist der Ausgang). Mein Problem liegt eher im Detail. Soweit ich weiß, gibt es ja kurze Momente beim Umschalten, wo beide MOSFETS leiten. Dabei sollen ja auch hohe Ströme fließen. Und wenn das zu oft passiert (bei 1000Hz wird das wsl schon der Fall sein) werden die beiden zu heiß. Wie kann man also so eine Schaltung korrekt aufbauen, sodass dies nicht passiert? Könnte mir jemand das erklären? Oder einen passenden Artikel empfehlen? Wäre sehr dankbar! Gruß
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Guest schrieb: > Prinzipiell weiß ich, was eine Push-Pull Endstufe ist (in meinem Fall > N-Kanal und P-Kanal MOSFET in Serie, zwischen den beiden ist der > Ausgang).> > Soweit ich weiß, gibt es ja kurze Momente beim Umschalten, wo beide > MOSFETS leiten. Kommt auf die konkrete Schaltung an. Arbeiten die Transistoren als Sourcefolger (mit verbundenen Gate-Anschlüssen als Eingang und verbundenen Source-Anschlüssen als Ausgang), gibt es keine Querströme. Aber die maximale Ausgangsspannung ist ohne weitere Maßnahmen (erhöhte Steuerspannung) deutlich geringer als Vcc. Arbeiten die Transistoren in Drainschaltung (mit verbundenen Drain-Anschlüssen als Ausgang, Source an +Vcc bzw. -Vcc) dann muss man das Ansteuertiming so machen, dass nie beide leitend sind, also den gerade leitenden Transistor ausschalten und den anderen etwas verzögert einschalten. Es gibt Treiber-IC, die das intern machen.
Guest schrieb: > Wie kann man also so eine Schaltung korrekt aufbauen, sodass dies nicht > passiert? Man muss halt die dead time passend einstellen, manche MOSFET-Treiber machen das von selbst wie LTC1154. Ansonsten wider Widerständen vor dem Gate 1N4148 +--R1--|>|--+ | Steuersignal --+ +--|I MOSFET +--R2--|<|--+ | kann man jede dead time einzeln beeinflussen.
Oder man nimmt eine Ausgangsstufe mit Emitterfolgern. Weniger Verlust mit weniger Streuung als Sourcefolger, gleiche Eigenschaften bzgl Querströmen.
Oder du nimmst einen µC, dessen PWM Modul einen getrennten Ausgang für High- und Lowside FET mit Totzeit hat.
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Hallo! Könnte man diese Schaltung: https://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor#/media/File:CMOS_inverter_(enhancement)_with_currents_DE.svg Direkt an einem Mikroconroller betreiben, falls UDD 5V ist? Welchen Widerstand würde man noch zwischen UEingang und dem uC-PIN hängen? Und welchen zwischen UEingang und Uss? Danke im Voraus!
Guest schrieb: > Könnte man diese Schaltung: > https://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor#/media/File:CMOS_inverter_(enhancement)_with_currents_DE.svg > > Direkt an einem Mikroconroller betreiben, falls UDD 5V ist? Wenn du logic Level FETs hast und der µC mit 5V versorgt wird: Ja. Das Problem mit den Querströmen wird sie aber nicht lösen. > Welchen Widerstand würde man noch zwischen UEingang und dem uC-PIN > hängen? Abhängig von den FETs null bis weniges Dutzend Ohm. > Und welchen zwischen UEingang und Uss? Dass die FETs sicher sperren wenn der µC im Reset ist? Dann reichen auch 100k.
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Bei 5 V Versorgung hat man oft noch keine Probleme mit Querstörmen, denn die Schellspannungen von P und N Kanal FET sind in der Summe oft bei etwa 5 V. Der kritische Bereich wo beide FETs leiten ist also gering, sofern es ihn überhaupt gibt. Einfacher nimmt man ein Gate Treiber IC wie ICL7667 oder für weniger Leistung auch einen OP oder Inverter.
Hallo! Den ICL7667 hätte ich sogar, aber soweit ich weiß, ist der nicht zum Treiben von Push-Pull-Schaltungen gedacht, sondern nur für zwei enzelne MOSFETs. Übersehe ich da was? Danke!
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PushPull.png
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Um welche Versorgungsspannung geht es überhaupt? Muss noch ein Pegelwandler davor? Wie schnell, also welche Frequenz? Eine kleine Auswahl ist unter: https://www.mikrocontroller.net/articles/Pegelwandler#5_V_.E2.87.92_9..15.28..30.29_V Durch R1 im Bild soll ein Shoot-Through verhindert werden. Den Wert muss man je nach Mosfet und Versorgungsspannung ermitteln. Vorzugsweise sollte ein Schmitt-Trigger davor, wie im "Functional Diagram" des ICL7667.
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Hallo! Ich möchte mit der Schaltung zwei Fernseh-Lautsprecher betreiben, die ich demnächst aus einem alten TV ausbauen werde. Es sollen Töne bis 1000Hz rauskommen. Die Spannungsform ist Rechteck (PWM). Die Spannungshöhe kenne ich noch nicht, da ich, wie gesagt die Lautsprecher noch nicht kenne... Danke im Voraus! Gruß!
Guest schrieb: > Es sollen Töne bis 1000Hz rauskommen. > > Die Spannungsform ist Rechteck (PWM). Wenn ein Mensch es sich anhören soll ... filtern, oder direkt eine Sinus-DDS nehmen.
Torsten C. schrieb: > PushPull.png So geht das natürlich nicht. Die MOSFETs brauchen viel zu hohe UGS, und die schwankt auch noch, also muss man stabilisierend Source-Widerstände einbauen, und die müssen recht hochohmig sein. Der Weg von dieser Wikipedia-Prinzipskizze bis zur funktionierenden Schaltung ist noch weit.
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SI2302DS.png
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Michael B. schrieb: > Der Weg von dieser Wikipedia-Prinzipskizze bis zur funktionierenden > Schaltung ist noch weit. Ja, auch der Typ "SI2302DS", der sich hier versehentlich eingeschlichen hat, passt nicht, mit seiner U_GS(th)min = 0.65V. Übliche Basis-Emitter-Spannungen an den BJTs sind schon größer als 0.65V und der Eingang wird in der Regel auch nicht komplett von "Rail zu Rail" geschaltet. Es ist eine Prinzipskizze, wie Du sagst. Michael B. schrieb: > Die MOSFETs brauchen viel zu hohe UGS Wie meinst Du das? Ich dachte eher umgekehrrt (s.o.). Aber um bei diesem 'untauglichen' Beispiel zu bleiben: Wie klein müsste V_GS denn Deiner Meinung nach sein? V_GS=2.5 V finde ich nicht gerade "viel zu hoch". Und was meinst Du mit stabilisierenden Source-Widerständen? Soll die Last etwa durch einen Widerstand fließen?
Torsten C. schrieb: > Wie klein müsste V_GS denn Deiner Meinung nach sein? Die 2.5V sind nicht unrealistisch, bei Bipolartransistor wären es 0.7V. Wie gross sind die Schwankungen ? Beim Bipolartransistor so 0.2V, bei MOSFET eher 1V. Also muss am Source-Widerstand so viel Spannung abfallen, daß der Ruhestrom nicht zu sehr schwankt. Beim Bipolartransistor sind so 0.22 Ohm als Emitterwiderstand üblich. Beim MOSFET wären das eher 2 Ohm. Entsprechend viel Spannung und Verlustleistung entsteht.
Hallo! Nun habe ich die Lautsprecher ausgebaut. Leider war nur ein Lautsprecher im TV, ich musste noch einen anderen TV aufmachen, um von dort noch einen Lautsprecher herauszunehmen. Beide haben 15 Ohm. Auf einem steht noch 10W, auf dem anderen steht nur die Impedanz. Ich gehe mal davon aus, dass beide Lautsprecher 10W haben.... Dann bräuchte ich ja laut P=U²/R => U=12,25V, also ca 12V. Das wäre dann der RMS-Wert. Bei einem Rechteck ist der Crest-Faktor 1, also ist Upeak=12V. Also ist Upp=24V. Das ist die Spannung zwischen GND und U+, was dann die Push-Pull-Stufe bekommt. Durch das Wegfiltern des Gleichanteils durch den ELKO, der in Serie zu den Lautsprechern kommt, wird dann Upeak=12V. Den ELKO dimensioniere ich wie folgt: Tau=R*C => Tau/R=C Tau=halbe Periodendauer der niedrigsten Frequenz, die ausgegeben werden soll, die wäre bei mir 200Hz. Also T=1/f=1/200Hz=5ms => T/2=2,5ms 2,5ms/7,5Ohm=333µF. Zur Sicherheit also 470µF. Am besten Low-ESR. Übersehe ich etwas? (Bitte ausbessern, falls ich etwas falsch beschrieben habe...) Und jetzt bräuchte ich also noch die Push-Pull Endstufe für 24V und wenn ich mich nicht täusche I=U/R=24V/7,5Ohm=3,2A. Ich dachte auch schon an eine Motor-Halbbrücke. Wie gesagt, ich brauche es nur für ein Rechtecksignal. Es muss nicht schön klingen, es wird nur zur Signalisierung bestimmter Ereignisse im Haus dienen. (Ich habe die Töne schon mit Audacity "konstruiert", es klingt für mich in Ordnung) Vielen Dank im Voraus!! Gruß
Michael B. schrieb: > Wie gross sind die Schwankungen Welche Schwankungen? Der U_GS-Bereich ist in SI2302DS.png eingekringelt. Der SI2301DS ist noch schlimmer: -0,45V .. -2,5V. Wie gesagt: Bei 0,65V oder 0,45V bekommt man die Mosfets per BJT so nicht sicher 'ausgeschaltet'. U_GX(th)min müsste größer sein. Michael B. schrieb: > 0.22 Ohm als Emitterwiderstand OK, klingt plausibel. Michael B. schrieb: > … daß der Ruhestrom … Welcher Ruhestrom? Eine CMOS-Endstufe mit einem nennenswertem Ruhestrom macht m.E. keinen Sinn. Aber eigentlich sind SI2302DS/SI2301DS nicht entscheidend, ich hatte nur vergessen den 'value' in eagle auszublenden. Es fragt sich eher, welche MOSFETS geeignet wären. Hier werden IRFP9240 und IRFP250 für 60V genutzt: http://www.talkingelectronics.com/projects/MOSFET/MOSFET.html schreibt: > Here is an audio amplifier using PUSH PULL mode to drive a speaker Der würde vielleicht auch eher zum lautsprecher vom TO passen. Das ist kein Wikipedia-Prinzip-Bild, sind dafür aber auch mächtig viele Bauteile. Hier nochmal das Bild direkt: http://www.talkingelectronics.com/projects/MOSFET/images/60vMOSFETamp.gif Guest schrieb: > Also ist Upp=24V OK, etwas weniger als 60V. Vielleicht hilft die Schaltung trotzdem.
Torsten C. schrieb: >> … daß der Ruhestrom … > Welcher Ruhestrom? Alle Analogendstufen müssen einen Ruhestrom haben, sonst sind die Übernahmeverzerrungen gewaltig, auch bei Rechteckansteuerung. Torsten C. schrieb: > http://www.talkingelectronics.com/projects/MOSFET/MOSFET.html schreibt: >> Here is an audio amplifier using PUSH PULL mode to drive a speaker > Der würde vielleicht auch eher zum lautsprecher vom TO passen. Eine gute Darstellung der Probleme.
Ist meine Berechnung bzgl. Spannung/Kondensator richtig, die ich 20.07.2015 14:07 gepostet habe? Ginge das ganze mit einer Halbbrücke?
Guest schrieb: > Ginge das ganze mit einer Halbbrücke? Am besten ginge es mit einem ganz normalen NF-Endstufen-IC.
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@Harald: Zustimmung! Aber ja, es ginge auch mit so einer einer Halbbrücke. Guest schrieb: > Zur Sicherheit also 470µF. @Guest: Jetzt kannst Du Dir noch überlegen, wie sich der Kondensator auflädt, wenn gerade kein Ton raus kommt, und was das für die Lautsprecherspule bedeutet. Willst Du die Lautstärke irgendwie verstellen? Falls ja, wie?
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Hallo! Danke für die Antworten! @Torsten: Wie meinst du das mit dem Aufladen des Kondensators? Laut meinem Verständnis entladet sich der Kondensator, wenn kein Ton rauskommt, weil dann auf beiden Seiten 0V anliegt... Das macht er dann genau ein Mal nach dem letzten Ton. Du meinst, das ist schlecht für die Spule? Die Lautstärke würde ich gerne über die Pulsbreite verstellen. @Harald (und alle anderen) Kannst du mir bitte so einen NF-IC für zwei 15Ohm/10W-Lautsprecher empfehlen? Bitte einen von Conrad oder Amazon, da ich dort die anderen Teile auch bestelle... Danke im Voraus! Gruß
Guest schrieb: > Kannst du mir bitte so einen NF-IC für zwei 15Ohm/10W-Lautsprecher > empfehlen? Mit dem TDA2030 hab ich ganz gute Erfahrungen gemacht.
Max H. schrieb: > Mit dem TDA2030 hab ich ganz gute Erfahrungen gemacht. Bei dem muss man aber beachten, das der eine Mindestverstärkung von ca. 30dB braucht, damit er nicht schwingt.
Harald W. schrieb: > Bei dem muss man aber beachten, das der eine Mindestverstärkung > von ca. 30dB braucht, damit er nicht schwingt. Das ist dann nichts für mich, würde ich sagen, nicht? Es wär ja blöd das 5V Signal auf irgendwelche Millivolts runterzuteilen um dann wieder 12V daraus zu machen.... Kennt vl jemand eine gute Halbbrücke? (mit uC direkt ansteuerbar, unsymmetrische Versorgung, 24V) Und bitte noch meine Berechnung bzgl. Kondensator und Spannungshöhe beurteilen... Danke im Voraus! Gruß
Harald W. schrieb: > eine Mindestverstärkung von ca. 30dB Bei mir steht im Datenblatt: > 1. Closed loop gain must be higher than 24 dB Falls der Frequenzgang nicht so entscheidend ist: Kann man nicht einfach ein paar Picofahrrad von Pin 4 nach Pin 2 legen, damit der nicht schwingt? Guest schrieb: > Das macht er dann genau ein Mal nach dem letzten Ton. Ach so? Ich kenne jetzt Deine gesuchte "gute Halbbrücke" nicht. Ich hätte vermutet, auch in den Pausen zwischen den Tönen. Um so besser.
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Nö, aber du kannst lead-lag compensation machen, damit der 2030 einen entsprechend hohen Noise Gain sieht. Siehe Analog Inc. AN-257.
Torsten C. schrieb: > @Guest: > > Jetzt kannst Du Dir noch überlegen, wie sich der Kondensator auflädt, > wenn gerade kein Ton raus kommt, und was das für die Lautsprecherspule > bedeutet. Torsten C. schrieb: > Guest schrieb: >> Das macht er dann genau ein Mal nach dem letzten Ton. > > Ach so? Ich kenne jetzt Deine gesuchte "gute Halbbrücke" nicht. Ich > hätte vermutet, auch in den Pausen zwischen den Tönen. Um so besser. Damit da kein Missverständnis aufkommt: Du fragtest, was der Kondensator macht wenn kein Ton mehr rauskommt. Und da schrieb ich, dass er sich da entladet. Natürlich ladet sich der Kondensator dazwischen auf und ab. Bei der positiver Halbwelle des Rechtecks fließt der Strom von Plus nach Masse über dem Lautsprecher und dem Kondensator. Ohne Kondensator würde der Strom bei der "negativen" Halbwelle, also wenn die Spannung 0V ist, gar nicht fließen. So fließt aber der Strom aus dem Kondensator zurück, also in umgekehrter Richtung durch den Lautsprecher, so wie es sein soll.
Ich vermute anhand Deiner Beschreibungen, dass sich bei "Ton an" der Kondensator langsam auf einen DC-Anteil von 12V auflädt und dass er sich bei "Ton aus" jeweils wieder entlädt. In den Übergängen hättest Du immer DC-Anteile auf der Lautsprecher-Spule. Es war ja nur ein Hinweis, darüber nachzudenken, bevor Du die Schaltung aufbaust.
Hallo! Danke für den Hinweis, habe mir jetzt intensiv Gedanken gemacht und mit LtSpice simuliert und die Gleichanteile gesehen... Die Frage ist nun, ob das ein Problem für den Lautsprecher ist... Weißt du / Wisst ihr das? Habe mir mit LtSpice auch den RMS-Wert der Leistung angesehen. Der ist in den ersten paar ms natürlich recht hoch, pendelt sich dann aber ein. Je nach Kondensatorgröße halt... Wenn man die ersten 40ms anschaut ist die RMS-Leistung z.B. 10,48W. Das dürfte für den Lautsprecher verträglich sein, nicht? Wenn man jedoch die Pulsbreite ungleich 50% macht, ist der Gleichanteil permanent da.... Das ist natürlich nicht gut... Ich glaube ich werde die Lautstärke über den Regler am Netzteil einmal einstellen und die PWM auf permanent 50% lassen...
Ich möchte mal anregen, dass man wie Harald schon sagte, mit Audioverstärkern deutlich problemloser zum Ziel kommt. Und die Leistung von 10 W wäre auch nochmal zu überlegen: 10 W Reckteckgepiepse sind unglaublich laut und unerträglich. Falls du kein Fussballstadion akustisch ausmessen möchtest, reicht 1 W leicht, um viel Krach zu machen.
Hallo! Danke für den Hinweis! Es sollte u.a. eine Hausglocke sein. (Außerdem noch verschiedene Ereignisse im Haus signalisieren) Reichen trotzdem 1W? Ich wollte auch einen ultralauten Modus einbauen, für den Fall, dass die Glocke überhört wird... (ausgelöst durch eine spezielle Tastenkombination, die nur Personen aus dem Haushalt bekannt ist) Wie viel W bräuchte das? (Um zB eine laute Stereoanlage aus dem Nachbarzimmer deutlich zu übertönen?) Und an welche Schaltung dachtest du? Kennst du einen guten Audio-Verstärker-Baustein? Danke im Voraus!
Guest schrieb: > Es sollte u.a. eine Hausglocke sein. (Außerdem noch verschiedene > Ereignisse im Haus signalisieren) Bitte kein Rechteck. BITTE NICHT. Allen Menschen im Haus zu liebe. Danke.
PS: Bitte unsymmetrische Versorgung... Habe keine negative Spannung an Board...
Was hast du gegen ein Rechteck? Am Computer hört es sich ok an...
Marian B. schrieb: > Allen Menschen im Haus zu liebe. Auch etwas "Abwechslung" kann nicht schaden. Irgendwann nervt der Ton, egal wie erträglich er in den ersten Tagen und Wochen auch sein mag: Beitrag "Re: Musik beim öffnen einer Tür abspielen" Guest schrieb: > Bitte unsymmetrische Versorgung Vielleicht mit einer Brücken-Endstufe? Dann muss die Masse keinen großen Strom liefern und es reicht eine 'virtuelle Masse'. Nur so ein Gedanke, vielleicht geht es auch irgendwie noch 'schlauer'. Was spricht gegen zwei TDA2030? 666ct für zwei Stück bei Reichelt 130ct für zehn Stück bei AliExpress Beide Preise incl. Versand.
Torsten C. schrieb: > Nur so ein Gedanke, vielleicht geht es auch irgendwie noch 'schlauer'. Koppelkondensator, so wie der TDA2030 für die Anwendung im Autoradio gedacht wurde. Vor einigen Jahren gab es noch so "kleine" (DIP-28?) CMOS-Chips mit eingebautem ADC, SRAM und DAC, die ein paar Sekunden Musik aufnehmen konnten und auf ein Triggersignal hin abgespielt haben. Ist heute wahrscheinlich schwerer beschaffbar als ein billiger MP3-Player, der auch wesentlich längere Tonanordnungen in besserer Qualität wiedergeben kann.
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Marian B. schrieb: > Koppelkondensator OK, ich dachte, der sei größer und teurer als ein zweiter TDA2030. Und die Versorgungsspannung könnte kleiner sein, falls das gewünscht ist.
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Guest schrieb: > Wie viel W bräuchte das? (Um zB eine laute Stereoanlage aus dem > Nachbarzimmer deutlich zu übertönen?) Das liegt allein am Aufbau deines Schallwandlers und hat recht wenig mit der hier ständig bemühten elektrischen Leistung zu tun. Dafür gibt es spezielle Signalgeber, die in ihrer Einsatzfrequenz in Resonanz schwingen. Dann reichen ein paar mW damit dir die Ohren abfallen. Thomas
Thomas schrieb: > Dafür gibt es spezielle Signalgeber, die in ihrer Einsatzfrequenz in > Resonanz schwingen. Dann reichen ein paar mW damit dir die Ohren > abfallen. Ja, sowas z.B. : http://www.rautschka-onstage.com/tl_files/flash/Verstaerker/100V%20Hoerner%208233181XSmall.jpg Das würde doch im Wohnzimmer recht dekorativ aussehen. :-)
Hallo! Danke für die Antworten! Wie gesagt, es sind Lautsprecher aus alten Fernsehern....
Hindert dich nicht daran an die Lautsprecher ein Horn zu flanschen...
Naja, vielleicht sollte ich gleich eine Feuerwehrsirene nehmen... Nein, Spaß beiseite, ich möchte die Lautsprecher in eine Box mit Löchern einbauen... Ein Audio-Verstärker klingt verlockend, da ich dann die Lautstärke selbst über ein Poti jederzeit einstellen könnte. Eine einfache Brücke (als fertiger Baustein) lockt natürlich mit einfachem Schaltungsaufbau... (wobei ich damit eher die Sicherheit meine, dass es funktionieren wird, und nicht zum Schwingen anfängt, sodass es mitten in der Nacht sehr laut zum Pfeifen anfängt, oder so...)
Guest schrieb: > Eine einfache Brücke (als fertiger Baustein) lockt natürlich Diese Module habe ich mal viel zu teuer gekauft und nun warten sie in der Bastelkiste auf das nächste Projekt, weil das ursprüngliche Projekt gestorben ist: http://www.aliexpress.com/snapshot/271066949.html Bei Interesse schicke mir 'ne PN. Hubert G. schrieb: > Suche mal nach Class D Verstärker. Zumindest steht "Class D Audio Amplifier Board" drauf. Meintest Du sowas?
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Hallo! Danke für dein Angebot, aber ich würde gerne alles auf einem Board aufbauen... Ich habe mich für ein STA540 entschieden. Der kann unsymmetrisch versorgt werden, hat eine einfache Beschaltung und eine fixe Verstärkung von 20dB. (Faktor 10 also) Werde einen Poti einbauen und mit dem die Lautstärke einstellen, wie es für mich passt. Vielen Dank nochmals für all die vielen hilfreichen Antworten, die mich zu dieser Entscheidung verholfen haben! Evtl. werde ich meine Schaltung hier hochladen und euch um eine kurze Kontrolle bitten. (Oder vl in einem neuen Thread) Gruß!
OK, noch eine Idee zum DC-Anteil, auch am Audio-Verstärker: Den GPIO-Pin bei "Ton aus" auf Input schalten, dann kann z.B. über das Lautstärke-Poti und den Eingangs-Kondensator des Audio-Verstärkers der DC-Sprung bei "Ton an" vermieden werden.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten_with_currents_DE.svg){kind=link}
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