Hulp bij beveiligingscircuit versterker

Goedemorgen alle,
Ik ben al een eindje op weg met mijn hoofdtelefoon versterker. Het gaat om een replica van de Audio Technica HA5000.
Nu is het zo dat het beveiligingscircuit nog niet functioneert. De relais willen nog niet inkomen. Het gaat om onderstaand circuit.
Nu probeer ik te herleiden hoe het is opgebouwd. En als ik het goed heb, is het bovenste deel een venster comparator en die bekijkt het audio signaal en die moet tussen de grenzen blijven van ongeveer -200mV en 200mV.
Daaronder zit een schmitt trigger schakeling. Maar wat daaronder zit is me nog niet helemaal duidelijk. Wil iemand me helpen bij het ontleden van dit circuit en als ik mis heb in bovenstaand, graag corrigeren waar nodig.

Frederick E. Terman

Golden Member

Ik neem aan dat de punten '1' aan elkaar zitten, zodat de schmitt door zowel links als rechts wordt 'bediend'.

Wat de groen omcirkelde (om-ovaalde?) schakelingen betreft, die laten hetzelfde relais aanspreken, maar dan als er teveel hoge tonen aanwezig zijn in het signaal. Maar dan ook héél veel; niets wat normaal kan voorkomen.

Ik vermoed daarom dat het een beveiliging is voor het geval de versterker zou oscilleren (zoals door een ongelukkige belasting; een lang luidsprekersnoer met niets aan het uiteinde, bijvoorbeeld).

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Klopt, punten '1' zitten aan elkaar vast.
En wat is dan precies de reden van de Schmitt trigger? Want de venster comparator zorgt al voor een "venster" waarop het circuit moet werken. Welke toegevoegde waarde heeft de schmitt trigger dan?

Zorgt voor een 'net' schakelen van de relais.
De comparator zal dat wel redelijk netjes doen, maar bij de onderste gelijkrichtschakeling hoeft dat niet zo te zijn...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Oke,
voor de volledigheid heb ik de voeding en het safety circuit even samengevoegd tot 1 schema. Echter geloof ik niet dat het circuit bij de duo led klopt. Anders kan het rode ledje nooit gaan branden wanneer het relais is afgeschakeld.

Ik heb zelf de voeding ge-reengineerd vanaf de PCB. En volgens mij klopt dit beter.

Ik heb zojuist wat metingen en berekeningen gedaan bij de Window comparator. Hier lijkt me niet alles te kloppen, maar ik kan niet achterhalen waar het probleem zit. Misschien een kapotte of fake ic's?
Nou ik heb het volgende gemeten:

Kanaal Rood:
Pin 8+4 = 29,12V
Pin 8+gnd = 14,83V
Pin 4+gnd = -14,4V
Pin 5+gnd = 477mV
Pin 3&6+gnd = 0.3mV
Pin 2+gnd = 1,8mV
Pin 1+gnd = -14,07V

Kanaal Wit:
Pin 8+4 = 29,09V
Pin 8+gnd = 14,23V
Pin 4+gnd = -14,88V
Pin 5+gnd = -86,6mV
Pin 3&6+gnd = -0.8mV
Pin 2+gnd = -558mV
Pin 1+gnd = -14,88V

Bovenstaande waardes kloppen niet allemaal. De voedingen wel. Dus de eerste 3 metingen van beide kanalen kloppen. Maar daarna gaat de meting de mist in naar mijn inziens. Want op pin 5 zou ik ongeveer 200mV moeten hebben en op pin 2 zou ik ongeveer -200mV moeten hebben.

Vervolgens ben ik gaan meten wat de spanning is, over de weerstanden respectievelijk 10K, 330 en 10K. Hier komende de volgende waardes uit:
Kanaal Rood:
10K = 14,4V
330 = 476mV
10K = -14.4V

Kanaal Wit:
10K = 14,35V
330 = 472mV
10K = -14,29V

Dit lijkt dat wel weer aardig te kloppen. Want als ik van kanaal Rood de totale spanning pak (29,12V) en deze deel door de totale weerstand (20K3) -> 29,12/20K3 = 1,43mA.
En voor kanaal Wit is dit hetzelfde.

Dus het het lijkt dat de spanningsval over de weerstanden zelf wel lijkt te kloppen. Maar als ik ga meten op de opamp, klopt er niets met de theorie.
Zie ik hier iets heel simpels over het hoofd, of wie weet waar ik de mist mee in ga.
Owja, als ik de 10K weerstanden zo meet, dus gesoldeerd op de print, meet ik ongeveer 5K55. Ik weet niet of deze opamps (LM393) een interne weerstand hebben van toevallig 10K tussen pin 8&5 en pin 4&2.

Misschien een kapotte of fake ic's?

Zoiets ga je toch zeker niet in China bestellen? (bij Mouser en Farnell zijn ze iets meer als 2 euro per 10... ;) )

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Nope, normaal gesproken niet. Maar als ze meekomen in de kit wel.

Ofja, op de print staat TA75393 maar dit volgens mij is dit vervangbaar door een LM393!?

Hmm, zojuist een nieuw setje lm393 gesoldeerd. Maar nog steeds hetzelfde resultaat. Dan moet ik het ergens anders gaan zoeken...

maartenbakker

Golden Member

Bij beide kanalen ligt het venster buiten de gewenste meetwaarde, dus de LM393 doet precies wat hij moet doen. Niet omdat de meetwaarde fout is maar omdat het venster fout is.

Maar hoe komt die spanning zo tot stand. De boel is nou niet zo heel erg symmetrisch, dat kan wel eens het probleem zijn.

Heb je een schema van de hele versterker waarin ook te zien is hoe de +14,2 en -14,2 gemaakt worden?

Edit: schema gevonden in je andere topic... Zitten er inderdaad schakelingen met zeners en transistoren in?

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 7 augustus 2018 23:28:02 (12%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Spanning aan 470K = -1,957V
Spanning aan 220K = 14,24V

Spanning van -1,957V lijkt me ook niet helemaal te kloppen.. vind sowieso wel merkwaardig dat deze spanning vanuit de voeding wordt gehaald waar vervolgens de kathodes van diodes aan elkaar zitten. Wat is het nut/reden van?

Heb net nog eens zitten rekenen aan de comperator en de verschillen in mijn metingen komt volgens mij door de afwijkend spanning op de positieve en negatieve rail. Zie afbeelding hieronder. Om de werking perfect te hebben, zouden de positieve en de negatieve spanning exact gelijk moeten zijn. Dus bijvoorbeeld +14,2V & -14,2V. Anders gaat dit niet correct werken. Klopt dit een beetje?

Op 7 augustus 2018 22:53:39 schreef maartenbakker:
Bij beide kanalen ligt het venster buiten de gewenste meetwaarde, dus de LM393 doet precies wat hij moet doen. Niet omdat de meetwaarde fout is maar omdat het venster fout is.

Maar hoe komt die spanning zo tot stand. De boel is nou niet zo heel erg symmetrisch, dat kan wel eens het probleem zijn.

Heb je een schema van de hele versterker waarin ook te zien is hoe de +14,2 en -14,2 gemaakt worden?

Ja precies zoiets denk ik ook.
Hierbij de rest van het schema:

maartenbakker

Golden Member

Jep terwijl ik editte, bedachten we ongeveer hetzelfde. Vandaar ook dat ik m'n eerste vraag alweer schrapte.

Ik denk dat de vereiste gelijkloop van de voedingsspanningen veel beter moet zijn voor deze schakeling, zelfs beter dan je redelijkerwijs kunt halen met goede spanningsregelaars. Je zult dus ook je venster moeten kunnen trimmen, dus twee trimpotmetertjes in je spanningsdeler opnemen of aan de hand van de gemeten voedingsspanningen zelf weerstanden selecteren.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Hmm, ja dan is het denk ik het gemakkelijkste om precisie trimmers te pakken. Kan ik denk net iets beter tweaken dan vaste waardes pakken.
Alhoewel ik met mijn berekening op waardes uitkomt van 10K5, 10K2 en voor het andere kanaal 10K en 10K5. Opzich geen uitzonderlijke waardes natuurlijk. Marja, een beetje afwijking geeft al meteen zo'n groot verschil.

Frederick E. Terman

Golden Member

Als je de weerstand van 330 ohm in tweeën deelt en het midden aan massa legt, heb je geen trimmers nodig. Reken maar na; je venster ligt dan in jouw voorbeelden vrij nauwkeurig rond de nul.
Ik zou gewoon 2x150 ohm nemen; eventueel zou je 160-ohm weerstanden kunnen nemen als je die kunt vinden.

--
Aanvulling op antwoorden op een vorige vraag: als de spanning net op de venstergrens beweegt, schakelt de uitgang van de venstercomparator steeds op en neer. De schmitttrigger maakt daar dan één schakelactie van.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ja dat is inderdaad ook een goede oplossing. Praktisch makkelijker op te lossen. Gauw even berekend voor mij linker kanaal en zou dan met 150 ohm uitkomen op vensterwaardes van 219mV en -213mV. Dit lijkt me helemaal prima.

Aanvulling:
Ik citeer een regel uit een van mij vorige posts, kan iemand mij daar bij helpen. "vind sowieso wel merkwaardig dat deze spanning vanuit de voeding wordt gehaald waar vervolgens de kathodes van diodes aan elkaar zitten. Wat is het nut/reden van?"

[Bericht gewijzigd door Ricotjuh op 8 augustus 2018 11:23:44 (39%)]

Frederick E. Terman

Golden Member

Dat lijkt ook weer een beveiliging, in dit geval voor het geval een van de voedingsspanningen wegvalt. Dan zal via de bijbehorende diode dat punt '1' ook weer laag getrokken worden door de 1,5 kOhm weerstand.
Dus ook dan worden de luidsprekers eraf gegooid om erger te voorkomen.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Oké duidelijk, dankjewel.

Is +200mV en -200mV genoeg “ruimte” voor een koptelefoon versterker? Ik heb geen idee wat normaal is bij een koptelefoon versterker. Maar als het volume pieken krijgt hoger dan 200mV gaat de versterker in protectie.

En dan nog buiten het feit dat het venster nog niet helemaal correct is ingesteld van de window comparator, lijkt de schakeling nu wel te functioneren zoals het zou moeten. Doordat ik op de ingang nagenoeg 0V heb staan en momenteel dus nog binnen het "venster" valt, stuurt deze ook -14V uit. Wanneer de ingangsspanning buiten het "venster" zal treden, zou de uitgang naar 0V moeten gaan. Ik verwacht daarom ook dat ik het probleem van het niet inkomen van het relais, moet gaan zoeken in de Schmitt Trigger schakeling. Of klopt mijn beredenering niet?

[Bericht gewijzigd door Ricotjuh op 8 augustus 2018 16:46:40 (52%)]

Kan iemand mij helpen bij het begrijpen van de Schmitt trigger schakeling?
Het probleem is dat ik eenmaal niet weet waar ik moet beginnen.
Als beginpunt wil ik nemen dat ik 0V op mijn ingang krijg.
Echter zal ik op de basis van Q1 geen 0V krijgen omdat R2 aan de 14.2V zit.
Kan ik voor de spanning op de basis van Q2 de volgende berekening hanteren: (R5+R7/R3+R5+R7)*14.2?
Dan zou ik uitkomen op 2.37V op de bais van Q2. Maar ik weet niet of ik dit zomaar kan stellen.
Waar moet ik beginnen?!

Zijt ge zeker dat de weerstandswaarden juist zijn? ik denk van niet!

Om te beginnen moet je V1 op 14.2V zetten zodat Q1 gesperd staat.

Dan de Vbq2(punt2) en Ve (punt1) uitrekenen.

en dan de invloed uitrekenen wanneer Q1 in geleiding gaat en hier lopen de berekeningen niet goed.

[Bericht gewijzigd door MGP op 9 augustus 2018 17:23:08 (21%)]

LDmicro user.

Op 9 augustus 2018 17:20:34 schreef MGP:
Zijt ge zeker dat de weerstandswaarden juist zijn? ik denk van niet!

Om te beginnen moet je V1 op 14.2V zetten zodat Q1 gesperd staat.

Dan de Vbq2(punt2) en Ve (punt1) uitrekenen.

en dan de invloed uitrekenen wanneer Q1 in geleiding gaat en hier lopen de berekeningen niet goed.

Ik heb de waardes overgenomen uit het schema bovenaan het topic. Dus ik moet er vanuit gaan dat die kloppen. Ik zal eens opnieuw proberen te rekenen met V1 op 14.2V

Heb het moeten zoeken waar het vandaan kwam en er staat wel degelijk een fout in, waar zijn de relais gebleven? hoeveel dc weerstand hebben die relais? en wat is die andere aansluiting met Chinese tekst?

Maw. niet uit te rekenen zonder meer info!

LDmicro user.

Excuses je hebt gelijk. Het relais had ik weggelaten. Specs ga ik opzoeken

Er staan er 2 op + nog een aansluiting ergens naartoe.
Had ondertussen mijn vorig antwoord geupdate.

edit:

In de veronderstelling dat de draad aan relais2 niets doet aan de emitterspanning van Q2 kun je de zaak als volgt uitrekenen.
Voor de eenvoud gerekend vanuit punt 5 (+) gezien!
Als de schakeling spiegelt, de plus onderaan, dan is het veel makkelijker te begrijpen.

V1 = 14.2V Q1 spert dan.

De spanning op basis Q2 bedraagt dan Vb = (14.2/(R3+R5+R7))*R3 = (14.2/120)*100 = 11.8V
Q2 is dan in geleiding.

Wanneer de basis van Q1 hoger wordt dan die 11.8v dan zal Q1 geleiden.
De stroom door Q1 wordt dan I = 14.2/10030 = 1.41mA.

Dus vanaf de GND gemeten ligt de schakelspanning op de basis van Q1 op 14.2 - 11.8 = 2.4V

LDmicro user.