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20 | September 2013 | www.elektor-magazine.de
60 µV kennzeichnen die hervorragenden DC-Ei-
genschaften. Die maximale Offsetspannung am
Verstärkerausgang beträgt deshalb rechnerisch
nur 0,6 mV. Mit angeschlossener Lautsprecher
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box ist diese Spannung vernachlässigbar klein.
An unserem Musteraufbau haben wir eine Off
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setspannung von nur 0,2 mV gemessen.
Die Betriebsspannung ±15 V des Opamp, der
für die DC-Korrektur zuständig ist, wird aus der
Hauptbetriebsspannung mit Widerständen und
Zenerdioden abgeleitet (R17, R18, D1 und D2).
Wenn der Endverstärker an einer abweichen
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den Betriebsspannung arbeiten soll, müssen
R17 und R18 angepasst werden. Dabei ist der
Strom 1,5 mA zu berücksichtigen, den IC1 über
Anschluss 2 dem +15-V-Zweig entnimmt.
Die am Ausgang liegende RC-Kombination R13/
C5 trägt dazu bei, dass der Endverstärker auch
ohne Last oder mit induktiver Last stabil arbei
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tet. Induktivität L1 sorgt für zusätzlichen Schutz
beim Anschluss kapazitiver Lasten, und Wider
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stand R12 wirkt eventueller Schwingneigung
entgegen. R12 wird durch die Windungen von
L1 gesteckt, was Platz spart.
Die Elkos C8 und C9 (4700 µF) sind auf der Pla
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tine untergebracht, sie liegen im positiven und
negativen Zweig der Betriebsspannung. Die ESR-
Werte dieser Elkos müssen möglichst niedrig sein.
Der Netztrafo, der Brückengleichrichter und die
vier Netzteil-Elkos 10 000 µF/100 V befinden sich
nicht auf der Platine, sie werden an einem frei
wählbaren Ort in der Nähe montiert.
Der Netztrafo stellt auf der Sekundärseite die
Die Bandbreite des Eingangssignals hängt an der
unteren Grenze von Koppelkondensator C1 ab, die
Eckfrequenz liegt hier rechnerisch bei 2,2 Hz. An
der oberen Bereichsgrenze bestimmt Kondensator
C2 die Eckfrequenz. C1 und C2 bewirken auch
eine Begrenzung der Slew-Rate, so dass Prob
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lemen des Endverstärkers bei extrem schnellen
Eingangssignalen vorgebeugt wird. Außerdem
dämpfen diese Maßnahmen eventuelles hochfre
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quentes Rauschen. Für die Frequenzkompensation
des LME49811 ist Kondensator C3 verantwort
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lich. Dies ist ein Trimmer mit dem Dielektrikum
PTFE, ein hervorragendes Material, wenn es um
Kondensatoren für Audio-Anwendungen geht. Im
Testbetrieb waren die Messwerte optimal, wenn
C3 auf etwa ein Drittel der maximalen Kapazi
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tät (ungefähr 18 pF) stand. Auf der Platine sind
auch versilberte Glimmer-Kondensatoren mit dem
Rastermaß 5,9 mm montierbar.
Die mit IC2 aufgebaute DC-Regelung sorgt für
die Gleichspannungseinstellung des Endverstär
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kers. Die Regelung vergleicht die Ausgangsspan-
nung mit der Massereferenz und korrigiert das
am nicht invertierenden Eingang des LME49811
(Pin 4) liegende Signal, indem sie einen sehr
kleinen Strom hinzufügt. Die Korrektur wird am
nicht invertierenden Eingang vorgenommen, weil
hier die Impedanz hoch ist. Die Impedanz des
invertierenden Eingangs hängt hauptsächlich von
R3 ab, sein Wert beträgt 390 Ω. Die Ausregel
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zeit liegt in der Größenordnung einiger zehntel
Sekunden. Der Regelverstärker ist ein OPA177,
der Bias-Strom 2,8 nA und die Offsetspannung
Leitungen
Weil in Audio-Endstufen hohe Spitzenströme über die Betriebsspannungsleitungen fließen, werden die externen Netzteil-
Elkos von zwei Elkos mit niedrigem ESR auf der Platine nahe den Endstufentransistoren unterstützt.
In Audio-Endverstärkern sollen Betriebsspannungsleitungen auf der Platine und außerhalb möglichst keine magnetischen
Störfelder verursachen. Solche Felder können zu den Verzerrungen beitragen, indem sie Ströme in den Rückkoppelkreis
und andere Schaltungsteile induzieren. Eine Methode, diesem Effekt entgegen zu wirken, ist das Führen der drei Leitungen
möglichst nahe parallel zueinander sowie die Entkopplung der Spannungen unmittelbar an den Endtransistoren. Wegen der
Verstärkerbetriebsart AB fließen auf der Platine einseitig gleichgerichtete Ströme. Wenn die Kupferbahnen des positiven und
negativen Zweigs in unmittelbarer Nähe verlaufen, ist das resultierende magnetische Feld fast sinusförmig, was nur äußerst
geringe Verzerrungen verursacht. Das Layout einer doppelseitigen Platine lässt sich so gestalten, dass die Leiterbahnen auf
beide Seiten verteilt sind und exakt übereinander liegen. Beim Entwurf eines Audio-Endverstärkers mit extrem niedrigen
Verzerrungen darf der genannte Effekt nicht vernachlässigt werden.
Eine weitere, konstruktiv wichtige Maßnahme ist die sternförmige Masse, die sich auf der Platine in der Nähe von C5
befindet. An diesem Punkt kommen die Masseleitungen des Eingangs, der Gegenkopplung, der RC-Kombination R13/C5, des
Lautsprecheranschlusses und der Stromversorgung zusammen. Die Platine ist für einen einkanaligen Audio-Endverstärker
ausgelegt. Für Stereo-Betrieb sind zwei Endverstärker nötig, sie können zusammen mit der (möglichst getrennten)
Stromversorgung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden.