Verstärker pfeift und übersteuert plötzlich!

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Warf384#
Inventar
#1 erstellt: 07. Apr 2014, 22:18
Guten Abend, liebe Hifi-Community!
Es wäre echt toll wenn ihr mir bei meinem Problem helfen könntet!

Für die Lesefaulen unter euch gibts natürlich eine Zusammenfassung am Ende.

Vorgeschichte:
Neulich nahm ich von einem guten Freund die Aufgabe an, ihm möglichst günstig ein 2.1-System zu konstruieren. Natürlich war eine eierlegende Wollmischsau gefordert: Laut, guter Klang, Phono-Preamp, Tiefbass, klein und billig.

Dazu wählte ich eine Kombi aus dem LMC 13, einem 13cm - TMT von Visaton/Conrad mit Ohm Impedanz und überragendem P/L-Verhältnis und baute ein paar 8-Ohm-Satelliten nach, die sich schon einmal bewährt hatten.
.
Technisches:
Das ganze wird aktiv getrennt mit ein paar aus NE5532-Chips gelöteten Preamps bei ca 80 Hz.
Als Verstärker wählte ich den TDA 2025, einen Chip mit bis zu 50 W RMS Leistung und vergleichsweise geringem Klirrfaktor. Der Preis dafür jedoch erscheint im Gewand eines Rauschen, doch dieses stört den Auftraggeber nicht besonders.
Jedoch sollte sich bald noch eine andere Tücke herausstellen...
Stromversorgung besteht aus 50VA - Ringkerntrafo (18V, eigentlich zu wenig, doch Restposten bei Conrad und daher günstig), einem großzügig dimensionierten Gleichrichter und 13600 µF Siebung.
Leerlaufspannung 27,3 Volt.

Weiter im Text...
Nachdem das Ganze fertiggestellt war, wurde einmal kurz mit Erfolg getastet. Doch auch danach wanderte mein Blick immer wieder gen Musikanlage. Wie laut das wohl geht? Wie laut es wohl noch gut klingt? Ob es der kleine LMC 13 schafft die Luft aus der Lunge zu drücken? Natürlich konnte ich nicht widerstehen und musste meine Konstruktion gleich einmal auf Herz und Nieren (eher Bass und Sound) testen. Was auch eine gute Idee bleiben sollte, denn Dauereinsatz auf Parties solle auch gehen.

Getestet wurde dann mit diversen Titeln und es übertraf all meine Vostellungen! Klarer Sound bis zur max. Auslenkung des Tieftöners, kein unangenehmes "Kreischen" im Ohr von den Satelliten, Deutlich spürbarer und tiefer Bass! Ich ließ es gut eine halbe Stunde laufen, drehte dabei immer lauter und holte mir ein Bier aus dem Keller, um den Erfolg zu feiern.

Das Problem
Als ich dann zurückkehrte, brüllte mir ein schrecklich übersteuerter Tiefton entgegen.
"Ist da etwas überhitzt?" Denke ich und ziehe den Stecker.
Nach einigem Minuten schloss ich das System wieder an und stellte fest, dass alles wieder normal funktionierte.
Kaum drehte ich jedoch wieder die Lautstärke in "maximale" Bereiche, ging das Übersteuern wieder los.

"Ob das auch passiert, wenn ich auf Pause Drücke?" - Nein, es fing an zu pfeifen.
Stecker raus, sofort wieder rein - Pfeifen und Übersteuern weg.
Lautstärke hoch - Übersteuern wieder da, mute am iPod gedrückt - Pfeifen.

Das ganze nur aus dem Subwoofer wohlgemerkt, die Satelliten spielten normal weiter.
!Wichtige Nebeninfo: Drückt man die Membran des LMC hinein, ändert sich die Frequenz des Pfeifens
=> Vermutung: Möglicherweise Endverstärker (TDA 2025) schuld?

=========================================
Zusammenfassung
- Drei TDA 2050 Endverstärker , Aktivfilter mit NE5532 (Abgeschirmt mit geerdetem Metallgitter)
- Gemeinsamer Kühlkörper mit ausreichend Wärmeleitszeugs und Isolation (Fetter Ex-Prozessorkühler)
- Massesternpunkt mit ca 4 cm Kupferleitung (2,5 mm²) zu jedem TDA
- Ab einer bestimmten Lautstärke verfällt der TDA des Subs in einen "Zustand", in welchem er bei Signal stark übersteuert und ohne Signal pfeift.
- Die Frequenz des Pfeifens ändern sich, wenn man die Membran vom Sub hineindrückt
- Die TDAs der Satelliten spielen normal weiter
- Nach einem Reset (ziehen des Steckers und wiederanschluss) läuft alles normal weiter, bis wieder die kritische Lautstärke erreicht ist

- TDA des Subs ist bereits ersetzt worden, keine Änderung, auch vermutlich kein Defekt
- Trafo, Gleichrichter, Elkos, Kabel bleiben kühl, TDAs werden warm, NE5532 werden warm (Kann man beides jedoch noch angenehm berühren, vermute keine Überhitzung)

Schaltplan um den TDA ist hier im Datenblatt zu finden:
http://www.pollin.de...ente/IC/TDA2025.html


Ich hoffe auf eure Mithilfe, liebe Hifi-Fans, denn ich weiß nicht mehr weiter was ich dagegen tun kann.
Vielen Dank schonmal im Voraus!


[Beitrag von Warf384# am 08. Apr 2014, 23:24 bearbeitet]
Dr._Quincy
Stammgast
#2 erstellt: 07. Apr 2014, 22:24
Poste doch mal Fotos vom Gesamtaufbau und auch einen kompletten Schaltplan.
jehe
Inventar
#3 erstellt: 07. Apr 2014, 22:50
versteht ich das richtig, dass du 3 Endstufen inkl. Aktivweiche nur mit einem 50W Trafo versorgst ?

Da würde mich aber das rumgekasper des Subs bei höheren Lautstärken nicht wundern.
Hast du mal die Spannung des Netzteils gemessen wenn der Sub anfängt zu pfeifen. Ist mit Sicherheit stark zusammen gebrochen....

wie schon erwähnt, Bilder und Schaltung vom ganzen Konstrukt wären hilfreich
Warf384#
Inventar
#4 erstellt: 07. Apr 2014, 23:32
Hi! Danke für die schnelle Rückmeldung!
Schaltpläne kommen jetzt, Fotos dauern leider noch, bis eine geeignete Kamera zur Verfügung steht.


jehe (Beitrag #3) schrieb:
versteht ich das richtig, dass du 3 Endstufen inkl. Aktivweiche nur mit einem 50W Trafo versorgst ?

Durchaus. *schäm*
Natürlich ist er aber den Angaben im Datenblatt gemäß abgesichert.


Da würde mich aber das rumgekasper des Subs bei höheren Lautstärken nicht wundern.
Hast du mal die Spannung des Netzteils gemessen wenn der Sub anfängt zu pfeifen. Ist mit Sicherheit stark zusammen gebrochen....

Aber die anderen TDAs, die am selben Stromkreis hängen, arbeiten normal ohne Übersteuern weiter ... und nach dem drücken auf Mute, wo es dann pfeift, geht die Spannung wieder hoch ... das Pfeifen bleibt.
Ich versteh nicht ganz ... müsste dann nicht wieder alles laufen?


wie schon erwähnt, Bilder und Schaltung vom ganzen Konstrukt wären hilfreich


Dr._Quincy (Beitrag #2) schrieb:
Poste doch mal Fotos vom Gesamtaufbau und auch einen kompletten Schaltplan.


Kommt alles.


Eingangswahl und Netzteil:
Eingangswahl_2.125
Netzteile_2.125

Schaltplan Weichen:
Hochpass_2.125b
Tiefpass_2.125

Schaltplan vom TDA:

(Quelle: elektronik.mnp24.de)


PS: Ja, mir ist durchaus bewusst, dass die Weichen auch einfacher aufzubauen sind, als dass man die OPVs als Impedanzwandler missbraucht und passive RC-Glieder dranhängt. Warum dann so? Keine Ahnung, schneller gelötet als nachgedacht.

PPS: Ja, der Gain vom Tiefpass ist sehr hoch, jedoch fehlt das Poti im Schaltplan.


[Beitrag von Warf384# am 08. Apr 2014, 23:24 bearbeitet]
Warf384#
Inventar
#5 erstellt: 08. Apr 2014, 23:34
Inzwischen habe ich die Spannungs im Betrieb gemessen und festgestellt, dass diese durchaus stark abfällt, jedoch nur bis knapp unter 18 Volt. Beim "Pfeifen" steigt diese dann wieder an.

Was mir noch aufgefallen ist, wäre dass das Subwoofer-Chassis recht warm wird.
Dr._Quincy
Stammgast
#6 erstellt: 09. Apr 2014, 15:53
Wie hoch ist denn die Betriebsspannung im Leerlauf also ohne Musiksignal? Stimmen die 27V aus der Schaltung?

Wie schon gesagt, wären Fotos evtl. hilfreich.
Warf384#
Inventar
#7 erstellt: 09. Apr 2014, 21:41

Wie hoch ist denn die Betriebsspannung im Leerlauf also ohne Musiksignal? Stimmen die 27V aus der Schaltung?

Die 27 Volt im Plan stammen aus der Messung


Wie schon gesagt, wären Fotos evtl. hilfreich.

Habe momentan leider keine Kamera zur Hand, doch ich habe soeben das Problem soeben selbst beheben können!

Getrennte Massesternpunkte für Signal und Last sowie eine Drosselspule (150µH) am Ausgang der Netzteilsektion haben geholfen. Wollte eigentlich nur das leise Brummen, was noch vorhanden war, minimieren und als Nebeneffekt nun das.


Bei einem oszillierenden Verstärker denke ich normalersweise nicht an eine Drossel, sondern eher an die Distanz zwischen Elko und Amp oder ein fehlendes Boucherot-Glied.
Jemand eine Idee wie das sein kann? Mir fällt grad' keine Erklärung ein.

Trotzdem vielen Dank für eure Hilfsbereitschaft!


[Beitrag von Warf384# am 09. Apr 2014, 21:44 bearbeitet]
Ultraschall
Inventar
#8 erstellt: 10. Apr 2014, 20:54
Kleine Anregung: mir gefällt die Speisespannungserzeugung für die OPV's gar nicht.

Da würde ich mal suchen.

Grüße
Warf384#
Inventar
#9 erstellt: 10. Apr 2014, 21:24

Ultraschall (Beitrag #8) schrieb:
Kleine Anregung: mir gefällt die Speisespannungserzeugung für die OPV's gar nicht.

Da würde ich mal suchen.

Grüße

N' Abend.

Ist der notdürftige "Spannungsregler" oder die virtuelle Masse gemeint?

Gruß Warf384
Warf384#
Inventar
#10 erstellt: 21. Apr 2014, 16:53
Gut, nun bin ich selbst drauf gekommen. Nach kurzem Nachdenken bin ich zu dem Schluss gekommen, dass es eine sch***-Idee ist, die virtuelle Masse über einen Kondensator mit V+ zu koppeln, denn wenn die Spannung an V+ zusammenbricht (was der Fall ist sobald sie auch nur knapp unter 18 V fällt), bricht auch die virtuelle Masse, also die Speisespannung des OPs zusammen.

Der Zusammenbruch wird verstärkt und an den Eingang des TDA, der den Zusammenbruch ja verursacht, weitergegeben, woraufhin dieser den Einbruch als Signal ausgibt, da dessen Bezugspotential ja nicht gleich mit VGND sondern V- ist.
Das Ganze setzt sich als Kreislauf fort, der Verstärker oszilliert. Verändert sich die Last (wenn man die Membran hineindrückt), verstärkt sich die Intensität des Spannungseinbruchs, die Frequenz der Oszillation erfährt eine Veränderung.

Die Drossel, welche vor die Versorgung des TDA geschaltet wurde, jedoch nicht vor den OP, bewirkte, dass sich der Spannungseinbruch nur auf diesen selbst auswirkte und nicht an der virtuellen Masse ankam.


Ultraschall (Beitrag #8) schrieb:
Kleine Anregung: mir gefällt die Speisespannungserzeugung für die OPV's gar nicht.

Da würde ich mal suchen.

Grüße

Danke, das hat mir geholfen!
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