VS 2160 / Hybridendstufe

      Hallo Freunde,

      ich habe von einem Freund eine komplette Anlage "geerbt", mit TS 2000, CS 2000 und VS 2160 (und dem 910er Dreher). Eigentlich funktioniert kein Gerät richtig, in den nächsten Wochen nehme ich mir die mal Stück für Stück vor. Sind meist kleinere Wehwehchen, sehe da kein Problem.

      Aber nun mal zum VS 2160 Verstärker:
      Vor ein paar Jahren hatte ich schon einen auf dem Tisch, mit Defekt beider Endstufen-Hybrids (STK-0059), damals hatte ich dem Teil eine komplett neue Endstufe, auch auf Hybrid-Basis gebaut.
      Auch bei dem Stück, das ich jetzt habe, sind beide Hybrid-Klötze defekt, einer ist sauber durchlegiert, hat Null Ohm, der andere ist einfach nur unspektakulär verstorben. In einigen weiteren Beiträgen habe ich auch von Defekten der Endstufe gelesen, und daher kommt mir eine Frage:
      Ist die Endstufe vom Aufbau oder der Bestückung so eine Mimose, daß es häufig zu Ausfällen kommt? Der Aufbau ist ja eigentlich recht simpel, klanglich ist eigentlich auch nichts einzuwenden, aber eventuell gibt es ja eine versteckte Schwingneigung, oder ein Problem mit der Dauerleistungsfestigkeit.

      Derzeit sind noch die STK-0059 zu humanen Preisen zu bekommen, aber was hilft es, wenn es nur eine Reparatur auf Zeit ist? Dann würde ich lieber eine andere Endstufe z.B. konservativ auf Basis von BD 249/250 einbauen, wenn dadurch die Betriebssicherheit erhöht wird.

      Das Servicemanual ist im Downloadbereich vorhanden, vielleicht hat hier jemand eine Idee was zum häufigen Ausfall dieser Hybrid-ICs führen könnte. Bin für jeden Hinweis dankbar.
      Gruß, Gunnar

      Hallo Gunnar,

      Hybridendstufen sind in der Tat ein Kapitel für sich!

      Ich persönlich bin kein Freund dieser Lösung.

      Man muss nun zunächst aufpassen: Wenn bei einer konventionellen Gegentaktendstufe mit diskretem Aufbau einer der Endtransistoren oder ein Treiber oder auch ein Widerstand ausfällt, kommt man, sofern es nicht zu "Kolateralschäden" gekommen ist, mit dem Ersatz weniger Pfennigartikel davon.
      Beim Ausfall eines Bauteils im Hybridbaustein ist in jedem Falle ein Ersatz des ganzen Bausteins fällig, egal welches Einzelbauteil eigentlich die Ursache war. Statistisch ergibt sich so eine höhere Ausfallrate beim Hybridbaustein, da stochastisch die Wahrscheinlichkeit einer Summe (Ausfall des Hybrids) gleich der Summe der Einzelausfallwahrscheinlichkeiten (der darin zusammengefassten Bauteile) ist.

      Das wäre ja noch nicht so schlimm, wenn nicht einige Hersteller sehr seltene oder sogar proprietäre Bausteine verwendet hätten, die aufgrund ihrer eklatant hohen Preise zwar bei den Herstellern in das Konzept der endlich gewinnorientiert arbeitenden Servicedivisionen passten, in der Werkstatt aber infolge mangelnder ökonomischer Legitimierbarkeit oft zum Vermerk "Lohnt sich nicht" führten.

      Neben der oben genannten, rein statistisch bedingten höheren Ausfallwahrscheinlichkeit gibt es allerdings noch weitere Gründe für häufige Ausfälle von Hybridendstufen. Zu denken ist an:

      - thermische Probleme infolge des kompakten Aufbaus

      - größere Anfälligkeit für Störungen wie Schwingneigung infolge der Schnittstellenproblematik Hersteller Hybrid <-> Hersteller Verstärker gegenüber einer vom selben Entwickler von vorne bis hinten durchkonstruierten Endstufe

      - Fehler infolge unterschiedlicher Varianten (Revisionen, Steppings) der Hybridschaltung

      - Inkonsistenzen bei der Dokumentation der vom Hersteller für die konkrete Revision empfohlenen Referenzschaltung

      - schließlich hat der Hersteller des Verstärkers keinen Einfluss auf die Qualität der Fertigung der Hybridbausteine

      Demgegenüber steht für den Verstärkerhersteller der Vorteil eines Effizienzgewinns in der Fertigung.

      Es wäre nun interessant, im vorliegenden Fall die konkrete konstruktive Lösung im Bild zu sehen, daneben das Schaltbild hinzuzuziehen, um zu sehen, ob sich ein alternativer Aufbau der Endstufen anbietet.
      Achim

      Ich habe mal einen Schaltplanausschnitt der Endstufensektion gemacht.



      Dankenswerterweise hat der Hersteller einen Blick ins "Innere" des STK-0059 gemacht. Wenn das alles so richtig ist, wie im Schaltbild, ist das eigentlich nur eine verpackte Darlington-Endstufe in AB Aufbau, wenn ich mich noch recht erinnere.

      Trotzdem kommt mir der Aufbau der 92xx Endstufen mit dem Transistorpäärchen von der Lastverteilung solider vor, oder täusche ich mich hier? Und eins würde mich auch noch interessieren: Warum wird in diesem verstärkeraufbau eine deutlich höhere Betriebspannung als in den 92er geräten angewandt? Immerhin +/- 8 Volt mehr, bei gleicher Ausgangsleistung.
      Gruß, Gunnar

      Jetzt habe ich schon etwas herausgefunden, was mich etwas stutzig macht. Im VS 2160 wird der STK 0059 eingesetzt, aber im Servicemanual ist das Ersatzschaltbild des STK 0060 enthalten. Wurde hier eventuell der kleinere (nur Quasikomplementäre) Typ eingesetzt?

      Edit: Im Schaltbild des VS 2160 ist eine "Mischversion" abgbildet... Was darf man denn nun glauben????



      Was würde passieren, wenn man den STK 0060 einbaut? Eigentlich sollte dieser in der Schaltung doch funktionieren. Ein weiterer Punkt ist hierbei, daß der STK 0059 für eine Vcc von +/- 52,5 Volt (im Datasheet) angegeben ist, und das Netzteil bei meinem Verstärker +/- 55 Volt liefert. Damit ist der Schaltkreis doch außerhalb der SOA, was ein Ableben erklären würde.
      Gruß, Gunnar

      Hallo Gunnar,

      hier zum Beispiel hatte die Reparatur auch keinen dauerhaften Erfolg. Obwohl der Ersatz durch STK0080 erfolgte, der sogar +-65V verträgt und noch diverse Lötstellen nachgelötet wurden, fiel das Gerät wieder aus, obwohl es bei "älteren Leuten" steht, die den Verstärker vermutlich nicht quälen.

      http://repdata.eu.dedi359.your-server.de/wbb2/index.php?page=Thread&postID=370870

      Mein Verdacht in einem früheren Thread hier im Forum waren ja die Elkos im Bereich der Ansteuerung (um die 10 Stück)!



      Wie der Erfolg dieser Reparatur langfristig weiter verlief, hat uns der TO leider nicht wissen lassen. Man sollte "derjürgen" vielleicht einmal fragen, er hatte alle Elkos plus die STKs ersetzt.

      http://saba.magnetofon.de/showtopic.php?threadid=3818

      Der Ausfall der STK scheint gerade im Saba VS2160 besonders häufig vorzukommen. Ich würde vermuten, dass entweder
      - Bauteile in der Endstufenperipherie systematisch ausfallen (Elkos!) oder
      - Sanyo bei der Entwicklung / Konstruktion Fehler unterlaufen sind. Möglicherweise gibt es Stabilitätsprobleme.
      Schaut man sich das Schaltbild an, fällt die recht abgespeckte Schaltung auf.
      Achim

      Hallo die Runde,

      in einem Applikationsvorschlag von Sanyo zu dieser Hybridserie



      sieht man zunächst, dass die Beschaltung des Eingangs abweicht (470p, 56K).
      Weiterhin werden die aus der Ub gewonnen Spannungen für die Ansteuerungsstufen mit 220µ statt mitt 100µ bei Saba gesiebt bzw. gepuffert. Ich vermute, bei hoher Aussteuerung oder in Extremsituationen kann das stabilitätsrelevant sein.

      Weiterhin liegt an jeder Ub vor der Endstufe ein 10µ Elko nach Masse, um die Verschleppung von (höherfrequenten) Wechselspannungen über die Versurgungsspannungsleitungen zu blockieren. Auch hierauf wurde beim Saba verzichtet.
      Zudem finden sich im Lautsprecherausgang in einigen Applikationen Zobel-Glieder etwa mit 2,6mH / 4,7 Ohm, die beim Saba ebenfalls fehlen.

      Bei der Wahl der Betriebsbedingungen gebe ich Gunnar recht! Der STK 0059 ist (je nach Datenblatt) mit einer empfohlenen Ub von +-35v oder +-38V genannt, die Obergrenze mit 50 - 53V. Hier hat man vermutlich zugunsten einer höheren Ausgangsleistung überreizt.
      Achim

      dl2jas postete
      Leben bei den erneut zerschossenen Geräten C25 und R57 noch?

      Andreas, DL2JAS
      Hallo Andreas,
      zumindest bei meinem Patienten sind die Bauteile auf beiden Endstufenseiten noch in Ordnung. Darüber hat sich wohl die Energie nicht abgebaut....

      Die Anregungen von Achim scheinen sehr sinnvoll, die Aufrüstung auf größere Elkos sowie das Einbauen der 10 µF Elkos in den Ub leuchten ein und ich werde das berücksichtgen.

      Edit: Die "umfangreichste" Änderung wird der Ersatz des STK-0059 durch den STK-0080 sein, da dieser kompatibel ist, aber für eine höhere Betriebspannung (+/- 65 Volt) ausgelegt ist. Ich werde über die Reparatur weiter berichten.
      Gruß, Gunnar

      Hallo Andreas,

      das ist eine gute Frage! Das Servicemanual schweigt sich dazu aus, weil es in der Schaltung auch keine Möglichkeit eines Abgleichs gibt.
      Und nachmessen kann ich leider auch nicht mehr, die ICs leben leider nicht mehr. Nur das Datasheet gibt 40-80 mA an, nach meinem Dafürhalten etwas viel und auch etwas viel Toleranz.
      Gruß, Gunnar

      Die Frage ist nicht nur an Gunnar gestellt. :)

      Eine Ruhestromeinstellung ist nicht vorgesehen, aber nachrüstbar. Ich habe mir die Sache nur kurz angesehen. Ändert man R17 (Schaltplan in Beitrag 003), hat der direkten Einfluß auf den Ruhestrom. Gunnar, kannst Du ein detailliertes Datenblatt zu der STK-Familie verlinken, aus dem auch so Sachen wie Transitfrequenz ersichtlich sind?

      Andreas, DL2JAS
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com

      Hallo zusammen,

      habe damals die 2 Hybrid Endstufen und Elkos ausgetauscht. Er funktionierte danach wieder. Nur war ein dauerhaftes Klirren ab einer gewissen Lautstärke zu hören. Das habe ich nicht weg bekommen. Da ich zu der Zeit kein Oszi hatte, habe ich das Gerät zum hiesigen Radio TV Mann abgegeben. Einer der aus der Zeit des Sabas stammt. Er hatte dann auch noch ein paar Bauteile ausgetauscht, es sollte klappen.

      Das Klirren war aber immer noch da. Quellgerät und LS ausgetauscht...

      Nein es liegt am Saba. Gerät wieder abgegeben. Wohl wieder was ausgetauscht. Wäre in Ordnung. War er aber nicht. Mittlerweile habe ich ein älteres Oszi, und habe einen 1 kHz Sinus rein geschickt. Leise sehr sauber. Sobald ich lauter stelle ( aber immer noch weit unter Zimmerlautstärke ) war das Klirren auf dem Bildschirm zu erkennen. An beiden Halbwellen.

      Habe dann angefangen die Spannungsangaben des Schaltplans im Gerät nach zu messen.

      Habe an dem SSK 0059 an dem PIN 1 - 1,3 V anliegen

      an Pin 0 allerdings nur + 0,3 V. Also irgendwas stimmt nicht.

      Beim weiteren Messen an den zum Teil engen Stellen habe ich leider wohl einen Kurzschluß verursacht der den Widerstand R21 abrauchen lassen hat.

      Den muß ich mir erst besorgen und schauen ob noch mehr kaputt gegangen ist.

      Deshalb hatte ich im Suchen Bereich nach einer kompletten Verstärker Platine gesucht. Ist aber wohl nicht zu bekommen.

      Wollte die ganze Platine tauschen, da ich Gesundheitlich sehr angeschlagen bin und das im Moment nicht ganz so bewerkstelligt bekomme was die Fehlersuche angeht.

      Lieben Gruß Jürgen

      edit Rechtschreibung

      Hallo Jürgen,

      wenn ich endlich mal dazu komme, den Verstärker richtig unter die Lupe zu nehmen, und dabei die o.a. Modifikationen umsetzte, wäre es dann ein Leichtes, gleich Deine Platine mit zu machen. Ich hoffe, daß ich in den nächsten Wochen die Zeit dazu finde, ist alles recht knapp im Moment. Aber das Gerät muß jetzt endlich mal gemacht werden, es steht sonst nur unnütz rum.

      Wenn Du noch etwas warten kannst, würde ich Dir bei Erfolg der Modifikationen anbieten, Deine Platine auch neu zu bestücken.
      Gruß, Gunnar

      Dann will ich mal endlich in den nächsten Tagen an dieser Baustelle weitermachen und brauche hier auch eure Unterstützung. Es soll ja eine Verbesserung der Betriebssicherheit mit der Reparatur einhergehen. Dabei möchte ich wie oben schon geschrieben, einige Probleme umschiffen, die durch das Schaltungsdesign bzw. die Auslegung der Endstufe an den Grenzwerten einiger Bauteile vom Hersteller eingebaut wurden.
      Dazu hole ich erstmal den Schaltplanausschnitt wieder hoch:



      Und nun möchte ich in folgenden Schritten vorgehen:

      1. Austausch der STK0059 gegen STK0080 - diese sind für eine deutlich höhere Betriebspannung ausgelegt (der STK0059 wird außerhalb seiner Spezifikationen betrieben!) und werden in der maximalen Ausgangsleistung auch nicht gefordert. Das sollte einen wichtigen Schritt in Richtung Stabilität bringen.
      Die Bausteine liegen schon bereit...



      2. Austausch aller Elkos auf der Endstufenplatine (ich denke da zwar wie Achim eher konservativ, aber die Dinger sehen alle nicht besonders vertrauenerweckend aus).

      3. Prüfen aller Halbleiter

      4. Einbauen der angedachten Verbesserungen. Dabei habe ich mir folgende Maßnahmen zum Ziel gesetzt (v.a. auch aus Achims Vorschlägen):

      a) Ersatz aller Halbleiter, die an der Grenze oder außerhalb ihrer SOA betrieben werden.
      b) Ersatz einiger Elkos durch höhere Werte, entsprechend der Applikation
      c) Einbau zusätzlicher Elkos in die Versorgungsspannung nach Applikation
      d) Einbau eines Zobel-Gliedes in den Ausgang

      Um diesen Post nicht unnötig lang werden zu lassen, schließt sich gleich ein nächster mit den geplanten Verbesserungen im Detail an.
      Gruß, Gunnar

      Und jetzt geht es los mit den "Verbesserungen" von denen ich mir eine langfristig betriebssichere Endstufe erhoffe. Und hier brauche ich direkt eure Hilfe.

      zu Punkt 4 a) den Halbleitern:
      Hier möchte ich wo möglich die japanischen Typen, vor allen die, welche über ihre Grenzen beansprucht werden, tauschen. Hintergrund: Die Schaltung war wohl mal auf eine Versorgungsspannung von +/- 49 Volt konstruiert, aber am normalen Stromnetz (bei mir 235 Volt) liegt diese bei +/- 55 Volt. Generell schon knapp kalkuliert, werden hier einige Bauteile oberhalb ihrer im Datenblatt zulässigen Spannung betrieben.
      Ich beginne hier mal mit einer Liste (Bauteilenummern auf eine Seite beschränkt - siehe im Schaltplanausschnitt oben):



      Ich stelle hier die Liste mal zur Diskussion, für Anregungen bin ich völlig offen. Wichtig war mir bei meinen ersten ausgesuchten Vergleichstypen der Einsatz von Standardbauteilen, die auch langfristig erhältlich sind und in jedem Fall die nötige Sicherheit herstellen.
      Ich hoffe, ihr könnt mir den einen oder anderen Tipp dazu geben. Übrigens, die meisten Datenblätter der Japan Typen habe ich hier als Datei, wenn jemand die bruachen sollte, lade ich die gern hoch oder schicke diese weiter.

      Edit: Um im Tonfall der Notfallklinik zu bleiben ( :D ) mir geht es vor allem erstmal um den Patienten Doppeltransistor, den ich durch zwei aneinander geklebte BC560 ersetzen wollte (thermische Kopplung).
      Gruß, Gunnar

      Hallo Gunnar,

      die plus / minus Ub läuft ja zur Versorgung der vor den Endtransistoren liegenden Ansteuerschaltung die Widerstände R27 und R29 = 10 Ohm.
      Laut Sanyo Applikation (Post 007) sollen die Widerstände 100 Ohm haben.
      Leider finden sich keine Gleichspannunbgsangaben in der Ansteuerschaltung, aber ich vermute, dass sich dort so geringere Spannungen einstellen.

      Die empfohlene Ub für den STK0080 selbst ist lt. Sanyo DAtenblatt +- 46V. Der STK 0100 ist für +- 50V angegeben.
      Achim

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