25 Watt mit der 6C33C

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selbstbauen
Inventar
#1 erstellt: 29. Jan 2015, 14:38
Hallo zusammen,

zur 6C33C gibt es im Netz eine große Zahl von Schaltbeispielen, die sich teilweise sehr deutlich voneinander unterscheiden. Um festzustellen, welcher Weg der richtige ist, habe ich einmal eine Versuchsschaltung aufgebaut, die in allen Parametern variabel ist und somit alle Aggregatzustände im Betrieb ermöglicht.

So sieht der Arbeitsplatz aus:

Arbeitsplatz

Und so sieht der Geräteaufbau aus:

Geräteaufbau

Das ist die Grundschaltung 1.

6C33C Versuche auto EL84-E88CC

Die negative Gittervorspannung wird über die Kathodenwiderstände an der EL84 und der 6C33C erzeugt.
Die Theorie ist, dass zwei Leistungsträger so zusammenwirken, dass sich die Krümmungen ihrer Kennlinien gegenseitig aufheben. Dazu muss die Spannungsverstärkung durch die EL84 so platziert werden, dass sie sich genau in die Stromverstärkung der 6C33C hineinschmiegt. Konkav trifft auf konvex.

Mit variablen Kathodenwiderständen konnte ich das gesamte Leistungsspektrum nicht ausleuchten, da die angepeilten 20 Watt plus X eine Anodenspannung von 430 Volt bei 500 mA notwendig machen würde. Das geben meine Netzteile nicht her. Auch müsste der Kathoden-widerstand dann 65 Watt abkönnen. Und meine 50 Watt Typen werden bei jetzt geforderten 20 Watt schon 100 Grad heiß.
Daher eine Version mit geregelten negativen Gittervorspannungen. Das sieht dann so aus:

6C33C Versuche EL84-E88CC

In dieser Version habe ich dann eine Reihe von Messungen durchgeführt. Zunächst war aber die Frage zu klären, welche maximalen Klirrwerte noch als tolerabel hinzunehmen sind. Felix Formelmann schreibt in seinem Traktat zur Berechnung von Endstufen, dass eine SE-Triode mit 6 % Klirr noch als gut einzustufen sein. 2,5 % sei schon ein sehr guter Wert. Selbst 10 % wären noch akzeptabel.

Nun, 10 % Klirr sehen so aus:

10 Prozent

Das will ich meinen Ohren nicht zumuten.
Drei % sehen so aus

3 Prozent

Zwei % sehen so aus:

2 Prozent

Ein Prozent sieht so aus:

1 Watt 1 %

Ich ziehe nun rein subjektiv eine Grenze bei 3 % Klirr.

Die folgenden Messungen beruhen auf den Parametern: 6 dB Gegenkopplung, 8 Ohm Last an der 8 Ohm Wicklung, Frequenzbereich 20 Hz bis 20 kHz bei – 0,2 dB. Nur bei einer Leistung oberhalb von 20 Watt sieht der Sinus von 20 Hz nicht wirklich schön aus.

Erste Messung 200 V und 200 mA über die 6C33C, Gittervorspannung -74V:
1 W = 0,4 %
2,5 W = 1 %
5,5 W = 3 %

Die EL84 wird auf G = –14 V eingestellt. Senkt man hingegen die neg. Vorspannung auf 11,8 V ab, dann ergeben sich:
14 W = 3 %
1 W = 1 %

Das ist der vermutete Effekt, wenn die Krümmungen aneinander angepasst werden. Die erste Messung ist auf beste Werte bei 1 Watt abgestimmt, die zweite auf maximale Leistungsausbeute. Dass der Klirrwert von einem Watt bis 14 Watt von 1 % nur auf 3 % ansteigt belegt, dass die Kompensation bei diesen Röhren sehr gut funktioniert.

Bei 250 V an der Triode und den gleichen 200 mA ergeben sich in etwa die gleichen Klirrwer-te. Nur die maximale Leistung steigt auf 15 Watt.

Bei 300 V und 200 mA ergibt sich (bei G = -128V/-11V) bei 1 Watt der geringste Klirrfaktor von 0,3 %, wenn man den Anodenwiderstand der EL 84 auf 6,8 k absenkt. Die Spitzenleistung bleibt aber mit 6 Watt bescheiden.

Einen Sprung tut es, wenn man auf 300V und 300mA (G = -122V/-7,8V) aufdreht, R-Anode wieder 15 K bei der EL84:
1 W = 1 %
10 W = 2 %
20 W = 3 %
Das sind die 20 Watt bei 3 %:

20 Watt 3 %

Nochmals zugelegt bei 300 V und 400 mA (G = -112V/-7,1V):
1,3 W = 1 %
12 W = 2 %
25 W = 3 %
Allerdings fließen bei diesen 25 Watt dann 500 mA durch den Übertrager.

Was kann man nun daraus für den praktischen Aufbau ableiten? Will man beides – geringsten Klirr bei Zimmerlautstärke und fette 20+ Watt für Partys – dann muss man den Verstärker umschaltbar machen. Geschaltet wird dann zwischen unterschiedlichen negativen Gittervor-spannungen. Die erste Optimierung könnte bei Leistungen bis 5 Watt liegen, wobei die Triode dann bei 300V etwa 200mA zieht, die EL84 wird auf -11V gesetzt. Mit einem zweipoligen Umschalter kann man dann die Vorspannungen bei beiden Röhren auf andere Werte (-122V/-7,8V) setzen und damit dann mehr als 20 Watt für Partys zur Verfügung haben.

Diese Versuche zeigen aber auch, dass eine optimale Auslegung der Parameter nur individu-ell bei genau dieser Röhre erfolgen kann. Muss man mal eine Röhre tauschen, sei es die Triode oder die EL84, muss man die Ruheströme in beiden Schalterstellungen neu einstellen, weil dann die Kurven nicht mehr geschmeidig zusammen wirken.

Gruß
sb
Goldrohr
Stammgast
#2 erstellt: 29. Jan 2015, 15:01
Hallo sb,

Danke für den interessanten Bericht. Zwei Anmerkungen:

1. Mit diesem Abstimmen der Triodenkennlinien "krummer" Röhren über mehrere Stufen hinweg kann man zwar den (dominierenden) K2 runterkriegen, und somit halt den Gesamtklirr. Das ist aber - zum Teil zumindest - Augenwischerei. Denn leider gilt dies nicht für die ungradzahligen und höheren Klirranteile, die aber viel stärker den Klang beeinträchtigen, und auch nicht für die Intermodulationsverzerrungen, die an jeder Stufe entstehen.

2. ...
selbstbauen (Beitrag #1) schrieb:
Nur bei einer Leistung oberhalb von 20 Watt sieht der Sinus von 20 Hz nicht wirklich schön aus.

Das kann auch am (geregelten) Netzteil liegen.

Grüße
GR
mk0403069
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 30. Jan 2015, 12:51
Hallo SB,

Schöner Bericht!
Was mich nun doch etwas wundert, ist die totale Abkehr deinerseits, von Deiner, bis jetzt vertretenen Meinung. Ich sehe da plötzlich eine globale Gegenkoppelung und eine zweistufige "Treiberei"!? Bist Du jetzt von den Audiophilen zu den Messfetischisten "übergelaufen"?

Wie Goldrohr richtig bemerkte, kann durch Vorwärtskompensation zwar der K2 erheblich gesenkt werden, manchmal steigt aber dabei der K3 massiv an.
Dem muss aber nicht so sein...wenn die Vorstufe sehr geringen K3 erzeugt und die Kennlinien der Röhren tatsächlich perfekt harmonieren, dann geht sowas auch mit nur geringem K3-Anstieg. Leider kann man aber aus den THD Angaben nur die Quantität, nicht jedoch die Qualität ablesen...will meinen, was ist denn nun in den 3% enthalten? 2,8%K3 und 0,2%K2 oder umgekehrt...oder wohlmöglich noch nennenswerte Anteile höherer K?
Dies wäre, nach meiner Meinung, auch noch dringend zu "beleuchten", denn lieber 5% K2 als 1% K3.


selbstbauen (Beitrag #1) schrieb:
Nur bei einer Leistung oberhalb von 20 Watt sieht der Sinus von 20 Hz nicht wirklich schön aus.

Das kann auch am (geregelten) Netzteil liegen.


Oder daran, dass der Kern irgendwann auch mal satt ist, 20W bei 20Hz ist schon eine Ansage.

Gruß, Matthias
sidolf
Inventar
#4 erstellt: 30. Jan 2015, 15:22
Hallo Selbsbauen,

die SRPP mit den beiden E88CC wird mit dieser Beschallung nicht optimal arbeiten. Nach folgender Formel:

RLopt = (mü x Rk - Rk - Ri) / 2

wird die optimale Last einer SRPP grob berechnet.

Die optimale Last sollte in Deiner Schaltung so um 15 K sein! Du kannst aber minimal nur 100 K einstellen.

Lass doch einfach das Widerstandsnetzwerk weg und mache den Gitterwiderstand der Treiberröhre einstellbar und setze einen passenden Rk ein. Wenn die Verstärkung nicht reichen sollte, dann kannst Du den Rk der Treiberröhre zusätzlich noch mit einem C überbrücken. Auch C3 muss größer sein. Einfach mal die fu durchrechnen. Die ÜAGK würde ich eher in die Treiberstufe einspeisen. Eine gut eingestellte produziert ja "fast" keinen Klirr.

Gruß


[Beitrag von sidolf am 30. Jan 2015, 15:40 bearbeitet]
selbstbauen
Inventar
#5 erstellt: 30. Jan 2015, 16:34
Hallo zusammen,

dieses Projekt ist ein Forschungsprojekt, es wird so wohl nicht realisiert werden. Zum Einen weil ich zur Zeit garkeine Lautsprecher habe, die ich damit betreiben könnte - meine sind alle vollaktiv. Zum Anderen müsste man bei der Vorstufe noch einiges an Gehirnschmalz aufwenden - wie Sidolf richtig erkannt hat. Dieses wäre nun aber ein Vollverstärker mit drei Systemen. Weniger geht nicht. Auch meine bisherige tatsächlich im Betrieb laufende Version mit der C3g braucht einen Vorverstärker, in dem dann die dritte Röhre arbeitet. Es gibt eben leider keine, die aus 2 V Signalspannung die erforderlichen 150 Vss für die 6C33C zaubert. Die hier verwendete EL84 braucht etwa 5 V am Eingang für die Vollaussteuerung. Daher habe ich bei der SRPP-Eingangsstufe auch nicht viel optimiert, weil die auch nur eine Verstärkung vom Faktor 3 liefern muss und deren Klirrfaktor weit unterhalb der Klirranteile des Restes liegen wird. Ich wollte der Frage nachgehen, warum alle immer von den 20 Watt dieser Röhre schwärmen aber niemand einen Hinweis zum Klirrfaktor gibt. Man sieht allenthalben Versionen mit russischen Triode, mit der ECC85 oder anderen, die nach meinen Messungen niemals die 20 Watt mit 2 % schaffen werden.

Die Gegenkopplung mit 6 dB ist in der Tat das Maximum was ich einsetzen würde. Hier muss ich auch einen Lapsus einräumen: Es ist mir nicht gelungen, eine GK direkt zur EL84 zu realisieren. Ich habe nicht nachgeforscht, aber eine GK zur Kathode der EL84 hat sehr starke Verzerrungen produziert. Vermutlich liegt es daran, dass diese Röhre ganz bewusst außerhalb ihres optimalen Arbeitspunktes betrieben wird. Sie soll ja ganz gezielt Verzerrungen produzieren, die invers zu denen der Triode liegen.

Lässt man übrigens die GK weg, ändert sich nicht viel. Die Verzerrungsarmut wird im Zusammenspiel von Treiber und Endröhre erwirkt. Ohne GK senkt sich der Übertragungsbereich bei 20kHz auf -0,8dB.

Über die Aufteilung der Klirranteile kann ich leider nichts sagen. Ich habe nur eine einfache Klirrfaktormessbrücke. Und die vergleicht den rechnerischen Sinus mit der Wellenform und gibt eine prozentuale Abweichung an. High-Endig ist diese Schaltung aber sicherlich, weil sie einen großen Raum abbilden und der Schall sich perfekt vom Lautsprecher lösen wird - das ist eben das besondere dieser Triode.

25 Watt an 8 Ohm bei 20 Hz können gar keinen sauberen Sinus produzieren. Das überfordert das Eisen des Übertragers. Eigentlich ist nach Herstellerangabe bei 20 Watt Schluss. Das Netzteil wird über einen Stelltrafo eingestellt.

Gruß
sb
Goldrohr
Stammgast
#6 erstellt: 30. Jan 2015, 17:50

selbstbauen (Beitrag #5) schrieb:
Dieses wäre nun aber ein Vollverstärker mit drei Systemen. Weniger geht nicht. [...] Es gibt eben leider keine, die aus 2 V Signalspannung die erforderlichen 150 Vss für die 6C33C zaubert.

150Vss sind doch überhaupt kein Problem, da muss Du noch nicht mal zur ECC83 o.ä. greifen. Auch bei Vb 300V nicht. Oder hab ich dich irgendwo falsch verstanden??

Gruß
GR
DB
Inventar
#7 erstellt: 30. Jan 2015, 18:16
Hallo,


selbstbauen (Beitrag #5) schrieb:
Es gibt eben leider keine, die aus 2 V Signalspannung die erforderlichen 150 Vss für die 6C33C zaubert.

mit einer Anodendrossel magst Du nicht probieren?


MfG
DB
mk0403069
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 31. Jan 2015, 02:20
Hallo,


150Vss sind doch überhaupt kein Problem, da muss Du noch nicht mal zur ECC83 o.ä. greifen. Auch bei Vb 300V nicht.


Naja, da redet der Herr Miller aber auch noch ein Wörtchen mit. Die 6C33C ist (wegen ihres eigentlichen Verwendungszweckes) nun nicht die mustergültige Röhre in Bezug auf Kapazitäten...Da muss nicht nur Spannungshub, sondern auch etwas Leistung her, um nicht zu viel Pegelabfall im HT-Bereich zu generieren...Potente Triode an Anodendrossel

Gruß, Matthias
Goldrohr
Stammgast
#9 erstellt: 31. Jan 2015, 10:48

mk0403069 (Beitrag #8) schrieb:
Naja, da redet der Herr Miller aber auch noch ein Wörtchen mit. Die 6C33C ist (wegen ihres eigentlichen Verwendungszweckes) nun nicht die mustergültige Röhre in Bezug auf Kapazitäten...Da muss nicht nur Spannungshub, sondern auch etwas Leistung her, um nicht zu viel Pegelabfall im HT-Bereich zu generieren...Potente Triode an Anodendrossel

Herr Müller sagt auch, dass die Eingangskapazität einer einfachen 12ax7 oder 6sl7 bereits höher sind, als die der 6c33c..
Für 150Vss sollte bereits ein einfacher Mu-Folger ausreichen. Oder irgendeine andere aktive Last, per Drossel oder Halbleiter..

Grüße, GR
selbstbauen
Inventar
#10 erstellt: 31. Jan 2015, 12:13
Steuert man die EL84 mit einer ECC83 oder 81 an, dann sinkt die Übertragung bei 20 kHz um 5 dB ab. Bei 10 kHz um 1 dB. Darauf hatte Herbert auch schon in einem anderen Beitrag hingewiesen. Dieses Problem hat dazu geführt, dass ich eine SRPP davor geschaltet habe. Ohne GK war der Abfall bei 20 kHz nur noch 1 dB.

Wenn man die Last für die E88CC durch den Miller an der EL84 hinzurechnet, dann wird man deutlich unter den 100K des Netzwerkes herauskommen. Das werde ich noch prüfen.

Mit einer Anodendrossel (primär 40K) und der C3g (die kann man als starke Triode sehen) reicht der Hub für die 6C33C nicht aus, um auf die angestrebten 20 Watt zu kommen. Hingegen ein Interstage mit einem Verhältnis von 1:4 war zielführend. Aber Spannungen über 340 V kann ich mit meinen variablen Netzteilen nicht realisieren. Vielleicht geht da noch was, wenn man in Richtung 450 V geht.

Aber, wie gesagt: Mein Augenmerk lag auf der Frage, ob man der Russentriode 20 Watt bei moderaten Klirrwerte abpressen kann. Man kann, aber nicht mit einer Feld-Wald-Wiesen-Schaltung. Eine exakt auf die Kennwerte einer genau ausgemessenen Treiberröhre (gerne in Triodenschaltung) ist notwendig. Also nix für eine Massenfertigung.

Mein Fazit: In einer Leistungsklasse bis 10 Watt hat man bei dieser Röhre ein Fülle von Möglichkeiten, einen klirrarmen Verstärker mit brillianten Klangeigenschaften zu bauen. Die Versorgungsspannungen sind moderat und können mit einfachen Trenntrafos erreicht werden. In der Leistungsklasse bis 20 Watt wird es nur funktionieren, wenn man die Schaltung auf die verwendeten Röhre individuell optimiert. Und eine Einstell- und Kontrollfunktion für den Ruhestrom der 6C33C reicht nicht. Auch die Treiberröhre muss im Betrieb einstellbar und kontrollbar sein.

Gruß
sb
selbstbauen
Inventar
#11 erstellt: 01. Feb 2015, 14:33

sidolf (Beitrag #4) schrieb:

die SRPP mit den beiden E88CC wird mit dieser Beschallung nicht optimal arbeiten.


Hallo Sidolf,

richtig! Durch Verkleinerung von R5 auf 10 k, also Spannung höher, und Entfernung des Anodenwiderstands an der oberen Röhre konnte ich den Klirr dieser Stufe auf 0,08% senken. Den Anodenwiderstand hatte jemand hier so vorgeschlagen. Diesen Tipp, um den Klirr weiter zu verringern, kann ich also nicht bestätigen.

Der Klirr wird natürlich noch in engen Grenzen vom Netzwerk der negativen Vorspannung für die EL84 beeinflusst, weil die Last dann verändert wird. Insgesamt ist es aber für diesen Versuchsaufbau so schon OK.

Gruß
sb
sidolf
Inventar
#12 erstellt: 01. Feb 2015, 22:52
,Hallo Selbstbauenm

0,08% Klirr ist für eine SRPP zu viel Klirr, eine gut abgestimmte SRPP hat normalerweise einen Klirr von <0,01%, für die meisten Messgeräte eigentlich nicht mehr messbar. Du musst die Last einstellbar machen, genau das ist die Lösung um eine SRPP zu optimieren. Herr Miller freut sich zusätzlich auch noch.

Übrigens, der Anodenwiderstand an der oberen Röhre, in exakt der gleichen Größe wir RK1 und RK2 ist absolut OK .Warum, ..... die untere Röhre wird wegen des absolut nötigen, gleichen Spannungshubs (für einen PP-Betrieb) in die Last mehr gefordert als die obere Röhre, sie muss ja hierfür zusätzlich den RK2 der oberen Röhre überwinden! Aber der Unterschied mit/ohne diesen zusätzlichen Anodenwiderstand ist nur minimal messbar, aber absolut nicht zu hören.

Wenn schon eine SRPP, dann aber richtig!

Gruß


[Beitrag von sidolf am 01. Feb 2015, 22:59 bearbeitet]
selbstbauen
Inventar
#13 erstellt: 12. Feb 2015, 16:53
Hallo zusammen,

dieses Projekt wollte ich doch noch abschließen.

Im normalen Modus stellt man die negative Vorspannung am Gitter der 6C33C so ein, dass sich ein Ruhestrom von 200 mA (= 0,2 V am 1-Ohm-Widerstand) ergibt.

Für höhere Leistungen wird der Ruhestrom dann auf 300 mA oder sogar 350 mA eingestellt.

Die Ruhestromwerte der EL84 muss man selbst festlegen, da diese Röhre eine zu breite Toleranz aufweist, um eindeutige Aussagen zu treffen.

So sieht dann der fertige Schaltplan aus:

6C33C SE EL84 neg

Gruß
sb
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