start : 17.06.2016 / 20:00 h

Gleich weiter zur weiteren Reparatur ...




erste Beobachtung, Q501 und Q502 werden sehr warm bis heiss

zweite Beobachtung, Multimeter zeigt ca. 15 Volt Wechselstromanteil am Ausgang



Das Ganze mit dem Oszilloskop gemessen ergibt satte ca. 50 Volt-Spitze-Spitze, Sinus mit ca. 110 kHz






Weiter vergrössert :




Sogar mit angeschlossenem Test-Lautsprecher mit ca. 4 Ohm verschwindet dieser Wechselspannungsanteil nicht,
er bricht auf ca. 30 Volt-Spitze-Spitze ein, die Frequenz bleibt unverändert auf ca. 110 kHz :



Weiteres Vorgehen, Endstufen-Modul aus der Leiterplatte lösen und untersuchen,
das Ergebnis, auch im Inneren des Endstufen-Moduls sind Klebereste zu finden,
diese sind leitfähig bis herunter in den 500 kOhm-Bereich, was wohl ursächlich
für die Schwingungen und das Fehlverhalten sein könnte.







Das Endstufenmodul genauer betrachtet, überall dieser leitfähige Klebstoff


Widerstandsmessung auf den gegenüberliegenden Klebstoff-Punkten, Mess-Spitzen nur leicht aufgelegt,
ergibt bereits einen Wert von ca. 4 MegaOhm, was definitiv nicht sein sollte,
und möglicherweise die Schwingungen des in Class-D aufgebauten Endstufenmoduls erklärt.
Class-D sind sowieso etwas empfindlicher was die sog. Schwingneigung betrifft,
kommen jetzt aber noch parasitäre Widerstände oder Kapazitäten hinzu,
hervorgerufen durch diesen leitfähigen Klebstoff, dann wird die Gesamtschaltung derart gestört
und ausser Gleichgewicht gebracht, dass wohl ein Fehlverhalten, gleich welcher Art, schnell ein
unerwünschtes Ergebnis mit sich bringt.


Vorgehen jetzt, vorsichtig alle Klebstoffreste entfernen, gesagt, getan, wie hier zu sehen :









Hier drei Lötstellen eines der +/- 15 Volt Transistoren (Q502) nachgebessert,
die 'Pads' hatten sich aufgrund der hohen, thermischen Belastung von der Leterplatte gelöst

Jetzt der spannende Teil, diese 110 kHz Sinus-Schwingungen kommen direkt vom Verstärker-Modul,
nicht vom Vorverstärker oder den verschiedenen Filtern.
Das Verstärker-Modul habe ich jetzt separat auf dem Tisch um es zu untersuchen.
Hierzu musste ich natürlich das Kühlblech entfernen, um Messungen durchführen zu können.
Zusätzlich ist jetzt ein Betrieb mit herabgesetzter Betriebsspannung
und Strombegrenzung mit Labornetzteilen nötig (nicht auf den Bildern).

Zusätzlich habe ich nun die Spule L1 (120 uH) entfernt, um die komplette LC-Filtereinheit auszuklammern,
und schliesslich direkt an den Drain-Anschlüssen der beiden MOSFet's zu messen.
Leider liegt dann immer noch das 110 kHz Signal an. Der Fehlermuss also noch weiter vorne liegen.


Sodann habe ich mir den Operationsverstärker IC1 ausgewählt, um mir an allen acht Anschlussbeinchen
die Signale auf dem Oszilloskop anzusehen :


Pin 1:


Pin 2:


Pin 3:


Pin 4:


Pin 5:


Pin 6:


Pin 7:


Pin 8:


Die komplette Schaltung habe ich in LT-Spice simuliert, um das Fehlverhalten zu rekonstruieren,
die Simulation klappt optimal, und die Funktion des Class-D verstärker-Moduls wird jetzt sehr viel klarer :


Hier das Eingangssignal, eine einfache Sinuswelle mit 50Hz und ca. +/- 7 Volt am Widerstand R220 gemessen (Simulation) :


Es wird durch die gesamte Schaltung quasi-digitalisiert (PWM) und kommt dann verstärkt an den zusammengeschalteten
Drain-Ausgängen der beiden MOSFet's Q10 und Q11 in 'PWM-Weise' mit ca. +/- 65 Volt an


Der Tiefpass mit L1 und L2 rekustruiert das verstärkte Eingangssignal optimal, gemessen am Ausgang Out, ganz rechts
in der Simulation


Die Fehlersuche kann also beginnen .....

Verdacht auf D5 und D6, Sperrspannungen liegen bei ca. 0,05 Volt, die anderen haben die typischen ca. 0,7 Volt.
Daraus folgt der Verdacht auf die Endstufen-MOSFet's Q10 und Q11.
Ein paar Bauteile für wenige Euro sind bestellt.
Edit : D5 und D6 sind nicht defekt, war nur eine Falschmessung, weil parallel zu R20 und R21 gemessen.

In der Zwischenzeit konnte ich die +/- 15 Volt untersuchen,
die mit Q501 und Q502 über D502 (ZenerDiode 16 Volt) bereitgestellt werden.
Wie oben schon beschrieben, obwohl die +/- 15 Volt garkeine Anzeichen eines Fehlers machen,
werden diese sehr heiss, ja so heiss,
dass dadurch sogar die Oberseite der Leiterplatte sehr dunkel geworden ist,
und an der Unterseite die Anschluss-Pads schwach geworden sind.
Hier, meiner Ansicht nach, absolute Unterdimensionierung der erforderlichen Kühlung
der beiden Transistoren Q501 und Q502.

Schade, Harman Kardon, ich selbst dachte eigentlich,
da wäre eine gewisse Ingenieurskunst im Hause am wirken,
aber anscheinend geht alles in Richtung Billig und schnell :-(

Zwei solcher kleinen U-Profil Kühlkörper für das TO220 Gehäuse werde ich dort spendieren,
dadurch wird die entstehende Hitze (Verlustleistung) zumindest weiter weg von der Leiterplatte
geleitet. Die Hitze kann dann zwar immer noch nicht aus dem geschlossenen Gehäuse des
Sub-Woofers heraus, wird aber zumindest besser und schneller verteilt.
Bilder folgen später .....


Die Bauteile sind angekommen, die beiden MOSFet'S Q10 und Q11 sind erstmal ausgebaut,
und die Schaltung kann jetzt soweit untersucht werden, ohne dass etwas heiss wird,
bis dass die Gate-Spannungen der MOSFet'S derer in Etwa entspricht,
wie die Simulation vorgibt.
Also keinen Sinus, sondern Rechteck.


MOSFet's Q10 und Q11 sind getauscht, vorerst keine anderen Bauteile getauscht.
Da die alten MOSFet's recht schwierig herauszulöten waren, habe ich kurzerhand
Stiftleisten angelötet, damit ein Tausch in Zukunft einfacher klappt.



Eine erste, wirklich nur sehr kurze Inbetriebnahme hat gezeigt, dass jetzt zumindest keine Sinusschwingung
mehr zu sehen ist.
Die MOSFet's werden schnell warm, daher musste ich das Ganze wieder mit dem Kühlblech komplett
zusammen montieren.

Aber auch hier wird das Kühlblech dann sehr rasch warm,
und ich muss es wohl zurück an die grosse, schwarze Rückplatte des
SubWoofers schrauben, um den MOSFet's eine gute Kühlleistung zu bieten.

Ob dies nun ein Folgefehler ist, oder ob das ein normaler Betrieb scheint,
wird sich morgen herausstellen.

Also es scheint kein normaler Betrieb zu sein, denn ich denke dies sollte nicht warm werden,
ohne dass Leistung gefahren wird.

Genauer mit dem Oszilloskop geguggt, zeigen zwar die Signale an den Gate-Anschlüssen
von Q10 und Q11 genau das Verhalten wie in der Simulation,
nur stimmt irgendwie die Frequenz nicht, diese ist hier ca. 42 Hz,
sollte doch aber um die 110 kHz sein.


Gemessen an Pin 1 des Operationsverstärkers IC 1
kommt das viel zu geringe 42 Hz Rechteck Signal also bereits
aus dem Operationsverstärker IC 1 so heraus,
also liegt vielleicht der Fehler rundherum um des IC 1 .


Verwunderlich scheint mir dann noch das Aufschwingen des Operationsverstärker IC 1
das sollte ebenfalls nicht sein (rote Pfeile),
wenn ich hier jetzt hinein zoome, dann erkennt man ein überlagertes Dreieck-Signal
mit ca. 119 kHz !


Ich muss also erstmal weitermessen, bis ich den Fehler konkret lokalisieren kann,
einfacherweise könnte ich jetzt den Operationsverstärker IC1 tauschen,
aber ich bin mir noch nicht sicher, ob dieser auch Schuld an dem Fehlverhalten hat.

Es bleibt weiter spannend ....

Nein, der OpAmp IC1 scheint zu funktionieren, wie ich messen konnte,
nachdem ich R11 am Ausgang entfernt hatte, um die restliche Schaltung davon zu trennen :


Das heisst, es dürfte sich dann um den Teil zwischen OpAmp und Gate-Treiber handeln,
wo der Fehler zu finden sein wird, das folgt aber später :-)

Nächste Erkenntnis, das 110 kHz Dreieck-Signal wird erst dann zum 110 kHz Rechteck-Signal, wenn
die Basis-Emitter-Strecken der beiden Transistoren Q2 und Q3 vorhanden sind .
Laut Simulation bleibt es ein Dreieck-Signal, wenn die Transistoren nicht mehr da sind,
und wenn man nur einfache Dioden dagegen einsetzt, dann wird es wieder zum Rechteck-Signal.
(Leider keine Bilder der Simulation)

Klar kann ich jetzt noch nicht sagen, warum das Signal fälschlicherweise zu einem nur 42 Hz Signal wird,
erfahrungsgemäss aber, wenn ein Transistor defekt ist, kann man nicht genau sagen,
wie sich das auf die Gesamtschaltung auswirkt.
Das kommt wohl darauf an, je nach Art des internen Defekts im Transistor selbst.

Daher morgen / übermorgen der nächste Schritt, wie ändert sich das Verhalten, wenn ich
Transistor Q2 und Q3 durch ein Paar Neue ersetze.


Leider ergab das keinen Erfolg, das Verhalten bleibt dasselbe.
So werde ich nun den Operationsverstärker IC1 tauschen,
mit der Hoffnung auf Erfolg :-)

Der OpAmp IC1 ist getauscht, er war ebenfalls nicht Ursache des Fehlers.
Die Oszilloskop-Bilder zeigen nach wie vor den Fehler:

Graph mit neuem OpAmp ohne R11 bestückt, Dreieck-Signal mit 128 kHz :


Graph mit neuem OpAmp mit R11 bestückt,
Quasi-Rechteck-Signal bei 34 Hz mit Überschwingern :


Gesamtbild des Verstärkermoduls im jetzigen Zustand,
die drei getauschten Bauteile Q2, Q3 und IC1 sind mit roten Pfeilen angezeigt :


Es gilt also jetzt heraus zu finden, welches Bauteil die Frequenz so dermassen in die Knie zwingt.
Hier können jetzt nur noch die zahlreichen Widerstände und Kondensatoren verantwortlich sein.

Jedoch zuerst möchte ich die Verstärkerstufe nach dem Widerstand R11 prüfen,
ob diese korrekt schaltet.

Gut Ding braucht Weile, diese komischen 40 Hz entstehen dadurch,
dass die Versorgungsspannung zu gering ist.
D.h. wenn ich die beiden Versorgungsspannungen in der Simulation
mit einem Serienwiderstand von je 1000 Ohm behafte,
dann kommt in der Simulation genau das in Real beobachtete Signal heraus :


Es sieht also dennoch nicht sooo schlecht aus, wie anfangs gedacht.
Die Suche geht weiter ......

Heute wieder ein ganz anderer Gedanke,
diese 45 Hz, ich nenne es mal 'Schwebung', entsteht dann, wenn der Innenwiderstand der Railspannungen (+/- 65 Volt)
steigt.

Und zwar, laut Simulation, funktioniert das gesamte System bis ca. 8 Ohm
Innenwiderstand der Railspannungsquelle, aber bereits ab 10 Ohm tritt diese
Schwebung dann auf.

Dieser besagte Innenwiderstand verringert sich im Laufe der Zeit durch Alterung
der grossen Elektrolytkondensatoren (C501 / C502) und ist mehr oder weniger 'normal'

Jedoch nicht bereits nach wenigen Jahren, hier glaube ich sind es ca. 8 Jahre ?

Das Problem liegt, so glaube ich jetzt zumindest, an der Spannungsversorgung des
Operationsverstärkers IC1, die über diese +/-65 Volt abgegriffen wird,
über R35 bis R38 die Plus-Versorgung,
und über R31 bis R34 die Minus-Versorgung.

Mit Zenerdiode Z3 wird die Plus-Versorgung von IC1 vor Spannungen über 15 Volt geblockt,
und mit Z4 die Minus-Versorgung von Spannungen unter -15 Volt,
sodass der Operationsverstärker IC1 nicht wegen eventuell auftretenden Überspannungen
zerstört werden würde.

Mit C9 und C10 wird die für IC1 bereitgestellte Versorgungsspannung von ca. +/-15 Volt
gepuffert, also wiederrum deren Innenwiderstände herabgesetzt.

Meines Erachtens sind diese Kondensatoren (C9/C10) zu knapp ausgelegt
und sollten höhere Bauteilwerte erhalten,
sodass der Einfluss der Alterung der oben genannten grossen Kondensatoren C501/C502
keine so enorme negative Einwirkung auf das Verstärkermodul ansich hat.

Im Fehlerfall kann bereits eine Erhöhung von 0,1 auf 0,5 uF für C9 und C10 den Fehler,
also die Schwebung, eliminieren, laut Simulation.

Ich versuche dies später dann mit zwei 1,0 uF Kondensatoren, um zu sehen,
ob sich dies in der Praxis bewährt.

Ich hatte jetzt nur 22 uF Kondensatoren hier, nach dem Motto mehr ist besser,
und meine vermutung bewahrheitet sich, das Signal ist jetzt sauber bei ca. 110 kHz,
und diese 45 Hz Schwebung ist weg ...

Hier die testweise angebrachten vier Kondensatoren parallel mit den original verbauten,
C7, C8, C9 und C10 :
(hier stellt sich jetzt noch die Frage, warum das Signal nach unten versetzt ist)


Graph des sauberen 110 KHz Dreieck-Signals direkt an IC1 mit R11 verbaut :


Die Gate-Spannungen von Q10 und Q11 relativ sauber und ebenfalls 110 kHz,
so wie es sein soll :




Jetzt geht es weiter, warum ist das Dreieck-Signal Richtung negativ versetzt.

Ohne R11 bestückt ist das Signal in Ordnung,
es muss also wieder in Richtung Vor- und Endstufe passieren.

Es bleibt weiter spannend, und wir kommen der Sache schon näher ....



Wenns mal wieder länger dauert, so dachte ich mir,
hier ein Versuchsaufbau, indem ich den Operationsverstärker IC 1
aussen vor gelassen habe, und stattdessen einen Dreieckgenerator
verwende, mit dem ich zusätzlich noch den Offset einstellen kann.



Der Versuch ergab, dass der Endstufenteil dennoch in Ordnung sein muss,
da die Ausgangsspannung mit dem bewusst eingestellten Offset mit wandert,
also den gesamten Spannungsbereich von +/- 30 Volt, in dem Fall, abdeckt,
je nach Offset :

Gelb : Eingang Dreieckgenerator mit +/- 2 Volt und 100 kHz
Blau : Ausgang Endstufe nach allen Filtern (L1 usw.)

5 us / Div, Offset = 0,0 Volt :


5 us / Div, Offset = 0,4 Volt :


5 us / Div, Offset = 0,55 Volt :


5 us / Div, Offset = 0,6 Volt :


5 us / Div, Offset = -0,4 Volt :


5 us / Div, Offset = -0,55 Volt :


5 us / Div, Offset = -0,6 Volt :


2 ms / Div, Offset = 0,0 Volt :


2 ms / Div, Offset = 0,4 Volt :


2 ms / Div, Offset = 0,55 Volt :


2 ms / Div, Offset = 0,6 Volt :


2 ms / Div, Offset = -0,4 Volt :


2 ms / Div, Offset = -0,55 Volt :


2 ms / Div, Offset = -0,6 Volt :


Die beiden senkrechten weissen Markierungen zeigen die Periodendauer einer 200 Hz Schwingung,
wie sie typisch für einen SubWoofer ist, bei z.B. 70 Hz wären die beiden
Markierungen ca. dreimal weiter auseinander.


Also geht die Fehlersuche dennoch in Richtung Operationsverstärker IC1
und dessen Beschaltung.
Denn damit wird die ganze Sache sehr schnell warm,
nicht aber mit dem oben genannten Versuchsaufbau.

Verdacht auf C13 in der Feedback-Filter-Einheit.....
Nein, ebenfalls keine Änderung.

Oder dennoch eine Änderung ?
Hatte soeben die Schaltung mit einem 100 Ohm Widerstand als Last betrieben,
da schien es relativ in Ordnung.

Gut, dann morgen mal mit dem alten C13 versuchen,
ob dann das Problem wieder auftritt,
um heraus zu finden, ob es denn nun am C13 gelegen hat.

Der C13 war nicht Schuld an dem Fehler, habe aber dennoch den alten 22nF erneuert.

Der erste Test unter geringer Last verlief mit Erfolg,
mit 10 Hz Sinus und 2 Ohm Last betreibe ich die Sache mal testweise für bereits 30 Minuten.

Alles wird normal warm, keine Aussetzer, nichts Unnormales.

Getauscht habe ich aber jetzt noch die dick gewordenen ElKo's C16 und C17,
gegen sog. Ton-Elkos mit selben Daten, jedoch bekomme ich dann ein sehr unangenehmes
Pfeifen, mit den alten ElKo's scheint zumindest ein relativ störfreier Betrieb
möglich zu sein.

Ich hatte da wohl falsche ElKo's bestellt, wie gut dass das nur Pfennigkram ist.
Oder aber es liegt noch ein weiterer Fehler vor, der sich dann erst bemerkbar machen würde,
wenn ich wirklich dieselben ElKo's ersetze ?

Was ich aber nicht glaube, weil mit den alten ElKo's die Sache erstmal echt gut und rund läuft,
der Testlautsprecher geht ganz langsam im 10Hz Takt auf und ab, ohne Störgeräusche zu machen,
und auch bei 200 bis 400 Hz Sinus wird der Ton klar wiedergegeben.

Leider keine Bilder hierzu...

Edit : Ton-Elkos waren die falsche Wahl, man lernt nie aus :-)
Es sieht also demnach recht gut aus mit der Reparatur.

Also die alten, dick gewordenen ElKo's C16 und C17 aufgelötet, um weiter testen zu können.

Jetzt wird es etwas schwierig mit den Bildern und der DoKu, ich bemühe mich :
(vorab gesagt, es sieht jetzt sehr gut aus)

Der Versuchsaufbau :

Original Netzteil mit +/- 65 Volt an das Verstärkermodul angeschlossen,
die MosFet's sind auf einen extra Kühlkörper montiert,
das andere originale Modul (Vorverstärker und Filter/Phasendrehung)
ist nicht angeschlossen :


Der Ausgang des Verstärkermoduls geht direkt an die beiden grossen, goldenen Lastwiderstände,
je 8 Ohm / 250 Watt Belastbarkeit, parallel geschaltet, um 4 Ohm als Last zu erhalten.
Parallel dazu der Testlautsprecher, angeschlossen über 100 Ohm Vorwiderstand,
um zusätzlich zum Belastungstest hören zu können, ob es Verzerrungen gibt :


Direkt in das Verstärkermodul eingespeist, über den INPUT-Anschluss,
ein von einem Generator erzeugtes 150 Hz Sinus-Signal mit 6 V / Spitze-Spitze,
das bedeutet quasi Voll-Last.
Am Oszilloskop ist das Ausgangssignal dargestellt :


Nach einem ca. 30 minütigem Belastungstest wurden meine dicken goldenen
Lastwiderstände ordentlich warm, und das Verstärkermodul
scheint das souverän zu bewältigen.
Klar wird es auch warm, aber das ist für einen solch extremem Belastungstest
völlig normal.

ScreenShot des Aussgangssignals vom Oszilloskop :


Zum Vergleich dann noch der Ruhezustand ohne irgendein Signal angelegt zu haben,
mit angeschlossenem Lautsprecher und 4 Ohm Lastwiderstände,
hinein-vergrössert, hier erkennt man die für Class-D Verstärker typischen,
hochfrequenten Wechselspannungsanteile mit ca. 100 kHz,
allerdings im Vergleich zum obigen Ausgangszustand mit Fehler,
ist jetzt diese Spannung um Welten geringer als vorher.

Vorher :30 Volt
Nachher (jetzt) : 0,6 Volt



Diese permanente Überlagerung von hochfrequenten Anteilen (100 kHz),
auch wenn nur zu geringen Amplituden, ist in HiFi Kreisen eher etwas verpönt.
Auch wenn es bei einem SubWoofer noch weniger zur Geltung kommt,
da der Lautsprecher selbst ebenfalls noch weiter filtert.
Der Mensch hört ab 18 kHz sowieso keine Geräusche mehr.

Bei einer Class-B Endstufe (AB-Betrieb) sieht man zumindest am Oszilloskop keine solchen Überlagerungen,
sondern das reine Ausgangssignal :-)

Daher würde mir persönlich keine Class-D Endstufe ins Haus kommen,
auch wenn das altmodisch klingt :-)

Aber gut, ich denke, dass ein geringer Anteil dieser hochfrequenten Wechselspannungen
normal ist (0,6 Volt), daher hätte ich jetzt gesagt, man baue alles wieder zusammen !

Allerdings sollte man die dick gewordenen Elko's C16 / C17 noch gegen Neue tauschen,
das geht aber nur, wenn das Verstärkermodul noch demontiert ist.

Was war nun der genaue Fehler ?

Ich kann es anhand meiner Fehlersuche nur einschränken auf folgende Bauteile,
die ich getauscht habe :

Vorstufen-Transistoren Q2 / Q3
Endstufen-Transistoren Q10 / Q11
Gate-BlockDioden D5 / D6



Die Endstufen-Transistoren Q10 / Q11 waren nicht betroffen,
da ich die alten Transistoren nochmals eingelötet habe,
und funktionieren genau so wie die neuen hmmm ...

Es können für den Fehler also nur die vier Bauteile in Frage kommen :

Vorstufen-Transistoren Q2 / Q3
Gate-BlockDioden D5 / D6

Da es durchaus ein sehr hohen Aufwand bedeutet, den Fehler noch weiter
einzugrenzen, belasse ich es nun dabei, da das Verstärkermodul jetzt
anscheinend einwandfrei wieder läuft.

Jetzt wird noch gewartet auf die 10 uF / 100 Volt NP ElKo's,
diese dürften in ein paar Tagen eintreffen.

Zwei solcher kleinen Kühlkörper für Q501 / Q502,
hatte ich hier noch herum liegen, diese müsste ich dann nur noch
zurecht sägen, damit dadurch kein Kurzschluss zu anderen Bauteilen entsteht.

Zudem sollte ich die Kühlkörper auf der Leiterplatte aufsetzen lassen,
um durch eventuell entstehende Vibrationen zumindest ein wenig Halt zu haben.

Die Kühlkörper sollten natürlich vom hier nicht gezeigten Verstärker-Modul
nicht mechanisch oder elektrisch gestört werden.
So stelle ich mir das jetzt mal vor :



Vorstellung und Realität gehen auseinander, denn es ist wirklich sehr wenig Platz
auf der grösseren Leiterplatte.

Da muss ich wohl mit Glimmerscheiben die beiden Transistoren Q501 / Q502
an die kleinen Kühlkörper montieren.

Das anfängliche Klacken ist damit aber auch nicht eliminiert worden,
es sind hier also zwei Fehler zu verzeichnen.

1) die fehlerhafte 40 Volt Schwingung mit 100 kHz Sinus
2) das Klacken

Wie gut, dass Nummer 1) jetzt behoben ist.


Nummer 2), das Klacken, hier scheint wohl Diode D143 verantwortlich zu sein,
diese ist definitiv defekt, wodurch auch R145 sehr heiss wurde.

D143 hatte wohl einen Defekt durch das defekte VerstärkerModul erhalten,
wodurch sie Q111 gerade noch so leitend machte, aber ab und zu war es dann wohl dennoch
soweit, dass Q111 nicht-leitend wurde, und somit die nachfolgende Schutzschaltung
das Relais RL1 ganz kurz abfallen liess, bzw. die mechanischen Kontakte darin
nicht mehr stark genug aneinander gedrückt hatte.

Am Lastwiderstand R147 ist keine Spannung mehr abgefallen,
und somit entstand erstmal wieder ein Gleichgewicht zwischen Basis
und Emitter des Q111 und schaltete die Schutzschaltung wieder inaktiv.

Somit entstand wohl das Klacken.
Nach dem recht raschen Tausch von D143 und R145 höre ich mir das mal weiter an,
um zu sehen ob das Klacken jetzt immer noch auftritt.



Nein, das Klacken ist immer noch da !

Ich hoffe jetzt nur, dass das keine ewige Baustelle wird,
Harman Kardon ?

Verdacht auf die +/- 15 Volt auf der Hauptplatine (rund um Q501 / Q502),
vielleicht sind die Spannungen dennoch nicht stabil genug und verursachen das Knacken ?

Wie es immer so ist, bei sporadisch auftretenden Fehlern,
sie treten immer nur dann nicht mehr auf, wenn man sie aufzeichnen will :-(

Es dauert noch ein wenig ....

Es hat geklappt, eine Aufzeichnung des Knack-Signals.

Blau: +15 Volt
Gelb: Lautsprecher-Ausgang

Messung mit komplettem SubWoofer-System.



Jetzt gar zwei Messungen OHNE der Filter- und Phasendrehungs-Leiterplatte,
also nur diese +15 Volt, das Knack-Signal kommt wohl von der +/- 15 Volt Versorgung,
und nicht von der Filter- und Phasendrehungs-Leiterplatte,
die ja von den +/- 15 Volt versorgt wird, und dadurch ein Signal an das
Verstärkermodul sendet, und es dann verstärkt an den Lautsprecher weitergibt,
was dann die +/- 15 Volt wiederrum beeinflusst, was vielleicht normal ist,
und woraufhin man schliesslich aus dem Wohnzimmer-Sessel katapultiert wird :-)





Hier wieder :

Blau: +15 Volt
Gelb: Lautsprecher-Ausgang

Also nächster Schritt, C505 / C506 tauschen....

Ebenfalls kein Erfolg. Die Suche geht weiter....

Also komischerweise werden ja diese Transistoren Q501 / Q502 sehr warm bis heiss,
obwohl kein Verbraucher an den +/- 15 Volt angeschlossen ist.

Deshalb tippe ich jetzt auf die ElKo's C507 / C508 , welche, falls defekt,
durchaus zumindest diese Wärmeentwicklung bewirken können.

ElKo's C507 / C508 getauscht, zusätzlich noch Zener-Diode D502,
Klacken immer noch da :-(

An R501 / R502 den Spannungsabfall geprüft, scheint nicht die Ursache zu sein.

Am Ende habe ich jetzt beide 15 Volt Spannungen testweise mit 100 Ohm belastet,
sodass diese einbrechen, um das Klacken zu provozieren,
aber es klackt dann nicht.

Vielleicht liegt der Fehler dennoch wo anders ?

Da der Fehler, das Klacken, nur immer mal wieder sporadisch auftritt,
muss ich im Ausschlussverfahren vorgehen und das Oszilloskop
auf den sog. Single Trigger schalten.

Entsprechend dauert das jetzt ein Wenig, aber ich bin immer noch dran :-)

(mittlerweile sind wohl alle benötigten Bauteile angekommen und warten nur noch auf den Verbau, nachdem ich den letzten Fehler gefunden habe)



Die dick gewordenen kleinen ElKo's habe ich mal getauscht und provisorisch angelötet.

Ob das störende Klacken dadurch beseitigt ist, wird sich in den nächsten Tagen zeigen,
da dieses Klacken wirklich nur sehr selten auftaucht, und entsprechend muss ich lange warten,
bis es dann schliesslich hörbar wird.

Klacken ist immer noch da, der Fehler muss also woanders liegen.

Allerdings ist das Rauschen des Ausgangssignals jetzt deutlich geringer,
diese 110 kHz werden jetzt besser heraus gefiltert.

Weiters höre ich immer ein sog. "50Hz Brummen",
obwohl kein Eingangssignal anliegt.

Wenn ich den Eingang des Verstärkermoduls hart auf Minus setze,
so ist dieses 50 Hz Brummen weg.

Daher tippe ich mal weiter auf die Vorverstärker-Stufe,
welche das 50 Hz Brummen hervorrufen könnte, und vielleicht
erledigt sich dann das Klacken ebenfalls. Mal sehen ...

Da es jetzt einfacher ist, dem 50 Hz Brummen nachzugehen,
anstatt dem wirklich nur sehr sporadisch
auftretendem Klacken, hab ich mich jetzt erstmal in dieses 50 Hz Brummen
festgebissen, da ja dies ebenfalls nicht normal ist.

Kurzum gemacht, diese Vorverstärker-Stufe wieder vom System getrennt,
und siehe da, das Brummen ist immer noch da.

Also kann das Brummen ja nur von dieser Haupt-Leiterplatte kommen,
auf der ja diese sehr heiss werdenden Transistoren ebenfalls sitzen -->



Dann werde ich wohl als nächstes diese 'heissen' Transistoren Q501 / Q502 tauschen,
auch das scheint mir jetzt mal das Einfachste.

Auch das behebt das Brummen und das Klacken nicht.

Ich muss mich also auf die allererste Vorstufe stürzen, auf der eben auch
diese heiss werdenden Transistoren sitzen.

Erkenntniss, die allererste Vorstufe (eigentlich die letzte in der Signal-Kette),
ist derart empfindlich, dass es bereits genügt, das weisse Kabel am Anschlussstecker
W201, Pin 7, an der Isolierung zu berühren, um ein sog. 50 Hz Brummen zu erzeugen.

Kann aber normal sein, da sehe ich jetzt erstmal kein Problem darin. Erstmal.

Die heiss werdenden Transistoren Q501 / Q502 habe ich versuchsweise mal auf zwei
U-Profil Kühlkörper geschraubt, jetzt werden sie zwar immer noch heiss,
aber es bringt schon mehr, als komplett ohne.

Das war eine gute Entscheidung. Am Ende werde ich diese dann aber an die metallene
Rückwand des SubWoofers schrauben, diese hat dann mehr Kühlleistung als
diese kleinen U-Profil Kühlkörper, und sollte dann hoffentlich ausreichend sein.

Vor Allem werden dadurch andere umliegende Bauteile vor der Hitzeentwicklung verschont.

Bilder folgen später.

Weitere Überlegung, oder, anders herum gedacht,
das leise Brummen müsste also eliminiert sein,
wenn die Vorverstärker-Stufe angesteckt ist,
da darauf ein Widerstand ( R240 ) mit 10KOhm das Eingangssignal
gegen Masse schliesst. Was aber offensichtlich nicht genügt ?

Da muss ich mal weiter testen...

Kurzum, ich hatte jetzt weniger Zeit um zu messen,
es ist wirklich ein dummer Fehler,
der selten auftritt.

Allerdings ging ich jetzt zurück auf diesen komischen Widerstand,
der auf der Rückseite der Leiterplatte
von GND nach Input negativ von OpAmp U202 / Pin 6 gelötet ist.



Der wiederrum war ebenfalls mit dieser Klebemasse komplett überdeckt.

Nach ein paar vorsichtigen Berührungen mit einer isolierten
Messspitze kam sofort dieses Knacken wieder,
und ist jetzt sehr viel häufiger wahrzunehmen, als zuvor.

Diesen werde ich jetzt mal êinfach etwas höher setzen,
damit er nicht auf den Leiterbahnen direkt aufliegt,
denn genau dort verlaufen die +/- 15 Volt !

Ich will jetzt nichts verschreien,
allerdings ging das Knacken sofort weg.

Ich beobachte das jetzt noch ein wenig, damit ich sicher sein kann.

... kurzum konnte ich es nicht erwarten, und montierte alles wieder zusammen.

Jedoch zuvor noch die ultimative Messung des Lautsprecher-Ausgangs,
als Beweis dafür, dass jetzt kein Wechselstromanteil mehr drauf ist,
als wie es zu Anfang war.

Hier der Messaufbau, so wie auch zum Anfang, das rote und schwarze Kabel
bilden die direkte Verbindung zum Oszilloskop.



Hier messe ich ca. 5 mV (Milli-Volt) Spitze-Spitze Wechselstromanteil mit der typischen
Frequenz eines Class-D Verstärkers von ca. 100 kHz, was meines Erachtens
jetzt völlig normal scheint, im Gegensatz zu vorher mit ca. 50 Volt Spitze-Spitze.



Das Ganze mit einem Volt pro Kästchen, das ist eine echte sog. Flat-Line,
so wie es sich gehört.



Die Montage der sehr heiss werdenden Transistoren Q501 / Q502 an die Rückplatte hat sich
nicht so einfach gestaltet, aber am Ende hats doch noch geklappt :



Von aussen sind nur zwei zusätzliche Schrauben erkennbar,
mit denen diese Transistoren anmontiert sind.

Die Abwärme wird sehr gut abtransportiert, die Rückplatte nimmt dies
sehr gut auf und kann dies auch wieder an die Umgebungsluft abgeben.
Dies scheint eine sehr gute Lösung gewesen zu sein, ohne einen extra
Kühlkörper verwenden zu müssen.



Der Sub ist jetzt wieder fertig montiert, ein kurzer Test im Wohnzimmer sagt mir, da ist wieder richtig guter
Rumps drin, leider konnte ich nur ca. 10 Sekunden testen, um die Nachbarn nicht zu verärgern :-(

Um das Problem mit dem sporadischen Klacken noch weiter zu beobachten, steht der Sub
jetzt mal in der Küche direkt neben mir, sodass ich es sofort wahrnehmen würde,
falls es denn wieder auftreten sollte, was ich ehrlich gesagt nicht glaube.

Aber Kontrolle ist besser als Glauben :-)


Eine Nacht stromlos (Stecker raus) in der Küche gestanden bei ca. 15 Grad C,
morgens eingeschaltet, zwei Stunden ohne Eingangssignal laufen lassen,
keinerlei Knacken, kein Brummen, gar nichts.

Jetzt auf ca. Zimmerlautstärke mal zwei Stunden Musik hören,
keine unangenehmen Geräusche mehr.

9 Uhr bis 14 Uhr mit geringer Lautstärke durchgehend gelaufen,
keine Knallgeräusche mehr.

Ich denke, die Reparatur ist abgeschlossen. Hat ja auch lange genug gedauert :-)

Nachtrag .....
Wieso habe ich nicht sofort diesen komischen Widerstand näher untersucht ?
Ich hatte wohl eine kurze, kreative Phase ;-)


Zusammenfassung :

Lötstellen von Q502 nachgebessert
Q501 und Q502 getauscht
Q501 und Q502 von der Leiterplatte weg an das Gehäuse geschraubt
D5 und D6 getauscht
Q10 und Q11 getauscht
OpAmp IC1 getauscht
Transistor Q2 und Q3 getauscht
C13 getauscht
ElKo's C16 und C17 getauscht
D143 getauscht
C505 und C506 getauscht
C507 und C508 getauscht
D502 getauscht
R (unbekannt) von Kleberesten befreit und auf der Rückseite der Vorverstärker-Leiterplatte weiter weg von derselben wieder angelötet

Materialkosten 23,44 Euro inkl. Versandkosten



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last update : 24.09.2016 / 18:50 h