Endstufe 80
Endstufe 80
Endstufe 80
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<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
Datenblatt<br />
Aufbau- und<br />
Bedienungsanleitung<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
Kontakt<br />
Etwicklung und Dokumentation:<br />
Ulrich Böhmke Audio und Messtechnik<br />
Fliederstr. 12 · 37181 Hardegsen<br />
Tel. 0 55 05/9 40 95-69 · Fax 0 55 05/9 40 95-78<br />
info@ub-audio.de<br />
http://www.ub- audio.de<br />
Vertrieb:<br />
Schuro Elektronik GmbH<br />
Friedrich-Ebert-Str. 3 · 34117 Kassel<br />
Fax 05 61/77 03 18<br />
verkauf@schuro.de<br />
http://www.schuro.de<br />
Titelbild:<br />
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
© 2004 by Ulrich Böhmke, D-37181 Hardegsen<br />
Alle Rechte vorbehalten<br />
Kein Teil dieser Dokumentation darf in irgendeiner Form (Druck, Fotografie oder einem<br />
anderen Verfahren) ohne meine schriftliche Genehmigung reproduziert oder unter Verwendung<br />
elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.<br />
Trotz aller Sorgfalt bei der Erstellung dieser Unterlagen alle Angaben ohne Gewähr.<br />
Änderungen ohne vorherige Ankündigung vorbehalten.<br />
Doku: Rev. 1.09<br />
27.01.2004-13.09.2004<br />
Autor: Ulrich Böhmke<br />
Datei: a<strong>80</strong>-daten-109.pap<br />
Vorlage: doku - manual.pap
Wichtige Hinweise<br />
Meine Platinen sind Universalplatinen, die eine Vielzahl von Bestückungsvarianten zulassen.<br />
Nicht jedes auf der Platine oder im Schaltplan aufgeführte Bauteil muss notwendigerweise<br />
immer bestückt werden. In manchen Fällen kann das Bestücken nicht nötiger Bauteile<br />
zu massivem Fehlverhalten oder Zerstörung von Bauteilen/Platine führen!<br />
Lesen Sie dieses Dokument daher unbedingt komplett, bevor Sie die Platine(n)<br />
bestücken oder in Betrieb nehmen!<br />
Halbleiterbauelemente (Transistoren, ICs, ...) können durch ihren Aufbau bedingt sehr<br />
empfindlich auf elektrostatische Aufladung reagieren - bis hin zur Zerstörung des Bauteiles!<br />
Bevor Sie Halbleiter oder bestückte Baugruppen berühren, sollten Sie daher für<br />
einen Potenzialausgleich sorgen!
Inhalt<br />
1. Übersicht 7<br />
1.1 Highlights 7<br />
1.2 Einsatz 7<br />
2. Schaltung 8<br />
2.1 Hinweis auf Schaltplan-Bezug 8<br />
2.2 Bestückungsplan 9<br />
3. Bauteile 10<br />
3.1 Normalausführung 11<br />
3.2 Ausführung „P“ 13<br />
4. Schaltungsbeschreibung 14<br />
4.1 Standby/Muting 14<br />
4.2 Parallel- und Brückenschaltung 15<br />
4.2.1 Parallelschaltung 16<br />
4.2.2 Brückenschaltung 17<br />
5. Stromversorgung 18<br />
5.1 Netzteildimensionierung 18<br />
5.2 Netzteil-Platinen 22<br />
5.2.1 NT-KE 23<br />
5.2.3 NT-E 24
6. Einsatzmöglichkeiten 25<br />
7. Aufbau 26<br />
7.1 Bestückung 26<br />
7.2 Kühlung und Montage 28<br />
7.3 Verdrahtung 29<br />
7.4 Test 32<br />
7.5 Inbetriebnahme 34<br />
8. Anhang 35<br />
8.1 Technische Daten 35<br />
8.1.1 Absolute Grenzdaten 35<br />
8.1.2 Platinen-Daten 35<br />
8.1.3 Kenndaten 36<br />
8.2 Anschlussbelegungen 37<br />
8.3 Literatur 38<br />
8.4 Informationen zur Produkthaftung 39
1. Übersicht<br />
Die <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> ist der Nachfolger der <strong>Endstufe</strong> 100. Die äußeren<br />
Abmessungen und der grundsätzliche Aufbau der Schaltung wurden beibehalten,<br />
die Ausgangsleistung ist natürlich dieselbe, wie bei der <strong>Endstufe</strong><br />
100. U.a. durch die weitere Optimierung des Platinenlayouts konnten einige<br />
technische Daten geringfügig verbessert werden. Die Beschaltung der Standby-/Muting-Eingänge<br />
wurde verbessert, so kann jetzt jede <strong>Endstufe</strong> in einem<br />
Verbund galvanisch von den anderen getrennt ein- und ausgeschaltet werden.<br />
Im Bereich Parallel- und Brückenschaltung wurden kleine Veränderungen<br />
eingeführt, die das Handling verbessern.<br />
1.1 Highlights<br />
Monoendstufe bis <strong>80</strong> W<br />
Schnelle Treiber- u. Ausgangsstufen in MOSFET-Technik.<br />
Prinzipiell Parallelschaltung mehrerer Module möglich zwecks Erhöhung<br />
des Dämpfungsfaktors und Leistungserhöhung an niederohmiger Last.<br />
Intelligente Schutzschaltung mit Temperaturschutz und Knackunterdrückung<br />
ohne Ausgangsrelais<br />
KP-Eingangskondensator (optional: Zinnfolie)<br />
1.2 Einsatz<br />
kleine Monoblöcke<br />
Biamping, Aktivlautsprecher<br />
Vollverstärker, Design-Anlagen<br />
High-End Video/TV/Surround<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Übersicht<br />
7
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
Abb. 1<br />
Schaltung<br />
2. Schaltung<br />
2.1 Schaltplan<br />
8 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
2.2 Bestückungsplan<br />
Erläuterungen zur Markierung: siehe unter Parallelschaltung auf den Seiten<br />
16 und 28!<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Schaltung<br />
Abb. 2<br />
Bestückungsplan<br />
9
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
3. Bauteile<br />
Viele Bauteile können sowohl im Wert, wie auch in der Qualität in einem<br />
gewissen Rahmen variiert werden. Der zulässige Spielraum wird in den<br />
Tabellen jeweils in der Spalte „Alternativen“ angegeben.<br />
Der TDA 7293 hat ein sehr hohes klangliches Auflösungsvermögen und reagiert<br />
auf die Qualität der peripheren Bauteile. Besonders die Qualität des Eingangskondensators<br />
(C1), sowie der Stütz-Kondensatoren (C11 - C13), aber<br />
auch der Gegenkopplungskondensatoren C3—C5 beeinflussen den Klang.<br />
Komplette Bauteilesätze gibt es bei Schuro Elektronik in zwei Qualitätsstufen.<br />
Die Standard-Ausführung enthält sehr gute, unter Preis-/Leistungsgesichtspunkten<br />
optimierte Bauteile. Die High End-Ausführung enthält noch<br />
bessere Teile, ist aber entsprechend kostspieliger.<br />
Ein Kühlkörper, sowie ein Schalter (einpolig EIN) müssen separat bestellt<br />
werden. Der Kühlkörper ist stark vom Einsatz abhängig, der Schalter vom<br />
Design des Gehäuses. Hier soll sich jeder Anwender die für ihn passenden<br />
Teile selbst auswählen können.<br />
Die Version <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong>P ist nur als Ergänzung für die Parallelschaltung<br />
gedacht, sie funktioniert nicht allein!<br />
Der TDA 7293 ist das „Top-Modell“ einer Familie von 4 <strong>Endstufe</strong>n-ICs. Bei<br />
ansonsten gleichen technischen Daten unterscheiden sie sich in folgenden<br />
Punkten vom TDA 7293:<br />
Die Ausgangsleistungen sind niedriger.<br />
Die maximale Betriebsspannung ist niedriger.<br />
Als Bootstrap-Kondensator muß C8 bestückt werden, C7 darf nicht<br />
bestückt werden!<br />
Erweiterte Möglichkeiten des TDA 7293 wie z.B. Parallelschaltung stehen<br />
nicht zur Verfügung.<br />
Falls Sie einen der drei Typen TDA 7294, 7295 oder 7296 einstzen möchten,<br />
beschaffen Sie sich bitte vorher unbedingt das Originaldatenblatt beim Hersteller<br />
ST und beachten Sie die jeweilig zulässigen Grenzwerte für die<br />
Betriebsspannung!<br />
10 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
3.1 Normalausführung<br />
mit TDA 7293<br />
Bezeichnung<br />
Stk. Bauteil Alternativen -<br />
Bemerkungen<br />
Nicht aufgeführte Bauteile werden nicht bestückt - dies gilt auch für die folgenden<br />
Tabellen! Bitte unbedingt die Ausführungen unter 4.2 und 4.2.1<br />
beachten!!<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Bauteile<br />
High-End<br />
C1 1 1,5=F Folie 1-2,2=, Folie, rad./axial Mundorf M-Cap Zn<br />
C2 1 470pF Folie RM5, Folie Wima FKP-2<br />
C3,4 2 470=F 25V Elko 105°-Typen, niedr. ESR Panasonic FC<br />
C5,9,12,13 4 100nF Folie RM5-7,5, Folie (!) Wima MKP-4 (od. -10)<br />
C7 1 47=F 25V Elko 105°-Typen Panasonic FC (C7)<br />
C8,15 nicht bestücken<br />
C10,11 2 1000=F 50V Elko Panasonic FC<br />
C14 1 22=F 50V Elko Panasonic FC<br />
C16 1 33nF ker.<br />
C17 1 100=F 50V Elko<br />
D1,3,5 3 1N4148<br />
D2,4 2 1N4002 andere 1N400X<br />
IC1 1 TDA 7293<br />
J1-3 3 Stiftleiste 1x10-pol. gerade<br />
trennen in 1 Stk. -pol.<br />
und 2 Stk. 2-pol.<br />
4 Jumper<br />
K1,1‘,2,4,6,<br />
8<br />
8,9,10<br />
Federstecker gerade 2-pol.<br />
K3,7 2 Federstecker gerade 3-pol.<br />
K5,11 3 Schraubklemme 2-pol. RM5<br />
LED1 1 LED 3mm rot 2mA<br />
11
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
Bezeichnung<br />
Stk. Bauteil Alternativen<br />
Bemerkungen<br />
R1,4,5,7 4 27K Bauform 204<br />
R2 1 390R Bauform 204 330 - 470R<br />
R3 1 6<strong>80</strong>R Bauform 204<br />
R6 1 2,2R 2W PR02<br />
R8 1 4,7K Bauform 204 3,9K - 5,6K<br />
R9 1 220K Bauform 204 150K - 330K<br />
R10 1 12K Bauform 204 mit Trafo 2x22V<br />
R10 1 18K Bauform 204 mit Trafo 2x30V<br />
R11 1 12K Bauform 204<br />
R12 1 1,5K Bauform 204 mit Trafo 2x22V 1)<br />
R12 1 2,7K Bauform 204 mit Trafo 2x30V 1)<br />
R12 1 Brücke bei 12V über K8 1)<br />
Re1 1 Relais Omron GV5-1 12V<br />
T1 1 BC517<br />
1) siehe Kapitel 4.1!<br />
Takamisawa<br />
SY-12WK<br />
8 Buchsenkpplg. 2-pol. f. K1,1‘,2,4,6,8,9,10<br />
2 Buchsenkpplg. 3-pol. für K3,7<br />
25 Crimp-Kontakte<br />
für die Buchsenkupplungen<br />
1 Isoliernippel<br />
1 Glasfaserverstärkte Silikonfolie Besser: Kapton<br />
High-End<br />
12 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
3.2 Ausführung „P“ nur als Slave im Parallelbetrieb!<br />
Bezeichnung<br />
Stk. Bauteil Alternativen<br />
Bemerkungen<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Bauteile<br />
HighEnd<br />
C12,13 2 100nF Folie ab 100n RM5-RM10<br />
Wima MKP-4<br />
(MKP-10)<br />
C7 1 47=F 25V Elko 105°-Typen<br />
Panasonic FC<br />
(C7)<br />
C10,11 2 1000=F 50V Elko Panasonic FC<br />
C14 1 22 =F 50V Elko<br />
R3, C2,5 3 Drahtbrücken<br />
R7 1 27K Bauform 204<br />
R8 1 4,7K Bauform 204<br />
R9 1 220K Bauform 204<br />
Re1 1 Relais Omron GV5-1 12V Takamisawa SY-12WK<br />
R12 1 1,5K Bauform 204 mit Trafo 2x22V<br />
R12 1 2,7K Bauform 204 mit Trafo 2x30V<br />
R12 1 Draht-Brücke bei 12V über K8 1)<br />
IC1 1 TDA 7293<br />
D1,5 2 1N4148<br />
J1 1 Stiftleiste 1x10-pol. gerade trennen in 1 Stk. 3-pol.<br />
K8,9 2 Federstecker 2-pol. gerade<br />
K3 1 Federstecker 3-pol. gerade<br />
2 Buchsenkpplg. 2-pol. für K8,9<br />
1 Buchsenkpplg. 3-pol. für K3<br />
10 Crimpkontakte<br />
für die Buchsenkupplungen<br />
K5,11 3 Schraubklemme 3-pol. RM5<br />
je 1<br />
Jumper, Iso-Nippel,glasfaserverst.<br />
Silikonfolie<br />
besser: Kapton<br />
13
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
4. Schaltungsbeschreibung<br />
Die <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> ist um den TDA 7293 herum aufgebaut - einem speziell<br />
für Audio-Anwendungen konzipierten monolithisch integrierten Leistungs-IC.<br />
Auch die kleineren Geschwister der Baureihe, TDA 7294 - 7296, können<br />
unter Verzicht auf Ausgangsleistung und die Möglichkeit der Parallelschaltung<br />
eingesetzt werden. Neben guten meßtechnischen und klanglichen<br />
Eigenschaften zeichnen sich die ICs durch hohe Betriebssicherheit aus: die<br />
Ruhestromstabilität ist vorbildlich, der Ausgang ist kurzschlußfest, gegen<br />
Überhitzung hilft die integrierte Übertemperatur-Abschaltung. All diese<br />
Merkmale und eine Schaltknacksunterdrückung vermeiden den Einsatz eines<br />
Relais im Ausgang.<br />
Der Verstärker ist wechselspannungsgekoppelt. So können am Ausgang keine<br />
für den angeschlossenen Lautsprecher gefährlichen Gleichspannungen anliegen.<br />
Die Ansteuerung der <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> sollte niederohmig erfolgen, der<br />
Quellwiderstand möglichst nicht höher als etwa 2,5 KM sein.<br />
Ausgangsseitig darf eine Nennimpedanz von 4 M nicht unterschritten werden.<br />
Näheres dazu aber unter 4.2!<br />
4.1 Standby/Muting<br />
Der im Schaltbild rechts unten abgesetzte Teil dient dem knackfreien Ein–<br />
und Ausschalten. Er ist galvanisch vom Rest der Schaltung getrennt und<br />
ermöglicht es, mehrere Verstärker ohne gegenseitige Beeinflussung von<br />
einem zentralen Punkt aus zu schalten. Andere Verstärker dürfen also ohne<br />
weiteres aus eigenen Spannungsquellen versorgt werden.<br />
Dazu wird an einem Verstärker über K7 eine Verbindung zu einem Trafo<br />
Trafo hergestellt. Mit einem an K10 angeschlossenen Schalter wird der Verstärker<br />
ein- oder ausgeschaltet. Wenn dies nur mit dem Netzschalter geschehen<br />
soll, ist ein Jumper über K10 zu setzen!<br />
Bei Ausfall der Wechselspannung ist für ein schnelles Abschalten der Verstärker<br />
gesorgt, bevor deren Spannungsversorgung zusammenbricht.<br />
Alternativ kann auch über das Setzen zweier Jumper J2 und J3 der Schaltungsteil<br />
mit Spannung vom Verstärker selbst versorgt werden. Dann entfällt<br />
allerdings der schnelle Sofortabfall bei Ausfall der Wechselspanung.<br />
14 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Schaltungsbeschreibung<br />
Es dürfen entweder die Jumper oder der Anschluss über K7 benutzt<br />
werden, beides gleichzeitig ist nicht erlaubt (Kurzschluss) !!!<br />
Über K9 kann die Verbindung zu K8 eines weiteren Verstärker-Moduls hergestellt<br />
werden. Vom zweiten Modul kann von K9 aus ein drittes Modul<br />
angeschlossen werden von dort ein viertes, usw.. K10 muss auf diesen Platinen<br />
offen bleiben!<br />
K8 kann auch dazu benutzt werden, den Verstärkerbaustein von anderen<br />
elektronischen „Schaltern“ zu steuern. Dies können z. B. sein: ein NF-<br />
Detektor, der die <strong>Endstufe</strong> bei Eintreffen eines Musiksignals schaltet, oder<br />
eine Schaltspannung vom Vorverstärker (z. B. bei Einsatz der Vorverstärker<br />
UB Pre Compact oder UB Pre Comfort). Auch in diesem Fall ist K10<br />
offen zu lassen.<br />
In all diesen Fällen bleibt der Verstärker auch im ausgeschalteten Modus am<br />
Netz. Pro <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> fließt dabei ein Standby-Strom von max. 0,5 mA.<br />
Ein Netzschalter sollte also auf jeden Fall vorgesehen werden.<br />
Je nach Betriebsspannung benötigt das Relais einen Vorwiderstand R12:<br />
± 24V 1,0 KM<br />
± 30V 1,5 KM<br />
± 40V 2,7 KM<br />
Beim Schalten mit externer Steuer-Spannung von 12V über K8 wird R12 als<br />
Drahtbrücke ausgeführt.<br />
Der Kondensator C15 darf entgegen den Angaben im Original-Hersteller-<br />
Datenblatt nicht bestückt werden! Sobald sich ein Elko am Standby-Eingang<br />
befindet, reagiert der IC mit hörbaren Knacksern, insbesondere beim Ausschalten.<br />
4.2 Parallel- und Brückenschaltung<br />
Der TDA 7293 ist geeignet, parallel oder in Brückenschaltung betrieben zu<br />
werden.<br />
In der Vergangenheit kam es immer wieder einmal vor, dass beim Einschalten<br />
parallelgeschaltete TDA 7293 zerstört wurden. Mittlerweile hat der Hersteller<br />
ST ein Datenblatt herausgegeben, in dem eine neue Eingangsbeschaltung<br />
vorgeschlagen wird, die diese Probleme beheben soll. Alle Testaufbau-<br />
15
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
Abb. 4<br />
Parallelschaltung<br />
ten der <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> mit Parallelschaltung jedenfalls liefen völlig problemos.<br />
Die besten messtechnischen und meiner Meinung nach auch klanglichen<br />
Eigenschaften weist, zumindest im Mittelhochtonbereich, ein einzelner<br />
TDA 7293 auf. Im reinen Bassbereich (Aktivboxen, Subwoofer) kann,<br />
solange die Nennimpedanz des Lautsprechers mindestens 8 Ohm beträgt,<br />
auch die Brücke empfohlen werden.<br />
Bei den „Klimmzügen“ Parallel -und Brückenschaltung, oder gar einer Kombination<br />
aus beiden, stellt sich aber immer die Frage, ob es nicht sinnvoller<br />
ist, eine diskret aufgebaute DIY-<strong>Endstufe</strong> einzusetzen, die den Anforderungen<br />
von vornherein gerecht wird.<br />
4.2.1 Parallelschaltung<br />
K3<br />
Bei der Parallelschaltung wird die Verlustleistung<br />
auf zwei oder mehr ICs verteilt,<br />
so dass über eine Anhebung der Betriebsspannung<br />
(soweit im Rahmen der Spezifikationen<br />
zulässig) eine höhere Leistungsabgabe,<br />
insbesondere im niederohmigen<br />
Bereich möglich wird. Daneben<br />
sinkt der Innenwiderstand proportional<br />
zur Zahl der eingesetzten Module.<br />
Mit 2 ICs und ± 40 V Betriebsspannung<br />
K3<br />
sind etwa 125 Watt an 4 M erreichbar.<br />
2 M-Betrieb wird durch Parallelschaltung<br />
überhaupt erst möglich: mit ± 27 V<br />
Betriebsspannung können etwa 110 Watt<br />
an 2 M erreichbar. Für noch niedrigere<br />
Impedanzen ist aber auch die Parallelschaltung<br />
nicht geeignet!<br />
Für die Parallelschaltung von Modulen wird eine <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> und eine<br />
(oder mehrere) weitere <strong>Endstufe</strong>(n) <strong>80</strong>P benötigt. Auf <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong>P sind<br />
die nicht benötigten Bauteile (Eingangsbeschaltung, Gegenkopplung, Mute<br />
und Standby) nicht bestückt. Die Signalmasse muss unterbrochen werden,<br />
dazu wird das Bohrloch neben R7 / über D4 auf 2 mm aufgebohrt. Jumper<br />
J1 wird wie auf S. 28 beschrieben verdrahtet. Mit einer 3-adrigen Leitung<br />
16 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Schaltungsbeschreibung<br />
werden die beteiligten Module über die Steckverbinder K3 miteinander verbunden.<br />
Für die Parallelschaltung der beiden Ausgänge über K5 bitte eine<br />
kräftige Verbindung mit min. 1 mm 2 einsetzen!<br />
4.2.2 Brückenschaltung<br />
Input<br />
Master<br />
Der Brückenbetrieb bietet sich dort an,<br />
wo wirklich hohe Leistung benötigt wird:<br />
bei der Beschallung großer Räume mit<br />
großen Lautstärken, für Subwoofer, für<br />
wirkungsgradschwache Lautsprecher.<br />
Im Brückenbetrieb liefern zwei <strong>Endstufe</strong><br />
<strong>80</strong> eine Ausgangsleistung von bis etwa<br />
140 Watt an 8 Ohm.<br />
Bei der Brückenschaltung wird einer der<br />
beiden eingesetzten Verstärker als „Mas-<br />
Slave<br />
ter“ definiert. An seinen Eingang K1 wird<br />
das Musiksignal gelegt.<br />
Der zweite Verstärker wird zum „Slave“.<br />
Bei ihm wird der Eingang mittels Jumper<br />
auf K1 gegen Masse kurzgeschlossen.<br />
Von K4 der Master-Platine wird eine<br />
zweiadrige (abgeschirmte) Leitung zu K2<br />
auf der Slave-Platien geführt.<br />
Dr Lautsprecher wird zwischen den Ausgangsklemmen<br />
K5 der beiden Verstärker<br />
angeklemmt.<br />
Keinesfalls darf einer der Lautsprecheranschlüsse zu Masse Kontakt<br />
haben, denn das bedeutet Kurzschluss und Zerstörung!!!<br />
Das Ein– und Ausschalten efolgt wie im Kapitel 4.1 beschrieben.<br />
K4<br />
K2<br />
Abb. 5<br />
Brückenschaltung<br />
17
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
5. Stromversorgung<br />
Der Stromversorgung sollte große Aufmerksamkeit geschenkt werden. Im Stereo-Einsatz<br />
sollte für jeden der beiden Kanäle möglichst ein eigenes komplettes<br />
Netzteil aufgebaut werden.<br />
5.1 Netzteildimensionierung<br />
Mit Hilfe der folgenden Tabellen kann das benötigte Netzteil leicht dimensioniert<br />
werden, beachten Sie bitte die Erläuterungen auf den folgenden Seiten!<br />
Einzel<br />
Ausgangsleistung/<br />
min. Trafoleistung<br />
Einzel Brücke<br />
8 M 4 M 8 M<br />
1) Grenzbereich: sehr sorgfältig kühlen!!! 2) nur mit 2 parallel geschalteten Modulen<br />
3) nur mit 3 parallel geschalteten Modulen<br />
Gehen Sie Schritt für Schritt vor:<br />
Trafospannung<br />
Gleichspannung<br />
18 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Elko<br />
W/VA W/VA W/VA Veff V V<br />
30/45 45/70 <strong>80</strong>/120 2 x 18 ± 23 35<br />
40/60 60/90 100/150 2 x 20 ± 26 35<br />
45/70 70/105 125/190 2 x 22 ± 29 40<br />
60/90 901) /135 150 ± 33 50<br />
1) /225 2 x 25<br />
<strong>80</strong>/120 120 2) /1<strong>80</strong> - 2 x 30 ± 40 50<br />
1002) /150 150 3) /225 - 2 x 33<br />
± 44 63
1. Stellen Sie fest, welche Nennimpedanz Ihre Lautsprecher haben (Impedanzminima<br />
von 20% unter Nennimpedanz sind erlaubt).<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Stromversorgung<br />
2. Überlegen Sie, welche Leistung Ihr(e) <strong>Endstufe</strong>(n) liefern müssen. Hier<br />
kann ich keine konkreten Tipps geben, weil dies von vielen Faktoren<br />
abhängt: Raumgröße (je größer, desto mehr Leistung), Wirkungsgrad<br />
der Lautsprecher (je niedriger, desto mehr Leistung), untere Grenzfrequenz<br />
(je niedriger, desto mehr Leistung).<br />
Allgemein müssen die einzelnen <strong>Endstufe</strong>n einer Aktivbox deutlich<br />
weniger Leistung liefern, als eine <strong>Endstufe</strong> für eine aufwändige passive<br />
Mehrwege-Box - die <strong>Endstufe</strong>n für Mittel- und Hochton-Chassis nochmals<br />
nur etwa die Hälfte der Bass-<strong>Endstufe</strong>. Wenn also eine 3-Wege-<br />
Passivbox eine 200 W-<strong>Endstufe</strong> benötigt, reicht für gleichen Schalldruck<br />
bei einer Aktivierung etwa die halbe Gesamtleistung von 100 W aus.<br />
Die Einzelchassis werden dabei ungefähr folgende Einzelleistung aus den<br />
<strong>Endstufe</strong>n abfordern: 60 W für den Bass, 30 W für den Mitteltöner,<br />
15 W für den Hochtöner. Für diese Annahme wurde etwa gleicher Wirkungsgrad<br />
aller Chassis vorausgesetzt. In Abhängigkeit von den jeweiligen<br />
Filterfrequenzen und von den konkreten Wirkungsgraden kann es<br />
natürlich zu Abweichungen kommen. Orientieren Sie sich für die<br />
Dimensionierung einer Aktivbox am Bass-Kanal, dann kann eigentlich<br />
nichts schief gehen.<br />
3. Suchen Sie in der Tabelle unter Ausgangsleistung das Feld mit „Ihrer“<br />
Ausgangsleistung an „Ihrer“ Nennimpedanz. Die Ausgangsleistung<br />
steht immer vor dem Schrägstrich. Bei einem mehrkanaligen Verstärker<br />
(z.B. Drei-Wege-Aktivbox) gilt immer die niedrigste im System vorkommende<br />
Lautsprecherimpedanz!<br />
4. Hinter dem Schrägstrich steht die für eine <strong>Endstufe</strong> nötige Trafo-Leistung<br />
in VA. Die Angaben sind Minimalwerte pro <strong>Endstufe</strong>, sollen mehrere<br />
<strong>Endstufe</strong>n an einem Trafo betrieben werden, muss die Trafo-Leistung<br />
mit der Anzahl der <strong>Endstufe</strong>n multipliziert werden. Ganz allgemein<br />
kann man sagen: die Trafo-Leistung sollte um den Faktor 1,5 größer<br />
sein, als die Gesamtleistung der daran angeschlossenen <strong>Endstufe</strong>n.<br />
Wenn Sie also eine Stereo-<strong>Endstufe</strong> mit 2 x 70 W / 4Ohm aus einem<br />
gemeinsamen Trafo betreiben sollte dieser min. 210 VA haben, lieferbar<br />
19
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
sind z.B. 225-VA-Typen. Für eine Einzelendstufe im Monoblock reicht<br />
ein 120 VA-Typ.<br />
5. Gehen Sie nun in der Zeile nach rechts und lesen Sie die Trafospannung<br />
ab. Im Beispiel sind dies 2 x 22 Veff.<br />
6. Damit sind die Eckdaten für den Trafo bekannt. Bewährt sind gute Ringkerntrafos.<br />
Bitte beachten Sie, dass die Werte für die Ausgangsleistung<br />
in der Tabelle Richtwerte sind, die in Abhängigkeit von Bauteilewerten<br />
und -qualität, sowie Netzspannungsschwankungen differieren können!<br />
Die Absicherung des RK-Trafos erfolgt mit dem 1,5- bis 2-fachen Primär-<br />
Nennstrom. Ab ca. 500VA, oder bei Einsatz mehrer Trafos kann eine<br />
Einschaltstrombegrenzung nötig werden. Hier für einige Trafos die nötigen<br />
Sicherungen (Schaltcharakteristik träge):<br />
RK-Trafo <strong>80</strong> VA Sicherung 630 mA<br />
RK-Trafo 120 VA Sicherung <strong>80</strong>0 mA<br />
RK-Trafo 160 VA Sicherung 1,25 A<br />
RK-Trafo 225 VA Sicherung 1,6 A<br />
RK-Trafo 300 VA Sicherung 2 A<br />
RK-Trafo 500 VA Sicherung 4 A<br />
RK-Trafo 700 VA Sicherung 5 A<br />
6. Nun bestimmen Sie in der letzten Spalte die Spannungsfestigkeit der<br />
Elkos. Die Angeben fallen auf den ersten Blick recht hoch aus, weil sich<br />
die Trafos im Standby fast im Leerlaufbetrieb befinden und die Gleichspannung<br />
dadurch gegenüber den Angaben in der vorletzten Tabellenspalte<br />
um einige Volt ansteigen kann.<br />
7. Pro 40 W Ausgangsleistung sollten Sie als Siebkapazität ungefähr 2 x<br />
5.000 TF veranschlagen. Für eine Subwoofer-<strong>Endstufe</strong> verdoppeln Sie diesen<br />
Wert. Pro <strong>Endstufe</strong> für Mittel-/Hochtöner in Aktivboxen halbieren<br />
Sie diesen Wert. Solch eine grobe Unterteilung reicht vollkommen aus,<br />
akademisches Berechnen exakter Werte ist hier völlig unsinnig.<br />
Auch das Motto „viel hilft viel“ ist hier nicht unbedingt zielführend - zu<br />
hohe Kapazitäten können durchaus zu Dynamikverlusten führen. Ledig-<br />
20 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
lich im untersten Frequenzbereich, also für reine Bassverstärker, schadet<br />
Kapazität nie.<br />
8. Bei der Qualität der Elkos hat sich folgende „Rangliste“ herausgestellt,<br />
die sich auch im Preis niederschlägt:<br />
Standard-Typen mit Snap-In-Befestigung in RM 10 (z.B. BCC 056<br />
und 058, Panasonic TS-HA).<br />
BCC 051 (und andere mit der Pinnung dieses Typs). Bestes<br />
Preis-/Leistungsverhältnis.<br />
BHC Slitfoils im Snap-in-Gehäuse RM 10. Teurer, aber nochmals<br />
besser.<br />
T-Net-Capacitor. Der allerbeste, aber auch teuerste Elko.<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Stromversorgung<br />
9. Als Gleichrichter werden von den meisten Anwendern diskrete Dioden<br />
mit kurzer Erholzeit (recovery time) bevorzugt. Für alle unter 10. aufgeführten<br />
Anwendungen reichen 8 A - Typen im TO-220-Gehäuse. Bei<br />
höheren Leistungen kann auch das TO-247-Gehäuse nötig werden.<br />
10. Beispiele für einige Standard-Anwendungen:<br />
Anwendung Leistung Trafo Platine/Elkos<br />
Monoblock <strong>80</strong>/50W an 4/8M 2x22V/120VA NT-KE, 2x10.000TF/40V<br />
Monoblock <strong>80</strong>W/8M 2x30V/120VA NT-KE, 2x10.000TF/50V<br />
Kl. Stereo-Verst. 2x18W/8M 2x15V/50VA NT-KE, 2x4.700TF/25V<br />
Stereo-Vollverstärker 2x<strong>80</strong>/50W an 4/8M 2x22V/225VA NT-KE, 2x22.000TF/40V<br />
3-Wege-Aktivbox <strong>80</strong>+40+20W/je 8M 2x30V/225VA NT-KE, 2x15.000TF/50V<br />
2-Wege-Aktivbox 50+30W/4+8M 2x18V/120VA NT-KE, 2x10.000TF/35V<br />
Subwoofer <strong>80</strong>W/8M 2x30V/120VA NT-KE, 2x22.000TF/50V<br />
Subwoofer <strong>80</strong>W/4M 2x22V/120VA NT-KE, 2x22.000TF/40V<br />
Subwoofer-Brücke 150W/8M 2x24V/225VA NT-E, 4x22.000TF/40V<br />
21
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
5.2 Netzteil-Platinen<br />
Für einen unkomplizierten Netzteil-Aufau bietet UB Audio und Messtechnik<br />
zwei Netzteil-Platinen an.<br />
In den allermeisten Fällen ist ein NT-KE mit 2 Elkos ausreichend!<br />
Auf den Platinen NT-E und NT-KE kann pro Elko ein radialer oder axialer<br />
Folienkondensatore (z.B. Mundorf Zinnfolie) zugeschaltet werden. Optional<br />
können niederohmige Strombegrenzungswiderstände (um 100 Milliohm,<br />
Baureihe MPC 71/5W) zwischen Dioden und Elkos eingefügt werden. Dazu<br />
müssen vorher die Bohrungen unter diesen Widerständen aufgebohrt<br />
werden. Zusammen mit den Kapazitäten wird eine leichte Filterwirkung<br />
und damit eine gute Störunterdrückung erreicht.<br />
Auf die verzinnten Flächen der Unterseite der Platinen kann bei Bedarf Kupferdraht<br />
oder –Geflecht aufgelötet werden. Eine Spule zur weiteren Störunterdrückung<br />
wird im Bedarfsfall zwischen Trafo und Eingang auf der Platine<br />
geschaltet.<br />
Die ausführlichen Produktbeschreibungen der Netzteilplatinen entnehmen Sie<br />
bitte den zugehörigen Datenblättern, im Folgenden nur kurz die Schaltpläne<br />
und einige Stichworte.<br />
22 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
5.2.1 NT-KE<br />
Für max. 2 <strong>Endstufe</strong>n<br />
Platine 100 x100 mm mit<br />
70Tm Cu-Auflage<br />
Universallayout für<br />
viele Bauteil-Variationen<br />
Gleichrichter: diskrete Dioden,<br />
Bauform TO-220 oder TO-247, oder axiale Typen<br />
Elkos: alle auf S. 20/21 aufgezählten Typen, außer T-Net!<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Stromversorgung<br />
Abb. 6<br />
NT-KE<br />
Abb. 7<br />
Schaltung NT-KE<br />
23
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
5.2.3 NT-E<br />
Für max. 4 <strong>Endstufe</strong>n<br />
Platine 160 x100 mm mit<br />
2 x 70 Tm Cu-Auflage<br />
Universallayout für<br />
viele Bauteil-Variationen<br />
Gleichrichter: diskrete Dioden,<br />
Bauform TO-220 oder TO-247, oder axiale Typen<br />
Elkos: alle auf S. 20/21 aufgezählten Typen, inkl. T-Net!<br />
Für <strong>Endstufe</strong>n höherer Leistung sind hier im Unterschied zum kleineren NT-<br />
KE vier Siebelkos mit bis 45 mm Durchmesser einsetzbar. Geeignet sind alle<br />
Typen der Aufzählung S.20/21. Beim T-Net-Capacitor bitte beachten:<br />
Vor der Bestückung der Leiterplatte müssen unter jedem Elko 2 Leiterbahnen<br />
unterbrochen werden. Die im Layout mit dicken Kreisen umrahmten Löcher<br />
werden mit einem 6,5-mm-Bohrer aufgebohrt.<br />
Diskrete Dioden können in der Bauform TO-220 oder TO-247 eingesetzt werden,<br />
axial bedrahtete Typen sind ebenfalls berücksichtigt. Den Dioden können<br />
kleine (Folien-) Kondensatoren im RM 5 oder 7,5 parallelgeschaltet werden<br />
(ca. 22-47nF).<br />
24 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
6. Einsatzmöglichkeiten<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Einsatzmöglichkeiten<br />
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> eignet sich wegen ihrer geringen Abmessungen hervorragend<br />
zum Aufbau kompakter, aber auch vielseitiger und umfangreicher Systeme.<br />
Monoendstufe<br />
Im einfachsten Fall werden ein Modul <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> und eine Stromversorgung<br />
in ein Gehäuse gebaut fertig ist der Monoblock!<br />
Stereoendstufe/Vollverstärker<br />
Zwei Module und eine Stromversorgung ergeben eine Stereoendstufe. Durch<br />
Zugabe einer Vorverstärkerplatine wird daraus ein Vollverstärker.<br />
BiAmping<br />
Eine Stereo-Enstufe läßt sich schnell in eine BiAmping-<strong>Endstufe</strong> verwandeln:<br />
nur einen Eingang verwenden und K1‘ der ersten <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong> mit K1 der<br />
zweiten verbinden. Es ist nur eine Stromversorgung nötig. Mit einem weiteren<br />
Modul läßt sich der Aufbau zum TriAmping für 3-Wege-Lautsprecher<br />
erweitern.<br />
Für Stereo müssen natürlich zwei solcher Einheiten aufgebaut werden, am<br />
besten mit getrennten Stromversorgungen für den linken und den rechten<br />
Kanal.<br />
Surround<br />
Die geringen Abmessungen erlauben den Aufbau sehr hochwertiger Mehrkanal-Verstärker<br />
in dennoch kompakten Gehäusen. Für die Ansteuerung leistungshungriger<br />
Subwoofer bieten sich Parallel– oder Brückenschaltung an.<br />
Aktivboxen<br />
Auch hier kommen besonders die geringen Abmessungen zum Tragen, in<br />
schlanken Gehäusen (ab 8 cm Innenbreite) können viele Module übereinander<br />
montiert werden.<br />
25
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
7. Aufbau<br />
Bei paarweiser Bestellung der Leerplatine oder des Bausatzes hängen immer<br />
zwei Platinen zusammen, das erleichtert die Montage. Wenn dies nicht<br />
gewünscht ist (weil die Verstärker z. B. übereinander montiert werden sollen),<br />
einfach in der Mitte durchbrechen und die übrig gebliebenen Nasen<br />
abfeilen.<br />
Hinweis<br />
Beachten Sie bitte vor allen Verdrahtungs– oder anderen Arbeiten<br />
an der <strong>Endstufe</strong> oder angeschlossenen Baugruppen:<br />
NETZSPANNUNG KANN TÖDLICH SEIN!<br />
Es darf während der Arbeiten keine Verbindung zum<br />
230 V - Netz bestehen!<br />
Alle Bausteine müssen spannungsfrei sein, das<br />
beinhaltet, dass die Kondensatoren der<br />
Stronversorgung entladen sind!<br />
Diese Hinweise gelten auch für das An- oder Abklemmen von<br />
Meßleitungen!<br />
TIPP<br />
Entladen Sie Kondensatoren nie durch Kurzschluß! Benutzen Sie dazu einen<br />
niederohmigen Hochlast-Widerstand (z. B. 22 Ohm / 10 Watt) für einige<br />
Sekunden, bis die Spannung an jedem Kondensator unter ca. 1 Volt gesunken<br />
ist!<br />
7.1 Bestückung<br />
Benutzen Sie einen kräftigen Lötkolben mit feiner Spitze, am besten eine Lötstation,<br />
bei der Sie die Temperatur einstellen können (ca. 400°C für kurze<br />
Lötzeiten und gute Lötstellen). 2 x 70Tm Kupfer sind schwierig zu löten -<br />
26 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
sie leiten nicht nur den Strom gut, sondern auch die Lötwärme viel zu<br />
schnell ab!!<br />
Der TDA 7293 ist in MOF-FET-Technik aufgebaut . Demzufolge sind seine<br />
Eingänge sehr empfindlich für elektrostatische Auflaudung. Bitte sorgen Sie<br />
für einen Potenzialausgleich zwischen sich und dem IC, bevor Sie mit den<br />
Arbeiten daran beginnen.<br />
Bei der Parallelschaltung wird die Hauptplatine komplett bestückt, die parallel<br />
geschaltete(n) Platine(n) jedoch nur teilbestückt, siehe auch Bauteileliste<br />
unter 4.2.<br />
Nun können die Bestückungsarbeiten beginnen. Alle Bauteile außer IC und<br />
der großen Elkos werden in der Reihenfolge von der niedrigsten Bauhöhe<br />
zur höchsten nacheinander eingelötet. Unbedingt die Polung der Elkos und<br />
der Diode nbeachten!<br />
Der IC sollte als vorletztes Teil eingebaut werden. Dabei zuerst nur die<br />
äußersten Pins anlöten und dann den IC so ausrichten, daß er wirklich<br />
senkrecht zum Kühlkörper steht!<br />
Zum Schluß werden die beiden großen Elkos C10 und C11 eingebaut.<br />
Bitte arbeiten Sie sehr sorgfältig! Falsch eingebaute Bauteile lassen<br />
sich aus einer doppelseitigen Platine mit 70C Kupfer nur sehr<br />
schwer wieder auslöten, insbesondere der 15-polige IC!<br />
Nun muß das Modul noch für die unterschiedlichen Betriebsarten „programmiert“<br />
werden:<br />
Normalbetrieb Unter den Normalbetrieb fallen alle Anwendungen, in<br />
denen ein Verstärker aus einer Einzel-<strong>Endstufe</strong> aufgebaut<br />
ist, also weder im Brücken- noch im Parallelbetrieb<br />
läuft.<br />
J1: N - O<br />
Brückenbetrieb MASTER J1: N - O<br />
K1: Signal-Eingang<br />
SLAVE J1: N - O<br />
K1: Brücke<br />
K4 auf Master mit K2 auf Slave verbinden (2-adrigabgeschirmt).<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Aufbau<br />
27
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
Parallelbetrieb MASTER J1: N - O<br />
K1: Signal-Eingang<br />
SLAVE J1: Brücke O - N,<br />
P über kurzes Stück Draht (isoliert!)<br />
mit K2/Pin1 verbinden,<br />
das Loch neben R7 und über D4<br />
(s. Markierung im Bestückungsplan)<br />
mit 2 mm - Bohrer aufbohren.<br />
Der Slave-Verstärker ist nur teilbestückt, wie in den<br />
Kapiteln 3 und 4 beschrieben.<br />
K3 beider Verstärker über 3-adriges Kabel verbinden.<br />
K5 beider Verstärker mit min. 1 qmm Leitung verbinden.<br />
Unterziehen Sie abschließend die bestückte Platine vor dem Test einer Sichtkontrolle:<br />
überprüfen Sie die Qualität der Lötstellen („kalte“ Lötstellen, Risse,<br />
Kurzschlüsse...), kontrollieren Sie die richtige Polung von Elkos und Diode,<br />
überprüfen Sie alle Bauteile auf die richtigen Werte, insbesondere bei den<br />
Widerständen kann sich leicht einmal ein falscher Farbcode einschleichen.<br />
7.2 Kühlung und Montage<br />
Neben Leistung produziert ein Verstärker auch Verlustleistung in Form von<br />
Wärme. Sie muß vom Gehäuse abgeführt werden muß, um den Baustein<br />
nicht zu zerstören. Der Wirkungsgrad des TDA 7293 ist zwar recht hoch,<br />
jedoch ist das Gehäuse für bis zu 50 W Verlustleistung auch sehr klein.<br />
Im Lieferumfang ist kein Kühlkörper vorgesehen, weil dieser je nach Einsatz<br />
in verschiedenen Anwendungen sehr unterschiedlich ausfallen kann. Die für<br />
die Berechnung nötige Daten sind in den technischen Daten im Anhang zu<br />
finden! Bewährt sind dickwandige Profile (> 10 mm), wie z.B Fischer SK 47.<br />
Ein Kühlkörper-Vorschlag „für alle Fälle“ lautet: Rth,K Y 0,7 C/W (für zwei<br />
IC, bei ± 29V mit RL = 4 Ohm bei einer Umgebungstemperatur von 35°C<br />
betrieben, senkrechter Einbau eines schwarzen Kühlkörpers unter Verwendung<br />
von Kaptonscheibe oder Glimmerscheibe plus Wärmeleitpaste).<br />
28 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
Da das Gehäuse des IC ist nicht potenzialfrei ist, muß es<br />
gegen den Kühlkörper isoliert werden.<br />
Für die Befestigung am Kühlkörper gibt es zwei Möglichkeiten.<br />
1. Der IC wird mittels Schraube und der Befestigungslasche des IC am<br />
Kühlkörper befestigt. Eine Glimmerscheibe (Größe TO-218) ist preiswert,<br />
muß aber beidseitig mit Wärmeleitpaste versehen werden. Teurer, aber ohne<br />
Wärmeleitpaste zu montieren, ist glasfaserverstärkte Silikonfolie, z. B.<br />
Fischer WB - keinesfalls Standard-Silikonfolie einsetzen, diese hat eine zu<br />
schlechte Wärmeleitung! Zur korrekten Isolierung gehört ferner ein passender<br />
Isoliernippel für die Befestigungsschraube (Inbus M3). Isolierscheibe<br />
und –nippel sind im Lieferumfang der Bausätze enthalten.<br />
2. Der IC muß für die optimale Abführung der Verlustleistung (immerhin<br />
bis fast 50 Watt im worst case!) absolut plan auf dem Kühlkörper liegen.<br />
Dies ist mit der Befestigung mittels einer Schraube über die Befestigungslasche<br />
des IC nicht immer gegeben. Besser ist der Einsatz eines Alu-Flachprofils,<br />
das über den IC-Kunststoffkörper gelegt und beidseitig des IC mit dem<br />
Kühlkörper verschraubt wird. Solch ein Profil kann auch über mehrere Ics<br />
gelegt werden. In diesem Fall aber auch Befestigungen zwischen den einzelnen<br />
ICs vorsehen!<br />
Das Modul darf nicht nur über den IC mit dem Kühlkörper und/oder<br />
Gehäuse verbunden sein. Damit keine mechanischen Spannungen entstehen<br />
und den IC zerstören können, sollte die eigentliche Befestigung mittels Distanzbolzen<br />
(min. 5 mm) über die Befestigungslöcher erfolgen. Bei der Doppelplatine<br />
an 6 Stellen befestigen.<br />
Bei Montage in ein Metallgehäuse bitte unbedingt beachten: Alle<br />
Anschlussbuchsen müssen vollständig isoliert in das Gehäuse eingebaut<br />
werden! Das Gehäuse muß vorschriftsmäßig geerdet sein!<br />
7.3 Verdrahtung<br />
Konfektionieren Sie nun die Anschlußleitungen. Die einzelnen Anschlussbelegungen<br />
sind ausführlich im Anhang 9.1 aufgelistst!<br />
Bei allen Verdrahtungsarbeiten muss die Platine spannungsfrei<br />
sein!<br />
An alle Klemmen nur isolierte Leitungen anschließen!<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Aufbau<br />
29
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
Verpolungen und Kurzschlüsse sind unbedingt zu vermeiden, sie können<br />
zur Zerstörung von IC und Platine führen! Obacht auch später beim<br />
Messen und Testen!<br />
Für den Leistungsteil werden auf der Platine Schraubklemmen im Rastermaß<br />
5 eingesetzt. Die Verdrahtung erfolgt mit isolierten feindrähtigen Litzen<br />
von 1 - 2,5 mm2 . Auf die abisolierten Enden der Litzen sollten passende<br />
Aderendhülsen gecrimpt werden. Am besten geeignet sind die billigen nicht<br />
isolierten Hülsen aus verzinntem Kupfer!<br />
Die Schraubklemme K5 „Ausgang“ führt auf beiden Klemmen das Ausgangsignal<br />
für den Lautsprecher. Eine Klemme dient dem Anschluß des Lautsprechers,<br />
die zweite für die eventuelle Parallelschaltung einer weiteren (oder<br />
mehrerer) <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong>. Die Lautsprecher-Masse-Leitung muss an eine der<br />
Betriebsspannungs-Masse-Klemmen angeschlossen werden, bevorzugt auf<br />
der <strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong>-Platine, oder auf der Netzteilplatine.<br />
Für alle anderen Verbindungen werden verpolungssichere Steckverbinder<br />
(Stifte) im RM 2,54 eingesetzt. Dem Komplettbausatz liegen die zugekörigen<br />
Gegenstücke (Buchsengehäuse) für die Konfektionierung bei.<br />
Die Anschlüsse K1 und K1‘ sind auf der Platine parallelgeschaltet, weil für<br />
manche Konstellation das Durchschleifen des Audio-Signals erwünscht ist.<br />
Die Leitung kann entweder aus verdrillten isolierten Einzellitzen bestehen,<br />
oder aus einer abgeschirmten zweiadrigen Leitung bestehen.<br />
Ein- und Ausschalten, Schaltknacksunterdrückung<br />
1.) Im Normalfall wird der Verstärker über einen Netzschalter ein- und ausgeschaltet.<br />
Damit dies möglichst geräuscharm funktioniert, ist der zugehörige<br />
Bereich wie folgt mt AC-Detektor aufzubauen:<br />
K7 Pin1 verbinden mit Trafo-Masse<br />
Pin2 verbinden mit Trafo-Wechselspan<br />
nung 1<br />
Pin3 verbinden mit Trafo-Wechselspan<br />
nung 2<br />
K10 Jumper setzen<br />
J2,J3 offen lassen (!!!)<br />
30 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
2.) Bei Verzicht auf den AC-Detektor:<br />
K7 offen lassen (!!!)<br />
K10 Jumper setzen<br />
J2,J3 Jumper setzen<br />
3.) Sollen mehrere Verstärker gemeinsam betrieben/geschaltet werden,<br />
läuft der erste Verstärker wie unter Normalfall beschrieben:<br />
1. Verstärker K7 Pin1 verbinden mit Trafo-Masse<br />
Pin2 verbinden mit Trafo-Wechselspan<br />
nung 1<br />
Pin3 verbinden mit Trafo-Wechselspan<br />
nung 2<br />
K10 Jumper setzen<br />
J2,J3 offen lassen (!!!)<br />
K9 1:1 verbinden mit K8 auf 2. Verstärker<br />
2. Verstärker K7 offen lassen<br />
K10 offen lassen<br />
J2,J3 offen lassen<br />
K8 1:1 verbinden mit K9 auf 1. Verstärker (wie<br />
schon unter 1. Verstärker erwähnt)<br />
K9 1:1 verbinden mit K8 auf 3. Verstärker<br />
3. Verstärker wie unter 2. Verstärker beschrieben<br />
usw.<br />
4.) Soll die <strong>Endstufe</strong> ferngesteuert geschaltet werden, kann man mit<br />
einer externen Schaltspannung (Gleichspannung) arbeiten. Sie kann zum<br />
Beispiel aus dem Vorverstärker kommen. Die Vorgehensweise erfolgt wie im<br />
vorigen Abschnitt unter 2. Verstärker beschrieben.<br />
K7 offen lassen K9/Pin1 ext. Spannung Masse<br />
K10 offen lassen K9/Pin2 ext. Spannung Plus<br />
J2,J3 offen lassen<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Aufbau<br />
31
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
Je nach Höhe der externen Spannung muss R12 angepasst werden:<br />
12V Brücke<br />
24V 1,0 KM<br />
30V 1,5 KM<br />
40V 2,7 KM<br />
Der Netzschalter der <strong>Endstufe</strong> sollte möglichst nur betätigt werden, wenn die<br />
ext. Schaltspannung den <strong>Endstufe</strong>n-IC stummgeschaltet hat!<br />
Achtung !!<br />
Entweder K7 mit der Sekündärspannung des Trafos verbinden, wie im<br />
Schaltbild S.8 gezeigt, oder Jumper J2 und J3 setzen.<br />
7.4 Test<br />
Beim Testen und Messen nicht ohne Berührungsschutz für den 230-V-<br />
Bereich arbeiten und das Gerät an einem Trenntrafo ausreichender Leistung<br />
betreiben. In diesem Zusammenhang sei noch einmal auf die Hinweise auf<br />
S. 23 verwiesen!<br />
1. Schließen Sie mit einem Jumper den Eingang (K1 oder K1‘) kurz.<br />
2. Wenn Sie kein Labornetzgerät mit Spannungsanzeige benutzen, schließen<br />
Sie Spannungsmeßgeräte (DC 200V-Bereich) zwischen Stromversorgung<br />
Plus und Masse, sowie Stromversorgung Minus und Masse.<br />
3. Schließen Sie ein Spannungsmeßgeräte (DC 200V-Bereich) zwischen Ausgang<br />
(K5) und Masse.<br />
4. Schalten Sie Ihr Labornetzgerät (sollte min. 2,5 A liefern können) ein und<br />
stellen Sie es auf 2 x ±25 V. Schalten Sie es nun wieder aus und schließen<br />
Sie es dann an die Stromversorgungsklemmen auf der Verstärkerplatine<br />
an.<br />
5. Schalten Sie das Labornetzgerät ein und dann die <strong>Endstufe</strong>. An den<br />
Stromversorgungsklemmen sollten jetzt ± 25 V anliegen, am Ausgang 0 V.<br />
Der Ruhestrom sollte bei ca. 35 mA liegen. Kontrollieren Sie die Ausgangsgleichspannung<br />
im empfindlichsten Bereich des Meßgerätes. Es sollten<br />
normalerweise wenige mV sein, die maximal zulässige Obergrenze<br />
liegt bei etwa 100 mV.<br />
32 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
6. Schalten Sie erst den Verstärker und dann das Netzteil aus und entfernen<br />
Sie den Jumper vom Eingang.<br />
7. Schalten Sie einen NF-Generator ein und stellen Sie sein Ausgangssignal<br />
auf Sinus, 1KHz, 100 mV. Schalten Sie ihn aus und schließen Sie ihn an<br />
den Eingang des Verstärkers (K1 oder K1‘). An den Ausgang legen Sie<br />
einen Lastwiderstand 8M/50W. Stellen Sie den Meßbereich des Spannungsmessers<br />
am Ausgang auf AC 20V.<br />
8. Schalten Sie Netzteil, Verstärker und dann den NF-Generator ein. Am<br />
Verstärker-Ausgang müssen jetzt 3,5 V angezeigt werden. Wenn Sie<br />
glücklicher Besitzer eines Ozilloskops sind, können Sie auch die Kurvenform<br />
überprüfen, insbesondere das Rechteckverhalten testen. Die<br />
Anstiegszeit bei einer Rechteckspannung mit 30VSS sollte unter 1,5Ts liegen.<br />
Damit ist der Test abgeschlossen. Entsprechen die Meßwerte nicht den<br />
angegebenen Größenordnungen, überprüfen Sie bitte die Bestückung Ihrer<br />
Platine und die Verdrahtung der angeschlossenen Geräte.<br />
Genauso wie beschrieben, verfahren Sie mit allen weiteren am Projekt beteiligten<br />
<strong>Endstufe</strong>n. Testen Sie bitte auch das Netzteil, das Sie verwenden<br />
möchten, vor dem Einbau ohne Verstärker auf korrekte Funktion.<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Aufbau<br />
33
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
7.5 Inbetriebnahme<br />
Wenn Verstärker und Netzteil einwandfrei funktionieren, bauen Sie beides<br />
unter Beachtung aller Sicherheitsvorschriften in das dafür vorgesehene<br />
Gehäuse ein. Schließen Sie unbedingt auch alle primärseitig (zwischen Trafo<br />
und 230-V-Netz) liegenden Elemente wie Sicherung(en) und Netzschalter<br />
an. Der Netzschalter muß auch dann eingebaut werden, wenn Sie die <strong>Endstufe</strong>n<br />
über die unter 8.3 beschriebene Muting-/Standby-Schaltung schalten!<br />
Benutzen Sie für die Verdrahtung im 230V-Bereich nur Leitungen,<br />
die für den Betrieb an 230V Wechselspannung zugelassen sind!<br />
Zum Einschalten zuerst den Netzschalter, dann Mute-/Standby-<br />
Schalter betätigen, beim Ausschalten umgekehrt!<br />
Ein erster Probelauf sollte nochmals mit NF-Generator, Lastwiderstand und<br />
kontrollierenden Meßgeräten erfolgen, erst wenn alles einwandfrei läuft, sollten<br />
Sie Quellen, Vorverstärker und Lautsprecher anschließen.<br />
34 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
8. Anhang<br />
8.1 Technische Daten<br />
8.1.1 Absolute Grenzdaten<br />
Diese Werte dürfen zu keinem Zeitpunkt überschritten werden!<br />
Betriebsspannung TDA 7293: ± 50 V *)<br />
Betriebsspannung TDA 7294: ± 40 V *)<br />
Eingangsspannung: Y 28 Veff. Betriebstemperatur: 0 ... 40 °C<br />
*) bei Verwendung von Elkos mit niedrigerer zulässiger Betriebsspannung<br />
darf die maximale Elko-Betriebsspannun natürlich nicht überschritten werden!<br />
8.1.2 Platinen-Daten<br />
Maße: 75 x 75 x 35 mm (B x H x T)<br />
PCB-Material: FR 4 mit doppelseitig 70 Tm Cu,<br />
Lötstoppmaske und Bestückungs-<br />
aufdruck<br />
Der IC sitzt mittig auf der Platine, das Loch für die Kühlkörperbefestigung<br />
befindet sich 18 mm über der Platinenoberkante.<br />
Beachten Sie bitte die Vorschriften zur Behandlung ESD –<br />
empfindlicher Bauteile!<br />
ESD = electrostatic discharge (elektrostatische Entladung)<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Anhang<br />
35
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
8.1.3 Kenndaten<br />
typische Werte<br />
Parameter Bedingung Wert Einh.<br />
Ausgangsleistung<br />
0,1 % Klirr, 4 Ohm, ± 29V<br />
8 Ohm, ± 40V<br />
36 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
75<br />
<strong>80</strong><br />
Brückenschaltung 0,1 % Klirr, 8 Ohm , ± 29V 125 W<br />
Slew Rate 10 V/ s<br />
Frequenzgang - 3 dB, C1 = 1,5 F 6 - 400.000 Hz<br />
Klirrfaktor 5 W, RL = 8 Ohm, f = 1 KHz 0,005 %<br />
FremdspannungsabstandEingangsempfindlichkeit<br />
W<br />
W<br />
1 W, 8 Ohm, linear > 95 dB<br />
<strong>80</strong> W, 8 Ohm 700 mV<br />
Ausgangsoffset < 5 mV<br />
Eingangsimpedanz<br />
Dämpfungsfaktor 8 Ohm , 1 KHz (20KHz) > 1000 (<strong>80</strong>0)<br />
Ruhestrom/<br />
Standbystrom<br />
> 22 KOhm<br />
35 / 0,5 mA<br />
Betriebsspannung ± 18 ... ± 45 V<br />
Verlustleistung T Case = 70°C, max. 50 W<br />
SperrschichttemperaturIC-Wärmewiderstand<br />
Rth,J-C max. 150 °C<br />
1,5 °C/W
8.2 Anschlussbelegungen<br />
K 1, 1‘ - Signal-Eingang<br />
Pin 1: Masse<br />
Pin 2: Signal-Eingang<br />
K 2 - Brückenbetrieb-Steuerung (auf Slave)<br />
Pin 1: Masse<br />
Pin 2: Eingang<br />
K3 - Parallelbetrieb<br />
Pin 1: IC1, Pin 12<br />
Pin 2: IC1, Pin 6<br />
Pin 3: IC1, Pin 11<br />
K4: -Brückenbetrieb-Steuerung (auf Master)<br />
Pin 1: Masse<br />
Pin 2: Ausgang<br />
K 5: - Lautsprecherausgang<br />
Pin 1,2: beide: Signalausgang<br />
K 6 - LED<br />
Pin 1: Anode (Pluspol)<br />
Pin 2: Kathode (Minuspol)<br />
K 7 - Trafo-Sekundärspannung<br />
(s. auch Schaltbild S.8!)<br />
Pin 1: Mittelabgriff<br />
Pin 2: Wechselspannung 1<br />
Pin 3: Wechselspannung 2<br />
K 8, 9 - Standby/Mute<br />
Pin 1: Plus<br />
Pin 2: Relais-Spule<br />
UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik<br />
Anhang<br />
37
<strong>Endstufe</strong> <strong>80</strong><br />
K10 Ein/Aus-Schalter<br />
Pin1: Relais-Spule<br />
Pin2: Kollektor Schalttransistor<br />
K11 - Spannungsversorgung<br />
links: Plus<br />
Mitte links: Masse (Betriebsspannung)<br />
Mitte rechts: Masse (Lautsprecher)<br />
rechts: Minus<br />
8.3 Literatur<br />
TDA 7293 Datenblatt, http://eu.st.com<br />
Böhmke, Ulrich: Variable <strong>Endstufe</strong>, Elektor 2/2002.<br />
38 UBUlrich Böhmke<br />
Audio und<br />
Messtechnik
8.4 Informationen zur Produkthaftung<br />
Die in dieser Veröffentlichung aufgeführten Waren und Geräte sind nur für den jeweils angegebenen<br />
Zweck geeignet und dürfen aus Sicherheitsgründen nicht zu anderen als den angegebenen<br />
eingesetzt werden. Beim Einsatz ist insbesondere folgendes zu beachten:<br />
Beim Umgang mit 230-V-Netzspannung und mit am Netz und/oder Batterie betriebenen Produkten<br />
müssen die einschlägigen Richtlinien zur Einhaltung der elektromagnetischen Verträglichkeit<br />
(89/336/EWG), sowie die Niederspannungsrichtlinie (73/23/EWG) für elektrische/elektronische<br />
Betriebsmittel zur Verwendung an einer Nennspannung zwischen 50 V~ und 1000 V~ bzw. 75<br />
V= und 1500 V= beachtet werden. Der Berührungsschutz (Schutzerdung SK I oder zusätzliche<br />
Isolierung zur Basisisolierung SK II) muß sichergestellt sein. Folgende EN-Normen und VDE-Vorschriften<br />
sind zu berücksichtigen:<br />
- Elektromagnetische Verträglichkeit: EN 50081-1, EN50082-1,<br />
- Niederspannungsrichtlinie: DIN VDE 0100, DIN VDE 0532 (Teil 1/A1: 1994-12), DIN VDE<br />
0551: 1995, DIN VDE 0869: 1985, EN 60742, EN 60570-2-1, EN 60335-1, EN 60598.<br />
Bezugsquellen für die genannten Vorschriften: s. 6.1, Literatur!<br />
Alle Geräte und Produkte, die mit externer Spannung, insbesondere mit 230-V-Netzspannung<br />
versorgt werden, müssen vor dem Öffnen von der Versorungsspannung getrennt werden.<br />
Bei Arbeiten an Bauteilen und Bausteinen müssen diese spannungsfrei sein, vorhandene Kondensatoren<br />
müssen entladen werden. Falls nicht anders ausgewiesen, sind die in den<br />
Bedienungsanleitungen angegebenen technischen Daten unbedingt einzuhalten, insbesondere:<br />
- der zulässige Einsatztemperaturbereich. Bei fehlender Angabe gilt ein Richtwert von<br />
0 - 40 °C,<br />
- die angegebenen Grenzwerte für Spannung und Strom.<br />
Die Nichteinhaltung der Grenzwerte kann zum Defekt oder zu nicht einwandfreier Funktion der<br />
Produkte, bzw. bei Einsatz derselben als Vormaterial oder Halbzeug auch des daraus gefertigten<br />
Endproduktes führen. Für entsprechende Ausfälle und eventuelle Folgeschäden übernehmen wir<br />
keine Haftung.<br />
Schäden, die durch Eingriffe in Produkte und daraus resultierender Veränderung, sowie unsachgemäßer<br />
Behandlung verursacht werden, ebenso wie dadurch entstehende Folgeschäden, sind<br />
von der Haftung gleichermaßen ausgeschlossen. Eine Haftung wird nicht übernommen bei Veränderung<br />
des Zustandes von Artikeln, durch nicht produktgerechte Lagerung, sonstige Fremdeinwirkungen<br />
oder unsachgemäße Benutzung. Eine Haftung wird nicht übernommen bei<br />
unsachgemäßem Aufbau von Bausätzen.<br />
Netzanschlußleitungen elektrischer/elektronischer Geräte und Messleitungen müssen regelmäßig<br />
auf Schäden untersucht werden.<br />
Netzanschlußleitungen und Netzsicherungen sind nur vom Fachmann zu wechseln.<br />
Alle Artikel dürfen nur für den angegebenen Zweck verwendet werden. Wenn am Bestimmungszweck<br />
der Ware Zweifel bestehen, muß dieser bei einem kompetenten Fachmann oder der technischen<br />
Abteilung von SCHURO Elektronik / UB Elektronik geklärt werden.<br />
UBUlrich Böhmke<br />
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Messtechnik<br />
Anhang<br />
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