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Ausgangsübertrager Vergleich

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Offline Dirk

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Ausgangsübertrager Vergleich
« am: 5.02.2023 13:23 »
Hallo,

von Manfred Zollner gibt es ein neues Video auf YouTube zum Thema "Ausgangsübertrager". HIer der Link: https://www.youtube.com/watch?v=IJEYUKFJgw0

Gruß, Dirk
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Offline OrangUtanKlaus

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #1 am: 1.02.2025 20:53 »
Sehr interessantes Video, das befeuert eine konkrete Frage bzw. einen Gedankengang, die mich schon länger beschäftigen: Den Datenblättern der AÜ sind idR hauptsächlich Primärimpedanz, die anschließbaren Lautsprecherimpedanzen sowie die Leistung/Belastbarkeit zu entnehmen. Gibt es, abgesehen von diesen Daten, Kriterien, die einen AÜ für einen bestimmten Einsatz in einer bestimmten Schaltung ausschließen? Ich meine ausdrücklich keine Geschmacksfragen, die sich durch mess- und darstellbares Verhalten von AÜ im Betrieb ermitteln lassen.

Ist wie mit Autoreifen: Solange die Dimensionen mit denen im Fahrzeugschein überstimmen, kann ich mit Reifen aller Gummigemische, Preisklassen und Profile fahren, vielleicht mit Unterschieden im Grenzbereich, beim Kurven- und Bremsverhalten, aber das Auto fährt im Alltagsbetrieb ohne Einschränkungen und Probleme.

Konkreter Vergleich:

https://www.tubetown.net/ttstore/de/tt-dr103-hiwatt-ausgangsuebertrager.html

https://www.tubetown.net/ttstore/de/tt-uebertrager-100-watt-fuer-orange-or120-matamp-gt100-120.html

Die Eckdaten dieser beiden AÜ sind praktisch identisch. 1,8kOhm Primärimpedanz, ähnliche Leistung, gleiche Anschlussmöglichkeiten für Lautsprecher.

Gibt es, abgesehen von den genannten Geschmacksfragen, zu denen auch die Optik zählt, irgendwelche Eigenschaften, die einen der beiden im Gegensatz zum anderen ungeeignet für denselben Einsatz machen? Oder funktioniert der eine wie der andere, bzw. beide gleichermaßen nicht?

Zwei ausgewachsene Amps habe ich schon erfolgreich gebaut, ich bin also grundsätzlich kein totaler Anfänger. Logisch erscheint mir, dass die beiden sozusagen direkte Austauschtypen sind, aber klare Antworten dazu habe ich bisher noch keine finden können.

Bin gespannt! Und im Sinne des Videos darf natürlich auch gerne spekuliert werden, welche "weichen" Krieterien es hier gibt, also wie sich der Hiwatt mit dem Orange-AÜ und umgekehrt anhört...
Viele Grüße!

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Offline Showitevent

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #2 am: 2.02.2025 11:44 »
Moin,

ich will mich mal nicht großartig zu etwaigen Sounddifferenzen äußern, weil da mindestens ebensoviel Voodoo mit drin steckt wie in Kondensatoren - und damit sage ich mit NICHTEN, dass es keine Differenzen gibt!

Was aber fakt ist, ist dass es nicht nur auf die Primärimpedanz ankommt. Diese beschreibt eigentlich lediglich, wie das Übersetzungsverhältnis des Trafos eigentlich ist und ist der ausschlaggebende Parameter, in welcher Region die Röhre betrieben wird.

In erster Linie denke ich, könnte die primär Induktivität den größten klanglichen Einfluss haben. Diese ist nicht zuletzt ein Konstrukt aus Wickeltechnik, Material und Masse.
Ein zweiter nicht zu vernachlässigender Faktor ist denke ich, dass gerade Eisentrafos nicht unbedingt gute Kandidaten sind, wenn es um Höhenwiedergabe geht. Hier kommt es aber vermutlich auch stark auf das Sättigungsverhältnis an und entsprechend, mit wieviel Leistung ich das Teil anfahre.

Ich habe so eine These die ich aber nie für mich nie weiter ergründet habe.
- Wenn es mit einem Eisentrafo generell schwer ist linear von 20 bis 20Khz zu spielen, dann dürfte klar sein, warum amps durchaus ein unterschiedliches Erscheinungsbild haben.
- Wenn Sättigung hier einen starken Einfluss hat, dann dürfte auch dies ein Hinweis darauf sein, warum viele Amps einen gewissen Sweetspot haben, wo die "Kratzigkeit" (unabhängig crosstalk) verloren geht

Wenn wir technisch eine Schaltung vermessen, dann machen wir das in der Regel mit einem Sweep. Ein Sweep hat aber den großen Nachteil, dass wir nicht abbilden, welche Wechselwirkungen wir zwischen Bändern haben.
Gerade in Transformatoren stelle ich mir vor, dass Harmoniken eine gewichtige Rolle spielen und es durchaus zu Kammfilter Effekten kommen kann.

Ich persönlich denke, dass whitenoise tests auf verschiedenen Leistungs Leveln viel aussagekräftiger wären.

Und es kommt auch noch hinzu, dass das Vermessen mit Box, Lautsprecher, Raum und Mikro ansich zuviele Variablen in den Mix bringt.

Ich nehme hier nicht Referenz auf das Video - ich habs nur überflogen und weiß nicht wie der Kollege das genau gemessen hat.

LG Geronimo
« Letzte Änderung: 2.02.2025 11:53 von Showitevent »

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Offline OrangUtanKlaus

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #3 am: 2.02.2025 13:28 »
Ja, klingt alles richtig und plausibel: Aber noch mal:
Der AÜ mit der genannten anderen Induktivität verhält sich dann mess- und vielleicht hörbar anders, aber auch diese Eigenschaft stellt ja kein entscheidendes Kriterium dar? Es ging mir wirklich nur um die "harten" Spezifikationen, die sagen: "Ja, kannste einbauen oder "nein, das raucht ab."
Schönen Sonntach! 

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Online Helmholtz

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #4 am: 2.02.2025 18:29 »
Wenn ein für die Verstärkerleistung ausreichend dimensionierter AÜ ausfällt, liegt das fast immer daran, dass der Amp ohne Last betrieben wurde.
Das kann zum sofortigen Ausfall oder zu einer Vorschädigung der Trafoisolierung führen.
In seltenen Fällen kann ein AÜ -Ausfall auch durch eine Endröhre mit internem Kurzschluss und dadurch verursachter Überhitzung der Primärwicklung mit Schädigung der Drahtisolierung verursacht werden. Das lässt sich i.d.R. durch eine Sicherung in der Anodenversorgung verhindern.

Im Prinzip können sich AÜs in der Qualität ihrer Isolierung (Aufbau, Isolationsklasse des Drahtes) unterscheiden. Leider lässt sich das nicht einfach und ohne Zerstörungsrisiko testen.

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Offline Stahlröhre

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #5 am: 3.02.2025 00:38 »
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Gibt es, abgesehen von den genannten Geschmacksfragen, zu denen auch die Optik zählt, irgendwelche Eigenschaften, die einen der beiden im Gegensatz zum anderen ungeeignet für denselben Einsatz machen? Oder funktioniert der eine wie der andere, bzw. beide gleichermaßen nicht?
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Ja insbesondere die Phasenstabilität kann ein Problem sein: die meisten Endstufen nutzen eine Rückkopplung, die für ihre angedachte Funktion bekanntermaßen gegenkoppeln muss und keines Falls rückkoppeln darf, entsprechend wichtig ist somit die Phasenlage der rückgekoppelten Spannung. Die Wicklungsanordnungen des AÜ haben hier einen großen Einfluss auf die Streuinduktivität und Wicklungskapazität des AÜ und somit auf das Wiedergabe- und Phasenverhalten im Hochtonbereich.

Ab einer gewissen Frequenz dreht sich hier Phase der Spannung um -180°, was zu einem Schwingen des Verstärkers führen würde, sofern die Schleifenverstärkung an diesem Punkt noch >=1 ist. Ein hochwertiger AÜ muss desshalb idealerweise durch einen möglichst geschickten Aufbau gleichzeitig eine möglichst geringe Streuinduktivität, wie auch eine möglichst kleine Wicklungskapazität aufweisen (was beides aber nicht gleichzeitig möglich ist), um so die Resonanzfrequenz möglichst weit weg aus dem Übertragungsbereich des Verstärkers zu verlegen, wo dann die Verstärkung weit genug abgesenkt ist, dass es zu keinen ungewünschten Schwingungen mehr kommen kann.

Und genau an diesem Punkt variiert die Qualität der unterschiedlichen AÜ teils. In einem Endstufendesign mit starker Gegenkopplung kann es desshalb passieren, dass bestimmte AÜs sich nicht stabil verhalten, während ein anderer Typ noch sauber arbeitet. Zumindest bei Gitarrenverstärkern hat man hier meist jedoch eher weniger Probleme, da üblicherweiese keine so hohen Gegenkopplungsgerade genutzt werden, wie sie teils in der HiFi Sektion üblich sind.
Gruß,
Max

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Offline OrangUtanKlaus

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #6 am: 3.02.2025 19:06 »
Sehr interessant, danke!
Gibt es für sowas eine Größe, die auf Datenblättern stehen könnte/sollte? Muss aber auch an der Stelle sagen, dass ich mich ausschließlich mit Gitarrenverstärkern befasse und von Hifi null Ahnung habe. Dass in den beiden Bereichen nicht ganz identische Teile eingesetzt bzw. andere Ansprüche an diese gestellt werden, dachte ich mir schon.

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Offline Showitevent

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #7 am: 3.02.2025 20:43 »
Sehr interessant, danke!
Gibt es für sowas eine Größe, die auf Datenblättern stehen könnte/sollte? Muss aber auch an der Stelle sagen, dass ich mich ausschließlich mit Gitarrenverstärkern befasse und von Hifi null Ahnung habe. Dass in den beiden Bereichen nicht ganz identische Teile eingesetzt bzw. andere Ansprüche an diese gestellt werden, dachte ich mir schon.


Naja du fragtest nach Eigenschaften.

Du hast nicht wirklich viel Möglichkeit mit aktuell zugänglichen Herstellern / von der Stange Trafos, an weitere Parameter zu kommen außer denen, die ausgewiesen sind.

Um auf deine weitere Frage zurückzukommen, ob da was abraucht...

1.) RA/RAA
2.) Sekundärimpedanz
3.) Leistungsangabe in form von "Watt", "VA - (was technisch korrekter wäre)".

Idealer Weise könnte man noch UAA mit angeben, was durchaus von Herstellern erwartet wird, wenn Du Custom Trafos in Auftrag gibst.

Das sind wohl die drei Parameter mit denen Du arbeiten kannst, ohne den Hersteller nach spezifischen Eigenschaften zu fragen.
Die Dimension des Trafos spielt sicherlich eine Rolle, in wie weit diese allerdings förderlich oder sach-undienlich ist kann ich Dir nicht sagen.

PRS MT-15 wird kommt mit 3.4K oder 3.6k daher, was durchaus ausreichend ist um damit 50 Watt zu machen. Der Trafo hat aber mit nichten die Kapazität das aufzufangen allein schon wegen seiner dünnen drähtchen und größe.
Der Amp wird mit 15 Watt 2xEL5881 beworben und macht 28 bis 30 Watt RMS bevor der Netztrafo den Ar*ch zu macht.

Laut We*ter, welchen ich in einem privat interview hatte, (gott ich habe seinen Namen vergessen), geht alles um Kerntemperatur. Die haben die Trafos nicht gewickelt, wenn eine Simulationssoftware gesagt hat, dass das mit den Dimensionen nicht hinhaut.

LG
« Letzte Änderung: 3.02.2025 21:28 von Showitevent »

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Offline Stahlröhre

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #8 am: 3.02.2025 21:28 »
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Laut We*ter, welchen ich in einem privat interview hatte, (gott ich habe seinen Namen vergessen), geht alles um Kerntemperatur. Die haben die Trafos nicht gewickelt, wenn eine Simulationssoftware gesagt hat, dass das mit den Dimensionen nicht hinhaut.
...

Den Günter meintest du sicherlich.


Man kann die Stabilität über die Übertragungsbandbreite abschätzen: grob gesagt je breitbandiger, desto stabiler sollte der AÜ sein. Manche Hersteller geben auch den Phasenverlauf über die Frequenz in einem Diagramm an. Wenn der Aü mit der Schaltung nicht funktionieren will gibts es ja immernoch die Möglichkeit diese darauf anzupassen. Dazu muss man schauen. dass man die Verstärkung im kritischen Bereich <1 bekommt, eben durch hinzufügen von Tiefpassfiltern. Je breitbander der Aü hier ist, desto einfacher hat man es dann auch, da man eine höhere Grenzfrequenz und kleinere Filterordnungen einsetzen kann, was wiederum Phasenlage und nutzbarer Bandbreite des Verstärkers zugute kommt.
Gruß,
Max

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Online Helmholtz

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #9 am: 3.02.2025 22:52 »
Man kann die für die Stabilität relevanten AÜ-Daten (wie Kapazitäten und Streuinduktivitäten) messen.
Ich habe solche Messungen an über 30 AÜ durchgeführt.
Bei einigen habe ich auch den Frequenz- und Phasengang gemessen.
Schwierig bis unmöglich ist es allerdings, aus den Trafodaten die Stabilität des Verstärkers vorherzusagen.
Die meisten AÜ haben mehr als eine Streuresonanz und schwingen im Verstärker nicht unbedingt bei einer von diesen.
Ich hatte einen JTM45, der mit LS-Last (aber nicht mit Lastwiderstand) eine Schwingneigung bei 440kHz (also weit oberhalb der Hauptresonanzen) zeigte.
Aufschlussreicher wäre die Messung des Frequenz- u. Phasengangs der gesamten Endstufe mit unterschiedlichen Lasten bis ca.1MHz.

Am sichersten ist aber eine sorgfältige Stabilitätsanalyse mit z.B. einem 400Hz Rechtecksignal mit hoher Flankensteilheit (am PI eingespeist) bei unterschiedlichen Ausgangspegeln und LS-Last (Ohrenstöpsel!).
Bei Schwingneigung probiert man dann verschiedene Phasenkompensationen.



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Online Helmholtz

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #10 am: 4.02.2025 23:14 »
Hier ist mein Thread zu dem schwingfreudigen JTM45/50 auf dem music-electronics-forum:
https://music-electronics-forum.com/forum/amplification/guitar-amps/maintenance-troubleshooting-repair/954549-stability-issues-with-my-original-1966-jtm-50
Falls etwas unklar ist, bitte einfach fragen.

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Offline OrangUtanKlaus

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #11 am: 11.02.2025 15:36 »
Danke für die spannenden Beiträge!

Ich habe mal weiter geschaut und würde die folgenden Datenblätter mal als Beispiel für das Thema primäre Induktivität nehmen:

https://media.tubetown.net/info/datenblaetter/transformatoren/tt-otOR120.pdf

und:
http://www.inmadout.com/download/pdf/SETDR103.pdf

Da wird der Wert tatsächlich angegeben: Beim Orange Style 125H und beim Hiwatt-Klon aber ein tatsächlich um fast Faktor 10 kleinerer. Kann sowas sein? Ich habe im Netz noch diese Faustformel ausgestöbert:

minimale Primärinduktivität = Primärimpedanz in Ohm geteilt durch 2pi mal untere Grenzfrequenz

Also
L=Raa/(6,3xu.G.F.)

Den Wert soll man verdoppeln bis vervierfachen.

Für den Hiwatt AÜ kommt das sogar hin, wird mit 50Hz angegeben.
Beim Orange würde das eine untere Grenzfrequenz von gut 2Hz bedeuten bzw. nach L errechnet man einen 3-6 mal niedrigeren Wert als den Angegebenen.

Wie ist das zu bewerten bzw. einzuordnen?
Oder muss man hier auch von unterschiedlichen Messverfahren, unterschlagenen Koeffizienten ausgehen bzw. unterschiedlicher Interpretation der Werte? 

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Online Helmholtz

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #12 am: 11.02.2025 17:55 »
Wegen der stark gekrümmten Hysteresekurve variiert die Primärinduktivität extrem mit der magnetischen Aussteuerung, also der Flussdichte B im Kern.
Diese ist proportional zu Messspannung dividiert durch die Messfrequenz.
So messe ich mit meinen LCR-Meter (Messspannung um 1V, Frequenz 100Hz) eine bis zu 15fach kleinere Induktivität als bei 240V/50Hz.
Man kann also Datenblattangaben nur bei gleichen Messbedingungen vergleichen.
Beim InMad Out Trafo sind diese nicht spezifiert.
Aufgrund des ungewöhnlich niedrigen Wertes nehme ich an, dass hier nicht bei 240V/50Hz gemessen wurde.
Zum Vergleich:
Der AÜ meines 67er 100W Marshall hat 205H bei 240V/50Hz.

Die untere Grenzfrequenz eines AÜ ist die Frequenz, bei der die induktive Impedanz der gesamten Primärwicklung (2*pi*f*L) gleich groß ist wie der auf die Primärseite transformierte Lastwiderstand, also Raa.
Gleichung: Raa = 2*pi*fg*L. Hieraus folgt fg = Raa/(2*pi*L).
Hierbei ist die untere Grenzfrequenz fg die Frequenz, bei die Ausgangsspannung um 3dB oder knapp 30% niedriger ist als bei mittleren Freuenzen.
Da L mit der Ausgangsleistung variiert, variiert auch die Grenzfrequenz.
Bei geringer Ausgangsleistung ist die Grenzfrequenz am höchsten, also die Basswiedergabe schwächer.

« Letzte Änderung: 11.02.2025 18:50 von Helmholtz »

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Offline OrangUtanKlaus

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #13 am: 12.02.2025 06:58 »
Leider kann man hier Beiträge nicht einfach liken oder so ähnlich, deswegen komme ich nicht um ein weitere DANKE herum. Sehr informativ und on point!

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Online Helmholtz

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Re: Ausgangsübertrager Vergleich
« Antwort #14 am: 12.02.2025 16:46 »
Noch eine Ergänzung:

Die Messspannung von 240Veff entspricht bei einem 1,8k AÜ einer Ausgangsleistung von 32W (folgt aus P= Ueff²/Raa).
Bei 100W liegen an der vollen Primärwicklung 424Veff und die 50Hz-Induktivität nimmt wieder ab, z.B. auf 50%.
Diese L-Abnahme kommt von beginnender Kernsättigung.
M. a. W., es entstehen bei tiefen Frequenzen Sättigungsverzerrungen.
Bei mittleren und hohen Frequenzen sind bei üblicher AÜ-Dimensionierung keine Sättigungsverzerrungen möglich.