Neuartige Transistorgegentaktendstufe

[ghe]

Eine Gegentaktendstufe ohne thermische Probleme, keine Übernahmeverzerrungen, einfacher Aufbau und weiter Betriebsspannungsbereich von 3 bis 20V.
Mehr darüber auf http://www.radio-ghe.com/gtv211.htm

GTV211plan2.gif

[Dirk508]

Verfrühter Aprilscherz.

Gruß Dirk

[Bosk Veld]

Dachte ich auch erst, aber die Schaltung ist in ihrer Einfachheit gar nicht mal schlecht. Die Endstufe ist extra stark verstimmt, damit die Transistoren nicht heiß werden. Also nix mit Ub/2. Ein paar hundert mV werden da wohl einigermaßen unverzerrt rauskommen.
Die Spannungsverstärkung hängt im Wesentlichen von der Kleinsignalverstärkung von T1 ab, deswegen wohl auch der brutale 1µF zur Schwingungsunterdrückung.

Aber: "Neuartig" ist schon ein ziemlich großes Wort dafür.

Gruß, Frank

[Bosk Veld]

Hast Du es mit LTSpice simuliert?

Gruß, Frank

[hoeberlin]

Hallo, in die Runde,

ich empfehle einmal den Titel zu lesen: "Kleinleistungsverstärker"

Die Schaltung wurde vom Verfasser schon an anderer Stelle im Internet veröffentlicht, deshalb hatte ich mich damit auch schon beschäftigt.

Für den Zweck, extrem sparsam mit der wertvollen Energie umzugehen, und trotzdem einen kleinen Lautsprecher anzusteuern, ist das durchaus geeignet.

Einen auch nur mittelmäßigen Anspruch an Ausgangsleistung kann die Schaltung nicht erfüllen, das zeigt allein ein Blick in die Datenblätter der Halbleiter.

Diese Schaltung lässt sich nicht mit herkömmlichen Maßstäben messen, und da ist es dann schon etwas neues. Das fordert schon zum "um die Ecke denken " auf!

VG Henning

[Dirk508]

Die Verzerrungen sind ganz schön hoch. Bei Kleinsignalaussteuerung kommt man kaum unter 5 %, zumindest lt. Simulation. Mag an dem eigenartigen Arbeitspunkt liegen. Und mit den Elkos fehlt der Baß.

Was hast denn dem Eingangssignal für einen Ri verpasst?
Wird der zu klein, wirkt die "Gegenkopplung" nicht.

Aber mehr wie 10 mW an 8 Ohm wird da wohl nicht rauskommen.

Gruß Dirk

[Radiomann]

Hallo,

die Schaltung wurde bereits hier vorgestellt und diskutiert.
Interessant finde ich sie auf alle Fälle.

[Andy]

Hallo,
ein besseres Konzept einer Endstufe ohne Ruhestrom und ohne Probleme mit der thermischen Stabilität ist der sog. Edwin-Verstärker, eine alte Elektorschaltung. Eine Schaltung ist z.B. hier zu sehen, es ist nicht ganz die Elektro Originalschaltung, zeigt aber ebenfalls exakt das Prinzip.

Zwischen den Basisanschlüsse der Treibertransistoren wird dreifache Diodenschwellspannung (das ist auch etwa gleich Basis-Emitterspannung von Transistoren) angelegt, zwischen den Basisanschlüssen der Endstransisitoren liegt daher einfache Schwellspannung, so daß kein Ruhestrom fließt. Ebenfalls zwischen den Basisanschlüssen der Endtransistoren (d.h. zwischen den Emittern der Treibertransistoren) liegen zwei Widerstände R, deren Anzapfung auch mit dem Lautsprecherausgang verbunden ist. R liegt bei Elektor in der Größenordnung von ca. 33 Ohm, so daß die Treiber einen Ruhestrom von ca. 10mA (halbe Schwellspannung von knapp 0.7V / R) liefern. Dieser Ruhestrom ist klein und wegen der relativ großen Widerstände R ohne Temperaturkompensation stabil. Die ganze Endstufe hat eine nichtlineare Kennlinie, unterhalb der Schwellspannungen der Endtransistoren ist die Verstärkung ca. 2*RL/R (also deutlich kleiner als Eins) und oberhalb der Schwellspannung ca. Eins. Wichtig ist, daß die Verstärkung nirgendwo Null wird, was bei einer normalen Endstufe ohne Ruhestrom der Fall wäre. So kann dine Gegenkopplung (die ist in der Schaltung nicht eingezeichnet, die Originalschaltung von Elektor enthält mehr) diese Nichtlinearität ausregeln, während sie bei einer normalen ruhestromlosen Endstufe dort, wo die Verstärkung Null ist, aussetzen würde.

Man kann damit Endstufen von einigen Watt bis über 40W Leistung aufbauen, noch größere Leistung gingen mit Tricks wohl auch. Ich hatte so eine 15W-Endstufe gebaut und ausprobiert. Der Klirrfaktor erreicht zwar keine absoluten Spitzenwerte, ist aber für normale Hifi-Anwendungen durchaus ausreichend. Ich hatte so eine 15W-Endstufe gebaut und ausprobiert.

Die obige Schaltung kommt wir ziemlich "windig" vor, ein nur schlecht definierter Arbeitspunkt, der auch stark Exemplarabhängig sein dürfte, der brutale 1u-Kondensator parallel zum Ausgang und die Betriebsspannung bis zu 15V! bei 15V dürfte der Verstärker kein bißchen mehr leisten als bei 3V, also sollte man das auch nicht tun, man verbrät nur unnötig Leistung.

Gruß
Andy

[edi]

Das Dingelchen erinnert mich an meine Radiorestaurationsversuche, vor weit über 40 Jahren.
Da habe ich oft mangels Wissen und Können die HF- Eingangsspulen für einen Detektor- Empfangsteil oder ein Audion genutzt, und die NF mit 2 Kleinleistungs- Germanium- Transis auf die Tüte gebracht.

Ich hab's mal aus der Erinnerung aufgezeichnet.
Ich weiß nicht mehr, ob ich den Vorwiderstand an Kollektor oder Batterie- Minus angeschlossen hatte. Der Vorwiderstand war auch sehr hoch.
Schaltpoti, AÜ und Lautsprecher des Radios genutzt. Ging auch gut mit Freischwingern.
Flachbatterien waren damals die billige Stromversorgung für Transis.

Weniger geht kaum.
Brachte sogar (wenn der AÜ zufällig geeignet war) recht gute Zimmerlautstärke.

Jaaaaa... primitiv, mies... und die Verbastelung... da war ich 9 oder 10, und die Transis (etwa 2-3 Mark) hab`ich mir vom Taschengeld gekauft.
Technisch eine einfache Darlington- Schaltung, keinerlei Stabilisierung, die Trafo- Anpassung Zufall, Leistung gering.
Vielleicht jagt's mal einer zur Analyse durch pspice...

Eben die "Restauration" eines Jung- Bastlers. Immerhin habe ich etliche Radios so zum Laufen bekommen, sogar recht zufriedenstellend, tauschte die bei Schulkameraden ein gegen Bastelmaterial, und die neuen Besitzer meckerten auch nicht... die Mittelwellensender waren noch stark (Berlin), 6 fette Sender waren bestens zu empfangen.

Edi

[Bosk Veld]

Fast die gleiche Schaltung habe ich mal als Verstärker für einen Plattenspieler mit Kristalltonabnehmer gebaut (endlich konnte ich mal Stereo hören ), nur einen Widerstand statt des Lautsprechers und ohne Eingangskondensator. Am Kollektor wurde per Elko zum Kopfhörer ausgekoppelt. Das gab einen Super-Frequenzgang, von Baß keine Spur .

Gruß, Frank

[edi]

Am Kollektor wurde per Elko zum Kopfhörer ausgekoppelt. Das gab einen Super-Frequenzgang, von Baß keine Spur .

Diagnose: Elko zu klein gewesen.
Der hier hätt`s getan.





Edi

[ghe]

Hallo die Runde,
danke für die interessanten Antworten und Beiträge.
Ergänzend zum GTV211 möchte ich noch folgendes sagen. Mein Ziel war ein Verstärker für eine Speisespannung von ca. 3V und einer erzielbaren guten Zimmerlautstärke. Mit einem Klasse A Verstärker ist dies leicht zu erreichen, wenn die Stromaufnahme von mindestens 40mA nicht stört. Mich hat es gestört. So bin ich mehr durch Zufall und herumprobieren auf die obige Schaltung gekommen. Bei 3V und einem Ruhestrom von 1mA ist bei ausreichendem Eingangspegel mehr als Zimmerlautstärke zu erreichen und das bei einem Strom bis zu 20mA. Andy hat schon recht, dass bei höheren Bertiebsspannungen die Leistung nicht grösser wird. Ich wollte nur hinweisen, dass die Schaltung über einen grossen Spannungsbereich stabil bleibt, dies ist bei herkömmlichen Gegentaktverstärkern nicht unbedingt gegeben.
Das folgende Bild zeigt die Spannungsverhältnisse in der Schaltung bei unterschiedlichen Betriebsspannungen.

[Andy]

Hallo,
wenn es um maximalen Wirkungsgrad geht, also z.B. möglichst lange Batterielebensdauer bei gegebener kleiner Leistung, wäre eine PWM-Endstufe wohl die beste Lösung. Nannt sich auch Klasse-D Verstärker oder auch "Digitalendstufe". Viele Schaltungen beziehen sich auf sehr große Leistungen und haben Power MOSFETs, das kommt hier nicht in Frage. Hier kann man als digitale "Leistungsstufe" einfach ein CMOS-Logik-IC verweden, ich würde den CD4050 (auch HEF4050 oder sonst xx4050, je nach Hersteller) oder auch den 4049 empfehlen (4050 ist ein nichtinvertierender 6-fach Buffer, 4049 ist invertierend). Die 6 Buffer schaltet man einfach alle parallel, dann kann die Stufe weit mehr als 50mA liefern. Am Eingang braucht man noch etwas Logik, die einen modulierten Oszillator bildet und am Ausgang ein L-C-.Filter zum Lautsprecher. Elektor hatte vor langer Zeit auch so eine Schaltung, so etwas ähnliches müßte eigentlich irgendwo im Netz zu finden sein. Das Ganze läuft auch mit 3-5V und hat eine extram geringen Eigenverbrauch, die Batterie muß fast ausschließlich die Leistung liefern, die an den Latsprecher geht.

Nachteil ist, daß die Schaltung eine Rechteckschwingung von mindestens 20kHz, besser ca. 50kHz erzeugen muß, wegen der kleinen Leistung ist das aber besser zu filtern als bei einem Schaltnetzteil, das 10-100 mal soviel Leistung hat. Sonst würde ich auch eher nach intergrierten Endverstärkern gucken, es gibt auch welche für kleine Leistungen mit wenige Stromaufnahme, evtl. gibt es auch welche, die wie oben beschrieben arbeiten und alles schon zusammen auf einem Chip integriert haben. Leider kann ich keine konkreten Links geben, da ich selber dafür länger recherchieren müßte, evtl. finde ich später noch etwas.

Gruß
Andy

[zuendi]

Hallo,
ich will mich nicht einmischen. ich habe eh keine Ahnung. Aber ich kann ein Bild liefern, von einem modernen, preiswerten "Class-D" Verstärker. 2 x 10W = reicht. Nur mal als Anschauung, wie minimalistisch es da drin zugeht. Inklusive Klangregelnetzwerk und 2 Zeigermessinstrumente, fürs Auge
Keinerlei Kühlung nötig, es gehört noch ein zigarettenschachtelgroßes Schaltnetzteil dazu.

[Ultraschall]

Hallo.
Es handelt sich hier um eine Komplementärendstufe. Wichtig bei den beiden Endstufentransistoren:Sie müssen paarig ausgemessen werden. Ansonsten arbeitet sie unsauber, weil die Halbwellen sonst ungleich sind. Also, eine Handvoll einkaufen und auf Stromverstärkungsfaktor ausmessen.

Grüße aus Berlin
Ultraschall