Halb OT: Grundprinzip der Transistorverstärkung
Da hamma den Salat, der merendo will unbedingt wissen, wie denn so eine Transistorverstärkerschaltung grundsätzlich funktioniert.
Dazu hat der merendo zwar schon recht fleißig im Internet gestöbert, aber nur sehr komplizierte und komplexe Schaltpläne ohne verständliche Erklärungen gefunden. Voller Hoffnung und Verzweiflung wendet sich der merendo daher an euch. Der merendo denkt, wer sich mit HiFi auskennt, könnte sowas auch wissen.
Der merendo bittet um einen Schaltplan eines Transistorverstärkers, und zwar "as basic as possible". Keine komplexen Verzwirblungen, die nicht unbedingt nötig sind, dem merendo gehts nur um das Verständnis des Grundprinzipes. Wenn möglich, bitte mit Erklärungen.
Und keine Angst, der merendo ist nicht schizophren (Ich dafür umso mehr 😛)
Der merendo sagt schon mal Danke für alle die helfen!!
12 Antworten
Hab grad nicht viel Zeit, aber das hab ich schnell mal eben gefunden: Verstärker
Vielleicht bring Dich das ja schon etwas weiter...
Im Hifi-Forum (oder so) gab es auch mal einen Thread zu den verschiedenen Prinzipien (Class A, B, A/B usw.).
Die Sound West Seite ist schon mal genial!
http://sound.westhost.com/articles.htm
Da kann man wenn man gut english kann auch einiges lernen. Grade die Amp Design Rules sind sehr lehrreich 🙂
Ansonsten
http://www.bcae1.com/
Hmmm... die Seiten kenn ich leider schon alle...
Ich bin auf der Suche nach einem Schaltplan, der einen Verstärker für einen einzigen Kanal mit wirklich nur dem allernötigstem darstellt, gibts sowas?
edit
So, jetzt ich hab ich sowas gefunden, kaum zu glauben für was wiki alles gut ist... Naja, gut. http://upload.wikimedia.org/.../Transistorverst%C3%A4rker.PNG
So, zu dem Ding hab ich jetzt ein paar Fragen:
- Wofür ist der Ce da, dient der Kondi da einfach nur als Hochpass oder wofür braucht man den? Da steht, der schütze irgendwie vor Gleichspannung, äh, wie denn?
- Wofür braucht man den Ra, dient der Quasi als "Kurzschlussschutz, da der Lautsprecher sonst zwischen plus und minus nen 8-ohmigen Kurzschluss bauen würde???
- Aber so gesehen würde ja ständig eine geringe Gleichspannung durch den Lautsprecher fließen. Das ist doch eigentlich schlecht, oder?
- Wofür sind R1 und R2 da gut??
ja.. les eben diese "Amp Design Rules"
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hi
@merendo: 10 sem Elektrotechnik an der uni und du weist es (und noch viel viel viel mehr)
mfg
R2 ist der eingangswiderstand. der transistor kann nur das signal "verstärken", das zwischen basis (mitte) und emitter (unten) als spannung anliegt. und diese spannung fällt über dem widerstand R2 ab.
R1 ist glaube ich nicht unbedingt erforderlich, habe auch schon schaltungen ohne diesen widerstand gesehen. bin mir aber nicht ganz sicher
über den lautsprecher fliesst keine gleichspannung, da ein kondensator dazwischenliegt. ein kondensator stellt für gleichströme einen unendlichen widerstand dar. hier können also nur wechselströme fliessen.
aus dem gleichem grund befindet sich am eingang ein kondensator - er entkoppelt gleichspannungen, die zu einer zerstörung des transistors (überlast) oder des lautsprechers führen könnten.
soweit ohne die 10 semester elektrotechnik.. ich hoffe es stimmt trotzdem halbwegs 😉
alles klar?
Die Schaltung ist sehr ... ungeeignet für Anfänger würde ich sagen. Und man wird sowas in der Art ganz sicher nicht in irgendwelchen HiFi Endstufen finden da diese Schaltung dafür einfach nicht geeignet ist (Ausgangs- und Eingangswiderstand sind scheisse, daher stark abhängig von der Ausgangsimpedanz der angeschlossenen Quelle, keine genau definierte Spannungsverstärkung, gröber nicht linear, geringe Stromverstärkung, ...)
Guck dir mal lieber das an:
http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsverst%C3%A4rker
Ist immernoch nicht das was man in einer HiFi Endstufe finden wird, aber viel näher dran. Problem an dieser Schaltung ist z.B. der Arbeitspunkt von Q3 und dass er einfach mittels eines Spannungsteilers eingestellt wird. Alles Sachen die sich relativ einfach lösen lassen, bloss werden es dann halt auch immer mehr Bauteile :-)
Dashier hat du dann üblicherweise (oder zumindest sehr oft) als Eingang -- entweder diskret aufgebaut oder (wie in vielen billigeren Verstärkern aber auch in einigen sehr teuren und guten) als Bestandteil eines OPs:
http://de.wikipedia.org/wiki/Differenzverst%C3%A4rker
Der Eingang 1 wird dabei als nicht invertierender Eingang geschaltet, der Eingang 2 als invertierender, und Eingang 2 wird normalerweise für die Gegenkopplung verwendet - d.h. man führt das Ausgangssignal der letzten Stufe (üblicherweise ne einfache Stromverstärker-Stufe) 1:N abgeschwächt (wieder ein Spannungsteiler) auf Eingang 2 zurück - N bestimmt dann die Spannungsverstärkung der gesamten Schaltung.
Mit dem Ausgang 2 (im Bild Messpunkt "Ua" auf der Seite von "Ra2"😉 steuert man dann (meist noch über 1 oder 2 andere Zwischenstufen) inetwa das an was in dem ersten Artikel ("Leistungsverstärker"😉 abgebildet ist (allerdings z.B. ohne Q3 als Spannungsverstärkung). Dann braucht man noch ein paar Korrekturen hier und da um das ganze stabil zu bekommen (damit es nicht zusammen mit den Lautsprecherkabeln nett zu schwingen anfängt), und fertig ist der Verstärker. (Wobei das "stabil" bekommen des Verstärkers mit zu den schwierigeren Aufgaben zählt - der Rest ist relativ einfach)
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Das ist wie ich finde so ziemlich die einfachste Betrachtung die Sinn macht um halbwegs zu verstehen was in einem Verstärker abgeht. Ist vielleicht nicht gut erkläre, aber die Materie ist eben auch nicht mal schnell in 5 Minuten zu erklären.
BÄR
Also ich hab mich jetzt mal so ein bisschen durchgerungen, und bin zu folgender Erkenntnis gekommen: Der Verstärker auf dem Schaltplan von Wikipedia müsste doch theoretisch funktionieren, aber er würde doch stehts nur die positive Halbwelle verstärken, seh ich das richtig? Ungeachtet dessen, ob er gut klingen würde, etc...
Nach meinem bisherigen Verständnis hab ich mal selber nen Schaltplan gemalt, würde der auch funktionieren (wieder ungeachtet dessen, ob er gut klingt oder nicht, etc...)? Siehe Anhang.
Also ich hab das mal so verstanden: Durch das Signal, das an der Basis des Transis angelegt wird, wird dessen Widerstand verändert. Der Strom kommt also von Minus, wandert dann in den Transistor, und kommt dort etwas verändert (also abgeschwächt oder nicht) wieder raus, und wandert dann durch den Kondi der vor Gleichspannung schützt, dann durch die 8 Ohm die sich Lautsprecher nennen und dann wieder zurück in den Pluspol. Hab ich das soweit richtig verstanden??
Also ich betone nochmal: Mir gehts wirklich nur um das allergrundlegendste Verständnis der Grundlagen, also überfallt mich bitte nicht mit 10 Semestern Elektronik an der Uni 😁
merendo, sorry, aber deine schaltung ist ziemlich lustig ;-)
erstmal musst du schon einzeichnen wo nun der emitter ist. bzw. wenns ein FET sein sollte wo source/drain ist. und dann ... wo soll denn da strom fliessen wenn alles zu mit kondensatoren ist?
die schaltung von wikipedia funktioniert natürlich und verstärkt auch beide halbwellen - wieso meinst du bloss eine spannungsseite würde verstärkt? dazu gibts ja die vorspannung für die basis, nen? (EDIT: ich meinte bloss die schaltung ist nie und nimmer so in einem HiFi verstärker zu finden - und aus gewissen gründen schwierig zu erklären und daher für nen anfänger nicht wirklich geeignet)
achherrjeh, lass das mal lieber, ich denke das is einfach nicht dein ding 🙂
BÄR
Zitat:
achherrjeh, lass das mal lieber, ich denke das is einfach nicht dein ding
Glaub ja nicht, dass ich so einfach locker lass 😁
Zitat:
merendo, sorry, aber deine schaltung ist ziemlich lustig ;-)
Freut mich, wenn ich dich zum Lachen bringen kann 😛
Die Kondis sind als Schutz vor Gleichspannung da, Wechselspannung kann ja noch fließen 😁 hatten wir aber doch schon 😁
Ich hab da so ne richtig coole Seite gefindet, da ist richtig gut erklärt, was ein Transi ist und wie er funktioniert, siehe: http://cougar.slvhs.slv.k12.ca.us/.../transistoramp2.jpg
Von daher hab ich leider keine Ahnung was Emitter und Kollektor ist, kenn nur die englischen Bezeichnungen 😁
Also, auf den Trichter, dass die Schaltung von Wiki nur die positive Halbwelle verstärken würde, komm ich folgendermaßen:
Mal angenommen, am oberen Eingangskontakt würde jetzt ein positives Signal (irgendwo über der Nulllinie) anliegen, dann würde doch der Strom der an der basis anliegt, zwischen "source" und "drain" Strom fließen lassen. Die Elektronen wandern von Minus hinein in den Transistor, von da aus rein in den Lautsprecher und dann in Plus rein, Stromkreis geschlossen.
Jetzt mal genau andersrum, also am oberen Signalkontakt jetzt ein negatives Signal, der Transistor wird doch dadurch zu einem ziemlich hochohmigen widerstand, zwischen minus und transi und lautsprecher und plus kann doch dann kein strom mehr fließen, oder versteh ich das falsch, dass ein transi bei + Volt zum Widerstand wird und bei - volt zum leiter???
Hujeh, tu mal nicht FETs mit bipolaren Transistoren verwechseln. Die einen haben Gate, Source und Drain (FET), und die anderen Basis, Kollektor und Emitter (BJT aka. Bipolar Junction Transistor).
Dass die KOs von dir als Schutz vor Gleichspannung gedacht waren/sind ist mir schon klar, bloss kann so ein Transistor ja net einfach so aus dem nix heraus Leistung erzeugen. Er braucht ne "Stromversorgung", und die schneidest du mit dem KO eben ab.
Und: wer will, der soll, aber selber 😁 Aber hier auf "muss ja ganz einfach zu erklären sein" fragen aber keine Bücker lesen wollen ist halt schon auf die ganz ganz einfach, ne?
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Also, nochmal das Grundprinzip eines Transistors: Du hast "Basis", "Kollektor" und "Emitter". Nehmen wir mal einen NPN Transistor an. Weiters die technische Stromrichtung, also von "+" nach "-". Dann kann Strom von der Basis zum Emitter fliessen, es kann Strom von der Basis zum Kollektor fliessen. Wenn dann noch ein wenig Strom von der Basis zum Emitter fliesst, dann kann viel viel Strom vom Kollektor zum Emitter fliessen - X mal soviel wie von der Basis zum Emitter fliesst. X ist die max. Stromverstärkung des Transistors.
Sagen wir mal wir hängen den Transistor mit dem Kollektor auf +10V, und die Basis hängen wir über nen Widerstand auf +2V. Den Emitter hängen wir über nen Widerstand auf 0V (Masse).
So. Nu will erstmal von der Basis (2V) zum Emitter (0V) Strom fliessen. Das geht OK. Es will aber auch vom Kollektor (10V) zur Basis (2V) Strom fliessen - das blockiert der Transistor aber, vom Kollektor zur Basis geht halt nicht. Es will dann noch Strom vom Kollektor (10V) zum Emitter (0V) fliessen. Da von der Basis zum Emitter nun ein Strom fliesst geht das auch OK.
Jetzt beginnt die Spannung an der Basis langsam abzusinken da ja Strom fliesst und am Basis-Widerstand daher ein Spannungsabfall entsteht. Genauso steigt aber die Spannung am Emitter, da auch durch den Emitterwiderstand ein Strom fliesst und da auch ein Spannungsabfall entsteht. Irgendwann ist dann der Punkt erreicht, wo die Spannung am Emitter fast gleich gross ist wie die an der Basis. Dadurch fliesst immer weniger Strom von der Basis zum Emitter, und irgendwann ist der Punkt erreicht, wo der Strom so klein ist, dass die max. Stromverstärkung geradenoch ausreicht um soviel Strom vom Kollektor zum Emitter zu erlauben, dass am Emitterwiderstand etwa das abfällt was an der Basis von den 2V übrigbleibt minus etwa 0,7V. Die 0,7V gehen im Halbleiter drauf, im Prinzip dasselbe wie bei den Dioden - aber da wirds dann etwas kompliziert. Der Basisstrom ist dabei relativ gering (daher auch der Spannungsabfall am Basiswiderstand), da ja die Spannung zwischen Basis und Emitter schon nahe an den 0,7V ist (also kaum mehr). An der Basis haben wir also 1,9...V. Am Emitter haben wir dann eben ca. 1,3V -- und Bingo, unser Stromverstärker ist fertig. D.h. der Steuerstrom (Basisstrom) ist klein, der gesteuerte kann viel grösser sein (Kollektor-Strom).
Und das wars dann auch schon. Wenn du dir das mal durchdenkst wirst du draufkommen dass also ein Transistor nur "auf einer Spannungsseite" arbeiten kann, weswegen man auch ne Offsetspannung braucht wenn man Wechselspannung verstärken will. Oder eben 2 Transistoren. Und du solltest auch draufkommen dass und warum ein Transistor quasi ohne "Stromversorgung" am Kollektor nix verstärken kann - und warum dein KO in der Kollektor/Emitterleitung "falsch" ist.
Hier: http://www.kpsec.freeuk.com/components/tran.htm findest du ein paar wenige Grundlagen. Interessant ist z.B. das Ersatzschaltbild mit 2 Dioden. Guck dir das mal an und denk drüber nach. Dann musst du nurnoch wissen dass im Transistor die Kollektor-Basis-Diode quasi "verschwindet", sobald die Basis-Emitter Diode leitend wird -- anstelle der Diode hast du dann quasi nen Widerstand dessen Wert vom Basis-Strom abhängt. Sehr sehr grob gesagt.
Hier: http://www.kpsec.freeuk.com/trancirc.htm findest du noch ein paar Standardschaltungen.
BÄR