Klangreglung in Gegenkopplung

[Tubeandy]

Hallo,
bei der Recherche nach Klangregelungen bin ich über folgenden Ansatz Klick gestolpert. Nun zu meiner Frage Vorteil/Nachteil dieser Art Klangreglung macht dies Sinn oder sollte man lieber einen Kuhschwanz vor / in / nach der Vorstufe einbauen? Aktiv oder Passiv?

[radio-volker]

Servus,
Ich sehe die Gefahr, das die einzelnen Einstellglieder im GK-Zweig einer Über Alles Gegenkopplung vom Aü zur Vorstufe vom verwendeten Aü abhängen, bei einem anderen Aü aber auch wesentlich anders sein könnten oder bemessen werden müssten. Eine Gk kann leicht zu einer Mitkopplung werden. Wie weit man das treiben kann, muss man sich dann auf dem Oszillographen ansehen, mit einem Frequenzgenerator am Eingang und entsprechendem Lastwiderstand am Ausgang.

[Tubeandy]

Hallo Volker,

wenn ich dich recht verstehe, ist so eine "Klangreglung" immer nur für eine Kombi AÜ Vorstufe zu verwenden. Eine Kangreglung auf dem klassischen Weg könnte man einfacher berechnen da klar ist was diese macht ?

[radio-volker]

Servus,
Verstehe jetzt nicht, was du unter Kombi Aü verstehst, die Gk vom Aü zur Vorstufe beinhaltet als Faktoren die Schaltung und Verstärkungsfaktor der gesamten Schaltung, abhängig von den verwendeten Röhren und deren Parameter bis hin zum Aü selbst mit seiner Impedanz (primär und sekundär). Dazu kommt die evt. Phasendrehung oder Phasengleicheit in der gesamten Verstärkerkette, was da nicht passt, bügelt ja die Gk glatt, einmal ganz vulgär ausgedrückt, durch die Rückführung des Signales auf den Eingangkreis über die Einkopplung an die Kathode der Vorröhre. Diese Gegenkopplung ist im einfachsten Fall ein Widerstand, den man so gering wählt, das der Verstärker nicht anfängt zu schwingen über den gesamten geforderten Frequenzbereich und wird mehr durch Probieren als durch Berechnung gefunden. Die Einfügung enes Klangregelnetzwerkes im Gk Zweig führt ja wieder zu einer frequenzabhängigen Gk und nicht zu einer linearen Gk, das kann man bezüglich der Frequenzanhebung oder Absenkung berechnen. Die Frage bleibt, ob dann der Verstärker diese Beeinflussung mitmacht und du nicht bei bestimmten Frequenzen anstatt einer Gk eine Mitkopplung einbaust aufgrund der Phasendrehungen im Verstärkungspfad. Das muss du ausprobieren, hängt von der verwendeten Schaltung, den verwendeten Bauteilen, dem verwendeten Aü und deinen Lautsprechern ab.
Ein klassischer Kuhschwanzeinsteller liegt im direkten Pfad der Verstärkung, also nicht im Weg der Rückführung eines Teiles des Gesamtsignales am Ausgang.

[Tubeandy]

Hallo Volker,

Kombi war auf die Kombination AÜ mit Vorstufe gemeint. Ansonsten danke ich dir für deine Erläuterung. Vor allem den Hinweis auf die Gefahr einer eventuellen Mitkopplung

[glaubnix]

Platzhalter...

[Tubeandy]

Platzhalter...

als Platzhalter die Klangreglung ?

[glaubnix]

Hallo Andy,

ich wollte einige Überlegungen und Hinweise bezüglich einer Standard-Verstärkerschaltung bezüglich Klangstellung und Gegenkopplung einbringen.

Wozu eine Gegenkopplung? Eine Gegenkopplung soll vor allem dazu beitragen den Klirrfaktor des Verstärkers zu verringern. Als Nebeneffekt bewirkt sie eine Verringerung des des dynamischen Ausgangswiderstandes und Erhöhung der Bandbreite. Um auch die Verzerrungen des Ausgangsübertragers mit zu erfassen, ist es sinnvoll die GK direkt an der Sekundärwicklung desselben abzugreifen.

Die Grenzen der Gegenkopplung sind vor allem durch die Eigenschaften des Ausgangstrafos und dessen Phasendrehungen bei hohen Frequenzen gegeben. Denn wenn die Phasenreserve <45° wird (aperiodischer Grenzfall) reagiert der Verstärker mit Überschwingen und bei noch stärkerer GK beginnt er dauerhaft zu schwingen.

Bei Prüfung mit einer Rechteckspannung (üblicherweise 1KHz) kann man bei kontinuierlicher Einstellung des GK-Faktors die geschilderten Vorgänge gut beobachten und so grob die max. mögliche GK ermitteln.

Deshalb ist es auch sinnvoll nur eine lineare GK zu betreiben und diese optimal an die vorhandenen Komponenten, zu welchen auch der Lautsprecher gehört anzupassen, um ein stabiles Arbeiten der Endstufe zu gewährleisten.

Somit ist es auch nicht sinnvoll die Klangstellung in die Gegenkopplung der Endstufe incl. Treiberstufen einzuschleifen.

Und nun erst eine Beispielschaltung:

EL84-EF86 mit Kuhschwanz.JPG

Der "Kuhschwanz" hat in linear Stellung eine Einfügedämpfung von ca. 20dB (Faktor 10), so dass am Eingang des gezeigten Verstärkers mit einer Eingangsspannung von ca. 450mV für Vollaussteuerung gerechnet werden muss.

[Tubeandy]

Hallo Peter,

Danke für deine ausführliche Schilderung. Wenn ich dich recht verstehe sollte man die Gegenkopplung am besten mit "ausprobieren" also messtechnisch mit dem Oszi überprüfen/anpassen. Am besten inklusive der Lautsprecher ? Die Klangreglung in der Gegenkopplung scheint ja nicht sehr zielführend zu sein

[röhrenradiofreak]

Die Klangregelung im Gegenkopplungszweig kann durchaus ordentlich funktionieren. Es gibt etliche Röhrenradios, bei denen das so gemacht wurde. Als Beispiele fallen mir ein: Graetz Comedia 4R216, Comedia 4R416, Comedia 516 und Fantasia 622, oder auch Grundig 5040W. Voraussetzung dafür ist aber, dass die Schaltung sauber dimensioniert wurde, was schwieriger ist als die von Peter gezeigte Schaltung im Signalweg.

Lutz

[glaubnix]

Hallo Lutz,

es gibt ohne Zweifel bei den Röhrenradios sehr viele Schaltungsvarianten bei denen die Klangregelung in die Gegenkopplung integriert ist. Diese Methode der Klangregelung bedingt eine von der Potistellung abhängige Veränderung der Gegenkopplung und damit auch eine Beeinflussung des Klirrverhaltens. Ausserdem sind diese Schaltungen in der Regel für "stationären" Betrieb ausgelegt - sie umfassen das gesamte System: Verstärker, Lautsprecher und Gesäuse.

Wenn man von diesen Geräten den Frequenzgang misst, bekommt man das kalte Grausen. Selbst der Gesamtfrequenzgang des Systemes ist bei normgerechten Messungen im schalltoten Raum unbefriedigend.

Nun wieder zum Thema: Oft hat man diese Klimmzüge aus Gründen der Sparsamkeit betrieben. Man wollte (mußte) mit einer möglichst geringen Anzahl von Röhren auskommen. Daher verfügte man über einen nur mäßigen "Verstärkungsüberhang" und konnte somit nicht allzuviel davon in klirrfaktorsenkende Massnahmen und dB-schluckende Klangsteller einbringen.

Das führte unter anderem auch zu der im Fußpunkt des LS-Potis eingespeisten Gegenkopplung. Wenn man sich diese etwas eingehender ansieht, wird man feststellen, dass diese GK mit zunehmeder Lautstärkeeinstellung an Wirkung verliert. Das heißt: Nur bei relativ leiser Wiedergabe ist eine ausreichende Klirrverringerung durch die GK gegeben. Bei hohen Lautstärken, sprich zunehmendem Lärm, wirkt sich der Anstieg des Klirrfaktors nicht so drastisch aus - er geht in dem Getöse unter.

Aber bei professionellen Verstärkern, welche man heute auch im Eigenbau anstrebt, wurde doch meistens etwas mehr in höhere Leerlauf-Verstärkung, sprich Röhrenaufwand, * SPAM-Verdacht! Werbung nicht erlaubt*. Damit hatte man ausreichende Reserven, um klangliche Unzulänglichkeiten (Klirrfaktor) mittels fest eingestellter GK-Faktoren zu minimieren und kompromisslose Klangsteller zu realisieren.

Und nur mit einer lineraren Gegenkopplung ist es gegeben den Ausgangswiderstand der Endstufe über einen angemessenen f-Bereich und damit das Dämpfungsverhalten gegenüber der Lautsprecher zu verringern.

[glaubnix]

Hallo Andy,

eine Klangstellung in der Gegenkopplung ist schon möglich. Sie ist aber in der Dimensionierung nicht einfach, besonders wenn man einen größeren Variationsbereich abdecken möchte. Und wie bereits beschrieben bedingen die dadurch bedingten unterschiedlichen GK-Faktoren keine konstante Absenkung der Klirrwerte.

Die gezeigte Beispielschaltung ist, wie gesagt, ein Beispiel. Sie ist für die Wiedergabe eines Plattenspielers mit Kristallsystem gedacht. Hier wäre noch eine Qualitätsverbesserung durch „Anziehen“ der GK möglich. Aber so wie es aussieht, wollte man auch hier nicht allzu viel Röhrenaufwand betreiben; dafür hat man einen „gut“ dimensionierten Ausgangsübertrager verwendet – wie man an der Kerngröße, M66/36, erkennen kann.

Die Verwendung einer Doppeltriode hätte eine stärkere GK zugelassen und hätte kaum höhere Kosten verursacht. Es ist nicht immer nachvollziehbar, was sich die Entwickler bei ihren Schaltungsentwürfen dachten. Oft wurden da einfach Applikationen der Röhrenhersteller verwendet und z.B. durch Vorschalten eines Klangstellnetzwerkes modifiziert.

[radio-volker]

Und nur mit einer lineraren Gegenkopplung ist es gegeben den Ausgangswiderstand der Endstufe über einen angemessenen f-Bereich und damit das Dämpfungsverhalten gegenüber der Lautsprecher zu verringern- Zitat Ende.

Servus,
Ja das hat Peter gut ausgeführt,danke.

[Bosk Veld]

Hallo Peter,

danke für Deine Ausführungen!

Eine Frage habe ich: Was meinst Du mit "linearer" Gegenkopplung? Bei Verzerrungen kenne ich den Ausdruck; diese können "linear" (frequenzabhängig, z.B. durch Tiefpaß) und "nicht-linear" (amplitudenabhängig, z.B. durch krumme Röhrenkennlinie) sein.

Meinst Du damit unabhängig von der Frequenz, oder unabhängig von der eingestellten Lautstärke, oder beides?

Gruß, Frank

[glaubnix]

Hallo Frank,

die Gegenkopplung, welche ich meine ist frequenz- und lautstärke- unabhängig. Sie soll dazu dienen a) den f-Gang des Endverstärkers zu linearisieren, b) nichtlineare Verzerrungen zu verringern und c) den dynamischen Innenwiderstand des Verstärkers herabzusetzen.

Die Wirkung dieser Maßnahmen ist proprtional zur Kreisverstärkung d.h. der Differenz zwischen offener Vestärkung und geschlossener Verstärkung.
Offene Verstärkung = Verstärkung bei aufgetrennter Gegenkopplungsschleife mit Belastung durch das GK-Netzwerk + RL.
Geschlossene Verstärkung = Verstärkung bei aktivierter Gegenkopplung.

Die mögliche Stärke der GK hängt zunächst von der reell verfügbaren offenen Verstärkung ab, und von den Phasenverhältnissen bei welchen eine Mindestphasenreserve von 45° sicher gestellt ist. Bei Endverstärkern müssen diese Kriterien auch bei allen vorkommenden Lastwiderständen [Impedanzen] erfüllt sein.