Audiolabor Flink (Vorstufe)

Anti-Clipping-Modul in der Flink-Endstufe

Dieses Modul ist im Schaltplan von Audiolabor nicht dokumentiert, ist aber nach Ausbau und Öffnen des Moduls gut zu entschlüsseln. Michael hatte mir die Schaltung nachgezeichnet (Michael, Danke dafür!) und sie ist in dem von mir hier weiter oben gezeigten Simulations-Schaltplan auch enthalten.
Deren Funktion hatte ich hier schon erklärt.

Es gibt nur diese Bauteile:

1. Vorwiderstand vor dem (~) Wechselspannungseingang des Brückengleichtichter (daran liegt das Endstufen-Ausgangssignal): 100 Ohm
2. Kleiner Brückengleichrichter in der DIL-Bauform
   
3. Zenerdiode ZPD18
   
4. rote 5 mm Standard-LED
5. Fotowiderstand (LDR)
   

Kritisch ist die LED.
Es muss eine "alte" rote Standard-LED wie aus den 1980iger / 1990iger Jahren sein, mit 5 mm Durchmesser. Max Vorwärtsstrom 30 mA bei 2 V. Heutige, modernere LEDs sind oft deutlich heller, dann nicht als Ersatz geeignet. Extra hell, super hell usw. sind auch nicht geeignet.

Kritisch ist auch die richtige Zenerdiode, es soll eine ZPD18 sein (18 V Zenerdiode).

Und schliesslich ist auch der "richtige" Fotowiderstand kritisch für den korrekten Begrenzungswert der Endstufen-Eingangsspannung. Während die LED und die Zenerdiode gewöhnliche, leicht beschaffbare Typen sind, ist gibt der Fotowiderstand zunächst ein Rätsel auf. Er geht nicht leicht kaputt, deshalb ist es selten, dass man ihn ersetzen müsste. Aber falls doch, dann ist die Frage, was nehmen?

Links die rote 5 mm Standard-LED, rechts daneben das ca. 6 mm x 6 mm große Fotowiderstands-Plättchen. Es ist nicht dick vergossen, nur dünn mit Epoxy-Harz überzogen:



Wenn ich am eingebauten, geschlossenen Anti-Clipping-Modul den Widerstand über der LDR messe, finde ich ca. 50 kOhm. Da dem in der Schaltung aber im Eingangsbereich noch 5,6 k + 56 k, diese beiden in Serie, nach GND liegen, beträgt der LDR Dunkelwert weniger als 1 MOhm.

Wenn man heute einfach nach "LDR" oder "Photowiderstand" sucht, findet man zahlreiche Typen mit heute etwas anderer Bauform. Die ist aber nicht der limitierende Faktor, sondern vielmehr der Widerstandsbereich, in dem der Fotowiderstand in dieser Schaltung arbeitet. Denn die allermeisten Fotowiderstände kommen bei der schwachen Bestrahlungsstärke, die bei hier nur ca. 0,5 mA (bis 1 mA) Diodenstrom anstehen, nicht auf den benötigten Abfall des LDR auf den relativ niedrigen Widerstandswert, der hier erforderlich ist. Der Dunkelwert des Widerstands ist zwar für sich unkritisch, aber mit hohen Dunkel-Widerstandswerten im mehrstelligen MOhm Bereich sind auch die Werte bei Bestrahlung mit wenig Beleuchtungsstärke auch tendenziell höher, dann im kOhm-bereich, statt bei < 1 kOhm.

Will oder muss man also nur den Fotowiderstand ersetzen, ohne das ganze Steuerungssystem aus Zenerdiode (Zenerspannung), LED-Typ und Fotowiderstand neu aufeinander abstimmen zu müssen, sollte ein LDR verwendet werden, der dem Originaltyp ähnlich ist.

Nach etwas Suche habe ich einen sowohl von Bauform als auch Niederohmigkeit passenden Typ gefunden: Perkin-Elmer M9960
Es gibt ihn ein zwei Ausführungen, 11a und 11b. Der Typ 11b ist noch etwas niederohmiger. M.E. kann man beide Typen hier nehmen.
Der M9960 hat auch die gleiche 6 x 6 mm große unvergossene Plättchen-Bauform.

Als Ersatz müssten auch die niederohmigen NSL-A6009 oder NSL-5910 geeignet sein, beide mit Dunkelwerten um ca. > 120 kOhm, deren Bauformen sind aber anders/grösser, damit muss man ggf. beim Einbau etwas improvisieren. Andere LDR's mit Dunkelwerten nahe bei oder nicht wesentlich über 1 MOhm sollten hier ebenfalls funktionieren. Davon gibt es allerdings nicht viele.

Das Anti-Clipping-Modul in dieser Bestückung begrenzt ab einer Endstufenausgangsspannung von etwa 14,4 Veff. Das entspricht einer Endstufen-Eingangsspannung von ca. 0,9 Veff, ab der die Verstärker-Ausgangsspannung begrenzt wird.
Dieser Wert sollte nach Austausch von Zenerdiode, LED und/oder LDR immer überprüft werden.

Gruß
Reinhard

Die Idee mit LDR hatte ich vor ca. 30 Jahren auch!

Meine damalige Vermieterin besuchte gern am Wochenende eine Tanzschule.
War dann nicht Unterricht sondern ähnlich Tanzcafe, Tanzen für Vereinsmitglieder.
Die jungen Leute machten dann Disco, himmelten immer wieder die teuren JBLs.

Da kam ich auf die Idee, einen Limiter zu entwickeln, auch mit LED und LDR.
War aber nicht für Clipping gedacht, eher sanft einsetzender Begrenzereinsatz.
Der LDR war da in einem Spannungsteiler zwischen Vorverstärker und Endstufe geplant.
Auch ich hatte recht kleine rechteckige LDRs, die mir als geeignet erschienen.
Gerade gesucht, leider nicht gefunden, vermutlich noch in einem Umzugskarton.

Andreas

Hallo Andreas,

na das war dann bei Deinem ja ganz genauso wie hier! Ist hier - bei der Flink - LDR ist auch im Spannungsteiler zwischen Vor- und Endstufe.

Wer hat von wem abgeguckt? (kleiner Spass!)

Bei der Flink ist es auch nicht primär für (gegen) Clipping gedacht. Die meisten Kunden haben schon mal was von Clipping gehört und wissen, dass es böse ist. Also ist das Anti-Clipping "was Gutes". Sonst hätte man u.U. klaren Wein einschenken müssen, nämlich, dass es die Endstufe zerstören würde, wenn man ihre Leistung ausschöpft, weil das Kühlkonzept dafür nicht ausreicht, also musste man das verhindern und die Leistung begrenzen. Auch die Hochtonverzerrungen wären bei grösserer Leistung als die 50 W (Begrenzung) zu groß geworden.



Gruß
Reinhard

kugel-balu schrieb:

weil das Ding innen viel zu heiss wird ...

Also nicht nur die Flink Endstufe? Kristall auch !

Die Endverstärker-Schaltung ist ja nahezu unverändert zur Flink-Endstufe. Aber das Gehäuse ist grösser, man hätte da leicht aussen Rippen-KK vorsehen können. Der Grundig SV 2000 hatte gezeigt, wie man es macht.

Gruß
Reinhard

Reinhard, Flink kannte ich damals noch nicht!

Umgekehrt auch so, Flink konnte unmöglich meine Idee kennen, nie veröffentlicht.
Irgendwann kramte ich das Konzept mit LDR noch mal aus meiner geistigen Schublade hervor.
So ein Limiter ist durchaus interessant für Amateurfunk, Betriebsart SSB.
Manche brüllen ins Mikrophon, bis die Endstufe mehr Harmonische macht als Grundwelle.
Da ist natürlich ein Kästchen zwischen Mikro und Funkgerät interessant.

Reinhard, wir beide hatten letztens den VHF-Transistor MMBT918 zum Thema.
Einige von dem habe ich inzwischen vorrätig, damit aber noch nichts gemacht.
Mit dem müsste was gehen bei etwas vorgespanntem B-Betrieb.
Im unteren Bereich hat man dann A-Betrieb und oben B-Betrieb in Richtung Sättigung.
Das wäre dann eine Lösung auf HF-Seite, um eine eher langsam einsetzende Begrenzung zu realisieren.
Klar, da muss man natürlich Oberwellen fischen, bei B- oder C-Betrieb nicht vermeidbar.
So ein Filter kann man dann recht klein bauen, muss ja nur bis Milliwatt taugen.
Mit dem dann recht sauberen Signal geht es zur Sendeendstufe mit Standardfilterung am Ausgang.
Das als kleiner Abschweif, Limiter sind nicht nur für HIFI interessant.

Andreas

Solche Limiter hat es nach meiner Erinnerung schon sehr lange gegeben, die ganzen Grundig - Cassettengeräte mit automatischer Aussteuerung hatten die drin. 1985, als ich mein erstes Modem baute, hatte ich auch solche Schaltungen verwendet, um konstante Bedingungen für den Diskrimator zwischen High und Low zu haben.
Aber die Limiter hatten seinerzeit einen schlechten Ruf. Die Funktion in der Flink-Endstufe, wie oldiefan sie beschrieben hat, ist in meinen Augen natürlich besonders böse. Es war gar nicht so lange her, dass die DIN45500 etwas zur Dauerlast (waren das 10 Minuten?) festlegte. Ich weiß gar nicht, wie ich das thermische Design benoten würde.

Nun ja, deshalb steht ja 0,7 V an der Endstufeneingangsbuchse, bei dieser Eingangsspannung greift die Begrenzung ja noch lange nicht. Und 0,7 V am Eingang gibt 31-32 W @ 4 Ohm am Ausgang. Das kann die Endstufe auch als Dauerlast. Sie ist bei mir viel länger als nur 10 Minuten mit Sinus-Dauerton bei 31 W gelaufen.

Bei > 51 W / 4 Ohm, wo die Begrenzung abregelt, traue ich ihr keine Sinus-Dauerlastfähigkeit mehr zu. Ich würde das auch gar nicht erst versuchen wollen, da es keine Thermosicherung gibt.


Gruß
Reinhard