Mathematische Beziehungen bei Gegentakt B

[captain.confusion]

Hallo,

über Weihnachten sind mir wieder ein paar Ideen für einen nicht ganz gewöhnlichen Verstärker durch den Kopf gegangen. Irgendwie bin ich bei Gegentakt-B hängengeblieben, da man so „aus wenig am Meisten machen kann“. Insbesondere bei der Anodenverlustleistung.

Wie meine ich das? Schauen wir uns z.B. mal die EL36 an, die ja im Datenblatt auch eine Gegentakt-B Konfiguration hat. Bedenken wir die maximale Anodenverlustleistung beträgt 12 Watt.

Ruhezustand: Ua=300 V und Ia=18 mA ergibt 5,4 Watt Anodenverlustleistung

Volle Aussteuerung: Ua=300 V und Ia=100 mA ergibt 30 Watt Anodenverlustleistung. Da hier aber insgesamt auch 44,5 Watt Leistung abgegeben werden (pro Röhre = 22,25 Watt) beträgt die Anodenverlustleistung nur 30 Watt – 22,25 Watt = 7,75 Watt

Nimmt man den Graphen aus dem Datenblatt bei z.B. 20 Watt Ausgangsleistung: Ua=300 V und Ia=68 mA = 20,4 Watt. Es werden aber auch 20 Watt Leistung abgegeben (pro Röhre = 10 Watt), beträgt die Anodenverlustleistung nur 20,4 Watt – 10 Watt = 10,4 Watt.

Das könnte man jetzt bei jedem beliebigen Punkt des Graphen nachrechnen, es würde immer passen.
Auf jeden Fall lässt sich so mit einer relativ geringen Anodenverlustleistung eine relativ hohe Ausgangsleistung erzielen.

Jetzt habe ich im Netz rumgesucht und habe zu Gegentakt-B folgende mathematischen Beziehungen gefunden:

Verhältnis Raa und Anodenverlustleistung:
Ra minimal = Ua²/(π²⋅* Wa)

Maximaler Kathodenstrom
Ik maximal = (Ua-80)/(π * Raa/4)
Dazu möchte ich auch gleich erwähnen, dass ich hier auch ein Formel (Ua-50)/(π * Raa/4) gefunden habe.

Setzt man mal die Werte der EL36 ein dann passt das sogar:

Ra minimal = 300²/(π²⋅* 12) = 90000 / 118,31 = 760,7
Ra = 760,7 Ohm pro Röhre ergibt einen Raa von 760,7 * 4 = 3042 Ohm
Laut Datenblatt haben wir einen Raa von 3500 Ohm, passt also.

Ik maximal = (300-80)/(π * 3500/4)= 0,08 A = 80 mA
Ich würde das jetzt so verstehen, dass diese mathematische Beziehung nur für den Anodenstrom gilt und man den Schirmgitterstrom noch dazurechnen muss, das wären dann bei Vollaussteuerung nochmals 19 mA. Damit wären wir also bei einem Ik max von ~ 100 mA.
Die EL36 kann maximal Ik = 200 mA, das passt also.

Meine Frage wäre, ob es noch weitere wichtige, zu beachtende mathematische Beziehungen gibt und ob die von mir aufgeführten so richtig sind. Insbesondere habe ich ja schon zwei Formeln zum maximalen Kathodenstrom gefunden. Gerade bei dieser Formel stellt sich mir die Frage, ob man da noch den Schirmgitterstrom dazurechnen muss.

Link zu Datenblatt der EL36: https://frank.pocnet.net/sheets/030/e/EL36.pdf

Viele Grüße
Frank

[Munzel]

Hallo,

wo kommt denn die -80 her?


MfG
Munzel

[captain.confusion]

Hallo,

das kann ich Dir leider nicht sagen, auch nicht wo die -50 herkommen.
Hat das was mit dem Effektiwert oder dem Wirkungsgrad zu tun? 300V DC können also auf maximal 300-80 V AC moduliert werden?

Viele Grüße
Frank

[Heinz]

Hallo Frank,

Jetzt habe ich im Netz rumgesucht und habe zu Gegentakt-B folgende mathematischen Beziehungen gefunden:

ich selber bin da mißtrauischer. Ich würde nie eine Schaltung entwickeln aufgrund von Gleichungen deren Zustandekommen nicht genauestens erklärt wird ebenso wie deren Geltungsbereich.

Klasse-B-Verstärker haben den Vorteil eines relativ großen Wirkungsgrades, d.h. viel Output für wenig Netzleistung. Ihr Nachteil sind die relativ hohen Verzerrungen im Bereich kleiner Leistungen. Sie wurden meines Wissens deshalb vor allem in PA-Anwendungen (public address) eingesetzt. Also für Durchsagen an Bahnhöfen, Veranstaltungen etc. Für HiFi-Betrieb sind sie i.a. weniger geeignet.

Eine ausführliche Einführung und eine Anleitung zum Entwurf eines Klasse-B-Verstärkers findest Du z.B. im "Radiotron Designer's Handbook, Fourth Edition, P. Langford Smith, 1953, 1,498 pages". Dort Seite 592 ff --> "Design procedure for Class B2 amplifiers". Allerdings auf englisch.

http://www.tubebooks.org/Books/RDH4.pdf

Gruß

Heinz

[Optamist]

Ein frohes Neues allerseits,
Hallo Frank,
bezüglich deiner Frage würde ich dir den "Barkhausen" Band 2 ab Seite 97 empfehlen.
Download als pdf https://nvhrbiblio.nl/biblio/boek/Barkh ... en%202.pdf
Beste Grüße
Klaus

[captain.confusion]

Hallo,

danke Euch für die beiden Literaturhinweise.
Ich habe mit dem Lesen angefangen, allerdings muss das jeweils erst etwas absacken, ich bin ja kein gelernter Mathematiker oder Elektrotechniker.
Trotzdem reizt mich das mal wieder was nicht ganz alltägliches aufzubauen.

Viele Grüße
Frank

[Munzel]

Ohne Ausgangskennlinienfeld ist nicht viel mit Rechnen. Im Wesentlichen wird die Lastgerade so eingezeichnet, daß sie die Kurve Ug1=0V kurz unterhalb des Knickes oder im Knick schneidet.
Der Anodenwiderstand ist ein Kompromiß aus Ausgangsleistung, Klirrfaktor und auftretender Anodenverlustleistung, den man entscheiden muß. Ein paar Rechenversuche werden dabei schon entstehen. Vor allem sollte man auch für geringere Aussteuerung rechnen, weil bei a=2/Pi die maximale Verlustleistung erreicht wird.