[Martin M]

Moinmoin zusammen,

bea schrieb:

Mhmm, es ist und bleibt doch total widersinnig: eine Reduktion der GK sollte doch die Stabilität des Verstärkers eher verbessern als vermindern.

Unabhängig von allem Anderen hier im Thread ist das bisher obwohl unwidersprochen sicher falsch!

Ich schreib daher mal was Grundsätzliches zur Gegenkopplung über mehrere Stufen bei (Röhren-)Verstärkern. Entschuldigt die Belästigung durch das lange Posting, dabei sind Phasenschweinereien sogar noch weggelassen...

Jeder Verstärker hat eine Verstärkung ohne Gegenkopplung (open loop), die mehr oder weniger hoch ist. Sie ermittelt sich aus der Multiplikation der Verstärkungen der einzelnen Stufen (in Faktoren, die dBs lassen wir mal außen vor).
Normalerweise müsste man für die Verstärkung der Einzelstufen die Ausgangskennlinien der Röhren heranziehen. In der Praxis reicht es, in den Datenblättern der Röhren nach "ähnlichen" Werten für die bestimmenden Komponenten zu suchen und die dafür angenommene Verstärkung anzusetzen. Klangregelstufen, Spannungsteiler und Übertrager gehen entsprechend in diese Berechnung ein.

Im konkreten Fall des "alten" Bassking folgt daraus (sehr überschlägig und großzügig, z.B. ohne Verluste in den Koppelelementen und lokalen Gegenkopplungen):

- erste Röhre (ECC83, 270V, RA=220k) in dieser Beschaltung ~65
- zweite Röhre ebenfalls ~65
- Klangregelnetzwerk irgendwas um ein 75stel (je nach Stellung)
- Aufholverstörker wieder mal ~65
- Endstufe ~20
Damit sind wir an der Primärseite des AÜ, der transformiert odentlich runter auf irgendwas um ein 20stel bei 2 x EL34 am 16 Ohm Abgriff.

Damit  sind wir bei (65 x 65 x 65 x 20) / (75 x 20), also einer open loop Verstärkung von knapp 4000, je nach Stellung der Klangregler und natürlich bei voll aufgedrehten Volumereglern.
Tatsächlich verstärkt der Amp aber nur von ca. 100mV am Eingang auf ca 25V am Lautsprecher, also nur 250-fach. Der fehlende Faktor 4000/250 = 16 bleibt halt in der Gegenkopplung.

Sollte nämlich irgendeine Stufe z.B. zum Schwingen neigen oder irgendetwas Unerwünschtes zum Signal dazutun, wäre das umso schlimmer, je weiter diese Stufe am Eingang läge: Diese Effekte würden durch alle folgenden Stufen "durchverstärkt".
Daher nimmt man jetzt etwas von der Spannung am Ende, multipiziert es mit -1 (kehrt die Phase um) und füttert es irgendwo "am Anfang der Kette" wieder ein. Das ist das Prinzip der Gegenkopplung über mehrere Stufen, um die es sich beim Abgriff auf der Sekundärseite des Übertragers handelt.
Das Verhältnis der Einkoppelwiderstände R25 zu R29 betimmt, wie groß der Anteil des gegenphasigenSignals eingespeist wird und bestimmt damit die Verstärkung der Schaltung inkl. Gegenkopplung (closed loop).
Es fällt auf, dass R25 durch einen Kondensator überbrückt ist: Hohe Frequenzen werden stärker gegengekoppelt (also insgesamt weniger verstärkt), was ein probates Mittel gegen Schwingen ist.

beas Zitat ist also genau falsch: Ein Verstärker ist umso stabiler, je stärker er gegengekoppelt ist!

Eine Gegenkopplung von 16 (24dB) ist übrigens im HiFi-Bereich für Röhrenamps durchaus OK, für einen Gitarrenverstärker vielleicht schon etwas viel. Man könnte also die Gesamtverstärkung inkl. Gegenkopplung - da R29 auch arbeitspunktbestimmend ist - durch Verändern von R25 einstellen. Vergrößern von R29 erhöht die Verstärkung, wenn es aus diesem Grund anfängt zu schwingen, muss man C16 größer machen.
Ich würde aber in jedem Fall an der 6Ohm Wicklung bleiben: Dort ist der höchst Pegel und hohe Pegel sind unempfindlich gegen Einstreuungen, die innerhalb er Gegenkopplungsschleife z.B. durch Netzbrumm entstehen können. Also lieber mit R25 als mit den Anschlüssen am AÜ "spielen".

Martin

[Martin M]

Sorry, langes Tippen mit alten Augen:

Äh, naturlich an der 16 Ohm Wicklung bleiben und R25 ändern:
Vergrößern von R25 erhöht die Verstärkung, R29 sollte man ja in Ruhe lassen...

Martin

[kugelblitz]

Hallo Martin,

Danke für Deine Ausführungen, aber Du hast Dich gerade mit dem falschen Amp beschäftigt. Der alte ist nicht das Problemkind, bzw sollte bei dem alles klar sein, sondern der neuere, mit dem NFB und gleichzeitiger Biasspannung im NFB-zweig. Der mit dem R403 und C402 gegen GND an der ECC81 und R404 || C404 im NFB.

Da stimmt Beas Aussage IMO schon je größer der R_nfb (R404) desto höher die Biasspannung an der ECC81, damit geht aber auch eine Abschwächung des NFB einher. Für mein Verständnis würde wenn man R_nfb (R404) kleiner macht die Biasspannung der ECC81 Stufe sinken und irgendwann die Amplitude des Signals im NFB die Biasspannung überschreiten. Was dann passiert bin ich nicht so sicher, IMO müsste die Röhre Gitterstrom ziehen und es sollte zu Schweinereien kommen?

Vielleicht kannst Du dazu noch ein Kommentar abgeben, das für den einfachen Fall der alten Gegenkoppung und eindeutiger Biasspannung an der ECC81 sollte ja klar sein. Das zumindest für meine Auffassung unübliche Bias Konstrukt über das NFB gibt Fragen auf.

EDIT: Der ist gemeint: http://www.tube-town.de/ttforum/index.php?action=dlattach;topic=14234.0;attach=24752;image

Gruß,
Sepp

[Martin M]

Moinmoin zusammen,

eigentlich gibt es gar kein Problem, denn bezüglich der Gegenkopplung gilt auch bei dieser Schaltung:

- Das Verhältnis von R403/R404 bestimmt das Ausmaß der Gegenkopplung und damit das Verhältnis von R404/R403 die closed-loop-Verstärkung.
- R404 ist mit C404 gebrückt, um die Gegenkopplung der hohen Frequenzen zu vergrößern.

Ebenfalls gilt, dass einer der beiden Widerstände auch der Arbeitspunkteinstellung dient und daher unbedingt in Ruhe gelassen werden sollte.
Hier darf man daher nicht R404 verändern, sondern muss sich an R403 halten: Verkleinerrn von R403 verringert die Gegenkopplung und erhöht die Verstärkung, Vergrößern von R403 tut das Umgekehrte. wenn man mehr closed-loop-Verstärkung will zum Testen also einfach R403 durch ein 1k Poti ersetzen und spielen, bis OK ist.

Auch hier: Wenn es anfängt zu schwingen, C404 größer machen, der hat ja keinen Einfluss auf den Arbeitspunkt. Damit C404 aber überhaupt wirken kann, darf R403 nicht 0 sein, sonst ist die Gegenkoppluing ganz weg (im Bruch R403/R404 steht eine 0 im Zähler, R404 bleibt ja unverändert). Sollte man bei R403 = 100 Ohm mehr als 330p für C404 brauchen, würde ich mir Sorgen machen bzw. woanders gucken, warum es zum Schwingen neigt.

Wenn es nach erfolgreichem Verändern von R403 wummert, C402 vergrößern, wenn die Bässe verschwinden, C402 verkleinern, die 100µ sind aber m.E. schon für einen recht großen Bereich in Ordnung.

Der Satz von bea bleibt falsch: Der Verstärker läuft gegengekoppelt stabiler. Man muss die Gegenkopplung halt nur so machen, dass keine Arbeitspunkte verschoben werden. In jedem Verstärker gibt es aber GottseiDank ein Widerstandsverhältnis, das die Gegenkopplung bestimmt,  also zwei Widerstände, die man ändern kann. Man muss sich beim "Spielen" halt immer den von beiden aussuchen, der an den Gleichspannungsverhältnissen nichts ändert.

HTH

Martin

[_peter]

Hallo,

das mit dem "stabiler laufen" war doch bestimmt einfach nur so gemeint, dass es ohne GK eben
keine Probleme mit Mitkopplung gibt. Das bezog sich genau auf jene "Phasenschweinereien", die
du oben ausgeblendet hast.

Gruß, Peter

[kugelblitz]

Hallo Martin,

Danke, ich hätte noch einwenig länger über Prinzip, Ursache und Wirkung nachdenken sollen. Dann ist es ja klar. Kommt vermutlich daher daß wir hier meist mit den selben Rezepten kochen und diese für uns dann auch noch vereinfachen. zB NFB, jeder ändert den Widerling im NFB aber, auch wenn es bekannt ist, wird selten über den Spannungsteiler nachgedacht. Notiz für mich selbst: wie gesagt, das nächste Mal etwas länger über Ursache und Wirkung nachdenken

Gruß,
Sepp

[Martin M]

Moinmoin zusammen,

Peter schrieb:

das mit dem "stabiler laufen" war doch bestimmt einfach nur so gemeint, dass es ohne GK eben keine Probleme mit Mitkopplung gibt. Das bezog sich genau auf jene "Phasenschweinereien", die du oben ausgeblendet hast.

Ihr habt es so gewollt Gegenkopplung ist ein sehr interessantes und grundlegendes Prinzip der Regeltechnik, für ein prinzipielles Verständnis reicht aber das Folgende:

Da jeder Verstärker kein ideales Teil ist (seine Verstärkung ist nicht für alle Frequenzen von 0 bis "ewig" gleich"), gibt es mindestens eine Frequenz, an dem seine Verstärkung unter den Wert 1 fällt.
Weiterhin gibt es mindestens einen Punkt, an dem die Phase "weit genug" von 0 Grad weggeht.
Im Röhrenamp sowie den meisten Audio-Verstärkern gibt es i.a. sogar zwei dieser Punkte: Jeweils einen im unteren Frequenzbereich, einen im oberen. Interessant sind aber für uns nur die Punkte im oberen Frequenzbereich.

Für den Elektrotechniker ist daher die Verstärkung (das Verhältnis Ausgangsgröße/Eingangsgöße) eine komplexe Zahl. Wer sich an Mathe erinnert, kann die in Real- und Imaginärteil zerlegen, ist hier aber nicht interessant: Wir zerlegen in Betrag und Phase. Den Betrag nennen wir mal weiterhin Verstärkung, die Phase nennen wir Phasenverschiebung.

Diese beiden Größen sind Bestandteil des sog. Bode-Diagrammes, das trotz seines Singular-Namens aus zwei Diagrammen besteht: Einem für den Betrag des Frequenzganges (die "Verstärkung"), eines für seine Phase. Auf der X-Achse beider Diagramme wird die Frequenz logarithmisch aufgetragen, auf der Y-Achse des Betrages die Verstärkung/Abschwächung in dB. Diesen Teil des Bode-Diagrammes hat jeder schon mal gesehen, als "Frequenzgang" seines HiFi-Amps oder als Wirkungsbereich einer Klangregelung oder was auch immer.
Es gibt aber noch das Phasendiagramm, auf dessen Y-Achse der Phasenwinkel aufetragen wird.

Das vorausgeschickt, gibt es eine sehr probate Möglichkeit, einen Verstärker in dem Sinne stabil zu machen, dass er erstens über einen weiten Frequenzbereich eine konstante Verstärkung hat und zweitens nicht schwingt: Gegenkopplung.

Sie funktioniert überall da,wo bei der sich mit Gegenkopplung ergebenden (closed loop) Verstärkung von 1 noch keine Phasenverschiebung größer 90Grad auftritt. Dafür muss man durch geeignete Verfahren sorgen:
- die open-loop-Verstärkung (ohne Gegenkoppluung) muss bei der Frequenz, an der die closed-loop-Verstärkung 1 wird, noch hoch genug sein, um hier eine Gegenkopplung zu ermöglichen.
- die open-loop-Verstärkung (ohne Gegenkopplung) darf bei der Frequenz, an der die closed-loop-Verstärkung 1 wird, noch keine Phasenverschiebung von 90Grad haben.

Unter diesen Umständen stabilisiert Gegenkopplung.

Immer.

Um auf die Praxis zurückzukommen: Von diesen Punkten sind wir aber mit den bisher angesprochenen Bassking-Modifikationen noch weit entfernt.

Man könnte sogar noch weitere "Spielereien" einführen:
Man kann die Gegenkopplung in der Frequenz regelbar machen. Bekanntestes Beispiel für uns der Presence-Regler z.B. im Fender Bassman und den "davon abgeleiteten" Marshalls, es gibt aber z.B. in einigen Dampfradios ganze Klangregelungen, die ausschließlich in der Gegenkopplung liegen.
Meist wichtiger ist jedoch, dass man Verstärkern die prinzipiell immer vorhandene Schwingneigung austreiben kann, indem man die Gegenkopplung zu hohen Frequenzen verstärkt (ist ja irgendwie auch ne Klangregelung, auch wenn sie in vielen Fällen die Höhen da abschneidet, wo es maximal noch Fledermäuse interessiert...). Auch das passiert in beiden Basskings durch die dem jeweiligen Gegenkopplungswiderstand "über dem Bruchstrich" parallelgeschalteten Kondensatoren.

Ihr wolltet es, ihr kriegtet es

Martin

[kugelblitz]

Eigentlich hätte es vermutlich der Satz getan , vorallem um das Prinzip zu verstehn:

[--8<--] In jedem Verstärker gibt es aber GottseiDank ein Widerstandsverhältnis, das die Gegenkopplung bestimmt,  also zwei Widerstände, die man ändern kann. Man muss sich beim "Spielen" halt immer den von beiden aussuchen, der an den Gleichspannungsverhältnissen nichts ändert.

IMO werden Deine Ausführungen hier nur untergehen und diejenigen die auf solche Problem stossen, sind zwar so wie ich meist keine nativen Elektrotechniker aber sollten den Rest schon verstanden haben. Wären wir native sollte uns natürlich obige Anordnung (DC leitfähiger Pfad -> Bias, AC leitfähiger Pfad -> Kopplung, erstmal ohne Phasenlage und Amplitude zu berücksichtigen) wenn auch in unortodoxer Anordnung auch kein Kopfzerbrechen verursachen. Würden wir noch komplett auf der Nudelsuppe schwimmen hätten wir vermutlich auch nie unseren Kopf damit belastet.

Trotzdem danke  für die Ausführung von meiner Seite, auch wenn Sie hier sicher früher oder eher unwahrscheinlich später untergehen wird.

Gruß,
Sepp

[bea]

Sodele, anbei mal das Rechteckverhalten des Geräts, Grundfrequenz O(1000 Hz).  Ich hatte so lange an den beiden  Klangregelungen herumgeschraubt, bis die Rechte bei geringer Aussteuerung halbwegs sauber waren (bei deutlich geringerer Grundfrequenz keine Chance...). Das Signal wurde am 8 Ohm-Ausgang abgegriffen, Last war 4 Ohm.

Die GK-Schleife befindet sich hinter den Klangreglern; eventuelle Schwingungen im Zusammenhang mit der GK waren auch bei größerer Zeitauflösung nicht zu erkennen - weder bei kleiner noch bei großer Aussteuerung.

Das scheint also was anderes gewesen zu sein, wohl am ehesten irgendwas an einer bestimmten der beiden Boxen. Glücklicherweise.

@Martin: meine Verwunderung bezog sich darauf, dass ich bei einer relativ geringen Rücknahme der Gegenkopplung unter ganz bestimmten Lastverhältnissen eine Instabilität beobachtete, auf die ich mir keinen Reim machen konnte. Dies verband ich mit einer begründeten  Warnung davor, in diesen Geräten einfach den GK-Widerstand zu vergrößern - und das gilt für alle Dynacords aus dieser Familie außer den Geräten mit 100-V-Anschluß.

[Martin M]

Moinmoin bea,

erstens schön, dass es klappt und zweitens wollte ich dir ganz und gar nicht zu nahe treten. Es schien mir nur in diesem Thread ein negativer Effekt auf die Gegenkopplung geschoben zu werden, der offensichtlich an was anderem lag.

Im Gegensatz zu - vielen, nicht allen - Gitarristen, die mit einem Amp ohne mehrstufige Gegenkopplung gut zufrieden sind (bekanntestes Beispiel AC30), will ich als Bassist auch noch um 10kHz Krach machen Und da geht i.a. ohne Gegenkopplung gar nichts mehr sauber.

Wie hast du die Klangregelung übrigens einstellen müssen, damit  das Rechteck rechteckig war?

Martin

[bea]

Hallo Martin,

mir ging es vor allem darum, Gewissheit in meiner Einschätzung zu gewinnen, dass das nicht die GK sei, dies also auszuschließen.

Dabei habe ich die Gelegenheit genutzt, vor der oben beschriebenen Variante zu warnen, weil da ganz schnell Bauteile überlastet werden und richtig ärgerliche Folgeschäden entstehen können.

Die Einstellung der Klangregler war ziemlich exotisch: in der Summenregelung beide auf so 5-6. In der Vorstufe musste ich die Höhen auf ca 4 drehen. Bei tieferen Frequenzen habe ich keine sauberen Rechtecke hinbekommen, im wohl besten Fall gerade abfallende Flanken. Daher habe ich geschummelt und eine Grundfrequenz gewählt, die vom Tieftonteil der Klangregelung nicht beeinflusst wurde. Aber es beruhigt mich, dass nicht nur ich Streß zu haben scheine, halbwegs saubere Rechteckwiedergabe zu erzielen...