Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe

Hallo,

ich habe gerade im Datenblatt des 2SC2458 nachgesehen. Der kann durchschalten bis auf ca. 50 mV bei den in Frage kommenden Arbeitsströmen und Temperaturen!

Bernd Mayer

Am 06.12.19 um 11:40 schrieb Bernd Mayer:

Nachtrag:

Die Kollektoremitterspannung an TR401 wurde nach dem Gleichrichter ja nochmals ca. um den Faktor 9 verstärkt (100k/12k +1) in IC402-2.

Zum Verständnis könnte man die Schaltung ja auch mal aufbauen.

Bernd Mayer

Am 05.12.19 um 04:56 schrieb Jan Bruns:

Ja, den Ruhestrom.

Kann man machen, ist aber in jeder Weise unnötig. Bei stark gegengekoppelten Endstufen kann man völlig problemlos mit Rüheströmen im unteren, einstelligen Milliamperebereich so wenig Verzerrungen erreichen, das kein Individuum der Spezies Mensch das jemals in einem Blindtest unterscheiden könnte.

Das ist dann persönliches Pech.

Statistisch gesehen überwiegen aber bei der meisten Musik in der Energiedichteverteilung über der Frequenz die Bass und Grundtonanteile. Und wenn die Gegenphasig daher kommen, löscht sich das Signal nicht nur an diesem Schwellwertschalter aus, sondern auch akustisch im Raum. Aus diesem Grund sind derlei Abmischungen irgendwas zwischen extrem selten und dumm. Kurzum, es wird fast immer funktionieren.

Ein Sparfuchs würde die Schaltung deaktivieren und immer mit dem niedrigen Ruhestrom arbeiten.

Das ist ein Gleichrichter mit Schwellwertschalter.

Marcel

Bernd Mayer:

Das halte ich für glatt gelogen.

Ich achte da nämlich schon sehr lange drauf, wenn ich Datenblätter von Transistoren wälze, und ärgere mich jedes mal wieder darüber, daß dieses Thema schlichtweg komplett und konsequent ausnahmsfrei totgeschwiegen wird, indem das Verhalten von Bipolartransistoren im Bereich geringer V_ce vollkommen unspezifiziert bleibt.

Selbst bei FET, die dieses Problem prinzipiell nicht haben, bleibt das Verhalten des Stroms im Bereich kleiner V_ds oft unspezifiziert (das mag durchaus mal interessant sein... vllt. will man ja mal eine Kleinstspannung gleichrichten).

Gruss

Jan Bruns

Am 06.12.19 um 19:04 schrieb Jan Bruns:

Hallo,

siehe:

und auf Seite 2 die Grafik in der Mitte rechts.

Bernd Mayer

Bernd Mayer:

Das ist ja überaus mysteriös. Aber stimmt, ich würde das von Dir bezeichnete Diagramm auch so deuten.

Ich glaube fast, das einfachste wird sein, sowohl diesem Datenblatt als auch dem auf ähnlichen Kanälen gefundnen Manual zum Verstärker zu misstrauen.

Gruss

Jan Bruns

jan@rechner2a:~$ dig -t ns @f.root-servers.net org ... ; AUTHORITY SECTION: org. 172800 IN NS a0.org.afilias-nst.info. ... ;; ADDITIONAL SECTION: a0.org.afilias-nst.info. 172800 IN A 199.19.56.1 ... jan@rechner2a:~$ dig -t ns @199.19.56.1 pl-1.org ... ;; AUTHORITY SECTION: pl-1.org. 86400 IN NS ns03.parking.ru. pl-1.org. 86400 IN NS ns02.parking.ru. ...

Am 06.12.19 um 21:05 schrieb Jan Bruns:

Hallo,

das mit dem "misstrauen" verstehe ich jetzt nicht.

Ich habe auch das Toshiba Datenbuch in Papierform hier, auf archive.org gibt es das auch zum Download.

ToshibaSmallSignalTransistorSemiconductorDataBook1983

Durch den Optokoppler fließen ja maximal ca. 5 mA.

Bernd Mayer

Am 05.12.2019 um 04:56 schrieb Jan Bruns:

Im Grunde bedient man sich der Schaltung optischer Limiter

Da es tendenziell eine dumme Idee ist, ein Feedback vom Ausgang in die Basisvorspannung zu leiten bedient man sich bei Denon dieses Kunstgriffs.

Die Summierung dient dazu, die Verstärkung links und rechts gleich zu halten.

Falk D.

Bernd Mayer:

Nunja, insbesondere reflektieren solche Informationsquellen möglicherweise nicht den Stand der Dinge in Sachen unmissverständlicher Sachdarstellung.

Leider ist auch das die Testschaltung nicht angegeben.

Also nochmal: dem Diagramm entnehmen wir vorrangig erstmal einen Spannungswert zwischen Kollektor und Emitter, in Abhängigkeit vom Kollektorstrom (bei fixem Ic/Ib).

Dieser Darstellung nach sieht es also so aus, als würde bei der Potential- Konstellation:

U_c [N-dotierte Schicht] = ca. 50mV (im Diagramm abzulesen) U_b [p-dotierte Schicht] = (nicht angegeben, aber ca. 0,7V) U_e [N-dotierte Schicht] = 0V

Strom in den Kollektor und Basis gleichgerichtet hineinfliessen, und am Emitter wieder raus.

Es ist aber durchaus denkbar (und m.E. wahrscheinlich), daß das Diagramm tatsächlich z.B. folgendes zeigt: Die sich bei fixem Verhältnis von Basis- Emitter-Strom zum gleichgerichteten Basis-Kollektorstrom ergebende U_ce.

Kann Einzelfallweise mal passieren, sowas.

Gruss

Jan Bruns

Was gibt es denn da noch anzugeben? Das Bauteil hat drei Anschlüsse, für zwei Anschlüsse sind die Ströme gegeben. Postiver Strom heißt, er fließt in den Pin hinein (vgl. das Datenblatt des komplementären 2SA1048).

Beim Diagramm steht sogar (redundant) die Schaltung "common emitter".

Das geht aus den Vorzeichen hervor, der Emitterstrom ergibt sich aus dem

1. Kirchhoffschen Gesetz.

Was soll ein Basis-Emitter-Strom bzw. ein Basis-Kollektor-Strom sein? Messen kann man nur den Strom durch die Anschlüsse.

Bei mir kommt der Eindrucck auf, da könnte ein grundlegendes Missverständnis der Funktion eines Transistors vorliegen. In dem Transistorgehäuse befinden sich nicht einfach zwei gegeneinander geschaltete Dioden.

Am 06.12.19 um 17:19 schrieb Marcel Mueller:

Schon mal all die AES Papers zu diesem Thema gelesen?

Und sagt Dir z.B. der Name Dr. Matti Otala & TIM etwas?

A Method for Measuring Transient Intermodulation Distortion (TIM)

Zudem hast bei Class AB durch Nichtlinearitäten Crossover Distortion und Switching Distortion.

Crossover Distortion - die Nulldurchgangskennline der NPN/PNP Transistorpaare ist nicht ganz linear.

Switching Distortion - t on & t off sind bei Bipolaren Transitoren nicht gleich - zudem auch noch zwischen PNP & NPN Transistoren verschieden.

Am 06.12.19 um 19:04 schrieb Jan Bruns:

Du denkst mehr darüber nach! Das haben Generationen von Audio Technikern schon getan und Vieles davon im Rahmen der AES veröffentlicht. Leider muss man Mitglied sein um an die Dokumente heran zu kommen. Ich habe mir zu Zeiten, wo es noch kein Internet gab, einige dieser Dokus zusenden lassen (natürlich auch bezahlt). Darunter auch Papers von Dr. Matti Otala.

Dr. Matti Otala (TIM, Slew Rate Distortion) war einer der herausragenden Wissenschaftler & Techniker.

A Method for Measuring Transient Intermodulation Distortion (TIM)

Zudem hast bei Class AB durch Nichtlinearitäten Crossover Distortion und Switching Distortion.

Crossover Distortion - die Nulldurchgangskennline der NPN/PNP Transistorpaare ist nicht ganz linear.

Switching Distortion - t on & t off sind bei Bipolaren Transitoren nicht gleich - zudem auch noch zwischen PNP & NPN Transistoren verschieden.

Am 07.12.19 um 15:07 schrieb Fritz:

Ach du K*cke! Man kann seinen Ruf nicht schneller ramponieren als wenn man Curl & Otala zitiert. Da ist kalte Kernfusion noch seriös dagegen.

Der einzige. der sich noch in Vorwärtsverteidigung versucht ist J Curl, wenn er nicht gerade versucht, Jack Bybee's Audio Quantum Purifiers in den Markt zu pushen, ein anderes Kapitel aus der Abteilung "Esoterik für Dummgläubige".

(Rest mit Brechreiz entsorgt)

Gerhard

Am 07.12.19 um 15:37 schrieb Gerhard Hoffmann:

Ramponiert du damit deinen Ruf als seriöser Diskutant nicht selbst?

Was hast du an Pros & Cons dazu zu sagen (und nicht nur abfällig schimpfen):

Du denkst mehr darüber nach! Das haben Generationen von Audio Technikern schon getan und Vieles davon im Rahmen der AES veröffentlicht. Leider muss man Mitglied sein um an die Dokumente heran zu kommen. Ich habe mir zu Zeiten, wo es noch kein Internet gab, einige dieser Dokus zusenden lassen (natürlich auch bezahlt). Darunter auch Papers von Dr. Matti Otala.

Dr. Matti Otala (TIM, Slew Rate Distortion) war einer der herausragenden Wissenschaftler & Techniker.

A Method for Measuring Transient Intermodulation Distortion (TIM)

Zudem hast bei Class AB durch Nichtlinearitäten Crossover Distortion und Switching Distortion.

Crossover Distortion - die Nulldurchgangskennline der NPN/PNP Transistorpaare ist nicht ganz linear.

Switching Distortion - t on & t off sind bei Bipolaren Transitoren nicht gleich - zudem auch noch zwischen PNP & NPN Transistoren verschieden.

Am 07.12.19 um 19:05 schrieb Fritz:

In einem Nachbar-thread hat gerade jemand geschrieben, dass man beim 741 mit den Signalen 5V von den Versorgungsspannungen wegbleiben muss.

Curl/Otala haben ihren LM741 mit +- 5V betrieben, ein krankes

Das eigentliche Kunststück war dann, aus dem Kaffeesatz zu lesen und die Existenz von TIM zu fordern, die nur bei Verstärkern mit großem Leerlauf-Gain auftreten sollte, während ein LM741, der voll in der Begrenzung hängt genau ein Ding

Diese mythische TIM sollte auch noch Intermodulationsprodukte ermöglichen, deren Frequenz nicht dem Schema n*f1 +- m*f2 unterlagen. Nein, auch unganzzahlige Vielfache sollten möglich sein. Curl vertritt das heute noch.

Aber es ist ja schwer, etwas öffentlich zu verstehen wenn der Füllstand des Geldbeutels erfordert, dass man es nicht versteht. Man präsentiert sich lieber als Hoher Priester des Einen Wahren Voodoo-Kultes.

Mathematik, Simulation und Messtechnik geben es leider nicht her.

Da muss man schon am Plotterpapier zupfen, wenn man eine Auffälligkeit an der Frequenzachse haben will. Vielleicht war's auch nur eine verölte Gummiwalze. Curl behauptet das mit den schiefen Frequenzverhältnissen aber noch heute.

Ich habe das vor ziemlich genau 10 Jahren mal nachgebaut. Die mystische Frequenz ist normale IMD mit 9* Rechteckfrequenz. Kann man leicht messen, wenn man den Fun-Generator um 30 Hz verschiebt und das IMD-Produkt läuft dann um 270 Hz weg.

Bleibt noch zu bemerken, dass ein AD797 oder LT1028 anstelle des LM741 die Misshandlung recht ordentlich übersteht. Und die haben mittlerweile auch 30 Jahre auf dem Buckel.

In moderner Literatur wie Art Of Electronics V3 bin ich jedenfalls nicht über Diskussionen von TIM gestolpert. Ich glaube, das wäre mir aufgefallen. Anscheinend auch nicht in den neuen X-Chapters.

H & H legen offenbar auf wissenschaftliche Redlichkeit und Zitierbarkeit einen gewissen Wert.

Du kannst ja mal in sci.electronics.design den Winfield Hill damit konfrontieren, warum er so ein wichtiges Konzept einfach außen vor gelassen hat.

... Den Müll zum 2. Mal entsorgt. Beweis durch repetitio ad nauseam funktioniert nicht.

Gerhard (der sich damit eigentlich nicht weiter beschäftigen möchte)

Fritz:

Hallo,

danke für die Links, habe ich aber jetzt gerade keine Zeit für, weil ich jetzt gerade Zeit in Detailanalyse eines (des) zuverlässig funktionierenden, mir solide erscheinenden, somit bewährten Aufbaus investieren möchte.

Also z.B. sieht man beim PMA-1060 ja sofort, daß die Endstufe wie bei OPamps zwei Eingänge hat, die irgendwie den positiven bzw. negativen Teile des Leistungteils steuern. Aber schon das Feedback-Netzwerk war für mich schon ganz schön anstrengend, zu verstehen (also z.B. muss man da ja auch erstmal drauf kommen, daß R515 die Gleichspannungsverstärkung auf einen sehr hohen Wert festlegt. Somit habe ich auch eine Erklärung dafür gefunden, warum "so viele" Stufen verbaut sind).

Daß weiter bei der Eingangsstufe der über beide Funktionszweige gemeinsame source-Widerstand R511 irgendwas bewirken könnte, war zwar intuitiv klar, aber ich musste halt erstmal etwas rumrechnen, bis mir aufgefallen ist, daß das source-Potential den Eingangsgates genau zur Hälfte folgt, und somit beim jeweils anderen Funktionspfad gleichstark und negiert einschlägt.

Auch die zweite Stufe hat mit R527 noch einen verdächtig nach Wirksamkeit aussehenden gemeinsamen Emitterwiderstand, dessen Funktion ich überhaupt noch nicht enträtselt habe. Dann hat auch der Leistungsteil noch ein paar zu klärende Rätsel einschl. der genauen Wirkung des Optokopplers.

Das will schon noch etwas genauer mal angeguckt werden, immerhin ist der Aufbau ja insgesamt und im wesentlichen durchaus eher minimalistisch, und wie gesagt praxistauglich.

Gruss

Jan Bruns

Fritz snipped-for-privacy@nurfuerspam.de:

Jetzt hätte ich gedacht, das muss doch schon viiiiele Jahrzehnte her sein, dass diese Chose so in etwa durchgekaut ist. Nein, Gegenkopplung macht aus einer Mistkiste keinen Parfum-Laden. Ganz bestimmt nicht.

Aber die ursprüngliche Frage ging doch eher in Richtung einer Technik, wo man trotz nötiger Querstromverlustheizung für leidlich linearen Betrieb vielleicht eine Spur sparsamer werden könnte, wenn ich das richtig mitbekommen habe, Ruhestrom gelegentlich raufregeln und dann wieder, wenn es nicht so auffällt, runter.

Mir fällt hier nur eine andere Technik ein, die QSC zur Bändigung der Verluste einst eingebaut hatte, weiß aber nicht, ob es das noch gibt, das ist das Aufschalten einer höheren Versorgungsspannung (plus und minus), wenn plötzlich fette Pulle gefragt ist.

Am 07.12.19 um 22:30 schrieb Gerhard Hoffmann:

Sollte heute mit den Messmethoden erfassbar sein. Selbst hoch aufgelöstes FFT ist heute bezahlbar.

Ich kenn jemand aus Berlin, der besitzt ein hervorragendes Messequipment, den werd ich dazu mal befragen.

Trotzdem - AFAIK konnte man damals TIM Verzerrungen bei so manchen (Solid State) Verstärkern messen.

AD797 ist einer meiner 'Lieblings OPAs'.

Das ist IMHO dahingehend zu verdanken, die Transistoren wurden punkto Geschwindigkeit und Grenzfrequenz wesentlich verbessert. Toshiba hat bei Leistungstransistoren mit dem Konzept der Parallelschaltung von Einzeltransistoren auf einem Chip angefangen. Damit hat sich die Signalqualität von Schaltungen auch im OpenLoop (ohne NFB) verbessert.

Und heute werden Verzerrungen kaum mehr einzeln (je nach Typ) gemessen sondern insgesamt angegeben. Auch die Messtechnik hat sich wesentlich verbessert und gewandelt - und ist zudem bezahlbarer geworden.

Dr. Matti Otala ist bei der AES eine angesehene Persönlichkeit

Warum nicht?

Am 08.12.19 um 00:42 schrieb Ewald Pfau:

Wurde anno dazumal in einigen Verstärkern eingebaut, verschwand aber bald wieder .....