Saba Meersburg H, Ersatz Darlingtons

      Saba Meersburg H, Ersatz Darlingtons

      Hallo Leute,

      die Tage bin ich beim Wiederbeleben eines Transistorradios: Meersburg Stereo automatic H Mod. ME-H. Es müsste so um 1973 das Licht der Welt erblickt haben und ist schon komplett mit Si-Transistoren bestückt. Als Stereodecoder arbeitet ein TBA490. Einziges weiteres IC: TAA550, das hier aus 180V! Wechselspannung die stabilisierte Abstimmspannung erzeugt.
      Es besitzt einen Senderspeicher mit Drucktasten und ansonsten keine nennenswerten Extras. Das "automatic" bezieht sich wohl auf die schaltbare AFC-Funktion.
      Der Verstärker arbeitet mit nur einer Versorgungsspannung. Die ersten beiden Stufen (T421/ T431) verstärken das Signal spannungsmäßig mittels Emitterschaltung. Die Hauptlast der Spannungsverstärkung trägt T431, da der Strom durch R431 durch die Basis-Emitterspannung von T431 vorgegeben ist. Am Kollektor des Transistors T431 wird dann das Signal an die Ausgangsstufe übergeben, die als Gegentaktendstufe in Kollektorschaltung mit Darlingtons aufgebaut ist. Im Rückkopplungszweig der Endstufe befindet sich noch die Frequenzanpassung für den Bassklangsteller. Die Höhen- und Balancesteller befinden sich dagegen im Vorverstärker.

      Das Gerät war in einem beklagenswerten Zustand, als ich es erhielt: großer Riss in der Hauptplatine, eingedrückter Preomat, UKW-Teil nicht angeschlossen, gebrochene Sicherungshalter und Potischleifer (Ruwido, ohne Kunststoffteil) aufgrund von versprödetem Messing. Dafür gab es keinen einzigen defekten Kondensator.

      Hier ein Blick auf die Hauptplatine. Die grünen "Pflaster" sind Platinenstücke, die ich über den Riss geklebt habe. Der Riss selbst ist ebenfalls mit Klebstoff gesichert worden. Auf der Leiterseite sind die betroffenen Leiterbahnen jeweils mit aufgelöteten Drahtstücken überbrückt:




      Am UKW-Teil fällt das Ausgangsbandfilter (links unten) auf. Neben den beiden Spulenkernen gibt es noch eine Einstellung für den Koppelfaktor.




      Mittlerweile ist die Schaltung wieder betriebsfähig, aber die rechte Endstufe hatte durch den Platinenriss einen Treffer bekommen. Ein MJE800 war defekt. Da in der Bastelkiste vorhanden, habe ich den rechten Kanal mit BD679/ BD680 ersetzt, die nach Datenblatt ein nahezu identischer Ersatz sein sollten.

      Bei der Inbetriebnahme zeigte sich nach Ruhestromeinstellung auf Sollwert eine starke Übernahmeverzerrung bei der positiven Halbwelle (BD679), etwa so:



      Erst bei Anschlag Ruhestrom-Poti und ca. 35 mA Ruhestrom waren die Verzerrungen weg. Ein anderes Exemplar BD679 funktionierte bei ca. 25 mA Ruhestrom befriedigend, immer noch der 2,5-fache Wert vom Soll.
      Daraufhin habe ich den BD679 nach Datenblatt diskret aus SF828B und SD349 "nachempfunden":




      Damit gibt es keine Verzerrungen bei 10 mA Ruhestrom mehr. Aber die Einzeltransistoren - trotz sehr anschmiegsamer Verbauung - haben natürlich keinen idealen thermischen Kontakt mehr.

      In Anbetracht des geringen Gerätewertes lohnt sich eigentlich keine große Investition in Form von 20 Transistoren von verschiedenen Händlern, um ein perfektes Paar zusammenzustellen.
      Meine Fragen lauten deshalb:

      Kann man eine solche Hilfskonstruktion belassen, verbessert mit etwas Wärmeleitpaste zwischen den Einzeltransistoren und sicherer Isolation des Drahtverhaus?
      Einen Belastungstest bei Nennlast mache ich sowieso noch.

      Besteht die Gefahr bei MJE700/800, dass diese ebenfalls nicht matchen?

      Wie kann man Darlingtons dieser Bauart (mit Widerständen zwischen Basis und Emitter) mit vernünftigem Aufwand vor Einbau paaren? Bei diskreten Transistoren achte ich auf möglichst gleiche Gleichstromverstärkung (Verhältnis max. 1:1,3) und möglichst gleiche Ube. Durch die Basis-Emitterwiderstände gibt es hier aber keine eindeutig messbare Flussspannung.

      Viele Grüße,
      Christian


      Hier ist noch die Schaltung des Verstärkers:

      Bilder
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      • Endverstaerker.JPG

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      Hallo Christian,

      das ist schon etwas seltsam, bei 35mA sollten eigentlich keine Übernahmeverzerrungen mehr vorhanden sein. Eine Ursache könnte die Gegenkopplung sein. Einmal ist die Endstufe direkt gegengekoppelt, um die Gleichspannungsarbeitspunkte einzustellen (R436, R428). Die zweite Gegenkopplung über den Bassregler, legt die Verstärkung für das NF-Signal fest. Vielleicht stimmt da irgendetwas nicht.

      Ansonsten sind der Treiber- und der Endstufentransistor im Darlington nicht auf thermischen Kontakt angewiesen. Eher bräuchte T443 (Ruhestromeinstellung) thermischen Kontakt zur Endstufe zur Temperaturkompensation. In den SABA-Receivern der 92xx-Reihe sind Treiber und Endstufentransistoren beispielsweise auch getrennt.

      Über Paarung brauchst Du Dir auch keine Gedanken zu machen, die Kombi BC337-16 mit BD 139 liegt in Sachen Stromverstärkung irgendwo bei 2000 - 5000. Alles über 500 funktioniert in dieser Schaltung einwandfrei, selbst Abweichungen von > 100% haben in dieser Schaltung keine Auswirkungen, dafür sorgt schon die Gegenkopplung.

      Deine Lösung ist Topp, da gibt es nichts zu verbessern.

      Gruß

      Rolf
      Hallo Rolf,

      Danke für die schnelle Antwort. Das blaue C hat MJE800 für knapp einen Euro anzubieten. Da ich problemlos in die Nähe einer Filiale komme, lässt sich dieser Test noch sehr preiswert durchführen. Mal sehen, was bei altem und neuem MJE zusammen rauskommt. Wenn es nicht klappt, bleibt mein Provisorium drin.

      Die Ruhestromtransistoren (T443) hat Saba ordnungsgemäß mit an den Kühlkörper gepackt. Das passt.

      Die Rückkopplung nehme ich nochmal unter die Lupe. Sie sollte aber in Ordnung sein, da die Signale bei höherer Aussteuerung bei der Kontrolle mit dem Oszilloskop rechts und links gleich waren. Das Fehlerbild kommt aus meiner
      Sicht durch irgendeine Nichtlinearität nahe des Arbeitspunktes zustande.

      Noch eine Richtigstellung: Diese MJE-Typen sind mit 4 A Icemax spezifiziert. Der aktuell genutzte SD349 kann 3 A ertragen, der BD139 nur 1,5 A. In der Schaltung treten Spitzenströme von 2,2 A auf (4 Ohm, Vollaussteuerung). Wer so einen Darlington nachbauen will, greift also lieber zum BD179.

      Viele Grüße,
      Christian
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      Mal die kurze Sieben, ausnahmsweise.
      Diese Endstufe ist derart technisch primitiv, die läuft sogar auf Diesel.
      Jeder halbwegs brauchbare modernere Darlington und sein Komplementär müssen darin zum Laufen zu bringen sein.
      Der Äquivalenztyp ist BD677, leichte Unterschiede beim CutOff-I sind da nicht relevant.

      Wenn die Mittelspannung und der Ruhestrom stimmen und es trotzdem zerrt, würde ich die billigen Kleintiere mit tauschen, die machen manchmal irgendwelche bei statischen Messungen nicht nachvollziehbaren Probleme - zu langsam, internes Kontaktproblem usw.
      Letzte Maßnahme wenn es nicht weggeht wäre die Emitterwiderstände zu (ca.) verdoppeln.

      Vorraussetze ich das die üblichen Verdächtigen ein Alibi haben - Netzteil-Versorgung darf nicht über Gebühr einbrechen, Eingang der Endstufe darf nicht überfahren werden ... usw.
      Gruß Jogi
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      [frei nach W. Reus]
      Liebe Mitdenker,

      danke für alle Tipps. Neue MJE800 von OnSemi kann ich morgen abholen. Am Wochenende finde ich hoffentlich etwas Zeit, den Dingen praktisch auf den Grund zu gehen.

      Inzwischen habe ich mich noch ein wenig mit der zugehörigen Theorie befasst.
      Zwischen den BD677/ 679 / MJE800 verschiedener Hersteller differieren laut Datenblatt doch einige Werte, hier von Bedeutung: Ube, Wert des zweiten Basis-Emitterwiderstandes.

      Über andere schweigen sich die Hersteller aus: Ube und hfe der Einzeltransistoren.

      Für geringe Übernahmeverzerrungen bei 10 mA Ruhestrom (Sollwert) sollten beide Transistoren des Darlington schon im leitenden Zustand sein. Fällt der integrierte Basis-Emitter-Widerstand des zweiten Transistors gering aus, wird das unter Umständen nicht erreicht. Weiterhin bestimmt dieser Widerstand die Stromverstärkung im Anlaufbereich. Die Spanne der in Datenblättern angegebenen typischen Werte reicht von 100 - 600 Ohm, je nach Hersteller. Die MJE-Typen haben dabei tendenziell höhere Werte. Typisch heißt, dass man durchaus noch mit gewissen Abweichungen nach unten und oben rechnen muss. Bei z.B. durchaus denkbaren 80 Ohm eines BD67x von ST in Verbindung mit einem hohen Ube von T2 bedeutet das, dass der zweite Transistor beim nominellen Ruhestrom halt noch nicht leitet. Wenn er es bei dann ca. 15-20 mA doch so langsam tut, liegt die Gesamtverstärkung des Konstrukts gerade mal bei 50-100.
      Diese Unterschiede kann man durch Aufnahme der Ube- Ic- Kennlinie auch messtechnisch ermitteln.
      Fazit: Ja, man kriegt sie zum Laufen, aber nicht mit Diesel oder Königswasser, sondern mit deutlich höherem Ruhestrom als nach Serviceanleitung. Und wieder einmal: traue nie Replacementangaben ohne nachzurechnen.

      Nun muss nur noch die Praxis mitspielen. (:-)

      Viele Grüße,
      Christian
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      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „chriss_69“ ()

      Es läuft nun ein neuer MJE800 von OnSemi mit seinem vierzig Jahre älteren Verwandten MJE700 von Motorola in trauter Eintracht. Der Ruhestrom von 10 mA laut Datenblatt reicht aus, um Übernahmeverzerrungen zu vermeiden, die Einstellung des Ruhestroms war problemlos möglich.

      Bei der Messung von Ic in Abhängigkeit von Ube traten die Unterschiede zwischen den BD677/679 (ST) und dem MJE800 (OnSemi) ebenfalls deutlich zutage. Der höhere Widerstand zwischen Basis und Emitter des zweiten Teiltransistors erzeugt einen flacheren Anstieg von Ic beim MJE800 zwischen 0,6 V und 1,2 V Ube. Das sorgt in Verbindung mit zusätzlichen Unterschieden in den Basis-Emitter-Flussspannungen für geringere Kollektorstromstärken beim Übergang des zweiten Transistors im Darlingtonverbund in den leitenden Zustand.

      Viele Grüße,
      Christian
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      Ein interessantes Beispiel. Da diese Transistoren nicht teuer und noch verfuegbar sind, haette ich fuer mich wohl gleich beide getauscht, und den intakten in die Ersatzteilschachtel fuer den naechsten Fall gelegt. Wenn moeglich, versuche ich so eine Mischung von sehr verschiedenen Altersstufen (einmal neu, einmal alt und unbekannt viel gequaelt ...) zu vermeiden. Prima, dass es doch so gut klappt.

      Besten Gruss,

      Michael
      Hallo Michael,

      üblicherweise verfahre ich genauso und bin nicht so geizig. (:-)
      Die MJE800 habe ich, quasi im Vorbeigehen, bei Conrad erworben. MJE700 waren dort leider nicht verfügbar.
      Von OnSemi gibt es sie noch bei Darisus zu sehr annehmbaren Preisen. Wenn ich bei der nächsten Sammelbestellung dran denke, kommen sie mit auf die Liste.

      Viele Grüße,
      Christian
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      Wenn man sich die Endstufe mal im Gedankenspiel mit regelbaren Widerständen als Transistorersatz vorstellt, dann kommt man schnell darauf das der Emitterwiderstand des steuernden Transistors (mit integriert) nicht nur den Einschaltpunkt des Leistungstransistors mit bestimmt sondern auch den lautsprechertreibenden Vorwiderstand, der vor dem Einschalten des Leistungstransistors die ganze Last alleine tragen muß.
      Klar das der Schaltpunkt und damit die Übernahmeverzerrungen sich verändern, wenn dieser innere Widerstand plözlich sechmal so groß ist wie vorher.
      Gruß Jogi
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      Schön, dass es funktioniert.

      Allerdings muss die Schaltung auch mit BD679/680 funktionieren. Die Unterschiede zu MJE700/800 sind minimal und in dieser Schaltung ohne jede Bedeutung. Aufgrund der etwas anders dimensionierten internen Widerstände Könnte der DB679 vielleicht 1- 2mA mehr Ruhestrom benötigen, aber das wäre es dann auch.

      Ich vermute mal eine andere Ursache für das Problem mit dem Ersatztyp. Vielleicht war der Transistor defekt oder sonst irgendwas.

      Gruß

      Rolf
      Hi Rolf,

      die Schaltung wird auch mit BD 679/680 laufen --- aber mir ist weniger klar, ob eine Mischung, wie sie ja auch zum Problem geführt hat, laufen muss ... bei Darlingtons wäre ich eher im Prinzip skeptisch.

      Man bekommt auch die MJE 700 noch zu fairen Preisen, muss aber etwas länger suchen, und evtl. auch im europäischen Ausland nachschauen. Anscheinend werden die MJE 800 noch irgendwo eingesetzt und daher produziert (?). Oder jetzt gerade nicht mehr, was das Angebot mit 1 Euro an mehreren Stellen erklärt. Auch Kessler Elektronik hat die wohl noch, wie auch sonst immer mal wieder ordentliche Angebote.

      Besten Gruss,

      Michael
      Nee, Rolf hatte schon den Finger drauf, die BDs waren als Pärchen im Einsatz: BD679 mit BD680. Sie funktionierten auch, aber erst ab 35 mA Ruhestrom verzerrungsfrei.

      Dem gehe ich auf Rolfs Beitrag hin nochmal nach. Ich baue die kleine Endstufe als Brettschaltung nach. Im Radio selbst lassen sich die Transistoren nicht schön wechseln.

      Viele Grüße,
      Christian
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      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)
      Ich sehe es wie Rolf, mir fällt nichts auf woran es sonst liegen könnte als an Außenbeschaltung oder Fehler beim basteln. Gleiche, relativ hohe, Serienwiderstände in so einer Schaltung gleich gleiche Arbeitspunkte und Ergebnisse (in erster Näherung und ohne Goldwaage).
      Erfahrungsgemäß ist selbst bei Wahnsinnswiderständen, wie sie entstehen wenn man den Multiplikator falsch abliest, die Grundfunktion noch gegeben, nur die Aussteuerbarkeit geht zurück, logischerweise.

      Die Schaltung ist so 08/15 das sie schon in den Sechzigern Verwendung fand, klappt auch mit Germanium, läuft mit verminderter Leistung sogar ohne das Endstufenpäärchen. Ich meine mich zu erinnern das es dafür sowohl von Siemens als auch von Intermetal Schaltungsvorschläge gab. Teilweise gab es davon Abwandlungen bei denen lediglich Betriebsspannung und Belastbarkeit der Endtransistoren zu verändern waren um kleinere und größere Leistungen damit zu erhalten.

      Ab ca. 1,5---2kOhm für den Treiber-Emitterwiderstand geht das Prinzip erst in die Binsen, dann kriegt man die Endtransistoren kaum noch genügend weit auf.
      Gruß Jogi
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      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „Jogi“ ()

      Guten Abend allerseits!


      So, Leute, die Brettschaltung tut ihren Dienst.
      Wesentliche Unterschiede zum Original, mal abgesehen von den wunderschönen Kühlkörpern:
      -Basisvorwiderstände von 10 Ohm, um den Strom in dieselbigen ermitteln zu können
      -Ersatz des frequenzabhängigen Bassnetzwerkes in der Rückkopplung durch einen einfachen Widerstand von 18 kOhm



      Als Prüfsignal habe ich einen 10 kHz-Sinus eingespeist, als Last hängt ein 4,7-Ohm-Widerstand am Ausgang.

      Als erstes folgen die Oszillogramme vom BD679/BD680-Pärchen, das in der Originalschaltung die Verzerrungen verursachte:
      (Oszieinstellung: horizontal: 1 Teilstrich = 20 µs, vertikal 50 mV, gilt für alle folgenden Oszillogramme)


      links: 6 mA Ruhestrom, rechts: 8 mA Ruhestrom


      links: 10 mA Ruhestrom, rechts: 12 mA Ruhestrom

      Man sieht bei 8 mA noch deutliche Verzerrungen, ein winziger Absatz ist auch bei 10 mA noch zu sehen, bei 12 mA ist die Kurve sauber --> Erkenntnis 1: Rolf und Jogi lagen richtig. Einige wenige mA mehr Ruhestrom, und die BDs müssen laufen.
      Erkenntnis 2: Die Transistoren sind in Ordnung.

      2. Experiment: Was geschieht, wenn der Spannungsverstärker BC307A (Hfe ca. 170) durch einen mit geringerer Stromverstärkung ausgetauscht wird? Zum Einsatz kam ein SF819B mit einem Hfe von 50.



      6 mA Ruhestrom, links: SC307D rechts: SF819B

      Durch die geringere Gesamtverstärkung werden die Übernahmeverzerrungen etwas schlechter ausgeregelt, bei 6 mA ist das sichtbar. Ich habe natürlich auch bei höheren Ruheströmen gemessen. Sobald die BD679, BD680 dann genügend auf sind, ist der Effekt in den Oszillogrammen nicht mehr nachweisbar.

      3. Experiment: MJE800 / Nachbau aus SD350 und SF819B (ich hab immer noch keine MJE700 herumliegen)




      links: Ruhestrom: 6 mA rechts: Ruhestrom 8 mA

      Bei 6 mA sind die Übernahmeverzerrungen schon fast verschwunden. Bei 8 mA sind sie weg. Das trotz des auch hier noch eingebauten SF819B als Spannungsverstärker. Die MJEs kommen mit deutlich geringerem Ruhestrom aus.

      Warum aber haben die BD680/BD679 in der Originalschaltung nicht funktioniert? Fehlerhafte Transistoren kann ich ausschließen. Was bleibt übrig? Zwischen erstem Test und dem Verbau der MJEs im Radio habe ich noch einen weiteren Haarriss in der Leiterplatte repariert. Die betroffenen Leiterzüge gehörten jedoch zum Vorverstärker. Der hier behandelte Schaltungsteil war damals schon in Ordnung. Kann es trotzdem zu einer solchen Verzerrungen kommen, wenn eine Leiterbahn das Signal nur noch per Zufallsprinzip durchlässt?

      Noch ein Verdacht: Habe ich wirklich das Lautstärkepoti komplett heruntergedreht, als ich die Ruheströme von 35 mA abgelesen habe? Ich kann mich hier selbst leider nicht als Fehlerquelle ausschließen. Meine Löterei erledige ich oft zwischen 21:00 Uhr und 1:00 Uhr. Je später, desto mehr dumme Fehler können einem passieren.
      Für die endgültige Aufklärung der Ursache müsste ich erneut die BD679/680 in die Originalschaltung einbauen. Das ist es mir eigentlich nicht wert. Der Verstärker funktioniert. Die BD679/ BD680-Darlingtons (damit ebenso BD677/678) sind - mit 15 mA Ruhestrom - nachweislich als Ersatztypen geeignet. Falls das Einstellpoti P441 das nicht hergibt, kann man den Serienwiderstand R442 auf 3,3 kOhm erhöhen.

      Viele Grüße,
      Christian
      Bilder
      • Brettschaltung.jpg

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      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „chriss_69“ ()

      Das ist wohl wahr. Mir hat einmal das Alughäuse eines in der Eile verpolt eingebauten radialen Elkos die Schläfe perforiert. 1 cm daneben...

      Die Brettschaltung weiter oben kommt mir vertraut vor. Sie entspricht genau meinen Anfängen in der Elektronik. Genau so sahen die ersten MW-Audions und Germaniumverstärker aus, als ich in der 5. Klasse war. Dann hat mir ein Schüler aus der 7. gezeigt, wie man Platinen ätzt.
      Achim
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