Stromquelle fuer Differenzverstaerker

"Martin Klaiber" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@martinkl.dialup.fu-berlin.de...

Der Stromspiegel ist eigentlich ueberfluessig. Er sorgt nur dafuer, dass die Stromquelle mit ihrem Spannungsbedarf von 8.2V nicht diese 8.2V vom Eingangsgleichtaktbereich wegfrisst.

Der Stromspiegel uebertraegt also den Konstantstrom, so dass die Minimalspannung unter 1V statt fast bei 10V liegt.

In jeder anderen Hinsicht bringt er keine Vorteile, nur Nachteile, zumal man diesen grossen Gleichtaktbereich in der MOSFET Endstufe (bis 4V Ugsth) gar nicht braucht.

BUZ23 ist eh uralt, TO3, und outdated.

Ja.

In jeder Vernetzung von Signalquellen muss ein mal ein Differenzsignal massebeziogen werden. Ueblicherweise findet das in der Endstufe statt. Daher passt das hier ganz gut, die Massefuehrung hat man hier ja unter Kontrolle.

Noe. Die Unlinearitaet der Endstufentransistoren verschlechtert de Schaltung so viel, dass eine Verbesserung der Differenzstufe vergebliche Liebesmueh waere.

Fuer extrem gute Klirrfaktoren muss bereits die nicht-gegengekoppelte Linearitaet sehr gut sein. Hat die Endstufe (ohne Gegenkopplung) einen Klirr von 10%, kann man selbst mit 1000 mal hoeherer Verstaerkung und Gegenkopplung nicht besser als 0.01% THD werden. Gute Endstufen haben

Schliesslich 'klingt' der Elektor-Verstaerker, d.,h. er traegt eigene Verzerrungen zum Signal bei. Gute Verstaerker haben keinen Einfluss auf das Signal, sonst heissen sie Effektgeraete.

Martin Klaiber schrieb:

Hallo,

die J505 sind obsolet und vermutlich schwer zu beschaffen. Die Toleranz des Konstrantstromes ist auch mit 20 % recht hoch. Ausserdem sollte man überprüfen ob die JFETs bis 40V Betriebsspannung spezifiziert sind. AFAIK (ich habe das gerade nicht extra nachgelesen, mindestens sollte man das überprüfen) ist der Innenwiderstand von einfachen FET-Stromquellen oder auch die Abhängigkeit des Stromes von der anliegenden Spannung schlechter als bei der Transistorschaltung. Die dynamische Impedanz ist bei Verstärkern auch wichtig. Temperaturabhängigkeit sollte man auch vergleichen. Der wesentliche Vorteil der J505- oder JFET-Lösung ist die kleinere Bauteilanzahl.

Bernd MaYer

Mit dem Erfolg, daß dann die Leute sagen, "der Verstärker klingt nicht, der ist mir zu langweilig, zu nüchtern". Die Geschmäcker halt...

Einen schönen Röhrenverstärker weiß ich ja sehr wohl zu schätzen, ansonsten bin ich aber gerade bei einem modernen Verstärker der Meinung, der hat nix am Klang zu verändern.

-ras

Martin Klaiber schrieb:

Hallo,

zu b): bei einem Audioverstärker ist das Gesamtkonzept wichtig: Netzteilauslegung, Schaltung, Layout und Topologie (räumliche Anordnung aller Teile mit Wechselwirkungen) bilden ein Gesamtsystem. Der Differenzverstärker am Eingang bestimmt als erste Stufe stark das Rauschen, die Betriebsspannungsunterdrückung und die Breitbandigkeit des Gesamtssystems mit.

Bernd Mayer

Du hast beste Chancen auf einen gut bezahlten Nebenjob bei "Image HiFi", ich zitiere auszugsweise mal das Resume eines "Tests" in Heft 3/2008:

"Mit traumwandlerischer Sicherheit bewegt sich der [nn] auf dem schmalen Grat klanglicher Neutralität, bisweilen so präzise, dass man sich wünschte, er würde doch hie und da ein klein wenig über die Stränge schlagen ."

Ack. Btw, da war doch noch irgendein oft übersehener Nachteil von sog. "long-tail" Geschichten in der Röhren(meß-)technik ... ach ja, aus einem Tektronix-Handbuch der 1950er Jahre erinnert "slew rate behaviour at rising and falling edges is not even vaguely comparable" oder so ...

Keep on rocking,

Muck

Mhhh, ich hätte noch ein paar Ersatzteile für Onix- und Nytech-Verstärker. Die sehen zwar wie normale Bauteile aus, sind aber ganz originaal und bestens abgehangen.

Vielleicht sollte ich wirklich wieder etwas in Richtung High-End machen. Von Feng-Shui oder Alö-Vera verstehe ich nichts.

Falk

Erhöht den Innenwiderstand bezogen auf was? Im Vergleich zu einem einfachen Widerstand ja, bezogen auf eine einfache temperatur- kompensierte Stromquelle wie T5 alleine - nein.

Der Differenzverstärker wird aber unsymmetrisch betrieben: T2 "sieht" eine Impedanz von knapp 1 kOhm, T1 dagegen "sieht" 4k4 in Reihe mit der Impedanz der Quelle. Wozu soll man da noch groß die beiden Transistoren paaren?

Norbert

Hallo,

die Last am Ausgang des Differenzverstärkers scheint auch unsymmetrisch zu sein.

Bernd Mayer

Martin Klaiber schrieb:

Vielleicht, vielleicht nicht. T3 ist nicht in Kaskode geschaltet (T5 auch nicht) und reagiert mit Durchgriff (Early Effekt).

Scheint mir ebenso überkandidelt wie nicht zuende gedacht.

D4 soll wohl den Temperatureffekt von Ube(T5) kompensieren, was merkwürdig ist, da D5 einen Temperaturgang von 2-3 mal Ube hat. Bei Differenzverstärkern in Mess-Schaltungen wählt man manchmal den Emitterstrom proportional zu T, um den Abfall der Steilheit bei höheren Temperaturen zu kompensieren, hier will man aber den Strom konstant halten. Alles ziemlich merkwürdig. Auch ist der Eingangsverstärker DC-mässig unsymmetrisch angesteuert, 33k versus 35k2. Sieht alles etwas nach viel-hilft-viel aus, aber solange man die Gedankengänge des Entwicklers nicht kennt...

Teilweise ACK, Rauschen usw. kriegt man nachher eher schlecht wieder weg ;-]

Bernd Mayer schrieb:

Nachtrag:

Der Gleichspannungsoffset und dessen Drift wird auch vom Eingangsdifferenzverstärker bestimmt.

Bernd Mayer

Gleichspannung überträgt der Verstärker sowieso nicht, sie wird am NF-Eingang abgeblockt. Die Gleichspannungsgegenkopplung dient also nur dazu, den Gleichspannungsoffset am Ausgang ohne Abgleich klein zu halten. Spielt es dafür eine Rolle, ob der Differenzvestärker für Gleichspannung symmetrisch angesteuert wird? Am positiven Eingang ist sie ja sowieso immer Null.

Letzteres. Ich habe irgendwo gelesen, dass man mit einem Stromspiegel auch den Innenwiderstand einer Stromquelle erhöhen kann. Das war mir auch neu. Ich weiß nicht mehr, wo ich das her habe, stand irgendwo im web; wenn Du willst, suche ich danach.

Stimmt, hatte ich bisher noch nicht darauf geachtet. Spielt das in der Praxis eine Rolle? Verstärkt wird die Differenz der Eingangsspannungen. Der Eingangswiderstand an beiden Basen ist im Verhältnis groß zu den Quellimpedanzen, das sollte auf die Spannungen an den Eingängen also keine große Auswirkung haben.

Hm, mir scheint die Last recht symmetrisch zu sein. R4 und R5 für T1 und T2, sowie R30 und R32 für T12 und T13. Die Eingangswiderstände von T12/T13 und der Mosfets habe ich vernachlässigt, bzw. sie sind für beide Seiten gleich.

Schon klar. Mir ging es speziell um den Unterschied zwischen einem "konventionell" aufgebauten Verstärker und einem Verstärker wie diesem hier, der wie ein Operationsverstärker aufgebaut ist.

Mit "konventionell" meine ich einen Verstärker, wie er z.B. in den 50er Jahren üblich war: Einzelne Verstärkerstufen, lokal gegengekoppelt und in sich stabil, werden kombiniert. Eine Überalles-Gegenkopplung, soweit es sie gibt, spielt nicht so eine große Rolle wie bei diesem Verstärker. Einen Differenzverstärker am Eingang gibt es nicht. Sorry, ich weiß nicht, wie man solche "konventionellen" Verstärker nennt, ich kann mal ein Schaltbild raussuchen, wenn das hilft.

Im Gegensatz dazu solche Verstärker wie dieser hier, bei dem die ganze Funktionalität, nach meinem Verständnis, am Eingangsdifferenzverstärker hängt. Der Rest des Verstärkers ist, übertrieben gesagt, nur darauf getrimmt, möglichst hoch und möglichst breitbandig zu verstärken. Mit der Gegenkopplung stellt man dann die gewünschten Eigenschaften ein.

Daher dachte ich, dass bei solchen Verstärkerkonzepten wie diesem hier, die Qualität des Eingangsdifferenzverstärkers am Wichtigsten sei. Aber MaWin hat das ja schon relativiert: über die Gegenkopplung kann man nur einen Teil der Fehler der nachfolgenden Stufen korrigieren.

Ah, gute Erklärung, danke.

Welche Nachteile bringt er denn?

D.h., zumindest in der ersten Stufe, könnte ich den Stromspiegel auch weglassen?

Ack. Die Schaltung stammt ursprünglich von Siemens, als Applikation für den BUZ 23 in einem Bauelemente-Handbuch, o.ä. veröffentlich. Ich dachte, ich hätte das Buch noch, aber es scheint über die Jahre doch verloren gegangen zu sein.

Elektor hat die Schaltung (IIRC unverändert) später nur übernommen und als Buzamp in einem Sonderheft veröffentlicht, aber darauf hingewiesen, dass sie eigentlich von Siemens stammt. Und von Grigelat gab es mal einen MosFet-Verstärkerbaustein, er hieß IIRC C60, der ebenfalls diese Schaltung verwendete.

Ok, verstehe. Ergibt sich praktisch daraus ein Konflikt zwischen dem Wunsch, die Leerlaufverstärkung möglichst hoch zu treiben (damit die Gegenkopplung möglichst effektiv wird), und der Notwendigkeit, Stufen möglichst linear auszulegen, was ja in der Regel bedeutet, dass man nicht so hoch verstärken kann?

Ich kenne den Verstärker, ich habe o.g. Grigelat-Monoblöcke, wie auch einen leicht modifizierten Eigenbau. Klanglich ist die Endstufe nicht schlecht. Es gibt bessere, aber alles in allem macht sie mehr richtig als falsch.

Jeder Verstärker hat einen Eigenklang. Ich kenne jedenfalls keinen, der völlig neutral klingt, und ich habe in meinem Leben schon viele Verstärker gehört.

Röhrenverstärker klingen pauschal nicht verfärbter als Halbleiterverstärker. Woher dieses, offenbar nicht ausrottbare Vorurteil kommt, weiß ich nicht.

Vielleicht liegt es daran, dass die Meisten noch nie einen guten Röhrenverstärker gehört haben. Sie kennen nur Omas Röhrenradio oder Gitarrenverstärker von Musikern und schließen fälschlicherweise daraus auf den Klang von Röhrenverstärkern.

Vermutlich wird deshalb auch immer behauptet, Röhren klängen dumpf und weich, was überhaupt nicht stimmt. Der Klang alter Röhrenradios und Gitarrenverstärker war/ist gezielt auf Sound getrimmt.

Wenn Du die Gelegenheit hast, höre Dir mal eine Telefunken V69a an, das ist eine Studio-Röhrenmonoendstufe aus den 60er Jahren, wie sie früher von der ARD, u.ä. verwendet wurde. Dann weißt Du, wie gut ein Röhrenverstärker klingen kann.

Beim ersten Reinhören wirst Du vermutlich enttäuscht sein, wie wenig Sound sie macht, sie klingt fast schon langweilig und fad, so als ob sie gar nicht da wäre. Erst mit der Zeit fällt auf, wie viel Sound andere Verstärker hinzufügen, die man bisher für neutral hielt. Das soll nicht heißen, dass die V69 keine Schwächen hätte, aber sie legt die Messlatte für andere Verstärker schon sehr hoch.

Hallo,

das spielt in der Praxis eine Rolle u.A. bei der Überlegung ob man die Schaltung verbessern kann durch gepaarte Transistoren (Dualtypen). Viele positive Eigenschaften des Differenzverstärkers mit Transistoren hängen ja stark von der Symmetrie ab.

Bernd Mayer

Hallo,

ja das spielt eine Rolle.

Auch am positiven Eingang liegt nicht exakt Null Volt an weil die Basis über Widerstände an Masse liegt. Daran entsteht ein Spannungsabfall durch den Basisstrom. Die DC-Widerstände nach Masse an den Basen unterscheiden sich, ebenso die Basis-Emitterspannung und auch die Stromverstärkung der diskreten Transistoren -> unsymmetrischer Betrieb und Offsetspannung und Offsetstrom inklusive Drift.

Bernd Mayer

Hallo,

schon die Kapazitäten C11 (100 pF) und C12 (47 pF) im Schaltbild unterscheiden sich um den Faktor 2 -> die Belastung am Ausgang ist für AC unsymmetrisch.

Bernd Mayer