Fehlersuche bei Class D Verstärker

Hallo,

Ich bin gerade auf der Suche nach einem Fehler in einem PC-Soundsystem. Fehlerbild: Subwoofer funktioniert gar nicht (beim Abschalten der Stromversorgung gibt der Woofer ein leises "Ploppen" von sich). Die Satelliten funktionieren nur sehr leise wenn man bei Quelle und am Boxenset die Lautstärke voll aufdreht.

Betriebsspannung ist da und die Spannung ist korrekt (16V, Aufschrift auf der Netzteil-Platine). Es wurden zwei (wahrscheinlich gleiche) Class D Verstärker-ICs verbaut. Ich tippe mal vorsichtig auf einer für die Satelliten und einer für den einzelnen Woofer (der dann möglicherweise gebrückt). Eine passive Lautsprecherweiche gibt es nämlich nicht. Noch habe ich den Kühlkörper nicht entfernt weil dieser verklebt ist. Wenn alles nix hilft würde ich den aber noch entfernen.

Die Platine hat 3 Stück OP-Amps verbaut. Aufschrift:

4885 J7H1RCX

Die OP-Amps sind mit V- auf der gemeinsamen Masse der Schaltung (0V) und auf V+ messe ich bei allen 3 OP-Amps in Etwa meine reinkommenden 16V.

Es gibt eine einfache Klangregelstufe (zwei Stereo-Potis) mit der Höhen und Bass separat geregelt werden können. Knapp dahinter zwei der OP-Amps (Vermutung: Einer für den Höhen- und einer für den Bassregler?). Der dritte OP-Amp sitzt in der Nähe des Line-In und auch nahe der Endstufen-ICs (Vermutung: Vorverstärker, eventuell Mischer für den einzelnen Woofer?).

Neben einigen Kondensatoren mit 25V Spannungsfestigkeit, an denenen im Betrieb immer etwa die 16V Eingangsspannung anliegen, gibt es noch einen einzelnen 1000 µF Elko mit Spannungsfestigkeit von nur 6,3V. Der ist nahe der Klangregler. Für "unnötig" ist 1000 µF doch bisschen viel Kapazität. Ich konnte über dem aber keine Spannung feststellen (0V).

Wenn die Satelliten bei "Vollgas" leise Musik ausgeben, dann wirkt keiner der Klangregel-Potis. Der Woofer ist eh tot (Bassregler würde also kaum hörbar wirken) und bei höhenlastiger Musik ist der Höhenanteil nicht abhängig vom "Höhen-Poti".

Weil ich keinen Schaltplan habe und mich mit Audioschaltungen ehrlich gesagt auch nicht so top auskenne hätte ich jetzt auf Verdacht mal 4885 ICs bestellt und die 3 ICs getauscht. Andere Vorschläge? Muss ich beim Kauf der 4885 etwas beachten oder geht da "jeder"?

Danke vielmals im Voraus

Manuel Reimer

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Manuel Reimer
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Am 22.11.22 um 19:30 schrieb Manuel Reimer:

Hallo,

wie heissen die ICs denn genau?

Oftmals haben die eine Vorsilbe etwa LM, µA , MC o.Ä. dazu ein Herstelllerlogo.

Wo kannst Du die denn bestellen?

Mir sagt 4885 jedenfalls nix.

Ich kenne Opamps mit ähnlicher Bezeichnung.

Welche Messgeräte hast Du zur Verfügung?

Bernd Mayer

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Bernd Mayer

Am 22.11.22 um 19:30 schrieb Manuel Reimer:

Das sind Wald-und-Wiesen-OPVs, 2 741 in einem Gehäuse. 

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werden normalerweise nicht kaputt.

Schaltpläne lassen sich häufig ergurgeln, mit der Modellbezeichnung und "schematics".

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Gerald Eіscher

OK. Hab mein Posting bestimmt 3 mal durchgelesen und sogar extra nochmal auf das Foto des ICs geschaut. Trotzdem den eigenen Fehler nicht gesehen...

Auf dem IC steht 4558

Es gibt ein Logo. Sieht aus wie ein "C" mit Strich oben und unten am C. Auf dem Chip ist das "Invertiert" dargestellt. Auf schwarzem Chip also ein weiß gelasertes Rechteck. In dem Rechteck das "C" und die kleinen Striche oben und unten trennen das Rechteck in zwei Teile.

Kann aber ggf. auch ein Foto des Chips hochladen.

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Aber keine Ahnung ob die als Ersatz taugen. Zumindest die Position der Versorgungsspannung stimmt.

Multimeter und ein wirklich billiges Oszi (Ein Kanal. Mehr wie ein paar kHz zeigt das nicht an).

Bin gerade noch darüber gestolpert:

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Muss aber nichts mit meiner Schaltung zu tun haben. Ich hab darauf basierend aber nochmal bisschen rumgemessen.

Erstmal ist V+ der Op-Amps gar nicht direkt mit 16 V vom Eingang verbunden. Da ist "irgendwas noch dazwischen". Vom Netzteil kommt gemessen 16,37 V. An den Op-Amps kommt etwa 14,85 V an.

Bei zwei der Dual-Opamps gibt es tatsächlich direkten Durchgang zwischen allen 4 nicht invertierenden Eingängen (passt zu obiger Schaltung). Einen davon hätte ich von seiner Position her nicht der Klangregelstufe zugeordnet. Aber wer weiß nach welchem Schema die ins Layout geworfen wurden.

Ich hab dann nochmal Strom draufgegeben und die durchverbundenen nicht invertierenden Eingänge gemessen. Dort habe ich 0 V gegen Masse. Durchgangsprüfung zur Masse zeigt einen direkten Kurzschluss. Die Masse ist aber direkt drüber. Wenn hier wirklich 0 V sein sollten, dann hätte man da doch die beiden Pins direkt verbunden.

Dieser Knoten geht auch auf meinen ominösen 1000 µF Elko. Und eine Durchgangsprüfung über diesen Elko zeigt auch einen Kurzschluss. Also kein Wunder das der nicht geladen wird.

Möglicherweise ist das schon eine Spur. Aber für heute mache ich erstmal Pause. Morgen geht's weiter.

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Bei "hinreichend alter" Hardware sicher. Aber nicht bei einem PC-Boxensystem.

Zumindest mein Versuch einer Suche nach "Moody Wavemaster Schematics" war nicht erfolgreich.

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Vielleicht ist das der Tiefpass für den Woofer-Kanal. Aber genau weißt Du es erst, wenn Du Dir die Schaltung rauszeichnest.

Bei Audio-Geräte gehe ich immer so vor, dass ich an den Eingang ein Sinussignal von ca. 1kHz und passender Spannung lege und dann mit dem Oszilloskop vom Ausgang zum Eingang messe, bis der Fehler verschwindet (man kann auch umgekehrt vom Eingang zum Ausgang messen, bis der Fehler auftritt). Dann hat man die fehlerhafte Stelle lokalisiert und kann sie genauer einkreisen. Je nachdem, ob man den Fehler eher am Ein- oder Ausgang vermutet, ist die eine oder andere Methode schneller. Zum Ziel führen beide.

Besonders komfortabel ist es, wenn man ein Stereo-Gerät hat, bei dem nur ein Kanal kaputt ist, dann kann man beide Kanäle vergleichen und kommt besonders schnell zum Ziel.

Martin

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Martin Klaiber

Manuel Reimer snipped-for-privacy@nurfuerspam.de schrieb:

Dürfte man auch sagen: "Von Audioschaltungen habe ich nicht den Schimmer einer Ahnung"?

Könnte sein, daß Dein Projekt dann etwas schwieriger wird.

4558?

Und? Was hat es gebracht?

Normale NF-Diagnostik: Signal am Eingang einspeisen und dann in der Schaltung verfolgen. Der Vorverstärker ist mit den OP-Amps ha diskret aufgebaut, da sollte das nicht schwierig sein. Eine grobe Vorstellung von NF-Schaltungstechnik wäre aber nicht verkehrt, wenn man schon keinen Schaltplan hat.

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Martin Gerdes

Hallo,

die 4558 sind Standard-Opamps.

Vor dem Neukauf würde ich erstmal mit dem Oszi an den Ausgangspins der Opamps messen ob da ein vernünftiges Signal rauskommt wenn der Eingang des Verstärkers mit einem Sinussignal angesteuert wird.

Falls man keinen Signalgenerator hat kann man auch ein Smartphone mit Tongenerator-App verwenden.

Nach meiner Erfahrung gehen Opamps eher selten kaputt solange das Netzteil vernünftig funktioniert.

Für Audio reicht auch auch ein billiges Oszi, ein Kanal reicht ja und Audio geht bis 20 kHz.

Die Frequenzen des Class-D-Verstärkers liegen sicherlich höher.

Bernd Mayer

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Bernd Mayer

Am 22.11.22 um 22:46 schrieb Martin Gerdes:

Geht heutzutage am Einfachsten mit einer Frequenzgenerator Händi-Äpp.

Ich würde erst einmal an den Ein- und Ausgängen der OPVs messen.

Elektrometerverstärker und Summierverstärker sollte man jedenfalls kennen.

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Gerald Eіscher

Am 22.11.22 um 22:46 schrieb Martin Gerdes:

Geht heutzutage am Einfachsten mit einer Frequenzgenerator Händi-Äpp.

Ich würde erst einmal an den Ein- und Ausgängen der OPVs messen.

Elektrometerverstärker und Summierverstärker sollte man jedenfalls kennen.

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Gerald Eіscher

Habe mich schon gewundert. Der 4558 ist ein rauscharmer Wald-und-Wiesen-OPV und wird gerne für Audiozwecke verwendet.

Der Preisunterschied ist erstaunlich, aber es muss ja nicht unbedingt NJR sein.

Das wird ein Serienwiderstand und ein Parallelkondensator gegen Ripple auf der Versorgungsspannung sein. Wenn du es genau wissen möchtest, wird dir nichts anderes übrig bleiben, als alle Leiterbahnen nachzuverfolgen und die Schaltung auf Papier zu zeichnen.

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Gerald Eіscher

Am 22.11.22 um 22:55 schrieb Gerald Eіscher:

Hallo

für Android hat sich der hier bei mir bewährt:

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Ich habe ein uraltes Smartphone dafür recycelt.

Bernd Mayer

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Bernd Mayer

Am 22.11.22 um 21:03 schrieb Manuel Reimer:

Bei einem Sony SRS-GD50iP hatte ich Erfolg (ok, taufrisch ist der nicht). Man mußte etwas hartnäckig sein, aber man findet einen detaillierten Schaltplan.

Leider hat der mir auch nicht geholfen: Der Verstärker steigt nach geraumer Zeit (Viertelstunde oder so) wegen Überhitzung aus. Mit offenem Gehäuse kein Problem. Ich hab einen defekten Spannungsregler tauschen können, aber das brachte auch keine Besserung.

Alles, was man so messen und mit den im Schaltplan angegeben Werten vergleichen kann sieht ok aus, der Scheißteil wird nur zu warm. Keine Ahnung, wie ich da weiter bei der Fehlersuche vorgehen soll - zumal ich nicht weiß, wie sehr das Dingens ab Werk thermisch auf Kante genäht war.

Hanno

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Hanno Foest

Ursache des Fehlers mit größter Wahrscheinlichkeit gefunden. Ich hatte erst einen kleinen SMD-Keramik-Kondensator verdächtigt aber der war es nicht. Also den 1000 µF SMD-Elko ausgebaut und siehe da: Kurzschluss weg.

Ich messe da wo der Elko war jetzt etwa 7 V Spannung. Kommt direkt aus einem Teiler. Möglicherweise hat sich der Hersteller da das Buffern über einen weiteren OP geschenkt. Spannungsfestigkeit des Elkos war 6,3 V. War also die ganze Zeit über schon etwas zu viel.

Ersatz-Elkos werden erst noch geliefert. Ich würde jetzt 1000 µF mit

16 V Spannungsfestigkeit verbauen.

Leider ist mir beim Ausbau des Elkos eine Leiterbahn locker geworden. Um dieses Pad rum ist eine weitere Kupferfläche mit nur geringem Abstand dazu. Wäre also Mist wenn das sich später bewegt. Ich hab die jetzt erstmal mit Epoxy-Kleber wieder festgeklebt. Keine Ahnung ob das hält. Ich könnte schon wieder kotzen. Löten hab ich eigentlich echt gut drauf aber was mir schon beim Entlöten kaputt gegangen ist geht auf keine Kuhhaut...

Versucht hatte ich das Entlöten mit 2 Lötstationen gleichzeitig und

350 °C Temperatur an beiden Seiten des Elkos gleichzeitig. Hat aber scheinbar nicht gereicht um das Lötzinn darunter zu schmelzen. Ich hab mir jetzt mal "Chip Quick" bestellt. Hoffentlich funktioniert das in solchen Fällen. Bin gespannt was ich noch alles anschaffen muss bis Entlöten endlich nicht mehr frustet...

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Am 23.11.22 um 13:51 schrieb Manuel Reimer:

SMD Elkos dreht man am besten ab, dann reißen die Anschlußbeinchen am Bauteil und man kann die Reste auf der Platine ohne weitere Belastung entfernen. Man darf aber wirklich nur drehen, nicht ziehen!

Hanno

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Hanno Foest

Kann ich bestätigen, funktioniert gut.

Gerrit

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Gerrit Heitsch

Hab ich an anderer Stelle auch schonmal gelesen. An der Stelle war mir aber nicht klar ob es der Elko war. Und wenn nicht hätte ich ihn eigentlich gerne wieder eingebaut. Ersatz habe ich ja nicht da.

Und jetzt ist das Pad halt leider schon kaputt. Wie ich mittlerweile rausfinden konnte hält mein Epoxy vermutlich auch nur knapp über 100 °C aus. Keine Ahnung was ich jetzt machen soll.

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Am 23.11.22 um 14:13 schrieb Manuel Reimer:

Leiterbahn mit einem Stückchen Draht verstärken / verlängern.

Hanno

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Hanno Foest

Glückwunsch!

Für mich klingt das nach einer virtuellen Masse für die OP-Amps.

Martin

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Martin Klaiber

Ich hab von der Stelle mal ein Foto gemacht:

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Das nach oben gehende Pad ist komplett abgeschält gewesen. Ich hab das jetzt mit Epoxy wieder festgeklebt. Keine Ahnung ob das hält.

Das Pad unten hat etwas von der Massefläche mitgenommen. Man sieht etwas die Blasenbildung. Ich hab da schon eher erfolglos versucht am unteren Pad das Lötzinn noch wegzumachen. Die Entlötlitze bleibt an der großen Massefläche aber immer kleben...

Wie kann man das nun zusätzlich sichern bevor der neue Elko reinkommt?

So langsam frustet mich das doch enorm. Ich hab schon etliche hundert Euro in immer bessere Lötstationen und Ausstattung investiert nur um immer wieder auf's neue festzustellen das ich beim Entlöten und bei größeren Masseflächen doch noch Probleme habe.

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

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