Röhrenamp SRPP

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richi44
Hat sich gelöscht

#1 erstellt: 02. Mrz 2006, 10:59

Die nachfolgende Schaltung richtet sich nicht unbedingt an die Anfänger in Sachen Röhrenschaltungen, sondern eher an die "Profis" und sie ist eigentlich eher als Idee zu betrachten denn als Bauvorschlag. Sie ist zwar nachbaufähig, aber in dieser Form noch nicht endgültig durchgetestet.

SRPP-Röhrenverstärker

Beschreibung:

Die Besonderheit dieses Verstärkers ist die Verwendung der SRPP-Schaltung. Damit wird eine kleine Ausgangsimpedanz möglich, sodass ein Sparübertrager mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:10 eingesetzt werden kann. Damit erreicht man eine bessere Klirrarmut und auch einen besseren Frequenzgang gegenüber normalen, hochohmigen Schaltungen. Allerdings muss der Übertrager extra hergestellt werden.
Als Endröhren werden vier EL36 verwendet (alternativ vier EL500 oder EL504), welche sich durch den relativ hohen Anodenstrom für diese Anwendung besonders eignen.
Als Treiber sind zwei EL95 vorgesehen, welche von einer EF86 angesteuert werden.

Im Netzteil ist zu beachten, dass zwei getrennte Heizkreise nötig sind, da die Heizung der Röhren 2, 4 und 6 nicht gegen Masse bezogen werden, sondern gegen die Verstärker-Ausgangsspannung. Dazu wird die entsprechende Heizwicklung des Netztrafos mit den Anoden von Röhre 5 und 7 verbunden. Damit ist sichergestellt, dass die maximale Spannung zwischen Heizung und Kathode bei den "oberen" Röhren nicht überschritten wird.

Die erste Stufe mit er EF86 enthält keine Besonderheiten, ausser dass die Gegenkopplung auf das Steuergitter zurückgeführt wird. Im Gegensatz zu Trioden ist der Kathodenstrom nicht mit dem Anodenstrom identisch, sodass sich die Gegenkopplung direkt auf das Steuergitter vorteilhaft auswirkt.

Röhre 3 (EL95) arbeitet erstens in Triodenschaltung (Schirmgitter mit Anode verbunden), um im Anoden- und Kathodenzweig gleiche Stromverhältnisse zu garantieren. Über die Kathode wird Röhre 5 angesteuert. Es findet somit keine Verstärkung statt. Durch den zusätzlichen Widerstand 13 in der Kathode wird die Aussteuerkurve der Röhre erhöht, damit auch wirklich die Ansteuerung von Röhre 5 möglich wird.
Um für die Röhre 4 die entsprechenden Steuerverhältnisse zu schaffen, ist im Anodenzweig von Röhre 3 die gleiche Widerstandskombination wie in der Kathode eingefügt. Damit sind die Spannungsabfälle und somit die Steuerspannungen im Anoden- und Kathodenzweig identisch, allerdings phasengedreht.
Da Röhre 5 verstärkt, Röhre 4 jedoch nicht, muss im Anodenzweig der Röhre 3 eine entsprechende Verstärkung ermöglicht werden. Daher wird Röhre 2 so geschaltet, dass sie das Ausgangssignal des Verstärkers der Anodenspannung von Röhre 3 überlagert. Röhre 2 ist eine art Konstantstromquelle, sodass das Steuersignal für Röhre 4 den gewünschten Pegel erhält.

Die Röhren 4 und 6 bezw. 5 und 7 sind jeweils parallel geschaltet. Über die jeweiligen Kathodenwiderstände wird eine Stromangleichung vorgenommen.
Das Widerstandsnetzwerk R22 und R26 dient der Absenkung der Gitterspannung von Röhre 4 und 6 um ca. 38V, entsprechend der Gittervorspannung von Röhre 5 und 7. Nachdem der Ruhestrom der Röhren 5 und 7 auf 10mA eingestellt ist, wird mit R22 die Anodenspannung von Röhre 5 und 7 auf 200V eingestellt.

Die Netzteildaten in der Stückliste beziehen sich auf die gezeichnete Schaltung, also EINEN Kanal.

[Beitrag von richi44 am 02. Mrz 2006, 11:05 bearbeitet]

Schwichti
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 20. Mrz 2006, 23:07

Hallo Richie,
wenn man die Schaltung betrachtet werfen sich einige Fragen auf.
Der Spartrafo 1:10 welche Bauform/Wicklungsauführung ist dafür vorgesehen? Eine Lautsprecherimpedanz habe ich nicht gefunden nehmen wir mal 8 Ohm "sehen" dann sehen die Endröhren also 800 Ohm (es entspräche also einer normalen PP Stufe mit Raa von 3k2)das erscheint mir für parallele EL36 recht hoch.
Die Vorspannung der "oberen" Endröhren klemmst Du mit R26,23,16 fest auf 200V. An den Kathoden dieser Röhren fällt aber die Ausgangsspannung an. Die Steuergitter haben dagegen konstante Vorspannung.
Die Phasenumkehr ist ja prinzipiell eine Kathodynstufe. Nun brauchen die "unteren" Röhren eine Steuerspannung von sagen wir mal 35Veff. Die "oberen" hingegen sind Kathodenfolger an ihren Kathoden liegt das volle Ausgangssignal an. Die Verstärkung ist mithin 1.Sie brauchen also als Steuerspannung diese 35Veff aber bezogen auf ihre Kathoden! Also muß an die "oberen" Steuergitter 35Veff + die Ausgangsspannung. Mir ist nicht klar wie Röhre 3 das liefern soll.
In alten Philips 800 Ohm Schaltungen wurde dazu die Ausgangsspannung vom Ausgang auf die Anode der Phasenkehr rückgekoppelt.
Ein Schwachpunkt am Konzept ist das hier Röhre 1 nahezu allein die gesamte Spannungsverstärkung liefern muß. Schafft das die EF86 bei akzeptablem Klirr?
Gruß
Klaus

richi44
Hat sich gelöscht

#3 erstellt: 21. Mrz 2006, 17:50

Ich bin mal von einer Anoden-Impedanz von 500 Ohm ausgegangen (5 Ohm-Lautsprecher). Dies ergibt sich aus den Kennlinienfeldern der EL36 in dieser Schaltung.

Ich habe bisher keine Ausgangstrafos selbst gewickelt oder entworfen, weil ich für Spezialausführungen einen fähigen Mann an der Hand hatte, dem ich die Parameter Frequenzgang, Klirr, Leistung und Impedanz nur "anschmeissen" musste und er machte den optimalen Trafo daraus. Leider lebt der gute Mann nicht mehr. Ich gehe aber mal davon aus, dass es hier im Forum Leute gibt, die einen kennen, der einen kennt, der Trafos berechnen und herstellen kann.

Im Scherma gibt es R22, der gestrichelt gezeichnet ist. Er wird aus den Widerständen 100k, 39k und einem Trimmer 0 bis 50k gebildet. Damit wird die Vorspannung des Gitters eingestellt.
Wie die Einstellung vorzunehmen ist, habe ich beschrieben:

Das Widerstandsnetzwerk R22 und R26 dient der Absenkung der Gitterspannung von Röhre 4 und 6 um ca. 38V, entsprechend der Gittervorspannung von Röhre 5 und 7. Nachdem der Ruhestrom der Röhren 5 und 7 auf 10mA eingestellt ist, wird mit R22 die Anodenspannung von Röhre 5 und 7 auf 200V eingestellt.

Die Steuerspannung beträgt bei den Röhren 5 und 7 rund 26V effektiv als Maximalwert.

Es ist richtig, dass Röhre 3 an der Kathode Verstärkung 1 hat.
Und es ist auch richtig, dass am Anodenwiderstand die gleiche Spannung abfällt, da R12 und R13 gleich gross ist wie R14 und R15. Und richtig ist auch, dass Philips jeweils mit einem Bootstrap-Kondensator die Verstärker-Ausgangsspannung auf die Phasenkehrröhre zurück gekoppelt hat. Das gleiche geschieht hier. Die Betriebsspannung von Röhre 3 wird über Röhre 2 geleitet. Und diese Betriebsspannung wird mit der Ausgangsspannung des Verstärkers "überlagert". Dies geschieht mit C6, der diese Ausgangsspannung der Röhre 2 anbietet und diese folglich die Betriebsspannung für Röhre 3 an ihrer Kathode ausgibt. Durch Röhre 2 habe ich also genau das gemacht, was Du forderst, nämlich die Ausgangsspannung der Anode der Phasendrehröhre an der Anode anzubieten. Nur habe ich dazu keinen grossen Kondensator nötig und auch keinen Widerstand, der den Ausgang der Schaltung zusäztlich belastet.

Die Spannungsverstärkung obliegt sicher zum Teil der EF86 (Röhre 1). Aber wie gesagt liefere ich ans Gitter der Röhre 5 26V eff. und bekomme bei 500 Ohm Last an der Anode rund 123V eff. Somit hat doch die Endröhre eine Verstärkung von 4,73 oder rund 13,5dB.

Die Verstärkung der gesammten Schaltung entspricht dem Widerstandsverhältnis von R1 zu R2+R3, also 297k:22k = 13,5 oder 22,6dB. Rechnet man nun die Verstärkung der Endröhren ab (13,5dB), so bleibt für die EF86 eine Verstärkung von 9,1dB oder effektiven 2,854. Dabei ist die EF86 in der Lage, bei einer Speisung von 400V eine Verstärkung von 210 zu erbringen und sie liefert dabei eine Ausgangsspannung von 72V eff. bei 5% Klirr.
Rechnet man also erstmal die Ausgangsspannung auf die 26V zurück, so dürfte der Ausgangsklirr der EF86 unter 1,8% liegen. Der Klirr der EL36 bei Doppelbestückung und den angegebenen Werten (30W statt der bei normalen Schaltungen maximalen 88W) bei etwa 4,2%. Der Gesammtklirr dürfte sich somit um etwa 4,6% bewegen. Nun kommt aber die Gegenkopplung von 37,3dB ins Spiel und diese reduziert den Klirr um einen Faktor von 73,58, sodass letztlich ein Ausgangsklirr von unter 0,1% resultieren müsste. In dieser Rechnung ist der Klirr des Ausgangstrafos nicht enthalten, der aber ebenfalls von der Gegenkopplung "gesäubert" wird. Vermutlich ist der Totalklirr bei 30W weit unter den angegebenen 1%