Dampfradioforum

Hallo zusammen,

ich habe in letzter Zeit etwas getüftelt und mich von Grund auf in die Röhrentechnik eingelesen.

Nach einigen Wochen scheitern mit vielen Schaltung habe ich jetzt langsam den Dreh raus und habe meine ersten funktionierenden Schaltungen gebaut.
Der Schaltplan befindet sich im Anhang. Klar, die Schaltung ist nicht bis aufs letzte ausgereift und sicherlich verbesserungswürdig. Auch der AÜ ist mit seinen 7kOhm nicht optimal. Dafür funktioniert aber alles erstaunlich gut.


Einige Dinge sind mir jedoch noch etwas unklar:

Wenn ich die Anodenspannung zuschalte, springt diese auf ca. 150V und steigt dann ganz langsam bis 200V. Dabei steigt logischerweise auch die Lautstärke so langsam an. Das ganze dauert ungefähr 1 Minute, bis die volle Spannung und Lautstärke erreicht ist.

Woran kann das liegen? Die Röhren heize ich immer reichlich vor und wirklich große Kondensatoren sind ja auch nicht verbaut in der Schaltung.


Zweite Sache:

Im Betrieb ist ein leichtes Brummen im Hintergrund zu vernehmen. Dieses verschwindet, sobald ich beispielsweise die Masse, also Erde vom Oszilloskop mit der Masse also dem Minus der Schaltung verbinde.

Wie ist denn da der technische Hintergrund? Lässt sich das Brummen auch ohne Anschluss einer Erde beheben?

Viele Grüße und schönes Feiertagswochenende,
Jakob

Hallo Jakob,

so schlecht ist der Anfang gar nicht. Mir ist bis jetzt folgendes aufgefallen:

Das Gitter von Rö2A (Inverterstufe) hat keinen Gleichstrompfad zu einem Potential ("schwebend"), damit ist der Arbeitspunkt von Rö2A undefiniert.

Der Minusanschluss von C5 (an der Versorgung) muss mit GNDD verbunden werden.

Die Kapazität von C1, C2 und C3 ist etwa Faktor 1000 zu groß.
C1 * R17 = C2 * R19 = 32 s (untere Grenzfrequenz: 0,005 Hz).
Bis C1 und C2 geladen sind, sind Rö3A und Rö4A vollständig eingeschaltet und werden sehr viel Strom aufnehmen. Erst nach ca. 1 Minute sind die Arbeitspunkte annähernd erreicht.
Das ist vermutlich der Grund für die lange Zeit bis zu Bereitschaft.

Weniger wichtig:
Die beiden Eingänge würde ich über Widerstände zusammenschalten, z. B. jedem Eingang einen eigenen "R1" gönnen.

Bernhard

....ergänzend dazu und zugleich ne Frage, woher bekommen die beiden Anoden der PL84 ihre Anodenspannung ?
R5 und R9 würde ich jeweils aufteilen und dazwischen würde ich eine Kapazität mit jeweils 68nF/ mind 400 V zur Masse löten, zwecks Brummminimierung.

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M. f. G.
fritz


- Es ist keine Schande, nichts zu wissen, wohl aber, nichts lernen zu wollen

Stimmt, das ist mir nicht gleich aufgefallen. Hier fehlt die Verbindung von T1 zum Übertrager.


Bei R5 ist das okay, reduziert nur die Verstärkung ein wenig.
Bei R9 würde ich das nicht machen, denn die Bedingung R9 = R14 muss erfüllt sein, damit beide Halbwellen mit dem gleichen Faktor verstärkt werden.

Bernhard

Hallo Bernhard,
mit dem aufteilen der Widerstände meine ich, das jeweils der Gesamtwiderstand von R5 und R9 durch 2 geteilt wird um zwischen den beiden Widerständen dann den Sieb C zur Masse zu positionieren.

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M. f. G.
fritz


- Es ist keine Schande, nichts zu wissen, wohl aber, nichts lernen zu wollen

Hallo Jakob,

eigentlich ist es ein Wunder, dass deine Schaltung -gemäss dem angegebenen Schaltbild- überhaupt arbeitet. Denn das Gitter der Phasenumkehr (Rö1A) hängt frei in der Luft. Wenn die angefragte Anoden-Spannung an Rö1A etwa auf der halben Betriebsspnnung liegt, kannst du das Gitter von Rö2A direkt mit der Anode von Rö1A verbinden. Andernfalls kannst du durch Anpassen von R4 die Anoden-Spannung Rö1A auf ca. 1/3 Ub einpegeln.
Weiterhin sind deine Koppelkondesatoren erheblich zu üppig dimensioniert. Wenn du da 47µF und 100µF verwendet hast ergeben sich derart riesige Zeitkonstanten, dass das Gerät längere Zeit benötigt um sich auf die beabsichtigten Arbeitspunkte einzustellen. Wenn du für die Koppelkondensatoren an Stelle von µF auf nF einsetzt könnte dabei etwas vernünftiges herauskommen.
Nachdem ich eine Pause eingelegt hatte, sehe ich dass bereits einige Punkte beantwortet sind.
Trotzdem hier noch mein Bild:

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...und glüht auch die Anode rot, ist die Röhre noch nicht tot.

Mit freundlichen Grüßen, Peter R.

Hallo zusammen, vielen Dank für die Auswertung.

Die Verbindung vom Übertrager zur Betriebsspannung habe ich vergessen einzuzeichnen, diese ist aber in echt vorhanden.

Der Gitterwiderstand bei Rö2 fehlt tatsächlich.

Danke auch für den Hinweis mit den Kondensatoren. Mir war nicht bewusst, dass dadurch so eine lange Zeit besteht, bis die Röhren ihren ihren Arbeitspunkt erreichen. Ich dachte, es kommt einzig und allein auf die untere Grenzfrequenz an und dementsprechend - je größerer desto besser. Wieder was dazu gelernt!

Ich werde die Schaltung einmal korrigieren und dann berichten.

Grüße, Jakob

Moin,
ausserdem haben Elkos als Koppelkondensatoren in Roehrenverstaerkern einen erheblichen Nachteil.
Sie sind nicht "dicht". Es fliesst immer ein Reststrom, der von Kapazitaet, Hoehe der Spannung ueber dem Kondensator und dem Zustand des Kondensators abhaengig ist.
Der Strom ist zwar klein, aber durchaus stoerend (aus dem Grund tauscht man auch die "nassen" Papierkondensatoren in Dampfradios).
Durch den hochohmigen Gitterkreis kann der Reststrom der Elkos die Spannung an den Steuergittern mehr oder weniger stark verschieben, was zu einer Aenderung des Arbeitspunktes der Roehre fuehrt. In der Regel zu hoeheren Anodenstroemen, was sich womoeglich auch an dem seltsamen Verhalten der Anodenspannung nach dem Einschalten aeussert. Die Elkos haben zunaechst noch einen grossen Reststrom, die Roehren ziehen zuviel Strom, bis sich der Zustand einigermassen normalisiert.
Daher sind die Koppelkondensatoren zuverlaessig isolierende Kunstfolienkondensatoren.
Der Hinweis zur Dimensionierung ist korrekt, statt µF nF und es passt.
Der fehlende Gitterableitwiderstand an Ro 2A ist mit 1M zu waehlen, Koppelkondensator C4 47nF.

Die Groesse des Koppelkondensators bestimmt die untere Grenzfrequenz. Sie sollte nicht unnoetig tief liegen, eine Oktave unter der Grenzfrequenz des Ausgangsuebertragers ist ganz gut.
Wenn der Koppelkondensator zu gross ist, faengt man sich eine andere Erscheinung ein: Bei Uebersteuerung arbeitet die Gitter-Katodenstrecke der nachfolgenden Roehre als Gleichrichter und der Kondensator laedt sich auf. Die Polaritaet liegt so, dass die Roehre gesperrt wird, sie arbeitet fuer eine gewisse Zeit nicht mehr, bis sich der C ueber den Gitterableitwiderstand entladen hat. Je groesser die Zeitkonstante, desto groesser auch die "Totzeit".

Bei Transistorverstaerkern liegen die Verhaeltnisse anders, alles ist niederohmiger und ausserdem werden Transistoren mit Stroemen und nicht Spannungen gesteuert. Daher sind hier die entsprechenden Kondensatoren im Wert groesser.

In die Leitung von C1 nach R5/R9 ein Siebglied 10k und 4,7-10µF schalten, um Restbrumm der Anodenspannung von der Eingangs- und Phasenumkehrroehre fernzuhalten.
Wichtig auch: Der Heizkreis muss Massebezug haben und darf nicht "in der Luft haengen".

Der Phasenumkehrroehre fehlt der Katodenwiderstand. Er verbindet die Katode mit dem Knoten C2/R14. Wert siehe unten, parallel dazu 22- 47µ. Ueber dem Katodenwiderstand sollten 1,5-2V stehen. An diesen Knoten wird auch der Gitterableitwiderstand angeschlossen.

Fuer die PC86 werden keine Einstellwerte als NF-Triode angegeben, sie ist eine Roehre fuer selbstschwingende Mischtufen in TV-Geraeten (UHF-Mischer). Man muss da mit dem Anodenstrom etwas experimentieren, um zu sehen, wo sie vernuenftig arbeitet.
Fuer Ua 175V, Ug -1,5V werden 12mA angegeben, was fuer eine NF-Triode happig waere, die laeuft normalerweise mit 1/10 dieses Stromes.

Der fuer die Eingangsroehre angegebene Katodenwiderstand von 150 Ohm passt schon ganz gut fuer einen Strom von 12mA, aber der wird mit einem Anodenwiderstand von 220k nicht erreicht. Mit diesen Widerstandswerten kann das System nicht korrekt arbeiten, da muss man experimentieren und dann auch die Werte entsprechend fuer die Phasenumkehr uebernehmen. Am besten erstmal: Herausfinden, ob die Roehre mit 2mA gut ans arbeiten zu bekommen ist.

73
Peter

Hallo zusammen, ich habe nun die Schaltung etwas angepasst. Und vorab, auch die Kennzeichnung der Widerstände und Kondensatoren geändert, damit das ganze nichtmehr so wild durcheinander ist.

Danke Peter auch für deine Nachricht, diese konnte ich in dieser Schaltung jetzt noch nicht berücksichtigen und werde ich morgen genauer unter die Lupe nehmen.

Bei der Kanalzusammenführung habe ich zwei 1kOhm Widerstände eingesetzt. Welchen Zweck haben diese denn überhaupt?

Ich konnte nicht überall als Koppelkondensatoren 1/1000 von meinen vorherigen Werten nehmen, daher hab ich das genommen was da war.
Und siehe da, die lange Einschaltzeit ist fort und alles läuft sofort an.

Den Gitterwiderstand für die Phasenumkerstufe habe ich einfach mal mit 470kOhm gewählt. Woran mache ich denn diesen Wert fest?

Auch das Brummen wurde durch die Siebung an den Anoden der Trioden etwas besser.

Wozu muss denn der Heizkreis ein gemeinsames Minus mit der Schaltung haben?

Grüße, Jakob

PS: Ich hoffe es ist nicht zu verwirrend, das ich die Bauteilkennzeichnungen angepasst habe.

Hallo Jakob,
leider sehe ich weitere Fehler in der neuen Schaltung, so ist der R6 hinter C2 und vor dem Steuergitter zu zeichnen.
C5 und C6 sind überdimensioniert, hier sollte die hälfte der Kapazität genügen.
R1+R2 entkoppeln ein Stereosignal, das sonst kurzgeschlossen wäre.
Den R10 würde ich mittels eines 47µ/mind.25V überbrücken....bringt wohl etwas mehr Bass
Für R7+8 genügt ein Einzelwiderstand mit 120K

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M. f. G.
fritz


- Es ist keine Schande, nichts zu wissen, wohl aber, nichts lernen zu wollen

Du hast recht, R6 habe ich auf die schnelle falsch eingezeichnet.

Für C5 und C6 habe ich leider aktuell keine kleinere Kapazität mit der Spannungsfestigkeit. Ist denn eine Überdimensionierung an der Stelle tragisch?

Für R7 und R8 habe ich zwei Widerstände genommen, weil ich keinen Einzelwiderstand mit gleichem Wert habe.

Edit: Anbei der überarbeitete Plan.

Hallo Jakob,

deine Änderungen sehe ich teilweise suboptimal - so liefert z.B. deine Phasenumkehrstufe keine gleichgroßen Signale. Und mit R6 an GND gerät Rö2 ohnehin in den Sperrzustand. Deshalb habe ich eine geänderte Version ausgearbeitet, welche funktionieren sollte. Wenn du mit R4 die Anodenspannung von Rö1 auf ca. 55V einstellst, benötigst du keinen Koppelkondensator zum Gitter von Rö2. Rö2 stellt sich dann automatisch auf ihren passenden Arbeitspunkt ein. Damit sparst du dir einen unnötigen Hochpass. Zur Einstellung von Ua Rö1 kannst du ein Trimmpoti mit 5k verwenden, dieses dann ausmessen und durch einen Festwiderstand ersetzen. Falls R4 so groß ausfallen sollte, dass die Stromgegenkopplung eine zu große Verstärkungseinbusse bewirkt kann man diesen z.B. mit einem Elko von 50µF ... 100µF überbrücken. Indem du den R4 aufteilst und nur einen Teil davon mit dem Elko überbrückst kannst du mit der Verstärkung etwas variieren. Hiermit handelst du dir jedoch 'von hinten durch die Brust' wieder einen zusätzlichen Hochpass ein

Die Widerstände zur Signalzusammenführung dienen dazu, dass die beiden Signalquellen (Stereo) sich nicht gegenseitig kurzschliessen.

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...und glüht auch die Anode rot, ist die Röhre noch nicht tot.

Mit freundlichen Grüßen, Peter R.

Hallo Jakob, noch kurz zu deinen Fragen:

> Bei der Kanalzusammenführung habe ich zwei 1kOhm Widerstände eingesetzt. Welchen Zweck haben diese denn überhaupt?

Die Ausgänge der speisenden Geräte sind niederohmig, ähnlich Spannungsquellen. Wenn man die einfach verbindet, fließen unkontrolliert hohe Ströme zwischen den Ausgängen, weil die Spannungen nicht exakt gleich sind.
Die meisten Ausgänge haben eingebaute (kleine) Serienwiderstände und praktisch alle sind kurzschlussfest. Beim direkten Verbinden können aber so hohe Ströme fließen, dass bei den Ausgangsstufen Strombegrenzung einsetzt (bei Operationsverstärkern typ. um 20 mA, bei Kopfhörerausgängen von Smartphones typ. um 50 mA). Das führt zu nichtlinearen Verzerrungen.
Um dadurch verursachte nichtlineare Verzerrungen zu vermeiden, schaltet man zwei gleiche Widerstände in Reihe und greift in deren Mitte ab. Üblich sind 1...10 kΩ, damit der Ausgangsstrom deutlich unter 10 mA bleibt.

> Den Gitterwiderstand für die Phasenumkerstufe habe ich einfach mal mit 470kOhm gewählt. Woran mache ich denn diesen Wert fest?

Die heiße Kathode der Röhre emittiert Elektronen. Aufgrund der elektrischen Feldstärke „fliegen“ die meisten Richtung Anode und passieren dabei das (großmaschige) Gitter. Ein paar wenige Elektronen treffen dabei das Gitter und müssen vom externen Gitterwiderstand abgeführt werden, sonst lädt sich das Gitter negativ auf.
Wie viel Strom aus dem Gitteranschluss herausfließt, hängt vom (inneren) Aufbau der Röhre ab. In den Datenblättern der Röhren wird üblicherweise ein Maximalwert für den Ableitwiderstand empfohlen.

> Wozu muss denn der Heizkreis ein gemeinsames Minus mit der Schaltung haben?

Der Heizdraht, der die Kathode (indirekt) heizt, ist sehr nah an der Kathode angebracht. Zwischen ihm und der Kathode darf keine hohe Spannung auftreten. Deshalb verbindet man üblicherweise einen Anschluss der Heizspannung mit der Geräte-Masse, denn die Kathoden liegen auf ähnlichem Potential.

Peter R. hat inzwischen eine etwas geänderte Schaltung gezeigt, die ich eben angeschaut habe: Sie ist in mehreren Punkten (ohne Mehraufwand) deutlich verbessert.

Bernhard

Hallo Peter,
Vielen vielen Dank für deine Mühe extra alles in den Schaltplan einzuzeichnen.

Ein paar Fragen habe ich natürlich noch:

Warum liefert Rö2 in der alten Schaltung keine gleich großen Signale? Anoden- und Kathodenwiderstand sind doch gleich groß, oder liegt dies an dem Kondensator zwischen den Anodenwiderständen?

Ich vermute der 22k Widerstand soll mit dem Kondensator ein Siebglied bilden. Welchen Vorteil hat die Schaltung so, im Gegensatz zu den geteilten Anodenwiderstäden mit Kondensator dazwischen?

Woher kommt der Wert 55V, und warum stellt Rö2 dann ihren Arbeitspunkt von allein ein?

Edit: aktualisierter Schaltplan

Hallo Jakob,

in deinem aktualisierten Schaltplan fehlt der Widerstand 22 kΩ (für den RC-Tiefpass).


Anoden- und Kathodenwiderstand sind gleich groß für Gleichstrom.
Für den Audiofrequenzbereich (Wechselanteil des Stroms) ist der Kondensator, der zwischen den Anodenwiderständen und Masse liegt, viel niederohmiger als die Widerstände. Für den Wechselstromanteil des Audiosignals wirkt nur der untere Anodenwiderstand.


Sie benötigt zwei Bauteile weniger. (-> billiger und zuverlässiger)


Ansatz: In Ruhe soll über Rö2 und den beiden 100-kΩ-Widerständen die gleiche Spannung stehen. Am Siebkondensator (nach dem 22-kΩ-Widerstand) steht ca. 175 V.
An den Widerständen und Rö2 soll deshalb je 175 V / 3 = 58 V stehen.
Bei der PC86 und dem beabsichtigten Ruhestrom liegt die Spannung an der Kathode ca. 3 V über der Spannung am Gitter.
Am Gitter muss daher 58 V - 3 V = 55 V eingestellt werden.

Bernhard