Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

Tjena!
Jag har återupptagit ett litet förstärkarbygge-projekt jag klurade på förut.
Förstärkaren ser ut att fungera precis som önskat när ingen högtalare kopplats på.
Med högtalare får det en riktigt ful störning. Jag har ingen aning om vad detta kan bero på.
Jag har inget nättrafo utan kör med ett lab-aggregat som pallar ca 3A.

skickar med schema och oscilloskopbilder med och utan högtalarelement.
Är otroligt tacksam för tips!
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
MiaM
Inlägg: 13728
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av MiaM »

Hur ser signalen ut på olika ställen i kretsen, t.ex. mellan C3 och R13?

Nog ser väl den "fina" signalen rätt tillplattad ut nedtill, eller ser jag dåligt?

Tips: mät med spänningsdelare in på datorns ljudkort och jämför med en "syntetisk" sinusvåg, eller mät på både insignal och utsignal och ställ variabel förstärkning på oscilloskopet så att kurvorna överlappar.

Vad gör den oanslutna kretsen med två pot'ar, två kondingar och två motstånd? Nåt som "blev kvar" från tidigare version eller?

Bonusfråga: varierar du insignalen till förstärkaren eller rattar du på pot'en mellan Q1-Q3? Om du rattar på pot'en så prova att ratta på den med svag/ingen signal in, och se om självsvängningen påverkas av vald förstärkning.

Spekulationer++:

Matningen till Q2 borde kanske tas från zenerstabiliseringarna D1 och D2.
C7 borde kanske kopplas till jord istället för minusmatningen? (OBS polariteten på C7 då, inte självklart hur den ska vändas utan att räkna / simulera.

Det finns ingen jordanslutning ritad till nedre delen av R9 och vad jag tolkar som ingångsjorden. Det borde vara kopplat till jord i förstärkaren.

En högtalare är rätt induktiv, i en del förstärkare brukar det sitta ett motstånd i serie med kondensator över utgången, för att säkerställa att förstärkaren har last vid höga frekvenser. (OBS, det motståndet bör inte vara trådlindat för då blir även det induktivt, parallellkoppla tillräckligt många vanliga ej trådlindade motstånd för att få tillräcklig effekt).

Högtalarens signaljord bör vara ansluten direkt vid nätagget, INTE med samma kabel som också matar signaljord till förstärkaren.

Det kan kanske, eller kanske inte, funka bättre om delen med Q3-Q4-Q5 och delen med Q1-Q2 matas med separata ledningar från nätagget.

Jag ser inga avkopplingar på matningen. Varje rippel skapat från strömmen i sluttrissorna kommer fortplanta sig in till förstärkarstegen. Q1 har visserligen zenerdioder, men de har inga kondingar över sig så om ripplet blir så starkt att R4 och R5 inte hela tiden orkar ge tillräcklig ström (även vid korta dippar i matningen) så sprids ripplet in till Q1.

Det kanske är en bra idé att sätta en konding mellan drain (heter det väl? nedre högra benet iaf) på Q3 och signaljord. Som det är ritat så kommer minusmatningen vara signaljord för Q3, vilket gör att rippel i minusmatningen fortplantas. Likaså borde kanske R11 delas upp på två seriekopplade motstånd, varav det övre rätt lågohmigt (säg t.ex. 330 ohm och det nedre 3,6k ohm) och en konding kopplad mellan "mitt emellan de två motstånden" och signaljord.

OBS, jag VET inte mycket av ovanstående, utan gissar en del utifrån vad jag sett i andra byggen och vad som verkar "intuitivt".

P.S. provmät gärna förstärkaren med alla möjliga och omöjliga konstlaster, typ induktiv/kapacitiv/resistiv med olika impedanser (jämför t.ex. effektkubmätning, som brukar göras med 1,2,4 och 8 ohm samt med 0, +/-30 och +/-60 graders fasvridning). Det borde avslöja andra instabiliteter.
Användarvisningsbild
SM7CZR
Inlägg: 2217
Blev medlem: 14 februari 2011, 22:45:08
Ort: Lund

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av SM7CZR »

Jag ser inga avkopplingar på matningen.
Precis! Sätt en avkopplingskonding (0,1uF) till jord vid varje transistors spänningsmatning.
Vad skall anslutas mellan R18 & R20 ?
Sinuskurvan är en aning tillplattad på den ena bilden (om man är petig).
På den andra bilden ser man tydligt en överlagrad högfrekvent svängning samtidigt som sinuskurvan är deformerad.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

Tack!! först frågor till MiaM (eller alla som vill svara):skriver svar med rött. jag skriver en siffra för varje svar för att ev underlätta att svara på svaren

Hur ser signalen ut på olika ställen i kretsen, t.ex. mellan C3 och R13?
1.
första steget tar upp signalen för att i steg 2 kunna klippa den då matningen där är lägre.
Nästa pot är volympot som bara ska justera volymen på slutet för tillfället har jag inte kopplat på en sådan. Detta är också svar på nästa fråga.
Jag kunde ha vridit upp så det bara blev en ren sinus men tänkte att det inte borde spela någon roll.


Nog ser väl den "fina" signalen rätt tillplattad ut nedtill, eller ser jag dåligt?

Tips: mät med spänningsdelare in på datorns ljudkort och jämför med en "syntetisk" sinusvåg, eller mät på både insignal och utsignal och ställ variabel förstärkning på oscilloskopet så att kurvorna överlappar.

Vad gör den oanslutna kretsen med två pot'ar, två kondingar och två motstånd? Nåt som "blev kvar" från tidigare version eller?
2.
Detta är en liten gitarr eq (från big muff) Den har jag inte heller kopplat på än varken i programmet eller på den fysiska förstärkaren.


Bonusfråga: varierar du insignalen till förstärkaren eller rattar du på pot'en mellan Q1-Q3? Om du rattar på pot'en så prova att ratta på den med svag/ingen signal in, och se om självsvängningen påverkas av vald förstärkning.
3.
Här fattar jag inte riktigt hur du menar tror jag? Jag rattar med poten. Det ligger fortfarande störningar vid läg volym


Spekulationer++:

Matningen till Q2 borde kanske tas från zenerstabiliseringarna D1 och D2.
C7 borde kanske kopplas till jord istället för minusmatningen? (OBS polariteten på C7 då, inte självklart hur den ska vändas utan att räkna / simulera.
4.
Matar jag från zenerspänningarna får jag lägre förstärkning i första steget och får för låg signal för att kunna klippa den i nästa steg.
varför är det bra att dra C7 till jord istället? (undrar för att jag vill lära mig. Det kan va lätt att misstolkas på forum)


Det finns ingen jordanslutning ritad till nedre delen av R9 och vad jag tolkar som ingångsjorden. Det borde vara kopplat till jord i förstärkaren.
Den är jordad missade att få med den i bild.

En högtalare är rätt induktiv, i en del förstärkare brukar det sitta ett motstånd i serie med kondensator över utgången, för att säkerställa att förstärkaren har last vid höga frekvenser. (OBS, det motståndet bör inte vara trådlindat för då blir även det induktivt, parallellkoppla tillräckligt många vanliga ej trådlindade motstånd för att få tillräcklig effekt).
5.
Menar du över kondensatorn i alla stegen? vore skönt om det bara var i slutsteget för att slippa lägre signal i varje steg.


Högtalarens signaljord bör vara ansluten direkt vid nätagget, INTE med samma kabel som också matar signaljord till förstärkaren.
6.
Fattar inte. Har satt alla jord tillsammans. nätagg, signalgenerator och högtalare.


Det kan kanske, eller kanske inte, funka bättre om delen med Q3-Q4-Q5 och delen med Q1-Q2 matas med separata ledningar från nätagget.
7.
Varför? så måste man väl göra när förstärkaren väl byggs på riktigt med bara en spänningskälla?


Jag ser inga avkopplingar på matningen. Varje rippel skapat från strömmen i sluttrissorna kommer fortplanta sig in till förstärkarstegen. Q1 har visserligen zenerdioder, men de har inga kondingar över sig så om ripplet blir så starkt att R4 och R5 inte hela tiden orkar ge tillräcklig ström (även vid korta dippar i matningen) så sprids ripplet in till Q1.
8.
Det hade jag ingen aning om. Hur stora ska de kondingarna vara? finns det någon tumregel? Direkt från matning till jord alltså? Då vänder man kondingens plus till jord vid minusmatningen? Hur stora glättningskondensatorer behövs till trafon när man väl bygger på den? någon tumregel här också?


Det kanske är en bra idé att sätta en konding mellan drain (heter det väl? nedre högra benet iaf)source om du menar till minusmatningen på Q3 och signaljord. Som det är ritat så kommer minusmatningen vara signaljord för Q3, vilket gör att rippel i minusmatningen fortplantas.

9.
Menar du att jag skippar att dra den till minus och bara drar den till signaljord?

Likaså borde kanske R11 delas upp på två seriekopplade motstånd, varav det övre rätt lågohmigt (säg t.ex. 330 ohm och det nedre 3,6k ohm) och en konding kopplad mellan "mitt emellan de två motstånden" och signaljord.
10.
Jag litar på dig fast varför gör man så?


OBS, jag VET inte mycket av ovanstående, utan gissar en del utifrån vad jag sett i andra byggen och vad som verkar "intuitivt".

P.S. provmät gärna förstärkaren med alla möjliga och omöjliga konstlaster, typ induktiv/kapacitiv/resistiv med olika impedanser (jämför t.ex. effektkubmätning, som brukar göras med 1,2,4 och 8 ohm samt med 0, +/-30 och +/-60 graders fasvridning). Det borde avslöja andra instabiliteter.
11.
Det där blev grekiska för mig.


Jag är otroligt tacksam för att du tagit så mycket tid till att hjälpa mig!! tusen tack! vore riktigt kul om jag kunde få svar på mina eller någon av mina följdfrågor. tusen tack igen!
Senast redigerad av tokfan 30 juni 2012, 21:54:58, redigerad totalt 1 gång.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

SM7CZR skrev:
Jag ser inga avkopplingar på matningen.
Precis! Sätt en avkopplingskonding (0,1uF) till jord vid varje transistors spänningsmatning.
Vad skall anslutas mellan R18 & R20 ?
Sinuskurvan är en aning tillplattad på den ena bilden (om man är petig).
På den andra bilden ser man tydligt en överlagrad högfrekvent svängning samtidigt som sinuskurvan är deformerad.
Hur menar du vid varje spänningsmatning? direkt på drain och gate? eller bara rakt på matningen. i sånna fall kan man ju sätta alla på samma ställe väl?

r18 och r20 ska vara potar för att justera bias i slutändan. Man brukar göra på det viset väl eller finns det något annat sätt?

Sätt en avkopplingskonding (0,1uF) till jord vid varje transistors spänningsmatning.
vad menas förästen med och?

tusen tack även till dig för hjälp!!
Det kanske går att lösa detta till slut!
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

(nu fattar jag vad u och u/ gjorde;)) understryker ordet.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Är det såhär ni menar?

Inlägg av tokfan »

är det såhär ni menar?
några invändningar eller tips?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
MiaM
Inlägg: 13728
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av MiaM »

Nu började jag skriva ett långt svar, och när jag klickar på "Skicka" så ser jag att du ritat ett nytt schema. Jag låter det jag svarade stå kvar, och säger att det du ritat in i schemat ser helt rätt ut.
OBS att C10 vid Q3 kommer göra att förstärkningen ökar lite i Q3, men det är kanske bara bra?

1:
Jag menar alltså hur det ser ut om du mäter med oscilloskopet, d.v.s. finns den där ringningen på överkanten med även "längre till vänster" i förstärkaren?

1½/3:
Aha. Finns störningarna även med "jättelåg" volym?

4:
Aha.
Med C7 mot jord så kommer störningar i minusmatningsspänningen (som det alltid finns) inte att tas in i det förstärkarsteget. För att få full förstärkning men bli av med störningar även från plusmatningen så kan du seriekoppla R8 med ett mindre motstånd, säg kanske 470 ohm mot plusmatningen (värdet bara chansat ur luften) och behålla 10k mot Q2/C1. En kondings ena ben till punkten mellan R8 10k och det nya motståndet, och kondingens andra ben mot jord, borde äta upp störningar i plusmatningen.

5:
Nej, jag menar mellan högtalarutgången och högtalarjord. Det kanske inte behövs här.

6:
Alla kablar har en liten resistans (om man inte kyler ner dem till absoluta nollpunkten på -273 grader :mrgreen: ). Det gör att det som är "riktig" jord vid nätaggregatet blir lite sämre jord efter några decimeters kabel.
När du kör med labb-aggregat så ska du alltså dra en jordkabel från förstärkaren till nätaggets jordanslutning, och en annan kabel från högtalaren direkt till samma jordanslutning på nätagget.

Om högtalaren och förstärkarkortet delar jordkabel så kommer den rätt höga strömmen genom högtalaren ge ett spänningsfall i jordkabeln till nätagget som även påverkar förstärkaren.

7:
Samma grej som punkt 6. Q3-Q4-Q5 drar rätt mycket ström som ger spänningsfall i ledningarna från nätagget till förstärkaren. Det spänningsfallet kan leda sig in till signalen i Q2-Q1, men om man har separata ledningar så slipper man det spänningsfallet.

8:
Jag vet inte om det finns nån tumregel, "lagom" :wink: Värt att tänka på här (och även för C7 och den extra konding jag föreslår på punkt 4 nu) är att elektrolytkondensatorer är inte så jättebra vid högre frekvenser (som självsvängningen på din oscilloskopbild verkar vara på), så man kan behöva parallellkoppla både en elektrolyt (de 100uF du valt för C7 funkar nog bra att köra på alla ställen) och en mindre konding (t.ex. 0,1uF = 100nF) av nån annan typ. Kondingar av plast brukar väl anses vara bra för ljudgrejer.
Helt rätt att vända plussidan på kondingen mot jord när andra änden av kondingen går till minusmatningen.

Om du ska ha en chans att se effekterna av de här kondingarna i en simulering så får du nog lägga in ett litet motstånd och en liten spole i serie med matningsspänningarna när du kör simuleringen, för att simulera att du har viss kabellängd.

Du kan också prova att ha så korta och grova kablar som möjligt mellan labbaggregatet och förstärkaren, typ kör bara nån decimeter om du kan.

9:
Source kanske det heter. FET är inte min starka sida :oops:
Ja, en tumregel är väl att sätta kondingar mot jord istället för mot en av matningsspänningarna, borde funka på de flesta ställen.
OBS dock vad som är plus och minus, du får mäta spänning eller simulera för att se vilken spänning du har på ledaren mellan Q3 och R10 (och likaså mellan Q2 och R7/C7).

10:
Det lågohmiga motståndet ihop med kondingen blir ett lågpassfilter som gör att i stort sett bara likspänning kommer fram från matningsspänningen. Störningar (som t.ex. beror på strömmen Q5 drar) filtreras bort. Med lågohmigt motstånd mellan matningsspänning och kondingen, men fortfarande ungefär samma värde på R9, så påverkas inte förstärkning o.s.v. så mycket. Om man kan leva med klenare förstärkning så kan man ha högre resistans på det "nya" motståndet och få lika bra filtrering även med en mindre konding. För att bygga en enda förstärkare så vinner man inte så mycket på att spara på storlek på kondingar på det sättet (det är nog snarast bättre att ha så många kondingar på samma värde för att få mängdrabbat), men ska man serietillverka tusentals så är det värt att räkna på varje öre.

11:
Om man tittar i typiska hemmaljudtidningar, t.ex. Hifi&Musik men kanske också hemmabiotidningar, så brukar de ha en "effektkub" som de mätt upp när de testar förstärkare. De testar då den dels med vanliga motstånd på 8, 4, 2 och 1 ohm, men också med blandningar av motstånd och spole eller kondensator, för att se hur förstärkaren reagerar på en "svår" belastning. Om du kör schemat i simulering så kan du prova att dels ändra R19=högtalaren till lägre värden som t.ex. 4, 2 eller 1 ohm, och du kan också prova att koppla en kondensator eller en spole i serie med R19. Jag är inte säker på vilka värden som är vettiga att prova att simulera med.

Man testar gärna så för att högtalare är inte särskilt lika motstånd. Dels består ju högtalaren av en lindad spole, men sen tillkommer en massa annat som ställer till det för förstärkaren, t.ex. om man skickar in en triangelvåg på högtalaren så kommer konen fortsätta vilja röra sig åt det håll den redan rör sig när vågformen i en triangelvåg vänder. Tänk ungefär som om du kör en bil och försöker köra framåt - backa - köra framåt - backa - köra framåt - backa hela tiden, det räcker inte att bara köra åt båda hållen utan det blir en del bromsande också. Jag är kanske inte jättebra på att förklara, säg till om det blev helt obegripligt :)


Men OBS att jag har alltså inte så jättebra koll, framförallt inte på valet av komponentvärden.
Användarvisningsbild
SM7CZR
Inlägg: 2217
Blev medlem: 14 februari 2011, 22:45:08
Ort: Lund

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av SM7CZR »

Du glömde nog att sätta avkopplingar på sluttrissorna.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

Tackar igen båda två!!!


Gain-ratten eller vad man ska kalla den justerar amplituden på signalen så att man kan höja den så högt så att den klipper vid diodspänningen.
(fast det kanske inte var svaret på din fråga?). Den sista poten är för att justera volymen och de två som inte är inkopplade än typ ett bandpassfilter (tror jag).

hur kopplar jag av sluttransistorerna? med motstånd och konding till jord som i de andra fallen? hur högt motstånd är lämpligt i sånna fall?

Om jag fixar avkopplingen av sluttransistorerna kanske man kan bygga om allt på lab-plattan snart?
eller missade jag något mer i schemat ovan som jag inte snappade upp nu?
Användarvisningsbild
SM7CZR
Inlägg: 2217
Blev medlem: 14 februari 2011, 22:45:08
Ort: Lund

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av SM7CZR »

Nej, sluttrissorna avkopplar du med varsin 0,1 µF kond på inkommande matningsspänning, så nära transistorerna som möjligt.
Inga motstånd skall ändras i slutsteget.

Beträffande den allra första transistorn (Q2) skulle du nog behållit 10k motståndet men i serie med matningen sätta 470 Ohm och mellan dessa två motstånd koppla 100µF och 0,1µF, båda till jord.
Förstår du hur jag menar? Det blir ett lågpassfilter för matningsspänningen till den första trissan.

De andra ställen på schemat där som sitter 100µF kan du även koppla en 0,1µF parallellt.
Då blir det en bra kombination för att avkoppla både lägre och högre frekvenser.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

Ok jag fattar.
Går det att köra en keramik parallellt istället för plast som nämndes ovan.
Blir det stor skillnad mellan det och plast? har inga plast hemma (tror jag).

Nu ska jag ta tag i det hela och börja plocka runt på lab-plattan och hoppas att jag inte bränner nåt.
Det blir ett himla trassel hur jag än gör.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

Blir det verkligen så att man kopplar av både höga och låga frekvenser om man parallellkopplar två kondingar?
Jag tänker att det blir samma sak som att bara ta en lite större kondensator?
vad är hemligheten?
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av tokfan »

Räknade lite på det. I första steget skär jag bort allt över 3Hz
i andra över 3,4kHz och i tredje 4,8kHz?
Är detta lämpligt? Varför tar man inte stora kondensatorer på alla ställen? Då får man väl bort 50Hz-brum på köpet?
3Hz är ju jättelågt jämfört med de andra?
Där jag redan har 100uF på source är det vä bara signalen som kopplas av?

Lite frågor för att vara på den säkra sidan.
Användarvisningsbild
SM7CZR
Inlägg: 2217
Blev medlem: 14 februari 2011, 22:45:08
Ort: Lund

Re: Behöver hjälp med en förstärkare som låter skumt

Inlägg av SM7CZR »

Blir det verkligen så att man kopplar av både höga och låga frekvenser om man parallellkopplar två kondingar?
Jag tänker att det blir samma sak som att bara ta en lite större kondensator? vad är hemligheten?
Hej!
Använd de keramiska kondingar som du redan har.
Som jag skrev tidigare så är en stor elektrolytkondensator inte så bra avkoppling för höga frekvenser, däremot bra för låga frekvenser.
Mindre kapacitanser är bra avkoppling för högre frekvenser, men inte för låga.
Därför kompletterar dessa typer varandra. Att spara på avkopplingar ställer bara till problem (självsvängningar).
Avkopplingar skall jordas i omedelbar närhet av den aktuella komponenten (t.ex.transistorn).

När jag skall posta ser jag att du redan skrivit mer, men jag skickar detta i oförändrat skick.
Skriv svar