SABA 9260/ Endstufen - Transistoren kaputt, und andere Dinge

Mia, das ist eine Frage an Tommy, der schon seit langer Zeit sammelt, was sich in den Schaltungen geändert hat, und wo ggf. auch mal Fehler im Plan sind (oder veraltete Angaben). Der Bandpass ist ja nicht immer zugeschaltet, und dann ist das egal. Wenn er zugeschaltet ist, soll er ja den normalen Frequenzbereich klarer machen und vor Einflüssen durch tiefe und hohe Frequenzen schützen. Und da hat Saba vielleicht mal etwas nachgesteuert.

Die Widerstände sind meist besser als ihr Ruf, und daher auch selten Fälle für Tauschaktionen. Auch im Phono-Modul sind sie meist erstaunlich genau. Wegen ein paar Prozent Unterschied links gegen rechts brauchst Du wirklich nichts unternehmen, das ist sicher unter der Hörbarkeitsschwelle. Da sind andere Bauteile deutlich kritischer. Aber die meisten anderen "Baustellen" hast Du doch schon längst behoben (?)

Besten Gruss,

Michael

Mia, Michael,

das Präsenzmodul ist ja eine eigene Einheit, die das Präsenz-Bandpassfilter enthält.
Das Bandpassmodul erledigt verschiedene Filteraufgaben für Phono, AM und FM und ist von SABA beschrieben:



Demnach wirkt R848 beim Tiefpass des Bandfilters.
Den hat SABA dann evtl. später in der Serie verändert. Wenn die Kondensatoren dabei in der Rückkopplung ebenfalls geändert wurden, muss das nicht unbedingt Änderung der Eckfrequenz zur Folge haben, sonst schon.

Ich habe jetzt bei meinem 9241 Receiver, der schon bis 108 MHz geht, also späteren Datums ist, nicht nachgesehen, wie SABA dort im Bandpassmodul bestückt hat.
Saba nennt für das Subsonicfilter ja 20 Hz Eckfrequenz (-3 dB). Ich habe bei meinem beim FM-Frequenzgang eine Eckfrequenz von 30 Hz und bei Phono von unter 20 Hz gemessen. Bei Band, wo das Bandpassfilter nicht im Signalweg ist, < 10 Hz. Daran kann ich also nicht ableiten, ob bei mir 15k oder 27 k drin sind - nur dass der Frequenzgang ok ist.

Gemessener FM-stereo-Frequenzgang bei Preemphasis 50 µs (beide Kanäle, der leichte Unterschied kommt durch Bauteiletoleranzen in den Kanälen und noch mehr von den leichten Klangstellerpoti-Unterschieden zwischen den Kanälen):


Die obere Grenzfrequenz des Bandpassmoduls bei FM (lt. SABA ca. 18 kHz) habe ich nicht festgestellt. Da geht ja zusätzlich auch noch das 19 kHz Pilottonfilter ein, so dass in meiner Messung der FM-Frequenzgang bei 14,5 kHz um ca. 2 dB abfällt. Das muss man ja erwarten. Das Bandpassfilter sorgt also für einen noch steileren Abfall ab 14-15 kHz als das Pilottonfilter alleine, hat aber auf die obere Eckfrequenz praktisch keinen Einfluß, da die durch das Pilottonfilter dominiert wird, welches spätestens bei 15 kHz (-3 dB) einsetzt, damit durch das Zusammenwirken von Pilottonfilter und Bandpassfilter die gewünschte gute Pilottondämpfung von >60 dB erhalten wird. Bei meinem Gerät mit dem hier gezeigten FM-stereo-Frequenzgang messe ich sehr gute 66 dB Pilottondämpfung bei 19 kHz.


Gruß
Reinhard

Reinhard,

stimmt --- habe es oben korrigiert. Dann könnte es noch damit in Verbindung stehen, welcher Decoder verbaut ist, denn da hat Saba ja zwei Varianten im Programm gehabt. Die unterscheiden sich m.W. vor allem am oberen Frequenzbereich ein wenig ... ich kann mal nachschauen, was bei meinen Modulen verbaut ist, wenn ich zurück bin.

Michael

Hallo,

die mir vorliegenden Bandpass-Module 75011 080 00, Leiterplatte 75011 000 42b sind für R848 = R868 überwiegend mit 27 kOhm als auch einige mit 15 kOhm bestückt. Die bestückten Kondensatoren an diesen Widerständen sind identisch. In den Schaltungsunterlagen ist nur der 27 kOhm Wert zu finden.

Ich schaue mal mit einer Simulation, wie sich die Eckfrequenz (Subsonic) ändert, wenn mit 15k bestückt ist.
Ich hatte einen Fehler gemacht, der Einfluß von R848 ist nicht im Subsonicbereich sondern an der oberen Bandgrenze (oben korrigiert).

Gruß
Reinhard

Ist ein Sallen-Key-Bandpassfilter. Achim hat ihn mal beschrieben:Saba 9241 Receiver - eine ungeplante Überarbeitung

Jetzt habe ich es für eine der vier möglichen Schalterkonstellationen hinbekommen.

Ergebnis der Simulation Bandpassfilter:



Grün: R848 = 15 kOhm
Blau: 27 kOhm

Eckfrequenz Tiefpass lt. SABA 18 kHz mit R848 = 27 kOhm

Simulation:
mit 15 kOhm = ca. 28-29 kHz
mit 27 kOhm = ca. 20 kHz


Eckfrequenz Hochpass lt. SABA ca. 20 Hz
Simulation: 28 Hz

Das ist nur eine der vier Schalterkombinationen. Die anderen habe ich mir jetzt erspart. Ist mühsam, weil so unübersichtlich.

Gruß
Reinhard

Reinhard, nimm mal spaßeshalber bei der Simulation 18 und 22 kΩ!

Andreas

Hallo Andreas,

verstehe ich jetzt zwar nicht, warum spasseshalber, denn 18 und 22 k liegen ja vorhersehbar (Sallen-Key) ungefähr mit äquidistanten Abständen (auf der log Frequenzskala) zwischen den Frequenzgängen, die ich für 15 und 27k gerade gezeigt habe. Aber weil Du es bist, bitteschön - Deine Wunschwiderstandswerte eingefügt:

15k (grün), 18k (blau), 22k (rot), 27k (türkis)



Erwartest Du es anders? Sag' jetzt nicht, spasseshalber auch noch 20k und 25k


Gruß
Reinhard

Danke, Reinhard --- da können wir aber doch jetzt schon ein wenig spekulieren: 27 kOhm wird der ursprüngliche Wert gewesen sein, und der sieht auch angemessen aus. Aber er schneidet ein klein wenig in den oberen Frequenzgang hinein, was vielleicht mal in einem Test im Vergleich zu anderen Geräten aufgefallen ist (vielleicht weiss das noch jemand ?). Dann hat man auf 15 kOhm reduziert, und den Frequenzgang etwas begradigt ... ohne sich zuviel hohe Frequenzen einzufangen.

Mein Fazit: Beides ist in Ordnung, kein Bedarf etwas zu ändern, egal welcher Wert nun drin ist.

Besten Gruss,

Michael

Reinhard, ich will jetzt 19,1 k!

Spaß beiseite, meine Gedanken waren ähnlich wie bei Michael.
27 k knickt was früh ab und 15 k hat sein Maximum etwa beim Pilotton.
Rot mit 22 k macht sich gut, werbewirksam für HIFI-Zeitschriften.
Jetzt können hier die Leser entscheiden, welche Kurve ihnen zusagt.
18 k und 22 k schlug ich vor, weil es gängige Standardwerte sind.

Andreas

Da bin ich bei Euch.

Ich rätsele immer noch, wie das Bandpassmodul bei Quellenwahl "Band" bzw, "AUX" schaltet. denn da gibt es weder beim Sub-Bass noch im Hochtonbereich > 20 kHz ein Abschneiden, wenn ich den Frequenzgang messe. Als wäre es nicht im Signalweg. Ist aber drin. Die Bandpass-Modul-Schaltung ist extrem unübersichtlich, weil im TDA ja pro Eingang und pro Ausgang je ein OpAmp sitzen und das Filternetzwerk um den TDA aussen um Ein- und Ausgänge rumgebaut ist und in die Gegenkopplung der OpAmps eingreift, ohne dass man das klar sieht, wie und wo.

Gemessener Frequenzgang AUX/BAND in Stellung "linear"und Wirkung von Rausch- und Rumpelfilter (beide zugeschaltet):
linear: -1 dB bei 20 Hz und 40 kHz




Reinhard

Mia, nein, Lötprobleme erwarten wir bei Dir nun wirklich nicht !!

LG,

Michael

Ich denke, erst jetzt habe ich die Schaltung wirklich korrekt in die Simulation übertragen. Also kann ich sie jetzt hier auch zeigen, ohne Haue zu bekommen.
Das ändert an den oben mit der noch nicht ganz korrekten Schaltung gezeigten Ergebnissen grundsätzlich zwar wenig, aber doch schon etwas im Detail.

So sieht es aus, Schaltung des Bandpassmoduls (rechter Kanal).
Als OpAmps habe ich in der Simulation NE5534 verwendet, jeder andere tuts da auch.
Die zwei Umschalter im TDA1028 mit den insgesamt vier Schaltkontakten sind durch die gepunkteten Ovale markiert. Das linke Paar und das rechte Paar gehören jeweils zu einem der beiden Umschalter.
Die Nummern an den Leitungen bezeichnen die PIN-Numerierung des TDA1028, Eingänge: 2, 3, 6, 7 sowie die Ausgänge 4 und 5 (rechter Kanal).




Und so sieht es jetzt "ganz richtig" aus für R848 = 15k (grün) und 27k (blau):



Damit stimmt für 27k auch 18 kHz mit -3 dB, wie in der SABA Angabe.
Mit R848 = 15k ist der -3 dB Punkt bei 28 kHz.


Und nun funktioniert auch endlich der brettgerade Frequenzgang ohne Bandpassfilterfunktion für BAND und AUX, nämlich wenn beide (Schiebe-)Schalter in der Simulation jeweils auf ihre linken Kontaktpaare (Schalterbrücken an U3 und U4 in der Simulation) gesetzt sind. Dann hat natürlich R848 gar keinen Einfluss. Das Signal läuft dann über vier kaskadierte Operationsverstärker mit Einheitsverstärkung. Der Weg über C846, C847, R847 und C848 fällt dabei nicht ins Gewicht, weil der OpAmp-Ausgang niederohmig ist, der Weg über das RC-Netzwerk aber hochohmig (hohe Impedanz).

Signalverlauf bei BAND, AUX:





Schliesslich gibt es die Schalterkombination (Schalterbrücken an U4 und U6 in der Simulation), bei der nur der Hochpass gegeben ist, also nur Subsonicfilter für Phono - und zwar genau wie von SABA angegeben - mit -3 dB bei 20 Hz. Auch dort hat R848 gar keinen Einfluß:

Signalverlauf PHONO:




Frequenzgang PHONO:




Schalterpositionen beide auf ihrer rechten Position (Kontakt an U6 und U9 geschlossen), für FM. Hier hat R848 den oben schon genannten Einfluss, aber erst ausserhalb des FM-Übertragungsbereiches. Hochpasseckfrequenz ist 30 Hz, wie oben von mir auch bei UKW gemessen wurde und Tiefpass-Eckfrequenz 18 kHz:

Signalverlauf FM:




Frequenzgang FM (R848 grün = 15k, blau = 27k):




Schalterkontakte an U3 und U9 geschlossen ist dem ähnlich, nur geringer Unterschied.


Damit ist nun alles klar!

R848 wirkt nur bei FM und AM, aber nicht bei BAND, AUX oder Phono. Mit 27k kann evtl. - wenn das 19 kHz Pilottonfilter nicht so steil einsetzt oder nicht sehr pingelig abgeglichen ist, bei 14-15 kHz ein Abfall von 1-2 dB eintreten. Dafür wird aber die Pilottondämpfung etwas besser.
Mit 15k wird ein evtl. bei 14-15 kHz schon leicht einsetzender Abfall vermieden - aber das geht dann etwas zu Lasten der Pilottondämpfung bei 19 kHz. Die wird aber immer noch mit 60 dB hinzubekommen sein.

Anderes Thema:
Knacken beim Umschalten
Das hatte Achim schon sehr ausführlich seziert und eine aufwändige Lösung ersonnen: Saba 9241 Receiver - eine ungeplante Überarbeitung

Gruß
Reinhard

Top ! Vielen Dank !

Zwei Fragen ergeben sich mir noch:
(1) Im Bild ist der 5534 mit Verstärkung 1 im Einsatz, was er doch unkompensiert nicht kann --- ist das im Modell berücksichtigt ? Im TDA 1028 ist doch eher ein OPV im Einsatz, der deutlich langsamer ist (was für die Rechnung der Filterkurven natürlich keine Rolle spielt).
(2) Wenn die Kurven stimmen, dann sollte ein Wert so um die 22 k, wie von Andreas angeregt, eigentlich optimal sein, während die Version mit 15 k eher unnötig hohe Frequenzen durchlässt. Gibt es hier noch eine kombinierte Sicht mit dem Frequenzgang der Stereo-Decoder ? Der war doch minimal anders bei den beiden Versionen (4 Filter versus 6 Filter) ?

Michael

Hallo Michael,

(1) TI5534:
Deshalb habe ich ja gesagt, jeder NF-OpAmp geht hier in der Simulation, der verwendete Typ ist unerheblich, schnelle, langsame, JFET,... was auch immer. Anders - in der Sprache der Schaltungsanalyse gesagt - im Kleinsignalmodell und der um den Arbeitspunkt linearisierten Approximation, die für die AC-Analyse eingesetzt wird, spielt das noch keine Rolle. Du kommst in Deinem Gedankengang am Ende Deines Satzes bei der gleichen Folgerung an ("was für die Rechnung der Filterkurven natürlich keine Rolle spielt"). So ist es, und nur darum geht es hier.

Hätte ich irgendeinen anderen OpAmpTyp in der Simulation eingesetzt, hätte die Frage kommen können, "aber das ist doch ein xyz, der ist doch zu schnell, zu langsam, hat dies oder hat das nicht, ist das denn richtig?..." Im TDA1028 stecken unbekannte, vermutlich sehr einfache 08/15 Opamps. Im Simulationsmodell kommt es im wesentlichen nur darauf an, dass die OpAmp Eingangsimpedanz hoch ist und die Ausgangsimpedanz niedrig und dass der OpAmp Einheitsverstärkung macht und im Audio-Bereich arbeitet. Auch ein 5534 kann grundsätzlich Einheitsverstärkung liefern. Externe Kompensation ist bei diesem Typ eine Zusatzmassnahme, die evtl. je nach Schaltung und Verstärkung erforderlich wird, um Schwingen zu unterdrücken. Ich hätte auch ein generisches OpAmp Modell nehmen können, dann wäre die Frage ggf. gewesen "woher weisst Du, dass so ein vereinfachtes generisches Modell hinreichend richtig ist?" Tatsache ist, in der betrachteten Schaltung liefert jedes NF-OpAmp Modell im betrachteten Frequenz-Bereich denselben Frequenzgang. Es ist egal, welches ich hier nehme. Auch ein generisches (kein spezifischer Typ) funktioniert. Bestimmend für den Amplitudenfrequenzgang ist in der Schaltung die Aussenbeschaltung (das RC-Filternetzwerk), nicht die OpAmp-Eigenschaften selbst. Deshalb sind Sallen-Key-Filterdaten immer unabhängig von den verwendeten OpAmp-Typen und man kann "Sallen-Key active Filter" online Rechner, wie sim.okawa-denshi.jp/en/OPseikiLowkeisan.htm zur Berechnung des Frequenzgangs verwenden, die sich für die Art des dabei verwendeten OpAmps gar nicht interessieren. Es wird dabei nur stillschweigend vorausgesetzt, dass es sich um "gewöhnliche" NF-OpAmps handelt.

Wollte man den TDA1028 "nachbauen" wollen, keine naheliegende Idee, würde man dafür tunlichst keine NE5534 nehmen oder für Einheitsverstärkung extern kompensieren, damit sie dann kein Schwingrisiko darstellen. Auch bei jedem anderen OpAmp-Typ würde man dessen jeweilige Besonderheiten lt. Datenblatt beachten müssen.

Die Fragen, die durch Simulation beantworten werden sollte und das auch tut war:
- Welche Änderung im Frequenzgang bewirkt die Änderung des Widerstandswertes R848?
- Wie unterschiedlich sind die Frequenzgangkurven bei Quellenwahl Band/Aux, Phono und FM?

Die Frage war nicht:
- Welcher Typ Operationsverstärker ist im TDA1028 mehr oder weniger geeignet?
(die Frage erübrigt sich sowieso, denn wir müssen den TDA1028 so nehmen, wie er ist)
Wäre dies die Frage gewesen, hätte dafür die Simulation ganz anders ausgelegt werden müssen.

Trotzdem könnte das verwendete TI5534 Modell auch die Frage nach Schwingen und Kompensation beantworten, wenn sie sich stellen würde (was für den hier behandelten Zweck aber nicht der Fall ist). Denn OL-Gain und- Phase werden im von mir verwendeten Modell ausnahmsweise auch erfasst, was aber nicht allgemeiner Standard ist, genausowenig wie korrektes Eingangs-Spannungs- und -Stromrauschen und einige andere "Spezialitäten", die hier enthalten sind, in den meisten Modellen aber normalerweise nicht.

The following parameters are modeled:
* 1. Open loop gain and phase with RL and CL effects
* 2. AC/DC Common mode rejection ratio
* 3. AC/DC Power supply rejection ratio
* 4. Slew rate
* 5. Input voltage noise with 1/f
* 6. Input curent noise with 1/f
* 7. Input bias current with common mode and temperature effects
* 8. Input offset current with temperature effects
* 9. Input offset voltage with temperature effects
* 10. Input impedance
* 11. Output current through the supply rails
* 12. Output current limit
* 13. Output voltage swing from rails with RL effects
* 14. Output impedance
* 15. Quiescent current vs Supply voltage with temperature effects
* 16. Maximum supply voltage breakdown
* 17. Overload recovery
* 18. Input common mode voltage range

Punkt 1. dieser Liste der modellierten Eigenschaften beantwortet Deine Frage mit "Ja, das ist im verwendeten OpAmp-Modell berücksichtigt".
Die meisten, insbesondere die generischen OpAmp Modelle, können das aber nicht, wenn es nicht - wie hier - ausdrücklich genannt ist.


(2) Frequenzgang Stereodekoder
Die Steilheit der Pilottonfilter und der exakte Pilottonfilter-Abgleich ist der Knackpunkt. Ohne die genau zu kennen, würde ich mich jetzt nicht trauen, zu sagen ob 15k, 22k oder 27k besser ist.
Kann durchaus sein, dass im Zusammenwirken mit 3-Filter-Decodern (wenn ich annehme, dass damit die Filterkurve steiler abfällt) der Widerstand im Bandpassmodul am Ende der Produktionszeit auf 15k gesetzt wurde (aber 22k da vielleicht ein noch besserer Kompromiss sein könnte), während bei 2-Filter Decodern 27k im Bandpassmodul verwendet wurde und auch zunächst die meiste Zeit im Zusammenspiel mit 3-Filterdecodern. Das ist jetzt meine Spekulation, kann falsch sein.

Ich verweise wieder auf den oben gezeigten gemessenen FM-Frequenzgang meines 9241 (der hat nur einen 2-Filter Stereodekoder) an dem ich nichts mehr durch Widerstandsänderung im Bandpass-Modul verbessern könnte.
Die Pilotton- und Hilfsträgerfilter im eingebauten Stereodekoder - egal ob 2-Filterversion oder 3-Filterversion - werden ja in Kombination mit dem verbauten Bandpassmodul abgeglichen (d.h. hin- und herverschoben), insofern ist das keine ganz unabhängige Geschichte. Aber in jedem Fall ist der Unterschied, den R848 im Bandpassfilter macht, nicht so groß, dass man darüber schlaflose Nächte haben müsste. Ich würde auch nicht daran denken, was verbessern zu wollen, indem ich einen vorhandenen 27k Widerstand R848 gegen 15k oder 22k ersetzte. Würde ich das machen, würde (sollte?) mich dann der Gedanke quälen, dass ich ja eigentlich jetzt das Pilottonfilter / Hilfsträgerfilter auch neu abgleichen müsste. Täte ich das nicht, hätte ich u.U. den Frequenzgang durch Änderung von R848 (egal in welche Richtung ich ihn geändert hätte) sogar verschlimmbessert.
Das war jedenfalls der erste Gedanke, ist aber nicht richtig. Denn das Pilottonfilter soll ja in erster Linie den Pilotton von einem Bandaufzeichnungsgerät fernhalten, also sollte die 19 kHz Restpilotton-Minimierung am Ausgangssignal der Band-Ein-/Ausgangs-Buchse des 9241 (oder 9260) vorgenommen werden. Und die liegt VOR dem Bandpassfilter.

Gruß
Reinhard

Merci -- da hast Du Dir mehr Arbeit mit der Antwort gemacht als ich anregen wollte ... ich war in der Tat einfach etwas überrascht, dass der 5534 ohne die üblichen 22 pF stabil läuft ... bei Verstärkung 1 neigt er da zum Schwingen.

Besten Gruss und Dank,

Michael

Hi Michael,

ein häufiges Missverständnis...
Für jede Frage muss eine Simulation spezifisch ausgerichtet werden. Beim NE5534 sehe ich, wenn ich danach in der Simulation im Großsignal-Modell frage, auch, dass die Schaltung mit dem Modell des 5534 schwingt (eben getestet, 6 MHz) und im Vergleich das generische Modell "OpAmp 1" nicht. Trotzdem kann ich in der AC-Analyse den Frequenzgang in beiden Fällen problemlos ohne Schwingen ermitteln und der ist identisch.

Man kann in der Simulation Sachen machen (in dem man das Modell entsprechend auswählt oder in ganz bestimmter Weise verwendet, hier AC-Analyse statt Großsignalanalyse), die genauso in der Wirklichkeit nicht funktionieren, weil man dort normalerweise Eigenschaften, die nun mal da sind, nicht gezielt ausblenden kann, wie das bei der Simulation geht. Umgekehrt gilt das auch, Schaltungen, die einwandfrei funktionieren, können sich in der Simulation manchmal sehr bockig verhalten. Oft ein Zeichen für wichtige, nicht berücksichtigte parasitäre Eigenschaften oder schlechtes Bauteilemodell.



Zurück zur eigentlichen Sache: Wie wirkt das Bandpass-Modul?

Ich hatte ja einen online Sallen-Key active Filter Rechner verlinkt (für Tiefpass- und Hochpassfilter). sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php
Damit kann man die Frequenzgänge der drei Filter auf dem Bandpassmodul auch ohne Simulationsprogramm online sekundenschnell isoliert berechnen. Das habe ich spasseshalber mal gemacht. Hat aber auch Nachteile.

Ich bekomme als Eckfrequenzen für...

das erste der beiden Hochpassfilter (für Phono) 20 Hz (richtig),
das zweite Hochpassfilter (für FM) 30 Hz (richtig) und
das Tiefpassfilter 20 kHz (bei R848 = 27 kOhm). Die Eckfrequenz für das (isolierte) Tiefpassfilter stimmt in der online-Berechnungnicht ganz genau, weil es von der erhöhten Ausgangsimpedanz des direkt davor befindlichen zweiten Hochpassfilter beeinflusst wird. Die online Berechnung setzt immer voraus, dass die Quellimpedanz niedrig ist (deshalb ja sonst ein Impedanzwandler für niedrige Quellimpedanz vorgeschaltet) und dadurch die Eckfrequenz des Hochpassfilters tatsächlich auf 18 kHz sinkt, wie es nur die Vollsimulation richtig ergibt.

Wenn sowohl das 20 Hz wie auch das 30 Hz Hochpassfilter im Signalweg sind (bei FM/AM), bestimmt natürlich die höhere Eckfrequenz wann der Bassabfall einsetzt, also 30 Hz. Der Abfall wird unter 20 Hz dann aber steiler.


Die Schalterkombinationen für Phono, Band/Aux und FM/AM mit den zugehörigen Filtergruppen in der Übersicht:




Gruß
Reinhard