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Audio-Endstufe
www.elektor-magazine.de | September 2013 | 19
Last voll ausgesteuert wird. Die genannten Leis-
tungstransistoren erlauben, dass die Endstufe
in Klasse AB mit ausgeprägtem Klasse-A-Ver
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halten betrieben werden kann. Die Gleichstrom-
verstärkung verhält sich bei Strömen bis zu eini-
gen Ampere nahezu linear, wobei der PNP-Typ
geringfügig nachhinkt. Die Typen MG6330-R und
MG9410-R von Semelab erfüllen die Anforde
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rungen, die unser linearer Endverstärker stellt.
Die Treiber-Transistoren (T2/T3) müssen ver
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gleichbare Anforderungen erfüllen. Die Typen
MJE15032 (NPN) und MJE15033 (PNP) vertra
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gen Spannungen bis 250 V, auch hier verläuft
die Gleichstromverstärkung praktisch linear. Allen
genannten Typen sind hohe Grenzfrequenzen
eigen: Bei den MJE-Typen beträgt sie 30 MHz,
für den MG6330-R gibt der Hersteller 60 MHz an,
während die Grenzfrequenz des MG9410-R bei
35 MHz liegt. Der Ruhestrom der Endstufe wird
mit einem BD139 eingestellt.
Audio-Endverstärker
Schon bald wurde in unserer Redaktion die Frage
laut, ob der als Testsignalgeber konzipierte End
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verstärker nicht auch als Audio-Endverstärker
für den allgemeinen Einsatz nutzbar sein könnte.
Die Idee lag nahe, zumal am originalen Entwurf
nur wenige Änderungen vorgenommen werden
mussten. Die Betriebsspannung wurde auf ±56 V
herabgesetzt (Netztrafo 2 ∙ 40 V~), und einige
Bauelemente waren neu zu dimensionieren. Die
Schaltung in Bild 1 zeigt das Ergebnis. Bei der
niedrigen Betriebsspannung ±56 V ist der End
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verstärker in der Lage, höhere Leistungen mit
nur einem Paar komplementärer Endtransistoren
abzugeben (mehr als 300 W Musikleistung an 4 Ω).
Außer dem LME49811 (IC1), der mit vier Tran
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sistoren bestückten Leistungsstufe (T2...T5) und
der Ruhestromeinstellung mit nur einem Transis
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tor (T1) sind noch einige weitere Komponenten
nötig, um den Endverstärker zu komplettieren.
Die Gegenkopplung mit R4/R3 ist so dimensio
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niert, dass die Eingangsempfindlichkeit für die
maximale Aussteuerung ±55 V bei der Betriebs
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spannung ±60 V etwa 1 V
eff
beträgt. Dies ist eine
Signalspannung, die jeder moderne Vorverstärker
zur Verfügung stellt. Die Werte der Widerstände
halten die Verlustleistung an R4 bei maximaler
Aussteuerung unter 0,25 W. Um die Gleichtaktun
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terdrückung am Eingang des LME49811 zu opti-
mieren, stimmt die Dimensionierung von R1 und
R2 mit R3 und R4 überein. Mit den angegebenen
Werten liegt die Eingangsimpedanz bei 15 kΩ.
stärkern hohe Ausgangsspannungen bis 70 V
eff
messen zu können. Damals konnte das Filter
nicht umfassend getestet werden, da ein geeig
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neter Klasse-D-Verstärker fehlte. Für die Elek-
tor-Entwickler war diese Situation wenig befrie-
digend. Wir begannen, einen durchgängig diskret
aufgebauten Endverstärker zu entwickeln, der
an der hohen symmetrischen Betriebsspannung
±110 V arbeitete. Bestückt war dieser Endver
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stärker mit 23 Transistoren der Typen MJE340,
MJE350, MPSA42 und MPSA92. Für den ersten
Musteraufbau wurde sogar eine Platine entwor
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fen. Zeitweise stagnierte das Projekt, denn die
Materie war einigermaßen komplex. Allmählich
drängte sich die Frage auf, ob das Testen eines
Messfilters die viele Mühe rechtfertigte.
An den Testverstärker wurden hohe Anforde
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rungen gestellt. Er musste Ausgangssignale bis
70 V
eff
bei Frequenzen bis 20 kHz liefern, extrem
niedrige Verzerrungen waren obligatorisch. Da
die Eingangsimpedanz des Messfilters bei 1 kΩ
lag, musste der Verstärker Spitzenausgangströme
von mindestens 100 mA bereitstellen.
Später hielten wir nach einer weniger aufwendi
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gen Alternative Ausschau. Gab es einen integrier-
ten Baustein, der die hohe Ausgangsspannung
und genügend Leistung zur Verfügung stellte?
Die Recherchen führten uns zum LME49811 von
Texas Instruments, der im Datenblatt vielver
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sprechend mit Audio Power Amplifier Series High
Fidelity 200 Volt Power Amplifier Input Stage
with Shutdown übertitelt war. Die propagierten
Eigenschaften konnten uns überzeugen, es war
lediglich unklar, ob sich die angegebenen Mess
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werte allein auf den Baustein oder den vollstän-
digen Endverstärker bezogen. Jedenfalls war es
uns die Mühe wert, mit dem LME49811 einen
Audio-Endverstärker aufzubauen.
Leistungstransistoren
Die nächste Entscheidung galt den externen Leis-
tungstransistoren (T4/T5), ohne die ein Endver-
stärker dieser Dimension nicht auskommt. Zu
den geforderten Eigenschaften beim Einsatz in
Audio-Leistungsverstärkern gehört eine möglichst
weite Safe Operating Area (SOA). Bei Semelab,
einem britischen Halbleiter-Spezialisten, fanden
wir den NPN-Typ MG6330-R sowie den dazu kom
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plementären PNP-Typ MG9410-R. Mit der Kollek-
tor-Emitter-Spannung 200 V können über diese
Transistoren Kollektorströme von 600 mA und
mehr fließen. Solche extremen Situationen sind
beispielsweise möglich, wenn der Verstärker ohne