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NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt
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08.04.16 16:31
Antennow 

WGF-Nutzer Stufe 3

08.04.16 16:31
Antennow 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Bernhard, nach meiner Meinung entstehen die Schwingungen durch Stromrückkopplung auf der Leiterplatte. Das kann durch Alterung der Leiterplatte, vor allem der Lötstellen entstehen. Typisch sind Haarisse auf der Leiterplatte und kalte (korrodierte) Lötstellen.
Prüfe alle Massepunkte der Schaltung gegen den Einspeisepunkt Minus/Masse der Batterie bzw. den Masseanschluß des Lautsprechers.
Alles muß total niederohmig sein.
Ich würde eine dicke Meßleitung am Minus/Batterie-Einspeispunkt anschließen und mit einer guten Meßspitze alle Massepunkte antasten während die Schaltung schwingt. Natürlich mußt Du genau hinsehen, damit kein Kurzschluß entsteht.
Am meisten verdächtig sind die Massepunkt von C307 und C309. Überprüfe auch, ob der E/A-Schalter nicht etwa hochohmig geworden ist oder auch die Batteriehalter.

Keep testing und berichte,

Rainer

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09.04.16 11:24
BernhardWGF

nicht registriert

09.04.16 11:24
BernhardWGF

nicht registriert

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Guten Tag,

qw123:
Hallo Bernhard,

wenn absolut sichergestellt ist, daß C307 in Ordnung ist (korrekte Kapazität, niedriger ESR) und auch keine Verdrahtungsfehler vorliegen, muß man nach anderen Ursachen suchen als niederfrequente Selbsterregung. Zur Sicherheit könnte man nochmal eine große Kapazität z.B. 1000uF + 100nF keramisch provisorisch zu C307 parallell schalten. C309 - wie Martin schreibt - scheint mir weniger verdächtig.


C307/9 habe ich schon geprüft. Sowohl die alten Elkos (sind noch top), auch mit neuen Elkos und mit größerer Kapazität

qw123:
Zu Deinem neuen Schaltbild:
Die gemessenen Spannungswerte scheinen mir größtenteils o.k.
Zwei Auffälligkeiten:
a) Kollektor T302 und Basis T303 sollten die gleiche Spannung haben. (Wahrscheinlich nur Meßfehler).
b) die Spannung zwischen Basis und Emitter T305 ist zu klein. Sie sollte bei etwa 150mV liegen. Sonst fließt hier kein Ruhestrom.
Der korrekte Wert sollte sich von selbst ergeben, wenn Du die Brücke oben rechts im Schaltbild auftrennst, ein mA-Meter anschließt und mit R321 einen Strom von 5mA einstellst.


Soweit stimmt hier auch alles. Der Ruhestrom ist eingestellt auf 5mA wie im Schaltplan angegeben.

qw123:
Eine weitere Ursache könnte hochfrequente Selbsterregung sein. Auch in diesem Fall können sich niederfrequente Arbeitspunktverschiebungen ergeben, die wie "motorboating" wirken. HF-Schwingungen entstehen gern bei Verstärkern, bei denen wie bei Dir eine Gegenkopplung über mehrere Verstärker-Stufen geführt wird. Auf diese Ursache könnte auch die Feststellung schließen lassen, daß das 'motorboating' dann einsetzt, wenn man über den Tiefenregler die Impedanz zwischen Basis T302 und Masse verringert.

Ich habe in meinem Beruf nur Fahrtreppen und Aufzüge und dessen Elektronik installiert, bin kein HF Spezialist. Die NF Platine aber habe ich komplett ausgebaut und teste mit einem Signalgenerator mit 1kHz / CD-Spieler. Der NF Verstärker kommt auch hier ins Schwingen ohne das HF Stufen vorgeschaltet sind. Es ist kein Unterschied im Verhalten feststellbar. Wie entsteht hier eine HF in der Schaltung? Soll der NF Verstärker durch HF Einstrahlung unbekannter Quelle (Radiosender) geschützt werden? Im Gerät gab es kein Abschirmblech oder ähnliches Konstrukt.

Mit gehen die Erklärungen aus. Ich glaube das ein Transistor die Schwinung verursacht, nur wie prüfen oder das wie Antennow schrieb die Leiterplatte Probleme macht. Ich konnte allerdings keine Risse oder ähnliches finden. Die Leiterbahnen selbst sind auch richtig breit, wohl noch mit der Hand gezeichnet. Die Lötstellen können es nicht sein, ich habe wirklich jede Lötstelle einmal mit einer ERSA Station durchgelötet.

Ich bin mit meinem Wissen am Ende.
Ich könnte noch den Verstärker Bauteil für Bauteil auf einer eigenen Platine nachbauen.

Zuletzt bearbeitet am 09.04.16 11:26

09.04.16 12:22
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

09.04.16 12:22
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

ok Freunde,

verdächtigen wir nun mal eine gemeinsam genutze Masse Leitung über die Signal mit hohem Strom fließt.
Sowas bildet gern durch Eigenwiderstand eine Rückkopplung.

Man könnte zum ermitteln mal den Massepol der Lautsprecherleitung abklemmen und woanders wieder ansetzen um zu prüfen ob sich dann was ändert oder nicht.
Ebenso wär interessant mal ein Oszi auf die Versorgung zu setzen um zu schaun ob sich da Signal aufmoduliert (auf AC schalten)

lG Martin

10.04.16 00:41
qw123 

WGF-Premiumnutzer

10.04.16 00:41
qw123 

WGF-Premiumnutzer

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Hallo Bernhard,
wenn - wie Du schreibst - jetzt alle Arbeitspunkt-Spannungen und der Ruhestrom der Endstufe stimmen, ist schon mal einiges gewonnen.
Obwohl der Fehler sehr vertrackt aussieht, kann er eine sehr einfache Ursache haben. So aus der Ferne läßt sich leider nur sehr schwer eine zutreffende Diagnose stellen. Ich kann hier nur beschreiben, wie ich selber in einem solchen Fall vorgehen würde, um den Fehler systematisch einzukreisen.

BernhardWGF:
Wie entsteht hier eine HF in der Schaltung? Soll der NF Verstärker durch HF Einstrahlung unbekannter Quelle (Radiosender) geschützt werden?
Schwingungen entstehen immer dann, wenn eine Spannung vom Ausgang mit 'richtiger' Phase an den Eingang eines Verstärkers zurückgeführt wird. In Deiner Schaltung z.B. wird über das Spannungsteiler-Netzwerk C313/R315/R316 und R314/C308 ein Teil der Ausgangsspannung auf die Eingangsstufe zurückgeführt. Zweck einer solchen Maßnahme ist es, die Gleichspannungs-Arbeitspunkte zu stabilisieren gegen Temperatur- und Batteriespannungs-Schwankungen. Gleichzeitig erreicht man damit eine Verringerung der Verzerrungen.
Für niedrige Frequenzen ist die Phase der zurückgeführten Spannung gegenphasig zur Eingangsspannung und bewirkt damit eine Verringerung der Verstärkung. (Daher der Name 'Gegenkopplung'.) Allerdings ist die Phase der Ausgangsspannung relativ zur Eingangsspannung nicht konstant. Insbesondere die Germaniumtransistoren (T303...305) neigen dazu, die Phase bei höheren Frequenzen stark zu drehen. Bei irgendeiner hohen Frequenz passiert es dann, daß die Phase am Ausgang gerade um zusätzliche 180° gegenüber niedrigen Frequenzen verschoben ist. Damit verwandelt sich die Gegenkopplung in eine Mitkopplung. Wenn die Verstärkung bei dieser Frequenz dann noch höher ist als 1, fängt der Verstärker bei dieser Frequenz an zu schwingen.
Da dieser Fehler in der Schaltung selbst entsteht, würde eine Abschirmung gegen äußere HF nichts ändern.

Ob das alles bei Dir der Fall ist, kannst Du nur selber feststellen.
Wie schon vorgeschlagen, gibt es da drei Möglichkeiten:
Oszillograf, HF-Tastspitze und Maßnahmen zur Schwingungsunterdrückung.

Am einfachsten wäre es, wenn Du einen Oszillograf oder eine HF-Tastspitze einsetzen könntest, um festzustellen, ob Deine Schaltung während des 'motorboating' auch noch hochfrequent schwingt, z.B. bei einigen hundert kHz. Falls das nicht der Fall ist, sind natürlich auch weitere Maßnahmen zur Schwingungsunterdrückung unnötig und man muß den Fehler woanders suchen.

Falls Du weder Oszi noch Tastkopf hast, bleibt nur die schon beschriebene Möglichkeit, HF-Schwingungen sicher zu unterdrücken und dann nachzusehen, ob damit das 'motorboating' beseitigt ist. Das wäre natürlich der aufwendigere Weg.

Gruß

Heinz

10.04.16 14:06
Volker 

WGF-Premiumnutzer

10.04.16 14:06
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Hallo zusammen,

bei der verzwickten Lage würde ich mit dem Oszi versuchen herauszufinden, wo die Schwingungen entstehen. Als nächstes alle Leiterbahnen mit dem Ohm-Meter überprüfen. Dann alle Widerstände ohne Auslöten nachmessen. Dann alle Transistoren des NF-Teils von vorne nach hinten austauschen. Dann jeden Kondensator überprüfen. Irgendwo muss ja der Fehler stecken.

Wie ich aber gerade sehe, sind viele Messungen schon vorgenommen worden.

Auffällig ist der Transistor T303 ganz unten. Der hat ja nur ein HFE von 61. Das ist eigentlich zu wenig. Den würde ich austauschen. Zwischen seiner Basis und seinem Emitter fallen ja auch nur 0,18 Volt ab. Selbst für einen Germanium-Transistor ist das ja zu wenig.

Zuletzt bearbeitet am 10.04.16 14:19

10.04.16 19:07
qw123 

WGF-Premiumnutzer

10.04.16 19:07
qw123 

WGF-Premiumnutzer

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Hallo Volker,

Volker:
Auffällig ist der Transistor T303 ganz unten. Der hat ja nur ein HFE von 61. Das ist eigentlich zu wenig. Den würde ich austauschen. Zwischen seiner Basis und seinem Emitter fallen ja auch nur 0,18 Volt ab. Selbst für einen Germanium-Transistor ist das ja zu wenig.
da erlaube ich mir mal, anderer Meinung zu sein. Ich besitze immer noch viele Germaniumtransistoren und baue sogar ab und zu was damit (so zum Spaß).
Für einen älteren NF-Germaniumtransistor liegt eine Strommverstärkung von 61 völlig im normalen Bereich. Und eine Basis/Emitterspannung von -180mV ebenfalls. Zudem spielt an dieser Stelle in der Schaltung die Stromverstärkung des Transistors nur eine untergeordnete Rolle. m.E. gibt es nur aufgrund dieser Daten keine Notwendigkeit, den Transistor zu ersetzen.
Zudem stimmen offensichtlich alle Arbeitspunkte in der Schaltung, was ein klarer Hinweis darauf ist, daß mit den Bauteilen (Transistoren und Widerstände) alles in Ordnung ist. (Wollen wir doch den guten Bernhard nicht zu sehr verwirren ... : -).

Gruß

Heinz

10.04.16 20:33
Volker 

WGF-Premiumnutzer

10.04.16 20:33
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Hallo Heinz,

mir ist noch was aufgefallen, was ebenfalls einen Anfangsverdacht gerechtfertigt. Der T302 wartet mit einem stolzen ß von 431 auf. Und der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter spricht für einen Silizumtransistor. Am Kollektor vom T302 sind 0,27 Volt. An der Basis von T303 sind es 0,18 Volt. Die beiden Werte müssten aber gleich sein. Irgendwas stimmt da nicht. Ist durch die Messung eine HF-Schwingung abgerissen, weshalb sich der Arbeitspunkt leicht verschoben hat?

Der Austausch des T303 wäre für mich der berühmte Griff nach dem Strohhalm. Ich hatte mal den Totalausfall eines stabilisierten Netzteils aus den 60ern mit vielen Kleinleistungstransistoren, die steckbar waren, zu reparieren. Jeden einzelnen Transistor konnte ich deshalb schnell durchmessen. Einer hatte ein ß = 55. Naja, bei dem alten Silizium-Transistor wird das wohl noch gerade so in Ordnung sein, dachte ich. Daran kann es doch bestimmt nicht liegen, denn die Regelung muss ja trotzdem immer noch bei einer 55-fachen Stromverstärkung funktionieren. Also suchte ich stundenlang weiter nach dem Fehler. Insbesondere waren mir die vielen Tantal-Elkos höchstverdächtig. Man hat eben so seine Vorurteile. Aber die waren alle in Ordnung. Tja, zum Schluss war es dann doch dieser Transistor. Es kam dann x-beliebiger Kleinleistungs-Silizium-Transistor mit einem ß von 250 rein und dann lief die Schaltung einwandfrei.

Also ich würde den T303 und den T302 gegen Exemplare austauschen, die ein ß von 100 bis 250 besitzen.

Ein Hersteller für die Automobilelektronik beichtete mir mal, dass sie jede Menge Autos in die Werkstatt zurückrufen lassen mussten, weil eine Operationsverstärkerschaltung, die das Signal der Lambda-Sonde verstärkt, bei einer ganz bestimmten Temperatur anfing zu schwingen. Das Temperaturfenster war sehr sehr klein. Deshalb hatte man den Fehler erst nicht bemerkt. Also es gibt Sachen, die glaubt man erst nicht.

Zuletzt bearbeitet am 10.04.16 20:38

10.04.16 20:41
BernhardWGF

nicht registriert

10.04.16 20:41
BernhardWGF

nicht registriert

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Guten Abend,

ein altes Oszilloskop habe ich. Auch eine HF-Testspitze fuer ein Multimeter. Ein speise mit einem NF Generator ein 1 kHz Sinus Signal in den Verstaerker. Im Normalbetrieb (ohne Motorboating) kann ich mit dem Oszillioskop an allen Schaltungspunkten ein sauber verstaerktes Signal entnehmen. Stelle ich den Verstaerker in einen Zustand wo das Motorboating einsetzt, verschwimmt das Sinusbild. Es ist in der Amplitude zudem leicht verzehrt und faengt an zu laufen. Eine richtige Syncronisation oder Triggerung ist dann nicht mehr moeglich. Ob hier jetzt eine Schwingung im NF oder HF Bereich die Ursache ist uebersteigt meine Faehigkeiten.
Auch eine Zuordnung wo die Schwingung entsteht kann ich nicht genau sagen. An allen Messpunkten ab T302 ist die Schwingung existent. Nur so eine Idee. Wuerde eventuell der Einsatz von Ferritperlen an den Transistorbeinen etwas bringen?

Mit freundlichen Gruss
Bernhard

10.04.16 22:07
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

10.04.16 22:07
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

HF auf einem NF Transistor läßt sich fast immer ausmerzen indem man einen sehr kleinen C von C nach B lötet. wenige pF

lG Martin

10.04.16 23:07
Volker 

WGF-Premiumnutzer

10.04.16 23:07
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: NF Verstärker mit Motorboating beziehungweise schwingt

Hallo Martin,

und diese Maßnahme erhöht dann auch gleich noch die Störfestigkeit gegenüber Amateurfunkstationen, die in der Nachbarschaft betrieben werden. Die Wahrscheinlichkeit einen aktiven Funkamateur in der unmittelbaren Nachbarschaft zu haben ist allerdings weniger als 1:1000.

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