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Brummende Lautsprecher (keine Brummschleife)

  1. #1 Zitieren

    Metasyntaktische Variable
    Avatar von foobar
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    Hallo!

    Gegeben sei folgendes Problem:

    • Zwei Desktop-Lautsprecher, nicht unbedingt Markenqualität, aber brauchbar, zeigen seit einiger Zeit ein niederfrequentes Brummen. Klingt eher nach 50Hz als nach 100Hz, aber ich bin nicht besonders gut im Frequenzraten. Versuche, das Brummen aufzunehmen, wollten mir nicht gelingen. Dafür ist es dann doch zu leise. Sofern mein Gehör nicht über die Jahre besser geworden ist, hatten sie das jedenfalls ursprünglich nicht. Auch hat sich am sonstigen Aufbau (Quelle, Kabel, etc.) nichts geändert.

    • Das Brummen tritt immer auf, auch wenn gar kein Audiokabel angeschlossen ist. Nur Strom reicht. Ohne Strom brummen sie logischerweise nicht. In der ersten Box sitzt ein dicker 230V-Trafo für die Stromversorgung sowie ein Verstärker (2x D2030A), die zweite Box ist passiv und brummt nur, wenn sie an der ersten angeschlossen wird (auch logisch).

    • Das Brummen hat immer die gleiche Lautstärke, unabhängig davon, wie der Lautstärke-Regler an der aktiven Box eingestellt ist.

    • Die einzige Masseverbindung ist über die Audiobuchsen (Cinch).


    Da das Problem neu ist, gehe ich im Moment nicht davon aus, dass es irgendwie daran liegt, dass sich der Trafo induktiv in den Audiopfad einkoppelt oder so. Das hätte er ja dann eigentlich immer schon machen müssen. Auch zu hochohmige Eingänge sind IMHO eher unwahrscheinlich, zumal ich die Eingänge auch mal testweise mit 100Ω gegen Masse gezogen habe, ohne dass sich irgendwas geändert hätte. Ich tendiere also dazu, einen Ausfall eines Bauteils zu vermuten.

    Die Gleichrichterdioden testen ok. Zwei große, parallel geschaltete 3300µF Elkos (35V) testen ebenfalls in Ordnung (ESR < 0,5Ω). Allerdings sind auch je Kanal noch zwei kleine 10µF Elkos (50V) verbaut und bei diesen habe ich ein Problem mit dem ESR-Wert. Für Elkos mit diesen Specs würde ich ESR-Werte im einstelligen Bereich erwarten. Niedrige zweistellige wären IMHO bereits grenzwertig. Gemessen habe ich allerdings für einen 17Ω, für den anderen 30Ω. Das kommt mir zu hoch vor. Die Elkos scheinen auch Teil einer Filterschaltung zu sein, aber sicher bin ich da mir natürlich nicht.

    Ich würde die Elkos also wahrscheinlich auf jeden Fall austauschen. Aber die muss ich erst bestellen, daher die Frage: Woran könnte es noch liegen? Was kann ich (als ausgewiesener Depp ohne Fachkenntnis!) noch testen, wo ich es nun schon mal auf habe? Viel ist jedenfalls sonst nicht auf der Platine (noch zwei Folienkondensatoren, ein paar Widerstände und halt die zwei Opamps. Die Versorgungsspannungen scheinen ok, großartigen Ripple konnte ich nicht entdecken.

    Schaltplan habe ich natürlich nicht.
    foobar ist offline

  2. #2 Zitieren
    Ritter Avatar von Kernel Panic
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    Kannst du sie evtl. an einem anderen Ort aufstellen, wo sie vor Einstreuungen sicher sind?

    Wenn es ohne Audiokabel ebenfalls (ohne Unterschied) da ist besteht noch die Möglichkeit dass sie intern unsymmetrisch verdrahtet sind, offen gesagt ist das sogar recht häufig so bei günstigeren Modellen.
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    Kernel Panic ist offline

  3. #3 Zitieren

    Metasyntaktische Variable
    Avatar von foobar
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    Anderer Ort habe ich schon getestet, da ich sie in der Werkstatt auseinander genommen und dort auch getestet habe. Aber natürlich ist das 50Hz-Netz überall, wo ich die Dinger auch betreiben könnte.

    Und ja, sie waren billig (40 Euro seinerzeit). Für den Preis sind sie überraschend gut, aber natürlich genügen sie keinesfalls irgendwelchen professionellen Ansprüchen. Brauchen sie bei mir auch nicht. Nur das Brummen nervt in ruhigen Momenten. Die Sache ist: Ich habe die Dinger seit 10 Jahren auf meinem Schreibtisch stehen und war immer zufrieden. Ok, ich bin manchmal wirklich etwas langsam, aber es wundert mich dann doch, dass ich es erst jetzt merke, wenn es tatsächlich ein bauartbedingtes Problem wäre.

    Ich hatte auch schon überlegt, testweise den internen Trafo zu umgehen, aber ich habe nur ein Labornetzteil mit nur einem Ausgang. Und ich bräuchte mindestens zwei, damit ich auch die negativen Spannungen für die Opamps erzeugen kann.
    foobar ist offline

  4. #4 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Woher dein Brummen kommt, weiß ich zwar nicht, aber da die Op-Amps anscheinend echt symmetrisch versorgt werden (Edit: eher doch nicht, habe ich später erst gemerkt, s.u.), was eigentlich gut ist, kommt zu diesem Segen der Fluch hinzu, dass einigen kleinen Elkos konstruktionsbedingt die nötige Vorspannung fehlen könnte oder dass sie sogar mit einer kleinen Spannung (symmetrietoleranzenbedingt) verpolt sein könnten.

    Außerdem produzieren so verwendete Elkos mehr Verzerrungen als sonst üblich. Ich würde daher mal messen, ob die wirklich an einer Vorspannung in ausreichener Höhe (sodass sie auch vom Signalpegel nicht verpolt werden) und bei korrekter Polarität betrieben werden. Sonst vergammeln die vorzeitig.

    Wo sich solche Elkos durch Folien-Cs ersetzen lassen, mache ich das konsequent. Ansonsten gibt es noch ungepolte ("bipolare") Elkos, wie sie z.B. in Frequenzweichen verwendet werden. Einigermaßen gescheite Folien-Cs sind viel besser, aber auch größer und teurer. Ich verwende gerne die induktionsarmen, da stirnseitig kontaktierten, MKT-Typen.

    Was das Brummen angeht, so könnte das vielleicht von einem einsetzenden Leckstrom in einem solchen, falsch betriebenen, Elko herrühren, wodurch der Ruhestrom ansteigen könnte oder (meistens und) der Verstärker bereits eine Gleichspannung am Ausgang führen könnte, was eben nicht der sonst per Symmetrie stattfindenden Betriebsspannungsunterdrückung unterläge, wodurch der Restbrumm voll durchschlagen könnte.

    Ein so einsetzender Gleichstrom könnte irgendwann auch die Schwingspulen so sehr erhitzen, dass sie sich deformieren. Dann sind die Dinger wohl für die Tonne. Daher würde ich penibel auf ungewollte Offsets achten, egal woher sie rühren. Im Fall der Verwendung eines Koppel-Cs für den Lautsprecher kannn das natürlich nicht so direkt passieren. Da kann es höchstens zu feste Ploppen.

    Ein anderer Ansatz wären Sauereien aus dem Wechselstromnetz, z.B. von irgendwelchen nichtlinearen oder schaltenden Lasten herrührend. Sogar die eigenen internen Gleichrichterdioden können im komplexen Zusammenwirken, z.B. mit dem Trafo, Sauereien produzieren, wenn man ihnen keine kleinen Kapazitäten (nF-Bereich, normalerweise keramisch) parallelschaltet. Vielleicht wurde darauf verzichtet.

    Eine triviale Ursache wäre eine abgerissene oder versprödete Massekontaktierung, während die Masse über Umwege noch verbunden ist. Eine weitere wäre ein unerwünschter Massekontakt, z.B. durch Verschraubung oder Druck bedingt.

    Auch trivial sind Potentiometer, deren Gehäuse mal an Masse lag, z.B. über eine Verschraubung an einem Blech, welches Massekontakt hatte und dann nicht mehr so richtig, da man mit der Hand eine Kraft einbringt. Auch extreme Übergangswiderstände bei Potis können zu Brummen führen, aber meistens kommt man dem leicht auf die Schliche, da das auch das Signal verändert und sich beeinflussen lässt.

    Edit#1: Mehr über die Schaltung zu wissen, wäre wohl hilfreich. Ich kann mir zwar etwas einigermaßen Typisches zusammenreimen, aber das muss nicht alles haargenau so zutreffen bzw. könnte es erweitert sein.

    Edit#2:

    Die Frage nach Bestimmung der Kapazitäten habe ich mal weggelassen, da ich davon ausging, dass du das sowieso machst. Aber bei den beiden dicken Eimern könnte vielleicht dein Messgerät nicht so weit gehen, weswegen ich nochmal vorsichtig darauf hinweisen wollte, denn der ESR alleine ist so eine Sache, da man nicht weiß, wo er vorher lag und wie groß die Abweichungen bei der Messung sind. Beides zusammen könnte in der Lage sein, den Zustand ein wenig zu gut aussehen zu lassen.

    Außerdem habe ich, da ich im Stress war, das Gelesene nicht richtig verarbeitet. Die beiden Elkos sollen ja parallel geschaltet sein, sagtest du, also doch keine symmetrische Spannungsversorgung? Also vor dem Lautsprecher ein fetter Koppelelko? Oder stattdesssen eine Vollbrücke aus zwei Endstufen je Kanal (kann ich aus deiner Beschreibung aber eher nicht herauslesen)? Dann könnte die Sache mit den vorspannunglosen Elkos (siehe oben) eventuell hinfällig sein, muss aber nicht, da zu wenig bekannt ist, zum Beispiel Spannungsteiler, die den Nullpunkt (im Kleinsignalbereich, z.B. für den Arbeitspunkt und wo das Signal eingespeist wird) erzeugen. Gegenkoppelung ist auch so eine Sache, die (in Abhängigkeit von ihrer Auslegung) hineinspielen könnte.

    Filterschaltung sagtest du? Bass-Boost?

    Edit#3:
    Wird irgendwas heiß? Ein angestiegener Ruhestrom erhöht die Welligkeit.
    jabu ist offline Geändert von jabu (08.05.2022 um 14:39 Uhr)

  5. #5 Zitieren

    Metasyntaktische Variable
    Avatar von foobar
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    Falls es hilft: Hier mal Fotos von der Hauptplatine: Oberseite, Unterseite. Die Unterseite ist etwas unscharf, weil das Fotografieren leider nicht so ganz einfach ist. Zwar sind alle Kabel schön mit Steckern versehen, aber dummerweise sind die Stecker dann mit irgendeinem braunen Lack verklebt worden. Den vom Trafo kommenden habe ich noch abgekriegt, die anderen wollten sich nicht bewegen. Habe sogar von einem schon ein Stück Plastik in der Ecke abgebrochen. Das macht die Diagnose und eben auch das Fotografieren etwas fummeliger, weil alles aneinander hängt.

    Die auf der Unterseite reingemurkste Diode ist übrigens nicht von mir, das war so. Von diesem Verstärker-Board geht das Signal dann zu einer zweiten Platine mit Potis (Lautstärke, Bass, Treble) und von da zum Hoch- und Tieftöner. Da komme ich aber schlecht ran, weil das gesamte Gehäuse aus verleimten MDF besteht und der einzige Zugang hinten ein 10x10cm großer Deckel ist.

    Momentan stehen die Boxen wieder auf dem Schreibtisch (weil ich halt wieder Ton haben wollte), aber wenn ich noch bestimmte Messungen machen soll, können wir die hier gerne sammeln und ich nehme sie nochmal auseinander.
    foobar ist offline

  6. #6 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Ich habe jetzt noch nicht die Zeit, um mich um alles auf einmal zu kümmern, aber ich kann schon sagen, dass das Ding extrem simpel ist und dass sich wohl die komplette Schaltung des hier abgebildeten Endstufenbereiches aus den beiden Fotos wird rekonstruieren lassen.

    Also auf die Schnelle (bei Richtungsangaben beziehe ich mich auf das Foto mit der Bestückungsseite):

    Von wegen symmetrisch oder nicht:
    Ist doch symmetrisch, da die Elkos nicht parallel, sondern in Reihe geschaltet sind. Von daher war mein Riecher bezüglich der fehlenden Vorspannung für die kleinen Elkos hier nicht unangebracht. Aber das werden wir schon noch herausfinden, mal sehen:

    - Die Diode auf der Rückseite ist, obwohl es bescheuert aussieht, plausibel. Sie ist eine von den beiden Pluspol-Dioden, wobei die andere genau darüber liegt. Die gehen beide an den Pluspol des unteren Elkos.
    - Die beiden rechten Dioden gehen an den Minuspol des oberen Elkos.
    - Die Drahtbrücke verbindet die Mittelanzapfung des Trafos mit dem Verbindungspunkt dieser beiden Elkos und legt damit die Masse fest.

    Je Kanal gibt es ein sog. Zobel-Glied (ohne das könnte der Verstärker oszillieren), jeweils bestehend aus der Reihenschaltung eines fetten Widerstandes (vermutlich 1 Ohm) mit dem fetten grünen Wickelkondensator. Ich erwähne das, weil damit klar ist, an welchem Pin jeweils der Ausgang hängt und weil man das Zobel-Glied für das weitere Verstehen ausklammern kann. Auch die beiden waagerechten Massebrücken in der Mitte passen dazu.

    Die beiden senkrechten 39-Kiloohm-Widerstände (orange-weiß-orange) dienen der Gegenkopplung. Dort hängt dann, damit ein Spannungsteiler daraus wird, eine Reihenschaltung aus dem jeweils unteren der beiden kleinen Elkos und einem 470-Ohm-Widerstand gegen Masse dran. Mein Riecher, dass die Vorspannung fehlt, stimmt also.

    Der Rest müsste also der Einkoppelung am nicht-invertierenden Eingang dienen, sehen wir mal:
    Vom Eingang geht jeweils ein 22-Kiloohm-Widerstand (rot-rot-orange) nach Masse, um den Arbeitspunkt festzulegen. Eingekoppelt wird das Ansteuersignal über den jeweils oberen der beiden kleinen Elkos an genau diesen Punkt. Das ist also, wenn man von vorne links anfängt zu zählen, Pin 1 des ICs. In Reihe zu diesem Eingangsknotenpunkt befindet sich ein 1-Kiloohm-Widerstand (braun-schwarz-rot), über den das Signal eingekoppelt wird. Falls die Ansteuerung am Ausgang auch Massepotential führt, was zu vermuten ist (ploppt dann weniger), fehlt auch diesen Elkos die Vorspannung.

    Der einzelne 5,6-Kiloohm-Widerstand könnte als LED-Vorwiderstand dienen.

    Die Schaltung hätten wir damit provisorisch aufgeschlüsselt.

    Man sieht der Platine und dem Klebstoff an, dass das Ganze über lange Zeit gut warm geworden ist. Unter diesen Bedingungen wie auch wegen des vorspannungslosen Betriebes würde ich die vier kleinen Elkos schon mal als unzuverlässige Kandidaten einstufen, egal ob die mit dem Brumm etwas zu tun haben oder nicht. Falls der Ärger jetzt nicht da ist, kommt er später.

    Und die beiden dicken Eimer würde ich auch in Zweifel ziehen. Meistens liegt es ja an denen (insbes. wenn beide Kanäle brummen), wobei es hier wegen der Forderung nach Symmetrie schon genügt, wenn einer aus der Reihe tanzt, damit es brummt. Mir ist die Partie unterhalb des Klebstoffs beim oberen dicken Eimer auch etwas zu braun, aber so richtig abgrenzen, was da so gebräunt hat, also Bestandteile des Klebstoffs, des Elektrolyten oder nur die Platine selbst, kann ich nicht. Aber wenn die Platine dort so warm wird, ist das nicht gut für die Elkos, oder etwas Wärme kommt sogar von dort (zu der von den ICs hinzu).
    Vielleicht könnte man mal die Restwelligkeit im Ruhezustand bestimmen, jeweils gegen Masse (nicht: Minus) natürlich, falls ein Oszilloskop zur Hand ist. Aber ich weiß nicht, wie groß die Betriebsspannungsunterdrückung dieser Op-Amps ist. Das wäre also ein Schätzen.

    Eigentlich haben wir damit jetzt schon alles vom Endstufenteil.

    Noch kurz die Funktion der Pins (ohne Gewähr) der Leistungs-Op-Amp-ICs:
    1 Eingang (Kleinsignal)
    2 Invertierender Eingang (Knotenpunkt des Gegenkoppelungsspannungsteilers, s.o.)
    3 Negative Betriebsspannung (V-)
    4 Ausgang (LS)
    5 Positive Betriebsspannung (V+)

    Alles auf die Schnelle herausklamüsert und ohne Gewähr.

    Diese Op-Amps sehen mir wie nachgeahmte TDA2030, die es schon seit zig Jahren gibt, aus. Die hat Grundig schon vor dreißig Jahren in eher billig gebauten HiFi-Receivern verbaut. In Autoradios mit kleiner Leistung saß der TDA2002. Wo 8 Ohm bei wenig Leistung genügte, saß der TDA2003. Die letzten beiden habe ich als ziemliche Rauschgeneratoren in Erinnerung. Man sollte daher besser kräftig ansteuern und wenig verstärken.
    jabu ist offline Geändert von jabu (10.05.2022 um 21:28 Uhr) Grund: kleinere Ergänzungen

  7. #7 Zitieren

    Metasyntaktische Variable
    Avatar von foobar
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    Ja, die Opamps sind D2030A (siehe erster Post). Hersteller ist Huajing. Ich konnte kein Datenblatt zu diesem konkreten Chip finden, nur für andere Varianten, und nur auf chinesisch. Aber er scheint ein pin-kompatibler Klon des TDA2030 zu sein.

    Ob ich die Elkos durch Folien ersetze, muss ich mir nochmal überlegen. Ich verstehe die technischen Argumente dafür (glaube ich zumindest), aber man sieht ja, wie wenig Platz auf der Platine ist. Die Originale sind winzig (⌀ 5mm, RM 2mm). Wenn ich mal gucke, wie klobig dagegen Folienkondensatoren mit 10 µF sind... Nach oben hätte ich Platz, also vielleicht welche mit 5mm RM, oder axial bedrahtete hochkant einbauen oder so. Allerdings sind diese Bauformen natürlich nicht die günstigsten und wenn ich 4 Stück für je 5 Euro kaufe, habe ich den halben Neuwert der Boxen investiert.

    Ich finde bei bipolaren Elkos leider nur solche mit max. 2000 Stunden Lebenserwartung. Normale Elkos kriege ich für weniger Geld mit 10.000 Stunden. Ist dann die Frage, was am Ende länger hält. Der gestresste polarisierte Elko mit der 5fachen Lebenserwartung oder der kurzlebige bipolare, der dafür die Wechselspannung besser ab kann.

    Tantal ist auch teuer und bei Keramik im Audiopfad weiß ich nicht, ob ich mir über wärmebedingte Kapazitätsschwankungen und piezoelektrische Störungen einen Kopf machen muss.


    Wenig Aufwand wäre allerdings, den Gleichrichterdioden noch je einen parallelen Keramikkondensator zu verpassen, wie du in deiner ersten Antwort schriebst. Das kann ich sicherlich mit machen, wenn ich das nächste Mal dran herum bastle.
    foobar ist offline

  8. #8 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Zitat Zitat von foobar Beitrag anzeigen
    Ja, die Opamps sind D2030A (siehe erster Post). Hersteller ist Huajing. Ich konnte kein Datenblatt zu diesem konkreten Chip finden, nur für andere Varianten, und nur auf chinesisch. Aber er scheint ein pin-kompatibler Klon des TDA2030 zu sein.
    Vielleicht ist der CD2030ACZ eine Weiterentwicklung davon. Manchmal ist der Typname beim Aufdruck abgekürzt, weswegen man nicht ganz ausschließen kann, dass es sich sogar um denselben Typ handeln kann. Man kennt das zum Beispiel von japanischen Typen her, wo anstatt 2SC, 2SD oder 2SB einfach C, D bzw. B vorangestellt ist, damit der Typstempel nicht zu mickrig ausfallen muss. In diesem Fall weiß man es wohl nicht, sollte aber nichts ausmachen, da wir den Schaltplan der Endstufe haben, die Pins übereinstimmen und die Beispielapplikationen zu deiner Endstufe passen. Da gibt es kaum noch Möglichkeiten für relevante Abweichungen, außer vielleicht, wenn man an Optimierung interessiert ist. Bedauerlicherweise hält deine Endstufe nicht mal mit den Minimaldesigns der Beispielapplikationen ganz mit, indem da ein paar qualitäts- und stabilitätssteigernde Folien- oder Keramik-Cs (die dicht an das IC positioniert gehören) und ein paar Schutzdioden noch eingespart wurden. Falls die Boxen ohne Frequenzweiche auskommen und die Endstufe kaum ploppt und nicht allzu weit ausgesteuert wird, könnte mit etwas Glück auf die Schutzdioden verzichtet werden.

    Bei eigenem Gerät hätte ich mir aber nicht so viel Mühe gemacht. Da hätte ich kurzerhand erst mal die Temperaturen gefühlt und die Arbeitspunkte der Op-Amps schnell nachgemessen, die kleinen Elkos im spannungslosen Zustand mit einem Pieper durchgepiept (mein Multimeter piept so lange, wie das Umladen andauert) und wenn das alles unverdächtig ist, den beiden fetten Elkos ähnlich fette parallelgeschaltet und dann angehört, ob es hilft. Normalerweise muss ich solche Sachen nicht extra kaufen. Es liegt noch etwas Gebrauchtes und teils Neues herum. Da kann man auch mal eben die Elkos alle auswechseln und die "optimalen" nach der Erprobung kaufen.

    Ob ich die Elkos durch Folien ersetze, muss ich mir nochmal überlegen. Ich verstehe die technischen Argumente dafür (glaube ich zumindest), aber man sieht ja, wie wenig Platz auf der Platine ist. Die Originale sind winzig (⌀ 5mm, RM 2mm). Wenn ich mal gucke, wie klobig dagegen Folienkondensatoren mit 10 µF sind... Nach oben hätte ich Platz, also vielleicht welche mit 5mm RM, oder axial bedrahtete hochkant einbauen oder so. Allerdings sind diese Bauformen natürlich nicht die günstigsten und wenn ich 4 Stück für je 5 Euro kaufe, habe ich den halben Neuwert der Boxen investiert.
    Dass die zu klobig werden könnten, hatte ich auch schon befürchtet. Und dass man nicht so viel hineinstecken will, sehe ich auch ein. Zu klobige Kondensatoren im Bereich der Ansteuerung könnten zudem Brumm einkoppeln und schlimstenfalls sogar zu wilden Schwingungen führen. Man sollte es also nicht übertreiben.

    Ich finde bei bipolaren Elkos leider nur solche mit max. 2000 Stunden Lebenserwartung. Normale Elkos kriege ich für weniger Geld mit 10.000 Stunden.
    Das bezieht sich jeweils auf eine bestimmte Belastung und Temperatur und kann daher ziemlich oft nicht so leicht direkt miteinander verglichen werden. Du kennst vermutlich die Faustformel, nach der 10 K Temperaturerhöhung die Lebenserwartung in etwa halbiert bzw. ungekehrt. Während Temperaturen sich noch leicht vergleichen und notfalls umschätzen lassen, sind Belastungsprofile (irgendein Mischspannungsbetrieb, manchmal mit unterschiedlicher Frequenz oder Signalform des Ripple Currents bei unterschiedlicher Gleichspannung) zwischen Datenblättern manchmal kaum noch vergleichbar. Da muss man oft schätzen, welche Änderung sich in welche Richtung auswirkt und wieviel. Mit Glück ist ein C einem anderen eindeutig insgesamt überlegen, aber oft ist das nicht so.

    Bezüglich der Belastung könnte bei den bipolaren Typen schon einkalkuliert sein, dass die an Wechselspannung betrieben werden. Das wäre sozusagen reiner Ripple, die ganzen 2000 h hindurch, wogegen die gepolten Cs den Ripple nur so lange vertragen, wie eine Gleichspannung aufgeprägt ist, also als Mischspannung. Aber da du das Datenblatt gesehen hast und ich nicht, will ich nichts Konkretes behaupten. Falls die 2000 h bei den ungepolten Typen an allgemein schlechter Wärmeverträglichkeit liegen sollten, ist das natürlich ein echter Nachteil.

    Bei diesen vier kleinen Elkos kommt es insbesondere darauf an, wie lange man den C einfach spannungslos oder ganz leicht verpolt weglegen kann, ohne dass seine Oxidschicht zu sehr darunter leidet und wie lange man ihn dabei fremdbeheizen kann, ohne dass er zu viel Elektrolyt verliert. Innere Aufheizung durch einen Strom findet so gut wie gar nicht statt. Deswegen darf der ESR ruhig deutlich höher als bei Elkos in Schaltnetzteilen sein, und er muss Belastungsprofile, wie sie in Schaltnetzteilen vorkommen, gar nicht lange aushalten können.

    Bipolare Elkos haben bei ansonsten gleicher Bedatung (können aber auch richtig fett, also anders bedatet, und dann sogar sehr verlustarm sein) größere Verluste als gepolte Low-ESR-Typen, weswegen sie dabei weniger lange einen kräftigen Strom vertragen. Aber hier ist die Strombelastung keine relevante Größe. Eine innere Aufheizung findet so gut wie gar nicht statt. Eher ist es hier andersherum, indem die ohmschen Verluste ziemlich egal sind und die innere Reihenschaltung, auch wenn sie zu mehr Verlusten führt, die Integrität des Bauteils schützt. Da bei bipolaren Elkos im einfachsten Fall die Kapazität je Volumen sich ungefähr halbiert, verdoppelt sich das Volumen ungefähr. Und bei Glattfolien können die noch dicker werden. Oft ist der Einsatzzweck eine Frequenzweiche, was dann wegen der geforderten Spannungsfestigkeit die Baugröße noch viel größer ausfallen lässt.
    Doch das wäre hier unnötig, da im Fall nicht doch von irgendwoher bei der Poti- und Filter-Platine mitgeschleppter Spannung bereits 3 V Spannungsfestigkeit eine ordentliche Überdimensionierung beinhalten würde. Trotzdem würde ich höher gehen, um die allgemeine Zuverlässigkeit zu steigern. Im Gegenkopplungszweig braucht man jedoch eine Sicherheitsreserve für ungewollte Zustände, s.u.

    Wegen der kleinen Spannung ist der Trick, gepolte Elkos mit viel größerer Spannungsfestigkeit zu nehmen, damit die Oxidschicht genügend Reserve zum Weggammeln hat. Daher ist es eher gut, wenn die dick ist und der C nicht auf hohes C/V getrimmt ist. Falls der Elko verlustarm ist, dann sollte er nicht gleichzeitig winzig sein und lieber etwas mehr Spannung vertragen. Ein Bipolar-C darf für kleinere Spannungen als ein gepolter C mit der nötigen Weggammelreserve spezifiziert sein.

    Der Vorteile eines geringen ESRs kämen hier nicht zum Tragen. Von speziellen Low-ESR-Typen würde ich wegen möglicher halbleiterähnlicher Effekte Abstand nehmen, außer wenn das Datenblatt etwas anderes sagt.

    Glattfolien-Elkos (so sind viele bipolare aufgebaut) sind hier (wenn die Ausführung stimmt) qualitativ besser als welche mit rauen (normalen) Elektroden, haben dafür aber weniger Kapazität je Volumen. Bipolar-Elkos sind oft Glattfolien-Cs, insbesondere bei Frequenzweichen. Wenn die Bipolar-Elkos und Folien-Cs eine kleinere Spannungsfestigkeit hätten, dann könnten sie auch klein gebaut sein. Aber oft bekommt man diese Ausführungen einfach nicht. Sie müssen hier (außer bei ungewöhnlichen Betriebszuständen, s.u.) kaum Spannung aushalten. Deswegen funktionieren ja auch zur Not gepolte Elkos mit extra etwas höherer Spannungsfestigkeit für einige Jahre und mit Glück sogar Jahrzehnte, da die relativ dicke Oxidschicht ein paar Jahre zum Abbau braucht. Es gibt dabei jedoch ein Problem mit der Serienstreuung. Es macht schon viel aus, ob die Oxidschicht ein paar winzige Defektstellen hat, die bei ordentlich Vorspannung von selbst "ausheilen" und ohne nicht. Und es kann u.U. (z.B. je nach Typ und Serienstreuung) schon etwas ausmachen, ob der Elko jahrelang mit 50 mV verpolt oder mit 50 mV richtig herum betrieben wird.

    Im Zweifel würde ich einfach nachmessen, wie die Potentiale tätsächlich liegen:
    1. Direkt am Eingang des Op-Amps vermute ich ziemlich genau 0 V, da ich sehr kleine Eingangsströme vermute, wogegen aber bisher unklar ist, welche Spannung die Ansteuerung führt, wobei ich 0 V vermute, aber ich weiß es eben nicht, könnte ja eine aktive Filterschaltung bei deinen Potis davor sitzen.
    2. Am invertierenden Eingang, wo die Gegenkopplung angreift, könnte ein kleiner Offset im ein- bis zweistelligen Millivolt-Bereich vorliegen, den man bei der Polung des Elkos berücksichtigen könnte. In der Massenproduktion wäre das zu viel, aber du könntest es. Dabei wäre ein gewisser Temperaturverlauf bei den ICs zu berücksichtigen, von wegen thermisches Gleichgewicht im Gehäuse. Meistens ist die Sache aber so simpel, dass ein Offset immer oder wenigstens grob in der Nähe des thermischen Gleichgewichtes in dieselbe Richtung weist. Dann ist das kein großer Aufwand, ein paar Mal messen und dann richtig herum einlöten und dann nochmal den Offset prüfen, da er sich durch das nun vielleicht intaktere Bauteil verändert haben könnte und nötigenfalls die Polung korrigieren.

    Ist dann die Frage, was am Ende länger hält. Der gestresste polarisierte Elko mit der 5fachen Lebenserwartung oder der kurzlebige bipolare, der dafür die Wechselspannung besser ab kann.
    Vermutlich der bipolare, wenn das Belastungsprofil des Datenblattes für die 2000 h sich auf einen beachtlichen Wechselstrom (z.B. 100 mA) ohne Vorspannung bezieht und nicht ausgerechnet die allgemeine Wärmeverträglichkeit hier die 2000 h festlegt (wie bei ziemlich miesen Dingern). Sollten die Lebenserwartungen jedoch unter denselben Testbedingungen oder unter ähnlichen bei einer nie verpolenden Mischspannung ermittelt worden sein, so könnte es vielleicht sein, dass die gepolte Variante mit der langen Lebenserwartung länger oder ungefähr gleich lange hält.

    Tantal ist auch teuer
    ... und taugt nichts, wenn es nicht wenigstens Tantal-Polymer ist (reine Tantal-Cs sind sogar besonders anfällig für Kurzschlüsse und extrem empfindlich gegenüber Verpolung und nicht mal sonderlich lagerfähig). Die geringen Verluste von Tantal-(Polymer)-Cs sind hier jedoch unnötig. Die äußerst dünne Isolierschicht und der extrem niedrige ESR sind hier nicht gefordert und bringen keinen Nutzen, nicht mal für Audiophile, ist also das Gegenteil von den Grafikkarten, bei denen wegen der extremen Hochstromimpulse nicht mal die Tantal-Polymer-Cs genügten.

    Es ist ein klassischer Fehler bei Audioschaltungen einiger deutscher Hersteller gewesen, dass die schönen teuren Tantalkondensatoren (damals gewöhnliche) mangels Vorspannung oder wegen nur geringfügiger Verpolung nach einigen Jahren auch bei selten gebrauchten Audioverstärkern kurzschlüssig wurden. Wegen dieser falsch eingesetzten Bauteile wurden die Geräte unnötig teurer. Dabei haben die Tantalkondensatoren nicht mal im Neuzustand was genützt, da Rauschen und Verzerrungen von woanders her dominiert wurden und weil diese Schaltungsteile dort in den Koppelzweigen noch so hochohmig waren, dass auch billige Elkos kaum einen Anteil an der Gesamtrauschspannung bewirkt hätten. Mehr als ein Fetisch war das also nicht. Bei Elkos kommt es darauf an, dass man gute einkauft, z.B. damals vom Japaner Rubycon, dann hatte man meistens jahrzehntelange Freude daran.

    und bei Keramik im Audiopfad weiß ich nicht, ob ich mir über wärmebedingte Kapazitätsschwankungen und piezoelektrische Störungen einen Kopf machen muss.
    Die Kapazitätsreserven genügen normalerweise, um wärmebedingte Kapazitätsschwankungen abzufangen:
    1. Im Ansteuerzweig ist die Frequenzgangreserve so groß, dass du dir deswegen keine Gedanken machen müsstest. Der Piezo-Effekt ist hier mangels ausreichender Blindströme kaum vorhanden - aber bei manchen hochgezüchteten Typen stört andersherum Mikrofonie, s.u.
    2. Im Gegenkopplungszweig ist die Reserve zwar bei audiophilen Ansprüchen ein Problem, da die untere Grenzfrequenz des damit realisierten Hochpasses bei 34 Hz liegt, aber bei in kleine Gehäuse eingesperrten Lautsprechern, wie hier vermutet, sollte man kaum Schwankungen bemerken, wenn man nicht gerade extrem hochgezüchtete Typen mit krassem C/V nimmt. Bei denen könnte man vielleicht etwas merken, also nicht "gekonnt" zum ungünstigsten Typ greifen. Zwar ist hier die Signalamplitude bis zu ca. 80 mal so hoch wie am Eingang, aber der Piezoeffekt ist auch hier gering, da der Strom über einen sehr hochohmigen Widerstand fließt - aber bei manchen hochgezüchteten Typen stört andersherum Mikrofonie, s.u.

    Allerdings habe ich weiter oben vergessen, dass Fehlerzustände (echte Fehler, oder extreme Übersteuerung mit richtigem Clipping-Dach, ist schwer zu schaffen, aber bei ungewollter Oszillation evtl. möglich, kommt aber auch beim Einschalt-Plopp kurz vor und wäre daher näher zu untersuchen) die Spannung über dem C der Gegenkopplung unzulässig hoch ansteigen lassen könnten, weswegen da 3 V oder so u.U. nicht die dafür nötige Sicherheitsreserve hat. Es sollte besser schon vertragen werden, was die Betriebsspannung hergibt, zzgl. Sicherheitszuschlag, auch wenn das kein normaler Betriebszustand ist. Das macht den C doch wieder einigermaßen fett, aber nur den vom Gegenkopplungszweig! Aber diese Betrachtung klammert aus, dass es, solange dir der Verstärker nicht schon aus anderen Gründen halb um die Ohren geflogen ist und nicht eine sehr abnorme Ansteuerung erfolgt, solche extremen Zustände durch diverse Effekte eigentlich stark abgemildert werden, ist also so eine Art echte Worst-Case-Betrachtung über alles, was so auftreten könnte. Auch ein Einschalt-Plopp müsste schon ziemlich brutal ausfallen. Aber je nach Quelle kann man einen zusätzlichen externen von erheblicher Amplitude ja nicht ganz ausschließen.
    Normalerweise zieht der C die Transienten selber herunter, und dann sorgen Gegenkopplung und Schaltungssymmetrie dafür, dass es nicht so weit kommt. Die Gegenkopplung ist ja gerade bei Gleichspannung maximal und ergibt da lediglich 1-Verstärkung. Aber ganz krasses Clipping mit kleiner Freuquenz (so ein Dauerploppen), am schlimmsten mit großer Asymmetrie oder ein bereits durchgeschlagenes IC, könnte da an dem C vielleicht etwas anrichten, ist aber so eine Sache, die bei intaktem Verstärker auf eine gewisse Phasenverzögerung angewiesen ist. Es kann sein, das bei sorgfältiger Simulation sich zeigt, dass es schwer ist, diesen Fall zu provozieren. Aber die reine Möglichkeit muss mit abgedeckt werden, denn wenn es doch mal passiert, steht man dumm da. Da helfen dann tausende Stunden einwandfreien Betriebes im Vorfeld nichts mehr.
    Und dafür habe ich das nochmal editiert, hier. Es versteht sich von selbst, dass ein gepolter Elko auch nicht der beste Kandidat für ein solches Szenario ist. Aber immerhin ist er auch als kleine und billige Variante leicht in einer Richtung genügend spannungsfest auslegbar.

    Der C auf der Ansteuerseite darf ruhig mickrig sein - vorbehaltlich einer Überprüfung der Gleichspannungspegel auf der anderen Seite des Kondensators, der normalerweise auch 0 V betragen sollte, aber das kann man aus der Ferne nicht sicher wissen.

    Experimentierfreudige Audiophile, denen es genügt, leise zu hören und die lieber das volle Spektrum haben, dürfen bei der Gegenkopplung gerne auf 22...47 µF gehen, sollten sich aber langsam herantasten und den Spannungshub beim Einschalten (Ploppen) kontrollieren und nötigenfalls Zurückhaltung üben.

    Aus dieser Gegenkopplung ergibt sich, dass Kapazitätsverlust bei den Elkos im Spannungsteiler der Gegenkopplung (zur Masse hin) normalerweise nicht die Ursache für den Brumm sein sollte (er sollte durch stärkere Gegenkopplung leiser werden), sondern ggf. eher ein sich anbahnender Kurzschluss.

    Wenig Aufwand wäre allerdings, den Gleichrichterdioden noch je einen parallelen Keramikkondensator zu verpassen, wie du in deiner ersten Antwort schriebst. Das kann ich sicherlich mit machen, wenn ich das nächste Mal dran herum bastle.
    Genaue Werte habe ich noch nicht. Man kann von der Größenordnung her mit ca. 20...100 nF rechnen. Ich kann mich nicht daran erinnern, dort jemals mehr als 100 nF vorgefunden zu haben. Auf ausreichende Spannungsfestigkeit zzgl. Sicherheitszuschlag ist zu achten. Das wäre natürlich kein Ansetzen an der Ursache, sondern nur eine qualitative Aufwertung.
    Es geht um das Bedämpfen von Aufschaukelungsprozessen und Rundfunkstörungen. Empfindliche Audioschaltungen betätigen sich manchmal als Detektorempfänger, also Demodulator für Amplitudenmodulation, oder sie unterdrücken Signale von der Betriebsspannung nicht genügend (jeweils, weswegen ich das Thema anschnitt). Aber bei diesem IC und dieser Auslegung vermute ich das eher nicht, aber man könnte sich täuschen, da die eigentlich obligatorischen Folien- oder Keramik-Cs von V+ wie auch von V- nach Masse fehlen. Die nachzurüsten, wäre auch mal eine Maßnahme.
    Es war sogar vorgesehen, solche zu bestücken, wurden aber weggelassen, nämlich der Keramikkondensator C01 und sein auf dem Foto verdeckter Gegenspieler (auf der Unterseite sieht man die Position). Ich würde da aber eher anstelle der Kerkos fette Folien-Cs einbauen und die Kerkos dicht an den ICs platzieren, sodass es dann wegen der Aufteilung vier wären. Die ICs brauchen nämlich jeweils den Hochfrequenz-Bypass auf direktestem Weg und perfekt symmetrisch, wogegen der hinter den Dioden zu viel Musik machen könnte, solange die vier Cs parallel zu den Dioden noch fehlen.

    Die am meisten verdächtigen Bauteile bleiben aber trotzdem die beiden dicken Elko-Eimer. Und überhaupt müsste man mal die Brummspannung messen, zumal man dabei auch sehen könnte, ob eine der Dioden einen Knacks weg hat. Die Elkos (der Fokus liegt jetzt auf den dicken) dürfen in Ruhe nicht von sich heraus warm werden und bei Zimmerlautstärke auch nicht so, dass man es spürt.

    Wegen Qualitätssteigerungen hätte ich so einige Ideen, einige stecken schon in dem Text hier. Aber jede Kleinigkeit kostet Kleingeld oder macht Mühe.

    Zu Glattfolie oder nicht:
    Intensive Hörtests haben schon vor Jahrzehnten gezeigt, dass man den Unterschied normalerweise nicht heraushören kann. Ob man ihn herausmessen kann, hängt stark vom Einsatzszenario ab. Der Zustand nach/bei Alterung ist eine andere Frage.

    Ganz später Edit:
    Hm, habe nochmal über Piezoeffekte nachgedacht, da das Ding intern ganz schön rummst, von wegen richtige Mikrofonie und Spannungserzeugung. Da eignen sich wohl so ganz hochgezüchtete MLCC-Typen nicht gerade! Das könnte unter Umständen Rückkopplungen ergeben.


    Vielleicht sind als Folien-Cs die altbekannten Wima MKS eine Option. Die gibt es nämlich auch für kleinere Spannungen und daher mit einem hohen C/V und das nicht allzu teuer. Bei der Ansteuerung genügt der 16-V-Typ, den ich bei Reichelt aber nicht gefunden habe. Bei der Gegenkopplung soll es ein spannungsfesterer sein, falls nötig (wäre dann aber wohl schon pingelig, dafür "rocksolid"), wobei Reichelt sogar einen hat, aber wo man dann wegen der Größe geringfügig basteln müsste. Man könnte aber auch jeweils 2 x 4,7 µF nehmen oder beim Eingang sogar nur einen, wenn vor dem 1-kOhm-R nochmal ungefähr 1 kOhm in Reihe liegt, zum Beispiel als Ausgangsimpedanz der Poti-Platine, dann müsste das eigentlich genügen.

    Jedenfalls halten diese Wima-Dinger erfahrungsgemäß "ewig" und zicken nicht herum, da schön eingegossen. Signaltechnisch sind stirnseitig kontaktierte MKTs teilweise besser, aber das ist hier ja kein audiophiles Projekt. Ich hatte noch nie wegen eines MKS von Wima ein schlechtes Audio (wo so im Kleinsignalbereich verwendet). Ich sehe gerade im Katalog, dass auch viele moderne Wima-MKS-Typen stirnseitig kontaktiert sind, was die Karten neu mischt. Für 10 µF muss man aber wohl schon zu MKS2 mit Rastermaß 5 mm greifen. Dafür sind die auch stirnseitig kontaktiert und vertragen mindestens 50 V DC und 30 V AC. Viel besser geht es kaum, sind bloß keine Winzlinge mehr (muss man dann ordentlich befestigen). Die haben dann, in mm: B=11 H=16 L=7,2 (bei Rastermaß 5 mm), Bestellnummer bei Wima (für Google): MKS2B051001N00
    Reichelt: https://www.reichelt.de/folienkonden...--p172683.html (Foto ist falsch zugeordnet)
    Bei der Gelegenheit könnte man dann auch gleich welche an den Versorgungsspannungen nachrüsten. Hm, eigentlich sollte es wohl billig bleiben (anstatt teuer und audiophil). Noch ein paar Metallfilmwiderstände rein, ist ja auch nicht viel Arbeit, wenn man schon mal dabei ist...

    Ich tendiere aber immer noch zu etwas Kleinerem, wenigstens für die direkte Ansteuerung. Mal sehen, was man noch findet.

    Weiter:

    Die bipolaren Elkos von Nichicon, die derzeit auf eBay angeboten werden, sind eigentlich für solche Zwecke wie hier gedacht, zum Beispiel dieser:
    10 pcs. Nichicon Elko bipolar UVP1V100MDD 10uF 35V 5x11mm RM2 85° für 5,70 € inkl. Versand, sehr billig, wenn du mich fragst. Es gibt wohl auch etwas bessere, aber die sind größer und teurer.

    Hier eine Variante für audiophilere Zwecke, nur etwas verlustärmer (was sonst besser ist, weiß man nicht), aber mit einer eine halbierten Lebenserwartung (1000 h):
    10 pcs. Nichicon UES1V100MEM Elko bipolar "MUSE" 10uF 35V 6,3x11,5mm RM2,5 für 8,80 E inkl. Versand, auch noch günstig. Aber ungefähr dafür bekäme man, ohne Versand, 4 Wima MKS, die viel besser sind.

    Man weiß leider nicht, wie alt die "Neuware" schon ist.

    Der Haken daran:
    Die Datenblätter dazu finde ich eine Frechheit. Da wird mit unklaren Bezügen herumgeeiert. Vielleicht sind das oder ähnliche Typen die Kandidaten, wo du dich auf die Lebensdauer bezogen hast. Ich kann die dort nicht deuten, also wie die Bedingungen wirklich gemeint sind. Der Verlustfaktor ist relativ groß, also gut sind die Dinger nicht gerade. Aber die Schaltung stellt auch nur geringe Anforderungen daran, weswegen das prinzipiell in Ordnung gehen sollte. Und die Spannung, die die Lebensdauer auf diese geringe Werte senkt, bekommen sie in der Schaltung ja gerade nicht ab, ist ja sozusagen nur eine warme Lagerung! Hauptsache, sie rauschen nicht auch noch vor sich hin, das wäre ärgerlich. Unter "Shelf life" gibt es einen Wink, dass die Dinger nach 1000 h Lagerung (also wie in der Schaltung) bei 85 °C formiert werden müssen, um die normale Lebenserwartung (2000 bzw. 1000 h innerhalb der Specs) noch auszuhalten. So richtig fit sind die Elkos dann bei 85 °C also nur für 1000 h, also über den Daumen 8000 h bei 55 °C, ist ein knappes Jahr. Sie müssen danach aber die Specs nicht vollumfänglich schaffen, wegen der geringen Anforderungen. Kapazitätsverlust sollte noch nicht zu befürchten sein, da Formieren die nicht zurückbringt, sondern nur die Oxidschicht ausheilt, was beschleunigter Alterung, verursacht durch erhöhten Leckstrom, vorbeugt. Die quasi nicht vorhandene Spannung in der Schaltung bewirkt aber, dass es nicht zu dieser Alterungsbeschleunigung kommt, sondern zu einer schleichenden Alterung, eben wie bei warmer Lagerung. Das heißt, dass es noch einige Jahre gutgehen kann. Sonst wären die Elkos nicht nach einem Formierungsprozess für weitere 2000 bzw. 1000 h bei 85 °C unter Betriebsbedingungen (wobei die Bezüge unklar sind) immer noch innerhalb der Specs.

    Die Wima MKS sind den Elkos um Welten überlegen und sozusagen über alle Zweifel erhaben, aber eben größer. Auch die MLCCs, die ich mir inzwischen angesehen habe, sind diesen Elkos noch deutlich überlegen. Wenn man wüsste, dass es keine störenden Mikrofonieeffekte gibt, dann könnte man sie wohl nehmen, ist eben Glüchssache, typbedingt und eine Frage, wie man sie, mehr oder minder zufällig, einbaut. Mechanisch sind sie sehr empfindlich.


    Hinzugefügt#1:
    Meine Vermutung zu diesen Bipolar-Elkos, warum die so kurze Lebensdauerwerte haben:
    Egal wie herum man einen Bipolar-Elko polt, so polt man ihn doch falsch herum. Deswegen bezieht man sich vermutlich bei der Lebenserwartung an dieser Spannung, und zwar am Maximum. Das ist dann schon, wenn man mal Ströme ausklammert, extrem belastend (anders als in deiner Schaltung). Die Verluste (werden bei Wechselstrom ermittelt) sind so groß, weil es sich effektiv um eine Reihenschaltung handelt und weil die Oxidschicht in der Summe dick sein muss und weil die schnelle (und ungleich verteilte!) Alterung unter Spannung teilweise schon eingerechnet ist. Das heißt, dass schon die robusteste Auslegung für einen Elko ist, solange er eben kaum Spannung abbekommt. Deswegen gehe ich von einer deutlich höheren Lebenserwartung unter denselben (fast spannungs- und stromlosen) Bedingungen als bei einem gepolten Elko aus, welcher ja darauf ausgelegt ist, seine dünne, raue und mit feinen Unregelmäßigkeiten behaftete Oxidschicht durch Vorspannung immer wieder selbst auszuheilen. Solange der Strom genügend begrenzt ist, formiert er ständig. Dabei ist eine mehrfache Lebenserwartung kein Kunststück (solange der Leckstrom gering, der Elektrolyt geeignet und das Gehäuse dicht bleibt und die Ausdehnungsreserve genügt, also eher solche Qualitäten). Der bipolare Elko muss auch ohne ständiges Nachformieren halten, kann daher nicht auf max. C/V und min. ESR hochgezüchtet werden und hat daher einen Aufbau mit sozusagen mehr Reserven (dafür mit schlechterer Performance, ist also kein "Downsize-Turbomotor", sondern eher ein Motor wie in den 1980ern, der nicht gleich verreckt, wenn er kalt getreten wird oder wenn mal falsches Öl reingekippt wird). Der gepolte Elko hat keine Bedatung für falschen Betrieb, wie eben ohne oder mit leicht verpolter Vorspannung. Dabei gelten die 8000 oder 10000 h, die man manchmal findet, nicht. In deinem Gerät kann weder der eine noch der andere Typ nachformieren, aber nur der ungepolte Typ ist daraufhin ausgelegt. Der ungepolte Typ dürfte auch weniger verzerren, wenn beide Typen keine Vorspannung erhalten.

    Hinzugefügt#2:
    Wenn es gepolte Elkos sein müssen, dann würde ich natürlich ebenfalls welche mit extra langer Lebenserwartung nehmen. Aber ich würde keine auf minimalen ESR hin optimierten Typen nehmen (außer wenn man das zwangsweise mitkaufen muss, zumal auch die Chemie eine Rolle spielt und es unerwünschte Nebenwirkungen bei "Low-Low"-ESR geben kann, aber mit der Ausnahme technischer Innovation, wo der ESR durch anderen Aufbau, z.B. andere Isolierschicht bzw. anderes Dielektrikum, anstatt durch ein Ausreizen gesenkt werden konnte). Ich würde welche mit hoher Spannungsfestigkeit nehmen, weil die (bei etwas höherem ESR) einfach die zuverlässigere oder dickere Oxidschicht haben, womit sie schon dichter an den ungepolten Typen lägen. Geringe Leckströme sind ein gutes Zeichen bei der Auswahl (beziehen sich beim selben Typ jedoch oft auf die Maximalspannung, weswegen der bei spannungsfesteren Typen größer erscheint, aber unter derselben Spannung tendenziell eher kleiner ist). Mit Glück rutscht man wegen der Spannung gerade noch nicht in die nächste Baugröße hinein, wobei größere Ausführungen meistens besser sind, aber es geht hier ja um Platzverhältnisse. Und ich würde sie vor dem Einbau extra formieren (allmählich an immer etwas mehr Spannung gewöhnen, an großem Vorwiderstand, über dem man prima den Leckstrom ermitteln kann, so könnte man auch selektieren), da das Nachformieren in der Schaltung fehlt und sie passend zu den winzigen Spannungsoffsets (oder ggf. zu Einschaltspannungshüben, müsste man überlegen, was man priorisiert, mit Glück ist die Richtung gleich) polen (also unabhängig von Platinenbedruckung und abhängig von Fakten). Aber vor dem Einbau das (langsame) Entladen nicht vergessen. Man hat also durchaus ein paar Möglichkeiten, um aus gepolten Elkos wenigstens das Beste herauszuholen.

    Hinzugefügt#3:
    Guckt man in real existierende HiFi-Schaltungen hinein, so findet man in solchen Bereichen manchmal speziell für Audio optimierte oder ausgesuchte gepolte Elkos, die eine nur geringe Spannungsfestigkeit haben. Das bitte nicht verwechseln. Die geringe Spannungsfestigkeit ist hier der Preis für andere Vorteile, wie auch ungepolte Elkos eine eher geringe Spannungsfestigkeit haben aber dafür wenigstens in beide Richtungen und wie auch besonders verlustarme Elkos sich nicht bei kleiner Baugröße in hoher Spannungsfestigkeit realisieren lassen. Kauft man sich extra Typen für kleine Spannungen, so gilt der Umkehrschluss nicht! Standardmäßig bekommt man das schlechtere Bauteil, welches lediglich innerhalb der eigenen Reihe und mit Glück etwas kleinere Verluste als sein spannungsfesteres Pendant haben könnte und welches Verpolung oder Lagerung noch schlechter als sein spannungsfesteres Pendant verträgt (Letzteres gemessen am Vertragen derselben Spannungshöhe, also an Anforderungen anstatt an den Specs).
    Falls Verluste und Spannungsfestigkeit gegeneinander abgewogen werden, kann der Typ mit der kleineren Spannungsfestigkeit in manchen Szenarien manchmal geeigneter sein (z.B. beim Glätten einer Betriebsspannung, der hohe Ströme entnommen werden). Aber das qualifiziert ihn noch längst nicht für deinen Einsatzzweck, wo in der Schaltung immer ein relativ hoher Widerstand verzweigungslos in Reihe geschaltet ist. Deswegen kannst du dir einen etwas höheren ESR (locker bis zu einstellige Ohm-Zahlen, notfalls sogar zweistellig, aber dann sollten die je Kanal schon ungefähr gleich sein) ab Werk problemlos erlauben. Etwas anders ist die Lage, wenn der ESR wegen Alterung stark angestiegen ist, weil das dann ein Symptom für Vergammelung oder Elektrolytverlust ist, ohne dafür Benefits zu erhalten. Das kann schon mal gehörigen Kapazitätsverlust, zu große Leckströme (bis hin zu Kurzschluss), Rauschen, Rumpeln oder halbleiterähnliche Effekte (die für vorg. Effekte ursächlich sein können) mit sich bringen.
    jabu ist offline Geändert von jabu (12.05.2022 um 12:55 Uhr) Grund: Die Sache mit dem Piezoeffekt nochmal bedacht! Neu: Ergänzungen

  9. #9 Zitieren

    Metasyntaktische Variable
    Avatar von foobar
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    Ok, ich wollte doch nochmal Rückmeldung geben. Es hat eine Weile gedauert, bis ich genug Kram beieinander hatte, dass sich eine Onlinebestellung lohnt. Der Ausfall des 3D-Druckers hat dann den Ausschlag gegeben (Kabelbruch zum NTC im Heizbett ⇒ Silikonkabel verkraften hoffentlich das viele Biegen besser, wenn das Druckbett vor- und zurück fährt).

    Witzigerweise ist in dieser Wartezeit das Brummen von alleine deutlich zurück gegangen. Keine Ahnung, warum. Vielleicht war es eine netzseitige Störung, die in zwei verschiedenen Sicherungskreisen auftrat (hatte die Lautsprecher ja sowohl im Büro als auch der Werkstatt getestet). Oder vielleicht hat irgendwas oszilliert und die Komponenten sind durch weitere Alterung einfach aus der Oszillation gedriftet. Oder mein Gehör hat sich einfach in den 2 Monaten enorm verschlechtert.

    Dennoch habe nun neue Bipolar-Elkos eingesetzt. Die Vorgänger mit ihren 17 bzw. 30 Ω ESR hätten es wohl eh nicht mehr lange gemacht. Folienkondensatoren habe ich alle Datenblätter gewälzt, von Reichelt über Farnell und Mouser bis Digikey, und keinen gefunden, der volumenmäßig gepasst hätte. Selbst die jetzigen Elkos stoßen aneinander und liegen nicht ganz plan auf der Platine auf. Ferner habe ich 22 nF Keramikkondensatoren parallel zu den Gleichrichterdioden gesetzt und die großen 3300 µF Becher durch neue ersetzt.

    Ergebnis: Wenn ich mein Ohr ganz dicht an den Lautsprecher halte, kann ich noch ein ganz leises Brummen wahrnehmen (wird der Trafo sein), aber ansonsten scheint nun Ruhe zu herrschen. Mal schauen, wie lange es hält.
    foobar ist offline

  10. #10 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Zitat Zitat von foobar Beitrag anzeigen
    Witzigerweise ist in dieser Wartezeit das Brummen von alleine deutlich zurück gegangen. Keine Ahnung, warum. Vielleicht war es eine netzseitige Störung, die in zwei verschiedenen Sicherungskreisen auftrat (hatte die Lautsprecher ja sowohl im Büro als auch der Werkstatt getestet). Oder vielleicht hat irgendwas oszilliert und die Komponenten sind durch weitere Alterung einfach aus der Oszillation gedriftet. Oder mein Gehör hat sich einfach in den 2 Monaten enorm verschlechtert.
    Danke für deine Rückmeldung auch dieses Sachverhaltes, das hatte mich interessiert!

    Dennoch habe nun neue Bipolar-Elkos eingesetzt. Die Vorgänger mit ihren 17 bzw. 30 Ω ESR hätten es wohl eh nicht mehr lange gemacht.
    Ein ESR in dieser Größenordnung hat zwar im Gegenkopplungsnetzwerk nur geringe (immerhin!) und bei der Ansteuerung praktisch gar keine Auswirkungen, ist aber ein Gammelindikator, und vom Gammel könnte man u.U. schon etwas merken, wenn nicht jetzt, dann bald.

    Bipolar-Elkos sind mit ihren glatteren und fehlstellenärmeren Oxidschichten bei gleichzeitig kaum Spannung hier normalerweise eine deutliche Verbesserung. Der werksseitig deutlich höhere ESR (gem. Datenblatt) gegenüber gepolten Elkos ist in dieser Schaltung bezüglich des Ergebnisses unhörbar und dürfte messtechnisch unter anderen Effekten und Schwankungen untergehen, also messtechnisch sehr schwer oder gar nicht reproduzierbar sein. Im Gegenzug dürfte die Signalqualität für längere Zeit von den Bipolar-Elkos unbeeinträchtigt bleiben, falls diese etwas taugen.

    Folienkondensatoren habe ich alle Datenblätter gewälzt, von Reichelt über Farnell und Mouser bis Digikey, und keinen gefunden, der volumenmäßig gepasst hätte.
    Ja, sind schon fett. Leider bekommt man sie nicht mit dem Kompromiss kleinerer Baugröße bei abgesenkter Spannungsfestigkeit.

    Selbst die jetzigen Elkos stoßen aneinander und liegen nicht ganz plan auf der Platine auf.
    Planes Aufliegen ist normalerweise nicht nötig, solange die Leiterbahnen nicht abgelöst werden können. Bezüglich Vibrationen und Haltbarkeit der Elkos kann man schwer etwas pauschal aussagen. Wild herumpendeln sollten sie wohl besser nicht, aber direkt aufliegen müssen sie auch nicht. Bezüglich der gegenseitigen Annäherung der Elkos interessiert die sich dadurch ergebende Kapazität, da sie eine Mitkopplung bewirkt:

    Eine nur sehr grobe Simulation mittels LTspice hat ergeben, dass unterhalb von ca. 100 pF sich zwar bei hohen Speiseimpedanzen (kleine sind unkritisch, zum Glück geht 22 kOhm nach Masse, sodass diese stets nach unten hin begrenzt ist, also auch bei einem aussetzenden Poti) noch keine Resonanzüberhöhung ergibt, aber erste sichtbare Effekte entstehen, nämlich eine geringfügige Frequenzganglinearisierung im Hochtonbereich, wobei die bei ca. 200 pF und einem halb aufgedrehten 50-kOhm-Poti ziemlich perfekt sein dürfte, bevor es zu einer Resonanzüberhöhung kommt. Aus Stabilitätsgesichtspunkten will man aber möglichst gar keine Effekte sehen, um Sicherheitsmargen wegen Unwägbarkeiten zu haben. Resonanzneigungen haben sich bei ca. 18...30 kHz gezeigt, z.B. bei ca. 23,5 kHz. Aber wegen der Grobheit der Modellierung könnte sich daran einiges verschieben.

    Welche Kapazität haben zwei aneinenandergepresste Elkos? Ich habe noch längere und dickere genommen und nachgemessen, schaffe unter normalen Umständen kaum mehr als 10 pF und feste gepresst etwas weniger als 20 pF. Das waren direkt die (natürlich isolierten) Becher, nicht die Innereien. Die Leiterbahnen und die Anschlussfahnen der OpAmps dürften eine Kapazität von deutlich weniger als 10 pF zueinander aufweisen. Falls du unter deinen Bedingungen insgesamt 20 pF für die Mitkopplung schaffst, dürfte das schon verhältnismäßig viel sein.

    Mit diesen 20 pF ergäbe sich bei relativ hochohmiger Speisung (halb aufgedrehtes 50-kOhm-Poti an Line-Out) immerhin ca. 1,3 % mehr Ausgangsspannung bei 20 kHz gegenüber 2 pF (für den Originalzustand angenommen, inkl. Leiterbahnen, evtl. etwas zu viel). Bei 15 KHz ergäbe sich noch eine Erhöhung von ca. 0,8 %. Damit hätten wir ungefähr die maximalen Auswirkungen grob charakterisiert. Alles andere wäre geringfügiger. Immerhin sind deine Elkos kleiner, und sie werden wohl nicht genau parallel aneinander gepresst werden, was normalerweise << 10 pF ergibt (normale Berührung mit z.B. etwas weniger als 1 pF), also nichts Hörbares.

    Trotzdem fand ich mal interessant, wie sich Winzigkeiten bereits auswirken können. Bei ca. 200 pF ergibt sich unter denselben Voraussetzungen in dieser groben Simulation eine passable und normalerweise bereits hörbare Frequenzgangkompensation, gegen den leichten Hochtonabfall, welcher sich im Originalzustand ergibt, aber mangels eines genauen Modells des OpAmps und weil man noch zu wenig über die Speiseimpedanz weiß, können sich für den genauen Wert, der diese Kompensation einigermaßen genau liefert, große Veränderungen ergeben. Das gilt natürlich auch für die Frequenzen und Prozentzahlen in den vorstehenden Abschnitten.

    Ferner habe ich 22 nF Keramikkondensatoren parallel zu den Gleichrichterdioden gesetzt
    Falls sie genügend spannungsfest sind und es eine sinnvoll dimensionierte Sicherung gibt, z.B. mindestens eine im Trafo mit eingewickelte (für minimalen Brandschutz, ist aber bei solchen Kompaktgeräten sowieso nötig), kann man das befürworten. Die kleinen Kapazitäten sind eher unkritisch bezüglich Nebenwirkungen, hätte ich im Zweifel auch genommen.

    und die großen 3300 µF Becher durch neue ersetzt.
    Jepp, wäre ärgerlich gewesen, falls nicht. An diese Elkos sind die üblichen Anforderungen zu stellen, also neben möglichst hoher Lebensdauer bei einer hohen Temperatur auch ein kleiner ESR (der aber nicht auf Rekordwerte getrimmt sein muss, bei Zielkonflikt lieber die längere Lebensdauer nehmen). Die größte Sorge ist, dass der Elektrolyt sich nicht verflüchtigen soll, also wie meistens.

    Ergebnis: Wenn ich mein Ohr ganz dicht an den Lautsprecher halte, kann ich noch ein ganz leises Brummen wahrnehmen (wird der Trafo sein), aber ansonsten scheint nun Ruhe zu herrschen. Mal schauen, wie lange es hält.
    Hinsichtlich Haltbarkeit viel schlechter als der üblicherweise werkseitig verbaute Semi-Schrott zu werden, ist auch nicht einfach.
    jabu ist offline Geändert von jabu (04.07.2022 um 04:42 Uhr)

  11. #11 Zitieren
    Legende Avatar von Ajanna
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    Wanze. Oder nicht entstörter Kühlschrank.

    Ajanna ist offline

  12. #12 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Zitat Zitat von Ajanna Beitrag anzeigen
    Wanze. Oder nicht entstörter Kühlschrank.
    Gute Idee (beim Kühlschrank hatte ich angenommen, dass er selber darauf kommt, aber auf was bin ich schon nicht gekommen...).

    Machen wir auf dieser Schiene mit einem (bauartbedingt) manchmal oft besonders effektiven Störer, den man manchmal übersieht, weiter:

    -> Eine in ihrer Leistung elektronisch gesteuerte Heizungspumpe (warum ist mir speziell dieses Teil nicht früher eingefallen?).

    Bei Fragestellung bestand noch Heizbedarf, inzwischen kaum noch. Sie könnte während des Versuchs mit dem geringeren Brummen komplett abgeschaltet gewesen sein. Bei voller Leistung sollte sie kaum bis gar nicht stören, aber die Dinger laufen nur selten bei voller Leistung (z.B. für Warmwasser, wo es ein Umschaltventil gibt), aber eher nicht zum Heizen, dafür sind sie fast immer gedrosselt.

    Schlechte Elkos im Netzteil können natürlich solche Immissionen weniger ausgleichen, weswegen die neuen dagegen helfen könnten. Vielleicht hört man trotzdem noch etwas durch.

    Wechselrichter käme evtl. noch infrage, aber da ich vermutete, dass foobar leicht selber darauf kommt, habe ich die nicht extra erwähnt.
    jabu ist offline Geändert von jabu (04.07.2022 um 10:21 Uhr)

  13. #13 Zitieren

    Metasyntaktische Variable
    Avatar von foobar
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    Zitat Zitat von jabu Beitrag anzeigen
    Welche Kapazität haben zwei aneinenandergepresste Elkos?
    Die selbe wie die, welche vorher drin waren: 10 µF (50V).

    Falls sie genügend spannungsfest sind
    Sind diese hier: https://www.reichelt.de/keramik-kond...22n-p9280.html

    Ich weiß ich jetzt nicht mehr, welche Spannungen der Trafo sekundärseitig liefert (ich meine, es wären 12V gewesen, aber zitiere mich nicht). Aber die Becher-Elkos waren mit max. 35V spezifiziert, also sollten 50V eigentlich schicken.

    und es eine sinnvoll dimensionierte Sicherung gibt
    Das ist eine der netteren Sachen an den Boxen: Der Schalter ist tatsächlich primärseitig verbaut (bei vielen PC-Desktop-Lautsprechern sitzt er ja hinter dem Trafo, damit er nicht so spannungsfest sein muss und billiger ausfallen kann). Und es ist auch eine primärseitige Schmelzsicherung eingebaut (1,5A; Auslöseverhalten leider nicht angegeben). Da muss man dann, wenn was schief läuft, nicht gleich den Trafo ausbauen und abwickeln. Bisher hat die Sicherung meine Basteleien überlebt.

    Der einzige Kritikpunkt, den ich an dem Teil der Konstruktion habe, ist, dass die Sicherung hinter dem Schalter sitzt. Ich persönlich setze die Sicherung immer als allererstes, denn wenn mit dem Schalter was ist, soll die Sicherung bitte auch auslösen. Aber die Innereien sollten in jedem Fall abgesichert sein.


    Bezüglich Kühlschränke, Pumpen, etc.: Natürlich hatte das überlegt, allerdings hat sich irgendwie nichts geändert an meinen sonstigen Geräten im Haushalt. Der Rechner ist tagsüber praktisch dauerhaft an (weil er halt auch geschäftlich genutzt wird), da würde man IMHO erwarten, dass bei sporadisch laufenden Motoren (wie z.B. einem Kühlschrankkompressor) das Brummen im Tagesverlauf in mehreren Intervallen kommt und geht. Das war aber nicht, was ich beobachtet hatte. Mir fällt jetzt kein Gerät ein, das im Frühjahr einmal durchgehend für 2 Monate läuft und dann wieder in der Versenkung verschwindet. Wenn jemand eine Idee hat...
    foobar ist offline

  14. #14 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Zitat Zitat von foobar Beitrag anzeigen
    Die selbe wie die, welche vorher drin waren: 10 µF (50V).
    Ich hatte dort bereits (als einleitende, ein wenig rhetorische, Frage) die parasitäre Kapazität gemeint, welche sich zwischen den beiden zylindrischen Gehäusen der Elkos ausbilden kann, da du sagtest, dass sich die Elkos berühren. Trotzdem danke.

    Was hat man dir denn verkauft? Diese hochempfindlichen flachen rechteckigen Philips-Kondensatoren von der Abbildung, welche für Klein- und Kleinstsignal-Hochfrequenztechnik bei großer Packungsdichte spezialisiert sind und im NF-Bereich schon bei Milliampere hörbar vibrieren? <-Abzuraten!

    Oder hat man dir runde, etwas bauchige, verkauft? Solche wären klar zu favorisieren!

    Ich weiß ich jetzt nicht mehr, welche Spannungen der Trafo sekundärseitig liefert (ich meine, es wären 12V gewesen, aber zitiere mich nicht). Aber die Becher-Elkos waren mit max. 35V spezifiziert, also sollten 50V eigentlich schicken.
    Es interessieren hier nur die beiden Scheitelwerte, also was maximal möglich ist:
    +-35V macht 70V, wenn man nach den Elkos ginge, damit wäre in dem Fall der Kondensator durch. Die Elkos sind nämlich in Reihe geschaltet. Bei 12V käme es darauf an, was du gemessen hast (Spitzenspannung, Effektivwert, Gleichrichtwert...) und zwischen welchen Punkten.

    Einigermaßen beruhigend:
    TDA2030A und seine typischen Klone vertragen aber nicht so viel. Bei +-22V ist typischerweise Schluss, und mehr als +-20V wäre schon die Grenze, die auch ein besonders Wagemutiger wegen möglicher Netzspannungsschwankungen nicht riskieren würde, zumal +-18V für Maximalleistung an 8-Ohm-Last in Datenblättern angegeben wird. Es gibt nur höchst selten einen vernünftigen Grund dafür, mehr als +-18V anzustreben. Aber falls der Einkäufer beim Trafo nicht wählerisch sein konnte, sodass dieser im Leerlauf etwas mehr liefert und zudem die Netzspannung mal gut nach oben schwankt, muss man trotzdem von schlimmstenfalls +-22V Dauerspannung (Scheitelwert) ausgehen, also 44Vss. Zudem schaukelt sich schon mal etwas kurzzeitig im Netz auf, und Störimpulse gibt es auch noch.
    => 50 V für gute(!) Kerkos muss man schon haben, wobei die Reserve knapp ist. Die Dioden leiten ja nicht instantan. Inwiefern ein solcher Kerko eher Spannungsspitzen herunterbügelt (so hätte man es gerne), anstatt an ihnen zu verrecken, ist ein schon ziemlich komplexes Szenario (nichts für eine Wette aus dem Bauch heraus).

    Bei 12Veff liegt der Scheitelwert bei knapp 17V, hier also +-17V, macht 34Vss, kann man aber nicht so pauschal ansetzen, da die Leerlaufspannung des Trafos höher sein kann. Und die Toleranz des Netzes käme auch hier hinzu. +-17V halte ich für sinnvoller, als auszureizen, was das Datenblatt hergibt.

    Das ist eine der netteren Sachen an den Boxen: Der Schalter ist tatsächlich primärseitig verbaut (bei vielen PC-Desktop-Lautsprechern sitzt er ja hinter dem Trafo, damit er nicht so spannungsfest sein muss und billiger ausfallen kann). Und es ist auch eine primärseitige Schmelzsicherung eingebaut (1,5A; Auslöseverhalten leider nicht angegeben). Da muss man dann, wenn was schief läuft, nicht gleich den Trafo ausbauen und abwickeln. Bisher hat die Sicherung meine Basteleien überlebt.
    In der Tat lobenswert.

    Der einzige Kritikpunkt, den ich an dem Teil der Konstruktion habe, ist, dass die Sicherung hinter dem Schalter sitzt. Ich persönlich setze die Sicherung immer als allererstes, denn wenn mit dem Schalter was ist, soll die Sicherung bitte auch auslösen. Aber die Innereien sollten in jedem Fall abgesichert sein.
    Ja, eines Tages passiert etwas, womit man gar nicht gerechnet hat (Material hat sich gelöst und macht einen Kurzschluss etc.). Es ist schon ein Fehler, sich auf etwas zu verlassen.

    Falls du es noch weißt:
    Wieviel Ohm haben denn die Lautsprecher? Daraus ließe sich nämlich abschätzen, ob die Betriebsspannung eher groß oder klein sinnvoll gewählt ist.
    jabu ist offline Geändert von jabu (04.07.2022 um 18:21 Uhr)

  15. #15 Zitieren

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    Avatar von foobar
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    Zitat Zitat von jabu Beitrag anzeigen
    Was hat man dir denn verkauft? Diese hochempfindlichen flachen rechteckigen Philips-Kondensatoren von der Abbildung, welche für Klein- und Kleinstsignal-Hochfrequenztechnik bei großer Packungsdichte spezialisiert sind und im NF-Bereich schon bei Milliampere hörbar vibrieren? <-Abzuraten!

    Oder hat man dir runde, etwas bauchige, verkauft? Solche wären klar zu favorisieren!
    Runde:

    Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)


    Dieses spezielle Produktfoto bei Reichelt habe ich bei diversen Artikeln gefunden. Ist offenbar deren Standardbild für Keramikkondensatoren.

    Es interessieren hier nur die beiden Scheitelwerte, also was maximal möglich ist:
    +-35V macht 70V, wenn man nach den Elkos ginge, damit wäre in dem Fall der Kondensator durch. Die Elkos sind nämlich in Reihe geschaltet. Bei 12V käme es darauf an, was du gemessen hast (Spitzenspannung, Effektivwert, Gleichrichtwert...) und zwischen welchen Punkten.
    Die (vermuteten) 12V waren auf jeden Fall der RMS-Wert. Habe übrigens gerade nochmal aufgemacht und nachgeguckt. Auf dem Trafo stehen 2x12V, nachgemessen waren es dann erwartungsgemäß 14VRMS über der Diode.

    Wenn ich noch irgendwas gucken soll, wo die Box gerade offen ist: Jetzt ist die Gelegenheit. Wenn ich in einer Stunde vom Ergometer wiederkomme, wird sie wieder zugemacht. Und dann bleibt sie auch zu.

    Wieviel Ohm haben denn die Lautsprecher? Daraus ließe sich nämlich abschätzen, ob die Betriebsspannung eher groß oder klein sinnvoll gewählt ist.
    Abgelesen: Tieftöner 8Ω 30W, Hochtöner 6Ω 7W. Versprochen hatte der Händler IIRC 40W. Naja, seien wir mal nicht so.
    foobar ist offline Geändert von foobar (04.07.2022 um 19:38 Uhr)

  16. #16 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Zitat Zitat von foobar Beitrag anzeigen
    Runde:

    Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)
    So sollten sie aussehen. -> Erleichterung
    Es sind zwar keine Nobeljapaner, aber wir wollen nicht unverschämt werden.
    Ich bin auch froh, dass es nicht so ganz flache Dinger mit dünnen Drähten sind.

    Die (vermuteten) 12V waren auf jeden Fall der RMS-Wert.
    Bei Leerlauf 2x12V RMS an den Trafopotentialen gemessen?
    Geguckt meintest du, aber ich frage mal interessehalber, ist ja nicht ausgeschlossen.

    Habe übrigens gerade nochmal aufgemacht und nachgeguckt. Auf dem Trafo stehen 2x12V, nachgemessen waren es dann erwartungsgemäß 14VRMS über der Diode.
    Zur Rückversicherung:
    Unter "über der Diode" gemessen verstehe ich eine Messung zwischen Anode und Kathode der Diode (und nicht von entweder Kathode oder Anode nach Masse).

    Hast du das so gemeint? *

    Wenn ich noch irgendwas gucken soll, wo die Box gerade offen ist: Jetzt ist die Gelegenheit. Wenn ich in einer Stunde vom Ergometer wiederkomme, wird sie wieder zugemacht.
    Die Ansteuerung der Endstufen erfolgt jeweils über einen 1-kOhm-R. Es wäre interessant, welche Impedanz dieser Widerstand auf der anderen Seite sieht, z.B. ein Poti und welchen Wert das hat (oder ein OpAmp und was da noch so zur Impedanz beiträgt). Edit: Musst aber nichts extra dafür zerlegen.

    Abgelesen: Tieftöner 8Ω 30W, Hochtöner 6Ω W.
    Also ist von einer eher hohen Spannung auszugehen, käme bei 2x12Vrms ja hin.

    *Edit:
    Hast den Effektivwert der Mischspannung über der Diode berechnet, ja?
    Dann passt das schon ziemlich genau, Faktor sqrt(6) / 2. Dann musst du nicht mehr einzeln darauf eingehen, Bestätigung genügt.

    Hinzugefügt:
    Hat sich nicht bestätigt^, war außerdem ein falscher Bezug von mir drin: Der Faktor ist zwar korrekt, aber er müsste auf die Spitzenspannung angewendet werden. Ein anderer Lösungsweg bestätigt das.
    Durch dein aussagekräftiges Oszillogramm ist für mich jetzt klar, dass meine ursprüngliche Worst-Case-Annahme bezüglich der Spannung aus meinem vorherigen Beitrag ziemlich genau passt, eben +-22V inkl. obere Netzspannungstoleranz, was +-20V ohne diese ergibt, und dieses sagt (indirekt) auch dein Oszillogramm. Jetzt ist mir auch klar, wie du zu deinen (wohl korrekten) Annahmen gekommen bist.
    Von deinen 14Vrms hatte ich mich verwirren und verleiten lassen (daher mein falscher Bezug, s.o.), weil das bei der Mischspannung eigentlich zu wenig sein müsste, aber man kann es ja (indirekt) ebenso als AC-Eingangsspannung umdeuten, wobei es passt (mit nur unerheblichen Abweichungen).
    Das lag wohl auch mit daran, dass ich bei solchen Sachen normalerweise stinkfaul vorgehe (und daher mein Dekoder anders eingestellt ist): Multimeter über den Elko, ausrechnen, fertig (weil die Schaltung bekannt ist). Bei Oszis bin ich so einer, der am liebsten gegenüber der richtigen Masse misst und sich den Rest im Kopf zurechtdreht. Dann ist das auch sicherer gegen Kurzschlüsse, Verzerrungen durch schiefe Last und Störeinkopplungen.
    Wenn du wüsstest, wie faul ich bin, kein Handschlag zu viel...
    Meine Antwort auf deinen aktuellen Beitrag hin muss noch etwas warten.
    jabu ist offline Geändert von jabu (05.07.2022 um 00:34 Uhr) Grund: umfangreiche Ergänzung unten

  17. #17 Zitieren

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    Avatar von foobar
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    Zitat Zitat von jabu Beitrag anzeigen
    Bei Leerlauf 2x12V RMS an den Trafopotentialen gemessen?
    Es kommen (im Leerlauf) 14 VRMS vom Trafo. Es fehlt halt die Last. Wenn ich ein Signal einspeise und an der Lautstärke drehe, geht die Spannung leicht runter.

    Zur Rückversicherung:
    Unter "über der Diode" gemessen verstehe ich eine Messung zwischen Anode und Kathode der Diode (und nicht von entweder Kathode oder Anode nach Masse).
    Genau, über die Diode. Beziehungsweise, da der Kondensator ja parallel ist, über den Kondensator. Das ist ja die Spannung, die der sieht. Von einem Bein zum anderen.

    Ich habe jetzt nochmal mit dem Oszi über eine der Gleichrichter-Dioden geguckt. Ich und Oszis fallen aktuell in die Kategorie: „In des tumben Toren Hand ist selbst das beste Werkzeug Tand.” Aber irgendwo mit muss man ja lernen und ich dachte mir, das sieht vielleicht mal ganz interessant aus. Coupling habe ich auf DC gestellt, sollte also die Mischspannung anzeigen.

    Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)



    Die Ansteuerung der Endstufen erfolgt jeweils über einen 1-KOhm-R. Es wäre interessant, welche Impedanz dieser Widerstand auf der anderen Seite sieht, z.B. ein Poti und welchen Wert das hat (oder ein OpAmp und was da noch so zur Impedanz beiträgt).
    Das geht (offenbar) in das Lautstärke-Poti auf einem zweiten Board, welches ich nicht ausbauen oder sehen kann. Ich komme selbst mit meinen vergleichsweise kleinen Händen nicht durch das kleine Loch. Und das ganze Gehäuse will ich nicht zerlegen, das ist nur billiges MDF. Aber da sich der Widerstand ändert, wenn ich am Lautstärke-Regler drehe, vermute ich das mal ganz stark.

    Die tatsächliche Impedanz zu messen übersteigt meine Möglichkeiten, aber der mit dem Multimeter gemessene DC-Widerstand (In-Circuit): Minimum 9Ω, Maximum 66 kΩ.
    foobar ist offline Geändert von foobar (04.07.2022 um 22:15 Uhr)

  18. #18 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Zitat Zitat von foobar Beitrag anzeigen
    Es kommen (im Leerlauf) 14 VRMS vom Trafo.
    Danke, das wollte ich wissen.

    Es fehlt halt die Last. Wenn ich ein Signal einspeise und an der Lautstärke drehe, geht die Spannung leicht runter.
    Es wäre bekanntlich ein Wunder, falls nicht.

    Und das ist (neben den Abstufungen bei Trafos von der Stange) auch ein Grund dafür, dass man mit der Leerlaufspannung bis ans gerade vertretbare Limit geht.

    Solange dein Oszilloskop mit dem abweichenden Massebezug (an der Diode) daran hängt, solltest du dich besonders vor Kurzschlüssen (auf Umwegen) vorsehen. Ich wollte nur vorsichtshalber daran erinnern, obwohl du es wohl wissen düftest.

    Genau, über die Diode. Beziehungsweise, da der Kondensator ja parallel ist, über den Kondensator. Das ist ja die Spannung, die der sieht. Von einem Bein zum anderen.
    Ich hatte gar nicht erwartet, dass du mit einem Oszi so vorgehen würdest. Aber bei unabhängig vom Stromnetz betreibbaren oder wenigstens leicht galvanisch trennbaren kompakten Oszis ist das tatsächlich kein viel größerer Aufwand, als mit einem Multimeter die Spannung am Trafo oder am Elko zu messen und daraus Rückschlüsse zu ziehen. (Das war früher i.d.R. umständlicher.)

    Ich habe jetzt nochmal mit dem Oszi über eine der Gleichrichter-Dioden geguckt. Ich und Oszis fallen aktuell in die Kategorie: „In des tumben Toren Hand ist selbst das beste Werkzeug Tand.” Aber irgendwo mit muss man ja lernen und ich dachte mir, das sieht vielleicht mal ganz interessant aus. Coupling habe ich auf DC gestellt, sollte also die Mischspannung anzeigen.

    Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)
    Das klärt die Sache auf, ist wie bei der spannungsmäßigen Worst-Case-Betrachtung in meinem vorletzten Beitrag, also bei maximal zulässiger Netzspannung (10 % mehr, wenn man davon ausgeht, dass sie bei dir 230 V beträgt, weiß ich natürlich nicht, bei mir hat sie meistens ca. +1...2%) dann ca. 44V und ca. 6V Reserve für die Keramikkondensatoren.

    Das geht (offenbar) in das Lautstärke-Poti auf einem zweiten Board, welches ich nicht ausbauen oder sehen kann. Ich komme selbst mit meinen vergleichsweise kleinen Händen nicht durch das kleine Loch. Und das ganze Gehäuse will ich nicht zerlegen, das ist nur billiges MDF. Aber da sich der Widerstand ändert, wenn ich am Lautstärke-Regler drehe, vermute ich das mal ganz stark.

    Die tatsächliche Impedanz zu messen übersteigt meine Möglichkeiten, aber der mit dem Multimeter gemessene DC-Widerstand (In-Circuit): Minimum 9Ω, Maximum 66 kΩ.
    Danke, das ist schon aussagekräftig. Das könnte für ein 100-kOhm-Poti mit etwas Beschaltung drumherum sprechen, da die Abstufungen bei verfügbaren Werten solcher Potis meistens grob sind, also z.B. 50 kOhm und dann 100 kOhm. Nun weiß ich, dass bei meiner Simulation die hochohmigere Variante, die empfindlicher auf Verkopplungen reagiert, zu wählen ist (was ich für das Worst-Case-Szenario bezüglich Mitkopplungsempfindlichkeit auch gemacht hatte). Zum Glück geht ein 22-kOhm-Widerstand vom Eingang des ICs nach Masse. Wäre der viel hochohmiger gewählt worden, so wäre das insbesondere in Kombination mit dem hochohmigen Lautstärke-Poti nicht gut. So ist das vertretbar.


    Jetzt ärgere ich mich nach einer Überschlagsrechnung mit verdächtigem Ergebnis, wonach ich die Simulation angeschmissen habe, und die ergibt:

    Der Koppel-Elko am Eingang käme mit 2,2 µF aus, ohne dass sich am Frequenzgang (bei Bässen) etwas erkennbar ändert, und notfalls täte es auch 1 µF noch (bei ca. -0,5db@20Hz gegenüber dem originalen Frequenzgang und dort, wo das Ding anfängt, richtig zu spielen, natürlich noch viel weniger, würde man wohl noch nicht merken, zumal man das Poti auch etwas aufdreht und der Unterschied dann noch weniger wird).

    Mit 2,2 µF am Eingang läge man also locker auf der sicheren Seite. Der Elko im Gegenkopplungsnetzwerk ist natürlich frequenzgangbestimmend, der senkt die Bässe, vermutlich gewollt, etwas ab. Deswegen muss seine Kapazität dauerhaft erhalten bleiben.

    Die Überprüfung hatte ich mir am Anfang überlegt, war dann aber darüber hinweggekommen. Nun habe ich mich vorhin wieder an den 22 kOhm gestoßen, weil dabei 10 µF viel ist und weil das im krassen Kontrast zur Auslegung des Gegenkopplungsnetzwerkes steht.

    Mist! Da hätte man problemlos einen guten Folien-C einbauen können. Na ja, wenn du die Kiste mal wieder offen hast...

    Wie auch immer, falls du einen Wunsch bezüglich Frequenzgangveränderungen hast oder wissen willst, bis wohin Veränderungen unkritisch sind o.Ä., kann ich dir das gerne simulieren und dir die Werte dafür sagen.
    jabu ist offline Geändert von jabu (05.07.2022 um 15:12 Uhr)

  19. #19 Zitieren

    Metasyntaktische Variable
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    Zitat Zitat von jabu Beitrag anzeigen
    Solange dein Oszilloskop mit dem abweichenden Massebezug (an der Diode) daran hängt, solltest du dich besonders vor Kurzschlüssen (auf Umwegen) vorsehen. Ich wollte nur vorsichtshalber daran erinnern, obwohl du es wohl wissen düftest.
    Falls du meinst, dass man sein geerdetes Oszi kaputt machen kann, indem man den Erdungsclip der Sonde an das falsche Potential anschließt: Daran hatte ich gedacht und befunden, dass es hier nicht passieren sollte, da ich ja durch den Trafo galvanisch vom normalen Netz getrennt bin.

    Eines Tages, wenn ich mal wieder Geld übrig habe und nicht weiß, wohin damit, besorge ich mir vielleicht einen Differentialmesskopf. Die sind ja inzwischen auch bezahlbar geworden. Sowas wie ein Micsig DP10007 oder so. Aber der steht irgendwo auf der Nice2Have-Liste, weil ich ihn nur alle Jubeljahre mal brauchen würde.

    Wie auch immer, falls du einen Wunsch bezüglich Frequenzgangveränderungen hast oder wissen willst, bis wohin Veränderungen unkritisch sind o.Ä., kann ich dir das gerne simulieren und dir die Werte dafür sagen.
    Danke, ich behalte es im Hinterkopf.
    foobar ist offline

  20. #20 Zitieren
    Legende Avatar von jabu
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    Zitat Zitat von foobar Beitrag anzeigen
    Falls du meinst, dass man sein geerdetes Oszi kaputt machen kann, indem man den Erdungsclip der Sonde an das falsche Potential anschließt: Daran hatte ich gedacht und befunden, dass es hier nicht passieren sollte, da ich ja durch den Trafo galvanisch vom normalen Netz getrennt bin.
    Ich weiß nicht, wie ich eine generelle Warnung mit wenigen Worten formulieren kann, da es viele Wege gibt, sich ins Knie zu schießen, z.B. wenn man ein Signal einspeist und das Oszi und die Signalquelle mit einem PC verbunden sind oder wenn beide geerdet sind oder an was man auch immer gerade nicht denkt und besser hätte denken sollen. Es wird dabei ja ggf. das Netzteil des Audio-Verstärkers kurzgeschlossen, und da ist einiges an Wumms dahinter, da entweder einer der beiden Elkos oder eine der beiden Trafowicklungen kurzgeschlossen werden würde. Und noch bevor sich die unpassenden Massen verbinden, könnte unter unglücklichen Umständen eine Signalquelle ausgangsseitig durchschlagen, z.B. bei Cinch, wo der Innenstift den Kontakt zuerst herstellt.

    Harmlose Varianten ähneln z.B. bloß Brummschleifen.

    Was dein Oszi verträgt, weiß ich nicht, vielleicht könnte da eine Masseleiterbahn wegbrennen und infolgedessen noch irgendwas.

    Ich habe bezüglich Neigung zu Dusseligkeiten einfach von mir auf andere geschlossen und daher lieber einmal zu viel als einmal zu wenig gewarnt.

    Eines Tages, wenn ich mal wieder Geld übrig habe und nicht weiß, wohin damit, besorge ich mir vielleicht einen Differentialmesskopf. Die sind ja inzwischen auch bezahlbar geworden. Sowas wie ein Micsig DP10007 oder so. Aber der steht irgendwo auf der Nice2Have-Liste, weil ich ihn nur alle Jubeljahre mal brauchen würde.
    Ich habe mal Google gefragt und das Teil für 166,60 € gefunden. Das erscheint mir ziemlich attraktiv für die angegebenen Daten. Davon konnte man früher nur träumen. Aber es kaufen, weil man es irgendwann mal gebrauchen könnte, würde ich nicht. Für feinere Sachen, z.B. symmetrische Audio-Kleinsignale, dürfte dieses Teil wegen seines Eigenrauschens kaum noch zu gebrauchen sein (was bei seinen spannungsverträglicheren Geschwistern erwartungsgemäß schlimmer wird). Für den Preis ist das trotzdem in Ordnung. Prioritäten liegen da eher bei Spannungsfestigkeit zwischen dem Messport und dem Ausgang, bei der Gleichtaktunterdrückung, bei der Bandbreite und bei der Linearität. Und dann kommt irgendwann, demgegenüber niedrig priorisiert, auch mal das Rauschen.

    Falls dein Oszi zwei Kanäle hat und die gut übereinstimmen und sich diese voneinander subtrahieren lassen (oder über den Umweg, einen zu invertieren und zu addieren), könnte das u.U. auch schon aushelfen. Ich weiß nicht, ob dein Oszi das in Echtzeit kann. Sonst könnte das Prozedere umständlich werden. Bei kleinen Spannungen, die großen aufgeprägt sind, sollte man natürlich nicht zu viel erwarten, da könnte sich die Methode auch mal als untauglich erweisen. Es ist mit Offsets, unperfekter Gleichtaktunterdrückung und Linearitätsfehlern zu rechnen.

    Die Genauigkeit leidet bei beiden Ansätzen gegenüber direkten Messungen. Bei den typischen empfindlichen Kleinsignalsachen kann man aber oft nicht einfach eine lange Massestrippe mitsamt Oszi-Masse an die Schaltung legen. Und dort ist ausgerechnet der Micsig DP10007 auch zu schlecht. Dort hilft eher eine speziell auf Rauscharmut hin optimierte Ausführung eines Instrumentenverstärker-ICs und etwas Basteln. Man braucht nämlich meistens nicht diese hohe Spannungsfstigkeit zwischen Ein- und Ausgang und daher die Klimmzüge (mitsamt unschönen Nebeneffekten), die dafür angestrengt wurden, auch nicht. Oft braucht man nicht mal einen Teilerkopf. Indem man das Gedöns weglässt, kommt man wieder auf brauchbare Ergebnisse.
    jabu ist offline

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