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Endstufe Impdanzanpassung?

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Offline Stefan_L_01

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Endstufe Impdanzanpassung?
« am: 3.10.2013 12:10 »
Hallo

Ich muss gleich noch ein Thema zur Endstufe aufmachen (nachdem ich mich damit gerade wieder vertieft beschäftige).
Oft wird ja von einer Impedanzanpassung des OT zu den Röhren gesprochen, in der Form:
"The power amplifier tubes transfer power most efficiently to the speakers when the primary impedance of the transformer matches the combined output tube’s impedance"

Jetzt stolper ich aber bei Valvewizard über den Satz (am Ende des Kapitels von Pentoden):
"Output Impedance: The anode output impedance is equal to the anode load in parallel with the pentode's internal impedance. Since its internal impedance is so large, it is usually assumed to be infinite, making the anode output impedance approximately:
Zout = Ra"
d.h. die Outputimpedanz ist nur die Impedanz des Output Transformers (Ra), die wiederum eine transformierte Impedanz der Sekundärseite ist. Das beeinflusst nur die dynamische Betriebskennlinie der Röhre.

Wer hat nun recht? Gibt es eine Ausgangsimpedanz der Röhren die idealerweise passen muß (und wie berechnet man die für eine EL84 SE dass dann 5k rauskommen -> z.B. TT Projekte) oder geht es wirklich "nur" um den Gradienten im Kennfeld?

Danke & Gruß
Stefan

P.S. warum gibt es so wenig Kennfelder mit Variation der g2 Spannung (Screen), s. jjel84 nur ein Kennfeld?

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Offline cca88

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #1 am: 3.10.2013 14:23 »
Hallo

Ich muss gleich noch ein Thema zur Endstufe aufmachen (nachdem ich mich damit gerade wieder vertieft beschäftige).
Oft wird ja von einer Impedanzanpassung des OT zu den Röhren gesprochen, in der Form:
"The power amplifier tubes transfer power most efficiently to the speakers when the primary impedance of the transformer matches the combined output tube’s impedance"

Jetzt stolper ich aber bei Valvewizard über den Satz (am Ende des Kapitels von Pentoden):
"Output Impedance: The anode output impedance is equal to the anode load in parallel with the pentode's internal impedance. Since its internal impedance is so large, it is usually assumed to be infinite, making the anode output impedance approximately:
Zout = Ra"
d.h. die Outputimpedanz ist nur die Impedanz des Output Transformers (Ra), die wiederum eine transformierte Impedanz der Sekundärseite ist. Das beeinflusst nur die dynamische Betriebskennlinie der Röhre.

Wer hat nun recht? Gibt es eine Ausgangsimpedanz der Röhren die idealerweise passen muß (und wie berechnet man die für eine EL84 SE dass dann 5k rauskommen -> z.B. TT Projekte) oder geht es wirklich "nur" um den Gradienten im Kennfeld?

Danke & Gruß
Stefan

P.S. warum gibt es so wenig Kennfelder mit Variation der g2 Spannung (Screen), s. jjel84 nur ein Kennfeld?


Hallo Stefan,
ich würde mal ganz platt behaupten, daß keiner unserer Gitarenamps mit Leistungsanpassung läuft. R_out = R_in_speaker

Die laufen alle mit Spannungsanpassung

R_out<<R_in_speaker

Die optimale Impedanz: Das "Optimum" wird vom Designer des Amps festgelegt. Kriterien?
Pentoden haben eine charakteristische Transferkurve bzgl. Raa, Klirrspektrum und erzielbarer Leistung

Quelle: http://www.r-type.org/articles/art-003a.htm

Die Trainwrecks scheinen jetzt zu Beispiel eher im oberen Bereich der R_aa zu hängen, während viele Marshalls und Fenders eher im unteren Bereich sind. (Beispiel für EL34...)

Sprich: wie üblich - im Bereich des technisch Sinnvollen und Machbaren - Geschmacksfrage.

Es ist ein Tradeoff zwischen Zerrcharakteristik, Leistungsausbeute und Betriebssicherheit

Grüße

Jochen

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Offline Stefan_L_01

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #2 am: 3.10.2013 19:04 »
Hallo Jochen
Das wäre also wie es auch der Wizard sagt. Na, da wird ja an vielen anderen Stellen wiedermal totaler Schmarrn verbreitet...

Wenn man mal dU = 100V im el84 kennblatt anschaut, dann ändert sich ja I auch nur um ca 0.4mA, das ergibt sagenhafte 250kOhm Innenwiderstand. Da muss man sich schon vom herkömmlichen Denken verabschieden, wenn man sich vorstellen will dass damit trotzdem sehr hohe Ströme fliessen können...

Interessantes Bild btw

Gruß
Stefan

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Offline kugelblitz

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #3 am: 3.10.2013 19:13 »
Hallo Stefan,

Wenn man mal dU = 100V im el84 kennblatt anschaut, dann ändert sich ja I auch nur um ca 0.4mA, das ergibt sagenhafte 250kOhm Innenwiderstand. Da muss man sich schon vom herkömmlichen Denken verabschieden, wenn man sich vorstellen will dass damit trotzdem sehr hohe Ströme fliessen können...

Du bist aber gerade auf keiner Loadline unterwegs? Welches dU (und auf was bezogen),  welcher I?

http://www.valvewizard.co.uk/pp.html

Gruß,
Sepp

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Offline Stefan_L_01

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #4 am: 3.10.2013 19:40 »
nein, der Ri wird doch entlang von Ug = const gemessen. Und da die Ug-const Linien einer Pentode sehr waagrecht laufen, ergibt dies wohl die von Valvewizard zitierten sehr großen Ri (bzw. Ra nennt man das wohl??)
Ich arbeite gerade mit dem Sheet der JJ-EL84 ein wenig, würde mir wünschen mehr Sheets für verschiedene Screenvoltages zu haben btw..

Edit: ok vielleicht um eine Größenordnung falsch, immer noch 25k...

Die Loadline bzw. deren Gradient ist ja nur durch die transformierte Lautsprecherimpedanz bestimmt.
« Letzte Änderung: 3.10.2013 19:50 von Stefan_L_01 »

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Offline kugelblitz

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #5 am: 3.10.2013 19:57 »
Ah ok dann hab ich dich falsch verstanden. Hab noch einmal im Tafelwerk nachsehen.

Sorry,
Sepp

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Offline Stefan_L_01

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #6 am: 3.10.2013 22:12 »
ok, noch nicht ganz korrekt:
Ri = ra oder rp (klein nach Wizard, Triode gain stage pdf P.6).
Ra ist die externe Last im Anodenkreis.

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Offline kugelblitz

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #7 am: 3.10.2013 22:22 »
So genau hab ichs nie genommen. Hat die Loadline nicht ganz abwegig ausgesehen, ist dann meist mit schau ma mal wie's klingt weitergegangen.

BTW falls Du es noch nicht kennen solltest, Martin (Kpt.Maritim) hat in der Vergangenheit einiges an Formeln zusammengetragen:

http://roehrenfibel.wordpress.com/rohrentheorie/tafelwerk-zu-rohrenverstarkern/
http://roehrenfibel.files.wordpress.com/2008/07/tafelwerk1.pdf

Gruß,
Sepp

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Offline Stefan_L_01

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #8 am: 4.10.2013 00:02 »
Danke, das Werk hatte ich noch nicht. Sicher ganz brauchbar. Dank auch an Martin.

Aber für meine Verständnisprobleme taugen Formeln eher weniger.
Z.B ( Die Eingangsfrage ist ja für mich geklärt, ich gehe mal zur nächsten Frage über):
Wenn eine Pentode aufmacht und Ua durch höheres Ia abnimmt, dann wird Ua doch sehr schnell sehr viel kleiner als Ug2 (Screen) auch für Ug1 < 0V. D.h. in jeder 2ten Halbwelle wird das Screengrid doch 100,150V positiver als die Anode - wieso biegen jetzt die Elektronen nicht ab und knallen volle Kanne in das Screengrid? Wieso funktioniert das dynamisch, aber für den Operation Point darf Ug2 nicht größer sein als Ua???

Gruß
Stefan


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Offline Martin M

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #10 am: 4.10.2013 11:13 »
Moinmoin zusammen,

kleiner Tip an Stefan: Aus deinen Fragen schließe ich, dass du das wirklich verstehen willst. Die drei Links von Sepp sind gut um Röhren prinzipiell zu verstehen, schreiben aber zu wenig über Ausgangsstufen. Wie schon weiter oben geschrieben nutzen diese keine Leistungsanpassung, bei der im Verstärker die selbe Verlustleistung abfiele wie im Lautsprecher sondern optimieren den Wirkungsgrad. Für das Verständnis viel wichtiger ist aber, dass Endröhren im Gegensatz zu Vorstufen Großsignalverstärker sind, daher den Kennlinienbereich voll ausnutzen und nur im Kennlinienfeld, nicht mehr über ihre statischen Kennwerte und die resultierenden linearen Formeln zu verstehen sind.
Weiterhin muss man bei Endröhren an AÜs zwischen Gleich- (Versorgung, Lastwiderstand ~0) und Wechselgrößen (Nutzsignal, Lastwiderstand Ra bzw.Raa) unterscheiden, was z.B. dazu führt, dass der Wechselspannungshub (knapp) der doppelten Versorgungsspannung entspricht. Bei Gegentaktendstufen kommt hinzu, dass (im B-Betrieb, AB kann man fürs Verständnis erst mal getrost vernachlässigen) jeweils nur eine Röhre leitet.

Im Internet ist m.E. der Valvewizard (www.valvewizard.co.uk) mal wieder ganz vorne, falls du richtig tief einsteigen willst, habe ich eine saugute wissenschaftliche Veröffentlichung von 1940 ("Elektronenröhren als End- und Sendeverstärker" von Horst Rothe und Werner Kleen, guckst du z.B. hier: http://www.tube-town.de/ttforum/index.php/topic,17393.msg174808.html#msg174808) die ich ggf. teilweise scannen könnte.

Da es in deiner ersten Frage um Anpassung ging: Eine eher seltene Spielart der Fehlanpassung, die aber für HiFi-Zwecke gut geeignet ist, schlug in den 50ern Mullard für eine Endstufen mit 2xEL84 vor, auch hier kann man jede Menge lernen: http://de.scribd.com/doc/19400164/Mullard-Circuits-for-Audio-Amplifiers

Martin

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Offline kugelblitz

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #11 am: 4.10.2013 12:09 »
Ohne sie alle gelsesn zu haben, aber hier

http://www.tubebooks.org/technical_books_online.htm

gibt es auch noch jede Menge Doku zum Thema. Das Radiotron Designers Handbook, zumindest als Nachschlagewerk, ist IMO genial.

HTH,
Sepp

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Offline Stefan_L_01

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #12 am: 5.10.2013 12:51 »
Hallo
Nochmal, die Frage war: Darf im nicht-transienten "steady-state" Zustand, also am Control-Grid liegt nix an und ich liege im Kennfeld konstant im Operation Point, die Screen-Grid Spannung theoretisch auch deutlich größer sein als die Anodenspannung, oder würde dies für diesen "steady-state" Zustand schon allein betrachtet Probleme geben?
Danke & Gruß
Stefan

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Offline es345 (†)

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #13 am: 5.10.2013 14:44 »
Stefan,

am G1 muß immer ein Potential definiert sein, sonst hast Du keinen definierten Punkt im Kennlinienfeld. Ich vermute, Du meinst, dass kein Wechselspannungssignal an G1 anliegt.

Zu Deiner Frage:
Die Anodenspannung darf unter der Spannung von G2 sein, aber unter der Bedingung, daß die im Mittel an G2 entstehende Verlustleistung nicht die maximal erlaubte überschreitet.
Daraus wird leicht ersichtlich, daß "steady state" ganz schnell zum Verdampfen von G2 führen kann.

Bitte lies Dir diesen alten Thread durch
http://www.tube-town.de/ttforum/index.php/topic,17631.msg176864.html#msg176864
sowie diesen von gestern
 http://www.tube-town.de/ttforum/index.php/topic,18280.msg183518.html#msg183518


Gruß Hans- Georg



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Offline Stefan_L_01

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Re: Endstufe Impdanzanpassung?
« Antwort #14 am: 5.10.2013 19:42 »
Hallo Hans-Georg
klar, ich meine Wechselspannungssignal
Der Umklapppunkt wo das Screen Elektronen massiv anzieht geschieht ja erst bei sehr großen Spannungsdifferenzen Ua << UG2 ( btw: sicher dass die Dauer Ua > Ug2 und nicht Ua < Ug2 bzw.. << Ug2 entscheidet? ), insofern wäre ja Ug2 = Ua+50V kein Problem, oder?
Gruß
Stefan