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Fachbücher

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richi44
Hat sich gelöscht
#1 erstellt: 13. Mrz 2014, 12:21
Das Beispiel:
Elektor, Moderne High-End Röhrenverstärker.

Zuerst habe ich das Buch kapitelweise durchgelesen und mir auf 26 Seiten Bemerkungen notiert. Ich habe aber bald gemerkt, dass dieses Werk nicht wirklich kontinuierlich geschrieben wurde, sondern dass einzelne Gesichtspunkte oft in einem Kapitel angerissen wurden, um dann vielleicht 5 Kapitel später wieder erwähnt zu werden und letztendlich nochmals 10 Kapitel später in korrigierter Version nochmals zur Erwähnung kommen. Es war also nötig, die ganzen positiven und negativen Aspekte neu zu ordnen.

Weiter habe ich zwei oder drei Bemerkungen, die ich erst los werden möchte.

Der Verfasser hat irgendwann angefangen, Ausgangstrafos auf der Basis von Ringkernen zu bauen. Das ist nicht ganz so einfach wie es bisweilen scheint. Ein Ringkerntrafo muss, damit er nicht streut, die Wicklung immer über den vollen Kreis des Kerns verteilen. Das ist wesentlich aufwändiger als beispielsweise die Verwendung eines Schnittbandkerns. Und wenn man bei EI-Kernen einen Luftspalt einbaut, um bei einem Eintakt-Übertrager die Gleichstrom-Vormagnetisierung zu verringern, so ist dies bei einem Ringkern nicht möglich. Ob also der Ringkern in jedem Fall das „Ei des Kolumbus“ ist, lasse ich mal offen.
Tatsache ist dass es dem Verfasser in erster Linie darum geht, seine Trafos zu bewerben. Das ist schon daraus ersichtlich, dass er unter anderem einen Gitarrenverstärker mit Ringkern vorstellt, etwas, das nun nicht wirklich Sinn macht.
Und da stellt sich mir die Frage, ob ich eine „Werbeschrift“ käuflich erwerben muss…

Ein Punkt betrifft die Klangbeschreibungen, die ich als eher fragwürdig einstufe.
In Kapitel 1 dieses Buches werden, ich sag mal „unbewiesene Behauptungen“ aufgestellt wie
„Die Transistorverstärker klingen nach gar nichts“ oder
„Die alte Röhrenkiste klang plötzlich in manchen Ohren viel besser als Transistorverstärker. Der Röhrenklang war angenehmer, milder, natürlicher, und der musikalische Genuss war auf einmal viel angenehmer als der mit den kleinen, kräftigen, aber sparsamen Transistorkisten“.
Solche Aussagen sind, wenn man sie nur als persönliche Ansicht des Verfassers betrachtet, nicht zu widerlegen. Wenn man sie aber als wissenschaftlich belegte Aussage ansieht, ist sie falsch, weil nicht bewiesen und weil es Ursachen für diese Auffassung gibt, die nichts mit „Röhre“ oder “Transistor“ zu tun haben. Es sind nachweislich andere Gründe, welche solche Aussagen stützen oder ablehnen. UND ein Verstärker soll nicht „klingen“, sondern verstärken!

In einem Kapitel ist kurz mal die Rede von der Gegenkopplung, auch das teils im Zusammenhang mit dem Klang. Da wird behauptet, dass ein Röhrenverstärker ohne Gegenkopplung auskomme, ein Transistorverstärker aber nicht. Gemeint ist dabei sicher die sogenannte Überalles-Gegenkopplung, denn lokale Gegenkopplungen kommen bei fast allen Schaltungen vor.
Da müsste man natürlich differenzieren, wie denn die Schaltung aussieht. Nehmen wir eine Röhrenschaltung in Eintakt mit einer EL34, da kommen wir auf mindestens 10% Klirr bei 11W Ausgangsleistung. Das wäre rund 1% Klirr bei 1,1W Leistung und das ist nun alles andere als Hifi.
Möchten wir eine Endstufe mit Hifi-Eigenschaften (nach DIN 45500), so müssten wir ihr eine Gegenkopplung von mindestens 14 fach (rund 23dB) verpassen.

Nehmen wir eine Transistor-Endstufe (allenfalls mit einem Treiber-Trafo), so bekommen wir an den Endtransistoren (bei 24V Speisung) ohne Gegenkopplung (bei einem Ruhestrom von rund 0,1A) einen Klirr von ca. 1%. Das bedeutet doch, dass wir mit den Transistoren um Faktor 10 besser sind als mit einer Röhren-Eintaktstufe!
Das „Problem“ ist, dass sich kein Konstrukteur mit so einem Gebastel zufrieden gibt, da baut er halt einen Operationsverstärker für 50 Cent ein und erreicht damit tatsächlich Hifi-Werte bei einem Klirr weit unter 0,1%!
Bei einem Röhrenverstärker wäre er (Eintakt) mit den 10% zufrieden, bei Gegentakt dürfte er (mit Vor- und Phasendrehröhre plus zwei Endröhren) von etwa 1% ausgehen. Dies aber MIT Gegenkopplung.

An einer späteren Stelle ist dann mal die Eintakt-Endstufe an der Reihe. Und zu dieser gibt es auch wieder eine Klangbeschreibung:
„…Das Klingbild ist natürlich, nicht aggressiv, die räumliche Tiefe ist perfekt, offen, fliessend; jedes kleine Klangdetail ist hörbar…“
Mehr Geschwurbel geht kaum!

Und es stellt sich die Frage, wie das angehen kann, dass sich die räumliche Tiefe derart darstellen soll. Dazu muss man wissen, dass das Gehör nicht direkt in der Lage ist eine Raum“höhe“ oder eine Raum“tiefe“ zu orten. Vielmehr wird diese Dimension (bei der Raumtiefe) durch das Verhältnis Hall zu Direktschall und durch die Klangfarbe (Höhenabfall, besonders beim Hall) dargestellt. In einem mir bekannten Raum kann ich die Tiefe eines Schall-Entstehungspunktes nach diesen Kriterien einschätzen. In einem unbekannten Raum kann ich nur vermuten, dass das Ereignis in einigem Abstand statt findet, kann aber keine Abstandsangaben machen. Also ist genau diese „Tiefe“ frei erfunden! Und vor allem wird diese nicht durch Klirr bestimmt, also das, was Eintakter in erschreckendem Masse bieten. Wenn also solche Argumente angeführt werden, die mit den tatsächlichen Möglichkeiten eines Verstärkers nun gar nichts zu tun haben, so sind dies Schwurbel-Argumente!!

An einer späteren Stelle soll die Qualität (wir gehen mal von üblichen Folienkondensatoren aus) der Kondensatoren den Klang beeinflussen.
Das ist nun nichts weiter als Blödsinn!! Massagebend ist die Kapazität. ENDE.
Der Verlustwiderstand des Kondensators (der im Ersatzschaltbild in Serie zum C gezeichnet wird) ist um ein vielfaches kleiner als der Schwingschutzwiderstand. Und damit hat dieser ESR keinen Einfluss auf den hörbaren Übertragungsbereich und folglich auch keinen auf den Klang des Verstärkers. Es ist also wieder einmal nichts weiter als Geschwurbel!
In Abschnitt 14.3 geht das Geschwurbel wieder los! Da sollen Kohleschichtwiderstände einen runden Klang ergeben. Wie das zugehen soll wird natürlich verschwiegen.

Später werden einzelne Verstärker gebaut und vorgestellt Und diese werden natürlich auch abgehört. Anzumerken ist, dass Hörproben, sogar mit unterschiedlichen Lautsprecherkabeln, durchgeführt wurden. Was somit von diesen Hörproben und dem generellen Klangbeschrieb zu halten ist überlasse ich jedem einzelnen.

Natürlich kann man sich jetzt fragen, was denn hörbar sein könnte und was nicht.
Nicht hörbar sind Töne, die um rund 60dB leiser sind als andere, gleichzeitige Töne. Das bedeutet, dass in der Praxis irgend ein „neuer“ Ton, der aus Verzerrungen entstanden ist, nicht hörbar ist, wenn er schwächer als 0,1% gegenüber dem normalen Nutzton ist. Das bezieht sich nicht nur, aber doch deutlich auf den Klirr. Wenn also Klirr unter 0,1% liegt, ist er meist unhörbar.

Betrachten wir mal musikalisch, was Klirr ist. Klirr sind Oberwellen oder wie man sie bei Musikinstrumenten nennt: Formanten. Diese Formanten können die Oktave des Grundtons bedeuten (K2) oder die Quint (K3) oder die Terz (K5). Das sind alles (vor allem die Oktaven) Töne, welche in der Musik vorkommen und daher nicht stören.
Nehmen wir eine Kirchenorgel, so hat diese eine Vielzahl von Registern und je nach Musikstück werden diese eingesetzt. Dabei gibt es solche, die eigentlich fast nur den Grundton wiedergeben, andere liefern dessen Oktaven, Quinten und Terzen dazu. Mit der Kombination aus Grundton und Obertönen (eben die Oktaven, Terzen und Quinten) bekommt man einen „farbigen, lebendigen“ Klang. Betrachtet man die Klirranteile, so stellen diese auch die Oktaven (K2) und Quinten (K3) dar. Wenn wir also eine „farblose“ Aufnahme haben, so fügt der Klirr diese Frequenzanteile hinzu, welche der Organist durch das „ziehen“ weiterer Obertonregister realisiert.
Angenommen, ich wäre Organist, dann könnte ich für eine (verklirrte) Analogaufnahme einige Register weniger ziehen, denn deren Wirkung würde durch den Klirr nachgebildet, etwas überspitzt formuliert.
Und wenn ich Tonmeister wäre, würde ich halt das (die) Mikrofon(e) so aufstellen, dass weniger hochtonreicher Direktschall aufgenommen wird.

Und es war zu Beginn der CD-Zeit festzustellen, dass bei der Aufnahme auf die LP Rücksicht genommen wurde. Tatsache ist nämlich, dass ein leichtes Grundrauschen die Wiedergabe „weicher“ klingen lässt. Bei der LP und der vorgängigen Badaufnahme hatte man dieses Grundrauschen, also war es fast unumgänglich, den Klang der Aufnahme etwas präsenter zu gestalten. Es reichte eigentlich schon, bestimmte Mikrofone zu verwenden, welche eine Präsenzanhebung besitzen und solche Mikrofone etwas näher bei den Instrumenten zu plazieren.
Weiter ist es eine Tatsache, dass besonders bei der Bandaufzeichnung ein Höhenabfall (allein schon aus Azimut-Fehlern) unvermeidlich ist. Dieser generelle Fehler führt aber (im Gegensatz zu einer Entzerrung) nicht zu Phasenfehlern. Wird er mit einer Entzerrung „beseitigt“, handelt man sich Phasenfehler ein. Und meine Beobachtungen haben ergeben, dass solche Phasenfehler zu einem unpräzisen Klangbild führen. Diese Feststellung hat mit dem menschlichen Gehör zu tun, das, entgegen anderslautender Ansichten, in gewissem Umfang durchaus in der Lage ist, auf Phasenfehler zu reagieren.
Eine Digitalaufnahme, die ohne Entzerrungen auskommt, liefert selbst bei grösserem Mikrofonabstand ein transparentes, gut auflösendes Klangbild (Voraussetzung, es wird NUR mit einem Hauptmikrofon ohne Stützmikrofone gearbeitet!), was bei Multimikrofonie oder analoger Aufzeichnung mit Entzerrungen nicht der Fall ist. Daraus lässt sich der klangliche Unterschied durchaus ableiten und die Phasenfehler (und damit Veränderungen der Impulsformen des aufgezeichneten Signals) auch messtechnisch nachweisen.
Wir haben also jetzt den klanglichen Einfluss (im Kirchenorgel-Vergleich) des Klirrs betrachtet und den Einfluss der Phasenreinheit bei Digitalproduktionen im Vergleich zu den Phasenfehlern bei analoger Bandaufzeichnung.
Zu erwähnen ist, dass bei der Plattenaufnahme rein aus Gründen der eingeschränkten Dynamik (rund 60dB) eine gewissen Kompression, also ein Lautstärke-Ausgleich nötig ist. Ursprünglich wurde dies vom Tonmeister manuell vorgenommen, weil es kaum brauchbare und klirrarme Limiter und Kompressoren gab. Der Nachteil der manuellen Regelung ist, dass diese auch mal „vergessen werden“ kann und es somit zu Übersteuerungen oder zu fast unhörbar leisen Passagen kommt. Der Vorteil ist aber, besonders bei Klassik, dass diese Ausregelung „musikalisch“ und nicht „physikalisch“ vorgenommen wird. Es kann also, aufgrund der Partitur, bereits eine Lautstärke angenommen und vor Beginn der Stelle korrigiert werden. Damit klingt so eine Aufnahme harmonischer, als wenn die Dynamik einfach „gedeckelt“ wird.

Betrachten wir nochmals den Klirr, so werden wir zwei Effekte feststellen:
Einmal nimmt an unserem Ohr sein eigener Klirr mit der Lautstärke zu. Wenn also bei der Wiedergabe der Klirr relativ gleichmässig mit der Lautstärke ansteigt (oder nur der Klirranteil verändert wird), so wird uns eine höhere Lautstärke simuliert, weil es sich beim normalen Hören auch so verhalten würde. Wenn beispielsweise ein alter Limiter mit recht hohem Klirr eingesetzt wird, so bleibt der Aufnahmepegel konstant, die „gehörte“ Lautstärke aber bleibt „dynamisch“, weil der Klirr eine höhere Lautstärke vorgaukelt.
Das, umgesetzt auf den Röhrenverstärker, lässt die dynamischere Wiedergabe erklären, weil bei der Röhre der Klirr praktisch linear mit der Leistung zunimmt (wenn der Verstärker schwach oder gar nicht gegengekoppelt ist) und damit eine höhere Lautstärke wahrgenommen wird als tatsächlich vorhanden.

Der zweite Effekt ist der, dass ein verzerrtes Signal (je nach Verzerrungsart) deutlich „nervt“. Und da ist es möglich, dass das „Clippen“ eines Transistors als unangenehmer registriert wird, allein schon deshalb, weil es ohne „Vorwarnung“ hart einsetzt.

Wenn ich also lese, dass die Röhre angenehmer klinge, dann hat dies zuerst mal nichts mit Hifi, also mit unverfälschter Wiedergabe zu tun. Unverfälscht würde bedeuten, dass das Quellsignal so wenig wie möglich verändert wird, was bei Röhren nicht der Fall ist bei Transistoren aber weitgehend schon.

Wenn ich daraus etwas herleiten will, so die Frage, ob die Aufnahme etwas reales darstellen soll oder einfach den Geschmack des Tonmeisters widerspiegelt. Und damit ist auch nicht gesagt, ob mir im Sinne der unverfälschten Wiedergabe die Musik gefallen soll oder nicht.
Sicher ist aber, dass sich der Tonmeister etwas bei der Produktion gedacht hat. Und „unverfälscht“ würde bedeuten, dass ich einen bestimmten Klang akzeptieren muss. Oder ich muss mir ZUSÄTZLICH ein Arsenal an Effektgeräten anschaffen, mit denen ich den Klang individuell bei jedem Musikstück anpassen kann. Die eingangs genannten „Effekte“ und Auswirkungen möchte ich jedenfalls nicht generell als gut oder erstrebenswert betrachten.
Soviel zum Thema „Klangumschreibung“.
Es gibt aber auch „technische“ Aussagen, die mehr als fragwürdig sind.

Da wird behauptet, dass ein Röhrenverstärker bei kleinen Leistungen sehr geringe Verzerrungen liefere, bei einem Transistorverstärker dies aber umgekehrt sei. Und es steht, dass dies bei sehr durchdacht entwickelten Schaltungsentwürfen nicht der Fall sei. Gut, das Buch stammt noch aus dem letzten Jahrhundert, aber auch da waren schon Transistor-Verstärker mit Klirr von unter 0,1% zwischen Vollleistung und 100mW die Regel und nicht die Ausnahme. Und der Techniker wird zu Hauff solche Geräte und deren Schaltungen kennen und sie keineswegs als etwas besonderes einstufen!
Natürlich, wenn ich einen Röhrenverstärker bauen und verkaufen will, werde ich auch so argumentieren. Und ich werde genau so nur die Klirrwerte bei den Frequenzen angeben (wenn ich denn überhaupt eine Frequenzangabe liefere), welche gut sind.

Wenn wir aber Transistorverstärker haben, welche in allen Leistungsbereichen einen Klirr von kleiner als 0,1% aufweisen, dann ist doch das die angeführte Überlegung von wegen Röhre klinge bei leisen Passagen besser als Transistoren absolut widerlegt.
Es hilft nun wenig wenn angemerkt wird, dass dies für die ersten Transistorverstärker gegolten hat. Die Generation, welche die ersten Transistorgeräte gekauft hat lebt heute kaum mehr, also ist dies kein Argument, weil der Realitätsbezug fehlt.

Nach diesen teils sehr fragwürdigen Aussagen zur Technik betrachten wir einige weitere Aspekte des Buchs. Es ist sinnvoll, dass beispielsweise auf den Aufbau von Röhren eingegangen wird. Hierbei gibt es einige Ungereimtheiten. So ist unter anderem zu lesen:
„…Diesen Röhrentyp mit gesondertem Schirmgitter nennt man Tetrode (vier aktive Elektroden).“
http://de.wikipedia.org/wiki/Tetra

Und kurz darauf wird die „Beam-Power-Tetrode“ erwähnt, an welcher durch „geschickte Konstruktion der Steuerelektrode“ die Bildung von Sekundärelektronen an der Anode vermieden werde.
Und gleich darauf geht es um die Pentode, an welcher die Verhinderung der Sekundärelektronen durch das Gitter 3, das sogenannte Bremsgitter erfolgt. Und Pentode heisst die Röhre, weil sie „vier“ Elektroden hat. http://de.wikipedia.org/wiki/Penta

Das könnte ein Irrtum sein, dass aber bereits die Steuerelektrode bei der Beam-Power-Tetrode die Sekundärelektronen verhindern soll, ist mehr als nur ein Lapsus. Ausser man bezeichnet die Elektronen-Führungsbleche als Steuerelektrode, was aber üblicherweise die Bezeichnung für das Steuergitter ist.

Richtig abenteuerlich wird es bei der Zeichnung, wo das in Tat und Wahrheit als Drahtwendel aufgebaute Schirmgitter als Leitblech gezeichnet ist, welches in der Praxis die Elektronen bündelt, sodass die Sekundärelektronen durch die in normaler Richtung fliegenden Elektronen auf die Anode zurück gedrängt werden.
Kurz, in dieser Beschreibung sind doch einige fundamentale Böcke geschossen worden, mehr als man als Tipp- oder Flüchtigkeitsfehler durchgehen lassen könnte.

Nun könnte man dies ja einfach mal vergessen, denn wer baut schon selbst Röhren? Aber es geht mit Klangbeschreibungen weiter, wie man sie am Anfang erleben musste. Es ist davon die Rede, dass man Kennlinienscharen aufnehmen und aufgrund dieser den optimalen Einsatz einer Röhre ableiten kann. Das ist prinzipiell richtig. Es ist aber auch zu lesen, dass Trioden die Signale weniger verändern und damit den Klang besser übertragen als Pentoden.
Diese Aussage ist mir zu pauschal. Es gibt Pentoden, welche eine hohe Linearität aufweisen und es gibt ausgesprochen krumme Trioden. Und genau das Gegenteil ist auch möglich. Sicher ist zunächst, dass alle Röhren mit mehr als zwei Elektroden verstärken können. Und sicher ist ebenfalls, dass es Röhren gibt, welche für kleinste Signale gebaut werden und solche, welche grössere Signale verarbeiten sollen. Es gibt Leistungsröhren welche eigentliche Schalt-Funktionen erfüllen müssen und andere, welche ein Tonsignal möglichst unverzerrt verarbeiten sollen.
Und jede dieser Röhrentypen ist mechanisch anders aufgebaut. Natürlich sind die Grundprinzipien die Selben, aber die Details sind entscheidend. Und wenn man heute (einige Jahre nach der Niederschrift dieses Buches) sieht, mit welchen Röhren Verstärker gebaut werden, Röhren, welche für ganz andere Zwecke konstruiert sind, so wundert man sich, dass man bisweilen den Begriff High-End im Zusammenhang mit Röhren überhaupt verwendet!
Röhren sind nicht schlecht und es geht auch nicht darum, sie schlecht zu reden. Aber die unterschiedlichen Typen sind für verschiedene Zwecke gebaut worden und daher gibt es neben den „verstärkertauglichen Typen“ auch solche, die man da besser nicht einsetzt.
Meiner Ansicht nach hätte man hier darauf vermehrt eingehen müssen. Und auch darauf, dass man eine Triode (gerade noch) ohne Überalles-Gegenkopplung betreiben kann, weil ihr tieferer Innenwiderstand (eine Folge des Durchgriffs, der eigentlich als Gegenkopplung wirkt) eine gewisse Membrankontrolle des Lautsprechers erlaubt, eine Pentode aber mit dem rund 30 mal höheren Innenwiderstand kann ohne Gegenkopplung den Lautsprecher nicht kontrollieren. Statt darauf einzugehen lese ich etwas von runderer Basswiedergabe bei der Pentode. Das ist nicht „rund“ sondern unkontrolliert und unlinear!!

Und wenn man eine Lautsprecherbox konstruiert, dann berechnet man diese, auch ihre Bedämpfung. Und da muss man einen Innenwiderstand des Verstärkers, der Zuleitung und der Lautsprecherweiche zugrunde legen. Üblicherweise wird da ein Wert von 0.2 bis 0.5 Ohm angenommen. Was aber, wenn der Verstärker allein schon 80 Ohm Innenwiderstand hat? Da ist nichts mehr mit rechnen und entsprechend kommt dann die Box auch heraus, beziehungsweise entsprechend klingt (oder dröhnt) sie!
Man kann sich an dieser Stelle fragen, warum so viel „geschwurbelt“ wurde und die Fakten die dazu gehören so knapp (und teils falsch) erwähnt sind.

Zu erwähnen wäre im Zusammenhang mit Röhren noch, dass die Kennlinien (die heute noch verwendet werden) als Tabellen aufgeschrieben und anschliessend von Hand als Kurven gezeichnet wurden. Das genaue Ablesen eines analogen Zeigerinstrumentes ist alles andere als genau. Und das anschliessende Abzeichnen der Werte und eintragen auf Millimeter-Papier hat mit seriöser Darstellung auch nicht mehr viel zu tun. Allerdings muss man auch anmerken, dass übliche Röhren eine Datenstreuung von etwa 10% haben und mit der Alterung die Genauigkeit weiter abnimmt. Daher sind die Kennlinien nicht „Referenz“, sondern nur Richtschnur.

Und es gilt noch etwas zu bedenken:
Im Röhren-Datenblatt sehen wir Angaben zu Mü, Ri und S. Und weiter steht da möglicherweise etwas von Ua und Ia. Das war s aber oft schon.
Haben wir eine andere Röhre mit etwas ausführlicheren Unterlagen, so haben wir zusätzlich die Kennlinie, wie sich Mü, S und Ri als Folge von Ia und Ua verändert. Das bedeutet, dass wir eigentlich die Verstärkung mit der bekannten Formel nicht zuverlässig berechnen können, weil uns oft das Diagramm fehlt, wie stark sich die Kenndaten der Röhre unter dem Einfluss der Anodenspannung und/oder dem Anodenstrom verändert. Wenn also die Aussage getätigt wird, man könne aus den Kennlinien den optimalen Arbeitspunkt bestimmen, so ist dies soweit richtig, als man die Grenzwerte einzeichnen kann, die nicht überschritten werden dürfen. Ob man dann die eigentlich für den Verstärker nötigen linearen Bereiche der Kennlinie ausnützen kann, bleibt eine Frage.

Wenn ich beispielsweise eine Endstufe mit einer dafür vorgesehenen Endröhre planen will, kann ich sowohl die Kennlinien zu rate ziehen, aber auch die Schaltungsvorschläge des Datenblattes beachten. Dort ist üblicherweise der zu erwartende Verzerrungsgrad bei der angestrebten Leistung angegeben.

In den ersten Kapiteln geht es also um (oft etwas fragwürdige) Erklärungen. Aber es beginnt langsam damit, dass wir uns einen Verstärker bauen sollen und wie das zu funktionieren habe. Da ist plötzlich von den Arbeitspunkt-Einstellungen Klasse A, AB (und allenfalls noch B) und den Betriebsarten der Endpentoden als Pentode, Ultralinear oder Triode die Rede. Nun gehörte das eigentlich in den Bereich der Röhren, da ist davon aber noch wenig zu finden. Vor diesen Arbeitspunkten und Betriebsarten wird nämlich der Ausgangstrafo „förmlich ausgewunden“. Dabei ist zu bedenken, dass das selber wickeln eines solchen Dinges kaum in Frage kommt. Und auch das Berechnen eines Trafos ist nicht unbedingt jedermanns Sache. So sind einige Passagen zwar interessant, aber mehr als Information oder bestenfalls als „Verständnis-Bereiter“ und weniger als Hilfe.
Und bei diesem Trafo-Ausflug landen wir plötzlich wieder in Berechnungen rund um die Röhren etwa bei der nötigen Betriebsspannung. Und da wird es dann schon abenteuerlich! Etwas „sehr fraglich“ (zurückhaltend formuliert) ist die Äusserung, dass die Speisung in dem angeführten Beispiel des Buchs bei einer Anodenspannung von 622V SS mindestens diese 622V betragen müsse. Hätten wir eine Speisung von 311V und müssten keine Mindestspannung an der Röhre und keinen Drahtwiderstand des Trafos berücksichtigen, dann könnten wir eine Röhre voll leitend aussteuern. Und damit wäre die Momentanspannung an deren Anode null Volt, die Speisung aber immer noch 311V, womit die andere Anode (diese Röhre ist total gesperrt!) dank der Wicklungssymmetrie auf 622V kommt. Wenn nämlich die halbe Wicklung eine Spannung von 311V aufweist, so ist dies (eben unter der Annahme der Verlustfreiheit) bei der zweiten Teilwicklung genau gleich!

Dies hat nun aber zur Folge, dass die Röhre (im gesperrten Zustand) eine Spannung von 622V vertragen muss. Bezogen auf eine EL34 (mit bis zu 800V Anodenspannung) ist diese Maximalspannung 1600V. Das gilt es zu beachten. Und wenn da irgendwelche Bauteile (Kondensatoren oder Widerstände) an den Endröhren-Anoden angeschlossen werden, so sind diese auf die entsprechende Spannungsfestigkeit auszusuchen.

Dieser Umstand hätte hier eigentlich hingehört, unabhängig von der Betriebsart, nicht aber die Frage ob Klasse A oder was auch immer, denn letzteres hat wie gesagt mit dem Trafo gar nichts zu tun!

Jetzt zu einer weiteren „Problemzone“
Wie bereits angeführt wird sehr viel gerechnet und das Buch ist voll von Formeln. Und diese sind teils richtig, teils aber auch falsch, zumindest wenn man sie so nimmt, wie sie niedergeschrieben wurden. Solche falschen Formeln (und wenn es nur die Bezeichnung der Grössen sind, die falsch sind) sind dem Verständnis nicht dienlich. Und generell sind all zu viele Formeln für den von Interesse, der einen Trafo baut. Wir aber bauen keinen Trafo und auch keine Röhren. Wir brauchen zu der von uns ausgewählten Schaltung und Röhre einen passenden Trafo und gut ist s!

Da gibt es Berechnungen bis zum „Übergeben“. Dass etwa das Impedanzverhältnis dem Quadrat des Spannungsverhältnisses oder Windungszahlverhältnisses entspricht, könnte man mit einem Satz erklären. Die Leistung ist primär und sekundär identisch. Also ergibt eine halbe Spannung bei gleicher Leistung den doppelten Strom, was einen Viertel der Lastimpedanz bedeutet. Mehr Erklärung braucht es nicht! Und auch die Stromberechnung hätte man sich schenken können. Wer das Ohmsche Gesetz nicht kennt, kann nie und nimmer einen Verstärker berechnen, also braucht er auch keine Berechungen rund um den Ausgangstrafo. Das hätte Druckerschwärze und Papier in erklecklichem Umfang erspart.

Ich wiederhole hier nicht alle Berechnungen, das hat in meinen Notizen allen 10 Seiten gefüllt. Und es ist und bleibt Tatsache, dass ich keinen Trafo wickle, sondern einen will, der meinen Ansprüchen gerecht wird. Wie das bewerkstelligt wird ist nicht mein Problem!
Ein Problem ist, dass die Trafo-Hersteller meist sehr geizig mit ihren Angaben sind. Wenn ich mich also entschliessen würde, die Auswirkungen eines Trafos der Firma A mit jenem der Firma Z zu vergleichen, so käme ich nicht weit. Ich könnte mangels Unterlagen NICHTS berechnen. Und genau darum schenke ich mir das ganze Thema. Es macht allenfalls Sinn zu sehen, dass es Auswirkungen gibt und auf welche Werte ich besonders zu achten habe.
Es ist aber auch zu erwähnen, dass, zumindest in der ganzen Berechnerei, einzelne Fakten nicht beachtet werden. Und diese spielen durchaus eine Rolle. Nur sind diese durch den Trafobauer auch kaum zu beherrschen, also lässt man sie einfach weg.

Das dritte Kapitel hat eine interessante Überschrift:
Die Anpassung von Röhren an Ausgangstransformatoren

Entschuldigung, da lachen die Hühner! Muss ich mir den Allerwertesten aufreissen um eine Röhre zu finden, welche an den Trafo passt? Und dann bekomme ich die Leistung nicht hin oder sie ist zu hoch und die passende Röhre gibt es nicht mehr oder nur noch für Unsummen und ich brauche ein Netzteil, das nicht da hinein passt, wo ich den Verstärker einbauen will.
Zugegeben, es kann auch problemlos sein, aber es ist zumindest nicht garantiert.

So, jetzt mal konkret.
Da ist zunächst die Rede von der Lautsprecherimpedanz und davon dass eigentlich „passende“ Wicklungen nicht nötig seien, denn mit 5 Ohm komme man gut über die Runden. Dies wird daran „festgemacht“, dass sich die Ausgangsleistung zwischen 2 Ohm Last und rund 10 Ohm um höchstens 30% ändere.
Nehme ich stellvertretend mal das Datenblatt einer 6L6 und schaue mir da Ausgangsleistung und Lastimpedanz an, so bekomme ich (Eintakt) mit 3.4k eine Leistung von 6.8W mit 8% Klirr. Bei einer Last von 2k wird die Ausgangsleistung noch 6W, der Klirr aber 12%.
Das bedeutet doch, dass, wenn ich einen bestimmten maximalen Klirr möchte, die Leistung nicht nur wenig zurück geht, sondern massiv zurückgenommen werden muss, um besagten Maximalklirr nicht zu überschreiten. Oder zu gut deutsch: Es geht doch nicht NUR um die Leistung, sondern deutlich stärker auch um Verzerrungen und darauf wird in diesem Abschnitt nicht eingegangen. Oder anders gesagt: Wenn ich einen Ausgangstrafo habe, der mehrere Ausgangswicklungen hat, so bin ich flexibler. Dass dies bei Ringkerntrafos nicht ganz so einfach ist, versteht sich, schliesslich sollte eine Wicklung den Kern mit vollen 360 Grad umschliessen.

Unter 3.2 geht es um das Anschliessen der Röhre, als Triode (G2 zusammen mit Anode), als Ultralinear (G2 bei etwa 40% der Wicklung, diese Schaltung wird von mir hier nicht berücksichtigt) und als Pentode. Und nochmals betrachte ich die Verhältnisse bei der 6L6 (ebenfalls in Eintakt):
Als Triode ist eine Lastimpedanz von 5k optimal, als Pentode eine von 2.5k. Wenn also eine Schaltung im Buch gezeigt wird, bei welcher das Schirmgitter einfach umgeschaltet wird (Bild 3.3), dann wird auf die unterschiedliche Lastimpedanz nicht Rücksicht genommen. Natürlich findet man solche Schaltungen oft, zumindest in sogenannten Highend-Produkten. Aber sinnvoll ist anders!

Im Nachfolgenden Teil wird nochmals auf den Drahtwiderstand, die Wicklungskapazität und die Streuinduktivität eingegangen und festgestellt, dass diese eigentlich nahezu „vernachlässigbar“ seien.
Daran anschliessend kommt der Dämpfungsfaktor. Nun habe ich dies bereits erwähnt, und ergänze hier, dass eine brauchbare Kontrolle der Lautsprechermembran erst bei einem DF >10 statt findet, dass aber bei Pentodenbetrieb ein DF von etwa 0.1 bis 0.2 realistisch ist. Und ich habe darauf hingewiesen, dass nicht nur die Membrankontrolle davon beeinflusst wird, sondern die ganze Berechnung der Lautsprecherbox von einem DF >10 ausgeht. Weiter hat natürlich bei einem kleinen DF (<3) die Lautsprecherimpedanz deutlichen Einfluss auf den Frequenzgang des Verstärkers.
Und dann steht da wieder so ein Satz:
„…um die Auswirkungen des DF auf das Klangbild eines Verstärkers zu untersuchen…“
Der Klang eines Verstärkers hängt nun gar nicht vom Dämpfungsfaktor ab, jener des Lautsprechers aber sehr wohl! Da wird also einmal mehr ein „Fakt“ geschaffen, der so gar nicht möglich ist. Es steht da richtig, dass ein brauchbarer DF den Einsatz einer Gegenkopplung verlangt, es steht da aber auch, dass diese Gegenkopplung das Klangbild räumlich gesehen gedrängter wird. Was unter diesem Schwurbelbegriff zu verstehen ist und was es damit auf sich hat ist, zumindest an dieser Stelle nicht umschrieben.

Im Abschnitt 3.5 geht es um die Höhenwiedergabe als Folge der Quellimpedanz (Ri der Röhre) und der Lastimpedanz.
Logischerweise ist mit einer niedrigen Quellimpedanz ein breiterer Wiedergabebereich möglich, weil die störenden Kapazitäten weniger zur Wirkung gelangen. So ist z.B. eine Höhenabsenkung von 0.1dB bei 20kHz bei Triodenbetrieb möglich, wo hingegen der Pentodenbetrieb eine Absenkung von 0.5dB ergibt.
Was hierbei nicht berücksichtig wird ist die Röhrenkapazität, also Cg1-k und Cm (Miller, also die dynamische Cg1-a). Diese ist beim Triodenbetrieb wesentlich grösser als im Pentodenbetrieb. Und je nach Ansteuerschaltung (ECC83 Katodyn oder EF86) reicht der Ri der Ansteuerschaltung bereits aus, um genau gleich starke Frequenzgangfehler zu erzeugen. Und wenn ich nun einfach mal (mit der hier oft zitierten EL34) eine Leistung von rund 55W möchte, dann brauche ich im reinen Pentodenbetrieb zwei Röhren, im Ultralinearbetrieb aber 4 Röhren und bei Triode deren 6 Stück. Und wenn ich ungegengekoppelt mit der Pentode und einer ECC83-Ansteuerung angenommen -1dB bei 20kHz erreiche, so werden es bei Ansteuerung von 3 als Triode geschalteten EL34 parallel alleweil die -1dB bei 20kHz, allein schon wegen der höheren Eingangskapazität der Endröhren. Auf diese Punkte ist in Abschnitt 3.6 teilweise eingegangen.

Natürlich kann man (wenn man Trafos herstellt) deren Qualität heraus streichen. Aber wenn ich eine Schaltung entwerfe, dann ist es mir relativ egal, ob ich bei 20kHz -1dB habe, weil der Trafo das so will oder ob es an der Millerkapazität der Endröhren liegt.
Und nochmals: Wenn ich einen DF >10 haben will, komme ich nicht um eine Gegenkopplung herum, also werden die 1dB Pegelverlust alleweil ausgeglichen! Wenn ich dem Bild 3.6 glauben will, dann habe ich aus der Lautsprecherimpedanz bei einem DF von 10 eine Pegelbeeinflussung von rund 1,5dB. Will ich das nicht, brauche ich die Gegenkopplung und damit ist auch der erwähnte Höhenabfall von 0.5 oder 1dB vom Tisch.

Das ganze Kapitel 4 ist interessant zu lesen, für den Laien jedoch relativ unverständlich. Die Quintessenz davon ist, dass ein Ausgangstrafo durch seine Streuinduktivität und die Wicklungskapazität den Phasengang beeinflusst. Das ist im Grunde nicht neu.
Hier wird aber zusätzlich gezeigt, dass sich „differentielle Phasenverzerrungen“ bilden, welche die durch die integrierende Wirkung der Kapazitäten und Induktivitäten entstehenden leichten Zeitverzögerungen der Signale dazu führen, dass sehr hohe Frequenzen stärker verzögert werden als mittlere und tiefe. Dies hat zur Folge, dass bestimmte Signalformen nicht mehr unverändert übertragen werden können. Wenn wir davon ausgehen können, dass diese differentiellen Phasenverzerrungen erst oberhalb 20kHz einsetzen spielen sie kaum mehr eine Rolle, denn in der heutigen Praxis sind Signale oberhalb 20kHz nicht mehr vorhanden und werden auch nicht mehr wahr genommen.
Es gibt ja, wie eingangs erwähnt Behauptungen, dass Phasenfehler nicht hörbar seien, es gibt aber auch Untersuchungen, die solches widerlegen. Ich tendiere dahin, die Phasengeschichte dann als nicht kritisch zu betrachten, wenn es bei dem Musikprogramm um sehr komplexe Klänge (grosses Orchester) handelt. Dann ist das Gehör einfach überfordert, die einzelnen Instrumente wirklich aufzulösen. Haben wir es aber mit kleinen Besetzungen oder Soloinstrumenten zu tun, dann ergibt sich nach meiner Erfahrung durchaus ein Unterschied, ob die Signalform erhalten bleibt oder nicht. Nun muss dies (wie ebenfalls erwähnt) aber bereits bei der Aufnahme berücksichtigt werden und bei der Wiedergabe sollte der Lautsprecher in der Lage sein, die Signalform möglichst unverfälscht wieder zu geben. Nur wenn die Impulstreue über die ganze Strecke erhalten bleibt besteht die Chance, den Klang der Musik auch unverfälscht geliefert zu bekommen.

Man kann also diesem Kapitel durchaus seine Wichtigkeit zugestehen. Aber wo Licht ist, ist auch Schatten. Und dieser Schatten kommt eigentlich schon in Kapitel 3 zum Vorschein. Dort ist festzustellen, dass die „idealen“ Voraussetzungen bei Triodenbetrieb gegeben sind, bei Pentoden jedoch nicht, weil die Trafo-Ansteuerung durch eine Triode niederohmiger erfolgt und diese niederohmige Ansteuerung (zusammen mit einem rein ohmschen Abschluss) für die Einhaltung der Werte, auch aus Kapitel 4, notwendig sind. Und was mir besonders auffällt ist die Frage, warum nicht durch eine Gegenkopplung die Trafo-Ansteuerung niederohmig gemacht wird?
Es wäre eigentlich einfach die Katoden der Endröhren an einer Wicklung zu betreiben und damit nur diese Endröhren niederohmig werden zu lassen. Wir könnten damit (eventuell verbunden mit einer Ultralinear-Schaltung) den Bereich Endröhren und Ausgangstrafo optimaler ansteuern. Durch diese Gegenkopplung würde auch der DF zunehmen und die nicht ideale sekundäre Last hätte weniger Auswirkungen. Und wenn schon eine Triode mit ihrer „Durchgriff-Gegenkopplung“ oder eine „Ultralinear“ diese niederohmige Ansteuerung bewirken können (inkl. deren Leistungsverluste), dann müsste doch eine Katodengegenkopplung (ohne nennenswerten Leistungsverlust) dieses Problem auch lösen! Dies einfach meine Gedanken zu diesem Kapitel.

Im Kapitel 5 wird berechnet. Und zwar wird der verarbeitbare Frequenzbereich (-3dB) berechnet, den der Trafo bieten kann. Auf die ganze Rechnerei einzugehen führt zu weit. Tatsache ist dass da versucht wird, die Auswirkungen von z.B. Röhren-Ri umzusetzen. Dies mag im ersten Augenblick einen Sinn ergeben, bei näherer Überlegung aber kann es doch nicht mein Problem sein, ob die Röhre zum Trafo passt, sondern das Problem ist, zu der Röhre einen Trafo zu finden.

Und wenn ich mir überlege, dass beispielsweise der Ri der Röhre den Schwingkreis, bestehend aus Streuinduktivität und Wicklungskapazität bedämpft, dabei aber der Röhren-Ri alles andere als ein konstanter Wert ist oder dass die Miller-Kapazität der Endröhre nicht nur an deren Gitter wirksam ist, sondern genau so an der Anode und damit diese Röhre (in Abhängigkeit ihrer relativ unkonstanten Verstärkung) den Schwingkreis verstimmt, dann ist doch diese Rechnerei eigentlich für die Katze.
Weiter hat ja auch der Ra, also die Lautsprecherimpedanz Einfluss auf den Schwingkreis und diese Sekundär-Impedanz ist nun beinahe unvorhersehbar.

Für mich ist dies eine Übung, die sich der Trafobauer antun muss. Wenn ich eine Endröhre habe, welche bei einer bestimmten Last die besten Leistungs- und Klirrwerte liefert, so ist für mich entscheidend, dass mir ein Trafo angeboten wird, der genau in dieser Betriebsart (welche die Röhre vorgibt) optimal arbeitet. Wie das geschieht ist mir ehrlich gesagt wurscht.

Soweit Kapitel 5 bis zum Abschnitt 5.7.
Was ab da steht ist eigentlich ein Prospekt

Im nächsten Kapitel wird fröhlich weiter gerechnet. Und was zuerst auffällt ist der Titel des nächsten Kapitels. Da ist von negativer Gegenkopplung die Rede.
Wenn man so was beschreibt, dann kann man den Begriff Rückkopplung verwenden. Eine Rückkopplung ist eine Signalrückführung vom Ausgang zum Eingang und dies kann positiv erfolgen (bei einem Sinusgenerator) oder negativ (bei einem Verstärker mit Klirrverminderung).
Wenn wir aber den Begriff Gegenkopplung verwenden, so ist dies IMMER eine Verstärkungs- und Klirrminderung. Eine positive Rückkopplung wird als „Mitkopplung“ bezeichnet. Eine negative oder positive Gegenkopplung gibt es also nicht!

Doch zurück (oder weiter) zum Inhalt dieses Kapitels.
Hier wird nicht der Frequenzgang berechnet, sondern der Übertragungsbereich, was letztlich genau das Selbe ist, denn bei beiden wird der -3dB-Punkt als Grenzwert angenommen.
Und auch hier wird es ein Rattenschwanz von Formeln. Und irgendwie bezeichnend scheinen mir die zwei Sätze:
„Wenn wir diese Übertragungscharakteristik mit den am Ende von Kapitel 3 angegebenen technischen Angaben der Ausgangstrafos vergleichen, so fällt die Übereinstimmung auf. Das war nicht anders zu erwarten; das Übertragungsverhalten wurde ja auch mit genau den gleichen Formeln und der gleichen Theorie errechnet.“
Was sagt uns das? Offenbar so viel, dass zum Einen 2x1 = zwei ist, dass andererseits aber 1 + 1 auch zwei ergibt. Kurz, man hätte sich da einiges ersparen können.

Weiter geht es um Phasendrehungen und um die Grenzfrequenzen (einmal mehr). Dabei fällt auf, dass da von 10Hz und 150kHz die Rede ist.

Es ist richtig, dass Phasendrehungen einen Einfluss haben. Das fängt da an, wo eine Gegenkopplung ins Spiel kommt. Bei einer Gegenkopplung wird ja ein Spannungsvergleich zwischen Ein- und Ausgang der Schaltung durchgeführt und daraus entsteht ein Korrektursignal. Dies, weil sich das „richtige“ Signal subtrahiert, das verzerrte sich aber nicht kompensiert. Wird dieses Korrektursignal negativ zugeführt, werden die Fehler (entsprechend dem Gegenkopplungsfaktor) reduziert. Diese ganze Funktion ist dann möglich, wenn die Subtraktion funktioniert, wenn also möglichst keine Phasenfehler zwischen den beiden Signalen besteht. Haben wir einen Phasenfehler von >90°, so kommt es nicht mehr zu einer Subtraktion, sondern zu einer positiven Addition und damit schwingt der Verstärker.

Das zweite Kriterium ist die Verstärkung in so einem System. Ist die Verstärkung unter 1 (also eine Dämpfung), so kommt es nicht zu einer sich selbst erhaltenden Schwingung. Jetzt ist bekannt, dass ein Pass erster Ordnung eine Phasendrehung von 45° bei einem Pegelabfall von 3dB aufweist. Die maximale Phasendrehung wäre 90°, allerdings bei einer 100%igen Dämpfung. Und damit kann eine Gegenkopplung mit einem (Hoch- oder Tief-) Pass nicht schwingen. Erst wenn mehr als zwei Pässe eingebaut sind ist ein Schwingen möglich, weil wir zwar eine Dämpfung von >6dB hätten, dabei aber eine Phasendrehung von >90° hin bekommen.

Wenn wir nun eine Gegenkopplung in Betracht ziehen müssen wir dafür sorgen, dass die Phasendrehungen klein genug bleiben und dass die Verstärkung (oder die Gegenkopplungswirkung) beachtet wird. Wenn man eine Gegenkopplung baut, in welcher Phasendifferenzen zwischen den beiden zu vergleichenden Signalen entstehen, ist eine Schwingneigung wahrscheinlich. Das bedeutet, dass es im normalen Signalpfad nicht mehr „drehende Funktionen“ haben sollte als im Gegenkopplungspfad. Und da in der Gegenkopplung schon mal die „normale Signalleitung“ enthalten ist, ist diese Forderung recht schwierig umzusetzen.
Man kann nun (je nach Röhrenbestückung) eine Schaltung wählen, in welcher einmal nur die Endröhren und der Ausgangstrafo eine Einheit bilden und optimiert sind, andererseits aber der Vorverstärker, die Phasendrehstufe und der Treiber separat optimiert sind. Wenn man dann letztlich noch eine Über-Alles-Gegenkopplung einsetzt, so kann diese entsprechend „schwach“ berechnet werden, denn es ist nur noch eine geringe Korrektur nötig.

Und wie jetzt schon einige Male darauf verwiesen: Triode oder Ultralinear sind nichts anderes als gegengekoppelte Schaltungen. Der „Unterschied“ beschränkt sich darauf, dass in so einem Fall einzig der Ausgangstrafo das beschränkende und phasendrehende Teil innerhalb des gegengekoppelten Abschnitts ist. Wenn wir also diesen Abschnitt so hin bekommen, dass ein Schwingen nicht möglich ist, dann spricht nichts gegen so eine Schaltung (oder eine andere, vergleichbare Gegenkopplung).

Die Gegenkopplung verringert also den Klirr, je nach deren Stärke. Es wird der Gegenkopplungs-Wirkung entsprechend der Dämpfungsfaktor verbessert und der Frequenzgang linearisiert.
Haben wir einen Verstärker ohne Gegenkopplung (das MUSS eine Pentodenschaltung sein), dann haben wir einen DF von <0.2 und damit wirkt sich der Impedanzverlauf des Lautsprechers auf den Frequenzgang aus. Da bringt es also nichts, diesen auf 3 Hz bis 100kHz auszuweiten, wenn der Nutzbereich schon (durch den Lautsprecher) Schwankungen von +15 bis -6dB aufweist bei kleiner bis mittlerer Leistung.

Das bedeutet, dass wir nicht um eine Gegenkopplung herum kommen. Wie diese zu gestalten sei steht auf einem anderen Blatt.

Aber die Rechnerei geht weiter. Und immer noch im Bereich des Ausgangstrafos, was nach wie vor nicht wirklich interessiert, weil es mich als Anwender nicht interessiert, wie der Trafobauer auf diese Werte kommt.
Informativ sind die Aussagen rund um die Verzerrungen und um den Umstand, dass eine hohe Primär-Induktivität einen tieferen Verzerrungswert bei tiefen Frequenzen ergibt. Die Frage ist nun aber, was ich damit anfangen soll. Wenn ich mir einen Ausgangstrafo beschaffen will, müsste ja der Hersteller die Daten und dies noch mit den entsprechenden Diagrammen angeben. Dann könnte ich die zu erwartenden Ergebnisse berechnen und damit klären, ob der vorgesehene Trafo meine Erwartungen erfüllen wird…. Ohne entsprechende Angaben seitens der Hersteller kann ich eigentlich mit all diesen Berechnungen nichts anfangen.

Dass hier wieder Klangbeschreibungen eingefügt werden, macht erstmals Sinn. Hier geht es darum, dass unser Gehör (Ohr und Gehirn zusammen) „fehlende“ Grundtöne rekonstruiert, dass es also Töne hört, die gar nicht vorhanden sind. Bei einem Bass wird durch die Verzerrung somit dieser Bass verstärkt wahr genommen. Das ist etwas, das schon lange bekannt ist und das bisweilen auch bei Lautsprechern eingesetzt wird. Lautsprecher verzerren nämlich auch bei tiefen Frequenzen deutlich stärker (besonders kleine Chassis) und können so einen Bass vortäuschen, den sie gar nicht mehr übertragen.
Betrachtet man das ganze aber rein im Hinblick auf unverfälschte Wiedergabe, so haben derartige Verzerrungen eigentlich nichts zu suchen. Wenn der Bass kräftiger werden soll, kann man dies auf andere Weise erzielen und zwar so, dass man die Bassbetonung mehr oder weniger aktiviert. Man ist folglich nicht auf die dauernde Bassbetonung angewiesen, wie sie als Folge der Verzerrungen entsteht.

Ab hier wird es etwas interessanter, denn es werden verschiedene Sonderformen von Ausgangstrafos erwähnt, solche, welche Ultralinear auch mit Röhren erlauben, welche eine deutlich geringere Schirmgitterspannung vertragen als die Anodenspannung ist.
Es wird aber auch eine Triodenschaltung mit der 300B vorgestellt, bei welcher mit „hauseigenen Berechnungen“ eine Kennlinienschar erstellt wird. Diese könnte einen glauben machen, es ergebe sich ein guter Eintaktverstärker. Nimmt man aber das Original-Datenblatt zu Hilfe http://frank.pocnet.net/sheets/084/3/300B.pdf
Und zeichnet da die angegebenen Werte ein, dann kommt man auf eine Ausgangsleistung von gerade mal 9.66W bei einem Klirr von 9,67%. Damit unterscheidet sich dies deutlich von dem, was da aus den errechneten Kennlinien zu lesen wäre. Die Praxis zeigt die Wirklichkeit, das Berechnete (weil nicht alle Faktoren richtig berücksichtigt wurden) aber etwas, das sich nicht umsetzen lässt.

Weiter werden Trafos vorgestellt, welche eine (oder besser zwei) gesonderte Wicklung für eine Katodengegenkopplung aufweisen.
Die Krux an dieser Sache ist, dass im Normalfall , wenn die Katode eine Wechselspannung bekommt, die Anoden- und Schirmgitterspannung mit verändert wird, denn diese beziehen sich ja immer auf die Katode. Um dies zu verhindern könnte man die Schirmgitter-Wicklung ebenfalls getrennt ausführen und so mit der Katodenwicklung „verheiraten“, dass diese Spannungsänderung kompensiert wird.
Die Katoden-Gegenkopplung hat aber noch einen Aspekt: Wir müssen einer Endröhre schon eine recht erhebliche Gitter-Wechselspannung zuführen (üblicherweise als SS-Spannung das Zweifache der negativen Gittervorspannung). Haben wir nun noch eine Wechselspannung an der Katode, muss diese ebenfalls ausgeglichen werden. Das muss die Treiber- oder Phaseninverterröhre erst mal leisten können. Und da wird es mit den vom Verfasser eingesetzten Röhren nachweislich knapp!

Eine weitere vorgestellte Schaltung ist einer PPP vergleichbar. Es handelt sich um die „Unity Coupled“ nach McIntosh.
Bei PPP sind die Endröhren „antiparallel“, sodass eine Gegentaktschaltung möglich wird. Dabei sinkt die Lastimpedanz auf einen Viertel dessen, was eine normale Gegentaktendstufe benötigt. Und die Röhren arbeiten halb als Katodenfolger, halb als Katodenbasis.
Letzteres gilt auch für jene Schaltung, welche hier vorgestellt wird, allerdings nicht im Detail. Und hier ist bei einer angenommenen Ausgangs-Wechselspannung von etwa 550V eine Ansteuerspannung pro Röhre von U Out/2 + Ugk = ca. 250V eff. Nötig. Das kann mit den meisten hier vorgestellten Schaltungen nicht geliefert werden. Entweder braucht es da eine kleine Endpentode oder eine Bootstrapschaltung. Und beides ist nicht ganz so einfach. Der Vorteil der Schaltung wäre, dass durch die Gegenkopplung über die Katode von 50% der Ri und auch der Klirr klein würde (bei entsprechend grossem Dämpfungsfaktor). Es wäre also kaum eine weitere Gegenkopplung nötig und wenn man als Treiberstufe z.B. eine PCL84 einsetzen würde, könnte man mit Triode und Pentode, lokal gegengekoppelt, die nötige Wechselspannung sehr klirrarm erzeugen. Dann würde auch eine EF86 in Triodenschaltung und eine ECC83 in Differenzschaltung als Phaseninverter ausreichen.

Ab hier geht es so angsam an konkrete Bauvorschläge, denn die Firma des Verfassers stellt (zumindest zum Zeitpunkt der Buch-Veröffentlichung) die Geräte als Bausätze her.
Dass kräftige, wärme erzeugende Endröhren nicht auf Prints gehören ist eine Weisheit seit Zeiten der ersten Farbfernseher. Also würde ich nicht solche Prints einsetzen. Aber wer sich nicht scheut, nach einigen Jahren halt einen Print auszulöten und separate Röhrenfassungen für die Endröhren (mit Anschlussdrähten) einzubauen, der soll das tun.

Bei den vorgestellten Bausätzen handelt es sich grösstenteils um Ultralinearschaltungen mit unterschiedlichen Leistungen. Und dies (mit einer Ausnahme) ohne eine weitere Gegenkopplung. Entsprechend bescheiden fällt jeweils der Dämpfungsfaktor aus, der Wert 10 wird nirgends erreicht und damit ist er ungenügend!
Dass teils phantastische Frequenzgänge zu sehen sind (mit rein ohmscher Last, was praxisfremd ist) mag ja beeindrucken. Nur ist dies nicht bei Nennleistung gemessen, sondern weit tiefer. Die Leistungsbandbreite ist also nicht wirklich besser (zumindest im Bass) als üblich. Und dies bei einem eher hohen Klirr von einigen Prozenten (ohne Frequenmzangabe!). Hier von High-End zu sprechen, wie dies der Buchtitel vorgibt ist schon etwas „an den Haaren herbeigezogen“.

Neben den Ultralinearschaltungen sind auch solche mit Trioden vorgestellt, etwa ist ein Verstärker mit einer 6AS7. Da wird (aufgrund wovon?) von einer Leistung von 7W geschrieben. Nehme ich nun die maximale SS-Spannung (2*(385 – 140) = 490V und rechne davon die Minimalspannung bei Ug 0V ab (2 * 30V) macht eine maximal mögliche SS-Anodenspannung von 430V. Und dies an einem Zaa von 8k, macht einen SS-Strom von (430 / 8000 = 0.05375). Das ergäbe eine SS-Leistung von 23.1125W. Die Effektivleistung ist nun 2*Wurzel 2 (aus der SS-Spannung) mal 2 *Wurzel 2 (aus dem SS-Strom) kleiner als die SS-Leistung. Also muss ich die 23.1125 durch 8 teilen und das ergibt eine Leistung von 2.889W.
Und zeichne ich im Kennlinienfeld die Anodenspannungen ein, die an einer Röhre entstehen wenn ich die Gitterspannung jeweils um 20V verändere, so ist bei einer Gitterspannung zwischen Null und -20V die Anodenspannungsänderung (an den 8k Zaa) 42V, bei einer Gitteränderung zwischen 100 und 120V aber nur 28V. Das ist nichts anderes als Klirr in der Grössenordnung von 6% bei besagten knapp 3W und es ist die Bestätigung dafür, dass sich die meisten Netzgeräte-Längsröhren nicht für Audioverstärker eignen!

Würde ich (pro Röhre) eine Anodenspannung von 100V und einen Anodenstrom von 125mA einsetzen, dann bekäme ich (200V SS mal 250mA SS /8) eine Leistung von 6.25W. Und selbst das ist unrealistisch, weil ich da die minimal nötige Anodenspannung nicht berücksichtigt habe.
Und würde ich den Ruhestrom auf 19mA festlegen, die Gittervorspannung fest einstellen und Ua auf 250V beziffern, bekäme ich in Klasse B eine Leistung von 16.3W, aber der Klirr würde entsprechend und die Gitterwechselspannung würde auf 280V SS zunehmen, was mit einer Ansteuerung mit den gewählten Röhren nicht möglich ist.

Wenn ich hier eine Zusammenfassung einstelle, so ergibt sich folgendes Bild:

Das Buch liefert einige gute Ideen, wie man eine Verstärkerschaltung konzipieren könnte, nämlich das Thema Katodengegenkopplung und Unity Coupled (oder PPP ohne Bootstrap). Nur fehlen dabei die praktischen Umsetzungen. Die Katodyn-Phaseninverterschaltung mag gerade noch knapp für eine Ultralinear in Klasse AB genügen, bei höheren Leistungen und der erwähnten Katodengegenkopplung ist aber eine Gitterwechselspannung verlangt, welche diese Schaltung nicht mehr liefert. Und wenn schon Differenzstufen zum Einsatz kommen, könnte man die Treiberstufe mit 6SN7 bestücken, denn diese sind für Spannungen bis 400V (Kaltspannungen noch höher) zugelassen und wären knapp in der Lage, die geforderte Gitterspannung zu liefern. Oder es wären PCL84 nötig, allenfalls mit Boottstrap.

Neben diesen guten Ideen sind Hinweise zum Schaltungs-Aufbau vorhanden. Diese sind aber einerseits über das Buch verteilt, sodass man sie zusammen suchen muss und sie sind nicht immer relevant. Oder anders gesagt: Einiges der Aufbau-Hinweise macht Sinn, anderes sicher nicht. Wenn ich lese, dass es in einem Chassis durch die Wirbelströme zu Brummeinstreuungen kommen soll (was auf Drähte und Leiterbahnen noch vermehrt der Fall ist) und dass daher auf Metallchassis verzichtet werden sollte, so ist dies Unsinn. Gerade durhc die abschirmende Wirkung gegen statische Einstreuungen hilft ein Metallchassis. Und wenn ich mir eine industriell gefertigte Konstruktion ansehe, dann kommt dann Kunststoff zum Einsatz, wenn man damit Zeit und Geld sparen kann. An den empfindlichen Stellen werden dann aber separate Abschirmbleche eingesetzt.
Die Aufbau-Hinweise sind also mit gewisser Vorsicht zu geniessen.

Dann gibt es noch drei erwähnenswerte Bereiche, etwa die Werbung für die Ausgangstrafos. Sicher ist der Ringkern das „Beinah-Ideal“, abhängig vom Kernmaterial. Ob ein Schnittbandkern so viel schlechter ist, steht auf einem anderen Blatt. Und wenn die supermaximalen Daten bei einem 100W Verstärker nur bei wenigen Watt erreicht werden, so sind diese Highlights kaum erwähnenswert. Ich brauche also in den Aufbau-Hinweisen keine Drahtfarben, die suche ich mir im konkreten Fall schon zusammen.
Ob ich also für eine Werbeschrift Geld ausgeben will ist fraglich.

Der zweite Bereich ist einmal die fehlerhafte und zum Zweiten überbordende Berechnungswut. Wenn schon nur rudimentär mit den Daten umgegangen wird (Berechnung der Röhrenkennlinien mit extremer Fehlerquote im Bereich kleiner Ströme) oder die teils unkonstanten Röhrendaten als konstant betrachtet werden oder der Klirr bei Fehlanpassung nicht gewichtet wird, sondern lediglich die Leistungseinbusse, dann frage ich mich, was ich von dem Wust an Berechnungen überhaupt brauchen kann. Und wenn ich dann noch bedenke, dass viele Daten, gerade im Bereich Ausgangstrafos, nicht bei jedem Hersteller zur Verfügung stehen, dann wird diese übertriebene Berechnungswut doch wirklich fraglich.

Bleibt zum Schluss noch das Geschwurbel um den Klang. Wenn Lautsprecherkabel mit getestet werden oder ein Klangunterschied zwischen Kohle- und Metallfilmwiderständen gehört wird (notabene bei Endstufen, bei denen das etwas höhere Rauschen eines Kohlewiderstandes nicht auffällt) oder auch bei Koppelkondensatoren, wenn zusätzlich Schwingschutzwiderstände verbaut werden (vom Ri der Quellen-Röhre zu schweigen), dann halte ich von solcher Literatur genau gleich viel wie von einem F(L)achblatt. Was da drin steht kann man (das interessante und fachlich belegte) im Forum oder bei Wikipedia nachlesen. Und das Geschwurbel und andere Ungereimtheiten muss man sich ja eh nicht antun.
audioproyect
Neuling
#2 erstellt: 25. Mrz 2014, 09:28
:-)
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