JBL SUB 200

      JBL SUB 200

      Hallo zusammen,

      bei einer an sich nicht allzu komplizierten Endstufe eines JBL-Subwoofers komme ich aktuell nicht weiter und würde gern um Tips bitten.

      Bekommen habe ich ihn schon völlig defekt, die Transistoren Q103 bis Q108, R111-114/117 waren durchgebrannt, die Dioden D111 und D112 (siehe Schaltplan) ebenso und dabei sogar ziemlich spektakulär. Die Emitterwiderstände waren von der Hitze angelaufen, sind aber ok.

      Ich habe alle defekten Bauteile ersetzt (Reichelt), und prinzipell läuft der Subwoofer auch wieder. Nach ca. 3 Minuten beginnt er allerdings, am Ausgang zu schwingen, und zwar mit ca. 1 kHz / 150 mV. Es ist also deutlich hörbar. Dabei werden alle getauschten Transistoren äußerst heiß. Kühle ich dann Q101, der merkwürdigerweise allein mit auf dem Kühlkörper der Endstufentransistoren sitzt, erhöht sich die Frequenz, als würde ich einen VCO aufdrehen; Q102, der frei auf der Platine sitzt, reagiert bei Kontakt mit Kältespray hingegen nicht. Kühle ich Q103 oder Q104, die ebenfalls extrem heiß werden, ist alles sofort kurzzeitig ruhig und normal. Wenig später schwingt er dann wieder, und mindestens die letztgenannten Transistoren 2N5401 und 2N5551 würden dabei wohl bald hitzestressbedingt aufgeben.

      Hat jemand eine Idee, was ich übersehen haben könnte?

      Vielen Dank und schöne Grüße
      Thomas
      Bilder
      • Bildschirmfoto 2020-06-24 um 14.25.12.png

        681,96 kB, 2.182×1.560, 25 mal angesehen
      Hallo Thomas, Horst,

      an der Eckfrequenz und Gegenkopplung (=Verstärkung) würde ich erstmal nichts ändern wollen.

      Ich habe zwei Punkte, die mir aufgefallen sind:

      1. Vom 2N5551 Transistor gibt es leider zwei Versionen mit unterschiedlicher PINbelegung. Es sollte geprüft werden, für welche Pinbelegung das Board ausgelegt ist und wie das Pinning jetzt eingebaut ist.

      Die beiden "2N5551" Transistoren unterscheiden sich nur leicht in der Bezeichnung und werden deshalb oft verwechselt:
      2N5551 (EBC, wenn man auf die abgeflachte Seite von oben schaut): onsemi.com/pub/Collateral/2N5550-D.PDF
      CC5551 (ECB, wenn man auf die abgeflachte Seite von oben schaut): pdf.datasheetcatalog.com/datasheets2/52/52001_1.pdf
      Der Typ CC5551 (auch NCC5551) mit anderem Pinning wird von CDIL hergestellt. Wenn man bei Reichelt kauft, die viel CDIL führen, kann es sein dass man statt des 2N5551 tatsächlich den CC5551 bekommen hat! Nachprüfen! Nicht umsonst sind diese beiden Transistoren im Schaltplan mit Ausrufezeichen markiert. Reichelt führt auch den 2N5551 nur vom wenig bekannten chinesischen Hersteller Hottech, den komplementären 2N5401 aber nur von CDIL. Vielleicht gibt es mit Hottech ein Problem oder der 2N5401 von CDIL und der 2N5551 von Hottech passen nicht zueinander. Ich würde hier ein Komplementärpaar von einem Markenhersteller (ON Semi) vorziehen.

      2. Sicherstellen, dass C105 (1µF) frisch und intakt ist. Ggf. gegen 1µF/63V Folie (WIMA MKS-2) tauschen.

      Gruß
      Reinhard

      Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von „oldiefan“ ()

      Hallo Reinhard & Horst,

      ganz herzlichen Dank schonmal für die Tips!

      Leider wird es wohl doch etwas schwieriger. Selbst wenn ich R119 nicht ändern wollte, hätte ich ihn doch mindestens im Verdacht, ebenfalls durchgebrannt zu sein, denn R111 / R112 waren durch, und deshalb müsste es R119 eigentlich auch sein. Das Problem ist: Ich finde ihn nicht. Er scheint nicht bestückt zu sein, auch im Plan finde ich ihn nicht. Oder ich bin unfassbar blind. Der Plan ist jedenfalls mal angehängt.

      Die abweichende Pin-Belegung der 2N5551 / CC5551 ist natürlich eine üble Falle. Die eingebauten Q103 / Q104 sind aber ok (ausgelötet, geprüft). Also bleibt mir wohl nur, die Spannungen zu verfolgen, was dadurch etwas erschwert wird, dass im Service-Manual keine angegeben sind ... Aber stimmt, C106 muss ich mir dann nochmal genauer anschauen.

      Schöne Grüße
      Thomas
      Bilder
      • Bildschirmfoto 2020-06-24 um 22.30.45.png

        654,28 kB, 2.346×1.258, 15 mal angesehen
      Hallo Thomas,

      ich finde ihn auch nicht. Ist möglich, dass es ihn nicht gibt und deshalb im Plan auch ein "x" und kein Wert steht. Dann würde ich kontrollieren, dass C106 nicht leck ist und dass R120 nicht hochohmig geworden ist.
      Der OpAmp U101 könnte ggf. auch defekt geworden sein.

      Gruß
      Reinhard

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

      Zum Q101: Der ist verantwortlich für den Ruhestrom des Systems. Deshalb sitzt er mit auf dem Kühlkörper. Zwischen C und E stellt er eine Spannung ein, die von seinen Widerständen an der Basis und seinem Ube bestimmt wird: Uce = Ube/4.7k * (4.7k+6.8k), ca. 1,5 V. Die legt er an die Basen von Q103/Q104. Deren BE-Dioden verschlingen davon wieder geschätzte 1,2 bis 1,3 V. Die Restspannung liegt über den Emitterwiderständen (2* 47 Ohm) und bestimmt den Strom durch diese Stufe und den Spannungsabfall an den Kollektorwiderständen.

      Das Ruhestromsystem hängt also empfindlich vom Ube- Verhalten dieser drei Transistoren, aber auch noch von den Ube-Spannungen restlichen Transistoren ab. Wenn die neuen Transistoren hier ein deutlich abweichendes Verhalten zum Original aufweisen, kann der Ruhestrom weglaufen, wie von Dir geschildert. Möglich ist das, weil die thermische Stabilisierung schlecht gelöst ist: Steigt die Temperatur von Q103/104 an, sinkt deren Ube. Das führt zu steigendem Spannungsabfall an den Emitterwiderständen und damit steigendem Ruhestrom. Die Transistoren erwärmen sich noch mehr und die Spirale dreht sich weiter. Bevor Q101 reagieren kann - dessen Temperaturanstieg vermindert den Ruhestrom - sind die Q103/104 unter Umständen schon durch. Bevor der warm wird, muss sich nämlich über die Endstufentransistoren der ganze Kühlkörper erwärmen.

      Gleichzeitig verändern stark abweichende Halbleitertemperaturen die Stromverstärkung der Transistoren. Das wäre eine Möglichkeit, warum die Kiste nach drei Minuten Aufheizzeit das Schwingen anfängt.

      Miss doch mal den Spannungsabfall an R111 oder R114 direkt nach dem Einschalten (kalt) und beobachte die Werte bis zum Einsetzen der Schwingung. Wenn meine Theorie stimmt, nehmen die Spannungswerte erst allmählich, dann immer schneller zu.

      Q102 ist nach meinem Verständnis dazu da, die Stufe in den Schlaf zu schicken und beeinflusst die Schaltung im Betrieb nicht.

      Viele Grüße,
      Christian
      **************************************************
      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)

      Dieser Beitrag wurde bereits 6 mal editiert, zuletzt von „chriss_69“ ()

      Hmmm... ihr geht davon aus, Schaltung schwingt weil Arbeitspunkt zu hoch. Was ist wenn die aus irgendeinem Grund schwingt und daher heiß wird? Dass sich die Schwingerei ändert wenn man mit Kühlen des Q 101 den Arbeitspunkt ändert ist so oder so klar. Schwingt sie wirklich mit 1 kHz? Oder vielleicht mit 1MHz und man hört nur irgendeine Subharmonische? Für mich riecht es nach einer fehlenden Kapazität. Was, wenn C 106 taub ist und die ganze Endstufe damit zum schwingfähigen Gebiilde wird? Was ist mit den Emitterelkos der Treiber C 129, 130?

      VG Stefan

      PS Und generell, Thomas, wenn du eine Schaltung willst die garantiert nicht schwingt, dann bau dir einfach einen Oszillator auf. ;)
      Hallo Stefan,

      ja, Schwingen auf HF mit einer hörbaren Interferenz bei 1 kHz wäre die zweite, ebenfalls naheliegende Theorie. Aber beim Ruhestrom wirkt hier eine den Ruhestrom senkende Ube gegen zwei, die ihn steigen lassen. Deshalb meine Gedanken dazu.

      Viele Grüße,
      Christian
      **************************************************
      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)

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

      Hallo in die Runde,

      auf dem Oszilloskop ist am LS-Ausgang in den ersten Minuten nur das normale minimale Rauschen zu erkennen. Nach der Aufwärmphase beginnt der Verstärker plötzlich mit rd. 500 Hz zu schwingen, bei einer Amplitude von wie gesagt ca. 150 mV. Diese Frequenz steigt bei gleichbleibender Amplitude sodann langsam an, ab ca. 1 kHz bis 1,1 kHz aber schließlich nicht mehr weiter. Nach aktiver Kühlung mit Kältespray besonders an Q103 / Q104 verschwindet diese Schwingung schlagartig und vollständig. Übrig bleibt dann eine weitaus höherfrequente Schwingung im einstelligen MHz-Bereich, die aber erstens eine äußerst geringe Aplitude von ganz wenigen mV hat und zweitens etwas pulsiert, als würde sie aktiv unterdrückt bzw. kurz nach dem Auftreten zusammenbrechen. Es ist gut möglich, dass sie trotzdem als Oberwelle bei der Schwingung im hörbaren Frequenzbereich vorhanden ist, ablesen bzw. messen kann ich sie aber dann nicht eigenständig.

      Ich brüte schon länger über diesem Problem, wobei gewiss fraglich ist, ob sich das lohnt. Ökonomisch sicher nicht, aber ich kann wohl eine Menge dabei lernen. Gerade auch deshalb nochmals Danke für Eure wertvollen Tips und Erläuterungen! Sobald der Toshiba SC335 gleich vom Tisch ist, werde ich mir die genannten Punkte dann näher anschauen.

      Schöne Grüße
      Thomas
      Hallo,

      auch noch mein Senf dazu:

      Q2 ist der StandBy-Transistor. Wird dieser nicht angesteuert, hängt die Basis in der Luft, da D101 dann sperrt. Transistoren mit offenem Steueranschluss können ein lustiges Eigenleben führen. Das würde sich an dieser Stelle direkt auf die Endstufen übertragen.

      Genau so eine Schaltung hatte ich mal in einer LS-Schutzschaltung eines Verstärkers. Das Problem war, dass sich das LS-Relais fröhlich ein- und ausschaltete. Ursache: Der Transistor hatte eine extrem hohe Verstärkung und Einstreuung in den offenen Basisanschluss führte zu diesem Verhalten. Nachdem die Basis einen 2M2-Widerstand nach Masse bekam, war der Spuk vorbei.

      Gruß Rolf

      Gruß

      Rolf
      Hallo Thomas,
      hier im Forum fragen wir nicht danach, ob sich etwas ökonomisch lohnt. Sonst wäre 95 Prozent aller Themen für den Eimer. Es geht um die Technik, das Interesse daran, und wie man dem jew. Problem Herr werden kann. Und die Herausforderung. Insofern alles gut. Ziel ist die einwandfreie Funktion deines JBL.

      VG Stefan
      Hallo nochmal,

      es bleibt leider verhext. C129 / C130 waren schon neu. C105 war i.O., hatte einen etwas erhöhten ESR, was an der Stelle sicher kaum ins Gewicht fiel, aber ich habe ihn trotzdem getauscht. C106 ist i.O. (ausgebaut 46,7nF gemessen). R120 hat 99,2 Ohm, ist also auch absolut im Soll.

      Über R111 fällt kalt eine Spannung von ca. 0,6V ab. Dieser Wert steigt in der Aufwärmphase kontinuierlich an bis ca. 1,46V - dann setzt das Schwingen ein. Der Spannungsabfall steigt dann kaum noch weiter an, bis er bei ca. 1,52V verbleibt. Über R114 ist es geringfügig mehr (ca. 30 mV); das Anlegen der Messspitze führt an dieser Stelle dazu, dass sich die Frequenz und die Amplitude der Schwingung leicht reduzieren.

      Das Schwingen ist auch auf der Versorgungsspannung nachweisbar. Es wirkt auch zurück bis an den Ausgang von U101, also den OP-Amp 4558D von JRC. Die fallen übrigens gern in den Anzeigentreibern der Yamaha CA2010 aus, besonders großes Vertrauen habe ich darin also nicht ...

      Schöne Grüße
      Thomas
      Hallo Thomas,

      Na ja, so ganz ohne Befund ist das ja nicht. Der Anstieg der Spannung über R111 von 0,6 auf 1,46 Volt zeigt, dass tatsächlich der Ruhestrom mit der Erwärmung der Transistoren stark ansteigt und nicht durch die thermische Gegenkopplung eingefangen wird. Die Frage ist, warum.
      Deine bisherigen Aussagen legen nahe, dass Du erfahren im Umgang mit einem Oszi bist. Wie ist Deine Einschätzung? Ist die Spannung über R111 von einer HF- Schwingung überlagert, speziell, solange der Wert noch nicht so hoch ist, dass die NF- Schwingung einsetzt? Damit sich die Geschichte erwärmt, müssten das auch deutlich mehr als ein paar mV sein, also in der Regel ganz gut nachweisbar.
      Falls wir das ausschließen können, würde ich weitergehen und die den Ruhestrom definierenden Widerstände und Ube-Spannungen der Transistoren näher untersuchen.

      Was mich noch stutzig macht: Wieso reagiert die Schwingung auf Berührung mit der Meßspitze an R114, an R111 dagegen nicht?

      Viele Grüße,
      Christian
      **************************************************
      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)
      Hallo Christian,

      leider ist das Schwingverhalten (nach meinem Verständnis) etwas atypisch: es ist nicht etwa von Beginn an da und bringt dann bestimmte Bereiche dazu, sich durch "unnötige" Arbeit aufzuwärmen, wodurch der Schwingkreis schließlich erst recht verstärkt würde. Ich habe mir auch die Versorgungsspannung an R111 mit dem Oszilloskop angeschaut, die ist stattdessen völlig unauffällig, bis durch die Erwärmung und den Spannungsanstieg plötzlich ein ganz bestimmter Kipppunkt erreicht ist, ab dem es zu Schwingen beginnt. Wenn es jemand genau so bauen wollte, dann hat er es sehr verlässlich hinbekommen ...

      Der gemessene Spannungsabfall erklärt doch eigentlich auch nicht, warum Q103 - Q106 so heiß werden ... Nun denn, morgen schaue ich mir nochmal den OP-Amp und die verschiedenen Spannungen an. Allerdings fällt mir auch langsam wieder ein, warum ich das Modul monatelang zur Seite gelegt hatte.

      Eine angenehme Nachtruhe wünscht
      Thomas