Dampfradioforum

Ich tippe wie Bernhard auf Q15, alternativ auf Q9.

Q15 müsste gesperrt sein; warum zieht Q13 dann die Spannung an dessen Collector nicht höher?

Ist Q15 selber defekt? Oder wird er noch zu stark angesteuert, obwohl er gar nicht angesteuert sein sollte?
Ein Defekt von Q9 könnte eine Erklärung sein. Könnte

Bitte poste doch mal die Differenzspannung zwischen der Collectoren der Q9 und Q10
(mit Angabe, welcher Collector positiveres und welcher negativeres Potential hat).


Gruß
Georg

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Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen.

Aus den groben Spannungsmessungen gegen Masse kann man ahnen, dass Q15 etwas aufgesteuert wird.
Dessen Emitter-Bezugspotential ist aber die negative Versorgungsspannung, die ist ungeregelt und kann sich während der Aufnahme der Messwerte durchaus etwas geändert haben.
Deshalb muss man hier nun genauer messen.

Mich interessieren auch die Spannungen über R85 und R86.
Bei Normalbetrieb wird die Spannung über beiden gleich sein und um 1,5 V betragen.
Bei jetzigen Fehlerbild mit -8 V an der Basis von Q10 darf Q9 gar nicht leiten, d. h. über R85 dürfte fast keine Spannung messbar sein.
Über R86 müsste dafür etwas mehr als 1,5 V anstehen. (nicht die doppelte Spannung, weil Q14 gesättigt ist und deutlich Basisstrom aufnehmen wird.)

Ist die Spannung über R85 im jetzigen Zustand < 100 mV, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit Q15 defekt.
Ist die Spannung über R85 im jetzigen Zustand > 1 V, erhält R85 Strom, der jetzt nicht fließen dürfte. Als mögliche Verursacher für den Strom sehe ich nur die schon genannten Bauteile Q9, Q15 und C45. Eins dieser drei Bauteile scheint bei hoher Spannung zu viel Leckstrom zu liefern. (Durch übliches einfaches Messen der einzelnen Bauteile mit niedriger Prüfspannung wird man vielleicht gar keinen Fehler feststellen.)

Bernhard

Hallo zusammen,

vielen Dank nochmal für die weiteren Tipps.
Soeben habe ich zuerst Q15 getauscht. Leider ohne Erfolg. Anschließend Q9 und dann noch C46 ausgelötet. Am Fehlerbild hat sich nichts verändert, es passt sogar noch weniger, die Mittenspannung ist noch stärker ins negative gewandert, jetzt sind es -54V.
Am Collektor Q15 messe ich nun -64V, mit dem Transistor vom rechten Kanal.

Die Differenzspannung der Collectoren zwischen Q9 und Q10 beträgt 4,0V. Q9 ist positiv, Q10 negativ.

Die Spannung über R85 beträgt ca. 5,2V, die Spannung über R86 ca. 15mV.

Viele Grüße
Markus

...wen sich nach Bauteilwechsel was wesentliches ändert, ist das eventuell auch ein Hinweis ! Mindestens auf die Vermutung, daß die Kette "offen" ist, die die Mittenspannung auf Null zu regeln hat. Durch den neuen Transistor sind die Verstärkungsverhältnisse anders, deshalb andere Werte... bei funktionierendem Verstärker würde man NICHTS sehen, da der Regelkreis geschlossen ist...

...oder auch das ausgetauschte Bauteil ist defekt oder ganz andere Daten (nur Vermutung!), mir ist das schon passiert, daß ein getauschtes Gebrauchtteil auch defekt war...

Systematisch vorgehen ! Ich würde nochmal ins Spiel bringen, die Sicherungen durch hochohmige WIderstände zu ersetzen und damit die Endstufe arbeitsfähig zu machen... aber ohne Gewähr, da kann nat. immer was durchpfeifen ! Wenn die Widerstände richtig nach den Transistordaten ausgewählt werden, kann das aber nicht passieren...

Ansonsten teile ich die Angaben der Kollegen, va. auch die detaill. Beschreibungen von Bernhard.

Gruß Ingo

Zitat Markus: "Die Differenzspannung der Collectoren zwischen Q9 und Q10 beträgt 4,0V. Q9 ist positiv, Q10 negativ."
"Die Spannung über R85 beträgt ca. 5,2V, die Spannung über R86 ca. 15mV."

Danke für die Messdaten, die du mitteilst; diese oben zitierten sind in sich zwar nicht ganz frei von Widersprüchen, aber sie sind richtungsweisend für die Fehlersuche.

"Nicht ganz frei von Widersprüchen":
Die Spannung zwischen den Collectoren von Q9 und Q10 muss genau so groß sein wie die Differenz zwischen den beiden über deren Collectorwiderständen gemessenen 5,2 Volt und 0,015 Volt. 5,2 minus 0,015 Volt ist 5,185 Volt.
Du gibst aber 4,0 Volt an. Was ist mit deinem Messgerät los? Egal. Die Messungen sind trotzdem brauchbar.

Kurz gefasste Schlussfolgerung meinerseits aus deinen Messdaten: Der Fehler liegt irgendwo bei Q9, Q10 und/oder Q11.

Nach meinem Verständnis habe ich dort (wenn die Bauteile intakt wären) ganz andere Messwerte erwartet; nämlich für Q9 und Q10 genau andersherum; die Messwerte sind für mich also ein deutliches Zeichen für einen Defekt genau dort.

Meine Erklärung:
Immer davon ausgehend, dass die Ausgangsspannung des Verstärkers stark negativ ist, also -30 oder -50 Volt.
Diese stark negative Spannung wirkt über R88 (22kOhm) direkt auf die Basis von Q10.

Q10 (pnp) müsste, wenn er intakt wäre, in einer solchen Situation, da an seiner Basis die fehlerhafte negative Ausgangsspannung anliegt, die du beschreibst, leiten. Würde Q10 in dieser Situation korrekt funktionieren und wäre Q10 tatsächlich durchgesteuert, müsste über dessen Collectorwiderstand R86 eine nennenswerte Spannung abfallen. Ist aber nicht so. Q10 ist also nicht durchgesteuert, obwohl er es sein sollte.

Der ganze Rest der Schaltung dahinter kann dann natürlich diesen Fehler nur weitergeben. Infolge dieser nur 0.015 Volt am Collector von Q10 (nämlich zwischen Baiss von Q14 und Masse) ist dadurch die Basis von Q14 überhaupt nicht angesteuert und Q14 sperrt, woraufhin dessen Collector ziemlich positiv wird bzw. wenig Strom fließen lässt, woraufhin die Stromspiegelschaltung Q13 wenig positives Potential auf die Treiber- und Endstufe überträgt.

Jetzt zu Q9. Bei deinen früheren Messungen hattest du an den Emittern von Q9 und Q10 -8,0Volt gemessen. Die Basis von Q9 liegt über R81 an Masse. Damit ist die Basis dieses pnp Transistors sogar positiver als dessen Emitter. Bei einem intakten pnp-Transistor würde dieser durchsteuern, wenn die Basis negativer wäre als dessen Emitter, und anderenfalls sperren. Hier ist die Basis positiver als der Emitter, die Basis-Emitterdiode ist also in Sperrichtung gepolt.
Q9 müsste, wenn er intakt wäre, in einer solchen Situation definitiv sperren, und dessen Collector müsste deswegen praktisch genauso negativ sein wie die negative Betriebsspannung, d.h., es müsste über dessen Collectorwiderstand R85 die Spannung sehr niedrig sein (wenige Millivolt). Ist sie aber nicht. Vielmehr liegen 5,2 Volt über dem Collectorwiderstand des Q9. Q9 leitet also - fehlerhafterweise.
Auch hier kann der Rest der Schaltung diesen Fehler nur weitergeben. Wegen dieser 5,2 Volt am Collector von Q9 ist auch die damit verbundene Basis von Q15 angesteuert und der Q15 durchgesteuert, woraufhin dessen Collector stark negativ wird und die Ausgangsspannung stark negativ sein muss.

Davon ausgehend, dass deine zitierten Messungen keine Verwechslung enthalten, liegt der Fehler in dem Differenzverstärkerpäärchen Q9 und Q10 und dessen Umgebung.
Wo genau, kann ich nicht sagen. Mir scheinen beide Transistoren genau das Gegenteil von dem zu machen, was sie im intakten Zustand tun sollten.

Ich schlage vor, einige MPS-A93 (Silizium pnp) Transistoren neu zu kaufen und Q9, Q10 und Q11 zu ersetzen.
Außerdem denke ich an D19; eine LED, die als eine Art Z-Diode fungiert; LED verändern hin und wieder mal ihre Daten.

Zum Test schlage ich noch folgendes vor:
Wenn du nur Q9 ausgelötet hast, sollte auf der Platine (bei gezogenen Sicherungen) die Ausgangsspannung nicht mehr -30V oder gar -50V betragen.


Du kannst, wenn du die "Stromquelle" Q11 testen willst (und das ist sinnvoll), folgendes machen:
Nachdem du außer Q9 auch noch Q10 ausgelötet hast (bei gezogenen Sicherungen):
Schließe am Anschluss der Emitter von Q9 / Q10 auf der Platine einen Schutzwiderstand 22 kOhm versuchshalber an und miss zwischen dessen anderem Ende und Masse den Strom; ich erwarte einige wenige Milliampere mit Minus an Masse.
Wiederhole dasselbe (bei ausgelötetem Q9 und Q10) am intakten Kanal.
Sind die Ströme gleich? Sie sollten gleich sein.

Viel Erfolg
und fröhliche Weihnachten
Georg

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Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen.

Eine systematische Fehlersuche ist kaum möglich, wenn die Schaltung und das Fehlerbild zwischendurch verändert wird.
Georg hat dazu und zu widersprüchlichen Spannungsangaben auch schon etwas geschrieben, das ich nicht wiederholen muss.

Ist die Spannung über R85 mehr als 300 mV höher als über R86, leitet Q14 praktisch nicht mehr. Das passt nicht mehr zum vorherigen Fehlerbild.
Hat Q9 jetzt einen Kurzschluss zwischen Kollektor und Basis oder zwischen Kollektor und Emitter, z. B. an den Lötstellen?

Die Stromquelle, die mit Q11 gebildet wird, müsste schätzungsweise um 0,5 mA liefern:
Der Typ der LED D19 ist leider nicht genannt. Ich vermute, "3G" bedeutet "3 mm, Green".
Die LED wird mit 67 V / 82 kOhm = 0,82 mA betrieben. Die früher üblichen Standard-LEDs mit grüner Leuchtfarbe haben dabei eine Vorwärtsspannung von ca. 1,7 V.
Die Basis-Emitter-Spannung des MPSA93 (MPS-A93 in ursprünglicher Schreibweise) beträgt ca. -0,6 V.
D. h. über R83 liegt die Spannung 1,7 V - 0,6 V = 1,1 V. Aus I = U / R folgt I = 1,1 V / 2,2 kOhm = 0,5 mA.

Auch zu D19 hat Georg bereits einen Hinweis gegeben.
Den Strom der Quelle kann man leicht feststellen durch Messen der Spannung über R84.
Aus I = U / R folgt I = U / 100 Ohm, z. B. 50 mV / 100 Ohm = 0,5 mA.
Zusätzlich würde ich die Spannung über der LED messen: Liegt die um 1,7 V?

Der Strom dieser Quelle fließt normalerweise zur Hälfte durch R85 und durch R86, erzeugt dort also normalerweise ca. 0,25 mA * 4,7 kOhm = 1,2 V.
4 V oder gar noch höher an R85 kann durch viel zu hohen Strom der Stromquelle verursacht werden.

Bernhard

Hallo zusammen,

heute nach den Feiertagen habe ich mich nochmal in aller Ruhe hin gesetzt und die Spannungungen erneut gemessen.
Spannungen über:
R85: 1,81V
R86: 1,95V
Differenzspannung Emiter Q9/Q10: 0,14V. Müsste nun korrekt sein.

R83: 1,25V
R84: 55mV
LED: 1,87V

Die Stromquelle scheint also zu funktionieren.
Zusätzlich habe ich noch über die Feiertage die beiden Mosfet Transistoren der Kanäle testweise getauscht. Die Mosfets sind in Ordung.

Wer misst, misst Mist... Warum ich in der letzten Woche die falschen oder abweichenden Messergebnisse bekommen habe kann ich nicht mehr nachvollziehen. An der Schaltung habe ich eigentlich nichts verändert.

Viele Grüße
Markus

Hallo Markus,

ja, die Referenzstromquelle scheint korrekt zu funktionieren:
I_R83 = 1,25 V / 2,2 kOhm = 0,58 mA
I_R84 = 55 mV / 100 Ohm = 0,55 mA
U_{BE Q11} = 1,87 V - 1,25 V = 0,62 V
-> Hier ist alles okay.

Der Referenzstrom (0,55 mA) fließt zum Teil durch R85 und zum Teil durch R86. Die Widerstände sind gleich und normalerweise sind auch die Spannungen über R85 und R86 gleich.
D. h. durch R85 und durch R86 müsste jeweils der halbe Strom (0,28 mA) fließen.
Die Spannung über R85 und R86 ist dann 0,28 mA * 4,7 kOhm = 1,3 V.
Wenn (wegen Unsymmetrien) ein Zweig etwas mehr Strom erhält, dann fließt im anderen Zweig entsprechend weniger Strom. Daraus folgt aber auch, wenn eine Spannung etwas höher liegt als 1,3 V, muss die andere etwas niedriger sein. Das stimmt hier schon mal nicht.

-> Messen: Stimmen die Werte von R85 und R86 (je 4,7 kOhm)? (die kann man hier mit üblichen Multimetern (Messspannung < 0,5 V) im eingebauten Zustand bei ausgeschaltetem Gerät messen. Ggf. Messleitungen umpolen, der höhere Wert gilt).

Die Spannung über R86 ist größer als über R85. Das ist zu erwarten, denn durch die negative Spannung am Ausgang und damit auch an der Basis von Q10 wird Q10 eingeschaltet. Der Strom von der Stromquelle fließt durch Q10 und erzeugt eine höhere Spannung über R86. Das ist auch zu erwarten. Durch die höhere Spannung an R86 ist auch die Spannung an der Basis von Q14 höher und Q14 leitet stärker. Auch okay.

Der höhere Strom durch Q14 erzeugt auch höheren Strom durch Q13 und Q13 versucht, die Spannung am Ausgang zu erhöhen. Auch gut.
Q14 kann den Strom aber nicht beliebig erhöhen: Bei ca. 6 mA wird die Spannung über R89 so groß, dass Q14 in Sättigung gerät. Hier hat der Entwickler mit R89 einen Schutz eingebaut, der Folgefehler verhindert.

Q14 ist also gesättigt, damit zieht Q14 auch deutlich Basisstrom.

Vermutlich fließt der gesamte Referenzstrom (0,55 mA) durch Q10. Durch R86 fließt 1,95 V / 4,7 kOhm = 0,41 mA und der Rest (0,55 mA - 0,41 mA = 0,14 mA) fließt in Basis von Q14.

Soweit ist das plausibel und die Funktionen von Q10 und Q14 scheinen okay zu sein.

1,95 V über R86 und an Q14 Ube(sat) = 0,75 V bedeutet ca. 1,2 V über R92.
R89 bestimmt den Strom zu 6 mA. Über R92 fließt ca. 1,2 V / 100 Ohm = 12 mA, also der doppelte Wert. Daraus kann man schließen, dass auch die Stromspiegelschaltung mit D37 und Q13 korrekt funktioniert.

> R85: 1,81V
Durch R85 darf im jetzigen Zustand aber kein Strom fließen. I_R85 = 1,81 V / 4,7 kOhm = 0,39 mA.
Wo kommt der Strom her?
Von der Referenzstromquelle (0,55 mA) kann er nicht kommen, deren Strom fließt komplett durch R86 und Q10.

An der Basis von Q9 hast du einst 0 V gemessen, d. h. über R81 fließt auch kein Strom. Q9 würde ich daher zurzeit als wahrscheinlich okay einstufen.

Damit bleibe ich wieder bei Q15 und C45 als wahrscheinliche Ursache hängen. Q15 hast du aber bereits ausgetauscht. C45 entfernen hatte ich empfohlen, du hattest dann C46 geschrieben. Hier weiß ich nicht, welchen du entfernt hast.
Jedenfalls erhält Q15 fälschlicherweise Basisstrom und schaltet ein, z. B. durch zu hohen Leckstrom der internen Kollektor-Basis-Diode oder durch zu hohen Leckstrom durch C45. In Kollektorkreis von Q15 liegt der Widerstand R120. Der ist mit max. 1 kOhm deutlich geringer als R89. Q15 kann also mehr Strom führen als Q14. Deshalb wird die Spannung am Ausgang negativ.
Ist die Leiterplatte vielleicht elektrisch leitfähig verschmutzt?

Bernhard

PS: Ich hatte mal ein billiges Multimeter mit Drehschalter, bei dem die Schleifkontakte nicht mehr zuverlässig waren, das hat dann manchmal falsche Werte angezeigt.

Hallo Bernhard,

vorhin habe ich mich nochmals an den Verstärker gesetzt. Die Tage davor hatte ich fälschlicher Weise C46 ausgelötet und nicht C45 wie du empfohlen hattest.

Sobald C45 ausgelötet wurde, ist die Mittenspannung nun kleiner 0,5V und auch die Schutzschaltung wurde nicht aktiv. Also habe ich gleich einen neuen 15pF Keramik Kondensator eingebaut, die Sicherungen der Endstufentransistoren eingesetzt und nun läuft der defekte Kanal wieder!

Vielen Dank und großen Respekt an alle, die mir hier weitergeholfen haben. Vor allen Dingen großen Dank an Bernhard für die ausführlichen Erklärungen der Schaltung und wertvollen Tipps. Ich durfte bei diesem Projekt wirklich sehr viel lernen.

Einen Punkt habe ich noch. Ich habe statt F1 einen Multimeter angeschlossen um den Ruhestrom zu bestimmen. Bei dem reparierten Kanal beträgt der Ruhestrom ca. 100mA, beim anderen Kanal ca. 80mA. Gibt es eine Empfehlung für die Endstufe?
Sobald ich an R120 etwas drehe, ändert sich hierbei der Strom für beide Kanäle was mich etwas verwundert.

Viele Grüße
Markus

Glückwunsch!

Das war ein ungewöhnlicher Fehler.
Jetzt wird's wieder für mich interessant.
Bitte poste doch mal ein Foto von dem defekten Kondensator (C45). Was für ein Typ ist es?
Ist es ein keramischer Kondensator? Ein Folienkondensator?

Welchen Widerstand misst du über den beiden Anschlussdrähten?
Ist er niederohmig? Oder liefert er einen Leckstrom bei höherer Spannung?

Gruß
Georg

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Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen.

...ich bin auch begeistert, auch große Anerkennung für die Ferndiagnose von Bernhard !
Da hätte ich noch paar Fragen... Das müßte man aber besser direkt klären, aber der Baum läuft ja nicht weg...

Und daß selbst in der Schaltung der Regelkreis beim Weglassen der Sicherungen geschlossen ist, ist auch eine Erkenntnis.

Ich vermute...rate mal, das ist ein halbleitend gewordener Keramikkondensator ^^

Gruß Ingo

Danke für das Lob. Ich freue mich auch, wenn der Verstärker wieder funktioniert.

Keramische Kondensatoren werden selten defekt. Bei höheren Kapazitäten verwendet man viele dünne Schichten (MLCC - Multi Layer Ceramic Capacitor), da kann ein Durchbruch schon mal passieren, besonders bei Klasse-2-Kondensatoren: deren Keramik (hauptsächlich BaTiO) ist relativ spröde und einzelne Schichten (oder auch alle) können brechen. Im Vergleich zu Elkos sind auch MLCC seltener defekt.
Aber 15 pF baut man in der Regel einlagig und mit Keramik der Klasse 1. Das ist auch für mich das erste Mal, dass einer unter 1 nF elektrisch durchbricht.
Wenn du so seltene Ereignisse anziehst, solltest du vielleicht Lotto spielen, Markus.

Vor ein paar Jahren habe ich mal zwei Keramikkondensatoren 1 µF; 16 V; X7R (Klasse 2); 0805 bezüglich Leckstrom geprüft:
5 V -> 10 nA
40 V -> 30 nA
70 V -> 100 nA
100 V -> 300 nA
140 V -> 1 µA
200 V -> 5 µA
(200 V war meine obere Prüfgrenze)
Prinzipiell sieht die Kurve ähnlich aus wie bei einem Varistor.

Ich nehme an, dass 100 mA Stromaufnahme das Netzteil schon etwas belasten und dass Änderung der (gemeinsamen) Versorgungsspannung auch etwas Einfluss auf den Ruhestrom (des anderen Kanals) hat. Der Einfluss sollte aber sehr gering sein.

Hallo zusammen,

hier noch ein Bild vom defekten Keramikkondensator:


Mit dem Multimeter ist der Kondensator hochohmig. Bei 30V Gleichspannung beträgt der Strom durch den Kondensator ca. 45 µA.

Viele Grüße
Markus