Class-D-Amp ist fertig :-)

[Serious33 0]

Hallo Leute,

 

endlich ist es soweit, mein neuer Digitalverstärker ist fertig! Hat ja auch lange genug gedauert bis ich endlich dazugekommen bin, bei diesem Projekt die letzten Schrauben anzuziehen.

Der Class-D-Amp besteht aus folgenden Baugruppen:

- PCP stammt vom Hubert Reith

- Bauteile stammen von überall und nirgends

- Trafo von Schuro

- Netzfilter von Schaffner

- Gehäuse von Monacor

- Buchsen und LS-Klemmen, Kabelschuhe etc. von WBT

- Geschirmtes Netzkabel mit Gummistecker

- LS Kabel von Kimber (4TC)

- Einschaltstrombegrenzung ist ein Eigenbau von mir (sieht man ja auch :-))

 

Die ersten Töne hat der Amp schon vor ein paar Monaten von sich gegeben, allerdings damals noch als Probeaufbau auf einem Holzbrett. Es war insgesamt eine recht lange Geschichte mit teilweise ziemlichen Überraschungen :-) Unter anderem sollte man nicht an jeder Stelle einer elektronischen Schaltung immer die besten und hochwertigsten Bauteile einsetzen, wie ich hier erfahren musste :-)

Zur Klangperformance:

Habe ja vorher so gut wie nie einen Class-D-Amp gehört, in den typischen HiFi-Läden hat so ein Teil ja ziemlichen Seltenheitswert.

Klanglich ist das Teil vielleicht etwas gewöhnungsbedürftig. So klar, detailreich und souverän klingt selten ein Verstäker, das überrascht am Anfang, nicht nur mich, sondern auch alle die das Teil bishehr höhren durften. Nach intensiven und längeren Hören kommen plötzlich Details zu Gehör, die vorher so nicht wahrgenommen wurden. Vom tiefsten Bass bis zu den obersten Höhen. Dieser Amp ist echt was besonderes, da kann man von subtilen Leisehöhren bis zum ohrenbetäubenden Krach alles machen. Auf der Pink-Floyd-CD "The Wall" ist der Helikopter in meinem Zimmer gelandet, echt beängstigend :-) Die Stimmenwidergabe dieses Teils ist wirklich was besonderes.

Wobei die klangliche Performance recht gut variiert werden kann durch den eingangsseitig verwendeten Operationsverstärker. Ich habe hier in den letzten Tagen mit diversen Teilen experimentiert und bin schlussendlich beim OPA627 hängengeblieben. Die Testreihe durchliefen OPA 604, NE5532, AD797 und AD825. So richtig schlecht klingt keiner der verwendeten OP´s, was Reinheit und Klarheit des Klangbildes anbelangt, bin ich dann beim OPA627 gelandet, möglich dass der eine oder andere OP bei anderer Musik vielleicht eine Nuance besser klingt, aber da kann man ja schließlich dran drehen :-)

Anbei habe ich noch ein paar Foto beigefügt, direkt aus meinem Hörraum.

 

Klangvolle Grüße,

 

Walter

 

[h_reith 3]

Hi Walter,

 

Glückwunsch - sieht prima aus. Schein wunderbar zu deinem Pre zu passen.

 

Noch 2 kleine Fragen:

- kannst du hier auch den Plan deiner Einschaltstrombegrenzung veröffentlichen? Sowas wird immer wieder nachgefragt.

- was macht der Schalter? Wo ist er wie angeschlossen.

 

Danke

Hubert

[RiderOTS 0]

Hallo Walter,

 

Kompliment, sieht gut aus Deine Lösung. Offenbar auch vom Klang her.

Du hast konsequent als Selbstbauer die Bauteile selber zusammengestellt. Frage: Welchen Schuro-Trafo und in welcher Dimensionierung hast Du verbaut? Je nach Spannungswahl beim Trafo läßt sich der Digital AMP ja leistungsmäßig einstellen. Welche Überlegungen hast Du Dir hier gemacht?

Wenn Du so die verschiedenen Operationsverstärker klanglich vergleichst aus der Sicht von heute, wie haben sich die von Dir getesteten Op Amps unterschieden?

 

Grüße

 

Rüdiger

[Serious33 0]

Hallo Leute,

 

Das Zusammenstellen der Bauteile erwies sich im Nachhinein betrachtet, d.h. wenn man weiss, wo es die Teile gibt, relativ leicht. Die meisten Bauteile stammen von www.reichelt.de wobei anzumerken bleibt, dass da eine Bestellung von Österreich aus, mit einem Mindestbestellwert von €100.-- festgesetzt ist. Mein Einkauf machte exakt 104,20 € aus :-) (rein zufällig, ohne dass ich von dem wusste...)

Was den Trafo anbelangt, das ist ein ganz normaler Trafo von Schuro, mit Schirmwicklung, vergossen im Kunsstoffbecher, lt. Schuro der Beste den sie liefern können. Die Daten sind 2*42VAC/600VA also ganz passend zum Amp. Der Digitalverstärker müsste demnach mindestens 250W pro Kanal liefern, was ich ihm auch gerne glaube, wenn man bei höherem Pegel Musik zum fühlbaren Erlebnis wird :-)

Anmerkung: Meine Röhrenendstufe (auf dem vierten Foto im Hintergrund auf dem kleinen Tischen rechts vom Fernseher) kann da bei höheren Pegeln in Anbetracht der 2*12W im Triodenbetrieb nicht mithalten, bei normaler Lautstärke hingegen schon :-)

 

Die Einschaltstrombegrenzung ist absolut notwendig, wie ich herausgefunden habe. Die überbrückt nach ca. 3 Sekunden vier parallel geschaltete 180 Ohm/10W Widerstände per drei parallel geschalteten Relais. Eines hätte es eigentlich auch getan, aber da schon mehrere hier bei mir herumlagen.... :-) Die Schaltung stammt übrigens aus einem alten Elektor-Handbuch (vom dieser Ulti-Amp Beschreibung), ist recht einfach aufgebaut: Seriell zur Netzspannung ein 220Ohm-Widerstand, dann ein Folienkondensator von 470nF/650V, parallel zu diesem Kondensator ein 1MOhm-Widerstand und weiter auf eine Gleichrichterbrücke aus 4 Stück 1N4007 und zum anderen Netzkontakt. Auf der gleichgerichteten Seite befindet sich ein dicker Elko von 2200uF der beim Einschalten dann langsam auf 24V aufgeladen wird, 24V deswegen, weil parallel zum Elko eine Z-Diode eingebaut ist. Diese Spannung schaltet dann ein 24V-Relais welches wiederum 230VAC schaltet, mit dessen Spannung dann die Relais für die Überbrückung der Einschaltstrombegrenzungswiderstände geschieht. Wie man sieht, alles ganz einfach :-)

 

Was die OPś anbelangt: Da habe ich einfach aus dem Bauch heraus entschieden. Es ist gar nicht so leicht, wenn man keinen direkten AB-Vergleich hat, zu entscheiden, welcher OP hier wirklich besser ist. Immerhin heissts da Verstärker ausschalten, Verkabelung abklemmen, zum Arbeitstisch schleppen, zwei gesockelte OPś herausnehmen (liegen z.T. unterm Kühlkörper....), einen anderen OP einfädeln und in den Sockel drücken, dann den Amp wieder zur Anlage schleppen, anstöpseln und das gleiche Stück von CD wieder abhören... und da soll man sich noch gemerkt haben, wie der OP vorher klang. Ich bin einfach vom Gänsehautefffekt ausgegangen und auf Grund der Haarhöhe am Unteram habe ich dann den richtigen ausgesucht *hehe* Wobei das sicher unter "Geschmackssache" einzuordnen bleibt.....

 

Grüsse,

 

Walter

 

Nachtrag:

 

Der Netzschalter ist ein typischer Eingangswahl-Drehschalter mit einer Stellung (lässt sich ja konfigurieren bei dem Schaltertyp) und schaltet nur die 230V-Wechselspannung auf den Gleichrichterzweig von der Einschaltstrombegrenzung, somit ein paar mA, also keine Leistung und funktioniert so einwandfrei und man hat sogar ein recht gutes Schaltgefühl dabei und hört ein zufriedenes "KLACK" wenn die Relais anziehen :-)

 

 

[h_reith 3]

"Der Digitalverstärker müsste demnach mindestens 250W pro Kanal liefern, was ich ihm auch gerne glaube, wenn man bei höherem Pegel Musik zum fühlbaren Erlebnis wird"

 

Im stereoplay-Labor wurden mit einem 2x40V/500VA-Trafo am Proto-Typen 2x157W/8Ohm und 2x258W/4Ohm gemessen.

 

 

[Chrisi 47]

Hi Walter,

 

von mir auch herzlichen Glückwunsch!

 

Am besten Du stellst Deine Fotos auch gleich in die Foto-Galerie ein.

 

Ciao

Webbi

[RiderOTS 0]

Hallo Walter,

 

der Hinweis von Dir einen Netzfilter einzubauen ist bestimmt sinnvoll, wenn man den digitalen Frequenzmüll raushalten möchte. Für welchen Schaffner-Netzfilter hast Du Dich entschieden und warum?

 

Grüße

 

Rüdiger

[Serious33 0]

Hallo Rüdiger,

 

das von mir verwendete Netzfilter ist vom Typ "Schaffner FN 612-20/6" und ist für einen Nennstrom von 20A ausgelegt, also reichlich überdimensioniert.

Das Filter an sich ist eine Standard-Schaltung mit Parallelwiderstand 1MOhm am Eingang, dazu ein X2-Kondensator von 0,1uF, dann gehts weiter zu einer stromkompensierten Drossel von 2*0,48mH und geräteseitig nochmals ein X1-Kondensator von 0,1uF, dazu zwei Y2-Kondensatoren auf Masse zu je 2,2nF. Welche Filterwirkung dieses Teil nun schafft, weiss ich nicht, habe nämlich keine EMV-Messungen durchgeführt. Irgendwelche digitale Störartefakte im Klang oder in der Funktionsweise der angeschlossenenen Geräte (TV und co.)konnte ich keine feststellen. Vielmehr erfreue ich mich am elegangen und klaren Klang meiner Anlage :-)

Ich habe das Filter aus dem einfachen Grund eingesetzt, nämlich dem, da es bei mir in der Bastelkiste rumlag :-) Allerdings verwenden wir in der Firma genau diese Filter für die CE-konforme Ausführung unserer Steuerschränke im industriellen Einsatz.

 

 

LG Walter

 

[RiderOTS 0]

Hallo Walter,

 

Danke für die Infos. Der Nutzen von Netzfiltern hängt direkt vom elektrischen Störpotential vor Ort ab. Werde testhalber mal zum Schluß der Abstimmarbeiten auch mit Netzfiltern arbeiten.

 

Grüße

 

Rüdiger

[h_reith 3]

Hi Walter,

 

Ich muss hier mal meinen Senf zum Thema Netzfilter draufstreichen.

Ein grosses Problem bei HiFi-Anwendungen ist die Masse und deren Verbindung innerhalb und zwischen den Geräten sowie die Probleme rund um "common mode EMI" (Störungen auf dem PE).

 

In allen mir bisher untergekommen Fällen war es von Vorteil, möglichst KEINE Verbindung zum PE zu haben - schon gar nicht an mehreren Stellen. Von daher wäre es warscheinlich günstiger, einen Netzfilter ohne Y-Kondensatoren zu verwenden. Sowas gibt es aber kaum. Ich empfehle dir darum, das Gerät mal ohne den Filter zu testen, eventuell einen ohne Y-Kondensatoren zu suchen und zu testen.

 

[soundcontrol 0]

Hallo Walter,

 

sehr schön, auch das Gehäuse. Wo hast du denn den Knopf her?

 

@ Hubert: Hallo, der Amp wär doch, weil er so schön klein ist und wenig Wärme etc., auch sicher gut für einen sub geeignet? Hast Du eventuell vor, mal eine Monoplatine aufzulegen? Oder "selbst ist der Mann"? :-)

 

Grüsse

[h_reith 3]

Hallo Holger,

 

habe auch schon mal an eine Mono-Version gedacht. Wenn man aber den Aufwand für die Buchsen, Trafo, Netzteil ... rechnet, dann ist eine Stereo-Version viel preiswerter als 2xMono.

Ansonsten gibt es schon so viele Anbieter von Sub-Amps. Die haben ein Vertriebsnetz und deutlich höhere Stückzahlen. Bei den Preisen werde ich kaum mithalten können.

Welche Monoplatine würdest du dir wünschen? Mit oder ohne Netzteil?

[lenz 0]

Hi

 

>@ Hubert: Hallo, der Amp wär doch, weil er so schön klein ist und wenig Wärme etc., auch sicher gut für einen sub geeignet? Hast Du eventuell vor, mal eine Monoplatine aufzulegen?

 

Warum nicht etwas mit der Spannung runter und als Brücke geschaltet?

Subs brauchen doch meist Power ohne Ende.

Oder geht das in diesem Fall nicht?

[Serious33 0]

Hallo Soundcontrol,

 

der Drehknopf an der Frontplatte besteht aus massivem Aluminium, stammt ursprünglich von der HiFi-Werkstatt Hoerwege und ist nachträglich von mir an der Drechselmaschine mittels feinem Schleifpapier (bis zur 1000er-Körnung) und anschließender Politur mit Besteck-Polierpaste auf hochglanz poliert worden. Der Glanz kommt auf dem Foto so gar nicht zur geltung. Man kann sich sehr gut darin spiegeln:-) Ausserdem ist der Knopf reltaiv unempfindlich gegen Fingerabdrücke etc. da die verwendete Polierpaste einen Oberflächenschutz mitbringt.

Das Gehäuse selber gefällt mir persönlich nicht so gut, da, erstens die Gehäusequalität typisch für ein Monacor-Gehäuse ist. Die Bleche sind doch reichlich dünn, aber zumindest aus Stahl. Der Boden und der Deckel sind mittels Aluminium-U-Profilen an Front und Hinterseite verstärkt. Diese Profile sind mit Edelstahl-Schrauben mit Senkkopf (M3*10) befestigt.

 

LG Walter

 

Ach ja, nochwas; Die Geäuse stehen auf ca. 2cm hohen Gummifüßen, welche u.a. Intertechnik für schwere Lautsprecher verkauft. Diese Gummifüße sind aus Gummi mit Metalleinlage, haben ein Loch in der Mitte und lassen sich mit Inbus-Sechskantschrauben (M5*25) und Beilagescheibe sehr gut am Gehäuse befestigen und halten super, die Tragfähigkeit dieser Füße beträgt immerhin 200kg. :-)

#

[h_reith 3]

@Hans:

Die Verluste in einer getakteten Endstufe werden bei höheren Leistungen vor allem durch die I2R-Verluste bestimmt, sind also fast ausschliesslich vom Ausgangsstrom abhängig (nicht von der Versorgungsspannung)!!

 

Im Moment ist die Schaltung so ausgelegt, dass bei etwa 24-30A die Schutzschaltung kommt. Bei einem 4-Ohm Bass müsste man also eine Spannung von über 100V anlegen, damit ein solcher Strom zustandekommt.

Das würde dann etwa einer Leistung von 1250W entsprechen.

Wird die Endstufe mit einem Trafo von 2x40V versorgt, so stellt sich etwa eine Versorgungsspannung von +-55V ein. Damit könnte man dann im Prinzip diese 1.25kW liefern.

 

Solange man diese Leistung nur für kurze Impulse benötigt, sehe ich da keine Probleme. Als Dauerleistung müsste man über eine Kühlung für die Netzdioden nachdenken. Ich kann mir aber kaum eine HiFi-Anwendung vorstellen, wo man diese Leistung wirklich als Dauerleistung ertragen könnte.

 

Im Brückenbetrieb müsste jedoch der Ausgangsfilter etwas anders ausgelegt werden. Ansonsten könnte man dann auch andere FETs verwenden, die bei höheren Leistungen geringere Verluste haben. Auf einen sauberen Hochtonbereich kommt es ja bei einem Subbass nicht an.

 

 

 

 

[soundcontrol 0]

Hallo,

 

Bei den Preisen für komplette Sub-Amps kann man wohl schwer mithalten, dass ist richtig. Und Stereo ist natürlich günstiger als 2 x Mono, aber das wäre beim sub ja nicht das Problem, man braucht ja nur 1 x Mono.

Für mich persönlich wäre es schön es gäbe eine Monoplatine ohne Netzteil, weil ich "zufällig" Trafos und Kondensatoren rumliegen hätte.. Das wäre auch vielleicht eine flexible Sache für "Aktivierer". Ob sich der Aufwand dann für Dich auch lohnen würde ist eine andere Frage ;-)

Vermutlich wäre der Amp ja auch fast zu schade nur für einen sub..

 

Grüsse

 

[soundcontrol 0]

Hallo nochmal,

 

ich werde mir wohl auch in der nächsten Zeit so nach und nach Deinen Amp aufbauen. Jetzt habe ich erstmal eine Frage vorneweg: ich habe hier noch 300VA Trafos mit 2x45V, liegen die noch im dunkelgrünen Bereich oder ist die Obergrenze tatsächlich 42V? Und wenn ich einfach 1 Platine bestelle, welche Version bekomme ich denn dann, da sind doch zwei auf der hp?

 

Beste Grüsse

[h_reith 3]

Hallo Holger,

 

Version:

Natürlich die Aktuelle !

Die Hinweise und Beschreibungen zur Version 0 sind eigentlich nur auf der Website, damit man die Entwicklung mit nachvollziehen kann. Ich denke, gerade bei einem solchen Projekt kann es interressant sein, wenn man nicht nur das Ziel, sondern auch ein Teil des Weges sehen kann. Auf Lager habe ich im Moment schon die Version 2. Gegenüber der auf der Website beschriebenen Version 1 gibt es da nur minimale Änderungen bezüglich der Unterdrückung von Ein-/Ausschaltstörungen. Auch kann man die Schaltung jetzt über einen kleinen Schalter in den Standby schalten. Damit bleiben die Elkos unter Spannung, was von einigen als klanglich bessere Lösung empfunden wird.

 

42 oder 45V~:

Die Obergrenze ergibt sich aus der maximalen Spannung an den Elkos und den DC/DC-Wandlern. 45V~ ergibt etwa eine Gleichspannung von etwa +-64V. Die Elkos haben aber nur eine Spannungsfestigkeit von 63V. Da ist dann keine Luft mehr für etwas Überspannung am Netz. In der Praxis wird das warscheinlich dennoch gehen - aber garanieren wird das keiner.

 

[soundcontrol 0]

Also neuer Trafo oder Elkos für 100V.. sieht verdächtig nach neuem Trafo aus. Ganz so viel Leistung brauche ich auch gar nicht, nicht mal meine 2x35 Watt-Röhre habe ich bisher mal an die Grenze gebracht, also mal schaun was es wird. Aber ich habs auch nicht so eilig, werd noch ein paar mal drüber schlafen :-)

 

Grüsse

[Serious33 0]

Hallo Holger,

 

also wenn du bisher eine Röhre gehört hast, ich kann dir aus eigener Erfahrung bestägigen, du wirst viele Tugenden der Röhre im Klang des Digitalverstärkers wiederfinden. Natürlich nicht beim ersten Reinhören, aber wenn das Teil mal eingespielt ist (das Teil und auch deine Ohren) wirst begeistert sein :-)

Mir gefällt der Class-D Amp jedenfalls von Tag zu Tag besser!

Ich betreibe den Amp an einem 600VA-Trafo mit 42VAC. Die Leistung liegt jenseits von Gut und Böse, von einem Ausschöpfen der Leistungsreserven kann eigentlich keine Rede sein. Als Vorverstärker arbeitet so ein Teil mit PGA2310 als elektronisches Poti und macht sich eigentlich sehr gut in meiner Kette :-)

 

 

mfG Walter

 

[Serious33 0]

Hallo Webbi,

 

Foto hochladen geht nicht?!?

Diese Meldung (z.B.) kommt immer als Antwort beim Hochladeversuch:

 

Unable to move file /home/htdocs/web2/phptmp/phpyN2Yr9 /home/htdocs/web2/html/galerie/uploads/2886/Hoerraum.jpg

 

LG Walter

 

[andY.fRa 0]

Was du da schreibst klingt richtig nett

Wo hast du da den Schaltplan und so her? Und was hat dich das ganze so gekostet?

 

Gruß

Andy

[Pepino 0]

Hallo Andy,

 

guckst du hier:

 

http://hifiakademie.de/

 

Gruß, Josef

 

[ETZ250 0]

Hallo,

 

habe gerade ein wenig über diese Endstufe gelesen. Nun zu meiner Frge, wie kompliziert ist die Bestückung und Inbetriebnahme der Endstufe? Auf der Hompage stand ja man benötigt ein Oszi?

 

Gruß,

 

Chris

[Serious33 0]

Hallo Chris,

 

wenn man die Bauteile mit Bedacht einlötet, sich an die Vorgaben von Hubert´s Homepage hält, einen brauchbaren Lötkolben schwingt und alles genau kontrolliert, was man da so einlötet, reicht m.E. auch ein einfaches Multimeter völlig aus, um die wichtigsten Spannungen zu messen.

Der Test, ob das ganze dann auch einen Ton von sich gibt, ist am einfachsten mit einem alten nicht mehr gebrauchten Lautsprecher durchzuführen und dabei einfach den Vorverstärker schön langsam aufdrehen und horchen, schauen und riechen (!) was so passiert ;-)

 

LG Walter