[bea]

So, hab den Katodyn mal neu konfiguriert, s.u.
Problem grundsätzlich beseitigt.
Bleibt die Endstufe. Die clippt bei 14W, und zwar bevor der PI in die Sättigung geht. Die Spannungen gehen einfach zu weit zurück. Bei Vollaussteuerung wächst auf einmal der Spannungsabfall im Übertrager überproportional an, wenn auch nicht übermäßig viel.

Ich könnte zwar die Anodenspannung noch etwas vergrößern, indem ich einen Trafo (220:6, 400 mA) mit einem Spannungsverdoppler kombiniert huckepack schalte. Aber ob das bei dem kleinen Übertrager wirklich die Mühe lohnt?

[bea]

So ganz loslassen tue ich angesichts der Diskrepanz doch nicht; ich versuche mögliche Ursachen für die Abweichungen insbesondere bei den Spannungen zu verstehen.

Zuerst: die .op-Analyse in LTSpice sagt war über den Leerlauf, aber leider nicht über das verhalten unter Last. Zumindest solange die Spannungsquellen nicht mit modelliert werden.
Die beiden Gleichrichter an der Sekundärwicklung (für Rail und Bias) sind natürlich gekoppelt, und nicht wie im Modell unabhängig. Den Innenwiderstand der Spannungsquelle habe ich geraten.

Um das irgendwie hinzubiegen, habe ich an der Urspannung und am Innenwiderstand gedreht, bis die Werte der .op-Analyse nah an den beobachteten Werten im Leerlauf waren. Sie waren es tatsächlich alle auf einmal. Und siehe da, auf einmal passt auch die erzielbare Ausgangsspannung.

Die Gegenkopplung will noch eingebaut werden. Dazu wird die Katode der Eingangsstufe anders beschaltet: Elko parallel, und in Reihe ein Widerstand, an dem ich die Gegenkopplung vom Trafo anschließen kann.

[bea]

Gestern habe ich probehalber eine GK vom Lautsprecherausgang auf die Katode der ersten Stufe der Schaltung gelegt. Der Katodenwiderstand (R11)  ist gebrückt, als nicht gebrücktne Teil wurde R12 auf 680 Ohm vergrößert, der GK-widerstand  vom Trafo her 6.8 kOhm.

Auf dem Oszi sah man bereits auf den ersten Blick eine sehr deutliche Zunahme der Verzerrungen und ein Clipping bei bereits +-10V P-P anstatt knapp +- 150V P-P (am Lautsprecherausgang).

Vor dem Test habe ich mich davon überzeugt, dass das Signal  von der 8-Ohm-Klemme gegenphasig zum Signal an der Katode war.

Im Spice funktioniert das korrekt.

Und nu? Hat jemand eine Idee, was ich da übersehen haben könnte?

[Hardcorebastler]

Hallo,
bei mir muss es gleichphasig sein, vom AÜ zum Kathoden R,
nimm einfach einen niedriegen R Wert und messe die AC Sapnnung am AÜ mit Dummy R,
wenn die nicht sinkt sondern steigt beim Anklemmen der GK ,hast du eine Mitkoppelung

Jörg

[Wuffenberg]

Seh ich dass richtig dass du nur 20mV (!) an dem Biaswiderstand R6 hast? Ist das nicht ein bischen mager? Das entspricht nur 20mA Ruhestrom?

[bea]

bei mir muss es gleichphasig sein, vom AÜ zum Kathoden R,
....
wenn die nicht sinkt sondern steigt beim Anklemmen der GK ,hast du eine Mitkoppelung

Klar, das hat sich genau so verhalten, wie ich es von einer Mitkopplung erwartet hätte. Ich versuche gerade, mir den Denkfehler klarzumachen.


Ein anderes Thema habe ich auch noch: unter großer Last geht die Spannung am Schirmgitter noch stärker zurück als die Anodenpsannung. Das ist einerseits erwünscht, vermindert aber die Spannung am PI und später auch an den Vorstufenröhren unverhältnismäßig. Gerade am PI ist aber eine idealerweise gleichbleibend hohe Spannung erwünscht. daher frage ich mich, ob es vielleicht sinnvoll sein könnte, vom Reservoirkondensator eine zweite Siebkette abzuzweigen, über die die Vorstufenröhren versorgt werden.

[bea]

Seh ich dass richtig dass du nur 20mV (!) an dem Biaswiderstand R6 hast? Ist das nicht ein bischen mager? Das entspricht nur 20mA Ruhestrom?

Ja. Ich will die Röhren mit 16-30 mA betreiben. B-Betrieb, weil große Lastimpedanz, dank Trafosatz für EL84.
Um besser messen zu können, hab ich den Widerstand auf 10 Ohm hochgesetzt. Also 160-300 mV, wie in der Endstufe, die ursprünglich mal in dem Chassis saß. Bereits ab ca. 16 mA sind die Übernahmeverzerrungen auf dem Oszi nicht mehr zu erkennen.

Das Ding ist genauso experimentell wie Dein dicker Oschi ;-) und hoffentlich Vorläufer für eine Endstufe mit 2 KT77 oder GU50 an 750-780 V.

[Wuffenberg]

unter großer Last geht die Spannung am Schirmgitter noch stärker zurück als die Anodenpsannung. Das ist einerseits erwünscht, vermindert aber die Spannung am PI und später auch an den Vorstufenröhren unverhältnismäßig. Gerade am PI ist aber eine idealerweise gleichbleibend hohe Spannung erwünscht. daher frage ich mich, ob es vielleicht sinnvoll sein könnte, vom Reservoirkondensator eine zweite Siebkette abzuzweigen, über die die Vorstufenröhren versorgt werden.

Unbedingt. Denn wenn die Anoden unter hoher Last absinken, muss ja G2 die Arbeit uebernehmen. Deswegen ist eine stabile G2 Spannung wichtig.  Ideal zB ueber einen Choke. Und die Vorstufe davon abkoppeln, mittels Laengs-R und Siebkette.
Und natuerlich aufpassen, dass Pg2 nicht ueberschritten wird. Du kannst einen Widerstand dort entsprechend dimensionieren.

[bea]

Und deshalb muss die Spannung an G2 sicher kleiner als an der Anode bleiben.
Hier mal ein Bild mit inzwischen erfolgreich angeschossener Gegenkopplung. Hart an der Begrenzung - man kann die gerade so abgeflachten Spitzen der Sinusse auf der blauen Kurve (am Lastwiderstand)  hoffentlich erkennen. Das Multimeter zeigt die Schirmgitterspannung an. Den Ruhestrom der Endstufe habe ich auf 20 mV zurückgenommen, weil die Aussteuerbarkeit sonst weiter sinkt. Messfrequenz ist übrigens etwa 400 Hz.



Die Rechteckwiedergabe zeigt ein leichtes Überschwingen, auch ohne die GK. Dessen Amplitude ist relativ unabhängig von der Aussteuerung. Ein ähnliches Verhalten sieht man auch in der Simulation, und zwar bereits am Ausgang des PI.

[bea]

Jetzt habe ich das Bild mit dem Überschwingen vergessen.



Wie gesagt, diese Überschwinger treten bereits ohne die Gegenkopplung auf. Natürlich kann man sie mit einem Kondensator parallel zur Gegenkopplung bedämpfen - weil das Überschwingen auch ohne die GK da ist, ist das aber nur der Workaround für faule Mädchen.
Mit 1.5 nF || 6.8kOhm sieht es zunächst ganz gut aus, bei einem ganz bestimmtem Pegel gibt es aber eine Resonanz, die bei noch stärkerem Signal wieder verschwindet:

[Hardcorebastler]

Hallo,
klemme mal den 2. Kanal, also deinen Vergleich Rechteckpegel an den Eingang des amp,
dann siehst du meist den schon eingespeisten Überschwinger

oder du hast auch ohne GK eine Schwingfrequenz, auch ohne Input,
dass solltest du aber auf dem ozi sehen, einfach mal mit der Zeitablenkung und Triggerung spielen,
Multimeter, je nach Bauart können das auch messen

Jörg

[bea]

Hallo Jörg - die gelbe Kurve ist doch das am Eingang angelegte Signal.
Was ich hier beobachte, erscheint mir die normale Wirkung der Höhenresonanz des Übertragers zu sein (Streuinduktivität/Wicklungskapazität). Damit muss man m.E. eigentlich immer vorgehen - nur leider drückt man sich in der Literatur gerne um das Thema.

Und ja, das Überschwingen tritt auch ohne Gegenkopplung auf.

Mir geht es jetzt darum, wie man es reduziert, ohne die Bandbreite zu sehr zu beschneiden.

[bea]

Mal das Bilderbuch ergänzen.

Gelb: Lautsprecherausgang, 8.2 Ohm Last
Blau: Ein Ausgang des PI, kapazitiv ausgekoppelt.

Ohne Gegenkopplung:




Mit Gegenkopplung, 1.5 nF parallel zum GK-Widerstand:



Wenn ich den Kondensator abtrenne, siehts aus wie ohne GK, nur dass die Schwingung am PI-Ausgang erwartungsgemäß stärker sichtbar wird.


Eigentlich halte ich die die Resonanz aus Streuinduktivität und Windungskapazität des Übertrager für die Ursache. Natürlich ist es  nachvollziehbar, dass das Signal über die GK in die Schaltung eingeleitet wird - was sonst sollte passieren?
Aber wie kommt die Einstreuung bei abgeklemmter GK zustande? Noch dazu mit doppelter Frequenz?

[GeorgeB]

Aus der Ferne kann man nur systematisches Vorgehen empfehlen, also den genauen Verursacher einkreisen so gut es geht. Rechteck ist natürlich ein fieses Signal, zumindest wenn man die Bandbreite bzw Flankensteilheit nicht beschneidet.

Aber der Reihe nach:

- Durch die schnellen Flanken entstehen uU hohe Spitzenströme (und hohe Spanungen sowieso), ist geklärt dass es keine parsitäres Einsprechen irgendwie ist, d.h. ist es völlig unabhängig von der Verkabelung/Masseanbindung usw.?

- Ist der Überschwinger mit seinen ca. 100kHz (an beiden PI-Ausgängen, und symmetrisch?) vorhanden wenn der PI isoliert läuft (Endröhren gezogen), mit stabiler Supply? Wenn ja, weiß ich auch nicht weiter weil so noch nie gesehen.

- Ist er da, wenn die Eingangskapazität der Röhren emuliert wird, durch feste Kondensatoren? Verringert sich die Frequenz wenn du diese C's vergrößerst, ändert sich was mit deutlich größeren Gridstoppern (derzeit sind die ja eher sehr klein bis homöopathisch)? Wenn ja, liegt das Problem im PI-Umfeld, nicht am Auspuff. Ein parasitärer LC-Schwingkreis irgendwie, wobei das L auch synthetisch sein kann (Ausgänge von Spannungsfolgern haben induktive Anteile weswegen sie kapazitive Belastung manchmal nicht mögen). Zudem kannst du slew-rate-Limiting haben, auf der negativen Flanke an der Anode der Gainstufe, ist die Kapazität am PI-Ausgang zu groß, reicht der maximale Strom durch die Widerstände nicht aus um die Last-C's "sofort" leerzubekommen worauf der Anodenstrom des eigtl. Splitters halt Null wird (und mit Gegenkopplung dann erst recht Mist passiert weil sie eben kurz aufgeht und danach enstprechend überschießt).

- Ist er da (am Speaker-Out mit korrekter auch bei HF noch ohmscher Dummyload), wenn du die Endstufe isoliert anfährst, ohne PI (eine Seite ansteuern reicht, für Kleinsignal)? Dann ist es wohl eine LC-Reso am Trafo, da kann man wenig machen, ausser genau passend snubbern (also ein Serien R+C über der Primärseite insgesamt, von Anode zu Anode. Der R muss genau passen so dass er den Trafo aperiodisch bedämpft, und der C verhindert dass tiefe (Nutz-)Frequenzen unnötig belastet werden. Ist aber ne blöde Lösung weil man hochspannungseste Teile braucht (sowie einen HV-Tastkopf wenn man an den Anoden direkt messen will) und das ganze nicht einfach zu dimensionieren ist. Manchmal reicht es auch sekundärseitig zu snubbern...

[Toubey]

Hiho,

das ist ja ein interessanter Verstärker geworden! zu ein paar Punkten hätte ich aber noch Ideen.

Ein anderes Thema habe ich auch noch: unter großer Last geht die Spannung am Schirmgitter noch stärker zurück als die Anodenpsannung. Das ist einerseits erwünscht, vermindert aber die Spannung am PI und später auch an den Vorstufenröhren unverhältnismäßig. Gerade am PI ist aber eine idealerweise gleichbleibend hohe Spannung erwünscht. daher frage ich mich, ob es vielleicht sinnvoll sein könnte, vom Reservoirkondensator eine zweite Siebkette abzuzweigen, über die die Vorstufenröhren versorgt werden.

Zumindest würde ich schwer empfehlen ein Siebglied zwischen die Abgriffe der Schirmgitter und der Vorstufe einzufügen. So kann Schirmgitterstrom zu einem Einbrechen der Versorung führen, was dann in die beiden Stufen davor einkoppeln kann. Dann kann auch der Längswiderstand zu den Schirmgittern reduziert werden, diese sollten weniger störungsanfällig sein. Wenn die Spannung noch weniger einbrechen soll ist eine Drossel recht Praktisch wenn noch Platz ist.

Mir geht es jetzt darum, wie man es reduziert, ohne die Bandbreite zu sehr zu beschneiden.

Die Bandbreite wird bei einer Gegenstufe mit Gegenkopplung weniger beschnitten als man auf Anhieb denkt, in der ersten Edition von Blencowes Preamp Buch gibt es ein interessantes Kapitel dazu. Ein Kondensator vom Signal zu Masse reduziert erstmal die open Loop Bandbreite des Signals wie ein RC-Glied. Wird die Gegenkopplung hinzugefügt, steigt die Bandbreite wieder, da die davor gedämpften Frequenzen dadurch in der Gegenkopplung weniger vorhanden sind. Um die Endstufe zu stabilisieren ist es daher eine gute Idee an einer Stelle die Höhen stark zu reduzieren, zB mit dem bei Marshall üblichen Kondensator zwischen den LTP Anoden oder Kondensatoren von Steuergitter zur Kathode an den Leistungsröhren. Ein Kondensator parallel zum GK Widerstand erhöht die Gegenkopplung bei hohen Frequenzen und kann daher sogar destabilisierend wirken. Und die Gegenkopplung scheint mir ind em Verstärker auch so schon recht heftig zu sein.

viele Grüße,
Tobi