Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verzerrung der Black Devil Endstufe

Harry schrieb:
> Hallo,
>
> bei 2 meiner 6 Black Devil Endstufen ist mir eine Verzerrung im
> Sinussignal am Ausgang aufgefallen, das nur bei vorhandener Last
> auftritt.
>
> Konkret habe ich ein 1kHz Sinussignal im Eingang mit 3-4V Amplitude
> eingespeist und am Ausgang eine merkwürdige Verzerrung in der unteren
> Halbwelle festegstellt, die zunächst exakt im Minimum beginnt und sich
> mit steigender Amplitude auch auf den linken Ast ausweitet.
>
> Hat jemand eine Idee, was die Ursache dafür sein könnte. Ich bin kein
> Elektroniker und bitte im Voraus für laienhafte Fragen um Nachsicht.

Das ist keine Verzerrung, sondern eine hochfrequente Schwingung. Der 
Verstärker läuft also mit Last etwas am Rande der dynamischen 
Stabilität.
Müsste man also irgendeine Kompensationskapazität im Verstärker etwas 
kräftiger auslegen. Hier im Forum gibts aber andere Kapazitäten, die das 
sicherlich noch etwas gezielter eingrenzen können.

Harry schrieb:
> Hat jemand eine Idee, was die Ursache dafür sein könnte

Die Schaltung schwingt.

Aber liegt es nun an einem stärker durchsteuernden Emitterfolger oder 
dem abnehmenden Basisstrom eines schwächer werdenden ?

Ich kenne die Schaltung nicht, wurde aber mal am Ruhestrom drehen. Ggf. 
wurden ungeeignete Transistoren verwendet.

Michael B. schrieb:
> ie Schaltung schwingt.
>
> Aber liegt es nun an einem stärker durchsteuernden Emitterfolger oder
> dem abnehmenden Basisstrom eines schwächer werdenden ?
>
> Ich kenne die Schaltung nicht, wurde aber mal am Ruhestrom drehen. Ggf.
> wurden ungeeignete Transistoren verwendet.


Die Bestückung der Transitoren entspricht den Vorgaben. Bei meiner 
linken Aktivbox mit 3 Endstufen tritt diese Schwingung nicht auf. 
Allerdings sind dort noch größtenteils die Original Philips BDVs 
verbaut. Bei den rechten Endstufen habe ich einige BDVs durch andere 
Fabrikate gleichen Typs ersetzt (wg. Kurzschluss).

Die Kondensatoren sind auch richtig gepolt.

C2, C4 und C8 waren im ursprünglichen Bestückungsplan verpolt 
dargestellt.

Harry schrieb:
> Bei meiner linken Aktivbox mit 3 Endstufen tritt diese Schwingung nicht
> auf.

Dreh halt mal am Ruhestrom, verdoppeln, halbieren.

Michael B. schrieb:
> Aber liegt es nun an einem stärker durchsteuernden Emitterfolger oder
> dem abnehmenden Basisstrom eines schwächer werdenden ?

Kann es sein, dass diese Veränderungen im Darlington-Transistor intern 
passieren? Ich habe nämlich festgestellt, dass sich die Last (Amplitude 
Eingangssignal), bei der das Schwingen beginnt, durch Austausch des 
BDV64 von 3V auf 4V verändert hat.

Kann- aber muß nicht sein. Ich würde mal prüfen, ob der 10R 
Boucherot-Widerstand noch seinen Wert hat oder längst durchgebrannt ist.
Btw habe ich die Darlingtons jener Ära alle in schlechter Erinnerung, 
sie starben wie die Fliegen.

- Ruhestromeinstellung prüfen
- C5 vergrössern auf 47pF
- optional C8 auf >100uF.

Harry schrieb:
> Bei den rechten Endstufen habe ich einige BDVs durch andere
> Fabrikate gleichen Typs ersetzt (wg. Kurzschluss).

... und diese entsprechend gepaart? h21e=?

Hallo Harry.

Betreibst du die Endstufen am Originalnetzteil? Das Konzept des "Black 
Devil" sieht vor, dass die Endstufe keine Schutzschaltungen hat, sondern 
diese ins Netzteil verlagert sind. Das Netzteil arbeitet mit verzögerter 
Strombegrenzung. So kann es zunächst viel Strom liefern und bevor es für 
die Endstufe gefährlich wird greift die Strombegrenzung.

Mit einem beliebigen Netzteil wirst du, wie beschrieben, Probleme mit 
geschädigten/Defekten Endstufen haben.

Bleibt die Endstufen zu reparieren und künftig am vorgesehenen Netzteil 
betreiben.

Tom

Hallo,
Du kannst gegen das Schwingen versuchen:
- C5 von 22 pF auf 33...68 pF zu erhöhen
- parallel zu R7 33 ... 68 pF zu löten
- C3 und C8 würde ich auch vorbeugend gegen neue ersetzen, wobei C8 
ruhig größer sein darf als 10 µF. Was eben heute so reinpasst.
Zum Beispiel der:
https://www.reichelt.de/elko-radial-100-f-63-v-105-low-esr-10-x-12-5-mm-rm-5-rad-fr-100-63-p140118.html?&trstct=pol_0&nbc=1

(C2 und C4 könnte man auch gleich noch mitmachen... werden zwar eher 
nicht defekt sein, aber wenn man die Kiste einmal offen hat...)

- Wenn dann alles läuft, kannst Du auch C7 größer machen, mindestens 
4700 µF. Das bringt dann etwas mehr Bass. Wenn der passt ruhig 10000 µF:
https://www.reichelt.de/elko-axial-10-000-f-63-v-85-c-20--ax-10-000-63-p4480.html?&trstct=pol_0&nbc=1

sonst:
https://www.reichelt.de/elko-axial-4-7-mf-63-v-85-c-20--ax-4-700-63-p4526.html?&trstct=pol_0&nbc=1

- Auf welcher Spannung läuft die Endstufe? Danach richtet sich die 
erforderliche Spannungsfestigkeit von C3, C7, C8. Bei C2 und C4 reicht 
etwas mehr als die halbe Betriebsspannung.

Lothar schrieb:
> - Wenn dann alles läuft, kannst Du auch C7 größer machen, mindestens
> 4700 µF. Das bringt dann etwas mehr Bass. Wenn der passt ruhig 10000 µF:

Aber nur bei Vollaussteuerung, die Gegenkopplung erfolgt ja hinter dem 
Auskoppelelko. Allerdings vertragen größere Elkos auch mehr 
Wechselstrombelastung.

Lothar schrieb:
> wobei C8
> ruhig größer sein darf als 10 µF.

Die 10µF sind kaum wirksamer als ein Placebo. Schau mal ins Datenblatt, 
welchen Wechselstrom die aushalten. Wenigstens 1µF Folie sollten man 
parallel schalten.

@ Peter

Ja, mit den Auskoppelelko hast Du ziemlich doll recht.
Das habe ich glatt übersehen, weil bei den Endstufen, wo ich immer als 
Spund rumgebastelt habe, war der Gegenkopplungswiderstand immer vorm 
Elko angeschlossen.

Zum Teil sollte es mit größerem Auskoppelelko bei niedrigen Pegel aber 
ganz leicht (~10%)  besseren Tiefbass geben, weil hier R7 vorm 
Koppelelko parallel liegt... okay, eher akademisch.

1µF parallel zu C8 sind bei 1 A auch ratzbatz leergesaugt, deshalb habe 
ich dafür mindestens 100 µF und mit Low ESR vorgeschlagen.

1 µF Beispielrechnung:

C = (I x t) : delta U

also

t = C x delta U : I

t = 1 V x 1exp-6F) : 1A = 10exp-6 = 1 µsec

das heißt die Spannung geht bei nur 1 A an C5 um ein 1V runter.

(Okay, da sind ja 10+1µF,also dann das 11 fache = 11µsec)

Bei 100µF braucht es dafür dann 100µs, was auch immer noch nicht 
wirklich lang ist, aber dann puffern hoffentlich die nicht zu weit 
entfernten Netzteilelkos Strom nach.

Zunächst mal besten Dank an Euch alle für Eure liebenswerte Beratung. 
Ich muss jetzt mal sortieren:

1. Am Ruhestrom habe ich "rumgespielt": hat überhaupt keinen Einfluss 
auf das Schwingen

2. 10R habe ich im eingebauten Zustand gemessen: 10,2 Ohm identisch bei 
allen drei Endstufen dieser Box.

3. @LU: gepaart habe ich die ersetzten BDVs nicht. Habe gehofft, dass 
BDV64B = BDV64B ist :-))

4. @Tom: ja, ich betreibe die 3 Endstufen an der 
Original-Netzteilschaltung, allerdings mit Ladeelkos 4x15mF (Motto war 
wohl: viel hilft viel). Habe übrigens alle Kurzschlüsse selbst durch 
Unachtsamkeit verursacht. Bei normalem Betrieb sind die Endstufen nie 
abgeraucht. Hat vielleich was mit meinen Wirkungsgradstarken LS-Chassis 
zu tun.

5. @Lothar: die Auskoppelelkos sind bei den 3 Endstufen an die LS 
angepaßt. In der TT-Endstufe sind 4mF verbaut. Bei MT: 1000muF, bei HT: 
220muF. Was hinzukommt und ich nicht verstehe: in der Verbindung 
zwischen Minuspol C7 und R9 ist bei TT und MT ein 2200MuF 25V parallel 
zu C7 geschaltet, beim HT ist es ein 1000muF 25V. Der C8 ist übrigens 
bereits auf 47muF erhöht.

Es will mir einfach nicht in den Kopf, dass 4 Endstufen mit den original 
dimensionierten Bauteilen ohne Schwingungen funktionieren. Ich werde 
wohl nicht drum rum kommen, eine schwingende Endstufe komplett neu zu 
bestücken.

Ändere erst mal C5!

Hallo Harry,
deine Beschreibung in Punkt 5 verstehe ich nicht, wie da Elkos parallel 
liegen.

https://www.oocities.org/quhno/black-devil/plan3.gif

Male das mal ein und stelle das hier ein.

Und Endstufen für Boxen mit Aktivweichen sind das... ist mir bisher 
untergegangen die Information. Ja, dann.... ist das mit den 
Auskoppelelkos auch okay so.

Aber ich bin seit fast fünfzig Jahren auch im Hifi und später auch im 
Highend Sektor unterwegs und eine meiner ersten Endstufen war auch noch 
mit Auskoppelelko 4700µF... naja, sage ich heute. Echten 
grottenschwarzen unverfälschten Tiefbass hat die nie gebracht. Und der 
Dämpfungsfaktor ist auch nicht allzu hoch zu bekommen, also wird der 
Bass auch nie so richtig knallhart, trocken, kontrolliert.

Es hatte seinen guten Gründe, dass man von diesen Schaltungskonzept weg 
ging und zu Endstufen ohne Auskoppelelko mit symmetrischen 
Betriebsspannungen überging.

Aber hier soll ja gelernt und repariert werden und wir kriegen die 
Endstufenomi bestimmt schon wieder hin.

Das erhöhen von C5 von 27pF auf 47pF hat auch bei anderen 
Devil-Endstufen gut funktioniert!

Lothar schrieb:
> Hallo Harry,
> deine Beschreibung in Punkt 5 verstehe ich nicht, wie da Elkos parallel
> liegen.
>
> Male das mal ein und stelle das hier ein.
>

Das mit dem Tiefbass glaube ich gerne. Ich hatte das Projekt vor 30 
Jahren mit 2 Freunden realisiert. Meine Eigenbauanlage spielte im 
Vergleich zur damals kurz vorher angeschafften Hifi-Anlage (Yamaha 
Vollverstärker und MB Quart Boxen) derat spritzig und "musikalisch", 
dass ich die kommerzielle Anlage gleich wieder verkauft habe. Und damals 
habe ich auch erfahren dürfen, dass bei gutem Mitteltonbereich Abstriche 
im Tiefbass durchaus zu verkraften sind, zumindest bei meiner Musik. Und 
jetzt will ich das Nostalgieprojekt halt am Leben halten.

Der Zusatz-Elko war übrigens auch von Anfang an von meinen "Kollegen" so 
vorgesehen.

@Klaus. Ich werde den C5 in jedem Fall erhöhen. Muss ich aber erst 
beschaffen und melde mich dann mit dem Ergebnis.