Verzerrung nur bei geringer Lautstärke eycoon ISA 2850

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der_mauri
Neuling
#1 erstellt: 24. Jun 2016, 19:47
Hallo allerseits!

Habe einen (vermeintlichen) Defekt in meiner Eycoon Isa 2850. Eine PA-Endstufe mit 2x1250W an 8 Ohm in AB-Schaltung, gebaut in USA und China, ca. 12 Jahre alt.
Der Aufbau ist überwiegend gleich wie bei den Geräten:
Sound Standard CA18,
DAP Vision 3500, oder
BST LIker 3600.

Beide Seiten verzerren nur bei geringen Signalstärken, sie nehmen bei zunehmender Lautstärke mehr und mehr ab, bis bei ungefähr der halben Leistung keine Verzerrungen mehr zu hören sind. Das Verzerren klingt gleich dem einer relaislosen Endstufe, sobald der Strom abgeschaltet wurde und die Kondensatoren fast entladen sind. Der Fehler ist abgesehen davon statisch, verhält sich unabhängig von Lautsprechern, Kabeln, Stromphase, genutztem Eingang (XLR, RCA), Temperatur und Betriebsdauer. Alle Kontaktflächen im besten Zustand.

Entstanden sein könnte es durch das mehrmaliges Abschalten des Mischpults vor dem Verstärker bei ausgeschaltetem Limiter.
Die Offset-Spannungen betragen Li: 16,1mV und Re: 38,6 mV;
die Ruhespannung der zwei in A-Schaltung (servogesteuert) befindenden Transistoren pro Seite ohne Last beträgt 8,3mV und 29,0mV.
Bei angeschlossener Last mit kurzgeschlossenem Eingang 390mV und 478 mV.

Interessant ist die wiederum völlig verzerrungsfreie Wiedergabe eines reinen Sinussignals. Abgebildet auf dem Oszilloskop gleicht das Eingangs- perfekt dem Ausgangssignal (ohne angeschlossenem Lautsprecher). Andere Wellenformen wirken unscharf und mehrfach gezeichnet. Übernahmeverzerrungen konnte man auf diese Weise nicht erkennen.

Nach Suche im Netz ist mir klar das dieser Fehler eher selten ist und auf zu geringen Ruhestrom oder angeschlagene Transistoren deutet.
Dieser ist zwar auffällig aber ohne Vergleichswerte schwer zu deuten.
Falls jemand einen Tipp für die weitergehende Suche, das gleiche Problem mit einer anderen Endstufe, Serviceunterlagen zu einer der obigen Geräte oder zu den verbauten Toshiba Transistoren (2SA1943, 2SC5200) praktikable Betriebswerte hat würds mich sehr freuen und dabei helfen dieses imposante Stück Technik zu erhalten.
Ich konnte auch schon mehrmals lesen das bei Endstufen in dieser Leistungsklasse genau dieses Verzerren bei kleinen Signalen normal sein soll. Kann das richtig sein?

Danke im voraus für jeden Beitrag.
MfG
Mauri
DB
Inventar
#2 erstellt: 25. Jun 2016, 10:55
Hallo,


der_mauri (Beitrag #1) schrieb:

die Ruhespannung der zwei in A-Schaltung (servogesteuert) befindenden Transistoren pro Seite ohne Last beträgt 8,3mV und 29,0mV.
Bei angeschlossener Last mit kurzgeschlossenem Eingang 390mV und 478 mV.

Wo und wie wurde das gemessen?

Weiterhin glaube ich nicht, daß der Verstärker nur zwei Endtransistoren hat und sich damit 1250W erzielen lassen, schon gar nicht im A-Betrieb.
Der Ruhestrom der Endtransistoren wäre interessant.


MfG
DB
der_mauri
Neuling
#3 erstellt: 25. Jun 2016, 15:58
Hallo

Das hab ich wohl ein bisschen zu selbstverständlich beschrieben.
Es sind zwei von 22 Transistoren pro Seite die allein im Betrieb ohne Signal eine Ruhespannung aufweisen, (demzufolge wohl in A-schaltung betrieben sind) der Rest bekommt erst ab einem deutlichen Signal einen messbaren Ausschlag, allerdings im Bereich von 8-15mV.
Gemessen wurde die Spannung zwischen Basis und Collector, bei aufgedrehter Lautstärke, kurzgeschlossenem Eingang mit und ohne Last.

Werde den Ruhestrom messen sobald ich das Gerät wieder weit genug zusammengebaut habe, würde aber trotzdem gerne wissen ob das Gerücht über hingenommene Verzerrungen bei niedrigen Pegeln stimmt.

Desweiteren würde ich noch gerne abwägen wie wahrscheinlich ein Defekt eines OpAmp's bei diesen Symptom ist, schliesslich ist die Verzerrung auf beiden Seiten gleich und ein übersteuertes Signal würde dort zuerst Schaden anrichten.
Liesse sich der Verstärker zur Überprüfung nicht nach den Ops mit einem symmetrischen Signal direkt ansteuern?

MfG
mauri
DB
Inventar
#4 erstellt: 25. Jun 2016, 20:43
Hallo,


der_mauri (Beitrag #3) schrieb:

Es sind zwei von 22 Transistoren pro Seite die allein im Betrieb ohne Signal eine Ruhespannung aufweisen, (demzufolge wohl in A-schaltung betrieben sind)

Du meinst sicher einen Ruhestrom.
A-Betrieb wird aber auch in den Leistungstreibern eher nicht sein.


der_mauri (Beitrag #3) schrieb:

der Rest bekommt erst ab einem deutlichen Signal einen messbaren Ausschlag, allerdings im Bereich von 8-15mV.

Da kann schon das Problem liegen, üblicherweise sind in konventionellen Verstärkern alle Transistoren stromführend

der_mauri (Beitrag #3) schrieb:

Gemessen wurde die Spannung zwischen Basis und Collector, bei aufgedrehter Lautstärke, kurzgeschlossenem Eingang mit und ohne Last.

Eigentlich wird der Strom indirekt als Spannung über dem Emitterwiderstand der Endtransistoren gemessen. Die Spannung UCB ist nicht interessant, UCE eigentlich auch nicht.
Je Transistor würde ich IC zu etwa 20mA als brauchbar annehmen.


der_mauri (Beitrag #3) schrieb:

Werde den Ruhestrom messen sobald ich das Gerät wieder weit genug zusammengebaut habe, würde aber trotzdem gerne wissen ob das Gerücht über hingenommene Verzerrungen bei niedrigen Pegeln stimmt.

Der Ruhestrom sorgt dafür, daß hier keine Probleme auftreten. Wenn die Endtransistoren natürlich erst bei höheren Pegeln aufgesteuert werden, fehlt vom Originalsignal etwas.


der_mauri (Beitrag #3) schrieb:

Desweiteren würde ich noch gerne abwägen wie wahrscheinlich ein Defekt eines OpAmp's bei diesen Symptom ist, schliesslich ist die Verzerrung auf beiden Seiten gleich und ein übersteuertes Signal würde dort zuerst Schaden anrichten.

Schau Dir nur zuerst den Ruhestrom an, dann kann man weitersehen.


MfG
DB
der_mauri
Neuling
#5 erstellt: 27. Jun 2016, 02:09
Hallo,
erstmal danke für die nette Hilfe bislang.
Der Ruhestrom -wie empfohlen gemessen- beträgt bei Kanal1 2,7mA bei Kanal2 7,2mA.
Selbstverständlich viel zu wenig. Habe dannach noch den gesamten aufgenommenen Strom der Transistoren pro Railspannung und Seite gemessen, er beträgt zusammengenommen exakt dasselbe.
Allerdings bekommt pro Kanal nur ein Transistor den gesamten Strom, während der gegenüberliegende selbst bei anliegendem schwachen Musiksignal erst sehr spät anfängt Strom aufzunehmen.

Diese Auffälligkeiten decken sich auch mit den Symptomen.
Betreibt man die Endstufe nur mit der positiven oder negativen Railspannung kann man die Unterschiede bei der Verstärkung der beiden Halbwellen deutlich hören.
Beim Betrieb mit der Spannung die auch den jeweils auffälligen Transistor speist ist das Signal bis zum erreichen der Schwellspannung extrem schwach aber fast klar, als würde es von der Vorstufe kommen. Erhöht man den Pegel kommt das Signal schlagartig und abgehackt mit einem Lautstärkesprung, sehr mühsam und blechern durch.
Da an diesem Transistor kein Ruhestrom herrscht und die Spannung UBE ohne Signal 0mV beträgt (komplementärtransistor: 278mV) ist es eindeutig ein Problem des Ruhestroms, aber auf einem Kanal an einem NPN, am gegenüberliegenden an einem PNP Transistor.

Legt man das Eingangssignal von der Basis einer dieser Transistoren an das Oszilloskop kann man ein fast vollständiges Signal sehen.
Betreibt man mit diesem Basissignal über einen 1kOhm Widerstand zu Ground einen Kopfhörer so kann man -bedenkt man das nur eine Halbwelle verstärkt wird- auch ein fast klares Signal hören, jedenfalls ist es nicht mit dem Ausgangssignal der auffälligen zwei Endtransistoren ohne Ruhestrom vergleichbar.

Hatte schon Endtransistoren bestellt und versuchsweise getauscht, brachte aber keinen Unterschied.
Wie kommt es also zu den völlig ungleichen Ruheströmen?
Warum sind sie insgesamt zu gering?

Werde nun versuchen einen Stromlaufplan über die Vorstufe der Transistoren zu erstellen um diese Ansteuerung überhaupt zu begreifen und damit verdächtige Bauteile besser herauszusehen. Die Endstufenkanäle sind rein diskret aufgebaut, dadurch muss sich das defekte Teil auch finden lassen.
Nach wie vor bin ich für jeden Tipp dankbar.
Das hilfreichste wäre momentan ein Stromlaufplan oder Repair Manual einer Endstufe die zumindest vergleichbar aufgebaut ist.

MfG
Mauri
scauter2008
Inventar
#6 erstellt: 27. Jun 2016, 17:21
Mach doch mal Bilder von den Endstufenkanälen.

Hast du bei jeden Endtransistor den Ruhestrom von 2,7/7,2mA gemessen ?
Wen du nur bei einen Transistor einen Ruhestrom hat, könnte das der Treiber Transistor sein.
In solchen großen Endstufen gibt es meistens einen kleinen Treibertransistor und einen Großen Treibertransistor.
der_mauri
Neuling
#7 erstellt: 27. Jun 2016, 19:10
IMGP0781IMGP0795IMGP07941500W-Power-Amplifier

Der Schaltplan ist von irgendeiner anderen Endstufe aber der Aufbau ab Q9 und Q10 bis zu den Lautsprecherausgängen ist gleich aufgebaut.
Der Ruhestrom wurde an den Transistoren gemessen die im Schaltplan Q11 und Q12 entsprechen.
Wobei auf einem Kanal Q11 allein die 2,7mA verbraucht auf dem anderen Kanal Q12 7,2mA.
An den Komplementärtransistoren ist überhaupt kein Strom messbar und daher höchstwahrscheinlich auch das Problem.

Damit wären Q11 und 12 die grossen Treibertransistoren die mit ihrem Emitter auf den Ausgang sowie auf die Basis der restlichen Transistoren geht und Q9 und 10 die kleinen.
Soweit ich das sehe müsste ein gewisser Ruhestrom auch an Q9 und 10 messbar sein der mitverstärkt wird. Aber solang noch nicht bekannt ist wie der Ruhestrom in der Schaltung umgesetzt wurde (weniger einfach als oben) , lässt sich schwer sagen warum er ungleich werden konnte.

Grüsse
mauri
DB
Inventar
#8 erstellt: 30. Jun 2016, 10:56
Hallo,

die Ruheströme von Q9 ... Q12 sind uninteressant.
Q13 ... Q30 sollten jeweils grob (10 ... 20)mA Ruhestrom haben.


MfG
DB
der_mauri
Neuling
#9 erstellt: 30. Jun 2016, 20:33
Hallo!

Es gibt nur keinen Ruhestrom auf Q13 bis Q30.
Ruheströme sind nur auf Q9 bis Q12 messbar.
An keiner der beiden Seiten ist an diesen Transistoren Ruhestrom messbar.
Ist es nicht richtig, dass Q9-13 ebenfalls eine zu überwindende Schwellspannung haben, die zur Verfügung stehen muss?
Und müsste sich diese Spannung nicht von einem Transistor zum nächsten fortsetzen?

Bitte korrigiert mich wenn nötig, alles andere hilft ohnehin nicht.
Ich nahm an der Ruhestrom wird durch das Kurzschliessen der Basis von Q9 und Q10 durch Q5 über die Spannungsquelle R9, R10 und VR2 eingestellt und damit auch der Ruhestrom für alle folgenden Transistoren.

Dieser Logik zufolge könnte doch ein unsymmetrischer Ruhestrom nur durch den Defekt einer der Treibertransistoren (Q9-13) entstehen, richtig?

MfG
mauri
DB
Inventar
#10 erstellt: 30. Jun 2016, 20:56
Hallo,


der_mauri (Beitrag #9) schrieb:

Es gibt nur keinen Ruhestrom auf Q13 bis Q30.
Ruheströme sind nur auf Q9 bis Q12 messbar.
An keiner der beiden Seiten ist an diesen Transistoren Ruhestrom messbar.
Ist es nicht richtig, dass Q9-13 ebenfalls eine zu überwindende Schwellspannung haben, die zur Verfügung stehen muss?
Und müsste sich diese Spannung nicht von einem Transistor zum nächsten fortsetzen?

das ist richtig. Du müßtest gegenüber der Mitte, die den Ausgang bildet, an der Basis von Q13 ca. 0,6V messen. An der Basis von Q11 sind es dann 1,2V, an der Basis von Q9 1,8V. Im negativen Zweig analog, aber eben mit negativem Vorzeichen


der_mauri (Beitrag #9) schrieb:

Bitte korrigiert mich wenn nötig, alles andere hilft ohnehin nicht.
Ich nahm an der Ruhestrom wird durch das Kurzschliessen der Basis von Q9 und Q10 durch Q5 über die Spannungsquelle R9, R10 und VR2 eingestellt und damit auch der Ruhestrom für alle folgenden Transistoren.

Ganz recht.


der_mauri (Beitrag #9) schrieb:

Dieser Logik zufolge könnte doch ein unsymmetrischer Ruhestrom nur durch den Defekt einer der Treibertransistoren (Q9-13) entstehen, richtig?

Ich würde erst einmal sehen, daß der Ruhestrom in brauchbare Bereiche kommt. Über evtl. unsymmetrisches Arbeiten kann man sich dann immer noch Gedanken machen.
Miß doch mal über so einem 0,47 Ohm-Widerstand an den Endtransistoren und drehe an VR2, ob sich ein Ruhestrom einstellen läßt.


MfG
DB
der_mauri
Neuling
#11 erstellt: 06. Jul 2016, 21:34
Hallo allerseits!

Die Endstufe funktioniert wieder wie sie soll.
Ein nachgezeichneter Schaltplan vereinfachte dann das Fehlersuchen sehr. Stelle ihn gerne zur Verfügung, allerdings ist er vermutlich nicht Fehlerfrei.
Eycoon_ISA2850_Schaltplan


Hier mein Lösungsweg:
Erst nahm ich an ein Defekt an Q20 bzw. 22 -die wie ich das interpretiere als Konstantstrombegrenzung arbeiten- würden den Basisstrom über den Lautsprecher an GND ableiten, aber nach entfernen von R34 und R128 keine Änderung.

Einen Fehler an den Treibertransistoren schloss ich aus indem ich mit dem Entfernen von R28 die Ansteuerung trennte und keine Änderung feststellte.

Stellte dann fest, dass man am Kondensator C37 im Ruhezustand die für die Transistorvorspannung verfügbare Voltzahl von 1,03V messen kann, die insgesamt zu gering ist.
Vom + oder - Pol zu GND gemessen konnte man ebenfalls die Ungleichheit zwischen beiden Seiten erkennen: 0,23V zu 0,8V.
(Übrigens lässt sich mit dieser Messung mit einem schnellen oder analogem Multimeter, mit einem 1khz Sinussignal bei steigendem Pegel durch den plötzlichen Spannungsabfall bei gewisser Signalstärke exakt der Übergangspunkt zwischen A und B-Betrieb feststellen.)

Interessanterweise ist unter dem Kondensator der Schriftzug 3U9 aufgedruckt, was ich als Ausgangsspannung in Ruhe bei voll aufgedrehtem Ruhestrom verstand. Demnach bei Poti in Mittelstellung ca. 1,95V anliegen sollten.

Nachdem ein Schaden in den Transistoren Q1,2,9 und 11 (A1837 und C4793) nicht festzustellen war versuchte ich die Werte über die Potis anzupassen.
Mit der Offset-Regelung VR2 lies sich die Spannung ins Gleichgewicht bringen.
Mit VR1 wurde dann die Spannung UBE schrittweise so lange erhöht bis auf C37 die oben genannten 1,95V zu messen waren.

Im Test konnte man ohne Signal erstmals ein leises Rauschen in den Lautsprechern hören.
Mit Signal war der Klang erwartungsgemäss wieder klar, die Spannungen blieben konstant und Bauteile kühl.
Allerdings stand das Poti für den Ruhestrom auf Rechtsanschlag.

Mir fiel später auf, dass eine zusätzliche Versorgungsspannung auf der Platine mit +/-125VDC merkwürdigerweise nicht einfach zur Railspannung mit der gleichen Voltzahl dazugeschlossen wurde.
Hat den Grund das die Zusatzspannung eigentlich +/-130VDC betragen sollte, zumindest mehr als die Railspannung.
Auf der Versorgungsplatine waren dann tatsächlich zwei unterdimensioniert wirkende Kondensatoren angeschlagen und hatten nicht ihre Kapazität.
Nach dem Austausch betrug die Spannung wieder 130VDC.
Es hätte mir früher auffallen müssen als versehentlich mit der Wechselspannungseinstellung auf dem Multimeter die hier anliegende Gleichspannung mit 650VAC gemessen wurde (solang es kein Fehler des Messgeräts war).

Damit waren auf C37 auch die angegebenen 3,9V wieder zur Verfügung und alles konnte auf seine Ausgangswerte eingestellt werden.
Auf längere Zeit muss sich das Gerät noch bewähren aber im Moment sieht alles gut aus.
Danke für die Beiträge!

MfG
mauri
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