[Rob.Bob]

Hallo zusammen,

mein Abschlussprojekt für die Technikerschule beinhaltet eine Röhrenverstärker.
Bislang war der Plan eine Class-A Single Ended zu bauen und die Schaltung funktioniert auch soweit. Wir kommen damit auf eine Ausgangsleistung von ca 5 Watt.

Je nach verwendetem Lautsprecher und dessen Wirkungsgrad ist das natürlich nicht so super viel.

Deshalb war eine Überlegung durch eine zweite EL34 die Ausgangsleistung zumindest etwas anzuheben. Ein Problem bei der Sache ist, dass der Ausgangsübertrager (wir verwenden den aus dem G5 Projekt) nur 160mA DC kann. Mir ist bewusst, dass wir so keinen wirklich optimalen Arbeitspunkt bekommen werden, beziehungsweise weiss ich nicht wie. Leider habe ich in verschiedenen Büchern keine Info's dazu gefunden wie sich welche Werte aus dem Datenblatt der Röhre verändern. Ich weiss lediglich, dass sich der Innenwiderstand durch die Parallelschaltung halbiert und ich habe in einem der Beiträge in diesem Forum gelesen, dass sich der Arbeitswiderstand verdoppelt, sofern man den Übertrager nicht umklemmt. Warum das so ist, ist mir allerdings nicht klar.

Mit diesem Wissen habe ich eine Schaltung Simuliert, die, wenn man der Simulation vertraut, auch funktionieren sollte. Der Schaltplan dazu ist im Anhang. Laut Simulation sollte eine Ruhestrom von 140-150mA fließen. Damit wäre der Übertrager ja schon recht nahe an seinem maximum.

Nach diesem Schaltplan habe ich die Schaltung bereits aufgebaut und wenn ich die Schaltung in Betrieb nehmen will verhält sie sich recht merkwürdig. Es fließt kaum Strom durch den Ausgangsübertrager. Ich befürchte, dass die Schaltung irgendwie schwingt, aber ich kann es nicht richtig messen und ich wüsste auch nicht wie ich das beheben soll. Hat da jemand eine Idee?
Wenn ich die "Systeme" einzeln betreibe funktioniert es, also die Werte der einzelnen Röhren scheinen zu passen, aber sobald ich beide verwende sehe ich nur noch Rauschen auf dem Oszi. Ich weiss langsam nicht mehr so recht wo ich den Fehler suchen soll.

Liebe Grüße,
Robert

[Wuffenberg]

Hallo Robert, spendier allen Röhren auf jeden Fall einen Gittervorwiderstand an g1. Das verhindert ein mögliches Schwingen.
Für die erste Röhre 33..68k, für die Endröhren zB 4,7..5,6k. Die Widerstände möglichst nah an der Röhre, zB eine Seite direkt am Sockelpin anlöten.

Und die Spannungsversorgung der Vorstufe solltest du entkoppeln, zB über einen 2,2k mit nachfolgenden Elko (ist klar was gemeint ist? Sonst nochmal fragen )

Sowas sieht man halt nicht in der Simulation, nur in real life.

Hast du mal ein paar Bilder vom Aufbau?

Gruss Wuff

[bea]

Wenn Du zwei Röhren parallel betreiben möchtest, musst Du natürlich auch den Lastwiderstand halbieren, damit die transformiere Lastimpedanz passt. Bzw die 8-Ohm-Last an der 16-Ohm-Klemme des Übertragers betreiben.

@Wuffenberg: in diesem Fall sollte der fehlende Entkopplungswiderstand aber doch eine Gegenkopplung bewirken? (Und klar, sobald eine Stufe davorkommt, wirds dann kritisch - Rückkopplung über die Hochspannunsrail)

[Rob.Bob]

Danke erstmal für das Feedback.

Das mit den Entkopplungs-Widerständen am Gitter werde ich ausprobieren, leider werde ich wohl erst morgen dazu kommen.

@Bea: So habe ich es auch derzeit angeklemmt und Simuliert. Die 120mH Spule sekundärseitig des Übertragers dürfte die 16 Ohm Wicklung sein, zumindest näherungsweise. 

Inwieweit wirkt es sich denn aus, wenn man die Anodenspannung der Vorstufe nicht entkoppelt? Und in Welcher Größenordnung bewegt sich ein Elko der das bewerkstelligt?

Kann denn die Endstufe überhaupt auch ohne Signal so schwingen, dass ich nur einen sehr kleinen Ruhestrom durch den Übertrager messen kann? Oder ist das schwingen eher ein verhalten was sich erst bei angelegtem Eingangssignal zeigt?

Danke und Gruß,
Robert

[bea]

Hallo Robert, ein Entkopplungswiderstand muss zwischen R6 und L1. Und zwischen den Widerstand und den Anschluß von R6 gehört noch ein Siebelko gegen Masse. Natürlich muss die 270V an L1 angelegt werden. Die Gridstopper sind natürlich ebenfalls nötig.

Hier mal ein Beispiel - B1 Anodenspannung, B2 Schirmgitterspannung, B3 für die Trioden. Die Längswiderstände dienen zum einen zum Filtern, zum anderen aber zum Entkoppeln der Schaltung. Der Sieb-Kondensator schließt natürlich auch die Signalspannung kurz, die sich *auch* auf der Versorgungsleitung befindet.

Gridstopper sieht man auch. Es fehlt allerdings der Schirmgitterwiderstand. Da verläßt sich der Designer auf die 4.7k in der Siebkette, die den Schirmgitterstrom ebenfalls begrenzen. Was etwas doof ist, denn mit separatem Schirmgitterwiderstand kann dieser Siebwiderstand zugunsten höherer Spannung im Vorverstärker verkleinert werden.

Wenn man in dem gezeigten Beispiel die 10k stark vermindert, wird der Verstärker instabil (ich hatte mal 1k getestet ...) . Bei der hohen Verstärkung der ECC83 ist das natürlich noch mal ne Nummer kritischer, aber die von Tom genannten 2.2k dürften auch bei der ECC82 schon untere Grenze sein.

[bea]

gelöscht

[Rob.Bob]

Hallo,

okay, ich glaube jetzt hab ich's verstanden. Ich habe die Schaltung bislang immer ohne das Netzteil betrachtet

Da ich die Schaltung derzeit aber an einem Konstanter Betreibe habe ich diese Möglichkeit nur bedingt.

Allerdings bin ich gestern doch noch dazu gekommen und habe die Gridstopper eingelötet. Das war scheinbar das fehlende Glied in der Kette, jetzt funktioniert die Schaltung zumindest grundlegend, etwas Feintuning kann ich ja immernoch betreiben.
Also erstmal tausend Dank für diesen Hinweis, da wäre ich glaube ich alleine nicht drauf gekommen 

Am Konstanter jedenfalls konnte ich keine Rückwirkung der End- auf die Vorstufe feststellen und hatte ein astreines Signal nach der Vorstufe, auch unter Last. Ich habe zwar nur mit 1kHz Sinus getestet, aber ich gehe mal davon aus, dass es sich für andere Frequenzen und Signalformen genauso verhält. Oder kann es daran liegen, dass ich mit dem Konstanter eine sehr stabile Spannungsquelle mit entsprechend großen Reserven habe? Der kann immerhin bei 270V noch 15A.

Da es sich ja um mein Abschlussprojekt handelt muss ich die ganze Sache auch leider Dokumentieren.
Kann mir jemand zu diesem Zweck erklären wie genau die Gridstopper ein Schwingen unterbinden und das ganze entkoppeln? Und: Woher kommt die Größe der Widerstände? Gibt es da eine Art Mathematische Begründung/Berechnung für, oder sind das einfach Erfahrungswerte?

Tut mir leid, dass ich alles so super genau Wissen muss.

Gruß,
Robert

[Stefan_L_01]

Hallo Robert
Gridstopper bilden mit den Miller-Kapazitäten der Röhre einen Tiefpass, und sie verhindern wenn Gridcurrent fliesst (also positive Gitterspannung zur Kathode) ein zu schnelles Aufladen der Koppelkondensatoren davor, indem das Gridcurrent über ihnen zu einem Spannungsabfall führt was die akt. Signal-Gridspannung senkt bzw. entgegenwirkt und somit wie ein Signalkompressor wirkt. Die Größe richtet sich imo vor allem nach der Miller-Kapazität der Röhre und den zu erwartenden Strömen wenn es mal zu Gridcurrent kommen soll, logisch dass bei Endstufen letzeres vor allem viel höher ist als bei Vorstufenröhren.
Schau mal bei valvewizard wegen Berechnungen

Die 12au7 hat doch noch ne Röhrenstufe, damit baust Du einen Cathodyn Phase Inverter und betreibst beide el34 in class AB was den Ruhestrom senkt.
Genauso wie Du die Anoden der El34 verbunden hast hättest Du auch die Kathoden verbinden können (Rk halbe, Ck doppelt) und auch das G1 erst nach der Entkopplung der Vorstufe nach dem Grounding verzweigen können. Hätte Material gespart. Gridstopper aber für jede Endstufe direkt am Sockel angelötet.

Wenn Du Probleme hast mit Normpegel die el34 auszufahren dann solltest Du vielleicht auch mal über eine 12ax7 nachdenken, die ist ja doch deutlich steiler, d.h. gleicher Output bei weniger Input. Ra/Rk muss dann angepasst werden (z.B. 100k-200k), aber da findest Du genügend Beispiele, es ist die Standardröhre schlechthin im Preamp

Gruß
Stefan

[bea]

Gridstopper bilden mit den Miller-Kapazitäten der Röhre einen Tiefpass,

Vor allem aber tut das die Impedanz der vorausgehenden Stufe. Die Miller-Kapazität kann man mittels der Angaben aus dem Datenblatt abschätzen. Die Teilkapazität zwischen Anode und Gitter dominiert, weil sie mit der realen Verstärkung multipliziert in Erscheinung tritt. Und das macht außer bei extrem großen Gridstoppern mehr aus als der Gridstopper und muss im praktischen Verstärker unbedingt beachtet werden.
Gerade bei der ECC83 kann deshalb oft nicht die volle Verstärkung ausgenutzt werden (HiFi!)
Schau mal hier für die grundlegenden Zusammenhänge: http://www.valvewizard.co.uk/Common_Gain_Stage.pdf

Die 12au7 hat doch noch ne Röhrenstufe, damit baust Du einen Cathodyn Phase Inverter und betreibst beide el34 in class AB was den Ruhestrom senkt.

Dann benötigt er aber einen anderen Übertrager. Mit dem vorhandenen geht das nicht!!!!
Aber ind er Arbeit auszuführen, was die Vorteile einer Gegentaktendstufe sind (Geringere Verzerrungen, im Fall von AB besserer Wirkungsgrad, Gegentakt Class A geht ja auch), dürfte sich ganz gut machen.

[Rob.Bob]

@ Stefan: Die Verstärkung der Vorstufe ist so gewählt, dass ich bei einer EL34 im Arbeitspunkt (Ua=250V und Ia=100mA Ug=-12,5V) die Röhre schon gut ausfahre. Ausgegangen war ich dabei von 500mVeff am Eingang, was bei der Verstärkung so in etwa +-10V nach der Vorstufe macht. Ich wollte mir eine gewisse Reserve beibehalten um nicht in die Situation zu kommen in den Gitterstrombereich zu fahren.

Prinzipiell war die Überlegung tatsächlich schonmal die Schaltung auf Gegentakt A/B umzubauen, aber, wie Bea richtigerweise schreibt, scheinen die Übertrager ja auch nur für SE gemacht zu sein.
Wobei ich mich auch schon gefragt habe, ob es nicht prinzipiell möglich sein müsste im Grunde jeden Übertrager der Primär zwei Gleiche Wicklungen/Wicklungsteile hat im Gegentakt zu betreiben. Oder unterscheiden sich PP Übertrager noch anderweitig Konstruktiv von SE Übertragern?

Tatsächlich ist ja auch eins der Ziele eines solchen Projekts hinterher ein Fazit ziehen zu können, was man hätte besser machen können und da ist definitiv der Vergleich von Class-A zu Class A/B Gegentakt anzuführen. Außerdem mussten wir im Vorfeld eine Art Pflichtenheft abgeben, worin dummerweise Class-A Single-Ended steht. Das mussten wir leider bereits abgeben, bevor wir richtig in die Materie eingestiegen waren, deswegen gilt es jetzt das beste aus der gegebenen Situation zu machen. Mittlerweile bin ich da auch schlauer

[bea]

Für ne Prüfungsarbeit ist das aber doch wurscht. Bau das Ding zusammen - es geht ja um die Prüfung! -  und dann einen zweiten, bei dem Du diese Fehler vermeidest. Oder bau das Teil nach der Prüfung um, wenn kein Hahn mehr danach kräht.

[Laurent]

Moin,

Habe bisher nur mitgelesen.
Ich folge Bea mit der Aussage. Ich würde den Amp so ohne Verdoppelung der Endstufe aufbauen. 5W sind schon laut. Was ich aber prüfen würde, wäre die Eingangsempfindlichkeit, wenn dies mit Gitarre laufen soll. 500mVeff sind definitiv nicht drin, wenn man mit normalen PUs rechnet. Reserve zu haben ist immer gut.
Und falls du mehr Leistung herausholen willst, kannst du immer noch die Spannung leicht erhöhen (300V?).
Die Änderungsmoglichkeiten mit PP Endstufe oder Verdoppelung der SE-Endstufe würde ich am Ende der Arbeit als Kapitel auflisten und berwerten.

Gruß
Laurent

[Rob.Bob]

Die Schaltung ist ja schon aufgebaut. Ich habe jetzt etwas mit den Katoden-Widerständen herum Experimentiert. Mit 150 Ohm hab ich einen Ruhestrom durch den Übertrager von 150mA. Folglich eine Gittervorspannung von -13,5V. Dadurch halten sich auch die  linearen Verzerrungen in Grenzen. Ich bin ansich ganz zufrieden mit dem Ergebnis.

Bei Sinus bekomme ich so eine Leistung von 8 Watt, was denke ich mehr als ausreichend ist.

Der Verstärker soll für Audiowiedergabe verwendet werden, nicht für Instrumenten Verstärkung. Da ist man denke ich mit 500mV Eingangsempfindlichkeit ganz gut aufgestellt.

Für die Prüfung wird es bei PSE bleiben, ob ich den danach nochmal umbaue schaue ich dann.

Gruß,
Robert

 

[bea]

Klar, wenn er schon aufgebaut ist, würde ich die zweite Endröhre jetzt auch nicht wieder rausnehmen.

Was die Eingangsempfindlichkeit angeht: mein 15-W-Endstufenbausatz hatte eine Eingangsempfindlichkeit von 0.2 V. Aber das kannst Du ja im fall der Fälle leicht mit einer anderen Vorröhre beeinflussen. In der Schaltung wird sicherlich auch eine ECC81 gut funktionieren, und bei einer ECC83 müsste es auch noch gehen.

Testen, in der Doku erwähnen und freuen, weil es die Arbeit verbessert...

[Stefan_L_01]

Um mal die Frage mit dem Innenwiderstand aufzugreifen: Vergiss einfach diese Theorie mit Innen/Ausgangswiderstand. Denk Dir einfach anstatt dem Ausgangsübertrager einen Festwiderstand. Und dann gilt nur noch die Kennlinie!
Im PP:
Bei AB hast Du halt den Knick in der Kennlinie. Da im Übergang zum A Betrieb nur noch die halbe Spulenzahl uebertraegt. Das ergibt nach Impedanz ~ N^2 also ein Viertel. Allerdings hat sich im B Betrieb der Primärwiderstand auf 2 Spulenhaelften aufgeteilt. Jede Röhre sah nur den halben Widerstand. Das fällt jetzt im A Betrieb weg. Damit sieht die eine leitende Riehre jetzt den vollen Widerstand, also *2 gegenüber B. Summa Summarum sieht die eine Roehre im A Bereich den 1/4 * 2 = 1/2 Widerstand wie im B Bereich.

Edit: Eine ideale Pentode aendert ja den Strom nicht bei Aenderung von Ua, ergo Innenwiderstand unendlich. Die ganze Theorie um Leistungsanpassung durch Innen/ Aussenwiderstand fuehrt zu nichts...