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Volksbassverstärker der Theoriefred

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Offline Han die Blume

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #15 am: 8.02.2011 14:48 »
Hi Martin!

Wieso kann man nicht zwischen der Ultralinaranzapfung und dem Schirmgitter einen Widerstand zum Spannungsabfall einbauen, dann könnte doch die Anode wieder mit dem max. B+ betrieben werden?

lg

Kai
Der frühe Vogel kann mich mal!

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Kpt.Maritim

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #16 am: 8.02.2011 15:10 »
Hallo

Schrimgittergegenkopplung wird auch oft Ultralinearbetrieb genennt. Dieser name ist bis heute ziemlich werbewirksam. Klingt irgendwi toll einen über alle Maßen linearen verstärker zu haben. Was verbirgt sich dahinter.

Triodenkennlinien sehen aus wie Parabeln (In der grün). Pentodenkennlinien (rot) sehen fast genau so aus, nur sind sie gespiegelt. Und zwar an der Geraden die mit 45° durch den Ursprung geht (schwarz). Genau diese schwarze Linie ist die ideale Ultralinearkennlinie.

Legen wir das Schrimgitter einer Endröhre an die Anode, dann erhalten wir eine Triode mit echten Triodenkennlinien. legen wir das Schrimgitter an die Versorgungsspannung, dann erhalten wir eine Petode. Legen wir genau zwischen beiden also an den Abgriff des Ausgangsübertragers, dann erhalten wir eine Mischform, deren Kennlinie genau die Mittellinie zwischen Trioden- und Pentodenbetrieb ist.

Man kann die ganze Sache auch anders auffassen. Im Normalfall stellt man sich die Triode als einfache Grundform der Röhre vor. Man kann sich aber auch die Pentode als die einfachste Grundform vorstellen. Durch zunehmende Gegenkopplung über das Schirmgitter ist die Triode eigentlich eine Pentode, bei der die gesamte Anodensignalspannung gegengekopplet wird. Eine Triode ist also eine Pentode mit starker Schrimgittergegenkopplung. Schrimgitter und Anode sind bei ihr unttrennbar als eines verbunden eingebaut.

Die Triode hat Vorteile und Nachteile:

+ Weniger Intermodulationsverzerrungen
+ Weniger ungeradzahlige Harmonische
+ mehr geradzahlig harmonische
+ geringer Innenwiderstand
- hoher Steuerspannunsgaufwand
- wenig leistungsausbeute

Die Pentode auch:
+ geringer Steuerspannungsaufwand
+ hohe Leistungsausbeute
- viel Intermodulationsverzerrungen
- mehr ungeradzahlig harmonisch
- weniger geradzahlig harmonische
- hoher Innenwiderstand

Der Ultralinearbetrieb ist ein Brauchbarer Ausgleich zwischen beiden Betriebsarten. Wenn das so toll sein soll, warum werden 90% aller Musikeramps nicht in dieser Betriebsart gebaut? Nun ja, nicht jeder Musiker weiß, dass 5Watt immer noch halb so laut ist, wie einer mit 50Watt und es darum Quatsch ist einen nenenswerten Unterschied zwischen einem Verstärker mit 35Watt und 50Watt anzunehmen. Dennoch wird der 50Watt besser verkauft. Also wird man auch eher einen bauen. Nun müssen wir den VBV nicht verkaufen und müssen darum auch keine Ideen des Marketing in das Schaltungskonzept einfließen lassen. Für mich igeht für den VBV Klang vor leistung. MOSFET- und Digitalendstufen sind heutzutage sowas von gut, dass eine Röhre nicht die leistung dieser geräte nachmachen muss. Wenn sie eine besondere Berechtigung haben soll, dann muss das ihr Klang sein, der aus den Kennlinien kommt. Insbesondere MOSFETs haben aber genau dieselbe Kennlinienform wie eine Pentode. Davon kann sich jeder leicht überzeugen, wenn er z.B. mal den BUZ90 mit einer EL34 vergleicht. bei beiden sehen die kennlinien wie die gröne Linie in der Skizze aus, mit denselben klanglichen Auswirkungen.

http://www.elektroworld.info/ftp/index.php?action=downloadfile&filename=BUZ90.pdf&directory=&PHPSESSID=926e95bf7cda6c5eeafe69e5924c89ec
http://www.jj-electronic.sk/pdf/E34L.pdf

Also muss der VBV schon etwas anderes bieten, was man nicht für wenig geld bei Thomann bekommt. Da scheint mir der Ultralinearbetrieb ein guter Weg zu sein.

Zitat
Wieso kann man nicht zwischen der Ultralinaranzapfung und dem Schirmgitter einen Widerstand zum Spannungsabfall einbauen, dann könnte doch die Anode wieder mit dem max. B+ betrieben werden?
@han die Blume: weil dieser Widerstand zusammen mit dem Innenwiderstand des Schrimgitters einen Spannunsgteiler für die Gegenkopplung bildet. Zudem wird dieser Eingang hochohmiger, was dazu führt, dass das Schrimgitter schlechter von der gegenkopplungspannung angefahren werden kann, denn dazu bedarf es neben Spannung auch strom. Denn das Schrimgitter ist anders als das Steuergitter nicht nefgativ gegenüber der kathode, sondern eine quasi Hilfsanaode,

Beim nächsten mal, wollen wir unsere Endstufe dann gleich komplett berechnen.

Bis dahin viele Grüße
Martin

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Offline 12stringbassman

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #17 am: 8.02.2011 15:22 »
@Martin:
An dieser Stelle möchte ich Dir ganz herzlich danken für die viele Mühe, die Du Dir mit dem ganzen vielen Text machst! Ganz großer Applaus!  :bier:
"Fachmännisch wurde genau berechnet, dass der
Starnberger See tief, seicht, lang, kurz, schmal und breit zu gleicher Zeit ist." (Karl Valentin)

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bea

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #18 am: 8.02.2011 16:38 »
Jetzt habe ich noch eine Frage zum UL-Betrieb: dem vielzitierten Leistungsverlust.

Wie kommt dieser Leistungsverlust eigentlich zustande - gemeint ist jetzt bei gegebener Schirmgitter- und Anodenspannung? Wenn ich gegenkopple, verringert sich doch normalerweise die Verstärkung, aber nicht die maximale unverzerrte Ausgangsspannung und auch nicht der Strom, den die Endstufe liefern kann? Die maximale unverzerrte Ausgangsspannung müsste doch durch die Gegenkopplung sogar geringfügig ansteigen, sprich, näher an die Anodenspannung herangehen.

Mal abgesehen davon wird man den Unterschied, der bei einer EL84 12 W (UL) gegenüber 15 W (PP) beträgt, wirklich so gut wie nicht wahrnehmen.

Beate

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Offline es345 (†)

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #19 am: 8.02.2011 17:52 »
Hi Beate,

diese Basisliteratur von 1951 hilft beim Verständnis.

Gruß

Hans- Georg

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Offline SvR

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #20 am: 8.02.2011 17:58 »
Salü,
Wie kommt dieser Leistungsverlust eigentlich zustande
Du betreibst die Endröhren bei Ultralinear ja irgendwo zwischen Pentoden- und Triodenbetrieb. Im Triodenbetrieb wäre die Ausgangsleistung noch geringer. Im Ultralinearbetrieb liegt die Ausgangsleistung eben zwischen Pentoden- und Triodenbetrieb. Gibt es eigentlich Kennlinienfelder für den UL-Betrieb? Da könnte man mal die Lastgerade und die Ausgangsleistung einzeichnen und dann evtl. schön den Unterschied zum normalen Pentodenbetrieb sehen.
mfg sven
Rettet den Wald, esst mehr Biber!
PIC32-Tutorial

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Kpt.Maritim

  • Gast
Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #21 am: 8.02.2011 18:53 »
Hallo

@Bea: Genau genommen gibt es den Wirkungsgradunterschied zwischen Trioden-, UL, und Pentodenbetrieb nicht. Er tritt nur auf, wenn man in negativen Guittervorspannungsbereich bleibt also nicht in den Gitterstrombetrieb geht. Steuert man eine dafür vorgesehene Triode wie die 6N7 bis in den Gitterstrombereich aus, dann ist der Wirkungsgrad genau so, wie bei einer Pentode. Das Problem besteht darin, das bei einer Triode die Kennlinie wo die Gittervorspannung Ug=0V ist nach rechts wegkippt und der ohne Gitterstrom nutzbare Bereich des Kennlinienfeldes kleiner wird.

http://www.radiomuseum.org/forum/klasse_b_zero_bias_und_triple_twin_roumlhren.html

Niun ist der Gitterstrombetrieb aber sehr aufwendig, weil hier Steuerleistung und nicht nur Steuerspannung gebraucht wird. Man muss also enwteder direkt koppeln oder Zwischenübertrager einsetzen. Das fällt für einen VBV weg, hier müssen wir im Betrieb ohne Gitterstrom bleiben.

@Hans-Georg: Danke  :bier:

Viele Grüße
Martin

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bea

  • Gast
Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #22 am: 8.02.2011 21:12 »
diese Basisliteratur von 1951 hilft beim Verständnis.

Danke.
 
<OT>
Süß die Aussagen über die Hörtests. Sie könnte ohne weiteres aus einem 30 Jahre jüngeren Artikel stammen - mal davon abgesehen, dass man den Probanden heutzutage nicht mehr die Ohren zustopft, damit sie beim Abhören einer 2x400-Watt Anlage nicht taub werden :D
</OT>

Beate

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Kpt.Maritim

  • Gast
Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #23 am: 8.02.2011 21:22 »
Hallo

Ein Arbeitspunkt für eine Pentode besteht aus folgenden Daten:

Schirmgitterspannung Ug2
Gittervorspannung Ug1
Anodenspannung Ua
Anodenstrom Ia
Schrimgitterstrom Ig2
Arbeitswiderstand RaL

Nun gilt beim Ultralinearbetrieb dass Ua=Ug2.

Für aen RaL gibt es bei Trioden eine Faustformel, nämlich RaL=2...3xRi, wobei der Ri der Innenwiderstand ist. Für den RaL bei Pentoden gibt es auch eine Fatsuformel: RaL=Ua*/Ia*. Dabei sind Ua* und Ia* die Werte für den Eintakt-A Betrieb bei Ua*=250...300V . Bei der EL34 sind das z.B. 2k, bei der 6L6 um 2k5. Für den Ultralinearbetrieb gibt es keine Faustformel für einen optimalen Ra. Aaaaaaber, da der Ultralinearbetrieb ein Zwischending aus Trioden- und Pentodenbetrieb ist muss auch der RaL irgendwo zwischen den optimalen Werten für diese Betriebsarten liegen.

Da die EL34 eine ziemlich günstige Röhre ist, wollen wir mal versuchen mit ihr eine Ultralinearendstufe zu berechnen. Oder abzuschätzen, was die Sache wohl besser trifft. Wir wollen AB Betrieb. Denn auch wenn Leistung an zweiter Stelle hinter dem Klang rangiert, wollen wir doch auch leistung haben. Hier ist das von  Philips.

http://frank.pocnet.net/sheets/030/e/EL34.pdf

Auf Seite 6 finden wir den optimalen Wert für den RaaL, Der RaaL unterscheidet sich von RaL, dass er für beide Röhren des Gegentakters gilt also RaaL=2RaL. Nun wir für den RaaL auf jener Seite 6 angegeben, dass er 3,4kOhm groß sein soll. Eine Seite weiter wird für die EL34 im Triodenbetrieb ein RaaL von 5kOhm angegeben. Die goldene Mitte liegt etwa bei 4kOhm. D.h. wir müssen einen Gegentaktübertrager mit einer Primärinmpedanz von ca. 4kOhm kaufen, der UL-Anzapfungen hat.

Ohne Werbung machen zu wollen, aber genau den Übertrager, den wir brauchen gibt es, nämlich den Ü-UL-4-3,4.

http://www.W*lt*r-electronic.de/bauteile/trafos/uebertrager/standard/standard_uebertrager.htm

Damit haben wir eine große Hürde genommen und ein Serienbauteil gefunden, das passt. Vielleicht findet noch jemand einen passenden günstigen Übertrager.

Was wir jetzt bestimmen müssen, ist der Arbeitspunkt. Und nun tritt ein Problem auf. Wir haben keine Ultralinearkennlinien der EL34. Im datenblatt sind keine. Was nun?

Erinnern wir uns, dass beim Ultralineabetrieb ohne separate Schrimgitterwicklung gilt, dass Ua=Ug2. Das gilt auch für den Triodenbetrieb, denn da ist ja das Schrimgitter mit der Anode verbunden. Demnach wären die Kennlinien für Triode und UL gleiche? Hähh? Jaaeeiin!

Nun wird es kompliziert: Man kann ein Kennlinienfeld statisch betrachten, also nur um Gleichspannungsarbeitspunkte zu bestimmen. Dafür sind die Kennlinienfelder gleich. Man kann ein Kennlinienfeld auch dynamisch betrachten, also für den Fall, das Signalspannung anliegen, dann sind sie nicht gleich. Im Normalfall unterscheidet man beide Betrachtungsweisen nicht, beim Ultralinearbetrieb muss man es. Der Ultralineabetrieb, ist für gleichspannungen Triodenbetrieb für Signalspannungen jedoch nicht. Das liegt daran, dass die Schirmgittergegenkopplung für Wechselspannungenwegen der Anzapfung des AÜs nur unvollkommen ist, sie beträgt hier wie bereits erwähnt meist 20...40% der Anodensignalspannung Für Gleichspannungen, ist sie jedoch vollkommen. Denn wenn wir den Draht als ohmschen Widerstand vernachlässigen hat beim  UL-betrieb das Schirmgitter praktisch Anodenkontakt und liegt damit zu 100% auf Anodenpotential. das ist sch... kompliziert, aber es stimmt. ULtralinearendstufen haben also nicht ein, sondern zwei Kennlinienfelder. Das statische entspricht der Triode und das dynamische eben dem Ultralinearbetrieb. Aber es kommt noch dicker. Ultralinearverstärker haben sogar für jede Anodenspannung ein eigenes dynamisches Kannlinienfeld. D.h. für jede senkrechte Linie des statischen Kennlinienfeldes gibt es ein eigenes dynamisches Kennlinienfeld. Kopf noch dranne?

Also können wir für die Bestimmung des Ruhearbeitspunktes (Gleichspannungsverhältnisse, wenn kein Signal anliegt) das Triodenkennlinienfeld benutzen. Wir dürfen aber nicht der Versuchung erliegen, daraus irgendwas zu berechnen, was mit Wechselspannung zu tun hat, also nicht den RaL, nicht die Sprechleistung, nicht die Verstärkung oder den Signalspannungsbedarf und erst recht keine Klirrfaktoren etc.

Aber halt, es gibt doch erprobte Triodenarbeitspunkte für die EL34 in Klasse AB. Die müsste man doch als Ruhearbeitspunkt übernehmen können? Das kennlinienfeld müssen wir uns also gar nicht unbedingt ansehen. Ausgezeichnete Idee!

Wer es trotzdem angucken möchte, kann hier auf Seite 9 blättern.

http://frank.pocnet.net/sheets/129/e/EL34.pdf

(Mal sehen, wer noch was interessantes in dem Datenblatt entdeckt!)

Aber zur Sache. Beide Datenblätter geben folgendes an:

Ua=Ug2=400V
Ug1=30V
Ia+Ig2=65mA

und für uns eine schöne Rechenersparnis:

Rk=220Ohm

Damit haben wir alles, was wir heute Abend brauchen, um glücklich zu sein. fast. Wieviel Leistung bekommen wir nun. Im Pentodenbetrieb macht die EL34 bei gegentakt AB so etwa 50Watt im Triodenbetrieb sind 20Watt. Der Mittelwert sind 35Watt und das ist unsere Hausnummer. Zu wenig? na wir rechnen bald nochmal mit der 6550.

Viele Grüße
Martin

« Letzte Änderung: 8.02.2011 21:33 von Kpt.Maritim »

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bea

  • Gast
Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #24 am: 8.02.2011 21:56 »
Du meinst jetzt sicherlich die Seiten C7 und C8, nicht wahr? Bitte allerdings die Lastimpedanz beachten.

So, erstmal gute Nacht!

Beate

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Kpt.Maritim

  • Gast
Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #25 am: 8.02.2011 22:07 »
 ???

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Offline Alex78

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #26 am: 8.02.2011 22:08 »
Hallo Martin!

Dieser Fred ist einfach ein GENUSS!

Vielen dank für die Mühe, die du dir mit den doch sehr umfangreichen Beiträgen machst.
Durch deine Erklärungen bringst du die wesentlichen Dinge -zumindest für mich- leicht verständlich auf den Punkt.

Ich finde es übrigens gut, dass du dich vom Ursprungsfred gelöst hast, denn so wird es ein Verstärker, der für dich typisch ist:
Eine von vorne bis hinten durchdachte Einheit ohne Schnickschnack und ohne ein Bauteil zuviel.
Das wäre mit dem Modulkonzept des Ursprungsfreds mMn nicht vereinbar gewesen.

Grüße
Alex

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Kpt.Maritim

  • Gast
Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #27 am: 8.02.2011 22:25 »
Hallo

ich habe noch was vergessen. Wir haben den Steuerspannungsbedarf noch nicht berechnet. Wir wissen aber, dass Ug=-30V. Wenn wir bis zu Ug=0V aussteuern können, weil wir ja nur Gitterstromfreien betrieb mit Koppelkondensatoren einsetzen konnten, dann ergibt sich, dass die positive Aussteurung 30V beträgt und die negative auch. Also 2x30V=60V. Wir brauchen also ungefähr 60V Signalswechselspannung um unsere Endstufe voll asussteuern zu können. Nun haben wir aber sogar mit 120V also dem doppelten gerechnet. Schaden tut es nicht, dann wir eben Gainreserven, die wir in der einstellbaren Gegenkopplung vernichten können.

Zudem wollten wir uns offen halten für andere Endstufenschaltungen und haben die 6550 noch gar nicht in Betracht gezogen.

Viele Grüße und eine gesegnete Nachtruhe
Martin :gutenacht:

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Offline WiderGates

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Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #28 am: 8.02.2011 23:51 »
???

Dann schau Dir doch mal die Seiten C7 & C8 von Deinem Link an:

http://frank.pocnet.net/sheets/129/e/EL34.pdf




Weitertüfteln
Hawadääre, freundliche Grüße & fröhliches Schaffen
Dieter

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Kpt.Maritim

  • Gast
Re:Volksbassverstärker der Theoriefred
« Antwort #29 am: 9.02.2011 09:16 »
Hallo

diese Seiten waren nicht gemeint. Evince mein Dokuemntenbetrachter hat eine weitere fortlaufende Seitennummeriereung. Ich denke Acribat kann das auch.

Viele Grüße
Martin