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Masseschleife in der Theorie

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Offline Chryz

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Masseschleife in der Theorie
« am: 2.11.2007 15:40 »
Hallo zusammen,
da ich neben meinem Restaurationsprojekt auch in der Theorie etwas voran kommen möchte, versuche ich auch die rudimentären Grundlagen zu durchdenken. U.a. beschäftige ich mich mit dem beliebten Thema Brummschleife. Ich habe mich mit Diciol, Wikipedia und Co. dazu schlau gemacht, habe aber noch ein paar Fragen, in Bezug auf den Verstärkerbau. (Es geht mir jetzt nur Brummschleifen innerhalb einer(!) Schaltung/ eines Geräts.)

Weit verbreitet ist ja das sternförmige Massekonzept um Brummschleifen zu vermeiden. Eine Alternative ist es die Massen in Flußrichtung miteinander zu verbinden. Beides habe ich kurz skizziert. Zur dritten Variante komme ich gleich noch.

Meine erste Frage:
Wie kann es innerhalb eines Verstärkers zu Potentialunteschieden kommen kann. Bzw. kann es das überhaupt? Voraussetzung ist natürlich, dass die Masseleitungen keinen messbaren Widerstand aufweisen. Aber sofern kein Widerstand vorhanden ist, kann doch kein Ausgleichsstrom fließen, der eine Brummspannung verursacht. Richtig?

Zweite Frage/Vermutung/These:
Wenn es innerhalb der Masseführung keine Potentialunterschiede gibt, und das Sternmassen Konzept Brummen verhindert, muss das Brummen durch die gemeinsame Verwendung von Masseleitungen entstehen. Das habe ich (als Negativbeispiel) auf der dritten Abbildung skizziert. Bei der Masse vom NT fließen die höchsten Ströme und damit auch die höchste Brummspannung. Die NT Masse fließt nun über die Massen aller anderer Stufen mit ab.

Wie entsteht nun die Brummschleife genau? Ich vermute die Brummspannung wird irgendwie in die frühreren Verstärkungsstufen induziert und dadurch mitverstärkt, so dass sie laut hörbar wird. Aber wie genau läuft das ab?

Ich hoffe, ich habe mich verständlich ausgedrückt und würde mich freuen, wenn mir jemand mit der Theorie etwas weiterhelfen kann.
mfg

Chryz

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Offline doctormolotov

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #1 am: 2.11.2007 15:51 »
Servus Chryz,

ich hab auch noch nicht so viel Ahnung oder Erfahrung, ich versuch mal laut mitzudenken:

so wie ichs verstanden habe, entsteht das Brummen über die Masse, weil die Leitungen faktisch eben schon einen ohmschen Widerstand, eine Induktivität und Kapazität zueinander haben, ob nun meßbar oder nicht.

Die großen Ströme über die Masse müssen also so geleitet werden, daß die empfindlichste Stufe - V1 - am wenigsten davon mitbekommt.

Bei deinem ersten Schema, der Sternmasse, ist das ja ganz gut umgesetzt. Bei den anderen beiden Schemata bewirkt jeder Massestrom der "anderen" Komponenten eine Spannungsänderung der Masse von V1 bzgl. des Massepunkts .. V1 sollte immer möglichst nahe am Massepunkt/Referenzpunkt liegen.

Gruß Bernhard

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Offline Kramusha

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #2 am: 2.11.2007 16:07 »
Martin hat da mal was geschrieben. Ich habs bis jetzt 5 Mal durchgelesen und noch immer nicht kapiert. Aber ich hab das Gefühl, dass es bald soweit ist.

http://www.tube-town.de/ttforum/index.php?topic=6250.msg55100#msg55100

Lg Stefan :)

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Kpt.Maritim

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #3 am: 2.11.2007 18:05 »
Hallo

Zuerst ist zu beachten, dass jeder verstärker zwei Scxhaltungen ist. Eine Gleichspannungsschaltung und eine für Wechselspannung. Dass beide ganz und garnicht gleich sind, bemerkt man an folgenden Beispielen:

1. Eine Gegentaktendstufe ist für Gleichspannung eine Parallel für Wechselspannung eine Reihenschaltung.
2. Die Anodenspannungszuleitung ist für Gleichspannung ziemlich sehr plus. Für Wechselspannung ist sie Masse.

Der Witz ist nun dass beide Schaltungen in einem Punkt gleich sein müssen. Nämlich im Nullpunkt. Das ist einerseits die Signalmasse und anderseits die Netzteilmasse. Beide dürfen kein Potentialunterschied haben. Hätten sie einen, dann wird zwischen beiden ein und sei er noch so kleiner Widerstand liegen. Behalten wir das im Hinterkopf.

Der Nullpunkt für das Signal ist nun mal, die Masse des Eingangs. Weniger Signal wird man nirgends finden. Der Nullpunkt der Gleichspannung ist nunmal der Abgriff an der Masse des Ladeleko. Nirgendwo wird man so wenig Gleichspanung haben. Die Masse des nächsten Elko liegt wegen des Drahtwiderstandes schon etwas positiver als die des ersten Elkos. Jetzt nehmen wir als Beispiel mal an, hier wäre die Eingangsmasse angelötet. Die Brummspannung aus dem Siebelko, denn er siebt diese ja durch sich hindurch, muss nun auch durch den Drahtwiderstand des Leiters und es kommt zu einem kleinen Spannungsabfall, aber an Brummspannung. Der liegt jetzt in Reihe zum Eingang des Verstärkers, denn der Arbeitet ja zwischen dem Gitter der ersten Röhre und dem negtivsten Punkt also der Masse des Ladelekos. Demnach muss die Brummspannung in die erste Eingangsstufe, wo sie verstärkt wird.

Deswegen muss die Eingangssignalmasse auch an den negativsten Punkt des Verstärkers, also an den Ladeelko. Idealerweise sogar in den Gleichrichter, falls ein Greatz verwendet wird oder an den Mittelabgriff des Trafos, falls Vollweggleichrichtung vorliegt. Der Brumm in unserem Beispiel kommt also aus dem Netzteil und ensteht dadurch, dass zwischen Masse des Eingangssignals und dem Nullpunkt relativ zu dem alle Röhren gesteuert werden ein bisschen Widerstand liegt, an dem etwas von der agesiebten Brummspannung aus der Siebstrecke liegt. Deswegen müsste man genau sagen, dass der Ort mit der kleinsten Brumm- Signal- und Gleichspannung ein einziges Potential im Verstärker haben muss, wo alle zusammengelötet sind. Das ist der zentrale Massepunkt.

Die Idee der Zentralmasse ist es diese drei Punkt zu vereinigen. Wenn das Geschafft ist, kann es kein Brummen mehr geben, weil zwischen diesen Punkten kein bisschen Widerstand von Draht oder Lötstellen vorhanden ist, an dem Brummspannung abfallen, oder anders gesagt eingespeist werden könnte. Bildlich gesprochen: Zwischen dem Fusspunkt der Röhren und dem kleinsten Eingangssignal passt kein Brummen mehr, weil beide einander berühren.

Viele Grüße
Martin
« Letzte Änderung: 2.11.2007 21:12 von Kpt.Maritim »

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Offline Kramusha

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #4 am: 2.11.2007 19:24 »
Jetzt hab ich es verstanden :o Geht doch :) Danke dir Martin :)

Jetzt müsste ich mir das Massekonzept in der Melli noch mal überlegen, ich glaube ich muss 1 oder 2 Drähte umlöten..

Lg stefan :)

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Offline Ramarro

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #5 am: 2.11.2007 20:36 »
Zwar war mir der Sachverhalt durchaus klar, aber so bildhaft einleuchtend habe ich den noch nie irgendwo beschrieben gesehen. Das sollte man vielleicht irgendwo zentral ablegen. Toll, Martin!

Grüße,
Rolf
Wer As (Ab) sagt, muss auch Bes (Bb) sagen.

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Offline Chryz

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #6 am: 2.11.2007 21:18 »
N'abend!
Schönen Dank für die Antworten, besonders an Martin für die ausführlichen Erklärungen. Ich melde mich erst jetzt, weil ich den Beitrag ein paar mal öfter gelesen und drüber nachgedacht habe. Leider geht es mir nicht wie den Vorrednern. Ich check es nicht!   :(

Ich denke mal ich habe das mit dem Potentialunterschied durch Widerstand verstanden. Das es zwei Schaltungen gibt auch. Aber dann:   :)

1.
Du sagst, für Wechselspannung ist die Anodenspannungszuleitung die Masse. Dann sagst du "Der Nullpunkt für das Signal ist nun mal, die Masse des eingangs."
D.h. Masse Eingang = Anodenspannungszuleitung ??? Das kann nicht sein. Was bedeutet der Satz mit den Anodenleitung?

2.
Entsteht durch die 2cm Drahtverbindung vom Ladeelko zum ersten Siebelko schon ein Widerstand, der sich in Form von Brummspannung bemerkbar macht? d.h. am 4. Siebelko wäre die Brummspannung am größten? (Kann praktisch ja kaum stimmen, da der letzte Elko die V1 mit Spannung versorgt)
Wieso entsteht diese Brummspannung dann nicht auch durch die (i.d. Regel) ewig lange Masseleitung von V1 zum Ladeelko? Die müsste ja ebenso einen gewissen Widerstand aufweisen.

3.
Und noch ganz praktisch. Warum funktioniert das Flußprinzip der Massen, wo die V1 Masse ganz am Ende der Kette steht, wenn sie direkt an den Ladeelko sollte? Das widerspricht doch deiner These.
mfg

Chryz

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Kpt.Maritim

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #7 am: 2.11.2007 21:59 »
Hallo

Zitat
Du sagst, für Wechselspannung ist die Anodenspannungszuleitung die Masse. Dann sagst du "Der Nullpunkt für das Signal ist nun mal, die Masse des eingangs."
D.h. Masse Eingang = Anodenspannungszuleitung Huh Das kann nicht sein. Was bedeutet der Satz mit den Anodenleitung?

Doch so ist es. Für die Signalspannung ist Anodenspannung und Masse ein und das selbe. Die Siebelkos bilden ja einen Signalspannungskurzschluss, deswegen ist die Anodenspannung für die Signalspannung ein Nullpotential also auf Massepotential. Für die Gleichspannung hingegen ist die Anodenspannung alles adere als ein nullpotential. Ergo: Die POtentialvershältnisse im Verstärker sind völlig verschieden je nachdem ob man die Gleich- oder Signalspannung betrachtet.

Zitat
Entsteht durch die 2cm Drahtverbindung vom Ladeelko zum ersten Siebelko schon ein Widerstand, der sich in Form von Brummspannung bemerkbar macht? d.h. am 4. Siebelko wäre die Brummspannung am größten? (Kann praktisch ja kaum stimmen, da der letzte Elko die V1 mit Spannung versorgt)
Wieso entsteht diese Brummspannung dann nicht auch durch die (i.d. Regel) ewig lange Masseleitung von V1 zum Ladeelko? Die müsste ja ebenso einen gewissen Widerstand aufweisen.

Erstens war es ein Beispiel zur veranschaulichung, in der praxis sieht es noch viel komplizierter aus. Am 4. Siebelkos ist die Brummspannung nicht am größeten. bedenke dass die Siebstrecke nicht einfach eine Reihenschaltung von Elkofusspunkten sondern eine Kaskade von Spannungsteilern ist. Die brummspannung wird jedesmal geteilt. Zweitens habe ich nicht geschrieben die Brummspannung wäre am 4. Elko am größten. Sondern das Potential vom Fusspunkt (masse) des vierten Elkos bis zum ladeleko ist am größeten. Aber das ist nicht so wichtig, die Sache mit den Spannungsteilern ist der entscheidende Punkt.

Die ewig lange Masseleitung von V1 bis zum Ladeleko ist genau dann kein Problem wenn die Masse ein Stern ist. Bedenke dass ein zentraler Masspunkt das eine ist und das habe ich zu erklären versucht. Ein stern ist das andere. man könnte sich zentrale Massepunkte auch ohne Stren denken. Mit Stern kann keine Brummspannung über dieser langen Leitung abfallen. Woher denn. Von Siebelko vor der ersten Stugfe, der hat mehr entkoppelfunktion. da das Netzteil ein Spannungsteiler ist, wäre die Brummspannung die hier eingespeist wird viel zu niedrig. Das ist ja gerade der Witz der Siebstrecke, sonst käme man ja mit einem Siebelko aus.

was man an deinen klugen Fragen schölön sehen kann, ist dass zentraler Massepunkt mit einem Potential das eine, ein guter Stern und eine gute Siebung das andere sind. Noch besser sieht man an deinen Fragen aber, dass die wirklichen Verhältnisse sehr viel komplizierter sind, als es theoretisch aussieht.

Zitat
Und noch ganz praktisch. Warum funktioniert das Flußprinzip der Massen, wo die V1 Masse ganz am Ende der Kette steht, wenn sie direkt an den Ladeelko sollte? Das widerspricht doch deiner These.

Was ist das Flussprinzip?

Viele Grüße
Martin




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Offline Hans

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #8 am: 3.11.2007 09:20 »
Hallo

in der Praxis ist das, was Martin völlig richtig beschrieben hat, nur schwer einzuhalten. Auch an einem zentralen Massepunkt kann es zu Brummschleifen kommen. Dies ist Aufbau bedingt und den Null-Ohm Widerstand gibt es halt nicht  ;D.

Herr Ratheiser hat hierzu zwei anschauliche Bilder (ich weis das ist  eine Wiederholung  ;D) ) in einem seiner Bücher publiziert. Diese zeigen wie man Praxisgerecht das Brummproblem in den Griff bekommt.




Kritisch ist wie gezeigt die Eingangsstufe und ihr Verhältnis zur Schutzerde. Eine Stufenmasse oder auch eine Flächenmasse sind in der Praxis besser umzusetzen.

Salu Hans
PS Meine Verstärker haben noch nie gebrummt  :devil:
« Letzte Änderung: 3.11.2007 15:00 von Hans »

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Kpt.Maritim

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #9 am: 3.11.2007 10:10 »
Hallo Hans

bene dicisti!

Zitat
in der Praxis ist das was Martin vööig richtig beschrieben hat nur schwer einzuhalten. Auch an einem zentralen Massepunkt kann es zu Brummschleifen kommen. Dies ist Aufbau bedingt und den Null-Ohm Widerstand gibt es halt nicht  Grin.

Genau so ist es. Einen idealen zentralen Massepunkt kann man nicht bauen man kann sich nur annähern. In der Praxis funktionieren diese Annäherungen auch sehr gut. Eine Zentrale Masseschiene aus dickem Draht ist auch eine Annäherung an dieses Prinzip, weil die Schiene fast null Ohm hat und darum für das Potential als ein Punkt angesehen werden kann.

Wiederholung ist im übrigen eine der besten Lernmethoden.

Viele Grüße
Martin


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Offline Chryz

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #10 am: 3.11.2007 10:22 »
Moin,
@Hans: Danke für deine Bilder. Sind schon auf meinem Rechner gespeichert.  ;)
Auf dem ersten Bild sind die Nummern 1-4 eingezeichnet, was bezeichnen die? 1 und 4 ist klar (Masse Netztrafo und Masse Ladeelko), aber 2 und 3?

@Martin: Flußprinzip bedeutet, dass die Massen "in Reihe geschaltet" werden. (auf meiner SKizze, das zweite Bild) Ich habe das früher über eine Masseschiene gelöst, bei der die Massen der Reihe nach angelegt wurden. D.h. von V1..V5...FX...PI...Endstufe...Netzteil..Schutzleiter. Das hat auch wunderbar funktioniert.
Die Praxis ist an der Stelle auch weniger mein Anliegen. Ich würde das gern theoretisch verstehen. Aber als Elektro-Laie finde ich das gar nicht so einfach...
Ich meld mich später nochmal. Einen schönen Tag euch.
mfg

Chryz

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Kpt.Maritim

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #11 am: 3.11.2007 10:44 »
Hallo

Jetzt verstehe ich. Beim Flussprinzip muss aber jeder Siebelko an den Submassepunkt der jweiligen Stufe. Warum kannst du dir leicht klar machen, wenn du jedes Schnipsel Masseschiene in gedanken durch einen Widerstand ersetzt und den Weg von Signal-, Gleich und Brummspannung extra verfolgst. Ist die Masseschiene ein ausreichender Kurzschluss kann es auch so funzen. Es gibt aber nur eine Methode, die garantiert kein Brummen erzeugt. Alle anderen funzen oft in der Praxis, am bei der sternmasse ist es auch theoretisch unmöglich das es brummt. Ich wende sie immer gerade zu sklavisch an, bloß nicht dabei nachdenken, einfach die von hans geposteten Schemata abarbeiten, dann brummt mit sicherheit nicht.

Viele Grüße

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Offline Kramusha

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #12 am: 3.11.2007 10:52 »
Ich hab mal eben ein Bild gezeichnet, wie ich es mir vorstelle. Leider nur mit einem Zeichenprogramm für 3-6 Jährige Kinder auf Linux, weil die anderen Zeichenprogramme böse sind.

Kann das so sein?

Lg Stefan :)

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Offline Hans

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #13 am: 3.11.2007 11:02 »
Moin,
@Hans: Danke für deine Bilder. Sind schon auf meinem Rechner gespeichert.  ;)
Auf dem ersten Bild sind die Nummern 1-4 eingezeichnet, was bezeichnen die? 1 und 4 ist klar (Masse Netztrafo und Masse Ladeelko), aber 2 und 3?

Hallo Chryz

Punkt 2+3 sind die Lötstellen des Gitterableitwiderstandes und der Masseanschluß des Mikrofones, gebrückt verlötet.

Salu Hans

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Offline mac-alex_2003

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Re: Masseschleife in der Theorie
« Antwort #14 am: 3.11.2007 14:21 »
Beim Flussprinzip muss aber jeder Siebelko an den Submassepunkt der jweiligen Stufe.

Hallo!

genaus so wie Martin geschrieben hat, mache ich es beim Classic. (der Siggis ist da komplizierter, der Retro hat eine Sternmasse).

Jede Stufe (bzw. immer die zwei Stufen einer Röhre zusammen) haben einen gemeinsamen Massepunkt direkt am Sockel der jeweiligen Röhre.
Die Siebelkos werden ebenfalls an der jeweiligen Röhre angeschlossen. Ausnahme bildet die Boosterröhre, die aufbaubedingt direkt an der Sternmasse angeschlossen wird. Der Rückführstrom geht nun von V1 bis V7 durchs Chassis an die Zentralmasse, an der der erste Ladeelko sowie das gesamte Netzteil geerdet sind. Somit wird hier ebenfalls kein Brumm induziert.

Alternativ kann natürlich die reine Sternmasse verwendet werden, bei der jede Stufe direkt an den Stern geführt wird. Trotzdem sollten auch hier zuerst die Massen einer Stufe zusammengeführt und dann an den Stern gelegt werden.

Wenn man dann noch die Heizspannung etwas anhebt kommt man auch mit AC-Heizung problemlos hin.

Viele Grüße,
Marc