[Benjamin]

Hallo ich bin der Benjamin und komme aus Berlin. Ich interessiere mich für Elektronik  bin ein Freizeitbastler. Im Moment befasse ich mich dem Thema der Impedanzwandlung, der Funktionsweise und Dimensionierung von Katodenfolgern und Emitterfolgern. Je nach dem was eben besser geeignet ist. Dass beide zur Impedanzanpassung dienen ist mir soweit schon geläufig.

In verschiedenen Verstärkerschaltungen habe ich gesehen dass der Katodenwiderstand bzw. Emitterwiderstand nicht wie üblich auf Massepotential liegt, sondern in selteneren Fällen auf einer negativen Betriebsspannung. Im Konkreten Fall habe ich eine Katodenfolgeranordnung mit einer 12BH7 Triode gesehen bei welcher die Anode auf +300V lag und der 47KOhm Katodenwiderstand auf -150V! Ausgekoppelt wurde das Signal über einen C mit 470nF gegen Masse.

Meine Frage: Welche Eigenschaft oder Vorteil wird mit der negativen Betriebsspannung (-150V), im Gegensatz zur "einfachen" Betriebsspannung mit +300V gegen Masse erreicht?

Gruß Benjamin

[es345 (†)]

Hallo Benjamin,

willkommen im Forum!

Die 12BH7 ist eine Doppeltriode. Eine Versorgung mit -150V über einen Widerstand zur Kathode wird z.B bei Differenzverstärker eingesetzt, also beide Trioden benutzt. Bitte stell mal die Komplettschaltung ein, dann lässt sich besser kommentieren.

Gruss Hans- Georg

[Benjamin]

Hallo Hans- Georg, Danke für mein Willkommen und Dein Interesse an meiner Fragestellung

ok, ich habe den (Teil)Plan  kurz abgezeichnet, es handelt sich um einen Schaltungsteil eines Gegentaktverstärkers (für eine Halbwelle dargestellt). Mit FP ist eine Ferritperle gemeint. Am Ausgang folgen die Steuergitter der Endröhren, die mit fester Vorspannung eingestellt sind.

Hier ist zu sehen dass der Katodenfolger mit negativer Spannung am kalten Ende des Folgers betrieben wird.

Warum wird das so gemacht? Welche Eigenschaften oder Vorteile bringt das im Vergleich zur "einfachen" Versorgungsspannung?

Gruß Benjamin

[es345 (†)]

Hallo Benjamin,

offen gesagt, mir erschliesst sich der Sinn auch nicht. Ich hätte den Widerstand an Masse angeschlossen. Im Einschaltmoment werden ein paar Grenzwerte überschritten: U Kathode-Heizung, U Gitter-Kathode. Es fehlt eine Schutzdiode vom Gitter zur Kathode. Im Betrieb liegt die Gitterspannung auf der Anodenspannung der ECC 83. Ohne durchzurechnen, schätze ich sie auf 150V - genug ,um den 47K gegen Masse zu schalten.

Aus welchen Verstärker ist denn die Schaltung? Ist es ein selbstgebauter?

Gruss Hans- Georg

[Benjamin]

Hallo Hans- Georg,
nichts Selbstgebautes. Ich habe die Schaltung aus einem einem Industriedruck abgezeichnet und auch in anderen kommerziellen Schaltungen schon so gesehen. Ich muss für heute aber erst mal noch einen Job machen und melde mich morgen wieder.

Gruß Benjamin

[Manfred]

Hallo Benjamin,
der 47KOhm-Widerstand und die negative Spannung wirken zusammen als Pseudostromquelle.
Die Anodenspannung der Anodenstufe ist mit der Betriebsspannung von 300V und der gezeigten Beschaltung ~150V.
Die Anodenspannung und die -150V Spannungsquelle haben den gleichen Massenbezugspunkt.
Die Summe der Potentiale ist dann an der Kathode des Kathodenfolgers (Ugk vernachlässigt) ~0V.
D.h. es wurde dadurch ein virtueller Nullpunkt geschaffen.
Der Spannungsabfall an dem 47KOhm Widerstand ist dann -150V und es fließt ein Strom von ~ -1mA,
d.h dieser Strom wird der Röhre als Anodenstrom eingeprägt.
Für den Signalstrom ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle theoretisch 0 Ohm,
und der Wechselspannungswiderstand für den Kathodenfolger auch 47KOhm.
Der Arbeitspunkt der Kathodenstufe ist dann unempfindlicher gegen die Röhrentoleranzen.
Diese Beschaltung fand man früher mehr bei Meßschaltungen.

Gruß
Manfred
 

[_peter]

Hallo,

aber warum sollte man sich erst so eine Mühe machen, einen extrem niederohmigen
Treiber zu realisieren, und dann die Endstufe per Kondensator ankoppeln. So holt
man sich doch die Probleme, die man mit direkter Kopplung zu vermeiden sucht,
wieder ins Haus - Aufladen des Koppel-Cs bei Gitterstromfluss der Endröhren und
dadurch Verschiebung des Arbeitspunkts der Endstufe und letztlich Übernahmeverzerrungen.

Gruß, Peter

[Manfred]

Für den Signalstrom ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle theoretisch 0 Ohm,
und der Wechselspannungswiderstand für den Kathodenfolger auch 47KOhm.

"Für den Signalstrom ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle theoretisch 0 Ohm"
Ich meinte nicht dass der Ausgangswiderstand des Kathodenfolgers sondern den Wechselstrominnenwiderstand der Gleichstromquelle.
Der Ausgangswiderstand des Kathodenfolgers ist  ~1/S .

Gruß
Manfred
 

[_peter]

Hallo Manfred,

die Frage war nicht so direkt auf deine obige Aussage bezogen, wie du es verstanden hast. 
Ich meinte allgemein - warum erst extra nen Kathodenfolger basteln,  wenn man dann doch
nicht dc-koppelt. Ich dachte, es geht darum, bei Gitterstromeinsatz der Endröhren den Strom
liefern zu können, damit Verzerrungen vermieden/abgeschwächt werden.

Sonst hätte das doch höchstens dann Sinn, wenn aus irgendeinem Grund der Ableitwiderstand
der Endstufe so klein ist, dass schon vor Gitterstrom ein zu hoher Signaleinbruch stattfindet.
Vielleicht wenn ganz viele Endstufenröhren parallel geschaltet werden.

@Benjamin: Was kommt denn danach für eine Endstufe?

[Benjamin]

Hallo Benjamin,
der 47KOhm-Widerstand und die negative Spannung wirken zusammen als Pseudostromquelle.
Die Anodenspannung der Anodenstufe ist mit der Betriebsspannung von 300V und der gezeigten Beschaltung ~150V.
Die Anodenspannung und die -150V Spannungsquelle haben den gleichen Massenbezugspunkt.
Die Summe der Potentiale ist dann an der Kathode des Kathodenfolgers (Ugk vernachlässigt) ~0V.
D.h. es wurde dadurch ein virtueller Nullpunkt geschaffen.
Der Spannungsabfall an dem 47KOhm Widerstand ist dann -150V und es fließt ein Strom von ~ -1mA,
d.h dieser Strom wird der Röhre als Anodenstrom eingeprägt.
Für den Signalstrom ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle theoretisch 0 Ohm,
und der Wechselspannungswiderstand für den Kathodenfolger auch 47KOhm.
Der Arbeitspunkt der Kathodenstufe ist dann unempfindlicher gegen die Röhrentoleranzen.
Diese Beschaltung fand man früher mehr bei Meßschaltungen.

Gruß
Manfred
 

Hallo Manfred,
danke für die mir sehr einleuchtende Erklärung 

Mein Denkansatz war dazu bisher der, dass ich mir anstelle der Katodenfolgerröhre einen ohmschen Ersatzwiderstand vorgestellt habe. Fließt nun im Ruhezustand Strom von +300V durch den Ri der Katodenfolgerröhre würde sich zunächst am Auskoppelkondensator annähernd das positive Anodenpotential der Vorröhre (1/2 ECC82) abbilden. Wo jetzt die negative  -150V Betriebsspannung ins Spiel kommt und durch Gegenstrom das Potential der Katodenfolgerkatode, bezogen auf Masse, senkt.

Wenn der Katodenfolger angesteuert wird, verschiebt sich - dem Eingangssignal folgend - das Potental seiner Katode vom Ruhezustand sowohl ins Positive (stromliefernd) und im Fall der  neg. Halbwelle ins Negative (stromaufnehmend).

Ist diese Form des Katodenfolgers also ein "besserer" Katodenfolger?

Im konventionellen Katodenfolger mit nur einer Betriebsspannung U+ gegen Masse sehe ich eine Ungleichbehandlung der Signalhalbwellen. Er kann zwar mit der positiven Halbwelle Strom liefern, aber eben im Vergleich zum "liefern" nur soviel aufnehmen wie es sein Katodenwiderstand erlaubt. Genau da sehe ich die Problematik. Der Katodenwiderstand RK müsste also um Strom der aus der "Last" aufnehmen zu können vergleichsweise niederohmig sein, was ich aber konträr zur positiven Halbwelle sehe wenn Strom in die Last fließen soll.  Der Rk belastet somit seine eigene Ausgangsspannung.

Meine Frage: Nach welcher Formel und/oder nach welchen Gesichtspunkten wird der Rk berechnet? Beliebig niederohmig machen geht ja nicht und wird er zu hochohmig wird die neg. Halbwelle zu sehr benachteiligt. Wie kann der "Idealwert" des Rk berechnet werden?

Gruß Benjamin

[Benjamin]

Sonst hätte das doch höchstens dann Sinn, wenn aus irgendeinem Grund der Ableitwiderstand
der Endstufe so klein ist, dass schon vor Gitterstrom ein zu hoher Signaleinbruch stattfindet.
Vielleicht wenn ganz viele Endstufenröhren parallel geschaltet werden.

@Benjamin: Was kommt denn danach für eine Endstufe?

Hallo Peter, Du sagst es. Es folgen mindestens 3 Paare von parallelen Endstufenröhren in PP, wo jede einzeln im Ruhestrom einstellbar ist. Wie viele Endstufenröhren tatsächlich parallel geschaltet sind und wie der Ausgangsübertrager in die Endstufe greift ist mir leider dem Plan nicht entnehmbar, liegt  außerhalb der Kopie.

Gruß Benjamin

[_peter]

Ah,

verstehe, dann würde die ganze Schaltung an den Steuergittern den PI wohl zu stark
belasten und daher der KF - nicht um AB2-Betrieb zu ermöglichen.

Gruß, Peter

[Günthergünther]

Hallo Benjamin,

wenn du den Kathodenfolger beim ECC99 Gegentakter einsetzen willst, bedenke, dass es eine weitere Stufe und damit mehr "Dreck" in der Phase gibt, was eventuell Probleme bei der ÜAGK bringt. Auch ist die Verstärkung etwas kleiner als "1", somit sinkt der Betrag der ÜAGK.

Grüße, Thomas

[Benjamin]

Hallo Thomas,
finde ich super dass Du drauf hinweist, dass eine weitere Stufe Phasenprobleme besorgen könnte.

Ich plane den Impedanzwandler erst mal so einzufügen wie ich es unten für eine Halbwelle aufgezeichnet habe.

Die ECC99 Trioden sind mit dem Katodenfolger direkt gekoppelt und  deren negative Vorspannung wird über das Poti RUg eingestellt. Anzunehmender Weise werden beide Trioden nicht die gleiche Vorspannung benötigen um identischen Anodenstrom zu erzeugen, weshalb ich es zunächst mit den Stromverteilungswiderständen (10 Ohm) in den ECC99 Katoden probieren will. Zweite Halbwelle genauso mit Katodenfolger. Durch die direkte Kopplung erhoffe ich mir Phasenstarre, keine Probleme mit "Dreck".

Wie findest die Idee?

Gruß Benjamin

[Günthergünther]

Hallo,

für nur 10W Sinus ist der Aufwand m.E. zu groß. Es ist auch problematisch, den Bias nicht für jede Endeöhre/jedes System einstellen zu können, wenn du es so machen willst bzw. musst, empfehle ich dir deutlich größere Kathodenwidwrstände der Endröhren, was wieder Leistung kostet.
Dreck handelst du dir leider trotzdem ein, zwar nichtmehr untenrum (durch fehlende Hochpässe und Direktkopplung), aber nach wie vor obenrum, was deutlich kritischer ist, gerade für die Gegenkopplung - es könnte sehr schnell zu Oszillation im Bereich um 100kHz kommen.

Meine Verbesserungsvorschläge:

- Bias für jede Röhre einstellbar
- Anzahl der Stufen reduzieren
- Gegenkopplung frequenzabhängig mit fg ~ 150kHz

Du solltest bei diesem Konzept auch keinesfalls am AÜ sparen, das ist das Wichtigste!

Grüße, Thomas