PS Audio Power Plant Premier in G-Version

[Fortepianus]

Hallo Nicolas,

irgendwann ist es dann gut, oder? Kein gutes Geld mehr schlechtem hinterher werfen oder so ähnlich, ganz abgesehen von der Zeit. Wertstoffhof?

Viele Grüße
Gert

[Nicolas]

Hallo Gert,

diese Einstellung überrascht mich - dein erster Reparaturversuch ist auf Seite 1 ja auch zunächst noch einmal in Rauch aufgegangen
Ich gebe jedenfalls so schnell nicht auf - das soll nicht nach all den Jahren das erste Gerät werden, das Ich nicht repariert bekomme.
Meine Ratlosigkeit hat sich nun zumindest auch etwas gelichtet: Das immer wieder wechselnde und teilweise unerklärliche Verhalten habe ich teilweise wohl auch selbst verursacht, da Ich die MMBTA06 und MMBTA56 durch Ersatztypen ersetzt hatte, die eine zu geringe Kollektor-Emitter-Maximalspannung hatten. Ich habe die Schaltung daher nun quasi nochmal komplett neu aufgebaut, dabei robustere Bipolar-Transistoren benutzt und bei der Gelegenheit auch gleich noch D13/D14 ersetzt.
Wie gestern beschrieben, hatte ich nun auch deine Tipps sämtlich befolgt, und das Gerät auf die letzte Revision geupdatet. Nun sind sowohl die +-20V=+-25V dort, wo sie hingehören, als auch die +-12V.

Was sich nicht geändert hat, ist dass der Mittelpunkt des Spannungsverstärkers bei fast den vollen "+25V" liegt. Messe ich die Spannungsabfälle über die einzelnen Versorgungsäste des Spannungsverstärkers, so sehe Ich das folgende:
- R43: ca. 25mV --> ca. 2,5 mA Stromfluss in Richtung Kollektor von Q13
- R44: ca. 29mV --> ca. 2,9 mA Stromfluss in Richtung Kollektor von Q14
- R36: ca. 138mV --> ca. 1,38mA Stromfluss in Richtung Emitter Q11
- R37: 0mV (!) --> gar kein Stromfluss in Richtung Emitter Q12

Verfolgt man das noch weiter zurück, sind auch folgende Messungen möglich:
- Von +12V nach Emitter Q10 (also über R45 und R48 gemessen): 22,6V --> 1,85 mA Stromfluss, der Emitter von Q10 liegt somit auf ca. -10V gegenüber Masse. Bei dieser Emitterlage von Q10 ist es dann wohl nicht überraschend, dass Q12 keine Action sieht...
- Von -12V nach Emitter Q9 (also über R46 und R47 gemessen): -11,2V --> 0,9 mA Stromfluss, der Emitter von Q9 liegt somit auf ca. -0,5V gegenüber Masse.

Alle Widerstände sind für sich genommen i.O., und alle beteiligten Transistoren wie angesprochen erneut ersetzt.
Ist dieses gemessene Verhalten normal? Ich hätte erwartet, dass mindestens die Rückkopplung über C30 dafür sorgt, dass U16 auch mal die negative Seite der Schaltung "bespielt". Oder macht sich hier D2 verdächtig?

Gruß, Nicolas

[Fortepianus]

Hallo Nicolas,

diese Einstellung überrascht mich - dein erster Reparaturversuch ist auf Seite 1 ja auch zunächst noch einmal in Rauch aufgegangen
Ich gebe jedenfalls so schnell nicht auf - das soll nicht nach all den Jahren das erste Gerät werden, das Ich nicht repariert bekomme.

na gut .

Meine Ratlosigkeit hat sich nun zumindest auch etwas gelichtet: Das immer wieder wechselnde und teilweise unerklärliche Verhalten habe ich teilweise wohl auch selbst verursacht, da Ich die MMBTA06 und MMBTA56 durch Ersatztypen ersetzt hatte, die eine zu geringe Kollektor-Emitter-Maximalspannung hatten.

Ah ok! Ich verwende immer nur die originalen Typen, die gibt's bei Mouser.

Ich habe die Schaltung daher nun quasi nochmal komplett neu aufgebaut, dabei robustere Bipolar-Transistoren benutzt und bei der Gelegenheit auch gleich noch D13/D14 ersetzt.

Respekt.

Wie gestern beschrieben, hatte ich nun auch deine Tipps sämtlich befolgt, und das Gerät auf die letzte Revision geupdatet. Nun sind sowohl die +-20V=+-25V dort, wo sie hingehören, als auch die +-12V.

Na also, wir kommen vorwärts.

Was sich nicht geändert hat, ist dass der Mittelpunkt des Spannungsverstärkers bei fast den vollen "+25V" liegt. Messe ich die Spannungsabfälle über die einzelnen Versorgungsäste des Spannungsverstärkers, so sehe Ich das folgende:
- R43: ca. 25mV --> ca. 2,5 mA Stromfluss in Richtung Kollektor von Q13
- R44: ca. 29mV --> ca. 2,9 mA Stromfluss in Richtung Kollektor von Q14
- R36: ca. 138mV --> ca. 1,38mA Stromfluss in Richtung Emitter Q11
- R37: 0mV (!) --> gar kein Stromfluss in Richtung Emitter Q12

Verfolgt man das noch weiter zurück, sind auch folgende Messungen möglich:
- Von +12V nach Emitter Q10 (also über R45 und R48 gemessen): 22,6V --> 1,85 mA Stromfluss, der Emitter von Q10 liegt somit auf ca. -10V gegenüber Masse. Bei dieser Emitterlage von Q10 ist es dann wohl nicht überraschend, dass Q12 keine Action sieht...

Genau.

- Von -12V nach Emitter Q9 (also über R46 und R47 gemessen): -11,2V --> 0,9 mA Stromfluss, der Emitter von Q9 liegt somit auf ca. -0,5V gegenüber Masse.

Alle Widerstände sind für sich genommen i.O., und alle beteiligten Transistoren wie angesprochen erneut ersetzt.
Ist dieses gemessene Verhalten normal? Ich hätte erwartet, dass mindestens die Rückkopplung über C30 dafür sorgt, dass U16 auch mal die negative Seite der Schaltung "bespielt". Oder macht sich hier D2 verdächtig?

Bedenke bitte, der OP hat jetzt keinerlei Gegenkopplung außer über C27 und C30, die nichts für die DC-Lage bewirken. Der hängt schlicht irgendwo am Anschlag, was eine Messung der Spannung an seinem Ausgang (Pin 7) auch zeigen sollte. Der hängt vermutlich voll auf Minus, deshalb leitet Q9 und Q10 nicht. Es wird also Zeit für die Darlingtons - ich verstehe aber natürlich Deine Hemmungen diesbezüglich . Ein Pärchen würde aber reichen zum Test. Wenn Du ganz vorsichtig sein willst, kannst Du ja z. B. Q1 und Q2 reinmachen (Schraube für Kollektorverbindung nicht vergessen) und R11/12 durch so große Widerstände ersetzen, dass der Strom im befürchteten Todesrennen begrenz wird.

Viele Grüße
Gert

[Nicolas]

Hallo Gert,

du kannst Gedanken lesen - diese Hemmungen hast du ganz richtig vermutet
Deinen Vorschlag, zunächst nur Q1 und Q2 zu verbauen und R11/R12 vorübergehend durch etwas hochohmigeres zwecks Strombegrenzung zu ersetzen, fand ich sehr gut, das habe Ich direkt probiert (mit je 15kOhm für R11/R12). Das Erfreuliche: Es ist dann auch tatsächlich bei dieser Übung nichts abgeraucht
Allerdings hat das am Verhalten der Schaltung nichts geändert: Der "Mittelpunkt" des Spannungsverstärkers hängt bei ca. 23V, somit auch die Basen von Q1 und Q2. Die Kollektoren von Q1 und Q2 sehen zwar die korrekten Versorgungsspannungen, aber an den Emittern zeigt sich dann eben auch ca. 23V.
Am Ausgang von U16 sind ca. -11V zu beobachten, auch das ist keine Änderung gegenüber dem Aufbau ohne die Darlingtons. Oder wie du es zuvor passend beschrieben hast: Der hängt voll auf Minus, und zwar ziemlich genau auf dem Wert, denn man dann nach Datenblatt von Ihm erwarten würde.
Habe Ich möglicherweise mit R11=R12=15kOhm die Rückkopplung nun zu hochohmig gemacht, muss U16 mehr Strom sehen? Eigentlich würde Ich erwarten, dass U16 sich nur für die Spannung an seinen Eingängen interessiert, er hat ja auch selbst einen extrem hohen Eingangswiderstand. Am nichtinvertierenden Eingang von U16 sehe ich jedenfalls den quasi gleichen Wert wie an TP11, also dem Ausgang des Leistungsverstärkers. R9 ist auch auf jeden Fall i.O., R38 am invertierenden Eingang ebenso.
Weiterhin kann Ich an Pin 4 und Pin 8 von U16 auch tatsächlich -12V und +12V sehen, seine Versorgung ist also sichergestellt.
Hast du einen Tipp, woran es hier noch scheitern könnte? Op-Amp-Beschaltungen sind nicht mein Fachgebiet

EDIT: Bezüglich DC-Lage wird aber vermutlich auch entscheidend sein, was über "AMP_IN" in Richtung U16 geht, oder? Und das wird ja vor allem von I_SENSE+ und I_SENSE- abhängen, dort spielt der sich einstellende Stromfluss in der Endstufe und damit der Wert von R11/R12 ja doch wieder eine Rolle...richtig?

Gruß, Nicolas

[Fortepianus]

Hallo Nicolas,

Deinen Vorschlag, zunächst nur Q1 und Q2 zu verbauen und R11/R12 vorübergehend durch etwas hochohmigeres zwecks Strombegrenzung zu ersetzen, fand ich sehr gut, das habe Ich direkt probiert (mit je 15kOhm für R11/R12). Das Erfreuliche: Es ist dann auch tatsächlich bei dieser Übung nichts abgeraucht
...
Habe Ich möglicherweise mit R11=R12=15kOhm die Rückkopplung nun zu hochohmig gemacht, muss U16 mehr Strom sehen?

das passt, denke ich.

Bezüglich DC-Lage wird aber vermutlich auch entscheidend sein, was über "AMP_IN" in Richtung U16 geht, oder? Und das wird ja vor allem von I_SENSE+ und I_SENSE- abhängen, dort spielt der sich einstellende Stromfluss in der Endstufe und damit der Wert von R11/R12 ja doch wieder eine Rolle...richtig?

Richtig, das kannst Du abklemmen, indem Du C36 oder R8 oder R61 mal rausnimmst, je nachdem, wo Du besser drankommst. Denn klar ist: Wenn der Mittelpunkt der Schaltung bei TP8 oder 11 auf 23V hängt, muss der Ausgang von U16 an Pin 7 ebenfalls voll auf Plus sein. Jetzt stellt sich aber noch eine Frage: Leutet die grüne LED auf der Platine? Wenn nein, muss TP11 zwingend auf 0V liegen, also auf Schaltungsmasse, weil Relais K1 über seinen Ruhekontakt den Ausgang (=TP11) auf den Eingang (=Schaltungsmasse) zieht. Damit jetzt der Verstärker nicht an den Anschlag läuft - was er jetzt aber trotzdem macht - gibt es das Mutingrelais K2, das TP8 (=Mittelpunkt der Treiberstufe) auf den nicht invertierenden Eingang des OP legt. Achtung hier: Der +Eingang des OP ist hier eigentlich der invertierende Eingang, weil die Treiberstufe invertiert. Also stellt sich nun die Frage: Kommt je nachdem, ob K2 zieht oder nicht, TP11 bzw. TP8, die auf +23V liegen, am Pin5 des OP U16 an? Ich habe Deinen Zeilen entnommen, dass ja. Wenn dort Plus liegt, was so sein muss, wenn es keine Unterbrechung dazwischen irgendwo gibt, MUSS Pin7 (=OP-Ausgang) zwingend auf +11V liegen, und eben nicht auf -11V. Da kommt mir eine Idee: Sobald das Mutingrelais K2 zieht, geht der Treiberausgang (TP8) ja normalerweise auf 0. Als die Treiberstufe abgeraucht ist, lag sie dort aber auf +25V oder vor dem Umbau des Reglers sogar +30V. Als dann das Mutingrelais TP8 auf Pin5 des OP gelegt hat, was beim Booten immer der Fall ist, lagen dort die vollen 30V. Das verträgt der OP-Eingang nicht und deshalb ist mein ganz heißer Tipp: U16 ist im Eimer, der nicht invertierende Eingang ist geschossen.

Viele Grüße
Gert

P.S.

EDIT: Bezüglich DC-Lage wird aber vermutlich auch entscheidend sein, was über "AMP_IN" in Richtung U16 geht, oder? Und das wird ja vor allem von I_SENSE+ und I_SENSE- abhängen, dort spielt der sich einstellende Stromfluss in der Endstufe und damit der Wert von R11/R12 ja doch wieder eine Rolle...richtig?

I_SENSE+/- entscheiden nur darüber, ob der µC auf Muting/Bypass schaltet oder nicht

[Nicolas]

Hallo Gert,

danke für deine schnelle Antwort!
Zunächst einmal: Die grüne LED leuchtet durchgängig, K1 ist also ausgelöst und somit ist TP11 "frei", bzw. wird nicht auf Masse gezogen.
Ich habe sätmliche interessanten Spannungswerte, die Ich erreichen kann nochmal nachgemessen:
- "+20V/+25V" = 23,2V --> i.O.
- "-20V/-25V" = -23,2 V --> i.O.
- "+12V" = 12,1V --> i.O.
- "-12V" = -11,8V --> i.O.
- "TP8" = 22,2V
- "TP11" = 21,2V
- Pin 5 von U16 = 20,0V
- Pin 7 von U16 = -10,9V --> n.i.O.
- AMP_IN (gemessen "links" von C36) = 0V DC, 9,7V AC
- "rechts" von C36 = 19,7V DC, 9,7V AC

Du schreibst, U16 könnte durch die +20V oder +30V an seinem Eingang zerschossen worden sein. Die TL072-Datenblätter listen als maximale Eingangsspannung V_cc- + 36V, das wären also in diesem Fall -11,8V + 36V = 24,2V. Somit ist aber doch die vorhandene Rückkopplung auch eine Fehlkonstruktion, oder? Schließlich bietet die vorhandene Schaltung ja grundsätzlich immer das Potential, das sich TP8 in der Nähe des +25V-Rails befindet. Aber du hast Recht, das sollte natürlich "normalerweise" von vornherein nicht passieren. Wenn der Ausgang von U16 im negativen hängt, kippt die ganze Schaltung und damit TP8 zu seinen Ungunsten ab...

Dann heisst es wohl, U16 tauschen und hoffen...TL072 habe Ich natürlich nicht vorrätig, da muss ich wohl in den sauren Porto-Apfel bei Reichelt oder Conrad beissen...
Danke für deine Analyse!

Gruß, Nicolas

[Fortepianus]

Hallo Nicolas,

Dann heisst es wohl, U16 tauschen und hoffen...TL072 habe Ich natürlich nicht vorrätig, da muss ich wohl in den sauren Porto-Apfel bei Reichelt oder Conrad beissen...

davon habe ich welche da, schreib mir doch bitte Deine Adresse per PN, dann steck' ich Dir zwei davon in einen Briefumschlag.

Viele Grüße
Gert

[Nicolas]

Hallo Gert,

danke für das freundliche Angebot, Ich habe mir in der Zwischenzeit aber schon selbst Ersatz besorgt
U16 habe Ich nun natürlich getauscht und das Ergebnis ist das Folgende: Die grüne LED toggelt nun permanent zwischen ein und aus hin und her. An TP8, also dem Mittelpunkt des Spannungsverstärkers sehe Ich -16,5V, und "U16 neu" hängt mit seinem Ausgang im positiven Anschlag bei 10,5V.
Vor diesem Tausch hing also der Spannungsverstärker auf einem positiven Wert fest und der Ausgang von U16 im negativen Anschlag, nun ist es genau umgekehrt (nur das jetzt noch zusätzlich die grüne LED toggelt).

Gruß, Nicolas

[Fortepianus]

Hallo Nicolas,

das zeigt uns zumindest, dass U16 defekt war. Das Gerät wehrt sich aber auch hartnäckig gegen eine Reparatur. Bin gerade etwas knapp in der Zeit wegen der Linn-Umbauten - sobald ich etwas Luft habe, denke ich nochmal über Dein Problem nach. Du könntest in der Zwischenzeit mal mit dem Oszi schauen, was eigentlich in die Endstufe reingeht. Vielleicht steht das Poti so ungünstig, dass der Regler am Anschlag ist.

Viele Grüße
Gert

[Nicolas]

Hallo Gert,

danke für deine schnelle Antwort. Genau, U16 war damit wohl auf jeden Fall hinüber. In kleinen Schritten geht es nach vorne...
Ich habe mal eine Messung von AMP_IN mit dem Oszi gemacht. Das ganze ist mit einer 10:1 Messspitze aufgenommen, somit scheint es sich um eine Schwingung mit ca. 5V Amplitude und 10ms Periodendauer bzw. einer Frequenz von 100Hz zu handeln.



Gruß, Nicolas

[Fortepianus]

Hallo Nicloas,

dreh jetzt mal am Poti, bis die Amplitude minimal wird. Der große 50Hz-Sinus kommt daher, dass Ein- und Ausgangsspannung sehr weit in der Einstellung auseinander liegen, und das scheint mir zu viel zu sein. Die Beulen im Sinus sind dagegen der Klirr auf dem Netz, der weg soll. Man muss sich klarmachen: Die Endstufe braucht einen großen Teil ihrer Aussteuerbarkeit, um z. B. 3% Klirr, was üblich ist, wegzuregeln. Dafür braucht es ca. 7Veff, also 10V Amplitude. Max. ca. 20V kann sie aber, und Du siehst auf dem Oszi schon, dass die "Beulen" viel kleiner sind als der unterlegte 50Hz-Sinus. Damit ist die Endstufe sicherlich am Anschlag, selbst wenn sie richtig arbeiten sollte. Also erstmal jetzt die Amplitude auf Minimum, dann sehen wir weiter.

Viele Grüße
Gert

[Nicolas]

Hallo Gert,

hier die Messung noch einmal durchgeführt, nachdem Ich so am Poti herumgedreht habe, dass die Amplitude minimal wird:

Es ergibt sich nun also unverändert eine Schwingung mit 10ms Periodendauer, also 100Hz, allerdings nun deutlich weniger sinusförmig. Die Amplitude beträgt in der Spitze nun nur noch circa 2-2,5 V. Der Sinus ist nun also "weg", und es bleiben nur noch die Beulen übrig, die weggeregelt werden müssen
Das Verhalten der Verstärkerschaltung ist davon unverändert so, dass die grüne LED permanent ein- und ausschaltet.

Zu deinem Post: Du schreibst von einem 50Hz-Sinus, bei 2ms pro Raster sehe Ich dort aber eine 5 Raster * 2ms = 10 ms --> 100Hz-Schwingung. Oder lese Ich das falsch ab, oder reden wir aneinander vorbei?

Gruß, Nicolas

[Fortepianus]

Hallo Nicolas,

Es ergibt sich nun also unverändert eine Schwingung mit 10ms Periodendauer, also 100Hz, allerdings nun deutlich weniger sinusförmig. Die Amplitude beträgt in der Spitze nun nur noch circa 2-2,5 V. Der Sinus ist nun also "weg", und es bleiben nur noch die Beulen übrig, die weggeregelt werden müssen

ok, also bis hierhin funktioniert jetzt alles richtig, das sieht vernünftig aus, so kenne ich das am Verstärkereingang.

Das Verhalten der Verstärkerschaltung ist davon unverändert so, dass die grüne LED permanent ein- und ausschaltet.

Fehlt also nach wie vor die Funktion der Endstufe. Ist das jetzt mit oder ohne Endtrandistoren? Fall ohne, kriegt der µC jetzt wahrscheinlich irgendwas Unplausibles über die Stromsensor-Eingänge, sobald er Mute und Bypass freischaltet. Geh doch mal weiter mit dem Oszi auf Suche, was sich in der Endstufe abspielt. Liegt das Signal von AMP_IN auch noch an Pin 5 des TL072? Müsste, falls nicht über der Gegenkopplungswiderstand R9 irgendwas Ungehöriges dazu addiert wird. Was aber wahrscheinlich ist, sonst wäre der OP-Ausgang Pin 7 nicht am Anschlag.

Zu deinem Post: Du schreibst von einem 50Hz-Sinus, bei 2ms pro Raster sehe Ich dort aber eine 5 Raster * 2ms = 10 ms --> 100Hz-Schwingung. Oder lese Ich das falsch ab, oder reden wir aneinander vorbei?

Ja, hast recht, einigen wir uns auf Sinus .

Viele Grüße und weiterhin viel Erfolg
Gert

[Nicolas]

Hallo Gert,

direkt an Pin 5 von U16 sieht es wie folgt aus:



Wie immer mit 10:1 Messspitze gemessen, wir sehen also wie immer eine Schwingung mit 100Hz, diesmal mit ca. 1V Amplitude. Das ganze musste ich getriggert messen, nachdem ja zyklisch durch das wie beschrieben toggelnde Relais K1 TP11 auf Masse gezogen wird.
Ist deines Erachtens der exakte Typ des OpAmps in U16 kriegsentscheidend? Im Internet liest man ja viel davon, dass verkaufte TL072 oft Fälschungen sind, und man dann eigentlich LM358 o.ä. bekommt ...

Gruß, Nicolas

[Fortepianus]

Hallo Nicolas,

das sieht gut aus am Eingang. Der TL072 ist doch ein Standard-OP und kostet bei Reichelt 30Cent, das lohnt sich doch nicht, den zu fälschen. Sind jetzt die Darlingtons eigentlich verbaut oder nicht?

Viele Grüße
Gert