[es345 (†)]

Hi,

ich finde die Überlegungen interessant und gut darüber zu diskutieren. Die Optimierung selbst wird, solange man den Verstärker clean benutzt, faktisch kaum zu hören sein. Warum? Eine Verzehnfachung  der Ausgangsleistung bedeutet akustisch eine gehörte Verdoppelung der Lautstärke. Die beschriebenen Änderungen werden sich aber im Bereich von 0,1 Watt bewegen( bei ca 5 Watt Ausgangsleistung), also praktisch nicht hörbar.

Zu Usg:
Die Erhöhung/Erniedrigung der Schirmgitterspannung verursacht eine Erhöhung/Erniedrigung des Anodenruhestroms bei sonst unveränderter Schaltung. Bei einem SE Amplifier ist der Ruhestrom dann gut dimensioniert, wenn beim Übergang von Vollaussteuerung zur Übersteuerung das Clipping gleichzeitig bei voller Durchsteuerung der Röhre (U anode minimal, I anode maximal) und bei beginnender Sperrung (U anode maximal, I anode minimal) einsetzt. Eine signifikante Erhöhung/erniedrigung der Gitterspannung Usg kann also dazu führen, das der Betrieb unbalanciert wird. Am besten sieht man dieses auf einem Oszillograf. Für den Betrieb im Overdrive mag dieses sogar gewollt sein, da bei dieser Einstellung gerade harmonische Oberwellen entstehen.

Ich würde generell das Schirmgitter immer mit etwas niedrigerer Spannung betreiben als die Anode, das schont die Röhre und erhöht die Lebensdauer.

Viele Grüße
Hans- Georg

[bea]

Hallo Hans-Georg,

Die beschriebenen Änderungen werden sich aber im Bereich von 0,1 Watt bewegen( bei ca 5 Watt Ausgangsleistung), also praktisch nicht hörbar.

Mhmm, im Vergleich zu der ursprünglichen Endstufe könnten es insgesamt wohl schon um die 10-15% werden - ich hab den Verdacht, dass die zumindest seit der Verwendung des 5.2 kOhm-Übertragers ein wenig aus den Fugen geraten sein könnte. Klar, ebenfalls kaum hörbar. Darum geht es aber eigentlich nur am Rande:

Zumindest mein Ziel ist es, die maximale Leistung möglichst röhrenschonend zu erreichen. Das ist doch die einzige Motivation, Ua und Usg herabzusetzen, nicht wahr?. Wenn ich an der Stellschraube Ua drehe, muss ich mir zwangsläufig Gedanken auch über die anderen Schräubchen machen, und ich muss mehr oder weniger alles verändern, damit die Parameter dann insgesamt wieder passen.

[cca88]

Hallo Hans-Georg,
Mhmm, im Vergleich zu der ursprünglichen Endstufe könnten es insgesamt wohl schon um die 10-15% werden - ich hab den Verdacht, dass die zumindest seit der Verwendung des 5.2 kOhm-Übertragers ein wenig aus den Fugen geraten sein könnte. Klar, ebenfalls kaum hörbar. Darum geht es aber eigentlich nur am Rande:

Zumindest mein Ziel ist es, die maximale Leistung möglichst röhrenschonend zu erreichen. Das ist doch die einzige Motivation, Ua und Usg herabzusetzen, nicht wahr?. Wenn ich an der Stellschraube Ua drehe, muss ich mir zwangsläufig Gedanken auch über die anderen Schräubchen machen, und ich muss mehr oder weniger alles verändern, damit die Parameter dann insgesamt wieder passen.

Hi Bea,

für röhrenschonenden Betrieb ist U_sg von deutlich höherer Bedeutung als U_a.  Und glücklicherweise auch leichter zu manipulieren. Wenn Du mit U_sg untenbleibst, kannst Du mit U_a relativ weit rauf.

Bei einem reinen Bass-Amp dem "mehr Headroom" gut tut, würde ich mir evtl. sogar überlegen sie stabilisiert zu machen. Mit einem VVR(MOSFET) auf dem Schirmgitter.
Obwohl - das mutiert  bei einem GA5 langsam zum Overkill- aber warum eigentlich nicht?
Grüße

Jochen

[SvR]

Salü,

Bei einem reinen Bass-Amp dem "mehr Headroom" gut tut, würde ich mir evtl. sogar überlegen sie stabilisiert zu machen. Mit einem VVR(MOSFET) auf dem Schirmgitter.

Bei dem Strom, der fürs Schirmgitter von ner EL84 gebraucht wird, reicht auch ne Z-Diode gegen Masse (bzw. mehrere in Serie um die Spannung zu erreichen).
Da muss man nix groß mit MosFet machen.
mfg sven

[kaluablue]

Hallo Leute

Jetzt muss ich dann doch mal dumm fragen:
wie passen

... Bei einem SE Amplifier ist der Ruhestrom dann gut dimensioniert, wenn beim Übergang von Vollaussteuerung zur Übersteuerung das Clipping gleichzeitig bei voller Durchsteuerung der Röhre (U anode minimal, I anode maximal) und bei beginnender Sperrung (U anode maximal, I anode minimal) einsetzt. Eine signifikante Erhöhung/erniedrigung der Gitterspannung Usg kann also dazu führen, das der Betrieb unbalanciert wird ...

und

... für röhrenschonenden Betrieb ist U_sg von deutlich höherer Bedeutung als U_a.  Und glücklicherweise auch leichter zu manipulieren. Wenn Du mit U_sg untenbleibst, kannst Du mit U_a relativ weit rauf ...

zusammen?
Wenn ich mit U_sg den Arbeitspunkt beeinflusse (wie mit dem Kathodenwiderstand auch) kann es für jede U_a doch nur einen bestimmten Wert für U_sg geben um die symmetrische Aussteuerung  sprich Class A zu erreichen. Wenn ich dann noch die maximale Anodenverlustleistung berücksichtigen will (muss), gibt es doch kaum noch Spielraum. Hohe U_a + niedrige U_sg mag zwar funktionieren und die Röhre schonen, ist doch aber kein Class A?
Oder sehe ich das falsch?

Desweiteren: kann ja sein, dass ich U_sg stabilisert irgendwo herholen kann, aber im VJr wird sie nur über R12 eingestellt. Dort ist sie abhängig vom Schirmgitterstrom und den Anodenströmen der Vorstufen. Das führt wieder zu der Frage: Wie steuere ich den Schirmgitterstrom?

Gruß, Dieter

[es345 (†)]

Hi

trenn die Zweige auf, siehe Schaltung unten. Ich hab basierend auf deinen Angaben die nächstliegenden Werte eingetragen. Dann kannst Du mit dem Wert von R neu spielen und damit die G2 Spannung verändern. Alternativ kannst Du hinter B eine Zenerdiode in Serie einbauen mit dem Wert, um den Du die Schirmgitterspannung verringern willst.

Der Standardwert für den Anodenstrom für SE EL84, 250V Anode ist 48 mA (Röhrendokumente EL84, Kennlinienfeld 6)
Nach Änderung von R neu mußt Du R14 so anpassen, daß Du dorthin kommst.

Gruß Hans- Georg

[cca88]

Hallo Leute

Jetzt muss ich dann doch mal dumm fragen:
wie passenund zusammen?
Wenn ich mit U_sg den Arbeitspunkt beeinflusse (wie mit dem Kathodenwiderstand auch) kann es für jede U_a doch nur einen bestimmten Wert für U_sg geben um die symmetrische Aussteuerung  sprich Class A zu erreichen. Wenn ich dann noch die maximale Anodenverlustleistung berücksichtigen will (muss), gibt es doch kaum noch Spielraum. Hohe U_a + niedrige U_sg mag zwar funktionieren und die Röhre schonen, ist doch aber kein Class A?
Oder sehe ich das falsch?

Desweiteren: kann ja sein, dass ich U_sg stabilisert irgendwo herholen kann, aber im VJr wird sie nur über R12 eingestellt. Dort ist sie abhängig vom Schirmgitterstrom und den Anodenströmen der Vorstufen. Das führt wieder zu der Frage: Wie steuere ich den Schirmgitterstrom?

Gruß, Dieter

Hallo Dieter,
ich glaube Du hast da ein paar kleine Denkfehler.

Über die Schirmgitterspannung veränderst Du das Verhalten der Röhre. Jedes Pentoden-Kennlinienfeld gilt für eine festgehaltene
Schirmgitterspannung. Du hast das Philips-Dokument angezogen. Dort sind auf Seite 8 die Ausgangskennlien einmal für 250 und einmal für 300V U_sg eingezeichnet. Vergleich die mal.

Mit der Spannung des Steuergitters gegen die Kathode legst Du die Lage des Arbeitspunktes fest. Dadurch entscheidest Du - in Verbindung mit der Wahl des richtigen Lastwiderstandes, ob das ganze Class A  ist, oder nicht.


Grüße

Jochen

[kaluablue]

Moin Leute

Sorry, dass ich so spät antworte, es gibt leider auch andere Sorgen als 'optimale Röhrenparameter' ...

Zum Thema
Ich hatte tatsächlich die Rolle der Schirmgitterspannung nicht richtig begriffen. Nach viel nachdenken und ein bischen lesen bin ich jetzt soweit gekommen:
Der Schirmgitterstrom ist eine Röhreneigenschaft und ist - wie der Anodenstrom - für den jeweiligen Betriebszustand dem Datenblatt zu entnehmen. Die Schirmgitterspannung ist wie die Steuergittervorspannung(Bias) ein von aussen zu steuernder Parameter.
Da die Schirmgitterspannung mit zu den entscheidenden Parametern für das Verhalten der Röhre gehört, wähle ich sie schon beim Entwerfen einer Schaltung aus, um damit dann die Röhreneigenschaften aus den Datenblatt ermitteln zu können.
Wo ich die Schirmgitterspannung herhole ist zunächst einmal unwichtig. Wenn ich es, wie allgemein üblich, mit Widerständen in der U_b Zuleitung erledigen möchte, nehme ich einfach I_g2 und U_g2 aus meinem Datenblatt / meinem Entwurf und berechne den Widerstand.

Ausserdem habe ich jetzt begriffen, dass 'hohe U_a und niedrige U_g2' sehr wohl Class A sein kann. Denn jedes Paar U_a/U_g2 ergibt eine Eingangskennlinie, die logischerweise auch eine Mitte hat. Der Arbeitspunkt für Class A liegt in der Mitte einer jeden dieser Kennlinien ...
Sind meine Denkfehler weniger geworden ?

Es ergeben sich jede Menge neue Fragen, die sind aber nicht mehr ganz so elementar, ich komme darauf zurück, wenn ich wieder den Kopf etwas freier habe.

Danke und Gruß, Dieter  

[bea]

Hallo, weil ich gerade wieder am Thema bin und mich entscheiden muss, möchte ich hier anknüpfen:

Bei einem reinen Bass-Amp dem "mehr Headroom" gut tut, würde ich mir evtl. sogar überlegen sie stabilisiert zu machen. Mit einem VVR(MOSFET) auf dem Schirmgitter.

Bei dem Strom, der fürs Schirmgitter von ner EL84 gebraucht wird, reicht auch ne Z-Diode gegen Masse (bzw. mehrere in Serie um die Spannung zu erreichen).

letztere doch direkt am Schirmgitter angeschlossen, nicht wahr? Und im Fall mehrerer Dioden? Sind da zusätzliche Parallelwiderstände erforderlich? Funktioniert das auch, wenn ich die Stabilisierung direkt in der Siebkette unterbringe?

Was mich momentan vor allem umtreibt ist die Frage, was eine "günstige" Dimensionierung von Ug und Usg ist.
Allem oben gesagten folgend, würde es ja durchaus einen Sinn machen, Ug auf ca 300V zu belassen, nur Usg abzusenken und dann den Arbeitspunkt genau einzustellen. Oder eben, mich bei der einen der beiden Endstufen, in der die Spannungen ohnehin bereits abgesenkt sind, auf Feintuning an den Werten zu beschränken (Ua belassen, Usg auf 250 V und Arbeitspunkt genau einstellen).

Beate

[Hardcorebastler]

Hallo Bea,
Single ended Verstärker,
der Kondensator der den Kathodenwiderstand überbrückt dient dazu
eine Stromgegenkoppelung zu vermeiden.
Der Wechselstrom wird hier über den C kurzgeschlossen, da er für Wechselstrom leitend ist.
Bei Gleichstrom sperrt der C und verändert dadurch auch nicht den Arbeitspunkt.
Die Grösse richtet sich nach der Höhe des Kathodenwiderstandes.
Ich dimensioniere den so dass bei 30 HZ der Wechselstromwiderstand ein zehntel des Kathodenwiderstandes ist.
Die Verlustleistung :Spannung zwischen Anode und Kathode mal dem Ruhestrom.

Gruss Jörg

[SvR]

Salü,

letztere doch direkt am Schirmgitter angeschlossen, nicht wahr?

Ein Bild sagt mehr als tausend Wort!
Ich hab dir unten mal nen Schaltplan angehängt. Der Kondensator parallel zu den Z-Dioden unterdrückt noch deren Rauschen und braucht nur en paar nF zu haben (10 bis 100nF).

Und im Fall mehrerer Dioden? Sind da zusätzliche Parallelwiderstände erforderlich? Funktioniert das auch, wenn ich die Stabilisierung direkt in der Siebkette unterbringe?

Zusätzliche Parallelwiderstände sind nur nötig, wenn nicht genug Strom durch die Z-Dioden fließt. Es sollte aber möglich sein, an der Stelle Z-Dioden zu finden, die im selben Strombereich arbeiten ohne das eine überlastet wird oder eine andere zu wenig Strom bekommt.
Hier gibts noch nen Link zum Thema wie viel und wie wenig Strom über ne Z-Diode fließen darf/soll.
mfg sven

[bea]

Danke. So ungefähr habe ich mir das auch vorgestellt. Fein, dass man das leicht nachträglich reinfrickeln kann....

Da die Schirmgitterspannung in der einen Endstufe kleiner ist als endgültig gewollt (233V), muss ich erst wieder ans Netzteil.

Beate

[Hardcorebastler]

Hallo Bea,
ich stelle hier mal die ketzerische Frage warum der Amp in
Penthodenbetrieb läuft.
Da hier keine GK vorhanden ist und nicht eingefügt werden kann
hat der ganze Amp einen ziemlichen hohen Innenwiderstand.
Die schwankende Impedanz des Lautsprechers wird den Frequenzgang gehörig verbiegen.
Warum nicht direkt Ultra linear mit GK von Treiber zur Endröhre, den Frequenzgabgverbieger vor die GK. ..

Gruss Jörg

[bea]

Hallo Jörg,

die Gegenkopplung werde ich in den nächsten Tagen einbauen - vom 8-Ohm Anschlussdes Übertragers auf die zweite Stufe. Ist alles bereits vorbereitet. Vermutlich mach ichs gleich nachher, wenns hell ist und ich bei einer versehentlichen Verpolung nicht die Nachbarschaft aus dem Schlaf reiße Momentan sind eh beide Verstärker offen - da bietet sich das an.

Zurück zum Thema Arbeitspunkte:

Meine letzte Konfiguration war so gewählt, dass ich hinsichtlich des Anodenstroms auf der sicheren Seite liegen müsste; ich hatte mal grob nachgemessen. Jetzt, nach einigen Stunden Nutzungszeit habe ich mal alles möglichst sorgfältig nachgemessen. Hier die Werte:

R10=844 Ohm (Netzteil erstes Glied der Siebkette, 1.2 k || 2.2k )
C6 =100 uF
R14=135 Ohm (Kathodenwiderstand EL84)
C5 =1000 uF (Kathoden-C)

So, und jetzt die Spannungen:

C6/R10 : 312 V (fällt von 350 V ab, wenn die Röhren aufheizen. Der Wert ist auffällig gering. Erwartet hätte ich um die 350-360 V im betriebswarmen Zustand)
(A) R10/C9 zum AÜ : 272 V
(B) R12/Schirmgitter : 244 V
(C) R13/C8 : 229 V
Ua : 249 V
Usg : 237 V
Uk : 6.7 V

Wenn ich die Werte ansehe, würde es doch reichen, das Netzteil von 240 auf 230 V umzustöpseln. Dann müssten alle Spannungen um 4% steigen - kurzer Überschlag wegen des Arbeitspunkts:

6.7*1.04 ~= 7 V
=> Ik (=Ia+Isg) = 51.9 mA

Damit wäre ich doch so nah am Optimum, wie es in der Praxis erreichbar ist, nicht wahr?

Beate

PS: bei dem zweiten Gerät - von den Betriebsspannungen her noch im Originalzustand eines relativ jungen V3-Boards her das gleiche Bild. Weil das nicht zum Thema "Optimale Arbeitspunkte" gehört, führe ich die Werte im Modding-Thread als Referenz auf.

[Hardcorebastler]

Hallo Bea,
eine Ultra linear Anzapfung hat der Trafo  wohl nicht, die Möglichkeit fällt also weg,
bei der Gk müsstest du C3 rausnehmen.C1 ist eigentlich viel zu klein , 47 uF wäre hier angebracht,
warum 1 Megaohm Eingangswiderstand  ? hier kannst du ruhig bis auf 220 k heruntergehen,
ich habe mal die Spannungen in den Schaltplan eingetragen.
R10 =  1.2k II 2,2k = 776 Ohm
350 V nach dem Gleichrichter bei Leerlauf, bei Betrieb 312V
Ursache ist dein relativ kleiner C6, erhöhe den auf 100 - 220 uF,
mich wundert dass du ohne Drossel auskommst und der Verstärker nicht brummt.
312V - 272V(A) = 40V / 776 Ohm = 51,5 mA, das ist der Strom der durch die Vorstufe
und EL84 läuft.
Strom Vorstufe : 244 - 229 /10k =1,5 mA
El 84 : 6,7V / 135 Ohm = 49 mA, (249 V - 6,7V) * 0,049A =11,87 W Verlustleistung,
höher würde ich auf keinen Fall gehen,
du heizt mit Gleichspannung, die würde ich mal nachmessen bei Betrieb mit Röhren,
die Punkte 4/5 4/9 5/9 kann ich im Schaltplan nicht finden. 
Die Frage zum Optimum : die Verlustleistung der EL84 hast du ausgereizt,
dort ist nichts mehr zu holen, entspricht auch fast dem Arbeitspunkt im Datenblatt,
es ist halt eine kleine aber hervorragende Röhre,die Betriebsparameter im Datenblatt stellen schon das Optimum dar, in dieser Schaltungsgestaltung.
Jetzt ist noch entscheidend der Arbeitswiderstand, die Daten sind nur erreichbar wenn die Röhre wirklich 5200 Ohm sieht ...
Da der Lautsprecher keine gleichmäßige Impedanz hat, ZB. 8 Ohm Lautsprecher schwankt zwischen 6 und bei Resonanzfrequenz auch mal 20 Ohm ,
ändert sich auch die verwertbare Leistung am Ausgang.

Gruss Jörg