China Preamp, komisches verhalten?

@Matthias:

Probiere mal mit verschiedenem Zeitraster. Ich habe das mal probiert (vereinfachte Schaltung, weil mein Rechner nicht besonders leistungsstark ist), die Effekte sind stark vom gewählten Timestep abhängig und werden zu kleineren Schrittweiten hin auch rapide weniger.

MfG
DB

Moin DB,

... die Effekte sind stark vom gewählten Timestep abhängig und werden zu kleineren Schrittweiten hin auch rapide weniger.

Das klingt äußerst interessant. Würde es doch bedeuten, dass eine weitere Zutat, nämlich etwas Klirr auf den 50Hz Netzfrequenz dazu gehört, um diese Effekte auszulösen (und davon gibt es ja jede Menge in unserem Netz)... Oder aber auch, dass ich auf dem "Holzweg" bin. Allerdings bin ich mir sehr sicher, dass sich die Probleme mit der Änderung der Siebung erledigen. Habe es selbst eben schon mehrfach so erlebt und der Ernst scheint es auch schon mal gesehen zu haben. Ich schaue mir das noch mal ganz genau an.

Gruß, Matthias
Ein schönes Pfingstfest wünsche ich Allen...

Ja, mach mal. Zumindest sollte man in dem real existierenden Gerät probieren, die Zeitkonstanten unterschiedlich zu wählen und zu schauen, ob sich was ändert.


MfG
DB

Moin,

Neben der Beschäftigung mit dem Hobby auch ein ernsthafter Erkenntnisgewinn über dieses Pfingstwochenende...
Zunächst hat DB völlig Recht, diese ganze simple Simulirerei ist sehr stark von der gewählten Zeitkonstante der Simulation abhängig. Dazu muss man wissen, dass bei hohen Zeitkonstanten (Timestep) vermehrt Klirr auf allen Sinusspannungsquellen entsteht, welcher sich mit abnehmenden Zeitkonstanten sehr stark vermindert. Dieser "Timestep"-Parameter ist sozusagen die Sample-Rate mit der simuliert wird. Je höher diese ist, also mit geringer werdendem Timestep, um so genauer wird die Simulation...Allerdings erhöht das auch die Datenmenge und den Zeitaufwand... Ein paar Gigabyte Daten und einige Stunden Simulationszeit, sind bei sehr geringem Timestep (in der Größenordnung 100n bis 10µs) durchaus die Folge.. zudem, wenn erst 30 Sekunden simuliert werden müssen, bis sich die Spannungen in der Schaltung stabilisiert haben.
Dies wissend, habe ich mehrere Simulationen mit geringem Timestep durchlaufen lassen... Ergebnis, diese dummen Dreckseffekte treten einfach nicht mehr auf... weil kein Klirr mehr auf den angenommenen 50Hz Netzfrequenz. Selbst das versuchte Hinzufügen von Klirranteilen... also z.B. 1 bis 2V mit 150Hz bzw. 250Hz (also K3 und K5), haben diese "Resonanz- und Schwebeerscheinungen" nicht auslösen können... Ratlosigkeit.
Warum also nicht mit ECHTER NETZSPANNUNG rummachen?
Quick and dirty...Sowas zusammengebaut:

Das ist eigentlich ein 2,5V/10A Trafo zum Heizen von 866 Quecksilbergleichrichtern...
Eine Hälfte davon erzeugt ohne Last ~1,55Veff aus der Netzspannung, ohne dem Geschehen irgendwas hinzuzufügen.
Hier ein Oszi-Bild:

Nun, ein RICHTIGER Sinus sieht irgendwie anders aus. Und ich wohne hier in einem Biosphären-Reservat...weitab jeglicher Windparks, Solar-Dingense oder Biogas-Blockkraftwerke. Trotzdem sieht dieser-Netz-Sinus so schei... aus.
Verklirrt mit K3, K5, K7 und K9... und was weiß ich nicht noch Alles...
Sodann habe ich diese Geschichte an den Line-Eingang einer, über jeden Zweifel erhabene, Soundkarte (Asus Xonar STX) gehängt und einige Minuten diesen Netzbrumm aufgenommen...
In das mächtige Simulationswerkzeug LTSpice kann man tatsächlich Wave-Dateien einspeisen...
Zunächst habe ich das mit 192kHz Samplefrequenz versucht... unendlich große Datenmengen und Simulationszeiten...
Also weitere Versuche mit 44kHz Samplefrequenz... wie sich herausstellte, allermeist genug.
So, damit habe ich mir eine Simulationsquelle mit einer ECHTEN Netzumgebung geschaffen:

Da treffen realistische Netzbedingungen und synthetisch Erzeugte aufeinander...
Ist schon irgendwie lustig, was die uns für 30ct/kWh so alles verkaufen... Mit 50Hz sauberen Wechselstrom hat sowas ja nun gar nix gemein...
An dieser Stelle möchte iuch auf die absolute Selbstähnlichkeit des grünen Graphen mit dem Oszi-Bild weiter vorn verweisen!
So, und diesen Unfug stopfen wir jetzt mal in die Schaltung rein:

Ja Schei... Die Spannungsschwankungen "drücken" aber sowas von auf die Ausgangsspannung durch... Geht ja gar nicht.
Um mich selbst mal weiter vorn zu zitieren:

Das sind einfach nur Schwankungen in der Netzspannung! Scheiße Siebung. die diesen ganzen Unflat reinlässt. Nur hören kannst Du das nicht... und irgendwelche Nebenwirkungen hat es auch nicht.

Mal richtig gelesen, würde ich das so vielleicht nicht mehr sagen wollen...
Dumm nur, du kannst an der Siebung treiben, wassu willst, es wird am Ergebnis nicht viel ändern.
Insofern gebe ich DB recht, Auskoppelkondensator hat zu große Kapazität.
Es gibt nun mehrere Möglichkeiten, diese Sache in den Griff zu bekommen....
1. Herabsetzung der Kapazität der Auskoppelkondensatoren (was die Phase dreht und die untere Grenzfrequenz erhöht)
2. perfekte Regelung der Anodenspannung
3. Nimm infach nur minimal ausgesteuerte Trioden

Ich weiß, das ist gemein, aber eben auch die Realität.

Gruß, Matthias

Da hast Du Dir ja Arbeit gemacht, Hut ab. Aber so schlimm finde ich den Sinus gar nicht. Bei mir auf der Arbeit hat man neben der Abflachung des Scheitels kurz danach noch einen enorm steilen Abfall.
Ich werd' wohl mal den Netzanalysator bemühen müssen...

Matthias
ebenfalls Chapeau
und vielen Dank zu der umfangreichen Simulation und den Erkenntnissen.

Da habe ich wohl mit den geregelten Ua Netzteilen bei meinen Eigenbau Preamps das Richtge gemacht.

Der Netzsinus sieht in der Tat wie DB anmerkt sehr harmlos aus.
Bei uns in der Kleinstadt, oder bei Bekannten in industriellen Ballungsgebieten sieht das inzwischen
mehr wie ein SinRechteck aus.
4-7% und mehr THD sind keine Seltenheit.
Grüsse Ernst

Wow! Okay, naja ich habe die Siebkondis mal bestellt Kann ja nicht schaden. Der Auskoppelkondensator: Was wäre der vertretbare Wert? Die von dir (Matthias) simulierten 4.7uF?

DANKE! Und es freut mich das DB und Matthias wieder zusammen können

Also Siebung a la Simulation Matthias sieht jetzt schon vieeeel besser aus!

Moin,

Also Siebung a la Simulation Matthias sieht jetzt schon vieeeel besser aus!

Das freut mich...
Allerdings ist es wohl mit der Änderung der Siebung bei dieser Schaltung noch nicht wirklich getan. Da muss eine perfekte Regelung her.
Habe dazu schon einige Versuche und Messungen angestellt. Allerdings muss das Ganze noch aufbereitet und interpretiert werden...

Gruß, Matthias

Moin,

vielleicht interssieren ja den Einen oder Anderen meine Erkenntnisse zu HV-Siebung und Regelung...

Zunächst sei das eigentliche Problem zu der hier besprochenen Schaltung benannt.
Der PSRR (deutsch Versorgungsspannungsdurchgriff) dieser Schaltung ist äußerst schlecht. Vor allem im sehr niederfrequenten Bereich.
Folgende Simulation verdeutlicht das:

Hier wird keine Signalspannung an den Eingang gelegt und simuliert (Eingang liegt auf Masse), sondern die Versorgungsspannung mit 1Veff Sinus überlagert. Frequenzabhängig erscheint diese Sinusspannung, mehr oder weniger bedämpft, am Ausgang der Schaltung.
Und bei dieser Schaltungsvariante ist die Dämpfung dieses Sinus äußerst dürftig. Immerhin schleichen sich mehr als 350mV des Versorgungsspannungs-Mülls an den Ausgang durch... undzwar genau in dem tieffrequenten Bereich, in dem die Anodenspannung durch schlechte Netzspannungsqualität am meisten verseucht ist... Ursache dafür ist die relativ starke Gegenkoppelung in Kombination mit einer relativ hohen unteren Grenzfrequenz im Gegenkoppelungszweig (10µF/26kOhm). Auch die Aikido-Trikserei ist hier aus dem gleichen Grund unwirksam (100nF/1Meg).
Nun könnte man daher gehen und die Zeitkonstanten in der Gegenkoppelung und dem Aikido wesentlich ändern:

Allerdings glaube ich nicht, dass das wirklich sinnvoll ist...
Man könnte auch an den Symptomen rumlaborieren und die Auskoppelkapazität wesentlich verkleineren:

Das zeigt gut Wirkung... Allerdings muss man dann auch mit heftigem Phasenfehler und etwas Pegelabfall im Tiefbass leben. Wer damit um kann hat die schnelle Lösung gefunden.
Ich würde da doch lieber die Ursachen bekämpfen...
Wenn der Versorgungspannungsdurchgriff zu schlecht ist, muss eben die Versorgungsspannung besser werden!

Hierzu habe ich mir folgende Testschaltung aufgebaut:

und real gemessen:


Gezeigt sind jeweils die Spannungen vor und nach dem letzten Siebglied.
Schön zu sehen, grobe Spannungseinbrüche schummeln sich selbst an 470µF Kapazität vorbei, sowohl in der Realität, als auch in der Simulation.
Also bringt eine Vergrößerung der Siebkapazitäten nicht wirklich Erfolg, wenn auch die Spannung schon etwas sauberer aussieht.
Ich will jetzt nicht langweilen mit allen möglichen Versuchen zum Thema Spannungsregelung...
Nur soviel, Shunt-Regler mit Zener-Dioden oder Glimmstabilisatoren bringen keine Wirkung... Längsregler in Röhre oder Sand auch nicht, wenn eine Zener-Diode oder ein Glimm-Stabi als Spannungsreferenz genutzt wird.
Abhilfe schaffen scheinbar nur "Silizium-Dreibeine".
Allerdings gibt es da keine Spannungsfesten Typen. Einde der Fahnenstange repräsentiert der TL783... mit nur 125V.
Aber auch da kann man tricksen:

Real gemessen sieht das so aus:

Man beachte die unterschiedliche Teilung für die Spannung vor dem Regler in Gelb, und danach in Blau.
Ein sehr zufrieden stellendes Ergebnis, auch wenn hier nur ein LM317 werkelt.
Wichtig ist dabei, dass der Regler mit einer Zener-Diode mit 36V (in meinem Fall habe ich zwei 18V/5W Typen, die gerade zur Hand waren, genommen) überbrückt wird und diesen damit vor Überspannungen schützt. Bis sich die Spannungen stabilisiert haben, fließt der Strom eben ungeregelt über die Zener-Diode. Nun ist der Regelbereich relativ eingeengt, funktioniert aber trotzdem recht gut. Die Netzspannung wackelt hier zwischen 226 und 236V
über eine Woche... Das schafft diese Regelung noch gut. Wenn es mehr sein muss, kann man ja auch besagten TL783 nehmen und diesen mit ca. 100V Zener-Spannung brücken.
Für die Schaltung in diesem Beitrag könnte das dann so aussehen:


Allerdings würde ich den LT317 mit Diesem und die D5 und D6 mit Dieser ersetzen.

Damit sollte der Spannungsoffset am Ausgang nahezu komplett verschwinden...
Ach ja, der R3 mit 100kOhm soll mindestens ein 5W Typ mit möglichst geringem Temperaturkoeffizienten sein...der wird nämlich warm und driftet dann vielleicht, was die Ausgangsspannung verschiebt.

Gruß, Matthias

Meine Güte! Wann schickst du mir die Rechnung?

Moin,

Na, 'ne Rechnung gibt es dafür bestimmt nicht...
Im Gegentum, Ich habe zu danken... War hiermit endlich mal ein Grund zur Veranlassung gegeben, mich mal richtig vollumpfänglich mit der Thematik Anodenspannungsversorgung zu beschäftigen.
Danke.

Gruß, Matthias

Ich mal wieder,

wenn ich diese Stabilisierung so umsetze, bekomme ich ja anscheinend die 255V raus am Ende. Gehe ich richtig in der Annahme, dass ich die Anodenvorwiederstände entsprechend anpassen muss? Sprich bei der einen Seite weglassen kann? Ich habe die Siebkette im übrigen vor deiner Simulation bereits anders bestückt (4.7 und 220 uF). Das sollte ja keinen Einfluss auf die nachgeschaltete Regelung haben.

EDIT: Die Einstellung des TL783 würde ebenfalls mit R5 33 Ohm und R4 470 Ohm erfolgen?

Rolf_Meyer (Beitrag #111) schrieb:

Für die Schaltung in diesem Beitrag könnte das dann so aussehen: Allerdings würde ich den LT317 mit Diesem und die D5 und D6 mit Dieser ersetzen. Damit sollte der Spannungsoffset am Ausgang nahezu komplett verschwinden... Ach ja, der R3 mit 100kOhm soll mindestens ein 5W Typ mit möglichst geringem Temperaturkoeffizienten sein...der wird nämlich warm und driftet dann vielleicht, was die Ausgangsspannung verschiebt.

Hallo Matthias,

ich glaube der Regelkreis an ADJ ist viel zu hochohmig, es fließen da nur etwa 2,5mA. Das ist m.M. nach zu wenig, es sollten schon etwa 10mA Belastung an OUT anliegen um vernünftig zu regeln. Ich habe momentan kein Datenblatt für den Regler vorliegen, woraus zu ersehen wäre was als Min. Belastung an OUT nötig ist.

Auch fehlt ein Folienkondensator (10-100nF) von ADJ zu 0-Volt (Masse). Auch eine Diode (z.B. !N4007) von ADJ zu OUT würde ich noch vorsehen.

Gruß