Selbstbau-Röhrenverstärker mit hohem Klirrfaktor

[ralf02]

Hallo,

ich habe mir vor einiger Zeit einen Stereo-Röhrenverstärker aufgebaut, hier der Schaltplan:

Schaltplan Röhrenverstärker.jpg

Das Bild zeigt den Schaltplan des einen Kanals, der andere ist zu 100% identisch.

Gemessen habe ich den Klirrfaktor an einem Sinus-Signal 1000 Hz, 1 Volt eff. Der Sinusgenerator hat einen Klirrfaktor von 0,34%.

Ich habe den Klirrfaktor an beiden Kanälen bei halb aufgedrehtem Eingangspoti am Lautsprecherausgang gemessen. Die Ergebnisse schwanken leicht, es ergeben sich folgende Werte:
Kanal 1: 3,9 - 5,0%
Kanal 2: 0,55 - 0,65%

Zunächst habe ich die Schaltung des Kanal 1 nochmals genau überprüft, aber keine Fehler gefunden. Dann habe ich den Klirrfaktor
nach der 2. und nach der 1. Stufe der ECC83 gemessen, dabei ergeben sich ähnlich hohe Werte. Als nächstes habe ich die Rückkopplung abgeklemmt und nach der ersten Stufe der ECC83 einen Klirrfaktor von 1,7 gemessen, was doch nicht sein dürfte ? Die beiden ECC83 habe ich gegeneinader ausgetauscht, der schlechte Klirrfaktor bleibt beim selben Kanal, liegt also nicht an der Röhre. Zuletzt habe ich die beiden 100nF Kondensatoren an der ECC83 ausgetauscht (WIMA MKP), brachte keine Änderung.

Ich bin ratlos, woran das liegen könnte, zumal ich beim anderen Kanal die gleiche Schaltung und gleiche Teile verwendet habe.
Wie ist das eigentlich mit der Abschirmung der Leitungen innerhalb des Verstärkers, gibt es da was besonderes zu beachten ? (Brummstörungen ?). Sollten die Koppelkondensatoren keramisch sein ? Oder Schwingungen an der ECC83 ?

Grüße,
Ralf

[hoeberlin]

Hallo, Ralf,

um Verstärker wirklich "hinzubekommen" müssen einige Punkte beachtet werden:

- Heizkreise mit verdrilltem Schaltdraht ausführen, und definiert erden ( entweder ein Pol an Masse, oder symetrisch beide Pole über z.B. 100 Ohm an Masse.
- korrekte Wahl der Massepunkte
- einwandfreie Bauteile, insbesondere auch Ausgangstrafos

Für die Fehlersuche gilt zu beachten: Wenn ein Verstärker mit Gegenkopplung verzerrt, so findet sich das verzerrte Signal fast überall. Hier hilft nur, die Gegenkopplung abzutrennen, und mittels Oszilloskop alles der Reihe nach zu untersuchen.
Im vorliegenden Fall gehe ich davon aus, das die Messungen mit Lastwiderstand gemacht wurden, und die Verstärkung beider Kanäle untereinander gleich ist, sowohl mit Gegenkopplung als auch ohne.
Ich gehe davon aus, das der Klirrfaktor bei einer definierten Ausgangsleistung gemessen wurde.

Mich macht allerdings stutzig, das der Sinusgenerator allein schon 0,34% hat. Selbst meine einfachsten Dinger ( Röhrentechnik, Wien Brücken Schaltung, sind deutlich besser)

Vielleicht hilft das weiter.

Oder bitte Fotos vom Aufbau einstellen, vielleicht lässt sich da etwas erkennen, was Dir nicht gleich aufgefallen war.

VG Henning

[radiobastler]

Kurze Zwischenfrage, wie messt ihr den Klirrfaktor.

[ralf02]

Hi,

- ich verwende zur Klirrfaktormessung einen Grundig KM5A mit Millivoltmeter MV5A.
- mein Sinusgenerator ist ein Transistorgerät aus der Zeitschrift ELO von 1984. Kann sein, dass der wegen seines Alters nicht
mehr so sauber arbeitet, laut Gehäuseaufdruck soll der Klirrfaktor < 0,1% sein ....
- ich heize mit 6.3 Volt Gleichspannung, symmetriert mit einem 100 Ohm Lastpoti.
- verdrillte Heizleitungen habe ich bisher nicht, ist das auch bei Gleichspannung nötig ?
- korrekte Massepunkte: Ich stelle nachher ein Foto ein und zeige die Massepunkte
- der Netztrafo ist nagelneu
- die Ausgangsübertrager stammen (wie auch das Chassis) von einem "Fanfare 100" Röhrenverstärker aus einer Musikbox.
Möglich, dass da einer defekt ist, aber: Auch ohne Rückkopplung in dem "schlechten" Verstärker ist ein hoher Klirrfaktor
bereits nach der ersten Stufe der ECC83 vorhanden.
- die Messungen habe ich bei gleicher Verstärung (Stereo-Poti am Eingang halb aufgedreht) und "über" 5 Ohm Lastwiderständen
an den Lautsprecherbuchsen gemacht. Allerdings ist bei dem schlechten Kanal die Leistung deutlich geringer: Das habe ich daran
gemerkt, dass ich den Kalibrationsregler am Klirrfaktormessgerät deutlich weiter aufdrehen musste, um "100%" zu erreichen.

Im nächsten Beitrag stelle ich die Fotos ein.

[ralf02]

Als erstes ein Foto der Oberseite:

V1.jpg

Links der Netztrafo, darüber eine Netztrossel zur Siebung der Anodenspannung. Der kleine Regler rechts neben dem Netztrafo dient der Symmetrierung der Heizspannung. In der Mitte die beiden Ausgangstrafos, dann die 4 EL84 (Gegentaktschaltung). Dann die beiden ECC83 und ganz rechts das Lautstärke - Stereopoti. An der Seite rechts sind die Cinch-Buchsen für die beiden Eingänge.
In der Mitte die Lautsprecherbuchse des Kanal 1, Kanal 2 ist auf der anderen Seite.
Nun ein Foto der Schaltungsseite:

V2.jpg

In der linken unteren Ecke die Gleichrichterplatine, darüber der Netztrafo. Rechts darüber das 100Ohm Darhtpoti zur Symmetrierung der Heizspannung (6.24 Volt DC). Zwischen dem Trafo und den beiden Ausgangsübertragern ein Massepunkt. Dann weiter rechts ist die Reihe der Sockel der EL84 zu erkennen. Rechts neben diesen Sockeln sind zwei weitere Massepunkte (etwa links neben den weißen Zahlen "1" und "2" - etwas schwer zu erkennen). Dann gibt es noch 2 weitere Massepunkte, einer ist im Bild ganz rechts unten zu sehen - der andere in der oberen rechten Ecke, auf dem Foto nicht zu sehen. Oben rechts sind die beiden Cinch-Buchsen zu sehen. Deren Abschirmung ist gegen das Gehäuse isoliert. Daher führt innen das orange Kabel an einen Massepunkt. Von dort gehen abgeschirmte Leitungen zum Stereopoti, das Abschirmgeflecht ist auf der Poti-Seite nicht angeschlossen. Vom Poti geht das Signal dann - nicht abgeschirmt - über den roten WIMA 0.1 uF Kondensator zur ECC83. Der Kanal mit dem hohen Klirrfaktor ist die Nr. "1" - im Foto oben.

Ich hoffe, dass sich schon evtl. Fehler, Brummschleifen o.ä. erkennen lassen ?

Grüße,
Ralf

[Martin]

zuersteinmal Kompliment, ich bau uch grad ein schwarzes Chassis mit EL84pp.
Sieht klasse aus
Probier jetzt mal mit den Elkos 220µ und 100µ
Löte möglichst keine Elkos direkt an die Fassung einer EL84, denen wirds da entschieden zu warm

lG Martin

[glaubnix]

Hallo Ralf,

hat der Verstärker denn nur ein Problem mit erhöhtem Klirrfaktor oder brummt er auch? Du kannst ja zum Vergleich einmal an beiden Ausgängen mit angeschlossenem RL die Brummspannung messen; sind die beiden gleich groß?

Nun zu den Massepunkten: Grundsätzlich sollte man nur einen zentralen Massepunkt vorsehen. Obwohl das bei Industriegeräten nicht immer nachvollziehbar ist. Jedoch kann man bei Markengeräten davon ausgehen, dass da langjährige Erfahrungswerte eingeflossen sind.

Momentan habe ich einen industriellen Verstärker bei mir zu Gast, da kann ich mal den Klirrfaktor der einzelnen Stufen nachmessen. Kann aber noch einige Tage dauern - werde berichten, falls das Thema dann noch aktuell ist.

[captain.confusion]

Hallo,

Messen ohne Gegenkopplung wurde ja schon erwähnt.
Wenn Deine Heizung mit Gleichspannung betrieben wird, dann brauchst Du keinen Entbrummer. Die Masse der Heizung sollte jedoch mit der Schaltungsmasse verbunden werden. Bei der ECC83 sollte die Masse der Heizung auf Pin 9 liegen.
Die Anordnung Netztrafo / AÜ sieht mir suboptimal aus. Ich habe den Verdacht, dass hier eine magnetische Brummübertragung stattfindet. Zumal die Anordnung der beiden AÜs zum Netztrafo nicht symmetrisch ist, d.h. ein AÜ könnte stärker betroffen sein. Kann es sein, dass der Klirr ein Brummen ist, also eine Brummmodulation?
Ansonsten sieht der Schaltplan sehr schlüssig aus.
Ich würde die AÜs hinsichtlich der Kanäle umlöten, wandert der Fehler mit, dann sind wir schon wieder ein Stück schlauer.

Edit: Die Schaltungsmasse sollte nicht direkt mit dem Schutzleiter verbunden sein. Das kann Brummschleifen erzeugen. 100 Ohm dazischen packen.

Viele Grüße
Frank

[tornadofilm]

Edit: Die Schaltungsmasse sollte nicht direkt mit dem Schutzleiter verbunden sein. Das kann Brummschleifen erzeugen. 100 Ohm dazischen packen.

Dann aber nie wieder ne Elektrofachkraft ranlassen um die Prüfung nach DE 0701 und Co. abzunehmen.

http://www.elabo.de/%3Fn%3D15-203-94-279

[Martin]

Ein Gerät mit geflogener Schaltungsmasse würde ein VDE701 anstandslos bestehen da das nichts mit dem Primärstromkreis zu tun hat.

lG Martin

[tornadofilm]

Ein Gerät mit geflogener Schaltungsmasse würde ein VDE701 anstandslos bestehen da das nichts mit dem Primärstromkreis zu tun hat.

Kannst Du mir das bitte erklären. Wo sollte dann der Schutzleiter angeschlossen werden? Oder, es gibt zwei Massen, eine Gehäusemasse und eine Schaltungsmasse. Das könnte ich noch verstehen. Aber was meinst Du mit "geflogener" der Begriff ist Neudeutsch für mich. Alle von Aussen zugänglichen metallischen Teile müßen lt. VDE in die Schutzmassnahme einbezogen werden, sofern denn überhaupt ein SL zwingend erforderlich ist.

[ralf02]

Hallo,

ich habe jetzt erstmal die Brummspannung gemessen ohne Eingangssignal:

Kanal 1: 2.0 mV (der Kanal mit dem hohen Klirrfaktor)
Kanal 2: 3.6 mV

Die Brummspannungen sind unabhängig von der Einstellung des Eingangspotis immer gleich hoch. Wenn ich den Metallknopf des Lautstärkepotis berühre gehen sie 1-2 mV höher. Ich denke das ist zu vernachlässigen, ich hatte auch im Betrieb des Verstärkers kein Brummen gehört.

Da die Brummspannung in dem Kanal mit dem hohen Klirrfaktor kleiner ist als in dem Kanal mit dem geringen Klirrfaktor, scheint die Brummspannung mit dem Klirrfaktor nichts zu tun zu haben. Ich denke dann brauche ich auch keine "geflogene" Schaltungsmasse über 100 Ohm zum Erdleiter probieren.

Als nächstes werde ich mir die Heizungsschaltungen der ECC83 nochmal genau anschauen.

Grüße,
Ralf

[ralf02]

Hier mal eine Zeichnung, wie ich das mit der Heizung gemacht habe:

Heizung.jpg

Das eingezeichnete Poti ist das Lastpoti 100 Ohm. Damit habe ich die Heizspannung auf +/- 3.15 Volt symmetriert.
Bezogen auf Masse liegen also an fm (Pin 9 der ECC83) + 3.15 Volt an und an f-Anschlüssen (Pins 4+5 der ECC83) - 3.15 Volt an.

Der Absolutwert der Heizspannung beträgt somit 6.3 Volt. Allerdings ist bei meiner Schaltung die positive Seite der Heizung an Pin 9. Sollte ich das "umdrehen" ?

Grüße,
Ralf

[Martin]

Kannst Du mir das bitte erklären. Wo sollte dann der Schutzleiter angeschlossen werden? Oder, es gibt zwei Massen, eine Gehäusemasse und eine Schaltungsmasse. Das könnte ich noch verstehen. Aber was meinst Du mit "geflogener" der Begriff ist Neudeutsch für mich.

aber gerne doch.
Ja es gibt zwei Massen, eine vor - und eine hinter dem Netztrafo. Dazwischen ist bekanntlich galvanisch getrennt = Isolation.
Der Schutzleiter, und das Gerätegehäuse, das sind selbstverständlich Dinge die vor dem Netztrafo zuständig sind. Und der Schutzleiter ist selbstverständlich mit dem Gerätegehäuse verbunden.
Die oben erwähnte Schaltungsmasse ist der Minuspol der Röhrenschaltung. Und ob der mit dem Schutzleiter verbunden ist oder nicht hat keinerlei Einfluß auf einen VDE701 Tester. In der Musik gibts sogar Geräte mit einem Schalter der die Verbindung zwischen Geräte - und Schaltungsmasse auftrennt, nennt sich "ground Lift".

lG Martin

[ralf02]

Hmmm nochmal zu dieser Masse-Erde-Geschichte: Bei meiner Schaltung ist die mit dem Erdleiter verbundene Gehäusemasse zugleich die Schaltungsmasse. Also kann ich da doch gar nicht 100 Ohm zwischenschalten, ohne dass der Erdleiter nicht mehr mit dem Gehäuse (= Schaltungsmasse) verbunden ist ? Wenn aber der Erdleiter nur noch über 100 Ohm mit dem Gehäuse verbunden ist, ist das sicher nicht mehr VDE - gerecht !?