MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Moderator: timundstruppi

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oldiefan
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von oldiefan »

Na, dann war der "falsch gepolte" Elko auf der Platine wohl eine Ente. Ein Fehler, in dem Forenbeitrag, in dem das behauptet wurde.

Ich verstehe, dass auf der Platine original die Elkos mit dem negativ gepolten 3-PIN Stützring verbaut waren. Wenn man da nachträglich snap-in Elkos einbaut, mit + am ursprünglichen Mitten-Lötloch, kann eigentlich wenig schiefgehen. Wenn man nicht gerade den negativen Pol an eines der beiden singulären, nicht verbundenen Lötaugen anlötet, dann braucht es von dort eine Drahtbrücke.

Eine Leiterbahnverbindung über die "-" Pins der Originalelkos hat hier ja auch nicht bestanden. Eine vergessene nachträgliche Lötbrücke kann also auch nicht der Grund sein.

Der Widerstand R665, der sich bei der Simulation als eine mögliche Problemstelle offenbarte, ist auch inzwischen geprüft und für gut befunden.

Und ja, ich habe die Simulation einmal für 220 V Netzspannung (44 V Versorgungsspannung an der Endstufe) und einmal für 240 V Netzspannung (48 V an der Endstufe) gemacht, um den Unterschied für die Sollspannungen zu zeigen.

Ich habe auch Simulationen für Ruhestrom 8 mA und 50 mA gemacht. Der unterschiedliche Ruhestrom (8 vs. 50 mA) wirkt sich auf die Spannungen nicht merklich aus (allenfalls < 0,1 V Unterschied). Wenn die Spannungen der Messung alle damit übereinstimmen, ist ein Schaltungsfehler und auch ein Bauteilefehler unwahrscheinlich.


Schwingungsneigung mit neuen Transistoren:

Ich habe in der Simulation noch einen Anhaltspunkt für eventuelle Schwinganfälligkeit bei ca. 400 kHz mit den Transistoren BDW93/BDW94 gefunden, die bei TIP102/TIP106 oder TIP101/TIP105 nicht vorhanden ist.
Das könnte heissen, dass die Endstufe bei Transistorersatz mit BDW93/BDW94 aus neuerer Produktion doch schwingen könnte. Vielfach werden über einen so langen Zeitraum (seit 1981) die Produktionsverfahren von Transistoren geändert, was u.U. zu geänderten Eigenschaften führt. Somit könnten heutige BDW93/94 von 1980iger BDW93/94 verschieden sein. Die Datenblätter geben bei BDW93/94 keine Transitfrequenz und keine Ausgangskapazität an. Nach allem deutet es wohl darauf hin, dass sich dabei was über die Jahrzehnte geändert haben könnte. Ein oberflächliches Suchen nach HF-Schwingen bleibt in diesem Fall ggf. erfolglos, da 400 kHz noch NF ist und im Oszilloskop damit, auf einem NF-Sinus überlagert, schlechter zu sehen ist als HF, wenn man nicht dabei mit FFT arbeitet.

Mit BDW93A/BDW94A gibt es im Amplitudenfrequenzgang um ca. 400 kHz eine Überhöhung, so etwas, wie eine bereits einsetzende leichte Resonanz (Amplitudenüberhöhung), die aber noch gedämpft ist. Das ist ein "Frühindikator" für Schwingneigung. Mit dem Darlington-Paar TIP101/TIP106 ist dieser Effekt nicht vorhanden. Auch nicht mit TIP141/TIP146, die TO-220 Ausführung davon ist TIP141T/TIP146T. Das sind nach Simulation besser geeignete Ersatzpaare für BDW93/BDW94.

TIP101/TIP106:
TIP101 TIP 106 Endtransistoren MR200 Endstufe.jpg
BDW93A/BDW94A:
BDW93 BDW94 Endtransistoren MR200 Endstufe.jpg
Mit einer schwingungsinduzierenden kapazitiven Last (zum Testen in der Simulation) von 100 nF am Endstufenausgang vergrössert sich der Unterschied weiter: Mit BDW93/94 verstärkt sich die Resonanz (Überhöhung der Amplitude) bei 400 kHz erheblich, während sie mit TIP101/106 gerade nur erst im Ansatz erkennbar wird.

Reinhard
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Pollux
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von Pollux »

Hallo Reinhard, Danke für Deine Analyse.

Die Geschichte mit dem verpolten Elko muß ja keine Ente sein, vielleicht war auch ein Kondensator auf einer anderen Position gemeint.

Ich hätte nicht gedacht, daß ein signifikant zu niedriger Ruhestrom sich nicht auch zumindest teilweise in deutlich verringerten Spannungswerten niederschlägt, aber man lernt halt nie aus. Die von mir gemessenen Werte, um die ich Deinen Schaltplan aus der Simulation ergänzt habe, hast Du gesehen ?

Interessant wäre immer noch, ob ein Schwingen der Endstufe sie quasi sofort zerstören kann. Ich kannte es bisher nur so, daß eine schwingende Endstufe schnell heiß wird und dann zerstört wird, weil die Endtransistoren thermisch überlastet werden, dieser Vorgang aber schon eine gewisse Weile dauert.

Auch wäre interessant, welche BDW93 / 94 Transistoren der LTspice-Simulation zugrunde liegen, wenn man schon Unterschiede in alter und neuer Fertigung vermutet (die, so glaube ich wenigstens, vorhanden sind bzw. vorhanden sein müßten).

Ich habe zumindest in anderen Forenbeiträgen nie gelesen, daß andere Transistortypen als BDW93C und BDW94C im Falle eines Endstufenschadens verwendet worden sind, ein Vergleichstyp wäre wohl einen Versuch wert.
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oldiefan
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von oldiefan »

Hallo Pollux,

könnte sein. Ich kenne die Aufdrucke auf der Platine nicht. Im Service Manual stehen die Elkos C635, C637, C638 und C639 jedenfalls richtig, sowohl im Schaltbild, wie auch im Layout-Bild der Lötseite.

Klar, Deine gemessenen Spannungen habe ich gesehen. Darauf bezog ich mich, als ich schreib, "keine Bauteilefehler oder Schaltungsfehler anhand der (gemessenen) Spannungen ersichtlich".

Dem Darlington Modell meiner Simulation liegen BDW93/94 Transistoren von ST aus 1993 zugrunde. Diese Information hilft aber wenig.

Mehrfach wurde an anderer Stelle betont, dass über einen Hilfskontakt am Netzschalter beim Ausschalten die grossen Netzteil-Ladeelkos über den 47 Ohm Widerstand R814 schnell entladen werden. Das vermeidet den Ausschalt-Plopp. In wieweit ein Defekt dieses Kontakts oder ein hochohmiger R814 sich schädlich auf die Endstufe auswirken könnte, wenn sich also die Elkos über die Endstufe entladen müssen, übersehe ich nicht auf Anhieb.

Gruß
Reinhard
Zuletzt geändert von oldiefan am Sa 11. Mär 2023, 22:31, insgesamt 1-mal geändert.
Rufula
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von Rufula »

Danke für euren Einsatz, ich bin mir für nichts zu schade. Wenn Ersatztypen die Lösung wären, dann los.
Ich habe gleich mal gegoogelt, leider sind diese Typen in Deutschland nicht erhältlich. In England habe ich welche gefunden, die würden mit Versand und Gebühren für je 10 Stück ca.40€ kosten. :o
Viele Grüße aus Leipzig
Frank
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Pollux
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von Pollux »

Die Hilfskontakte samt Entladewiderstand sind bei meinem Gerät auf jeden Fall funktionsfähig. So wie ich Beiträge aus anderen Foren verstanden habe, ist diese Funktion lediglich "Kosmetik" und nicht erforderlich. Im Falle eines defekten Hilfskontaktes im Netzschalter wird der parallel zu den Elkos liegende Entladewiderstand im Ein-Zustand nicht abgetrennt und brennt sich munter durch die Platine, weil das Netzteil relativ leistungsfähig ist.

Ich sehe schon, wir müssen zusammenlegen und für Reinhard einen defekten MR organisieren. Aus der Ferne ist das alles recht abstrakt und eingeschränkt, wenn man das Gerät nicht auf dem Tisch hat. Vorausgesetzt natürlich, daß er an dem Gerät auch Interesse hat.

OT: Reinhard, geht es im Saba-Forum beim Thema TRX 3000 eigentlich noch weiter ? Sehr spannendes Gerät...
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oldiefan
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von oldiefan »

TIP101 ...Farnell auf Lager
TIP102 ...Farnell auf Lager
TIP102 ...Reichelt

aber momentan TIP105 und TIP 106 nicht zu bekommen!

Besser erhältlich und in der Simulation auch oK:
BDX53C / BDX54C


Gruß
Reinhard


PS:
TRX3000...steht noch auf meiner to do Liste.
Er hat Probleme mit Aussetzern am Lautstärkepoti (unobtanium) und ein gebrochenes Seilzugumlenkrad (ich hasse mechanische Fummeleien). Das hatte mich nicht angespornt. Aber ich werde mich ihm wieder widmen.
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Pollux
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von Pollux »

Reinhard, das Quadro-Poti dürfte nicht generisch sein, also Schlachtgerät. Das ist natürlich übel. Ich habe einen 2000 und einen 3000, benötigst Du den Durchmesser einer intakten Rolle ? Das sind diese Plastik-Fehlkonstruktionen mit Feder, oder ?
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von oldiefan »

Ich denke, ich bin der Sache etwas weitergekommen.

Dies sagt die Simulation (mit BDW93A/BDW94A):

1) Die Endstufe mag keine niedrige Last-(Lautsprecherimpedanz). Sie fühlt sich mit 4 Ohm nicht wohl und verzerrt bei höherer Ausgangsleistung schon früh.
Sie fühlt sich aber mit 8 Ohm wohl - da kein Problem!

2) Die Endstufe schwingt NICHT, wenn ein Lautsprecher (4 Ohm oder 8 Ohm) angeschlossen ist.
Sie schwingt aber heftig (mit ca. 450 kHz), wenn KEIN Lautsprecher angeschlossen ist UND der Eingangspegel hoch ist (Test-Eingangssignal 10 kHz Sinus) UND die Quell-(Generator-) Ausgangsimpedanz hoch ist (z.B. 4,7 kOhm oder mehr).

3) Wenn die Quell-(Generator-)Ausgangsimpedanz niedrig ist, schwingt die Endstufe NICHT, niemals (auch nicht ohne Lautsprecher und bei hohem Eingangspegel). D.h. dass das Schwingen von der Klangregelstufe Ausgangstransistor T617) und einwandfreiem Zustand dessen Netzteilversorgung (T838) abhängt!

4) Unter allen Bedingungen, bei denen die Endstufe mit BDW93/BDW94 schwingt, schwingt sie mit BDX53C / BDX54C NICHT! In keinem Fall!

Es sieht also so aus, dass die vorgeschaltete Klangregelstufe, insbesondere T617 und dessen Beschaltung in die Betrachtung mit einbezogen werden muss.

Es gibt nach Simulation eine Neigung von BDW93/BDW94, zu schwingen, die von mehreren Randbedingungen abhängt:
a) Eingangspegel und Frequenz (wie weit ist jeweils der Lautstärkesteller aufgedreht, Rauschen kann zur Stimulation genügen). Höhere Frequenz und höherer pegel begünstigt Schwingen.
b) Quellimpedanz > ca. 4 kOhm erzeugt Schwingen. Bei unterhalb ca. 4 kOhm kein Schwingen.


Bei BDW93 / BDW94 ohne Last am Endstufenausgang:
Schwingen mit BDW93_BDW94 wenn kein Lautsprecher angeschlossen ist (keine Last).jpg

Gleiche Bedingungen aber mit BDX53C /BDX54C statt BDW93 / BDW94:
BDX53C BDX54C wenn kein Lautsprecher angeschlossen ist (keine Last).jpg

Die Frage ist, ob die Ausgangstransistorstufe (T617) so modifiziert werden kann (niedrigere Ausgangsimpedanz), dass kein Schwingen mit BDW93 / BDW94 mehr auftritt.

Ich berichte weiter.

Gruß
Reinhard
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oldiefan
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von oldiefan »

Weitere Resultate der Simulation:

Der Ausgang der Klangregelstufe - so wie sie ist - ist niederohmig genug, dass auch mit BDW93 /BDW94 unter den vorher beschriebenen "ungünstigen Randbedingungen" kein Schwingen erfolgt.

Also wieder Entwarnung - selbst mit BDW93 / BDW94.

Die hier vorhandene Klangregelstufe ist m.E. nicht HiFi-tauglich, wirklich linearer Frequenzgang damit nicht möglich; aber das ist ein ganz anderes Thema. Die Verstärkersektion scheint mir beim MR200 ungewöhnlich und ja offenbar von Problemen gebeutelt, spart aber Bauteile. Konsequenter und bewährt ist im Vergleich eine MA100 Endstufe aufgebaut!

Zum "Pumpen" / "Lichtorgel" mit Vorwiderstand im Sekundentakt:
Das finde ich, wenn ich eine grössere induktive Last 1H oder 2H an den Endstufenausgang hänge. Die bildet dann mit dem Ausgangs-Koppelelko der Endstufe einen Reihenschwingkreis, der mit ca. 1 Hz (hängt vom Ausgangselko und der Lastinduktivität ab) schwingt. Mit einer rein ohmschen Last seheich dieses niederfrequente Schwingen nicht.



In einer Simulation, die das Verhalten ab Einschaltmoment abbildet, finde ich nichts Ungewöhnliches.
Nachfolgendes läuft ab; 8 Ohm Last am Endstufenausgang):

Im Einschaltmoment werden die grossen Endstufen-Ladeelkos geladen. Das gibt einen kurzen Stromstoss mit bis zu 150 A Spitze, aber nur sehr kurz. Trafo und Gleichrichter sind dafür ausgelegt. Die Endstufe selbst ist daran nicht beteiligt.

Ca. 25 ms nach Einschalten wird der Endstufen-Ausgangskoppelelko geladen. Dabei fliesst kurzzeitig durch T622 ein Emitterstrom von ca. 5 A (Halbwertszeit ca 20-25 ms). Das sollte der Transistor gut vertragen, die Zeitspanne ist sehr kurz und der Strom innerhalb der SOA des Transistors. Synchron damit gibt es einen Spannungspeak mit 36 V Spitze auf dem Lautsprecherausgang. Das ist der hörbare Einschaltplopp im Lautsprecher.

Nach 300 ms gibt es einen mässigen Querstrompuls (30-40 ms lang) über die CE-Strecken beider Leistungs-Endtransistoren mit einem Spitzenwert von 1-2 A (peak). Ist ungefährlich. In der Endstufe werden ja noch weitere Elkos geladen, muss damit zusammenhängen.

Ca. 400 ms nach Einschalten beginnt sich, die NF-Verstärkung langsam aufzubauen, die ungefähr 1,2 s nach Einschalten stabil / konstant ist.

Im Moment des Ausschaltens werden die grossen Endstufenladeelkos über den 5 W / 47 Ohm Widerstand und die Endstufe rasch entladen. Die NF-Spannung am Ausgang fällt exponentiell innerhalb von ca 100 ms auf die halbe Amplitude und in weiteren 100 ms auf ca. 15%. Nach ungefähr 300 ms ist das Ausgangs-NF-Signal fast vollständig abgebaut. Auffällige Pulse oder Querströme an den Endtransistoren sehe ich in der Simulation auch beim Ausschalten nicht.


Für den Fall, dass der 47 Ohm / 5W Entladewiderstand, der vom Netzschalter beim Ausschalten die grossen Netzteilelkos entlädt, defekt wäre, sehe ich in der Simulation beim Ausschalten keinen Unterschied, ausser, dass der Abfall des NF-Signals nach dem Aschalten ein wenig länger dauert.

Jetzt bin ich mit der Simulation "durch".
Das Ergebnis: Der MR200 funktioniert in der Simulation. Er hat ja offenbar auch im Zustand "ab Werk" funktioniert. Abweichendes Verhalten kann eigentlich nur in Bauteilen begründet sein, die seitdem ersetzt wurden oder defekt wurden oder sich stark verändert haben.

Reinhard
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timundstruppi
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Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel

Beitrag von timundstruppi »

Simulationen sind gut und helfen. Sind aber nur eine Annäherung an die Realität und so gut, wie die Hersteller die Halbleiter beschreiben.
Ein beliebiger Transistor gleicher Bezeichnung von anderen Herstellern hat auch real andere Parameter. Ein Freund von mir ist Chipentwickler bei TI, der hat mir dieses schon vor Jahren erzählt. Er ist nicht in der HF-Abteilung. Wir hatten mal die Eingangstufe eines V5k simuliert.

Wie du schon den Abstand der Transistorbeine neulich vermutet hattest, können viele andere Parameter zum Tragen kommen. Wobei die Kapazität es hier in dieser Schaltung nicht relevant ist. Sämtliche Leiterplattenwiderstände, -kapazitäten und -induktivitäten werden meist vernachlässigt. Trotzdem sind interessante Strukturen dort zu erkennen, z. B. sternförmige Masseverdrahtung, um galvanische Kopplung zu minimieren, parallel geführte Masseleitungen an Signalleitungen.

Die Simulation wird auch nicht den Tod der negativen Endtransistors rechts außen finden, da das Modell ungenügend ist.

Trotzdem toll, was du da für andere simulierst.
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