NF – Verstärker mit Germaniumtransistoren - Rainers

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NF – Verstärker mit Germaniumtransistoren
Allgemeines
Der vorliegende NF – Verstärker ist mit Germaniumtransistoren aufgebaut und liefert
bei einer Betriebsspannung von 9 V eine Ausgangsleistung von 1,3 W an 5 Ω. Dieser
wurde von mir als Kontrollverstärker für verschiedene NF – Projekte, wie Mischpult,
Audion und Signalverfolger, verwendet.
Sie wurde an einen Schaltungsentwurf aus dem Buch „Halbleiter Schaltbeispiele April 1965, Seite 27 ff.“ angelehnt.
Schaltbild des NF – Verstärkers
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Der Aufbau
Der Aufbau erfolgte auf einer Lochrasterplatte mit den Maßen 100 x 100 mm.
Schaltungsbeschreibung
Das NF – Signal wird über den Kondensator C1 dem Lautstärkeregler P1 zugeführt.
Der Kondensator C3 trennt den Schleifer des Lautstärkereglers gleichspannungsmäßig von der Basis des Transistors T1. Die Basisvorspannung und damit der Arbeitspunkt wird durch den Spannungsteiler R1 und R2 erzeugt. Damit stellen sich eine
Kollektorspannung von 2,69 V und eine Emitterspannung von 0,68 V ein. Der
Emitterwiderstand R4 ist mit dem Elko C5 überbrückt. Dadurch ist R4 nur für die
Gleichspannungseinstellung wirksam.
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T2 ist die Treiberstufe für die Endstufentransitoren T3 und T4. Die Basis von T2 wird
über P2 und C4 angesteuert. Dabei wirken P2 und R6 wieder als Basisspannungsteiler zur Arbeitspunkteinstellung. C4 überbrückt dabei P2 wechselspannungsmäßig.
Gleichzeitig wird mit P2 der Ruhestrom für die Endstufentransistoren eingestellt, da
ja alle Stufen gleichspanungsgekoppelt sind.
Für die Emitter - RC – Kombination R7 || C6 gilt das Gleiche, wie für R4 || C5 an T1.
Über R8 und C7 wird ein Teil des Ausgangssignals, als Gegenkopplung, auf die Basis von T2 zurückgeführt. Dies stabilisiert die Verstärkung und linearisiert der Gesamtfrequenzgang.
Der Kollektor von T2 und die Basen von T3 und T4 erhalten ihre Spannung über den
Lautsprecher LS1, R8 und P3 || NTC1. Diese Schaltungsart hat den Vorteil, dass bei
nichtangeschlossenem Lautsprecher kein Strom durch die Endstufentransistoren
fließen kann.
Die Basen der beiden Endstufentransistoren sind direkt mit dem Kollektor von T2
verbunden. Jetzt kann man auch erkennen, warum mit P2 die Ruhestromeinstellung
der Endstufe möglich ist. Durch die Einstellung von P2 ändert sich die der Arbeitspunkt von T2 und damit seine Kollektorspannung. Da beide Transistoren komplementär aufgebaut sind, ändert sich der Strom in beiden Transistoren gleichzeitig. So
bewirkt eine höhere Kollektorspannung an T2 einen größeren Stromfluss durch T3
und T4. Komplementäre Germaniumtransistoren haben allerdings den Nachteil, dass
sie, bedingt durch Fertigungstoleranzen, nicht immer die gleichen, spiegelverkehrten
Kennlinien aufweisen.
P3 || NTC1 dienen dazu, die Signale an den beiden Endstufen zu symmetrieren.
NTC1 verhindert dabei durch seine temperaturabhängige Widerstandskurve die Änderung, der mit P3 eingestellten Symmetrie, durch Temperaturänderung der Endstufentransistoren. Deshalb soll NTC1 möglichst nahe an den Endstufentransistoren
bzw. deren Kühlblech anliegen.
Die Widerstände R10 und R11 sind ebenfalls zur Stabilisierung vorhanden. Sie gleichen dabei, durch Stromgegenkopplung, Toleranzen der Endtransistoren aus. Dadurch brauchen keine gepaarten Transistoren benutzt zu werden.
Ausgangskondensator C8 dient zur gleichspannungsmäßigen Entkopplung des Lautsprechers und ist so groß bemessen, dass keine Beeinflussung des Frequenzganges
stattfindet.
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Abgleich der Schaltung
Benötigte Messgeräte:
1 Sinusgenerator
1 Oszilloskop
1 Strommesser bis 200mA
Der Messaufbau:
Vor dem Abgleich der Schaltung sollte die Schaltung ca. 20 – 30 min. ohne Signal in
Betrieb gewesen sein, damit alle Bauteile betriebswarm sind.
Danach erfolgt zuerst der Abgleich des Ruhestromes.
Da man bei Germaniumtransistoren wegen der Fertigungstoleranzen keinen genauen Ruhestrom angeben kann, habe ich folgende Methode angewandt:
Ich habe einen Sinusgenerator an den Eingang des Verstärkers angeschlossen, und
die Eingangsspannung mit dem Lautstärkeregler so eingestellt, dass ich am Laut4
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sprecher wenigstens eine Halbwelle ohne Verzerrung sehen konnte. Der Symmetrieregler P3 soll dabei in der Mitte stehen.
Zu niedriger Ruhestrom
Zu hoher Ruhestrom
Auf den Bildern ist jeweils unten das Eingangssignal zu sehen.
Jetzt stelle ich mit dem Regler P2 das Ausgangssignal so ein, dass die Halbwellen
möglichst unbeschnitten dargestellt werden.
Richtig eingestellter Ruhestrom
Der kleine Knick in der Mitte der Sinuswelle kommt durch die Toleranzen der Endstufentransistoren.
Diese Unsymmetrie lässt sich durch Einstellen von P3 beheben.
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Richtig eingestellte Endstufe
Die Schaltung darf nur für private Zwecke nachgebaut oder
kopiert werden. Eine gewerbliche Nutzung ist nicht erlaubt.
© 07.2011 Dipl. – Ing. H.R. Fredel
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