Röhrenverstärker - Facharbeit!

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michi1106
Stammgast

#1 erstellt: 08. Jan 2010, 16:26

Hallo liebes Forum, ich sitze jetzt schon einige Zeit an meiner Facharbeit über NF-Röhrenverstärker und habe noch einige Fragen.

Zunächst mein Schaltungsentwurf:

Zum Einsatz kommen eine EC92 (ich hoffe die geht!) und eine EL84.

Ich komme trotz zwei Fachbüchern (die leider kaum Bezug zum Leser bzw. Einsteiger bieten) nicht darauf, wie ich den Arbeitswiderstand R3 berechnen soll! Ich habe zu beiden Röhren das Ia-Ua-Diagramm; weiß aber nicht, wie ich nun weitermachen soll. Die Widerstandsgerade würde ich einzeichnen, wenn ich wüsste, welche Punkte ich für Ia(max) und Ua(max) einzeichnen müsste - die bei Betriebsspannung, oder die Maximalwerte (wobei ich hier in keinem Datenblatt einen Maximalwert für Ia finde)... ? Wenn ich das wüsste, müsste ich theoretisch nur noch den Punkt auf der Widerstandsgerade in der Mitte zwische Ug=0V und dem Schnittpunkt mit der Ua-Achse suchen und den Widerstand mit R=U/I ausrechnen? In den beiden Diagrammen habe ich nun einfach für Umax meine 250V Betriebsspannung und für den I-Wert Ia genommen... und für den Arbeitspunkt halt jeweils die Hälfte. Stimmt wahrscheinlich nicht, hab ich das Gefühl.

Kann ich einen Ausgangsübertrager verwenden, der bereits in einem Radio mit einer EL84 als Endröhre verbaut war, ohne auf den Arbeitswiderstand für die EL84 zu schauen?

Welchen Widerstand sollte das Potentiometer am Eingang haben, und wie groß R5 sein? Ich schätze mal, so etwa dass 10 bis 20 Volt daran abfallen sollten?

Ich habe bereits einiges ausgerechnet, stimmen die Werte?

Rg = 500kOhm
C1 = 16 nF
R3 = 25 kOhm
C2 = 20 yF (besser 2000 yF?)
Rg2 = 500 kOhm
C3 = 16 nF
R1 = 400 Ohm
(...)

Und aus meinem Röhrennetztrafo kommen 280 Volt AC. Wie komme ich auf meine gewünschten 250 Volt nach dem Gleichrichter? (hab das netzteil noch nicht berechnet)

Würde mir echt weiterhelfen, wenn mir jemand ein paar Fragen beantworten könnte!

Danke schon mal im Voraus und ein schönes hoffentlich weniger arbeitsintensives Wochenende als ich es habe!

[Beitrag von michi1106 am 08. Jan 2010, 16:28 bearbeitet]

TheByte
Stammgast

#2 erstellt: 08. Jan 2010, 16:41

Hi,

zu deinen Berechnungen sag ich erstmal nichts,
aber zu dem Trafo:

Du benötigst 250 Volt=, hast aber einen 280V~ Trafo?
Das bedeutet, dass du nach dem Gleichrichter etwa 150V
zu viel hast.
Die könntest du in der Siebkette vernichten.
Das sorgt garantiert für brummfreies Hörvergnügen

ist aber nicht unbedingt "State of the art".
Woher ist denn der Trafo?

Zu dem Poti: ein 47k wird es schon tun

(wobei ich hier in keinem Datenblatt einen Maximalwert für Ia finde

Wirklich nicht? In meinen steht sowas drin

DAnn orientier dich doch an den Typischen Werten.
Die sind 101%ig drin

Ich hoffe, geholfen zu haben.

mfG

[Beitrag von TheByte am 08. Jan 2010, 16:50 bearbeitet]

krachkiste
Stammgast

#3 erstellt: 08. Jan 2010, 19:01

Dazu könnte ich folgendes Buch empfehlen:
Martin Kulp - Elektronenröhren und ihre Schaltungen

Das Buch erklärt ziemlich gut wie das Alles(!) funktioniert mit den Röhren.

Unter Anderem eben auch, wie man die Arbeitspunkte Dimensioniert und einstellt und warum.

Frage:

- Wie kommst du auf 280V?
Angeschlossen und im Leerlauf gemessen? Aufdruck abgelesen? ...

- Warum EC92? (du hast eine davon rumliegen, stimmts

)

- Wann übersteuert die Eingangsstufe?
- Wann übersteuert die Endstufe?

- Welcher Eingangspegel soll den Verstärker maximal aussteuern?

PS:
Die maximale(n) Nutzleistung(en) bekommst du aus einer (End-)Röhre, wenn die Ausgangskennlinie(Ua,Ia) der Röhre bei maximaler auftretender Gitterspannung (meist 0V) im Schnittpunkt mit der Lastgerade betragsmäßig die gleiche Steigung (Ableitung) aufweist, wie die Lastgerade selbst.

Das so genau eingestellt zu bekommen ist natürlich nicht wirklich realistisch, aber es gibt einen guten Hinweis, wie die Lastkennlinie bei einer Leistungsröhre grob verlaufen sollte, und damit auch wie der Ausgangsübertrager zu dimensionieren ist.

PPS:
Der Ausgangsübertrager hat einen (im Verhältnis vernachlässigbar) kleinen DC Widerstand, aber einen großen AC-Widerstand, der seinerseits vom angehängten Lautsprecher (4 Ohm, 8 Ohm, etc) und vom Übertragungsfaktor des Ausgangsübertragers abhängt.

PPPS:
Warum ist Rs im negativen Zweig? Geht zwar genauso, wenn man weiß was man tut, aber so ganz üblich ist das meines Wissens nicht. Es sollte also einen guten Grund geben das so zu machen

[Beitrag von krachkiste am 08. Jan 2010, 19:18 bearbeitet]

michi1106
Stammgast

#4 erstellt: 08. Jan 2010, 20:05

Woher ist denn der Trafo?

Der ist ebenfalls aus einem alten Radio, welches eine EL84 und den mir verfügbaren Übertrager, jedoch noch eine EABC80 als Vorverstärker hatte.
Ich messe 280 Volt Leerlaufspannung vor dem Brückengleichrichter, danach wie du richtig geschrieben hast, bekomme ich hübsche 380 Volt wenn der Elko geladen ist...

Wie bekomme ich das mit der Siebkette hin? Werde mal schauen müssen, wie man diese dimensionieren muss.

Warum EC92? (du hast eine davon rumliegen, stimmts)

Jop genau. Und noch einige andere Röhren, ECC81 (ist ja dasselbe), ECC84, ECC85, EF .... und viele mehr, ein paar EABC80 und eine ECL86. Leider keine ECC83. Aber die EC92 sollte doch funktionieren? Wollte für meine FA keine Röhre benutzen, bei der dann die hälfte der Systeme nicht benutzt wird.

- Wann übersteuert die Eingangsstufe?
- Wann übersteuert die Endstufe?

Ich fürchte, ich komme auf Glatteis. Ich habe noch keinen Aufbau, befinde mich in der Theorie. Dachte, es würde hinhauen, wenn meine Berechnungen stimmen und ich das Teil dann baue. Wie misst man so etwas?

- Welcher Eingangspegel soll den Verstärker maximal aussteuern?

Dabei soll's sich um gebräuchliche MP3-Player oder CD-Spieler (Line-/Aux-Geräte eben) handeln (keine Mikrofone). Der Verstärker sollte halt eine akzeptable Lautstärke hinbringen, um das Ding für die FA demonstrieren zu können. Hochleistung und perfekte Anpassung sind nicht nötig, denke ich.

Warum ist Rs im negativen Zweig?

Puh, das habe ich in einer Schaltung im Internet so gesehen. Damit muss ich mich sehr bald noch befassen.

Wirklich nicht? In meinen steht sowas drin

(Maximaler Anodenstrom) In meinen, bzw. denen aus dem Internet, nicht. Oder sagt blos, dass Ia der maximale Strom ist? In dem Fall wäre er für die EC92 10 mA und die EL84 49 mA und die Berechnungen in den beiden Diagrammen wären richtig?

Danke schon mal für die AW!

krachkiste
Stammgast

#5 erstellt: 08. Jan 2010, 23:42

Also ECC81 und ECC85 würden auch gehen.
ECC83 natürlich = 12AX7 = in etwa 5751

EC86, EF86 wären noch etwas.
ECC88 natürlich auch.

Die Doppelsysteme könnte man auch parallelschalten (Anodenströme verdoppeln). Gibts manchmal in alten Gitarren Amps. Die beiden Gitter und Anoden werden dabei zusammengeschalten. Ob das mit den Kathoden auch so einfach geschieht müsstest du recherchieren...

MP3-Player oder CD-Spieler ist ein großer Unterschied!

CD-Spieler (keine Disc-Mans) liefern meist Studio-Pegel (etwa +4dBu) meiner Liefert z.B. 5.5Vpp

MP3-Player dagegen sind meist eher schwach auf der Brust und liefern eher "Consumer"-Pegel -10dBu, etwas mehr vielleicht.

Der Verstärker müsste also an die schwächste zu erwartende Quelle angepasst sein (Vollaussteuerung), da der Pegel ja über ein Eingangspoti reduziert werden kann, aber nicht erhöht.

---

Welche Ströme die Röhre liefern kann ist direkt im Ua,Ia Ausgangskennlinienfeld der betrefenden Röhre zu sehen.

Bertl100
Inventar

#6 erstellt: 09. Jan 2010, 01:47

Hallo Michi,

bei der EL84 funktioniert das so mit der Lastkennlinie nicht.
Üblicherweise liegt an der Anode in Ruhe fast die Betriebspannung Ub an. Die Spannung kann zwischen der Restspannung der EL84 (Größenordnung 20V) und 2x Ub - 20V (also ca. 500V) schwanken.
Dafür sorgt die Primärinduktivität des Übertragers.

Generell möchte ich mal ein Lob aussprechen, dass Du Dir ein so schönes Thema ausgesucht hast, und - wie ich finde - auch recht schön an das Thema herangehst!

Ich denke, es werden sich noch mehr Leute melden hier, die sich besser im Detail mit dem Schaltungsentwurf von Röhrenendstufen auskennen als ich!

Gruß
Bernhard

SteffDA
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 09. Jan 2010, 15:56

Also, wenn ich mir die Diagramme anschaue, dann sind doch 380V als Ua locker drin. Wenn du dann noch zwischen 15 und 20 mA Anodenstrom nimmst, kommst du auch gut in den linearen Kennlinienbereich.

Grüße
Steffen

michi1106
Stammgast

#8 erstellt: 09. Jan 2010, 16:02

bei der EL84 funktioniert das so mit der Lastkennlinie nicht.
Üblicherweise liegt an der Anode in Ruhe fast die Betriebspannung Ub an. Die Spannung kann zwischen der Restspannung der EL84 (Größenordnung 20V) und 2x Ub - 20V (also ca. 500V) schwanken.

Das heißt, ich soll für Umax einen Wert von ca. 500V eintragen; der Wert von Ia stimmt mit 49mA, und dann die Gerade zeichnen?

Wie auch immer, ich werde jetzt mal ein paar Teile für einen ersten Versuchsaufbau bestellen. Ich bin mit meinen Berechnungen fertig, und habe im Internet eine Schaltung mit EC92 und EL84 gefunden, bei der die Werte der Bauteile recht ähnlich sind.

Danke für das Lob, mich hat halt der Klang und die Optik, das ganze Ambiente von den alten Kästen schon immer begeistert. Habe auch 2 sehr schöne Modelle im Zimmer, die mich 4kanälig beschallen (ein Philips Luxusmodell von '64 und eine SABA Musiktruhe '54). Habe auch vor kurzem meinen Eltern im Esszimmer ein kleines Röhrenradio verpasst, welches ich zuvor repariert hatte (da waren aber nur Kondensatoren auszutauschen). Geht viel besser als der JVC Plastikkoffer mit CD und hört sich toll an. Vielleicht mache ich ja nach der FA auf dem Gebiet Röhren weiter und baue mir einen ordentlichen Verstärker, wenn ich einmal geschafft habe, mir aus dem Wirrwarr konkretes Grundlagenwissen anzueignen

Um was ich noch bitten würde, wenn es jemand weiß:

Wie kann ich so eine Siebkette berechnen, ich finde im Internet nichts konkretes. Von meinen 360 Volt nach dem Gleichrichter möchte ich doch gerne auf 250 Volt kommen.
Irgendwo stehen ein paar Bruchstücke von Formeln, doch damit weiß ich nichts anzufangen...

Und was mache ich mit R5? Wie kriege ich da den Wert heraus?

#edit:

Also, wenn ich mir die Diagramme anschaue, dann sind doch 380V als Ua locker drin. Wenn du dann noch zwischen 15 und 20 mA Anodenstrom nimmst, kommst du auch gut in den linearen Kennlinienbereich.

Ich steh auf der Leitung

Wie kommst du für Ua auf 380 V? Und wieso zwischen 15 und 20 mA? Der Wert für Ia ist doch 49mA...

MfG

[Beitrag von michi1106 am 09. Jan 2010, 16:12 bearbeitet]

SteffDA
Ist häufiger hier

#9 erstellt: 09. Jan 2010, 16:31

Ups, sorry, hab ins erste Diagramm geschaut.
Ich meinte die Punkte

Va = 0; Ia = 15...20mA
Va = 380V;Ia = 0

Bertl100
Inventar

#10 erstellt: 09. Jan 2010, 16:32

Hallo,

Wie kann ich so eine Siebkette berechnen, ich finde im Internet nichts konkretes. Von meinen 360 Volt nach dem Gleichrichter möchte ich doch gerne auf 250 Volt kommen.

An R5 sollen 110V abfallen.
Jetzt brauchst du die Anoden- und Schirmgitterströme von EC92 und EL84.
Wenn das z.b. 50mA wären (alles zusammen), dann ergibt sich für R5= 110V/50mA = 2.2kOhm. Für die Elkos dürften je 47µF reichen. Besser 100µF.
Der 2.2kOhm Widerstand muß dann dauerhaft (110V)²/2.2kOhm = 5.5W aushalten. Also mindestens 10W Widerstand wählen, damit er nicht ganz so glüht!

Gruß
Bernhard

Edit: ich seh grade, dass ich Rs gemeint habe. Sieht ja fast aus wie R5 :-)
Für R5 gibt es wohl keine Formel. Ich kenne da Werte um 100Ohm.

[Beitrag von Bertl100 am 09. Jan 2010, 16:33 bearbeitet]

michi1106
Stammgast

#11 erstellt: 10. Jan 2010, 20:34

An R5 sollen 110V abfallen.
Jetzt brauchst du die Anoden- und Schirmgitterströme von EC92 und EL84.

Da hast du zwar recht. Aber unter Last bricht ja die Spannung zusammen, und ich komme unter 250 Volt.

Ein Freund hat mir nun weitergeholfen: Wir haben (aus 2 Glühbirnen) einen Testverbraucher von ca. 15 Watt gebaut, bei dessen Betrieb die Spannung von 360 auf 300 fiel. Die beiden Röhren brauchen miteinander auch etwa 15 Watt. Daher noch einen Widerstand für 50V und die 59 mA Gesamtstrom einbauen, der dann noch ca. 3 Watt leisten muss, ich hab' jetzt einen mit 9 Watt genommen... bzw. bestellt.