Kathodenkondensator unbedingt notwendig?

[captain.confusion]

Hallo!

Mein Röhrenverstärkerprojekt durchläuft gerade die ersten Testläufe.
Im Moment läuft das Ganze noch ohne Kathodenkondensatoren/-elkos, sowohl an der Vorröhre, als auch an der Endröhre.
Die Verstärkung der Schaltung hat genug Reserven. Ich kann die Endröhren mit einem Sinussignal problemlos in die Verzerrung fahren, die Vorröhre hat mehr als genug Dampf.
Bringen Kathodenelkos an den Endröhren außer der erhöhten Verstärkung noch weitere Vorteile? Es geht mir wie gesagt nicht um die Verstärkung, sondern hauptsächlich um den Frequenzgang. Ich habe auch schon Radioendstufen gesehen, die auch auf einen Kathodenelkos an den Endröhren verzichten.

Viele Grüße
Frank

[weiser_uhu]

ja, das ist richtig, Du kannst ohne weiteres auf die Elkos, die parallel zu den Kathodenwiderständen liegen, verzichten. Auch am Frequenzgang machen diese Cs nichts. Wenn sonst genügend Verstärkung da ist, isses okay.

Manchmal ist es so, dass es eine Gegenkopplung von "ganz hinten", also am Lautsprecherausgang, nach "ganz vorn" zur Eingangsstufe, gibt. Da sollte eine genügende Verstärkung dazwischenliegen, damit die Gegenkopplung auch wirksam ist. Auf Grund der verschiedenen Phasenverschiebungen kann es da aber auch schnell zur Schwingneigung kommen. Aber gesehen habe ich das schon bei "Kraftverstärkern". Manchmal sind Phasenkorrekturglieder in der Rückführung, damit es nicht schwingt.

Inzwischen Grüße
-charlie-

[Radiomann]

Du kannst ohne weiteres auf die Elkos, die parallel zu den Kathodenwiderständen liegen, verzichten. Auch am Frequenzgang machen diese Cs nichts. Wenn sonst genügend Verstärkung da ist, isses okay.

Einspruch, Euer Ehren.

Der Kathodenelko wirkt sich sehr wohl auf den Frequenzgang aus, indem er die Stromgegenkopplung bei tieferen Frequenzen vermindert bzw. unterbindet. Er überbrückt wechselstrommäßig den Kathodenwiderstand und schließt diesen quasi kurz; Dimensionierungshinweise lieferte kürzlich glaubnix.
Fehlt Ck bzw. zeigt Kapazitätsverlust, so werden im Klangbild die Bässe schwächer übertragen; mit der Verstärkungsreserve hat das nichts zu tun. Das lässt sich rechnerisch, messtechnisch und auch akustisch nachweisen.

Jedoch erscheint es sinnvoll, einen Ck mit Feinschluss erst einmal zu entfernen (bis ein passender vorrätig ist) um die Röhre zu schonen. Durch den Feinschluss kommt es bei automatischer Gittervorspannungserzeugung zu einer Arbeitspunktverschiebung (ähnlich defekter Koppelkondensator), die eine Überlastung der Röhre generiert. Anschließend sollte der Elko aber ersetzt werden.

Bringen Kathodenelkos an den Endröhren außer der erhöhten Verstärkung noch weitere Vorteile? Es geht mir wie gesagt nicht um die Verstärkung, sondern hauptsächlich um den Frequenzgang. Ich habe auch schon Radioendstufen gesehen, die auch auf einen Kathodenelkos an den Endröhren verzichten.

Die Anhebung der tiefen Frequenzen lässt sich durch entsprechende Auslegung auch anders erreichen; z.B. durch entsprechende Dimensionierung der Klangregelstufe oder Gegenkopplungsmaßnahmen (lokal, über alles, u.s.w.).
Man muss nicht zwingend einen Kathodenelko verwenden; wenn er aber in einem Gerät vorgesehen ist, sollte man ihn bei Problemen auch ersetzen.

[weiser_uhu]

Einspruch, Euer Ehren.

Der Kathodenelko wirkt sich sehr wohl auf den Frequenzgang aus, indem er die Stromgegenkopplung bei tieferen Frequenzen vermindert bzw. unterbindet. Er überbrückt wechselstrommäßig den Kathodenwiderstand und schließt diesen quasi kurz; Dimensionierungshinweise lieferte kürzlich glaubnix.
Fehlt Ck bzw. zeigt Kapazitätsverlust, so werden im Klangbild die Bässe schwächer übertragen; mit der Verstärkungsreserve hat das nichts zu tun. Das lässt sich rechnerisch, messtechnisch und auch akustisch nachweisen.

Ja, stimmt natürlich, wenn der Kathodenelko eine zu geringe Kapazität besitzt, werden die Bässe schwächer, weil für diese Frequenzen die Verstärkung sinkt. Ich bin aber hier davon ausgegangen, dass ein "genügend großer" Elko parallelgeschaltet wird. Da würde sich nur die Verstärkung ändern und eine Gegenkopplung für extrem tiefe Frequenzen und Gleichspannung wirksam werden.

Es ist auch richtig, dass man in Radios, die einen Kathodenelko haben, wieder einen einbauen soll.

Grüße vom
-charlie-

[holger66]

Ein ähnliches Thema wurde vor über 9 Jahren (!) auch mal im rmorg behandelt:

http://www.radiomuseum.org/forum/graetz ... stand.html

H.

[hoeberlin]

Hallo, in die Runde....

folgende Fakten sollten nicht außer acht gelassen werden:
- es muß unterschieden werden zwischen Eintakt- und Gegentaktendstufen
- bei Gegentaktendstufen gibt es getrennte und gemeinsame Kathodenwiderstände.
- meistens sind Kathodenwiderstände durch Elkos überbrückt.
- Bei Gegentaktendstufen mit gemeinsamen Kathodenwiderstand ist ein Kathodenelko weitgehend überflüssig, da ( im Idealfall ) nur ein reiner Gleichstrom über diesen Widerstand fließt.

Wir sollten als nächsten Frank bitten, einen Schaltplan einzustellen, damit wir über die gleiche Schaltung diskutieren.....

VG Henning

[captain.confusion]

Hallo zusammen!

Einen Papierschaltplan gibt es noch nicht, der Schaltplan existiert im Moment nur in meinem Kopf. Ich werde ihn die Tage mal veröffentlichen.
Es ist ein Eintaktverstärker mit einer nicht gerade alltäglichen Röhrenbestückung. Ich beschreibe die Schaltung mal ein wenig, viel ist ja nicht dran.

Die Vorstufe ist eine E180F, die als Triode läuft. Die E180F läuft mit ca. 1,5 mA, bei Va = 150 V.
Die Endstufe bilden zwei E280F im Parallelbetrieb an einem AÜ mit Ra = 5,2 kOhm. Die E280F laufen mit Va = 210 V und Vg2 = 170 V und Ia = 18 mA. Die Rk bilden im Moment je ein 100 Ohm Poti, das auf ca. 92 Ohm steht. Nimmt man eine untere Grenzfrequenz von 20 Hz an, da benötigt man rechnerisch einen Kathodenelko von rund 850 µf.
Ich habe heute morgen mal mit einem Sinussignal experimentiert. Da merkte ich, dass die Koppelkondensatoren zu klein waren. Nachdem ich da anstatt 47 nf nun 150 nf eingebaut hatte, konnte ich primär am AÜ einen vom Pegel her konstanten Frequenzgang bis 18 Hz messen. Dann habe ich je einen Kathodenelko mit 1000 µf eingebaut.
Das Ergebnis: Die Verstärkung der Endröhren steigt wie erwartet an. Jedoch bleibt der Frequenzgang bis 18 Hz genauso linear wie ohne Kathodenelkos. Es ändert sich somit nur die Verstärkung.
Ich habe mal gelesen, dass auch Endröhren linearer arbeiten, wenn sie ohne Kathodenelko betrieben werden. Bei Vorröhren verwendet man aus diesem Grund ja häufig auch keinen Kathodenelko.

Viele Grüße
Frank

[weiser_uhu]

Hallo,
auf die Schaltung bin ich - obwohl sie relativ einfach ist - trotzdem schon gespannt.
Für mich ist noch interessant, ob es eine Gegenkopplung vom (niederohmigen) Lautsprecherausgang auf den Eingang gibt. Damit kann man die Nichtlinearitäten des AÜ noch linearisieren, also sowohl Frequenzgang verbessern und Klirrfaktor verringern.
Es kann aber auch ohne GK bereits ganz ordentlich funktionieren, das muß man einfach ausprobieren und ggf. messen.

Inzwischen viele Grüße vom
-charlie-

[Martin]

Die Endstufe bilden zwei E280F im Parallelbetrieb an einem AÜ mit Ra = 5,2 kOhm. Die E280F laufen mit Va = 210 V und Vg2 = 170 V und Ia = 18 mA. Die Rk bilden im Moment je ein 100 Ohm Poti, das auf ca. 92 Ohm steht. Nimmt man eine untere Grenzfrequenz von 20 Hz an, da benötigt man rechnerisch einen Kathodenelko von rund 850 µf.

wenn jede davon 18mA hat wären das 36 für beide, da hätte ich eine EL84 für genommen

lG Martin

[captain.confusion]

Die Endstufe bilden zwei E280F im Parallelbetrieb an einem AÜ mit Ra = 5,2 kOhm. Die E280F laufen mit Va = 210 V und Vg2 = 170 V und Ia = 18 mA. Die Rk bilden im Moment je ein 100 Ohm Poti, das auf ca. 92 Ohm steht. Nimmt man eine untere Grenzfrequenz von 20 Hz an, da benötigt man rechnerisch einen Kathodenelko von rund 850 µf.

wenn jede davon 18mA hat wären das 36 für beide, da hätte ich eine EL84 für genommen

lG Martin

Hallo Martin!

Da muss ich Dir eigentlich recht geben. Für 36 mA hätte sogar eine ECL86 gereicht.
Ich will das Projekt wenn es irgendwann mal fertig ist hier vorstellen. Vielleicht mal ein kleinere Ausblick wie ich dazu kam: Ich habe einen Neuwirth Messsender. Da waren eine E280F und eine E180F drin. Als das Gerät dann dank Matt wieder ordentlich lief, habe ich mal alle Röhren gemessen. Dabei viel mir auf, dass einige ziemlich platt waren, z.B. die E180F und die E280F. In Ebay konnte ich dazu Ersatz zu Schnäppchenpreisen bekommen. Nun lagen die alten Röhren da und irgendwie wollte ich da was daraus bauen. Eine zusätzliche, ebenfalls recht platte E280F hatte ich damals zu dem Neuwirth dazu bekommen. Vorallem als ich die Datenblätter anschaute fiel mir auf, dass man aus den E280F wohl einen Verstärker bauen konnte, immerhin haben die eine Pa von 4 Watt, was für eine "normale Pentode" doch recht viel ist. Die passende Vorstufenröhre hatte ich ja quasi auch schon dazu. Also ist so ein Versuchsaufbau entstanden, an dem ich wenn ich etwas Zeit übrig habe immer mal weiter bastle. EL84 mit ECC83 kann doch jeder, manchmal habe ich Lust auf solch unorthodoxe Dinge. Ich habe im Moment noch so eine unorthode Idee, einen Eintakt-Transistorverstärker mit AC188K und AD149. Die Germaniumtransen habe ich in der Bastelkiste gefunden. Auf dem Kosmos-Steckbrettchen lief schon ein Versuchsaufbau, der mangels passender Peripheriebauteile nur in seinen Grundzügen funktionierte. Ich will nicht immer nur Radios basteln, solche Projekte erweitern den Horizont und regen den Forschungsdrang an.

Viele Grüße
Frank

[weiser_uhu]

hi,
man muss es zwar nicht machen, aber es sieht schon toll aus, Röhren parallel zu schalten... macht gleich was her
Auch in den Kettenverstärkern von Oszillografen sind recht viele Röhren (über Laufzeitglieder) parallel geschaltet, dort, um die "rise-time" zu verbessern.
Man kann es auch machen, wenn man viele Röhren dieses Typs zur Verfügung hat und diese eine Verwendung finden sollen....

Auch gab es früher in den Anfangsjahren (1925) der Radiotechnik in den USA folgendes:
Weil Radios mit vielen Röhren größere Verkaufschancen und auch höhere Preise hatten, wurden teilweise Röhren verbaut, bei denen nur die Heizungen angeschlossen waren, oder sie wurden für banale Zwecke benutzt, wo man sie auch hätte einsparen können.
Je mehr Röhren.... desto besser muss doch das Radio sein!

Bischen Spaß muss doch auch sein!
Grüße vom
-charlie-

[captain.confusion]

Hallo!

Hier der Schaltplan.

ACHTUNG: Beim Einscannen habe ich gemerkt, dass die 1 kOhm Widerstände vor jedem Gitter 1 fehlen. Die habe ich vergessen einzuzeichnen.

Viele Grüße
Frank

[weiser_uhu]

simpel und gut!
Da kann nix anbrennen....
Grüße
-charlie-

[glaubnix]

Hallo Frank,

hast du schon einmal die Verstärkung der Endstufe gemessen -von Anode der Vorstufe (beide G1 der Endstufenröhren angesteuert) bis Anoden der Endstufe. Bei den verwendeten sehr steilen Pentoden sollte diese nach meinen Berechnungen ohne Katodenelkos bei ca. 78-fach liegen - mit Katodenelkos sollte sie sogar den nahezu unglaublichen Wert von ca. 260-fach erreichen. - Eine EL84 schafft da gerade 52-fach ohne Katodenelko bringt diese dann bei Rk=135 nur 22-fach.

Hier erkennt man den starken Einfluss des Katodenelkos auf die Stufenverstärkung. Bei Weglassen des Elkos erhöht sich nebenbei die Bandbreite und der Klirrfaktor der Stufe verringert sich ebenfalls deutlich. Die Erhöhung der Bandbreite wird bei der aktuellen Anwendung aber durch die Eigenschaften des AÜ bestimmt (eingeengt) und wird sich messtechnisch eher gering auswirken.

Durch partielle kapazitive Überbrückung der Katodenwiderstände lässt sich bei der vorliegenden ein beliebiger Verstärkungsfaktor zwischen 78 bis >200- fach einstellen. Ob das wirklich so ist kann nur die Messung der Verstärkung mit und ohne Katodenelkos erweisen. Wenn dem so wäre, würde ich mein Berechnungsverfahren etwas genauer erläutern.

Die "triodierte" Vorstufe sollte lt. Rechnung max ca. 20fach verstärken bei Rk=2k2; mit abnehmender Tendenz beim "Einfahren" des 5k-Potis. Die Verstärkung könnte man aber man durch Aufteilen des Katodenwiderstandes und kap. Überbrücken eines Teilwiderstandes zur definierten Anhebung der Vorstufenverstärkung nutzen, sofern man noch eine Gegenkopplung von der Sekundärseite des AÜ einfügen möchte um dessen Verzerrungen zu mindern und/oder eine gezielte Verformung des Frequenzganges zu bewirken.

Nun bin ich erst mal auf deine Messungen gespannt - vorausgesetzt, dass du das tun möchtest. Du kannst dies mit einem normalen ~Multimeter tätigen, sofern du mit "christlichen" Messfrequenzen zwischen 50 Hz .... 2000 Hz arbeitest. Die Amplitude an den Endröhrenanoden sollte bei den Messung der Endstufenverstärkung ca. 10V~ nicht wesentlich überschreiten.

[captain.confusion]

Hallo!

Die Aussage von Peter bestätigt meine Vermutung, dass der Klirrfaktor einer Stufe sinkt, wenn sie ohne Kathodenelkos läuft.

Die Verstärkung der Endstufe habe ich im Detail noch nicht gemessen, jedoch habe ich bei den ersten Probeaufbauten mit Sinusgenerator und dem Oszi ausgemessen, dass die Endstufe mit ca. 1,5-1,7 V eff. an den Gittern in die Vollaussteuerung geht. Das ohne Kathodenelkos und mit einem Kathodenwiderstand von ca. 92 Ohm. Wenn man bedenkt, dass eine EL84 je nach Beschaltung ca. 3-3,5 V braucht, bestätigt das Peters Rechnungen.

Die Vorstufe läuft im Moment eigentlich mit weniger als 20-facher Verstärkung. Das 5 kOhm Poti steht im Moment bei ca. 2 kOhm, d.h. insgesamt ca. 4,5 kOhm. Wenn man bei einem CD-Player von einem Pegel von ca. 0,2-0,3 V ausgeht, dann habe ich hier eine ca. 10-fache Verstärkung.

Ich denke daher, dass ich auch ohne Kathodenelkos an der Endstufe Luft für eine Gegenkopplung habe, da ich ja noch an der Vorstufe drehen kann.

Weitere Versuche mit der momentanen Einstellung haben gezeigt, dass die Endstufe ein ganzes Stück vor der Vorstufe in die Begrenzung geht (ohne Gegenkopplung).

Weitere Messungen kann ich im Moment nicht durchführen, da ich den Verstärker mal wieder ins „Parkhaus“ geschickt habe. Mein Moped muss fertig werden, es ist warm.

Vielen Dank noch mal für die Berechnungen.