Vraag over emitterweerstand

hobby luke

Honourable Member

Ik zie dat in het schema van het rechter kanaal een fout staat:
De spanningen over R81 en R82 onbelast en belast zijn omgekeerd.
Hier de verbeterde versie:
Ik heb ook de spanning over de dioden D15 en D20 gemeten en erbij gezet.
De spanning na de dioden is overal + en - 88V.

Van het linker kanaal zijn de spanningen wel juist, daar gebeurt dus het omgekeerde, ook bij de spanningen over de dioden:

De BF42x'en heb ik liggen.
De MJE15032/3 transistoren zouden dan als vervanger van MJE5730 en TIP49 kunnen gebruikt worden?
De weerstanden in serie plaatsen moet ik nog doen.
Ik denk eraan om voorlopig enkel het rechter kanaal te bekijken in plaats van telkens dubbele metingen te doen.

Kruimel

Honourable Member

De nieuwe metingen zijn nog steeds mysterieus, want ik zie niet waar de stroom naartoe kan. Ik denk dat het wel een goed idee is om de kanalen om de beurt te repareren, als ze allebei niet goed werken is de meting aan het andere kanaal niet van grote meerwaarde. Ik ga het nu alleen hebben over het rechterkanaal.

De stroom in de stroomspiegel bij een aangesloten is raar, er komt 10,6mA via Q35 en Q36, en er gaat 7,5mA via Q37 en Q41 weer weg. De stroom via Q37 neemt toe en die via Q41 kan niet anders dan afnemen, gegeven de getallen hier zou de stroomspiegel ongeveer 2,9mA moeten leveren aan de eindtrap (berekend uit het verschil in spanning over R97 en R82), wat ruim voldoende zou moeten zijn voor een tamelijk substantiële uitgangsstroom. De eindtrap heeft een theoretische versterkingsfactor van ongeveer 22.500x, maar levert dit dus duidelijk niet.

Check ook eens wat er gebeurt als je een lagere frequentie uitstuurt. In theorie zou de verschilversterker aan de ingang moeten compenseren voor crossover vervorming, maar doet dat een stuk beter bij lagere frequenties. Als je geen verschil ziet is het duidelijk, als je wel een verschil ziet wil dat zeggen dat er een frequentie-afhankelijkheid in zit, en moet er ook nog even langs een paar compensatiecondensatoren worden gelopen.

Volgende stap zou zijn eens te testen met D11 en D12 verwijderd, of om daar te checken of er stroom door gaat. Je kunt er ook een scoop overheen zetten, maar let op de aarding. Als je scoop op je functiegenerator zit of via aarde aan de massa van je schakeling zit sluit je de node met de aardclip kort naar massa, wat niet gaat helpen.

De MJE15032/3 zijn inderdaad een vervanger voor de MJE5730/TIP49, maar als je die kan krijgen is dat natuurlijk altijd beter dan het introduceren van een nieuwe variabele. Ik noemde ze omdat ik die toevallig heb liggen voor gebruik in versterkers en weet dat ze in elk geval recent te krijgen waren.

hobby luke

Honourable Member

Met een frequentie van 300hertz is dit het resultaat:

Ik heb de spanning over de dioden D11 en D12 gemeten onbelast en belast:

De TIP49 is bij Digikey beschikbaar.
De MJE5730 is bij Farnell beschikbaar.
De MJE15032 is bij Distrelec beschikbaar maar daar is de MJE15033 niet meer in voorraad.

Edit: MJE15034/15035 is wel beschikbaar bij Distrelec, ik denk dat die ook voldoen?

Nog iets wat ik blijkbaar nog niet gemeld had over de defecte transistoren Q31 en Q32:
Van Q31 was de B-E overgang kortgesloten.
Van Q32 was de B-E overgang onderbroken.

2sa1837 / 2sc4793 paartje gebruiken?

Kruimel

Honourable Member

Daar dacht ik ook aan, die zijn ook geïsoleerd wat handig is, maar het maakt niet uit als je van beide maar een geschikt exemplaar hebt om te testen als je er een fout mee vind. Volgens mij zijn geen van de opties erg duur. Ik had geen alternatieven moeten suggereren, deze transistoren zijn gewoon te vinden. 8)7

Op 8 mei 2022 16:41:28 schreef hobby luke:
Met een frequentie van 300hertz is dit het resultaat:

Ok, niet frequentie-afhankelijk

Ik heb de spanning over de dioden D11 en D12 gemeten onbelast en belast:

Op 8 mei 2022 13:56:00 schreef Kruimel:
Volgende stap zou zijn eens te testen met D11 en D12 verwijderd, of daar te checken of er stroom door gaat. Je kunt er ook een scoop overheen zetten, maar let op de aarding.

Ik bedoelde "om te checken of er stroom door gaat". Een multimetermeting is wat mij betreft niet voldoende. Desoldeer die dingen gewoon...

De TIP49 is bij Digikey beschikbaar.
De MJE5730 is bij Farnell beschikbaar.
De MJE15032 is bij Distrelec beschikbaar maar daar is de MJE15033 niet meer in voorraad.

Edit: MJE15034/15035 is wel beschikbaar bij Distrelec, ik denk dat die ook voldoen?

Ja als ze maar dezelfde pinout hebben en voldoende spanningsbestendigheid.

Nog iets wat ik blijkbaar nog niet gemeld had over de defecte transistoren Q31 en Q32:
Van Q31 was de B-E overgang kortgesloten.
Van Q32 was de B-E overgang onderbroken.

Lastig te zeggen wat dat betekent. Kortgesloten betekent meestal oververhitting door overstroom, onderbroken betekent iets meer stroom, maar beide is het gevolg van bijna alle catastrofale foutsituaties.

hobby luke

Honourable Member

mA meter in serie met D11 en D12:(geen ingang)
D11: 3,4 mA zonder belasting - 4,9 mA met belasting.
D12: 3,35 mA zonder belasting - 2,1 mA met belasting.

Ingang 1Khz, 0,3Vp/p:
D11: 3,33 mA zonder belasting - 8,1 mA met belasting.
D12: 3,27 mA zonder belasting - 1,2 mA met belasting.

Kruimel

Honourable Member

Het lijkt er dus op dat de positieve stroombegrenzing ingrijpt. Zijn die transistoren Q33 en Q34 nog goed dan? Als er door D11 en D12 3mA kan lopen met 1,2V over Q44 moeten die transistoren praktisch volledig opengestuurd of kortgesloten zijn. Het zou wel een hoop van de problemen verklaren.

hobby luke

Honourable Member

Beide transistoren meten goed op de Peak atlas tester.
Ik heb een 2SA970 en een 2SC2235 liggen, deze laatste heeft een kleinere versterking.
Ik heb deze geplaatst, maar het resultaat blijft hetzelfde.

Kruimel

Honourable Member

Trek D11 en D12 er eens uit, kijk of het dan nog steeds problemen geeft. Als die schakeling zo veel als 8mA wegtrekt is er toch wat aan de hand. Ik weet niet hoe de peak atlas tester test, maar dit is makkelijker.

[Bericht gewijzigd door Kruimel op 9 mei 2022 15:32:33 (49%)]

Kruimel

Honourable Member

Het lijkt er trouwens op dat we de stroombegrenzing misschien om zeep hebben geholpen door transistoren weg te laten, dit heb ik over het hoofd gezien toen ik suggereerde de shunts van de ongebruikte transistoren te verwijderen. Verwijder D11 en D12 en test zonder.

hobby luke

Honourable Member

Met D11 en D12 verwijderd heb ik een zuivere sinus op de uitgang.
Deze is even groot met belasting als zonder belasting.

Edit:
Sorry, ik had niet op de stand van de scope gelet.
Het uitgangssignaal is een sinus van 6Vp/p met of zonder belasting (ingang 0,3Vp/p).
Zonder de twee dioden werkt de schakeling dus.

Kruimel

Honourable Member

Ok mooi, dan kunnen we er van uit gaan dat de schakeling werkt, maar dat de stroombegrenzing ervan afhankelijk is dat alle transistoren aanwezig zijn. Het wordt nu dus tijd om de nieuwe uitgangstransistoren te monteren met verse emitterweerstanden en dan opnieuw te testen.

edit:
Ik zie dit pas nu (2022/05/10): let ook op oscilleren, want dat lijkt hier te gebeuren:

In dit geval is het de stroombegrenzing, maar deze dingen moet je echt op letten bij het testen.

[Bericht gewijzigd door Kruimel op 10 mei 2022 14:26:45 (29%)]

hobby luke

Honourable Member

Ik heb de nieuwe eindtransistoren in het rechter kanaal gemonteerd en de emitterweerstanden aangesloten.
De originele Q33 en Q34 teruggeplaatst.
D11 en D12 terug aangesloten.

Ingang: sinus 1Khz - 0,3Vpp.
Uitgang: zuivere sinus 6Vpp.

Met de belasting aangesloten, meet ik 13mV op CN9.
Zonder belasting meet ik 1,7mV.
Ik zie geen vervorming, moet dit bijgeregeld worden naar 8mV?

Ik heb alle nieuwe transistoren getest met de Peak atlas en het valt op dat de PNP transistoren (MJ15025) een hogere versterking hebben dan de NPN transistoren(MJ15024):
PNP: minimum 79, maximum 85.
NPN: minimum 51, maximum 66.

RAAF12

Golden Member

Je kan cross-over op de nullijn zien als een plat kantje op de sinusovergang van pos naar negatieve helft. De ruststroom zover opdraaien tot het platte kantje weg is.
De cross-over is het duidelijkst te zien bij lage ingangspanning en bij hogere (zeg 15khz) frequenties. Wel een belastingsweerstand aansluiten ipv van een luidspreker....

Zomaar een mA waarde instellen is minder goed, ivm spreiding van de componenten, met een scope en alles goed opgewarmd is de beste manier om af te regelen.

Kruimel

Honourable Member

Volgens mij is het zien van crossover vervorming in een versterker waar de terugkoppeling al werkt erg lastig en vereist apparatuur als audio- of spectrum analysers. Dat proces blind beschrijven kijk ik niet naar vooruit en is voor deze klasse versterker ook niet heel relevant. Je moet er ook wel flink naast zitten wil het evident worden, op gehoor optimaliseren is zo ver ik weet niet mogelijk. Mijn methode zou zijn om een stroommeter in de voedingsrail te zetten en de potmeter op te draaien tot je wat ziet gebeuren en daar stoppen. Dat zal bij iets van 2,5V over Q44 zijn.

Op 10 mei 2022 17:38:53 schreef hobby luke:
Ik heb de nieuwe eindtransistoren in het rechter kanaal gemonteerd en de emitterweerstanden aangesloten.
De originele Q33 en Q34 teruggeplaatst.
D11 en D12 terug aangesloten.

Ingang: sinus 1Khz - 0,3Vpp.
Uitgang: zuivere sinus 6Vpp.

Mooi om te horen! :)

Met de belasting aangesloten, meet ik 13mV op CN9.
Zonder belasting meet ik 1,7mV.

Dat verschil tussen belast en onbelast kan ik niets zeggen, het lijkt er op dat er dan wat offset in je versterker zit, een ruststroom van 27mA door de luidspreker is wel veel, dat is 0,22V op de uitgang bij een 8Ω last.

Ik zie geen vervorming, moet dit bijgeregeld worden naar 8mV?

Waar heb je dat getal vandaan?

Ik heb alle nieuwe transistoren getest met de Peak atlas en het valt op dat de PNP transistoren (MJ15025) een hogere versterking hebben dan de NPN transistoren(MJ15024):
PNP: minimum 79, maximum 85.
NPN: minimum 51, maximum 66.

PNP transistoren hebben vaker grotere versterkingsfactor, ik weet niet precies waarom. Je ziet het hier bijvoorbeeld:

In een audioversterker worden de transistoren op spanning gestuurd, dus alleen als de versterkingsfactor zo klein wordt dat de drivers het niet meer kunnen leveren levert het problemen op in het signaal. Complementaire transistoren worden zo ver ik weet uit verschillende wafers gemaakt, dus complementair matchen is lastig en de meeste toepassingen worden ontwikkeld om het effect daarvan te minimaliseren.

Houd er verder rekening mee dat een normale transistortester niet op het soort stromen test die voor de transistoren zoals die hier worden gebruikt enige betekenis hebben.

hobby luke

Honourable Member

Op 10 mei 2022 21:38:59 schreef Kruimel:
[...]Waar heb je dat getal vandaan?

Dit getal staat erbij geschreven op het schema.

Kruimel

Honourable Member

Ziet er niet uit als het handschrift van de fabrikant, ik zou het als richtlijn nemen. Ik zou me meer zorgen maken om de offset.

hobby luke

Honourable Member

Op 11 mei 2022 09:25:07 schreef Kruimel:
Ziet er niet uit als het handschrift van de fabrikant, ik zou het als richtlijn nemen. Ik zou me meer zorgen maken om de offset.

Ik heb de bias geregeld op die 8mV (onbelast).
De spanning over Q44 is dan 2,4V.
De DC spanning op de uitgang is 40mV.
F4 verwijderd en stroommeting: 0,1 mA onbelast, 0,17 mA belast.

Op het linker kanaal heb ik dezelfde waarden.
Enkel de DC spanning op de uitgang is -205mV.

Edit: sorry, fout gemaakt, moet A zijn i.p.v. mA.

Kruimel

Honourable Member

Met 40mV op de uitgang zou je met een 8Ω last 5mA aan stroom moeten zien, niet 70mA. Er gaat iets mis hier, en ik snap niet wat. Een DC spanning van -0,2V is erg veel, vervang C37 eens (ik snap niet waarom er 100R bij staat, ik neem aan 100V).

hobby luke

Honourable Member

De metingen nog eens herhaald.
Voorlopig blijf ik bij het rechter kanaal:
C37 is vervangen (was 42µF ipv 47µF, 100R is inderdaad 100V).

Ingang: 0,3Vpp / 1Khz.
Bias: 8mV onbelast.
Spanning over Q44: 2,4V
Dc spanning op de uitgang: 25mV onbelast en belast.
Stroom door F4: 100mA onbelast / 160mA belast.

Ingang 0,8Vpp / 1Khz.
Uitgang: 15Vpp.
Bias: 8mV onbelast.
Spanning over Q44: 2,4V
DC spanning op de uitgang: -303mV onbelast en belast.
Stroom door F4: 90mA onbelast / 335mA belast.

[Bericht gewijzigd door hobby luke op 12 mei 2022 16:06:27 (24%)]

Kruimel

Honourable Member

Dat wil zeggen dat het signaal asymmetrisch versterkt wordt, ik dacht dat de DC spanning zonder ingangssignaal was.

Wat ik zou doen:

  • Ingang op 0V en probe op in- en uitgang. Tip: sluit niet meer dan één massa aan;
  • Zet de scoop op DC koppeling en leg de lijnen op je scoop over elkaar heen;
  • Biedt een signaal aan en regel de gain op je scoop zo dat de signalen zo vele mogelijk over elkaar liggen (daar is die middelste draaiknop op je verticale schaal handig) en zoek naar de verschillen.

Dit zou een redelijk idee moeten geven wat er voor probleem speelt. Het klinkt mij in de oren als asymmetrische non-lineariteit.

hobby luke

Honourable Member

Als ik de drie punten goed heb uitgevoerd, is dit het resultaat:
De rechtse probe is de ingang, de linkse probe is de uitgang.
Met belasting aangesloten.

Dit is het beeld van het in- en uitgangssignaal over elkaar:

Dit met het ingangssignaal wat verhoogd:

Ik zie niet echt een verschil, of ik doe iets verkeerd.

Kruimel

Honourable Member

Zie je geen verschil? Het signaal overlapt alleen op de negatieve helft, maar niet op de positieve. Ik ga er van uit dat je de signalen op 0V over elkaar hebt gelegd, en niet naderhand nog van positie hebt verandert. Het is te zien dat de versterking afhankelijk is van de polariteit van het signaal, maar ik heb geen idee waarom. Het lijkt er ook op dat één van de signalen wat ruis heeft in de positieve helft, wat misschien dezelfde oorzaak heeft. Waar heb je het aardpunt?

Wat ik zou proberen is om te achterhalen wat de vorm is van het foutsignaal, en dat kan op jouw scoop heel aardig. Er zit een "add" modus op waarmee je de signalen kan optellen, en aftrekken als je het signaal inverteert. Zo te zien moet je daarvoor de "positie" knop uittrekken (wat ik overigens een matige implementatie vind, want je beïnvloed daarmee makkelijk de instelling van die knop).

Het zou kunnen dat het restsignaal laag blijft tot een hogere spanning of dat het gewoon een halve sinus is, daar wil ik niet op vooruitlopen (zeker omdat ik dan alsnog niet direct zou weten wat het probleem is), maar als je het foutsignaal geïsoleerd hebt geeft dat wellicht meer informatie.

PS Dit kan op een oude analoge scoop soms lastig te zijn, bij de optel-/aftrekmodus krijg je snel offsets die sinds de productie van de scoop niet meer gecalibreerd zijn. Als het verschilsignaal nog teveel sinusvormig is zal je waarschijnlijk even moeten spelen met de positie van beide kanalen.

[Bericht gewijzigd door Kruimel op 12 mei 2022 22:48:04 (11%)]

hobby luke

Honourable Member

Ik heb een andere scope genomen, waar de inverter functie een aparte knop heeft.
Ingang: 0,3Vpp / Uitgang 6Vpp / 1Khz.
De signalen met de gain geregeld zodat de signalen zoveel mogelijk op elkaar liggen:

Y2 geïnverteerd en de signalen samengeteld:

Kruimel

Honourable Member

Zie ik nu twee traces op de foto? Het verschilsignaal zou maar één trace moeten zijn. Ik ga er nu even van uit dat het de sluitertijd is plus wat (50Hz?) rimpel op de signalen.

Ziet er uit als een eerste orde signaal, wat positief is. Dat lijkt te wijzen op wat offset ergens in de schakeling, maar geen niet-lineariteit. Misschien kan je C38 eens vervangen met een vers exemplaar, misschien lekt deze DC blokkeringscondensator. Ik zou niet verder kunnen bedenken wat dit veroorzaakt. :/