Verstärker – Kemoauc's Blog

Sanyo Hybridverstärker – 2. Teil

Es gibt noch einen zweiten Teil zum Hybridverstärker-Projekt vom Januar 2019.

70W sind für einen Subwoofer in der heutigen Zeit etwas dürftig. Daher habe ich eine Platine für die Module der STK4xxx Familie entworfen.

Der STK4046XI liefert 120W an 8Ω und ist damit die ideale Ergänzung zum STK086G.

Für den Aufbau der Leiterplatte gilt das im Teil 1 gesagte.

Den Schaltplan entspr. dem Datenblatt gibts hier:

Schaltplan des STK4046XI Verstärkermoduls

Die STK40xx Familie umfasst zahlreiche pinkompatible Module. Mit Ausgangsleistungen von 6W bis 150W an 8Ω und einer Bandbreite von 10Hz bis 50kHz sind die Module für hochwertige Verstärker geeignet. Folgende Tabelle listet die Familienmitglieder auf:

Typ	Ausgangs- leistung	Betriebs- spannung	Klirr- faktor	Spannungsfestigkeit von C1 – C13
STK4018II	6W	±17V	0,2%	25V
STK4020II	10W	±17V	0,2%	25V
STK4022II	15W	±20V	0,2%	35V
STK4024	15W	±23V	0,2%	35V
STK4024II	15W	±23V	0,2%	35V
STK4024V	15W	±24V	0,08%	35V
STK4026	25W	±26V	0,3%	35V
STK4026II	25W	±26V	0,2%	35V
STK4026V	25W	±26V	0,08%	35V
STK4026X	25W	±26V	0,008%	35V
STK4028	30W	±27V	0,3%	50V
STK4028II	30W	±27V	0,2%	50V
STK4028V	30W	±27V	0,08%	50V
STK4028X	30W	±27V	0,008%	50V
STK4030II	35W	±30V	0,2%	50V
STK4030V	35W	±30V	0,08%	50V
STK4030X	35W	±32V	0,008%	50V
STK4032II	40W	±32V	0,2%	50V
STK4032V	40W	±32V	0,08%	50V
STK4032X	40W	±33V	0,008%	50V
STK4034II	45W	±33V	0,2%	50V
STK4034V	45W	±33V	0,08%	50V
STK4034X	45W	±35V	0,008%	50V
STK4036II	45W	±33V	0,2%	50V
STK4036V	45W	±33V	0,08%	50V
STK4036X	45W	±36V	0,008%	50V
STK4036XI	45W	±37V	0,002%	50V
STK4038II	60W	±38V	0,2%	63V
STK4038V	60W	±38V	0,08%	63V
STK4038X	60W	±39V	0,008%	63V
STK4038XI	60W	±40V	0,002%	63V
STK4040II	70W	±42V	0,2%	63V
STK4040V	70W	±42V	0,08%	63V
STK4040X	70W	±42V	0,008%	63V
STK4040XI	70W	±42V	0,002%	63V
STK4042II	80W	±45V	0,2%	63V
STK4042V	80W	±45V	0,08%	63V
STK4042X	80W	±46V	0,008%	63V
STK4042XI	80W	±46V	0,002%	63V
STK4044II	100W	±51V	0,2%	80V
STK4044V	100W	±51V	0,08%	80V
STK4044X	100W	±51V	0,008%	80V
STK4044XI	100W	±51V	0,002%	80V
STK4046II	120W	±55V	0,2%	80V
STK4046V	120W	±55V	0,08%	80V
STK4046X	120W	±55V	0,008%	80V
STK4046XI	120W	±55V	0,002%	80V
STK4048II	150W	±60V	0,2%	100V
STK4048V	150W	±60V	0,08%	100V
STK4048X	150W	±60V	0,008%	100V
STK4048XI	150W	±60V	0,002%	100V

Gemessen an der Leistungsfähigkeit der Hybrid-Module ist die Stückliste recht kurz.

Anzahl	Bezeichner	Kommentar
3	C1, C5, C7	100pF
1	C2	4,7µF
1	C3	470pF
1	C4	100nF
1	C6	1nF
1	C8	100µF
2	C9, C12	220µF
3	C10, C11, C13	10µF
1	IC1	STK40xx
1	L1	3µH
2	R1, R3	1kΩ
4	R2, R5, R6, R8	0,22Ω, 3W
2	R4, R9	4,7Ω, 3W
2	R7, R11	56kΩ
1	R10	560Ω
2	R12, R13	100Ω, 1W
1	R14	10kΩ

Das ZIP-Archiv enthält alle Daten zur Platine.

Fehlt noch ein geeignetes Netzteil: Transformator, Brückengleichrichter, 2x 10.000µF und ein Gehäuse…

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Januar 21

Audio-Verstärker mit Sanyo Hybridmodul

Verstärkermodule von Sanyo werden seit Jahrzehnten (!) in hochwertigen Audioverstärkern verwendet. Die Module sind in einem breiten Leistungsspektrum preiswert erhältlich.

Sanyo lieferte die Module der STK-0xx Serie im gleichen Pinout. Damit lässt sich eine Platine für Ausgangsleistungen von 15W bis 70W mit unterschiedlicher Bestückung verwenden.

Das Foto zeigt meinen Versuchsaufbau mit dem STK086G. Die Platine richtet sich nach dem Schaltplan von Sanyo.

Die Bestückung der Leiterplatte folgt den üblichen Regeln… zuerst die flachen Bauteile, dann die Hohen. Für die großen Widerstände R3, R6, R7 sind ein paar Millimeter Abstand zur Platine empfehlenswert.

Je nach gewähltem Verstärker-Modul variiert die Bestückung. Die folgendenden Tabellen listen die benötigten Bauteile auf.

Anzahl	Bezeichner	Kommentar
1	C1	1µF
1	C2	4,7µF
1	C3	470pF
1	C4	2pF
1	C5	180pF
1	C6	47nF
1	C7	47µF, 16V
2	C8, C13	220µF
2	C10, C12	10µF
1	IC1	STK0xx
1	R1	1kΩ
2	R2, R4	56kΩ
1	R3	4,7Ω, 1W
1	R5	2,7kΩ, für die G-Versionen: 1,2kΩ
2	R6, R7	100Ω, 1W

Die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren muß zur Betriebsspannung des Moduls passen.

Modul	Spannungsfestigkeit von C1 – C13	Ausgangs- leistung	Klirr- faktor	Betriebs- spannung
STK075	35V	15W	0,3%	±20V
STK075G	35V	15W	0,05%	±20V
STK077	35V	20W	0,3%	±22V
STK077G	35V	20W	0,05%	±22V
STK078	35V	24W	0,2%	±25V
STK078G	35V	24W	0,05%	±25V
STK080	50V	30W	0,2%	±27V
STK080G	50V	30W	0,05%	±27V
STK082	50V	35W	0,2%	±30V
STK082G	50V	35W	0,05%	±30V
STK083	50V	40W	0,2%	±32V
STK083G	50V	40W	0,05%	±32V
STK084	50V	50W	0,2%	±35V
STK084G	50V	50W	0,05%	±35V
STK085	63V	60W	0,2%	±38V
STK085G	63V	60W	0,05%	±38V
STK086	63V	70W	0,2%	±42V
STK086G	63V	70W	0,05%	±42V

Mit einer Lastimpedanz von 8Ω und einer Bandbreite von 10Hz bis 100kHz werden obige Leistungsdaten erreicht.

Die Datenblätter des Herstellers liefern weitere Daten. Die üblichen Suchmaschinen helfen weiter …

Weiterhin werden benötigt: ausreichend große Kühlkörper und ein geeignetes Netzteil.

Die kompakten Module lassen sich leicht in Aktivboxen, Surround-Anlagen oder Verstärker-Selbstbau-Projekte integrieren.

Mit dem Datensatz aus diesem Archiv können die Platinen bei einem Auftragsfertiger bestellt werden.

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Oktober 17

Trigger-Verstärker

Mit diesem Trigger-Verstärker ist die in einem anderen Beitrag beschriebene Schnüffelsonde erst vollständig. Damit können die kontaktlos erfassten Streufelder zur detailierten Untersuchung von Schaltungen genutzt werden. Fast schon unverzichtbar sind H-Feld Sonde und Triggerverstärker wenn es um EMV-Probleme in Verbindung mit Schaltnetzteilen geht. Die von Spannungswandlern erzeugten Störungen stehen fast immer mit dem Ein- oder Ausschalten eines Leistungstransistors in Verbindung. Da sich hierbei der Strom sehr schnell ändert wird auch das Magnetfed entspr. schnell auf- oder abgebaut. Ohne geeignete Entstörmassnahmen reichen die Oberwellen bis in den UKW-Bereich und machen sich bei Rundfunk- und Fernsehempfängern deutlich bemerkbar.

Die Schaltung des Triggerverstärkers habe ich aus der Application Note 118 von Linear Technology übernommen und mit einer Stromversorgung ergänzt. Damit läuft der Verstärker wahlweise mit einem 5V-Netzteil oder dem eingebauten Lithium-Akku. Die Li-Ion Zelle an X5 wird vom LTC4065EDC mit 500mA geladen. D3 zeigt den laufenden Ladevorgang an. Bei 4,2V Zellenspannung wird die Ladung automatisch beendet.

Der nachgeschaltete LT1303CS8 liefert stabile 5V aus der langsam absinkenden Akkuspannung. Die Power-LED D6 wird vom integrierten Komparator (LBI/LBO) bei unterschreiten von 2,74V abgeschaltet. Der verwendete Akku ist mit einer Tiefentlade-Schutzschaltung ausgestattet, sodass sich weitere Schutzmassnahmen erübrigen. Aufgrund der Gehäusebreite wurde eine Rundzelle im 14600-Format mit 900mAh von Digi-Buddy eingesetzt.

Das Transistor-Array CA3096 ist obsolet und nur noch als Restposten erhältlich. Als Ersatz kann der HFA3096 von Intersil eingesetzt werden. Zur Not sind auch Einzeltransistoren verwendbar. Die Typen 2N3904 und 2N3906 werden hier vorgeschlagen.

Aus Gründen der leichteren Montage wurden auf der Leiterplatte gewinkelte SMA-Buchsen vorgesehen.

Für die Verbindungen zum Oszilloskop sind BNC-Buchsen eine gute Wahl. Diese gibt es vorkonfektioniert mit 50 Ohm Koaxialkabel und SMA-Stecker.

Die Sonde wird über eine SMA-Buchse in der Frontplatte angeschlossen.

Für alle anderen Verbindungen eignet sich einadrige Litze mit 0,15mm² Querschnitt.

Das Gehäuse ist von Fischer (Vertrieb: Reichelt Elektronik). Ursprünglich war ein anderes Gehäuse vorgesehen. Dieses war jedoch kurzfristig nicht mehr lieferbar. Soviel zur Erklärung warum die großen Elkos leicht schräg eingebaut werden müssen …

Die folgenden Oszilloskop-Fotos zeigen Schnüffelsonde und Triggerverstärker im Einsatz:

Streufeld der Spannungswandler-Spule auf einer NVIDIA-Grafikkarte. Oben: Digital-Ausgang des Trigger-Verstärkers (vert: 1V/Div), unten der Analog-Ausgang (vert: 0,2V/Div), hor: 2µs/Div.

Streufeld and der Ringkernspule eines CPU-Spannungswandlers. Oben: Digital-Ausgang (vert: 2V/Div), unten: Analog-Ausgang (vert: 0,2V/Div), hor: 1µs/Div

Das fertig montierte Gerät:

Triggerverstärker mit 30cm-Zuleitung und Schnüffelsonde

Triggerverstärker mit H-Feld Stabsonde und langer Zuleitung

Ein Blick ins Innere:

Inbetriebnahme, Die Drahtrolle wurde zum Akku-Halter umfunktioniert.

Zum Schluß noch die Daten für die Leiterplatte und die Bestückung:

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