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Groups > de.sci.electronics > #269818
| From | Jan Bruns <ebay@abnuto.de> |
|---|---|
| Newsgroups | de.sci.electronics |
| Subject | Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe |
| Date | 2019-12-08 13:05 +0000 |
| Message-ID | <h54aotFmuv1U1@mid.individual.net> (permalink) |
| References | <h4rdeoFokmU1@mid.individual.net> <qsejhh$999$1@news.albasani.net> |
Stufe 1:
========
Das Potential am Source von TR501, TR503 ergibt sich aus deren durch R511
fliessende Stromsumme
U_src = -16.5V +(I_tr501+I_tr503)*R511.
Seien diese Ströme folgt modelliert:
I_tr501 = (-Uz_tr501 + Ug_tr501 -U_src)*v_tr501
und
I_tr503 = (-Uz_tr503 + Ug_tr503 -U_src)*v_tr503
wobei v den Strom pro Spannungsänderung modelliert, und die Uz aus dem
Linearbereich extrapolierte Ugs_off modellieren soll.
Sei durch *Bauteilselektion*
v_tr501=v_tr501 = v
und
Uz_tr501=Uz_tr503 = Uz,
so daß
I_tr501 = (-Uz + Ug_tr501 -U_src)*v
und
I_tr503 = (-Uz + Ug_tr503 -U_src)*v.
Der im Schlatplan angegebene Beispielwert für U_g=0, U_src=0.23V ergibt
sich z.B. mit der Annahme
v=17 mA/V
Uz=-0.29V.
Nach etwas Rechnerei (mit MAXIMA)...
U_src = -16.5 +(I_tr501+I_tr503)*R511;
%,I_tr501 = (-Uz + Ug_tr501 -U_src)*v;
%,I_tr503 = (-Uz + Ug_tr503 -U_src)*v;
solve(%,U_src);
%[1];
%,R511=8200,Uz=-0.29,v=0.017;
expand(%);
(%i1) U_src = -16.5 +(I_tr501+I_tr503)*R511;
(%o1) U_src = (I_tr503 + I_tr501) R511 - 16.5
(%i2) %,I_tr501 = (-Uz + Ug_tr501 -U_src)*v;
(%o2) U_src = R511 (((- Uz) + Ug_tr501 - U_src) v + I_tr503) - 16.5
(%i3) %,I_tr503 = (-Uz + Ug_tr503 -U_src)*v;
(%o3) U_src = R511 (((- Uz) + Ug_tr503 - U_src) v
+ ((- Uz) + Ug_tr501 - U_src) v)
- 16.5
(%i4) solve(%,U_src);
rat: replaced 16.5 by 33/2 = 16.5
(4 R511 Uz - 2 R511 Ug_tr503 - 2 R511 Ug_tr501) v + 33
(%o4) [U_src = - ------------------------------------------------------]
4 R511 v + 2
(%i5) %[1];
(4 R511 Uz - 2 R511 Ug_tr503 - 2 R511 Ug_tr501) v + 33
(%o5) U_src = - ------------------------------------------------------
4 R511 v + 2
(%i6) %,R511=8200,Uz=-0.29,v=0.017;
(%o6) U_src = - 0.00178699070764832 (0.017
((- 16400 Ug_tr503) - 16400 Ug_tr501 - 9512.0)
+ 33)
(%i7) expand(%);
(%o7) U_src = 0.4982130092923517 Ug_tr503 + 0.4982130092923517 Ug_tr501
+
0.2299928520371694
also sehr präzise
U_src = 0.23V + (Ug_tr501+Ug_tr503)/2
wobei sich die Abweichung von diesem Idealverhalten kaum durch die
Annahmen zu Uz und v sondern im wesentlichen durch R511 ergibt (s. Gl.
%o5).
Und U_src eingesetzt in die Ausgangsgleichungen für die Ströme ergibt
somit:
I_tr501 = v * ((Ug_tr501-Ug_tr503)/2 -0.23V -Uz)
I_tr503 = v * ((Ug_tr503-Ug_tr501)/2 -0.23V -Uz)
Stufe 2:
========
R523 und R525 seien vernachlässigt.
Die Basisströme der Transistoren TR505 und TR507 sind die durch R505,R507
fliessenden Ströme abzüglich der durch TR501,TR503 abgeleiteten:
Ib_tr505 = (16.5V -0.7V -U_R527) / R505 - I_tr501
Ib_tr507 = (16.5V -0.7V -U_R527) / R507 - I_tr503
So ist der Spannungsabfall an R527 bei Annahme konstanter
Stromverstärkung:
U_R527 = (k+1)*(Ib_tr505 + Ib_tr507) * R527
Mit den Zahlenwerten aus dem Schaltplan ergibt sich nebenbei der
Stromverstärkungsfaktor k der Transistoren TR505 und TR507 zu
k=94.03664634564012.
Einsetzen der Basisströme in obige Formel für U_R527, und weiteres
Einsetzen der Transistorströme aus Stufe 1 führt zu dem irgendwo
überraschenden Ergebnis, daß U_R527 unabhängig von den Gatespannungen in
Stufe 1 konstant ist.
U_R527 = (k+1)*(Ib_tr505 + Ib_tr507) * R527;
%,Ib_tr505 = (16.5 -0.7 -U_R527) / R505 - I_tr501;
%,Ib_tr507 = (16.5 -0.7 -U_R527) / R507 - I_tr503;
%,I_tr501 = v * ((Ug_tr501-Ug_tr503)/2 -0.23 -Uz);
%,I_tr503 = v * ((Ug_tr503-Ug_tr501)/2 -0.23 -Uz);
solve(%,U_R527);
%[1],k=94.03664634564012;
%,R505=4700,R507=4700;
%,R527=1300;
%,v=0.017;
%,Uz=-0.29;
=> U_R527 = 10.8005624719512
Sollten sich allerings in Stufe 1 (und 2) doch irgendwie Asymetrien in
den Strömen ergeben, wird U_R527 wohl kräftig in Richtung einer Re-
Zentrierung der Ströme schwanken,
Ib_tr505 = (15.8-U_R527)/R505-((-Uz)+(Ug_tr501-Ug_tr503)/2-0.23)*v
Ib_tr507 = (15.8-U_R527)/R507-((-Uz)+(Ug_tr503-Ug_tr501)/2-0.23)*v
Daraus folgt auch der Ruhestrom in die Basis: 43.71 µA
D.h. auch, daß die Differenz der beiden Gatespannungen in Stufe 1 nicht
mehr als etwa 5mV betragen darf (verrückt: ein voll aussteuerndes Signal
ist ein Vielfaches grösser! vllt. nicht so wild, es ist ja eh wohl das
Ziel, die vorgegebene Spannung exakt einzustellen).
Stufe 3:
========
Am gemeinsamen Emitterwiderstand R529 (82 Ohm) von TR509 und TR511 sollen
laut Plan 800mV in Ruhe abfallen, also knapp 10mA fliessen.
Bei einer Stromverstärkung der Transistoren von 100 bedeutet das also
grob 100µA Basisstromsumme.
Soll letztere halbwegs konstant bleiben, reduziert sich die in Stufe 1
nutzbare Gatedifferenz sicherlich noch weiter, als oben berechnet (vllt.
auf ca. 50µV?).
Konkret gehe ich davon aus, daß sich beim angegebenen Arbeitspunkt mit
Basispotential (54.6V) Veränderungen der Kollektorströme aus der Stufe 2
vollständig als Basisstromänderung in Stufe 3 auswirken.
Stufe 4:
========
TR513 ist nicht verstärkend geschaltet, und dient wohl zur Aufnahme der
Spannungsdifferenz.
Da R531=R533 scheint auch TR515 effektiv keine Stromverstärkung
beizutragen.
Leistungsstufe:
===============
Ich gehe zunächst davon aus, daß TR517 im Regelbetrieb wirkungslos ist.
Vielleicht dient er ja irgendwelchen Prüfprozeessen ei der Fertigung.
Somit vereinfacht sich dieses gesamte Rechteck im Wesentlichen zu einem
10k (5k mit Optostrom an) Widerstand zwischen positivem und negativem
Pfad.
Die Diodenreihe D513, D515, D517, D519 dürfte mitsamt den angehängen
beiden Widerständen und Dioden im Normalbetrieb weitesgehend wirkungslos
sein.
Die Z-Diodenreihe bewirkt wohl, daß die Basen von TR519 bzw. TR521 nicht
weiter als knapp 6V vom Output weg können, entsprechend einer Begrenzung
auf 40A, gegeben duch den Spannungsabfall an den 0.22 Ohm Widerständen.
Nach diesen Ausführungen wäre aber das Poti VR501 ziemlich sicher
ziemlich wirkungslos.
Das hat aber Auswirkungen auf die Wärmeentwicklung.
Ausserdem wären die 5mA Ruhestrom aus Stufe 3 bzw. 4 vllt. doch ein
bisschen viel um an den Leistungstransistoren nur 36mA Ruhestrom zu
bewirken. Die werden ja zweistufig deutlich mehr Stromverstärkung haben.
Also sei mal anders als im Schaltplan der Emitter von TR517 an den
Kollektor von TR515 angeschlossen.
Dann kann der im Leerlauf (bei kleinen Gate-Differenzen in Stufe 1) den
Leistungtransistoren den Strom wegfressen. Bei grösseren angeforderten
und gelieferten Ausgangsströmen mag zwar der Basisstrom von TR517 noch
grösser werden, aber gegen die ungleichen Ströme aus Stufe 3/4 käme ja
selbst ein Kurzschluss nicht an.
Möglicherweise kann sodann der Optokoppler eben diese Funktionalität
lahmlegen/begrenzen.
Aber eh' ich da jetzt dran rumrechne müsste ich das Teil vielleicht doch
mal aufschrauben und schauen, ob das tatsächlich so angeschlossen ist.
Gruss
Jan Bruns
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Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2019-12-05 03:56 +0000
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Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> - 2019-12-06 13:35 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> - 2019-12-06 06:43 +0100
Verständniisfrage zu Formulierung war mal Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2019-12-05 20:00 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Stefan Wiens <s.wi@gmx.net> - 2019-12-05 08:50 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> - 2019-12-05 10:36 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Andreas Fecht <forum@aftec.de> - 2019-12-05 11:27 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> - 2019-12-05 11:45 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Newdo <Newdo@ifmd.de> - 2019-12-06 09:41 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2019-12-06 17:19 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Fritz <mogined@nurfuerspam.de> - 2019-12-07 14:58 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Ewald Pfau <anderswo@gmx.net> - 2019-12-07 23:42 +0000
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Fritz <mogined@nurfuerspam.de> - 2019-12-08 10:28 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2019-12-09 19:43 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2019-12-09 19:31 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Fritz <mogined@nurfuerspam.de> - 2019-12-10 09:30 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Falk Dµbbert <falk@duebbert.com> - 2019-12-06 23:08 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2019-12-08 13:05 +0000
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Stefan Wiens <s.wi@gmx.net> - 2019-12-08 19:58 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2019-12-09 05:34 +0000
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2019-12-10 03:48 +0000
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2019-12-10 08:51 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Stefan Wiens <s.wi@gmx.net> - 2019-12-10 11:29 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Fritz <mogined@nurfuerspam.de> - 2019-12-10 17:13 +0100
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2019-12-12 01:07 +0000
Re: Verständnisfragen zu optischer Audioendstufe Ludger Averborg <ludger_averborg@web.de> - 2019-12-12 09:59 +0100
csiph-web