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Bias Messwiderstand

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Offline Holzdruide

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Bias Messwiderstand
« am: 18.11.2011 23:52 »
Hallo

Beim durchstöbern des Forums bin ich auf einen Thread gestossen in dem jemand die Fragen stellt

1) Kann ich eigentlich den Widerstand an den Endröhren fest in den Amp einbauen oder macht sich das im Betrieb negativ bemerkbar?

2) Warum muss der Widerstand eigentlich 2 Watt abkönnen?

Ferner ist in dem Thread auch noch von einer KT88 die Rede.

Ich habe hier ein Chassis von Velleman stehen, ein Bausatz mit 2x 90 Watt RMS und 4x EL34 pro Kanal in der Endstufe.
Mit fest eingebauten 10 Ohm 1 Watt Messwiderständen von Kathode zu Masse.
Schirmgitterwiderstände ebenso mit 1 Watt
Das Gerät ist abgebrannt.

Was meint Ihr wie belastbar muss ein fix eingebauter Widerstand in der Kathodenleitung sein ??
Wie berechnet man die notwendige Belastbarkeit?

Den Plan des Velleman, Schaltbild mit Werten der Bauteile am unteren Ende füge ich an.

Gruß Franz

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Stone

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #1 am: 18.11.2011 23:59 »
Hi

Die Belastbarkeit sollte sich doch aus Strom und Spannung ergeben - wenn Du bei 1 Ohm davon ausgehen kannst, dass bei z.B. 50 mV auch 50 mA fließen, ergibt sich die Leistung aus U*I.

Pauschal würde ich die doppelte Belastbarkeit wählen.

Gruß, Stone

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Offline Holzdruide

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #2 am: 19.11.2011 00:22 »
Hallo Stone

Danke, diese Berechnung ist mir schon klar.
Das ergäbe einen lächerlichen Wert.
Meine bedenken dabei gehen allerdings dahin dass bei einem fix eingebauten Messwiderstand und bei Volllast der Endröhre "etwas mehr" als der zu messende Ruhestrom fliesst.

Grundlos ist der Velleman ja auch nicht abgebrannt und die Brandspuren auf der Platine sowie die ausgeglühten 10 Ohm 1 Watt Widerstände - alle acht Stück - finde ich unschön.

Das möchte ich jedem der einen Amp baut gerne ersparen.

Gruß Franz

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Offline Bierschinken

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #3 am: 19.11.2011 00:25 »
Hallo,

die Belastbarkeit des Biaswiderstandes ist bei 1Öhmern ein Witz...Dass hier 2Watter verbaut werden ist - ich unterstelle das hiermit - auf Unwisenheit zurück zu führen.

Nur manchmal hat es Vorteile einen 2Watter zu verwenden, wenn man z.b. diesen Widerstand an einer Fassung unterbringt, denn die höher belastbaren Widerstände haben dickere Anschlussbeine, d.h. sie sind "tragfähiger".

Man könnte sogar soweit gehen und den Kathodenwiderstand, der eigentlich dem Biasmessen dienen soll, umfunktionieren zum Sicherungswiderstand. Sprich einen 10-20Ohm Widerstand nehmen und dann vll nur mit einem Zehntel oder Viertel Watt Belastbarkeit? - Je nach Anwendung.
Steigt der Strom dann so arg an, geht erst der Widerstand hops bevor womöglich Röhre oder Netzteil schaden nehmen.

Ähnliches gilt übrigens auch für die Schirmgitterwiderstände.
Einziger Grund hier wirklich hoch belastbare Widerstände zu wählen ist wenn sie a) recht hochohmig sind oder b) weil die höher belastbaren Widerstände auch eine größere Spannung abkönnen ohne durchzuschlagen (gegen Masse, nicht von Anschlussbein zu Anschlussbein)

Grüße,
Swen

Edit: Weil ichs grade lese...
Die meisten Platinen sind falsch bestückt! - Diese Widerstände gehören NICHT press auf das PCB, sondern sie müssen freischwebend montiert sein, damit sie sich eben nicht in das Leiterplattenmaterial brennen können und im normalen Betrieb auch besser gekühlt sind, da sie so zu allen Seiten Wärme abstrahlen können.
« Letzte Änderung: 19.11.2011 00:27 von Bierschinken »

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Offline Hucky

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #4 am: 19.11.2011 02:54 »
Die Ueberdimensionierung von Messwiderständen (Shunts) hat meistens damit zu tun, dass man eine Temperaturerhöhung durch Eigenerwärmung vermeiden will. Durch die Erhitzung des Messwiderstandes ergibt sich mit dem Temperaturkoeffizient eine Erhöhungs des absoluten Wertes des Messwidersandes welcher bei der Messung mit dem Voltmeter und der Umrechnungs in den Anodenstrom (genauer genommen Kathodenstrom) einen gleichgrossen absoluten Messfehler verursacht.
Daher werden solche Widerstände z.B 6 bis 20 Mal überdimensioniert.
In unseren Anwendungen muss dies in vielen Fällen nicht berücksichtigt werden, da es in Vielen Fällen nicht um eine genaue absolute Anodenstrommessung geht.
In der Regel muss der Verstärker ja zuerst warmlaufen und anschliessend wird entweder eine Balance oder ein Referenzwert eingestellt, oder eventuell sogar ein Abgleich mit dem KO durchgeführt.
Möchte man den genauen Strom (Kathodenstrom) trotzdem wissen, kann man den Widerstand zur Kontrolle ja auch im "heissen" Zustand (kurz nach dem Ausschalten) nachmessen und die Umrechnung von Spannung in Strom mit diesem Wert vornehmen.
Soll der Widerstand auch als "Sicherung" (druch verbrennen) dienen würde ich ihn eher im Anoden- oder Powersupply-Kreis einbauen. Auf eine überlegte Installaion ist dabei bei diesem "Kohle"-Widerstand speziell zu achten, um nicht auch andere Komponenten damit mitzuverfeuern.

Hucky - Switzerland

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Manfred

  • Gast
Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #5 am: 19.11.2011 10:05 »
Hallo,

ich würde sagen dass dies keine Dimensionierungsfrage der Biasstrombelastung ist, da liegt man bei z.B 10 Ohm und angenommenen Strom von 100mA bei einer Belastung von 100mW, sonder eher ein Frage der mechanischen Belastbarkeit
und dem Aufttreten eines Kurzschuß der Röhre ist.
Bei einem Widerstand mit z.B 1/4W und dünnen Drähten verbiegt man diese beim Anklemmen, deshalb würde ich einen größeren Widerstand der stabliere Anschlußdrähte hat bervorzugen.
Zitat
Die Ueberdimensionierung von Messwiderständen (Shunts) hat meistens damit zu tun, dass man eine Temperaturerhöhung durch Eigenerwärmung vermeiden will.
Da pflichte ich Hucky bei.
Im schlimmsten Fall gibt es ein Kurzschlußzwischen Anode und Katode, da löst dann die Sicherung aus.
Der maximale Strom wird dann grob  durch den Gleichstromwiderstand der Ausgangsübertragers bestimmt,
wobei die Stromspitzen im Bereich bis zu 3A liegen können. Das ist aber nur für eine Zeit von einigen 100 Millisekunden,
bis die Sicherung ausgelöst hat.
Da bräuchte man bei einem Widerstand von einem Ohm etwa 10W und bei einem Widerstand von 10 Ohm etwa 100W Belastbarkeit was natürlich Quatsch ist, weil das nur für die Dauerbelastung gilt.
Die Erwärmung ist Arbeit und die ist Leistung mal Zeit.
Der andere Gesichtspunkt ist die Stromdichte was der Widerstandsbelag verträgt.
Stromdichte heißt Stromstärke pro Fächeneinheit.
Und wenn sich da die viele Elektronen durch eine enge Fläche drängen müssen, da wir es heiß.
Der Belag eines 1/4 Widerstandes ist dann ruckzuck verdampft, ein 2W Widerstand hat da mehr Chancen das unbeschadet zu überstehen.
Wer es gut machen will nimmt an dieser Stelle einen schwer- bzw. nicht entflammbare Widerstand.
Die sind aber nicht überall zu haben.

Gruß
Manfred   
   

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Offline Hardcorebastler

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #6 am: 19.11.2011 10:29 »
Hallo Franz,
Berechnung der Belastung :
 I²(mittlerer Ruhestrom der Röhre) x R(Katodenwiderstand)  x (Faktor 5 - 10),
die 10 Ohm Messwiderstände an der Katode sind typisch für PP Amps, KT88,bei Fix Bias Konstruktionen .

Der Widerstand dient zum Messen bzw. Überprüfen des Ruhestroms.
Gleichzeitig dient er als kleine Stromgegenkopplung der Röhre, da dieser Widerstand nicht AC mässig mit einem Kondensator überbrückt ist und auch nicht überbrückt werden sollte .

Er muss den DC Anteil,den Ruhestrom sowie den AC Anteil verkraften und er sollte möglichst seinen Wert bei Temeratuschwankungen konstant halten .
Abhilfe schaffen Spezialwiderstände die eine kleine Temperaturdrift haben oder man verhindert durch Überdimensionierung bez. der Belastbarkeit des R eine nennenswerte Erwärmung .
Die Erwärmung des R  verändert bei den Standard Widerständen den Ohm wert und verfälscht damit das Messergebniss ,deshalb sind hier die 2 Watt Typen sinnvoll weil dieser hier  überdimensioniert ist und sich dadurch wenig erwärmt.

Anders verhält es sich bei Auto Bais Schaltuungen, zB. 470 Ohm Katodenwiderstand, überbrückt mit einen Kondensator, hier reicht ein 2 -3 fache Wert, hier fliesst nur Gleichstrom durch den R, der Wechselstromanteil durch den Kondensator .

Gruß Jörg

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Offline Dirk

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #7 am: 19.11.2011 10:29 »
@Hucky: sauber erklärt !!! Volle Zustimmung.

Wobei ich zugeben muss, dass wir in den Bias-Messadapter 1-Watter einsetzen, da es ansonsten zu eng wird.

Gruß, Dirk
 
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Stone

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #8 am: 19.11.2011 10:31 »
@Franz: das Wert lächerlich gering ist, weiß ich ;) Allerdings hege ich auch eher die Überzeugung, dass der Widerstand im Wert stabil bleibt, wenn er größer dimensioniert ist und äußere Einflüsse wirken.

Gruß, Stone

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Offline Holzdruide

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #9 am: 19.11.2011 12:11 »
Hallo

Danke an alle für Eure Erklärungen.
Mir ging es in erster Linie darum Neueinsteigern solche Brände wie beschrieben zu ersparen.
Dafür war der Bausatz zu teuer und dem Erbauer ist die Lust auf Röhren vergangen.

Für einen Messadapter sollte ein 1 Watt Typ reichen, aber den nimmt ja im Normalfall nach dem einstellen wieder raus. Fix eingebaut ist das knapp zumindest bei Röhren wie EL34 oder KT88.

Gruß Franz

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Offline Showitevent

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #10 am: 19.11.2011 12:27 »
Ich verbaue in meinen Amps mittlerweile feste Widerstände.

Grund: Ich habe fürher immer einen und den selben widerstand zum messen benutzt. Dieser war nach mehrfachem ein und auslöten unbrauchbar. Möglicherweise durch die Temperaturbelastung beim löten.

Brückbar ist kein notwendiges Feature, welches natürlich die Fehlerquelle ansich ausschließt.
2 Watt Festigkeit sind absolut genug um 2 oder auch 4 Röhren zu meßen was im normalfall nicht vorkommt. Ab und an mache ich mir die mühe und messe reinen Anodenstrom von 4 Röhren. Hier würde ich den Widerstand nicht fest verbauen.

Gruß

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Offline punkhead_2

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #11 am: 29.05.2017 19:41 »
Hallo zusammen,

ich greife diese Thema mal wieder auf.
Ich überlege gerade meinem Jet City Friedman Klon Bias Messwiderstände zu verpassen.

Jetzt hab ich mich hingesetzt und mal gerechnet und dann hier diesen Thread gefunden: Hier wird von Eigenerwärmung und AC Anteil gesprochen.

Zuerstmal AC Anteil, von wieviel Volt peakpeak reden wir hier überhaupt? 1V, 10V, 100V?
1206 SMD Widerstände haben eine Spannungsfestigkeit von 200 V AC/DC, und diese sind paar mm groß.
N normaler 1/4 Watter den man u.a. bei Dirk bekommt, kommt hier schon auf 350V.
Wo soll jetzt da das Problem sein?

Und nun Eigenerwärmung.
Gehen wir mal von nem Powerrating von 200 K/W ( was ja ziemlich schlecht ist) aus, und rechnen wir mit einem Shunt von 10R und einem Ruhestrom von 100mA.
Dann komme ich auf einen Wert von +20K, d.h. bei einer Umgebung von 25°C und einem Dauerstrom von 100mA würde sich der Widerstand auf insgesamt 45°C erwärmen.
Immer noch kein Problem...

Der Temperatur Koeffizient wird in ppm angegeben.
Geht man von einem schlechten Wert aus und rechnet mit 0,5%/K würde sich nach Adam Riese der Widerstandswert von 10R auf 10R+1R ändern, bei 45°C Eigentemperatur.
Auf den Strom umgerechnet würde man nun statt 100mA 91mA einstellen, also eigentlich kälter als heißer.

Bis vllt auf den mechanischen Vorteil von 2Wattern erklärt sich mir der Einsatz der dicken Brummer nicht.
Falls ich was übersehen habe, gerne Stellungnahme dazu, ich lerne gerne.

Gruß, Andy

Hier mal ein Datenblatt als Orientierung.
http://www.vishay.com/docs/28722/sfr16s25.pdf

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Offline Holzdruide

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #12 am: 29.05.2017 20:24 »
Hallo

Da Widerstände die öfter mal wärmer als geplant werden gerne vom Wert her abdriften würde ich eher zur fetteren Variante greifen.

Gruß Franz

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Offline punkhead_2

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Re: Bias Messwiderstand
« Antwort #13 am: 29.05.2017 20:57 »
Was heißt denn öfter als geplant in Zahlen?
Die Dinger können theoretisch bis 155°C betrieben werden und das dauerhaft. Siehe Datenblatt.
Und selbst wenn man zur Sicherheit noch auf 100°C runtergeht ist man mit meinen theoretisch berechneten Wert von ca. 50°C immer noch weit genug entfernt.....
Also so ganz schlüssig ist mir das noch nicht.