Liebe Besserwisser, moderne NF-Verstärker werden ja meist mit Differenzverstärker als Eingangsstufe gebaut, teilweise mt Stromspiegel, da muß dann kompensiert werden und es gibt Schwingneigung. Angeregt durch einen anderen Beitrag hab ich mir einen symmetrischen Verstärker ausgedacht, der ohne Kompensation und ohne Differenzverstärker auskommt. Nicht lachen, die paar Bauelemente mit Namen waren die im LTSpice grad verfügbaren, bei Mosfets gibts da tausendfach bessere. Ich wollte nur das Funktionsprinzip simulieren. Ist das ein praktikabler Ansatz, und wenn ja warum nicht? Feuer frei..
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Helge schrieb: > Feuer frei.. Der Simulator rechnet mit exakten Bauteilen. Im Realen driftet Dir der Verstärker davon. Das ließe sich aber mit einer zusätzlichen Rückkopplung mit einer Reaktionszeit von über einer Sekunde beheben. Das Prinzip der Rückkopplung ähnelt dem der Edwin-Endstufe.
In einem Aufbau gehören natürlich D1+Q1, D2+Q2 usw. dicht zueinander. Gegenkopplung ist drin über R22 auf 45x. Bei schaltplänen für Edwin finde ich nur Differenzverstärker.
Helge schrieb: > bei Mosfets gibts da > tausendfach bessere. Nicht so ohne weiteres. Die müssen schon für Linearbetrieb geeignet sein. In Deiner Schaltung ist der Ruhestrom der Endstufe nicht einstellbar. Die Strombegrenzung in der Endstufe ist für die Katz. Wenn, dann muß da ein SOA-Schutz rein. Die beiden Dioden MUR460 sind überflüssig wie ein Kropf.
Der schreckliche Sven schrieb: > Ruhestrom der Endstufe ... Strombegrenzung ... SOA-Schutz Real bekäme Q5 halt nen Trimmer spendiert. SOA wär nett. Wie baust das dazu? Clipping is halt einfach zu bauen und bietet wenigstens etwas Schutz.
Helge schrieb: > SOA wär nett. Ist aber im Normalfall nicht nötig. Meistens ist die von den Nachbarn gerufene Polizei schneller da, als die Lautsprecher durchbrennen können.
Helge schrieb: > Bei schaltplänen für Edwin finde ich nur Differenzverstärker. Der originale Edwin-Verstärker besteht aus einem Eingangstransistor auf dessen Emitter vom Ausgang zurückgekoppelt wird. Nur eine Transistorstufe vor der Brückenstufe, Rückkopplung auf die Basis: https://www.dampfradioforum.de/viewtopic.php?f=34&t=7132 Zwei Transistorstufen vor der Brückenstufe, Rückkopplung auf den Emitter, so wie bei der Black-Devil: http://www.hifi-forum.de/bild/schaltung-black-devil_471205.html Rückkopplung nur über R7, dh. den Pfad R8 gibt es dort nicht. Der Pfad R8 ist eine Besonderheit der Black-Devil.
Alles keine symmetrischen Verstärker. Absicht war auch, pnp und npn im pos und neg Zweig zu haben, damit sichs alles ausgleicht bei Bauteilunterschieden. NB Temperaturverhalten: Aus Klasse AB wird Klasse B, wenns heiß wird. Das ist gut so.
Helge schrieb: > Alles keine symmetrischen Verstärker. Es ging dabei darum das Du im Prinzip einen symmetrischen Edwin-Verstarker bereits ab der Vorstufe im Eingangspost hast.
Helge schrieb: > moderne NF-Verstärker werden ja meist mit Differenzverstärker als > Eingangsstufe gebaut Ja, und das aus gutem Grund. Bau mal einen vergleichbaren Verstärker mit komplementären Diffs dazu und schau dir vergleichend die DC-Kennlinien ohne Gegenkopplung an, dann weißt auch du warum. Im Übrigen wirst du dabei feststellen, daß der Aufwand nicht höher als bei deiner Version ist. Helge schrieb: > da muß dann kompensiert werden und es gibt Schwingneigung. > Angeregt durch einen anderen Beitrag hab ich mir einen symmetrischen > Verstärker ausgedacht, der ohne Kompensation Die Grundlagen der Frequenzgangkorrektur hast du also auch nicht verstanden. Auch dein Entwurf braucht eine Frequenzgangkorrektur, anderenfalls schwingt auch der. Und die ist auch drin, man sieht die nur nicht, weil die mit den parasitären Kondensatoren der Transistoren funktioniert. Das kann man problemlos auch mit Verstärkern mit Diff-Eingangsstufen machen. Dein Entwurf ist nur ein schaltungstechnischer Rückschritt, wie die lange Geschichte der Leistungsverstärker immer wieder gezeigt hat, aber so lernt man das wenigstens ganz gründlich.
Helge schrieb: > SOA wär nett. Wie baust das dazu? Die einfachste Variante waere ein Temperatursensor am Kuehlkoerper. Bei Erreichen einer bestimmten Temperatur wird abgeschaltet. Sanfter waere die Abregelung der Lautstaerke am Eingang.
Elliot schrieb: > Das kann man problemlos auch mit Verstärkern mit > Diff-Eingangsstufen machen. > Dein Entwurf ist nur ein schaltungstechnischer Rückschritt, ... Wenn man zu dem Grundprinzip die alten Valvo Datenblaetter ansieht, stimmt das nicht so ganz. Gegenueber den Verstaerkern mit Diff-Eingangsstufe haben diese einen niedrigeren Klirrfaktor im oberen Frequenzbereich bis 40kHz. Der Diff ist nur viel besser im Bereich von 333-1000Hz, wo nach Norm fuer das Datenblatt gemessen wird.
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Dieter schrieb: > im Prinzip einen symmetrischen Edwin-Verstarker OK jetzt fällt der Groschen. Simu mit Modellen realer Kleinsignaltransistoren ausgefüllt und ein wenig angepasst. Temperaturgang Klasse AB-B flacher modelliert mit D6. open loop gain 0-5kHz: 2.500, 10kHz: 1.500, 20kHz: 750. Reicht das aus? Nächster Punkt: Modelle für audiogeeignete Mosfets.
Dieter schrieb: > Gegenueber den Verstaerkern mit Diff-Eingangsstufe haben diese einen > niedrigeren Klirrfaktor im oberen Frequenzbereich bis 40kHz. Der Diff > ist nur viel besser im Bereich von 333-1000Hz, wo nach Norm fuer das > Datenblatt gemessen wird. Du wirfst hier einiges durcheinander. Nämlich die statischen Übertragungsfunktionen und das Frequenzverhalten unterschiedlicher Generationen. Ich sprach nicht umsonst von: Elliot schrieb: > einen vergleichbaren Verstärker mit komplementären Diffs also mit gleichen Bauteilen und gleichen Arbeitspunkten. Nur so ist das vergleichbar. Außerdem ist der Klirrfaktor allein nicht aussagekräftig genug. Das war das große Thema der 70er. Verstärker mit Klirrfaktoren von 0,00x% aber scheußlichem Klang.
Dieter schrieb: > Die einfachste Variante waere ein Temperatursensor am Kuehlkoerper Reicht es, wenn Q5, Q6, Q7 mit am Kühlkörper sitzen? Dann gehts schneller auf Klasse B und kleinere Strombegrenzung. Erratum: Temperaturgang Klasse AB-B flacher modelliert mit D9.
Helge schrieb: > Nächster Punkt: Modelle für audiogeeignete Mosfets. Schon letztere sind rar, die Modelle noch mehr.
Deine beiden Endtransistoren M1 und M2 kannst du niemals voll aussteuern. Wenn die voll ausgesteuert werden solln muss das Gate einige Volt ueber der Versorgungsspannung hinaus angesteuert werden. Bei richtigen MOSFET Endstufen ist die Versorgungsspannung einige Volt hoeher als die Betriebsspannung der Endtransistoren. Das ist bedingt durch die einige Volt betragende UGS Spannung der Mosfets. Bipolartransistoren sind da einfacher anzusteuern, bei den ist die UBE Spannung rund 0.7V. So produziert man nur unnuetze Verlustleistung im Transistor.
Notfalls 45V für die Leistung, 50V für die Vorstufen. Anderswo lese ich IRF9240/IRF240 für Audio, sind aber doch Schalttransistoren? Oder 2SK134 - 2SJ49 (TO-3)? Alternativen, für die es ein brauchbares spice-Modell gibt?
Helmut L. schrieb: > Deine beiden Endtransistoren M1 und M2 kannst du niemals voll > aussteuern. Dagegen gibt es Bootstrapping. Zu solchen Erweiterungen geht es spaeter. Alles auf einmal wuerde zu viel werden. Es gab auch den Entwurf zu Mosfet und Transistor parallel um nahezu ohne Bootstrapping auszukommen. Helge schrieb: > Reicht es, wenn Q5, Q6, Q7 mit am Kühlkörper sitzen? Auf alle Faelle die zwei bis vier am staerksten Belasteten. Elliot schrieb: > Das war das große Thema der 70er. Verstärker mit Klirrfaktoren von > 0,00x% aber scheußlichem Klang. Das waren genau die Diffs mit der Trimmung auf niedrigsten Klirr zwischen 333....1000Hz.
Dieter schrieb: > Auf alle Faelle die zwei bis vier am staerksten Belasteten. Belastung sind ein paar mW. Q5/Q6/Q7 beeinflussen clipping und Betriebsart. Simulation ist dafuer angehaengt, dass man sichs anschauen kann / eigenen sweep drueberfahren kann.
Helge schrieb: > Belastung sind ein paar mW. Die zwei bis vier enthalten auch Deine M1 und M2. War etwas mißverständlich.
Der Aussteuerbereich ist jetzt +/-45V. Simu mit +/-46V für Leistung und +/-51V für Ansteuerung ergibt schon häßliche Effekte bei >10kHz und bei geringer Übersteuerung.
D1 und D2 führen auch zu Verzerrungen. Da müßte man sich auch etwas einfallen lassen. Für die höheren Frequenzen muss man die Zeitverzögerungen jeder Stufe berechnen. Damit kann noch etwas die Eingangsstufe verbessern: https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/bootstrp.html Hier zum Bootstrapping der Endstufentransistoren: https://achwo.de/?Audio_%26amp%3B_Video___JLH_Endstufe Vergessen noch die symmetrische Schaltung zu posten: https://achwo.de/?Audio_%26amp%3B_Video___Hiraga_Endstufe___Schaltung
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Hiraga sieht interessant aus. Die Dioden im Eingang machen überhaupt nix. Der DC-Anteil ist sehr wesentlich größer als der AC-Anteil (mindestens Faktor 20). Jegliche Spielerei mit Ansteuerspannung höher als die der Leistungstransistoren führt sofort zu argen Verzerrungen. Um das zu verringern, müßte der Querstrom der push pull Treiberstufe mindestens 10x des jetzigen Stromes haben. Der Knackpunkt ist Miller charge. Ich denke immer noch, durchgängig komplementät push pull ist eine gute Idee. Wenn ich Zeit habe, schau ich mir am WE mal spice-Modelle für geeignete Endstufen an.
Helge schrieb: > Anderswo lese ich IRF9240/IRF240 für Audio, sind aber doch > Schalttransistoren? Oder 2SK134 - 2SJ49 (TO-3)? Alternativen, für die es > ein brauchbares spice-Modell gibt? https://www.cordellaudio.com/book/spice_models.shtml
Sowas hatte ich gesucht. Haben die Modelle Tempersturabhängigkeit? Vom Cordell hatte ich verschiedene Modelle für verschiedene Temperaturen gefunden für die gleichen Halbleiter.
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Helge schrieb: > Sowas hatte ich gesucht. Kennst Du den Leach-Amp? In dem ASC-File sind die Modelle mit eingebunden. mfg Klaus
Sehr interessant! push-pull mit dual Differenzverstärker und symmetrischen Stromquellen. Werd ich mir genauer anschauen. Nein, kannte ich noch nicht. Scheint einiges an Kompensation drin zu sein, 1. Treiber wirkt zurück auf Vorstufe, Ausgang auf Treiber und Vorstufe. Dann 3stufiger Ausgang. Krass. Hab ja bis jetzt noch die Hoffnung, ohne Kompensation auszukommen und mit viel weniger Bauteilen.
Helge schrieb: > Hab ja bis jetzt noch die Hoffnung, ohne Kompensation auszukommen und > mit viel weniger Bauteilen. den Entwurf teilst du uns dann aber wohl mit :-) Viel Spass trotzdem, Rainer
Rainer V. schrieb: > den Entwurf teilst du uns dann aber wohl mit :-) halbfertig weiter oben Beitrag "Re: MOSFET NF-Verstärker symmetrisch Gedankenexperiment" - realistische Lautsprecherimpedanz und realistische Modelle für Audiomosfets müssen noch rein (mit temp-Abhängigkeit).
Das Verhalten kann noch verbessert werden durch NDFL-Technik (Nested Differential Feedback Loops): www.synaesthesia.ca/front-end.html
Dieter D. schrieb: > Das Verhalten kann noch verbessert werden durch NDFL-Technik er will doch gerade ganz ohne "Verbesserung" ein ordentliches Ergebnis erreichen ...was ich eben gern sehen möchte... Gruß Rainer
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V3: Ein paar Elkos reingeworfen für besseren Eingang,
DC-Offset-Kompensation eingebaut, models 10N20-25 und 10P20-25 von
Cordell, die sind leider ohne Temperaturgang. Habe diese in standard.mos
eingefügt:
.model 10n20-25 VDMOS (Rg=60 Vto={0.17-1.6m*0} Lambda=3m
Rs={0.245*(1+2.6m*0)} Kp={1.30/(1+8.3m*0)} Ksubthres={0.095*(1+2.9m*0)}
Mtriode=0.3 Rd={0.6*(1+3m*0)} Cgdmax=100p Cgdmin=5p a=0.25 Cgs=600p
Cjo=1100p m=0.7 VJ=2.5 IS=4.0E-6 N=2.4 mfg=IH151206)
.model 10p20-25 VDMOS (pchan Rg=60 Vto={-0.535+1.7m*0}
Rs={0.37*(1+3.4m*0)} Kp={0.995/(1+6.7m*0)} Rd=0.2
Ksubthres={0.12*(1+3.1m*0)} Mtriode=0.4 Lambda=5m Cgdmax=215p Cgdmin=10p
a=0.25 Cgs=900p Cjo=1200p m=0.7 VJ=2.5 IS=4.0E-6 N=2.4 mfg=IH151206)
Unsicheres Verhalten der Begrenzung gefunden, beseitigt. Im Bereich 10Hz
.. 25kHz scheints OK.
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Bootstrapping müßte bei R9&13 (den Teil enthält das Bild), sowie R10&14 ansetzen.
Selbst wenn ich den ganzen Vorstufenteil um 10V höher setze, die Gateladung führt zu Verzerrungen. Mosfet-Endstufen scheinen am Gate wenigstens ca. 8V zur Versorgung zu brauchen, oder einen sehr viel stärkeren Treiber. Bootstrapping führt hier zu etwas mehr laut mit viel weniger Klang.
Helge schrieb: > Selbst wenn ich den ganzen Vorstufenteil um 10V höher setze, die > Gateladung führt zu Verzerrungen. Deshalb speisen bei Treiberstufen die Emitter auf die Gates. Die Klipping-Stufe reduziert dann das Signal vor der Treiberstüfe. > Bootstrapping führt hier zu etwas mehr laut mit viel weniger Klang. Dabei geht es in erster Linie nur um die volle Aussteuerung für mehr Leistung.
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