RCA Transistoren

Michael, falls du noch Ersatz für einen dieser Treiber suchst, in der Bucht werden gerade 40409/40410 (mit verschweißtem Kühlkörper) für 7,50 das Stück angeboten. Sieht sogar aus, als wären sie original. Die RCA-Verpackung ist mit dabei. Standort ist Berlin

Stimmt, war ja ein 40594. Viel Glück!

Kühlwanne im Selbstbau?

Fragt mal beim Dachdecker nach Reststücken Kupferdachrinne oder Blech.
Letzteres wird gern bei der Verkleidung von Schornsteinen auf dem Dach genommen.
Ich nehme das Blech gern mal für Kleinstkühlkörper SMD-Tansistoren wie SOT-89.
Kupferblech und Transistor an den Auflageflächen vorsichtig verzinnen.
Dann Transistor fixieren und die Stelle erwärmen, bis das Zinn fließt.
Mit der Temperatur aufpassen, nicht gerade einen Lötbräter für Dachrinnen nehmen.

Andreas

Hallo Michael,

Hast du mal nachgeschaut, aus welchem Material der Kastenkühlkörper besteht? Wenn die Dichte nicht der von Alu entspricht, ggf. per Magnet mal auf Stahl testen, falls unmagnetisch kommen m. E. noch Kupfer und Chromnickelstahl in Frage.

Viele Grüße
Christian

Rechenspaß: Abschätzung des Wärmewiderstandes durch die Klebeverbindung:

Wärmeleitfähigkeit Lambda Klebstoff: 0,6 W/(Km)
Ringauflage A, Außendurchmesser TO05-Bund, Loch im KK 1 mm kleiner: 9,2 mm auf 8,2 mm: 13,7 mm2
Klebstoffdicke d: 0,1 mm

Rth= d/(Lambda*A)
= 12 K/W.

Gleiches Spiel mit einem füllstofffreien Klebstoff: Lambda = 0,2, dafür wird die Klebeschicht nur ca. 50 um dick: 18 K/W.

Die Werte für Lambda stammen aus einem Forenbeitrag, in dem JB Weld und andere Epoxide zur Verklebung von Kühlkörpern auf Chips diskutiert wurden. Sie sind meines Erachtens halbwegs plausibel, wenn man sie mit Werten von Kunststoffen vergleicht. Das Ganze kann eh nur eine grobe Abschätzung liefern, zeigt aber, dass die Schicht im Vergleich zur Komplettkette von ca. 50 K/W nicht ganz vernachlässigbar ist. Der zusätzliche Kühlstern dürfte aber für adäquaten Ausgleich sorgen. Oder die anfallende Verlustleistung ist gering genug, mehr als 2-3 Watt dürften das auch bei Vollaussteuerung nicht werden.

VG, Christian

chriss_69 schrieb:

mehr als 2-3 Watt dürften das auch bei Vollaussteuerung nicht werden.

Habe gerade die Simulation laufen:

bei 60 W an 8 Ohm pro Kanal (= Nennleistung) verbrät jeder der beiden Treibertransistoren (pro Kanal) noch unter 0,4 W.
An jedem der Endtransistoren entstehen bei 60 W an 8 Ohm jeweils 20 W Verlustleistung.

An 4 Ohm Last erreicht die Endstufe 120 W / 4 Ohm pro Kanal. Unter diesen Bedingungen:
Verlustleistung an jedem der Treibertransistoren bis 0,7 W.
Verlustleistung an jedem der End-/Leistungstransistoren 35 W.

Das ist (für 8 Ohm Lautsprecherimpedanz) sehr großzügig dimensioniert bei diesem Verstärker.

Bei 4 Ohm Lautsprechern könnte es aber ab ca. 100 W / Kanal an den großen Endstufenkühlkörpern schon zu warm werden. In dem Fall würden die Klixone an den Endtransistoren eingreifen und wegen Überhitzung temporär abschalten.

Gruß
Reinhard

Wenn wir Glück haben, ist es "nur" das, worauf im Service Bulletin #141 hingewiesen wird:

Citation 12 schwingt, wenn die Masse-Anschlüsse seiner Eingänge und Masse-Anschlüsse der Lautsprecher-Ausgänge auf "Common Ground" liegen. Diese Situation kann bei normaler Heimnutzung mit angeschlossenen Lautsprechern nicht vorkommen, sondern nur im Labor-/Testbetrieb und an Lautsprecher-Umschalt-Pulten, z.B. bei Händlern im Ausstellungsraum.

Vorab Untersuchung mit Simulation hat ergeben, ...
dass die Citation 12 mit einer kapazitiven Parallel-Last von 80 nF instabil ist, wenn das LR-Glied vor dem Lautsprecherausgang defekt ist. Oder sogar ohne kapazitive Parallel-Last und mit intaktem LR-Glied schwingt, wenn der B-C Kondensator (150 pF) am Vortreiber defekt ist (z.B. nur noch 7 pF oder weniger hat). Beide haben bei diesem Verstärker besonders starken Einfluss auf die Phasenmarge bei Einheits-Schleifenverstärkung und die Verstärkungsmarge bei 180° Phasendrehung.

Dass die Diode CR2 am Endstufentransistor Q2 keine Überbrückung durch 1 nF spendiert bekommen hat, anders als bei CR1, ist ebenfalls der dann etwas besseren Phasenmarge geschuldet.




Ist alles ok, ist's stabil. Das einzige, was man sieht ist der NF-Sinus - aber kein Schwingen.


Ich werde auch den Zustand der Steckverbindungen (3/6 und 23/26) der Doppeldiode (Vf = 1,2 - 1,3 V) mit deren Parallelkondensator (10 nF an der Unterseite der Multi-Steckerleiste) prüfen. Andernfalls kann die Ruhestromeinstellung instabil sein. Bei Kontaktunterbrechung an der Doppeldioden-Steckverbindung würde der Ruhestrom in die Höhe schiessen. Ich vermute allerdings, dass Michael, so gründlich, wie er immer ist, da schon nachgeschaut hat.

hfe_harman_kardon_citation_11_12_service_bull_141_en.pdf

Gruß
Reinhard

oldiefan schrieb:

Verlustleistung an jedem der Treibertransistoren bis 0,7 W.

Dann dürfte es locker auch ohne Kühlstern gehen. Etwas Zweifel habe ich noch. Wenn die Stromverstärkung der Endtransistoren eher am unteren Ende der Verteilung liegt, dürfte die Verlustleistung der Treiber steigen.

VG, Christian

Hallo Christian,

war ja als Bestätigung Deiner Annahme gemeint: "nicht mehr als 2-3 Watt Verlustleistung der Treiber".

Wobei ich eher bei nur 1,5 Watt rauskomme, wenn ich zur Sicherheit noch einen Puffer gleicher Größe einrechne.


Gruß
Reinhard

Hallo Reinhard,

alles bestens. Ich bin sowieso gespannt, was der Praxistest bei dir noch so zeigt.

Viele Grüße,
Christian

Michaels Citation 12 Endstufe ist jetzt bei mir, um die verbliebene Auffälligkeit - Verdacht auf Schwingen - zu bestätigen oder auszuschliessen und ggf. zu beseitigen.

In der ersten Prüfung verhielt sich der linke Kanal auf den ersten Blick unauffällig. Ich konnte ihm 45 W an 8 Ohm Last (19 Veff) entlocken und der Klirrfaktor blieb dabei bei 1 kHz erfreulich niedrig (ca. 0,03 % THD). Bei 20 kHz betrug THD bei 45 W allerdings 0,1 %, er steigt also oberhalb ca. 5 kHz deutlich an. Aber noch unauffällig, da immer noch innerhalb der Grenzen in der Technische Spezifikation.

Bei kleiner Ausgangsleistung, z.B. <1 W an 8 Ohm war THD bei 1 kHz allerdings ca. 0,5 %, das ist mehr als eigentlich "erlaubt".
Es war auffällig, dass bei ca. Mittelstellung des Ruhestrompotis der Spannungsabfall über dem 0,27 Ohm Endtransistor-Emitterwiderstand nur 0,8 mV DC betrug. Auf den lt. Schaltplan einzustellenden Wert 8-13 mV kam ich erst nahe am Anschlag des Potis. Allerdings konnte ich selbst bei kleiner Ausgangsspannung bzw. Leistung kaum Abhängigkeit des Klirrs von der Poti-Einstellung erkennen. Ausserdem bleib der Endtransistor Kühlkörper selbst bei 45 W/8 Ohm Ausgangsleistung noch ungewohnt "kalt". Ich habe die Poti-Einstellung dieses Kanals auf ca. Mitte (so hatte Michael eingestellt) erst mal so belassen, weil ich keine "bessere" (nach Messwerten) erkennen konnte.

Kein Schwingen der linken Endstufe, Frequenzgang ok, d.h. leichter Pegel-Abfall bei > 70 kHz.

Erstbefund Kanal Links:
Ruhestromeinstellung auffällig bzw. funktioniert nicht richtig (?)
Großer Kühlkörper bleibt auch bei gehobener Ausgangsleistung auffällig kalt.
THD bei kleiner Ausgangsleistung ist erheblich erhöht
Frequenzgang und Ausgangsleistung ok, kein Schwingen


Die entsprechende Überprüfung des rechten Kanals gab völlig andere Ergebnisse.
An 45 W an 8 Ohm war nicht zu denken. Die Ausgangsleistung brach ein und ein Bauteil (vermutlich war es der 10 W Widerstand R733 des LR-Glieds, so schnell konnte ich das nicht lokalisieren, sofortiges Abschalten hatte Vorrang) begann zu rauchen und zu stinken.

Bei kleiner Ausgangsleistung (ca. 1-5 W an 8 Ohm) hoher Klirrfaktor im einstelligen Prozentbereich, dabei instabil. Soll heissen: Wenn der Verstärker zunächst ausgeschaltet ist (schaltbare Netz-Steckdose) und bei kleinem 1 kHz Eingangssignal (Ausgangsleistung < 1 W / 8 Ohm) eingeschaltet wird, ist das Ausgangssignal stabil, einschliesslich des Oberwellenspektrums. Wird dann der Pegel des Eingangssignals erhöht, tritt bei > 1 W/8 Ohm Ausgangsleistung schlagartig ein starkes Schwanken des Oberwellenspektrums auf, das auch bei Verringerung des Eingangspegels nicht mehr verschwindet. Erst nach Aus- und Wiedereinschalten des Verstärkers bei kleinem Pegel ist die Endstufe wieder stabil, jedenfalls, so lange man den Eingangspegel nicht wieder erhöht.

Das Verhalten lässt an Schwingen denken, das Michael schon befürchtet hatte. Und das wird mit dem Oszilloskop bestätigt:
Man sieht sehr schön die Schwingungsraupe auf dem Sinus. Ist auch schon bei kleiner Ausgangsleistung vorhanden.



Hineingezoomt lässt sich die Schwingungsfrequenz bestimmen, hier sind es 6,5 MHz.




Die Einstellung des Ruhestrompotis war dabei übrigens wieder auf ca. Mittelstellung (Spannungsabfall 0,8 mV DC über dem 0,27 Ohm Emitterwiderstand R731, Messpunkte TP3/TP4). Bei Einstellung auf 10 mV verbesserte sich der THD bei kleinem Pegel etwas, konnte aber das Schwingen nicht beeinflussen.

Ein Versuch, durch Ersatz/Vergrösserung der in der Simulation sehr wirksamen B-C Kapazität am Vortreiber Q703 (C709 150 pF) auf 220 pF das Schwingen zum Verstummen zu bringen, war nicht erfolgreich. Es setzt damit lediglich erst bei etwas höherem Pegel ein. Versuchsweise Erhöhung auf 1 nF führte zu starker Verzerrung.

Da auch das LR-Glied (L701 // R733) wesentlich für die Unterdrückung der Schwingneigung ist, habe ich auf Verdacht den Widerstand (10 Ohm, 1 W) ersetzt und die Spule überprüft. Keine Änderung.

Versuchsweiser Austausch der MJ15003 Endtransistoren durch andere Exemplare, gleicher Typ, gab ebenfalls keine wesentliche Veränderung, was das Schwingen betrifft.

Letztlich schien es aber so, dass die Kontaktqualität an der Steckerleiste der Treiberkarte Einfluss hatte. Nachbiegen der Kontaktzungen und wiederholtes Stecken zeigte deutlichen Einfluss auf das Klirrspektrum und die Stärke der Klirrprodukte. Besonders kritisch schienen die Steck-Kontakte 3 und 6, in deren Stromweg die Doppeldiode CR5 und C7 (10 nF) liegen. Die Ansteuerung des Ruhestromtransistor Q707 ist davon wesentlich beeinflusst. Dort liegt für mich deshalb jetzt die "heisse Spur".

Tatsächlich hat sich schliesslich durch mehrfaches Stecken und Ziehen der Treiberkarte, Nachlöten von Steckhülsen an der Karte eine abrupte Änderung ergeben:
Die Schwingung ist nun vollständig verschwunden! Und der THD ist endlich damit auch im "erwarteten Bereich".
Aber die Ruhestromeinstellung reagiert jetzt "zickig". Es gibt ein ausgesprochen tiefes und scharfes THD-Minimum (THD 0,01 %) an einem bestimmten Punkt der Potieinstellung. Die Stellung dafür ist etwa dort, wo ich vorher einen Spannungsabfall von ca. 10 mV über dem Emitterwiderand (TP3/TP4) gemessen hatte, jetzt messe ich für die gleiche Potiposition aber ca. 75 mV. Irgendetwas hat sich also im Bereich der Ruhestromeinstellung oder Ruhestromtransistor Q707 drastisch verändert.

Ich kann jetzt am rechten Kanal bei 45 W / 8 Ohm ein stabiles, sehr klirrarmes Ausgangssignal (ca. 0,01 %, das ist um Faktor 3 x besser als beim linken Kanal) über den gesamten Audiobereich 5 Hz - > 30 kHz messen, was anfangs unmöglich war. Allerdings auch hier der gleiche Anstieg bis auf 0,1 % THD von ca. 5 kHz bis 20 kHz, wie beim linken Kanal.

Allerdings ist im rechten Kanal die Bandbreite noch nicht in Ordnung. Der Pegel fällt ab ca. 50 kHz schon ab, beim linken Kanal passiert das erst bei ca. > 70 kHz und weniger steil. Es ist also noch was im Argen, was die Bandbreite des rechten Kanals beeinträchtigt.

Bezüglich des Bandbreitenfehlers will ich noch C701 (68 pF) prüfen, ggf. ersetzen. Ich möchte auch auf die von Michael verwendeten MJE15003/15004 zurückbauen, die Kontakte der Steckleiste nochmal sorgfältig säubern, ggf. die Doppeldiode CR5 versuchsweise durch zwei 1N4149 in Serie ersetzen,...dann sehe ich, wie weit ich damit komme.

Letzter Stand Kanal Rechts:
Ruhestromeinstellung auffällig bzw. funktioniert nicht richtig, scharfes THD-Minimum bei ca. 75 mV über R731.
Großer Kühlkörper bleibt auch bei gehobener Ausgangsleistung (45 W / 8 Ohm) auffällig kühl
THD ist sehr gut.
Amplituden-Frequenzgang fällt verfrüht schon ab 50 kHz ab; Ausgangsleistung ok, kein Schwingen
Kontaktprobleme an der Steckleiste?

Ich berichte weiter.

Gruß
Reinhard

Übernahmeverzerrungen?

Das wäre jetzt mein Gedanke, würde Klirr und Schwingen erklären.
Klirr dürfte klar sein.
Fehlt da was im Sinus bei Übernahmeverzerrungen, kommen Oberwellen.
Schwingen wird manchem Leser nicht sofort ersichtlich sein.
Der Verstärker ist gegengekoppelt.
Entspricht das Ausgangssignal nicht dem Eingangssignal, wird nachgeregelt.
Ist wegen Fehler das nötige Nachregeln unnatürlich groß, steigt auch die Wahrscheinlichkeit des Schwingens.

Die heiße Spur dürfte ein Kontaktproblem sein, wie von Reinhard schon entdeckt.
Auch möglich, daß ein Transistor (zusätzlich) halbtot ist, gibt Schweinereien bei der Regelung.
Da würde ich jetzt messtechnisch mit dem Oszilloguck ansetzen, allein schon aus Neugier.
Interessanterweise sind ja die HF-Raupen ab einer bestimmten Spannung und nur oben.
Da müsste man was von Differenzverstärker Eingang bis Treiber sehen können.
Ich erwarte da mindestens eine merkliche Asymmetrie bei bestehendem Fehler.
Das dann für verschiedene Eingangsamplituden von geringe Zimmerlautstärke bis Leistung untersuchen.

Andreas

Kanal rechts:

Was hat das plötzliche Verschwinden des Schwingens bei gleichzeitigem plötzlichen Ruhestromanstieg verursacht?
Defekter Ruhestromtransistor Q707 ? Werde ich vorsichtshalber durch den Vergleichstyp 2SC2240 ersetzen.


Gruß
Reinhard