Tube-Town Forum
Technik => Tech-Talk Design & Konzepte => Thema gestartet von: bea am 22.11.2024 14:07
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Hallo,
über dieses Thema brüte ich schon seit geraumer Zeit. Jetzt "muss" ich das Thema aber so allmählich angehen. NFB bei einer SE Endstufe, hier bevorzugt mit einer EL84. Warum? Eigentlich möchte ich den sauberen Klang einer (nicht allzu starken) Gegenkopplung der Endstufe. Aber leider verhindert der meist angewendete Weg der GK über den Kathodenwiderstand der vorherigen Stufe zwei Dinge, die ich ebenfalls gerne hätte:
a) einen "Master"-Regler vor dem Eingang der EL84.
b) die Möglichkeit zur Nutzung der Kathode zur weiteren Klangformung
b) ist gerade besonders akut: in der Praxis sind mit Klangregelungen wie AMZ oder BoneRay gerne mal zu basslastig. Das würde ich gerne mit einer Höhenanhebung über den Kathoden-C der Stufe vorher verbessern. In eigentlich allen meinen Amps habe ich für sowas nur 2 Trioden zur Verfügung, und die erste Kathode ist bereits belegt. Um vor allen im Valve Junior sowas umsetzen zu können, muss ich also die Gegenkopplung auf die EL84 und den AÜ beschränken.
Gerade wurde hierzu im DIYaudio-Forum folgender Ansatz ins Spiel gebracht:
https://livinginthepast-audioweb.co.uk/index.php?p=feedbackwindings
Alternativ könnte man vielleicht auch den Kathoden-C der Endröhre weglassen und die Gegenkopplung "oberhalb" des Kathodenwiderstands einspeisen.
Derartige Ansätze würde ich gerne auch hier zur Diskussion stellen.
Testobjekt wäre nach dem oben gesagten übrigens tatsächlich ein Epiphone Valve Junior, und auf dessen Platine wäre der zweite Ansatz wohl tatsächlich einfacher zu handhaben.
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Hallo, mir würden dazu drei Möglichkeiten einfallen:
1. Den jetzigen Kathodenwiderstand aufteilen, wobei der obere (höher ohmige) Teil weiterhin mit einem Elko gebypasst werden kann und der untere für die GK dient.
2. Mittels einer Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand von der Anode auf das Schirmgitter zurückkoppeln.
3. Den AÜ gegen einen mit Ultralinearabgriff tauschen.
2. und 3. dürften allerdings etwas Ausgangsleistung kosten.
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Gerade wurde hierzu im DIYaudio-Forum folgender Ansatz ins Spiel gebracht:
https://livinginthepast-audioweb.co.uk/index.php?p=feedbackwindings
Auf diyAudio gibt's zu dieser Lösung ja positive Erfahrungsberichte.
Es sind etwa 6dB an GK möglich. Das ist nicht sehr viel.
Die Ausgangs-Quellimpedanz halbiert sich dadurch von etwa 60 Ohm auf 30 Ohm am 8 Ohm Ausgang.
Bedeutet einen Dämpfungsfaktor von 0.27.
Da Du dort nach Schade NFB gefragt hast:
Ja, das ist im Wesentlichen Spannungs-GK von Anode zu Steuergitter.
Manchmal wird die GK auch an der Anode der treibenden Röhre eingespeist.
Das Prinzip ist das gleiche.
Da die Spannungsverstärkung zwischen Anode und Gitter viel höher ist als zwischen 8 Ohm Ausgang und Kathode, ist hier mehr GK möglich.
Dadurch kann eine kleinere Ausgangsimpedanz bzw. ein höherer Dämpfungsfaktor erzielt werden.
Nachteile sind:
1) Der AÜ ist außerhalb der GK.
2) Wie beim invertierenden Opamp wird die Eingangsimpedanz am GK-Einspeisepunkt stark reduziert.
D.h., die "Treiberröhre" wird stark belastet.
Beste Grüße
Roland
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Danke. Dank des Gitarrenverstärkerablehnungswahns dort kann man ja nicht mal was (bewusst) generisch fragen, obwohl das allen weiterhelfen könnte, und vor allem unabhängig vom Einsatz der Endstufe ist. Frag mich bitte nicht, was ich von dem Klima dort halte...
Wenn "Schade" i.W. Rückkopplung von der Anode zum Steuergitter ist, folgt alles weitere unmittelbar. Es wird übrigens auch in Richters Klassiker behandelt.
In dem speziellen Anwendungsfall wird es wohl besser sein, wenn ich den Übertrager in der GK-Schleife behalte: es geht um den einfacheren der beiden SE-Übertrage von J.Wüstens. Der ist in den Höhen relativ schwach, würde also von der Linearisierung durch die GK profitieren (bzw er tut es; er werkelt ja in einer GK-Schleife).
Und weil es um einen Gitarrenamp geht, ist ja auch klar, dass ich ein Vol-Poti vor dem Eingang der Endröhre haben will; man kann dann die 2. Stufe übersteuern und trotzdem leise spielen.
Hintergrund ist übrigens vor allem, dass ich mehr Höhen haben möchte - die 6dB Anhebung der AMZ-Klangregelung reichen in der Praxis nicht aus; ich benötige noch eine Anhebung an der Kathode der 2. Triode (hätte ich übrigens Quad-Klangregelung gesagt, hätten die Typen im Amiforum nichts von wg Gitarrenamp geschnallt...). Damit kann ich meine bisherige Gegenkopplung nicht mehr nutzen.
Alternativ wäre es vielleicht möglich, unter kathodenwiderstand von Stufe 2 einen 100-Ohm-Widerstand zu packen und an dem die GK über den AÜ im bisherigen Teilerverhältnis (39/2.2) einzukoppeln, und am Kathodenwiderstand dann einen kleinen, klangformenden Kondensator?
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Ein Schaltbild würde helfen.
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An dem Amp gibt es eigentlich keine Besonderheiten: eine Doppeltriode in üblicher Beschaltung gefolgt von einer EL84 mit Kathodenbias. GK vom Übertrager auf die Kathode der 2. Stufe, davor Lautstärke- und Klangregelung. Also Nullachtfuffzehn, außer dass da vieles schaltbar ausgelegt ist.
Jetzt würde ich gerne der Kathode der 2. Stufe einen Kathoden-C verpassen, und das beißt sich mit der (nachträglich eingebauten) Gegenkopplung.
Hier übrigens ein alter Schaltplan eines der beiden Amps, ungefähr im aktuellen Zustand (ich hab mich später nochmal um Details wie Begrenzung des Schirmgitterstroms gekümmert und bei einem der beiden tatsächlich ein Lautstärkepoti in die GK-Schleife gepackt.): https://www.tube-town.de/ttforum/index.php?action=dlattach;topic=5240.0;attach=22369
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Ok, mit Schaltplan ist jetzt alles klar.
Ich würde es mal mit der Trafo-GK an der EL84 Kathode versuchen.
Zusätzlich z.B. 220nF über R9, wie angedacht.
Dann kann man auch ein MV direkt vor die EL84 setzen, also anstelle von R5.
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Hallo bea,
die jetzige GK besteht nur aus Rs (Poti 100k und 39k). Da evtl. Cs oder Ls einfügen und die GK damit frequenzabhängig gestalten.
Grüße
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Ich würde es mal mit der Trafo-GK an der EL84 Kathode versuchen.
Und nicht überrascht sein, falls es instabil werden sollte - bei all diesen Gegenkopplungen über den AÜ ist das ja grundsätzlich immer ein Thema, und hier mit der EL84 ist die Schleifenverstärkung ja viel größer als mit der KT66 aus dem eingangs zitierten Beispiel. Was einerseits gut ist, aber eben auch seine Tücken hat.
Bei sowas kann man nur hoffen, das man noch im stabilen Bereich bleibt. Übrigens egal, wie man die GK ausführt.
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Hallo bea,
zu deiner eingangs genannten Option: "Alternativ könnte man vielleicht auch den Kathoden-C der Endröhre weglassen und die Gegenkopplung "oberhalb" des Kathodenwiderstands einspeisen."
Damit verringerst Du den Verstärkungsfaktor und änderst den Ausgangswiderstand der Endstufe, was zu etwas weniger Ausgangsleistung führt, evtl. ist dann das Übersetzungsverhältnis des AÜ anzupassen.
Bei Bedarf suche ich dir die entsprechenden Formeln aus meiner Sammlung heraus.
Grüße
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Not quite...
Wenn ich den Kathoden-C weglasse, entsteht an der Endröhre eine Stromgegekopplung. Das bedeutet, dass sich die Verstärkung vermindert, und ich einen größeren Eingangspegel benötige, um die Röhre durchzusteuern. Ob das dann noch reicht oder nicht, hängt von der Röhre ab. Bei einer EL84 könnte es sein, dass sie dann am Eingang übersteuert. D.h., man könnte u.U. die Leistung der Röhre nicht mehr vollständig ausschöpfen.
Aber eigentlich gibt es ja noch eine weitere Möglichkeit: man teilt den Kathodenwidertand auf in einen kleinen Widerstand gegen Masse und einen (viel) größeren, sodaß in der Summe der AP erhalten bleibt. Wenn man den größeren mit einem Kondensator wechselspannungmäßig brückt, hat man nahezu die gleiche Situation wie bei normalem Kathodenbias, kann aber am kleinen Widerstand eine GK vom Trafo her einspeisen.
Vermutlich reicht da sowas wie 10 Ohm + 140 Ohm, müsste ich mal spicen (leider läuft LTSPICE auf meiner Wine-Installation nicht mehr gut, ist zum Abgewöhnen :-( )
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Und nicht überrascht sein, falls es instabil werden sollte - bei all diesen Gegenkopplungen über den AÜ ist das ja grundsätzlich immer ein Thema, und hier mit der EL84 ist die Schleifenverstärkung ja viel größer als mit der KT66 aus dem eingangs zitierten Beispiel. Was einerseits gut ist, aber eben auch seine Tücken hat.
Bei sowas kann man nur hoffen, das man noch im stabilen Bereich bleibt. Übrigens egal, wie man die GK ausführt.
Von wegen hohe Schleifenverstärkung.
Eine EL84 an einem Ra von 5k hat vom Gitter zum 8 Ohm Ausgang eine Spannungsverstärkung um 2 , mit 6dB GK also halb so viel. (Der AÜ teilt durch 25).
Natürlich kann es schwingen, wenn die Phase der Sekundärwicklung falsch rum ist.
Das merkt man aber, da bei Mitkopplung die Verstärkung steigt statt zu sinken.
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Ich erwähnte die Schleifenverstärkung der EL84 nur im Vergleich zur KT66 aus dem obigen Vorschlag. In dem verlinkten Beispiel müsste die Schleifenverstärkung nochmal deutlich kleiner sein als mit der EL84: a) höhere Railspannung und b) geringere Spannungsverstärkung der Endröhre. Was m.E. dazu führen müsste, dass die Schleifenverstärkung in bezug auf die Spannung in der KT66-Schaltung noch kleiner als mit der EL84 sein müsste.
Vor ein paar Jahren hatte ich übrigens mal eine GK mit einer 6L6GC als SE gespiced. Im Modell kam nichts Verwertbares raus; die Spannungsminderung durch den Übertrager machte alles zunichte.
Seitdem vermutete ich eigentlich, dass eine GK nur über die Endröhre und den Übertrager gerade aus dem von Dir genannten Grund wenn überhaupt dann höchstens mit Endröheren hoher Spannungsverstärkung, also z.B. EL84, 7591 oder EL34 möglich sein könnte. Und ich war tatsächlich überrascht, in dem Beispiel eine KT66 zu sehen.
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Jedenfalls dürfte mit einer Schleifenverstärkung <2 die Stabilität kein Problem sein.
Die Verstärkung bei der KT66-Schaltung ist auch nicht viel kleiner, da der 16 Ohm-Ausgang verwendet wird.
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Der von mir genutzte ATRA0211 besitzt ebenfalls einen 16 Ohm-Ausgang. Den hätte ich natürlich nutzen wollen.
Bei der Idee mit der 6L6 hätte ich allerdings einen Trafo für nur max 8 Ohm verwenden können.
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Der von mir genutzte ATRA0211 besitzt ebenfalls einen 16 Ohm-Ausgang. Den hätte ich natürlich nutzen wollen.
Dann tu's doch. An 16 Ohm ist die Verstärkung um 41% höher als an 8 Ohm.
Insgesamt fällt mir für das Projekt nichts besseres ein.
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Das werde ich sicherlich auch ausprobieren.
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Hallo Beate,
ich komme historisch eigentlich eher so aus der HiFi-Ecke…da gibt es teils recht „stabile“ Konzepte die ganz ohne GK/NFB auskommen oder halt auch recht skurrile Rückführungen in die Treiberkathode mit Spannungsteilern, Parallelkondensatoren usw. usw.
Ziel ist ja immer dem generell prinzipbedingten „schlechtem“ Dämpfungsfaktor (reagiert sensibel auf die Impedanz des Lautsprechers) einer Röhrenendstufe, speziell wenn Single Ended auf die Sprünge zu helfen, was man sich dann halt auch mit reduziertem Schallpegel erkauft.
Sodele… hast du mal eine Impedanzlinearisierung deines Lautsprechers in Erwägung gezogen?
Die Schwingspule hat ja eine bestimmte Induktivität die die Impedanz mit zunehmender Frequenz erhöht, schnippelt dir also Höhen weg, halt auch wegen dem niedrigen Dämpfungsfaktor von Röhrenverstärkern gegenüber Halbleiterkonzepten.
Was du versuchen kannst ist ein Widerstand in Serie mit einem Kondensator zum Lautsprecher parallel zu schalten. Das kann man sogar berechnen…
Gitarrenlautsprecher haben meist eine Schwingspuleninduktivität so um 0,5 - 1mH.
Entsprechende Formeln findest du bei den zahlreichen üblichen Quellen.
Aus dem Bauch raus: R so 10-20 Ohm, C so um die 20 uF. Der Widerstand muss natürlich bissel Leistung vertragen… ;)
Beste Grüße
Rainer
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Hallo Rainer,
dane für den Hinweis. Impedanzlinearisirung hatt ich schon mal ausprobiert, in der einfachsrten Form eines parallelwiderstandes vom 3-5-fachen der nominamimpedanz. An einen positiven Effekt musste man schon glauben ;-)
Aber ganz konret geht es mir ja um den Eigenfrequenzgang des Übertragers., genauer dessen vergleichsweise starken Höhenabfall zu linearisieren. Und das geht leider nur mit einer Gegenkopplung, die den Übertrager mit einschließt.
(...und immer noch wäre es mir lieber ´, auch den Eingang der EL84 mit in der Schleife zu haben....)
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Die Schwingspule hat ja eine bestimmte Induktivität die die Impedanz mit zunehmender Frequenz erhöht, schnippelt dir also Höhen weg, halt auch wegen dem niedrigen Dämpfungsfaktor von Röhrenverstärkern
Das Gegenteil ist der Fall.
Der Impedanzanstieg bei höheren Frequenzen durch die Schwingspulenimpedanz bewirkt an einem Verstärker mit kleinem Dämpfungsfaktor eine Erhöhung der Ausgangsspannung, also eine Anhebung der Höhen.
Generell ist ein hoher Dämpfungsfaktor bei Gitarrenverstärkern weder üblich noch erwünscht.
Bei Halbleiter-Gitarrenverstärkern wird daher oft die Ausgangsimpedanz durch Stromgegenkopplung erhöht.
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(...und immer noch wäre es mir lieber ´, auch den Eingang der EL84 mit in der Schleife zu haben....)
Bei der Trafo-GK wird die Kathode der EL84 als Eingang für das GK-Signal benutzt.
D.h. sowohl Trafo als auch EL84 sind innerhalb der Schleife.
Dadurch erhöht sich der Dämpfungsfaktor. Siehe Antwort #2.
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Klar.
Allerdings sind erstaunlich viele Gitarrenverstärker tatsächlich gegengekoppelt. Hiwatts zum Beispiel. Marshall 2203 oder Fender Twin Reverb ebenfalls. Und es geht immer um eine Spannungsgegenkopplung über den AÜ hin zum PI.
Auch das Gerät, das ich weiter entwickeln will (eines meiner beiden Epiphone Valve Junior), besitzt bereits eine Gegenkopplung, und zwar eine schaltbare. Diese Gegenkopplung ist nicht besonders stark (gerade bei eher einfachen SE-Trafos gibt es recht schnell mal Stabilitätsprobleme) , aber sie hat einen hörbaren Effekt: klarer und straffer. Was ich sehr schätze, wenn ich meine Archtp drüber spiele oder eben wie meistens E-Bass. Nur wenn das Ding mal verzerrt und "dreckig" klingen soll, klingt es ohne GK besser.
Weil Du Halbleiter-Endstufen erwähntest: deren Dämpfungsfaktor ist ganz erheblich größer als der der Röhrenschaltungen. Daher ist es kein Widerpruch, wenn mal den Innenwiderstand von Halbleiter-Endstufen hochsetzen will, sei es durch Strom-GK oder sogar durch Längswiderstände im Ausgang, Röhrenendstufen aber mit Spannungs-GK versieht.
Inzwischen habe ich einen der Valve-Junior auf dem Tisch, und zwar das Exemplar, das kein "Master"-Vol hat, sondern nur Gain und Klangregelung. Will heißen, dass ich grundsätzlich zwei Varianten testen kann:
a) 100 Ohm unter Katoden-R 2. Stufe, Spannungs-GK dorthin. Also wie bisher, nur weniger hochohmig. den Katoden-R kann ich dann klangformend kapazitiv überbrücken.
b) die Lösung, über die wir hier überwiegend diskutiert hatten.
Das ganze erstmal Spicen. Für den Fall b) muss ich dann halt den AÜ als mit 16-Ohm sekundär ansetzen. Und in der praktischen Umsetzung wohl den AÜ umpolen. So what.
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Trotz Gegenkopplung hast du dann bei den Röhrenverstärkern aber immernoch meist mehrere Ohm als Innenwiderstand. Durch eventuell vorhandene Presence- und Resonanceschaltungen erhöht sich der Ri dann auch wieder frequenzselektiv.
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Ohne GK haben/hätten typische Pentoden-PP-Endstufen einen Innenwiderstand zwischen 150 Ohm und 200 Ohm am 8 Ohm-Ausgang.
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Und Transistor-Endstufen Bruchteile von einem Ohm, also um Welten weniger. Das ist es, was Gitarrenlautsprecher möglicherweise überdämpfen könnte.
Bin grad am Spicen. Auch wenn LTSPICE unter Linux/Wine inzwischen mehr als nervig ist.
Zwischenergebnis: Ansatz a) scheidet aus Hatte nicht bedacht, dass sich die GK, wenn man sie dort ansetzt, auch den Frequenzgang eines Katoden-C beeinflusst. Glättend.
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Also solange wie Gitarristen ihre Lautsprecher über lange dünne Klinkenkabel anschließen braucht man sich da keine Gedanken drüber machen, das der Lautsprecher (zu)stark gedämpft wird. Generell hinkt dieses standard DF Model gewaltig und suggeriert etwas was so nicht der Realität entspricht.
Was den hörbaren Unterschied macht ist das Verhalten der Quelle. Je höher der Ri , desto mehr wird die natürliche Impedanzkurve des Lautsprechers betont.
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Gerade habe ich die GK auf den Kathoden-R der EL84 gespiced.
Im Prinzip funktioniert das. Aber der Kathodenstrom steigt in der .op-Analyse um 60% an, von 50mA auf 80 mA. Der Spannungsabfall am Kathoden-R bleibt dabei gleich. Grad noch mal geprüft: für den ohmschen Innenwiderstand der Sekundärspule habe ich 0.6 Ohm angesetzt. Den Wert habe ich vor langen Jahren mal gemessen.
Weil ein derartiger Ruhestrom die EL84 massiv überlasten würde, sollte ich wohl besser die Finger von der Idee lassen. Zumindest fürs erste.
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Hallo Bea
Warum keine Gegenkopplung vom AÜ Sekundär auf das Gitter der EL84?
LG Stephan
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Warum keine Gegenkopplung vom AÜ Sekundär auf das Gitter der EL84?
Für gleiche Wirkung wie bei der Kathodeneinspeisung müsste man die volle Ausgangsspannung (also ohne Spannungsteiler) an das Gitter legen.
Wegen der niedrigen Ausgangsimpedanz (z.B. 16 Ohm) würde man so aber das normale Gittersignal quasi kurzschließen.
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Ja stimmt vollkommen, da hab ich nicht zu Ende gedacht.
Mit einem LND150 könnte man noch das Feedback Signal verstärken und dem Gitter zuführen. Da wäre auch eine recht starke Klangformung möglich. Ich hatte mal mit Gegenkopplung über das Bremsgitter experimentiert aber bei der EL84 fällt dass weg.
LG Stephan
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Ich würde erstmal abwarten, wie das Ergebnis mit der AÜ-Kathoden-GK gefällt.
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nach den wenig ermutigenden Spice-Resultaten ist mir das zu riskant für den zu erwartenden Effekt. Ohne GK klingt das Ding tut das ja, und es klingt auch ganz gut.
Diese Entscheidung erlaubt es mir, mich auf andere Projekte zu konzentrieren. Und von denen hab ich mehr als ich bewältigen kann.
Grad fertig das Modifizieren des Eminent; in der Pipeline steht schon lang, dass ich den G-2000 überarbeiten möchte.
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nach den wenig ermutigenden Spice-Resultaten ist mir das zu riskant für den zu erwartenden Effekt.
Was waren das denn für Ergebnisse?
Warum riskant?
Das dürfte doch in 5 Minuten testweise umgelötet sein.
Am Oszi zeigt sich dann, ob's stabil ist.
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Ich schrieb doch, dass die Ruheströme hoch gingen. Die durch die Röhre. Und das praktisch auszuprobieren war mir bei einer Röhre, die im Class-A Betrieb liefert, dann doch zu riskant. Wenn das ein klarer sicherer Job gewesen wäre, kein Thema.
Und das Gerät ist kleines Besteck fürs Musikzimmer, und nicht für die Band...
Gerade wenn man mehrere Projekte schon seit längerem vor sich herschiebt:
- den Eminent wieder zum Laufen zu bringen und das zusätzliche Modul zu bauen,
- das gleiche mit dem G-2000 (ok, der läuft, zwar mit uralten Endröhren, aber ich brauche auch da einen weiteren Kanal. und mein erster Preamp sollte nochmal überarbeitet werden,
- über die Möglichkeit eines zweiten Eingangs und auch eine Leistungssteigerung bei Little Bea_R denke ich auch schon ewig nach.
Ich muss also tatsächlich priorisieren, und da stehen Ideen, deren Umsetzung zweifelhaft ist und die vor allem die neugier befriedigen, gegenüber denen mit größerem Nutzwert hintan. Kann gut sein, dass ich den Gedanken irgendwann doch mal wieder aufgreife. Aber aktuell erstmal nicht - auch das begründet zu erkennen und anzunehmen ist doch lehr- und hilfreich?
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Aber der Kathodenstrom steigt in der .op-Analyse um 60% an, von 50mA auf 80 mA. Der Spannungsabfall am Kathoden-R bleibt dabei gleich.
Wenn sich der Spannungsabfall an einem Widerstand nicht ändert, kann sich der Strom durch ihn auch nicht geändert haben - aber egal.
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Stimmt. Das bedeutet aber, das ich erstmal meine Simulationsumgebung in die Reihe bringen muss - LTSPICE und WINE/Linux.
Es sieht ja so aus, als ob das nicht immer korrekt rechnen würde. (Von Problemem bei der Ausgabe red ich lieber erstmal gar nicht).