Slutsteg POS2211

[xmag]

Innan jag byggde om testriggen hittade jag en dålig lödning för dämpsatsen mellan ljudkort ut och slutsteg in. Det kan ju ha ställt till det en aning.


Nåväl, när jag optimerar använder jag två potentiometrar som dämpsatser och här nedan med 12v.
Först ställer jag in dämpsatsen mellan ljudkort ut och slutsteg. Därefter tittar jag på nivån och justerar dämpsatsen mellan slutsteg ut och ljudkort in så att in och ut hamnar på-30dB. Sedan mäter jag distorsionen.

Sedan ändrar jag lite på dämpsatsen mellan ljudkort ut och slutsteg. Därefter tittar jag på nivån och justerar dämpsatsen mellan slutsteg ut och ljudkort in så att in och ut hamnar på-30dB. Sedan mäter jag distorsionen.

Så gör jag mellan varje justering ett antal justeringar. Så här blev resultatet utan last:

2022-11-15 Optimering ström in i förhållande till THD.png (295.1 KiB) Visad 905 gånger

Den markerade kurvan är den bästa!
Tittar man i textraderna står det 1,2k. Det innebär att bästa dämpsats skall vara 1,2k mot jord och 3,8k i serie.
Nu mäter jag utgående dämpsats och den visar 400ohm mot jord och 4,6k i serie.

THD ligger under 0,0005% utan last (eller rättare sagt väldigt liten last). DET är bättre än med TDA2003!!

[xmag]

Alla tre mätningarna har -30dB in och -30dB ut.


8 ohms last och 12v ca 7 Watt:

2022-11-15 1,2kx4,8k - 8 ohm last.png (13.58 KiB) Visad 899 gånger

8 ohms last och 20v ca 7 Watt:

2022-11-15 1,2kx4,8k - 8 ohm last och 20v.png (14.1 KiB) Visad 899 gånger

4 ohms last och 12v ca 1,5 Watt

2022-11-15 1,2kx4,8k - 4 ohm last.png (13.19 KiB) Visad 899 gånger

Varför ger 4 ohms last bara 1,5 watt ut och mycket högre distorsion??


I huvudsak förväntade värden enligt databladet. Dock är skillnaden i distorsion med och utan last större i mina mätningar så tillvida att utan last mäter mitt slutsteg lägre än databladet.

[xmag]

Körde en del med 4ohms last.
När jag går upp mot 20volt spänning börjar den svinga betänkligt. Gick upp mot 30 volt utan att tänka på att kondensatorerna inte klarar den spänningen. Det small rejält när ena kondensatorn fick nog.

Frågan är varför den svingar när spänningen går upp mot 20 volt med 4 ohms last?
Det som skiljer detta slutsteg från "originalet" är att jag istället har 1000uF istället för 2200uF på utgången. Kan det göra att den inte kan driva 4ohm över 20 volt?

Någon?
-
-
-

[xmag]

Så här ser det ut efter ett kondensatorhaveri:

20221116_015642.jpg (301.07 KiB) Visad 872 gånger

20221116_015657.jpg (308.51 KiB) Visad 872 gånger

[xmag]

Bytte kondensator som tål 3ggr mer än inmatningsspänning.



Så här ser nu sinuskurvan ut med 8 ohms last och max pådrag:

2022-11-16 20v -0dB ut.png (58.18 KiB) Visad 867 gånger

När jag använder 4 ohms last stiger temperaturen fort upp till 115 grader och där slås den helt ifrån av temp.vakten.
Sinuskurvan ser ut på samma sätt jag ser på nätet när när skyddskretsen börjar sättas in. Jag måste gå ner till väldigt låg spänning in i slutsteget för att det skall bli normal sinuskurva.
Jag vet inte varför det är så men den klarar inte 4 ohms last.

Skall lasten kopplas mot jord (som jag gör) eller i serie på signalkabeln?

[xmag]

Nu börjar det likna något.

Med 4 ohms last får jag ut 4,85v, 1,21A och 5,88Watt innan den klipper med 20 Volt arbetsspänning.
Med 8 ohms last får jag ut 5,52v, 0,69A och 3,81Watt innan den klipper med 20 Volt arbetsspänning.

Sinuskurvan i oscilloskopet ser perfekt ut med båda lasterna innan det klipper. Klippningen går mjukt och fint utan dramatik.


För 8 ohms last ser distorsionen ut så här:

2022-11-16 THD med -15dB överst och sedan 5dB mellan kurvorna. Last = 8 ohm..png (22.34 KiB) Visad 856 gånger

Det jag gjorde var att lägga ett motstånd på ingången i serie på 56k ohm. Den dämpar också nivån så med rätt utprovat motstånd eller med en potentiometer på 100k som inte är kopplad till jord är jag helt säker på att kunna få ut 5 Watt i 8 ohm och 6-7 Watt i 4 ohm med 20v singelspänning.

[xmag]

Upptäckte ett fel som kan påverka en hel del:

20221117_122120.jpg (78.88 KiB) Visad 828 gånger

Motstånd R7 har bränt sönder. Där bör det sitta ett 3 Wattsmotstånd. Motståndet via en kondensator leder brus till jord.

[xmag]

Jag bytte det sönderbrända motståndet R7 mot ett som tål mer Watt. Jag passade också på att löda C4 nästan direkt på IC'ns ben.
Resultatet blev sämre än någonsin! Distorsionen med låg insignal med 4 ohms last hamnade uppåt 0,5% och med 8 ohm på 0,02%. Utan last blev det ca 0,005%. Distorsionskurvan blev väldigt vågig och konstig. När jag läser av Sinusvågen vid 1kHz ser det hyfsat bra ut utan last och med 8 ohms last. Med 4 ohms last släcks signalen ner var annan sekund helt vilket den gör när kortslutningsskyddet går in.

Varför skall man använde bara 1ohm till jord på utgångssidan, inte konstigt det blir som det blir, eller?

[xmag]

R7 och C5 skall stoppa oscillation över 150kHz. På en del ställen på nätet står det att de är till för att minska bruset, men det är bara halva sanningen, de skall alltså stoppa oscillation vid högre frekvenser. Men ett problem jag upplever med den kretsen är att det blir väldigt tungt att driva 4 ohms last. Temperaturen sticker iväg uppåt fort tills temperaturvakten stänger av (alternativt att det är något som kortsluter någonstans).
Kan man köra utan den? Skall testa det under dagen.

[xmag]

 Elliott Sound Products säger om LM1875:


På Engelska:

These ICs are a cow to wire on Veroboard - it is possible, but results are unpredictable.

Fritt översatt:

Dessa IC:er är ett litet helsike att koppla på Veroboard - det är möjligt, men resultaten är oförutsägbara.

https://sound-au.com/project72.htm

Jag är benägen att hålla med!

[xmag]

Nu har jag mätt utan R7 inkopplad och ingången i serie med 100k ohm (går inte utan den):

Vid last 0 ohm -30dB = THD under 0,001%.
Vid last 4 ohm -30dB = THD under 0,020%. Effekt vid -0 dB (4,42v)= 4,90 Watt under 1,0% THD. Körde så en stund och värmen slutade stiga vid 51 grader.
Vid last 8 ohm -30dB = THD Nära 0,005%. Effekt vid -0 dB (4,40v)= 2,42 Watt under 0,5% THD. Körde så en stund och värmen slutade stiga vid 42 grader.

Testade hur hög effekt jag kunde krama ur förstärkaren med 4 ohms last. Max pådrag tills den inte ökade mer. Kom upp i ca 7volt = 12,25 Watt. Körde så en stund och värmen slutade stiga vid 108 grader.

Nu skall jag bygga en nytt slutsteg och nu skall jag vara extremt noggrann med att inget vidrör varandra som inte skall vidröra varandra (vilket jag gissar nuvarande råkat ut för).

[xmag]

Här är grafen för den distorsion jag kommit ner i vid en nivå som motsvarar ca 75dB SPL (kan variera +-10dB beroende på element). Värdena är bättre än jag mätte upp och skrev ner här ovan. Lägg märke till att i denna mätning är R7 inkopplad som den inte var i mätningen ovan... Puckeln strax över 200Hz kan man bortse från eftersom den ändras om jag håller handen över alla trådar jag kopplat runt som ett ormbo:

2022-11-17 Bästa distorsionen med 4-8 ohms last -30dB som ger ca 75dB SPL ut.png (36.57 KiB) Visad 790 gånger

Jag kan konstatera att jag måste lägga in ett motstånd på 100kohm på slutstegets ingång för att den överhuvudtaget skall kunna använda last.
Med 4 ohms last, och inget 100k motstånd, från ljudkortet rakt in i slutsteget stiger temperaturen från ca 35 grader till 100 grader på ca 20 sekunder även om jag drar ner nivån från ljudkortet till 0. Därefter fortsätter den stiga till 165 grader och då stängs IC'n av en stund av temperaturvakten. Sätter jag in 100k motstånd i serie innan slutsteget får jag dessa fina distorsionssiffror som ovan. Utan motståndet hinner jag inte mäta distorsionen innan värmen blir för hög, Med 8 ohms last går det bättre men även här blir distorsionen mycket högre utan seriemotståndet.
Jag har testat också med en vanlig dämpsats som jag använder i Matrojig med olika värden, men det går inte, det måste helt enkelt vara ett 100k motstånd. Går hjälpligt med 56k motstånd också men inte under 56k.

Någon som kan svara på detta: Varför måste jag använda ett seriemotstånd på 100k på ingången för att jag skall kunna slutsteget med last????

Ett annat problem med detta slutsteg är att när jag lägger på last så slutar frekvenskurvan att vara spikrak som den annars är. Med 8 ohms last faller den ca 3db till 20Hz och med 4 ohm faller den 6dB till 20Hz. Någon som vet vad det kan bero på???


En oväntad detalj är de motstånd jag använder som last. De nyinköpta snygga motstånden fungerar inte! Det blir en massa skräp på sinuskurvan. Jag fick löda ihop en massa vanliga motstånd för att nå 8 ohm och ett effektmotstånd för 4 ohm (trådlindat). De fungerar perfekt. Jag bröt itu ett av de nya små effektmotstånden som inte går använda som last och de ser ut att vara av metallfilm. Kan i och för sig vara kol också men det är hårt och ser ut som metall.

Slut för idag!

[Michael]

Angående de tre ? ovan...
Har du räknat? Nu är jag trött och så, men fick det till 0,002... hur många mikro farad är det och vad står det för värde på utgångskondingen - ungefär i den storleksordningen, eller?







C = 1 / (2pi F R)

//Michael

[Michael]

Angående 100 kOhm serie på ingång...
Har du något rc filter på ingången? (nej) Kan det finnas lite kapacitans till jord på ingången, nja lite lite. Ett stort R och så är det ett rc filter (lågpass).
Har du kollat (med oscilloskop eller späck) om det kommer högfrekvenssignaler från ditt ljudkort?

Det där motståndet som var brännt... vad är det den 'käkar upp', jo högfrekventa signaler. Kan komma från ingången, eller självsvängning.

PS. Jag hävdar inte att det jag antyder verkligen är anledningen till dina resultat, men lite åt det hållet skulle kunna påverka.

//Michael

[xmag]

Angående de tre ? ovan...
Har du räknat? Nu är jag trött och så, men fick det till 0,002... hur många mikro farad är det och vad står det för värde på utgångskondingen - ungefär i den storleksordningen, eller?


C = 1 / (2pi F R)

//Michael

Jag är nog trött också, jag hänger inte riktigt med vad det gäller.

Om du med utgångskondingen menar C6 så är den på 1000uF men skall vara 2200uF. Jag har en beställning på ingående med kondingar av rätt värde.
Om du menar C5 är den på 0,22uF. Om den är för stor leder ju motståndet R7 på bara 1 ohm mycket ström till jord, det blir kortslutning. Men det skall vara 0,22uF enligt kretsens datablad. Jag var inne på att minska ner den men så beslöt jag mig för att först bygga nytt och testa på den.

[xmag]

Angående 100 kOhm serie på ingång...
Har du något rc filter på ingången? (nej) Kan det finnas lite kapacitans till jord på ingången, nja lite lite. Ett stort R och så är det ett rc filter (lågpass).
Har du kollat (med oscilloskop eller späck) om det kommer högfrekvenssignaler från ditt ljudkort?

Det där motståndet som var brännt... vad är det den 'käkar upp', jo högfrekventa signaler. Kan komma från ingången, eller självsvängning.

PS. Jag hävdar inte att det jag antyder verkligen är anledningen till dina resultat, men lite åt det hållet skulle kunna påverka.

//Michael

Jag är inne på att det är självsvängning. Läste att vid 4 ohm eller så har den lätt för att självsvänga. Jag tror det kan bero på läckström så att filter mot det inte fungerar som det skall.
Jag kan bara mäta upp till 24kHz eller däromkring så jag kan inte mäta högre frekvenser än så. Jag har däremot sett andra som mätt upp ljudkortet och på rak arm så har jag för mig att det finns ett filter som släcker ut i början av100kHz.

Jag skall bygga ett nytt slutsteg för flera har sagt att det är nästan omöjligt att bygga detta steg så som jag gjort, dvs att simulera kopparbanorna med tråd. Den nya kanske jag "luft-lödar" ihop utan kretskort eller så använder jag kretskort men med lösa isolerade trådar som dras direkt dit de skall.

Jag har i vart fall lärt mig en massa nu så en liten behållning har jag fått ut av detta.

[xmag]

Nu är jag klar med den nya ihopkopplade LM1875. Den har en ledningsdragning exakt som kopplingsschemat:

20221119.jpg (237.08 KiB) Visad 748 gånger

Mäter med den i morgon.
Motstånden som ligger flera i bredd är R7 på 4,7 ohm som tillsammans mäter 1 ohm. Hade inte 1 ohm som kan klara 2-3 Watt.
De två stora kondingarna är på 1000uF per styck (= 2000uF), Skall egentligen vara 2200uF som jag inte har men som är på väg in.

[xmag]

Har nu testat det nya extremt noggrant byggda slutsteget. Jag har varit väldigt noggrann med att alla trådar är lödda och ingen tråd eller lödning ligger mot varandra som inte skall göra det.

Den fungerar bra utan last men så fort jag lägger på 8 ohms last så stiger värmen fort och distorsionen ligger på 2%. Med 4 ohms last hinner jag inte ens mäta innan värmen blir för hög.
Det blir värre med ökad spänning.

[xmag]

Om jag inte har någon signal in i slutsteget och kopplar på en last på utgången på 8 ohm stiger temperaturen 7 grader/sekund. Efter 15 sekunder har den passerat 165 grader och temperaturvakten stänger av IC'n. Utan last stiger inte värmen alls oavsett spänning in eller om jag lägger på en för hög signal in.

Med 100k ohm i serie med ingången går det att mäta utan last. Med last får man skynda sig att mäta innan tempen blir för hög.

2022-11-20 THD-Nya slutsteget.png (37.75 KiB) Visad 731 gånger

Edit:
Verkar som om temperaturhöjningen avtar högre upp med 100k ohm i serie på ingången.

[xmag]

Här struntar jag i värmen och bara kör på med 4 ohms last. Värmehöjningen avtar vid 126 Grader.

2022-11-20 THD 4 ohms last.png (22.13 KiB) Visad 727 gånger

Flera personer på nätet som byggt denna skriver att man måste ha en ordentlig kylfläns. Det kan jag intyga!

Min är säkert för liten nu:

20221120_125851.jpg (212.64 KiB) Visad 727 gånger

Det lustiga är att kylflänsen har jag lånat från byggsatsen till den kinesiska mätapparaten!?
Den beskrivs här:
viewtopic.php?f=10&t=73401

EDIT:
"Pinnen" som syns sticka upp från IC'n är mätproben för temperaturen.

[xmag]

Kan det vara för mycket tjöt i tråden tro...? Nej, det är ju i stort sett bara jag som tjötar

Nåväl, jag börjar komma upp på banan med detta slutsteg nu. Vissa motstånd verkar inte duga som last. Nu kör jag bara med 4 ohms trådlindat effektmotstånd. Den fungerar!
Det jag gjort sedan förra posten är att jag bytt en kondensator. När jag mätte mig igenom alla komponenter upptäckte jag att jag fick olika värden vid olika mättillfälle från den. Ryckte man lite i kondensatorn ändrades värdet osv. Nu är den bytt och mäter exakt lika hela tiden.
Jag har också mer noggrant anpassat dämpsatserna för in i slutsteget och in i ljudkortet.

Resultatet av ovanstående är en fin sinuskurva hela vägen från 10Hz till 20kHz. Detta var det jag hade problem med innan förutom att värmen stack iväg vilket kan ha att göra med den då dåliga kondensatorn.

Så här ser THD ut nu:

2022-11-20 1736 THD Grön 4ohm. Blå 0ohm.png (26.24 KiB) Visad 715 gånger

Jag kör med öppna kablar som går lite kors och tvärs. Därför får jag upphöjningar under ca 200Hz. Bortse från dem.
8 ohm mäter jag inte dels för att jag inte har något lämpligt motstånd och dels för att 8 ohmskurvan ligger exakt mellan 4ohm och ingen last allas. Temperaturen ligger på ca 60 grader utan last och 126 grader med 4 ohms last. Det kommer bli mycket bättre med en större kylfläns.

Så, nu har jag ett avstamp att gå vidare från.

[xmag]

Ett problem som kvarstår:
Varför stiger temperaturen när jag kopplar på ett 4 ohms motstånd när det inte finns någon signal?

En annan effekt av att det fungerar bättre nu är att frekvenskurvan faller 0,5dB ner till 20Hz?

Någon som vet för jag vet inte?

[xmag]

Jag ser nu att inte heller det trådlindade effektmotståndet fungerar som last. Signalen från slutsteget sätts på och stängs av kontinuerligt. Det fungerar under 80-90 grader men denna går upp mot 125 grader oavsett om jag kör en signal igenom eller inte. När jag istället använder ett 4 ohms element som last är alla problem borta, värmen stannar på 30-40 grader och något pulserande finns inte i de temperaturerna. Märkligt då att distorsionen är lägre med motståndet.

Vad för typ av last skall användas?

[xmag]

Har nu lagt till ett HF-filter på ingången som Michael nämnde.

Jag fick genast bättre resultat:

2022-11-20 2136 THD med LP-filter för ca 700kHz.png (34.93 KiB) Visad 702 gånger

Tack Michael för din idé!

[xmag]

Jag kan inte förstå hur 4 ohms motståndet kan komma upp i 125 grader på bara några sekunder när 8 ohms motståndet förblir kallt? Dessutom när ingen signal går igenom motståndet.

Jag kopplade in motstånden utan signal in. Sedan mätte jag spänningen över motståndet. Både 4 ohm och 8 ohm visar 0.000v???
Vad är det då som värmer 4 ohms motståndet? Varför värms inte 8 ohms motståndet upp?

Här behövs hjälp från experter på området.

[xmag]

Nu kom jag lite närmare (bara lite närmare) svaret varför motståndet värms upp. Tar jag bort ingående kabel från ljudkortet värms den inteupp. Detta helt avhängigt om det är signal från ljudkortet eller ej. Vad är detta fråga om?

Mätte både AC och DC, båda visar 0 volt medan motståndet värms upp tills det börjar ryka och IC'n når 125 grader.

[xmag]

Jag drog ur USB-kabeln till ljudkortet och kopplade på 4 ohms motståndet. Värmen stiger fort ändå.

[xmag]

JAG LÖSTE PROBLEMET!!!

Trots att jag varit väldigt noga med jordningen har jag lyckats få till stånd en jordslinga. Egentligen är det ingen slinga för inga jordningar går via något annat utan alla går direkt till centrala jordpunkten. En av kablarna som gick till centrala jordpunkten flyttade jag till ingående jord till slutsteget. Nu försvann allt jag tyckte var dåligt. Sinuskurvan hade små vågor på sig. Hälften försvann med LP-filtret och resten försvann med att flytta en jordkabel. Sinuskurvan åkte lite upp och ner, kanske en mm eller så, även det försvann. Sinuskurvan ser nu ut att vara gjuten i betong, dvs den är blickstilla på alla frekvenser. Värmen ökar inte något alls, bara lite vid ordentligt med kräm ut.

2022-11-20 2225 Sinus.png (32.92 KiB) Visad 695 gånger

Sänkte disten en hel del med ändrad jorskabel:

2022-11-20 2219 Tog bort en jordslinga.png (26.85 KiB) Visad 695 gånger

Så här satt den innan:

20221120_222658.jpg (215.03 KiB) Visad 695 gånger

Så här sitter den nu:

20221120_222710.jpg (296.26 KiB) Visad 695 gånger

[xmag]

Jag avslutar kvällen med ett rakt streck:

2022-11-20 Frekvenskurvan.png (14 KiB) Visad 694 gånger

[xmag]

Nu ser det riktigt bra ut.



Ganska hög nivå sinuston vid 1kHz genererar till synes bara andratonen som ligger på betryggande -103dB:

2022-11-21 1229 RTA.png (40.85 KiB) Visad 678 gånger

Detta är ett bra resultat, mycket bättre än TDA2003 som jag jobbat med före denna. Skräpet under 200Hz beror på ormboet av ej skärmade kablar: