[TTFrank]

Hallo,
als Faustregel soll ja der Ruhestrombereich multipliziert der Anodenspannung im Class AB-Betrieb zwischen 50-70% der maximalen Anodenverlustleitung liegen. Geht man über die 70% von Pa,max hinaus (also bei einer EL84 über ca. 8,5W Anodenverlustleistung), so erhöht sich der Verschleiß stark und die Lebensdauer verkürzt sich entsprechend deutlich.

Andererseits läuft aber z.B. eine EL84 im Class A-Betrieb permanent nahe 100% von Pa,max. Der Röhrenverschleiß ist dort zwar erhöht, aber IMO nicht so dramatisch.

Was ist denn der grundsätzliche Unterschied bezogen auf den "Röhrenstress", wenn man z.B. eine Class AB- mit einer Class A-Schalte vergleicht (z.B. Class AB push-pull vs Class A SE) ?
Wenn es keine Unterschiede gäbe, müssten doch die Endstufenröhren in Class A-Verstärkern regelmäßig extrem schnell kaputt gehen.

Grüße
Frank

[kugelblitz]

Hallo Frank,

keine Ahnung was Du unter Röhrenstress verstehst, aber ich würde mir die möglicherweise kürzere Lebensdauer bei Class AB Betrieb so erklären. Bei Class A egal ob PP oder SE verstärken die Röhren immer, dh die Anodenverlustleistung darf nicht über die Limits ansteigen. Bei den üblichen Class A Arbeitspunkten, relativ niedrige Spannungen und passenden Raa (bzw Ra)  bildet die loadline IMO im besten/haufigsten Fall ziemlich eine Tangente an der maximalen Anodenverlustleistungskurve. Damit wird bei 100% Ia_idle in jedem Fall sicher die Verlustleistung nicht überschritten.

Anders bei Class AB.. Nur als Annahme würde man Ua bei einer ursprünglich Class A Schaltung erhöhen und Ia anpassen damit der Idle Betriebspunkt noch immer bei 100% Anodenverlustleistung bliebe würde sich, so Raa nicht verändert wird, einfach die loadline nach rechts verschieben und keine Tangente mehr bilden. Der Verstärker würde in Class AB betrieben und sicher die maximal erlaubte Anodenverlustleistung überschreiten. Die Dauer der Verlustleistungsverletzung kann man u.a. reduzieren indem man Ia senkt (loadline etwas nach unten verschiebt) und den Idle Betriebspunkt in den häufig 70% Pa_max bereich verlegt. Häufig verletzen die loadlines trotzdem zumindest in Bereichen die Pa_max limits und damit sollte sich IMO die Lebensdauer im Gegensatz zu Class A im Class AB reduzieren. In der Annahme zuvor hat ja Class A niemals die Pa_max Grenze verletzt.

Am einfachsten sieht man es wenn man loadlines zeichnet.

Weiters halten sich die wenigsten Amps an alle Limits bezueglich Ua, Ia, Pa, Ug2, Pg2, Ik,  Rg1, Rhk, Uhk... Zumidest ein Wert ist nicht selten verletzt, bei zB EL84 häufig Ua_max wenn dann Pg2 noch dazu kommt darf man IMO schon mit einem früheren Ausfall rechnen.

Hab mich in letzter Zeit aber kaum mit Amps beschäftigt. Sollte ich komplett daneben liegen bitte um Korrektur.
EDIT: IMO kann man aber unter beiden Betriebsarten sichere, die Limits nicht verletzende Amps bauen. Warum auch immer aber viele vorallem EL84 Gitarrenamps verletzen häufig nicht nur ein Limit.

Gruss,
Sepp

[TTFrank]

Hallo Sepp,
danke für deine Hinweise. Mit "Röhrenstress" meine ich den Verschleiß, den Röhren durch die Schaltung "spüren".

Ich kann das, was du schreibst, nachvollziehen.
Wenn ich es richtige verstehe, kann sich bei Class AB z.B. durch Änderung der elektrischen Parameter der Röhre (Abnutzung etc.) die Lastgerade selbst verschieben - nur bei fixed Bias, oder ?
Falls sie sich nach rechts verschiebt, kann es je nach Voreinstellung zu Überlastbereichen kommen, nämlich dann, wenn die Lastgerade die Pa,max-Kurve schneidet. Will man das Risiko verkleinern, biast man von Anfang an etwas "kälter", verschiebt damit die Lastgerade nach unten und hat dadurch etwas mehr Luft nach rechts.

Im Unterschied dazu verschiebt sich bei Class A nicht die Lastgerade, sondern nur der Arbeitspunkt auf der Lastgeraden - durch die Selbstregelung über das Kathodenbias, oder ?

Gruß
Frank

[_peter]

Hallo,

Verschleiß der Röhre heißt ja im Normalfall nicht, dass sich das Anodenblech abnutzt, sondern
die Emission der Kathode nachlässt. Von daher ist der durchschnittliche Ik die interessante Größe.
Dabei ist der Gleich- und der Wechselstromanteil zu beachten.

Bei Klasse A muss der Arbeitspunkt in der Mitte des aussteuerbaren Bereichs liegen, wodurch der
Kathodengleichstrom relativ hoch gewählt wird. Der Wechselstrom pendelt dann theoretisch zu
gleich großen Teilen nach oben und unten um den Arbeitspunkt. Die Gesamtstromaufnahme bleibt
unabhängig von der Aussteuerung in etwa gleich - und eben hoch.

Bei Klasse AB fließt in Ruhe relativ wenig Kathodengleichstrom. Dazu kommt, dass der Wechselstrom
nur während einer Halbwelle richtig groß wird und während der anderen Halbwelle die Röhre größtenteils
sperrt - also gar kein Strom fließt.

Insgesamt wird die Kathode bei AB also weniger belastet. Vor allem in Spielpausen. In Klasse A brät
die Röhre dagegen in der Pause weiter. Somit ist der Verschleiß hier höher.

Gruß, Peter

[_peter]

Wenn ich es richtige verstehe, kann sich bei Class AB z.B. durch Änderung der elektrischen Parameter der Röhre (Abnutzung etc.) die Lastgerade selbst verschieben - nur bei fixed Bias, oder ?

Die Arbeitsgerade wird ja durch den Raa und die Ua bestimmt. Beides sind Parameter, die nicht von der
Röhre beeinflusst werden. Von geringfügigen Änderungen der Ua durch verschieden starke Belastung des
Netzteils mal abgesehen. Es verschiebt sich also nicht die Lastgerade, sondern die Kennlinie der Röhre.
Da die Pmax auch konstant bleibt, sollte die Alterung der Röhre die Anode nicht überlasten können. Es sei
denn, die Parameter ändern sich bei fixed Bias so, dass bei gleicher -Ug1 mehr Anodenstrom fließt. Aber
das wäre ja genau das Gegenteil von dem, was bei Alterung im Sinne von Nachlassen der Kathodenemission
passiert.

Gruß, Peter

[TTFrank]

Hallo Peter,
ja, es ändert sich die Kennlinie der Röhre. Wenn sich die Kennlinie der Röhre aber verändert, dann fließt doch bei gleicher Anodenspannung ein anderer Anodenstrom, wobei die Steigung der Lastgerade gleich bleiben müsste, da sie IMO nur durch die Primärimpedanz des AÜ bestimmt ist.
Wenn die Steigung der LG aber gleich bleibt und Ia sich bei konstantem Ua verändert, muss sich die Lage der LG im Kennliniefeld ändern.

Wenn die Kathode z.B. altert, müsste sich die LG doch nach links bzw. unten verschieben. Wenn der Innenwiderstand der Röhre bei konstantem Ug1,Ua aus irgend einem Grund abnimmt (z.B. durch mechanische Verformungen in der Röhre), müsste sich die LG doch nach rechts bzw. oben verschieben.
Es sei denn, man hat Kathodenbias (wie bei Class A). Dann müsste doch automatisch gegengeregelt werden.

Das mit dem höheren Verschleiß bei Class A im Ruhebereich ist natürlich richtig.

Auf der anderen Seite verschleißen aber - zumindest nach meinem Wissen - Röhren, die in einen Class AB-PP Amp mit fixed Bias  z.B. auf 90% von Pmax gebiast werden schneller, als die gleichen Röhren in einem Class A-Amp mit Kathodenbias.
Das muss ja irgendeinen Grund haben.
Kann natürlich sein, dass ich irgendwo einen Denkfehler gemacht habe.



Gruß
Frank

[_peter]

Hallo Frank,

es gibt doch auch verschiedene Kennlinien für die gleiche Röhre bei unterschiedlichen Schirmgitterspannungen.
Da verschiebt sich die Lastgerade auch nicht, obwohl sich die Verhältnisse von Steuergitterspannung und
Anodenstrom ändern.

Gruß, Peter

[Striker52]

Kann natürlich sein, dass ich irgendwo einen Denkfehler gemacht habe.
Gruß
Frank

Hallo Frank,
stimmt
Wie Peter schon schrieb: Die Lastgerade ist konstant. Mit Änderungen der Röhrenparameter verändert sich das Kennlinienfeld.
Gruß Axel

[es345 (†)]

Auf der anderen Seite verschleißen aber - zumindest nach meinem Wissen - Röhren, die in einen Class AB-PP Amp mit fixed Bias  z.B. auf 90% von Pmax gebiast werden schneller, als die gleichen Röhren in einem Class A-Amp mit Kathodenbias.
Das muss ja irgendeinen Grund haben.

Frank,

In Ergänzung zu den bereits vorhandenen ausführlichen Erläuterungen:

Was passiert, wenn ich bei einem PP Amp die Röhre auf 90% von Pmax im Idle einstelle?
- mit grosser Wahrscheinlichkeit wird Pmax von G2 überschritten - mit den bekannten Folgen
- Bei Overdrive wird der zulässige Kathodenstrom stark überschritten, die Kathode altert überproportional schnell
Provozierend formuliert: Diese Einstellung grenzt an mutwillige Sachbeschädigung. 

Kommen wir nun zum Class A(AB) PP mit Kathodenbias: Auch hier gibt es einen Kandidaten, der als Röhrenfresser bekannt ist: Der Vox AC30.

In seiner  Fassung von z.B. Dezember 1994 ist der Ruhestrom über dem gemeinsamen Kathodenwiderstand von 50 Ohm auf ca 40 mA eingestellt.
Das macht ca 12W Verlustleistung bei ~300V Versorgung. Wenn man jetzt auf Overdrive geht, sinkt bekanntermassen die Anodenverlustleistung, jedoch wird sowohl die Gitterverlustleistung als auch der maximale mittlere Kathodenstrom überschritten, was zum frühen Pitstop an der Röhrentankstelle führt.

Bei Class A SE ändert sich der mittlere Kathodenstrom über die Austeuerung kaum, selbst bei Übersteuerung nimmt er nur wenig zu.

Also: lieber konservativ einstellen oder konzipieren, dann hält es länger.

Gruss Hans- Georg

[kugelblitz]

Beim AC30 wäre auch noch anzumerken, dass wenn er bereits mit einem gemeinsamen Kathodenwiderstand auf Limit läuft, läuft er im Schnitt auf Limit. Jede Abweichung im Matching der Röhren, Annahme sie laufen wirklich im Schnitt auf Pa_max, beinhält auch zumindest eine Röhre die Pa_max überschreitet und Röhrensterben ist so eigentlich vorprogrammiert.

Gruss,
Sepp

[bea]

Und wenn eine Röhre stirbt, zieht sie die anderen drei gleich mit in den Orkus?

Wenn, dann also besser 4 Katodenwiderstände von je 220 Ohm?

[Alex78]

Hallo Frank und alle anderen,

ich finde, dass das Schirmgitter oft wenig (vielleicht zu wenig) Beachtung findet.
MMn hat es besonders bei Übersteuerung der Endstufe einen nicht unerheblichen Anteil am Klang. Dabei spielt es eine Rolle, ob das G2 an einer hohen (meist zu hohen) oder eher niedrigen Spannung liegt ob es einen kleinen oder großen Vorwiderstand hat. Je mehr es leidet (hohe Spannung, kleiner Vorwiderstand), desto mehr klingt das ganze mMn nach Röhre.
In den üblichen Schaltungen wird es ja an (verglichen mit dem Datenbatt) zu hohen Spannungen betrieben, wobei dann spätestens bei Aussteuerung und besonders bei Übersteuerung der Endstufe oft die Pmax überschritten wird.
Alles in allem denke ich, dass in den üblichen Schaltungen/Betriebebedingungen bei Übersteuerung der Endstufe, das G2 das am meisten leidende Teil einer Röhre ist.

Grüße
Alex

[es345 (†)]

Hallo Alex,

offen gesagt, Deine Aussage ist mir etwas zu unspezifisch. Verstehe daher bitte  den folgenden Kommentar als konstruktive Kritik.

Sicherlich spielt die Konzeption der G2 Beschaltung eine Rolle.
Schau Dir mal diesen längeren Thread an: http://ampgarage.com/forum/viewtopic.php?t=18855&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=. Hier wird sehr detailiert diskutiert, dass das leichte Absenken der G2 Versorgung eher zum "sweat spot" im Klang führt. Dies wiederum jedoch "entlastet" das G2. Wobei wir beim Empfinden des entstehenden Kangbildes im Overdrive sind. Hierzu gibt es übertrieben gesagt fast so viele Meinungen wie Gitarristen. Bei Klangbildinterpretationen halte ich mich daher weitestgehend zurück und versuche mich auf die technische Fakten zu konzentrieren.

Ich persönlich habe weit mehr Röhren erlebt, die ihr Leben durch Kathodenüberlastung als durch Abrauchen des G2 ausgehaucht haben, was beim Overdrivebetrieb kein Wunder ist.

Wie oben schon von mir schon gesagt: Am besten konservativ konzipieren, auch damit lässt sich ein aus meiner Sicht ansprechendes Klangbild erzeugen.

Gruss Hans- Georg.

[Günthergünther]

Hallo,

ein weiser Mann hat mal geschrieben, dass die Lebensdauer einer Röhre viel stärker vom Kathodenstrom als von der Anodenverlustleistung abhängig ist. Eine ECC99 ist als Endröhre bei Ub=200V und Ia=25mA schneller ausgelutscht als bei Ub=300V und Ia = 15mA, obwohl bei beiden Arbeitspunkten die 5W eingehalten werden. Ich kenne Verstärker, die wurden mit Rotbäckchen-EL84 jahrelang problemlos betrieben, weil zwar die Spannung ebenso wie die Pa jenseits der zulässigen Werte lag, aber der Ik nicht so groß war.

Grüße, Thomas

[bea]

Was ja durchaus für "extreme" Dinge wie den Betrieb von EL34 an 750 V sprechen sollte. Tatsächlich scheinen die alten Röhren das ja recht gut und vor allem lange wegzustecken...