Hallo
Der Kathodenkondensator ist ein Hochpass, wie jeder andere Kondensator auch. Je größer er ist, desto tiefer reicht er. Deswegen schließt der Kathodenkondensator die höheren Frequenzen über den Kathodenwiderstand kurz. Die Höheren Frequenzen kann dabei alles von über 1MHz, über 20kHz über 200Hz oder über 2Hz bedeuten. Das hängt davon ab, wie groß sein Wert ist.
Eine Röhre arbeitet so, dass die Signalsannung am Gitter den Strom durch die Röhre steuert. Dieser gesteuerte Strom ist ein Signalstrom. da er durch den Kathodenwiderstand muss fällt nach dem Ohmschen Gesetz an diesem eine Signalspannung ab. Diese Signalspannung liegt ebenso wie die Steuerspannung zwischen Gitter und Kathode, und frisst somit einen Teil der Steuerspannung auf. Das ergebnis ist eine durch Gegenkopllung verringerte Verstärkung. Anders als du schreibst ist diuese Verringerung aber nicht pauschal 3dB. Die Verstärkung der Röhre berechnet sich nach folgender Formel:
(I) V' = V/(1+(V*Rk'/Ra)
V' ist die Verstärkung die du bekommst
V ist die Verstärkung die du aus deinem Arbeistpunkt nebst Lastgeraden berechnest, also die Verstärkung ohne jegliche Gegenkopllung. (Achtung nich mit dem Leerlaufverstärkungsfaktor u "mü" verwechseln!!!)
Rk' ist der Kathodenwiderstand, den das Signal sieht. und Ra der Anodenwiderstand.
Nun ist der Rk' bei Brückung durch einen Kathodenkondensator eine Parallelschaltung aus dem Widerstandswert des Ohmschen Kathodenwiderstandes Rk und dem Blindwiderstand des Kondensators. Letzterer berechnet sich aus:
(II) Rck = 1/(2*pi*f*Ck)
Rck ist der besagte Blindwiderstand, 2 und pi sind Zahlen, f ist die Frequenz und Ck der Wert des Kathodenkondensators (in Farad)
Für den Widerstandswert den das Signal an der Kathode, also für das Rk' gilt nun:
(III) Rk' = 1 / (1/Rk + 1/Rck)
Da Rck von der Frequenz abhängt hängt aus (II) und (III) folgend auch Rk' und damit aus (I) folgend die Verstärkung V' von der Frequenz ab.
Nun gibt es zwei Extremfälle. Erstens kann man den Kathodenkondensator weglassen. Dann gilt:
(IV) Rk' = RK
Oder aber man macht ihn so groß, dass er keine Nenenswerte Rolle mehr spielt. Eine Faustregel (Nachzulesen in Otto Diuciols NF-Verstärker Praktikum) sagt, der Kathodenkondensator in uF ist größer als ein Zehntel des Kathodenwiderstandes in Ohm. In diesem Fall kann man folgendes setzen:
(V) Rk' = 0
Setzt man dies in (I) ein, dann erhält man V=V'.
Noch was zum Klang: Eine Stufe ohne Kathodenkondensator ist erstens weiter aussteuerbar und zwar um soviel mehr, wie V gegenüber V' größer ist. Zweitens hat sie ein anderes Verzerrungsverhalten. Denn Gegenkopllung verringert nicht nur Verzerrungen, sie verändert auch deren Spektrim. Eine gegengekoppelte übersteuerte Stufe hat immer mehr ungeradzahlig harmonische Obertöne außerdem wird der Verzerrungseinsatz weniger sanft sondern etwas plötzlicher und härter.
Viele Grüße
Martin
