Elektor Special Project Roehren 7

ü'i

Von Röhren-KorYPhäe-Menno van der Veen

Röhrenverstärker,{

Es gibtwohl kaum noch jemanden, der

den außerordentlich guten Klang von

Rö h renverstä rkern ernsthaft bezweifelt.

Sie klingen lebendig, durchzeichnet,

produzieren räumliche Tiefe, ihr Klangbild

ist unaufdringlich angenehm, und im Hin-

blick auf die entwickelte Dynamik scheinen

sie keinerlei Einschränkungen zu kennen. ln

einer systematisch-theoretischen Untersu-

chung geht der Autor den Ursachen dieser

Kennzeichen nach. Die Kopplung zwischen

Endröhren und Ausgangsübertragern wird

mit der erforderlichen Tiefe dargestellt.

Die form u I ierten Stabilitätsbed ing ungen

müssen moderne, hochwertige Verstä rker

mindestens erfüllen.

Besonders hervorzuheben an diesem Buch

ist, dass es sich nicht allein auf die Darstellung

technisch nackter Fakten beschränkt. Der Autor

versteht es gleichermaßen spannend und an-

schaulich zu berichten, dass das Entwickeln von

Röhrenverstärkern du rcha us in unser a I ltägliches

Dasein eingreifen kann. Ja, selbst der Nutzen von

Patenten wird angesprochen.

Neue Theorien und neue Lösungen für eine perfekte Audioqualität

mit Röhrenverstärkern sind Gegenstand dieses Buches. Sowohl

der ambitionierte Selbstbauer, als auch derjenige, der seine Kennt-

nisse und Einsichten in die Zusammenhänge vertiefen möchte,

wird dieses Buch mit Gewinn zur Hand nehmen.

Wie hön Deutschlond?

Es ist noch nicht so longe her, ols die ARD mit

der Themenwoche ,,Der mobile Mensch" ouch

die Froge stellte ,,Wie bewegt sich Deutschlond?"

Dobei wor donn u.o. dem Erfinder Corl Benz und

seiner Frou Berto ein obendfüllender Spielfilm

gewidmet. Oder in einer Wissensshow gob es

Antworten ouf viele Frogen: Fohren wir wirklichdie Brötchen mit dem Auto holen? Bevorzugen wirdos Auto oder nutzen wir ouch dieöffentlichen Verkehrsmittel? Wie viele

Kilometer Toxi können wir fohren,

bevor sich ein Auto rechnet?

Sicherlich olles wichtige und interes-

sonte Themen und dorous resultierende

Frogen. Aber genouso wichtig wörebeispielsweise ei ne Themenwoche

,,Der mediole Mensch" mit einerRückbesinnung ouf den Ursprung der heufigen

Kommunikotionstechnik: den Elektronenröhren.

Eine Erfindung, die vor mehr ols einem Johrhunderteine epochole Entwicklung einleitete und Antwortouf die eingongs gestellte Froge ,,Wie hört

Deutschlond" ist.

Und selbst noch einem Johrhundert sind die

Elektronenröhren noch immer oktuell - gerode im Audio und HiFi-Bereich.

Woren sie bereits in den ZOer Johren fost ous ollen Geröten durch die moderne

Holbleitertechnik verdröngt, bewohrheitet sich heute erneut die Redewendung

,,Totgesogte leben lönger". Wir im Verlog erleben dos nicht nur seit Beginn der

80er Johre mit unseren erfolgreichen Röhrenbüchern, sondern ouch mit unseren

Röhren-Sonderheften, von denen Sie nun die siebte Ausgobe in Hönden holten.

Auch dieses Heft ist wieder gespickt mit lnformotionen, Grundlogenwissen, techni-

schem Know-how und Scholtungen.

Wie hot sich die Bonkenkrise ouf den Röhrenmorkt ousgewirkt? Sind LC-Siebglieder

einfoch zu hondhoben? Lösst sich die Sendetriode 833 ouch für NF-Zwecke

verwenden? lst die 6C33 ous der russischen Militö*echnik ouch für friedliche

Anwendungen geeignet? Erfüllen die etwos ungewohnten Röhren ECC 99 und

ECC 832 die on sie gestellten Erwortungen? Hölt die onologe Schollplotte in

Kombinotion mit der hier vorgestellten Phonovorstufe den Vergleich mit einer CD

stond? lst dos Heimkino mit einem Mehrkonolverstörker optimol ousgerüstet?

Possen Holbleiter und Röhren in einem DAC gut zusommen? Können Holbleiter

den Röhrensound optimol simulieren? Dos olles sind Frogen, ouf die Sie in diesem

Röhren-sonderheft die possenden Antworten finden.

Übrigens: lnformotionen zu den Röhren-Sonderheften I bis 6 finden Sie ouf der

E lektor-Website u nter www.elekCor.dc.

Roimund Krings

ro

Elektor Speeiol ProiectRöhren 7Juni 201I

Siebketten mit Drossel,

Widerstond und

Kondensotoren

Eintokt-A-Endstufe mit derTriode 833Gegento kt-AB-E ndstufe

mit der 6C33Gegento ktJrioden stufe

mir ECC 99 und ECC 832Phonovorstufe

in Röhrentechnik

MehrkonolverstörkerHigh-End-Audio Dig itol-

Anolog-Converter (DAC)

20

38

48

54

6066

748486

Röhrensound mit Holbleitern

Leserbrief

CD-Two MKll

Über ein JohrhundertTriodeI nserentenverzeich n is

Röhrendoten mit

Sockelscholtungenlmpressum

4

r888

90

6 Neues vom Röhrenmorkt

oo

Seit Thomos Alvo Edison 1883 den ersten Versuth

unlernohm in einer Glühlompe eine zusützlithe

Hektrode zu instollieren und feststellte, doss der

Strom immer vom heißen Glühdroht zur kolten

[lektrode fließt und nie umgekehrt, lond noth

einer lüngeren Pouse eine rosonle [ntwitklung

stott. Obwohl Edison die Röhrendiode enlde*t

holle, erkonnle er seinerzeit nicht so drhtig

den J{utzen des [ffekts. Um 1904 nutzte der

[ngländer John Flemming (1849...19451die von

ihm verbesseile Röhrendiode zur Gleichrkhtung

der gemorslen Funksignole. Sie übertol die

domoligen Kohörer, die im Prinzip eine mil

[isenpulver und onderen Metollpulvern gelüllte

Glosröhre wor, die die ,,Gleichrirhlung" der

Horhlrequenzsignole der tlorsesender relotiv

unzuverlüssig bewerkstelligten. Der Ameilkoner

lee de torest (1873...19611 kon 1906 oul

die ldee, zwischen Heizloden und der positiv

gelodenen Elektrode eine weitere durchlüssige

[lektrode einzuführen. Domit konnte erstmol

der Strom okfiv gesteuerl werden und die

verstürkende Dreielektrodenröhre, die lriode,

wor erfunden. Die Konstruktion hotte ollerdings

große l{ochteile, do die [lektronen gern dos

negoliv gelodene Steuergitter umgingen, wos

die Steueilöhigkeit des Stroms vermindeile.

Dos Vokuum ließ domols ouch sehr zu

wünsthen übrig wos den Umgehungseflekt

begünstigte. Die Röhren hotten ofi noch eine

Que*silberdompffüllung ühnlkh den heutigen

l9l I wurde die Liebenröhre erfunden, potentiert ftir dieHerren von Lieben, Strouß und Reiß. Unten im etwo l5 cm

hohen Gloskolben wor der Heizfoden, in der Mitte einegelochte Metollplotte, von der der Nomen Gitter kommt und

oben eine Elektrode. Aufgrund der Anordnung der Elektro

den, die Elektronen oussendende Elektrode unten, die Elek-

tronen empfongene Elektrode oben, nohm mon die griechi-schen Begriffe ,,koto" fijr unten und ,,ono" ftir oben, worous

die Begriffe Kothode und Anode entstonden. Ebenfolls wurdedie Zohl der Elektroden griechisch gezöhlt, Diode ftir zweiElektroden, Triode fiir drei, Tehode filr vier, Pentode ftir funf,usw. Obwohl olle modernen Röhren konzentrisch oufgeboutsind und es in heutigen Anwendungen proktisch keine Typen

mehr gibt mit der Anordnung Kothode unten, Anode oben,hoben sich diese Begriffe geholten und sind sogor in dieHolbleitertechnik oufgenommen worden.

Seit der Erfindung der ersten wirklich brouchboren Triode, dersogenonnten Liebenröhre, sind nun lO0Johre vergongenlAuch wenn Eisenbohn und Automobil ölter sind ols die Röhre,

so hot sie mindestens eine vergleichbore technische Revolu-

tion ousgelöst. Die weltweite Kommunikotion, die schnelle

Verbreitung von Nochrichten in Rundfunk und Fernsehen,

Telefontechnik, Novigotion, Rodor, die frühe Computertechnikund vieles mehr ist der Röhre zu verdonken. Auch noch demSiegeszug der Holbleiter hot sich die Röhre in verschiedenenVersionen ihre Nischen beholten. ln Computermonitoren,Fernsehgeröten, Mikrowellenherden, ober ouch in der Mili-törtechnik, bei leistungsstorken Sendern und vielem mehr sind

Röhren in vielen Vorionten heuie noch im Einsotz und in vielen

Bereichen unentbehrlich. Die heute oktiv genutzte Sliickzohlin ollen Vorionten behögt weltweit sicher mehrere Milliorden.Nicht zuletzt werden viele HiFi-Freunde weltweit ouf denZouber des sonften Glimmens in den Gloskolben und denschönen Röhrenklong nicht verzichten wollen. Und do kön-

nen es in der Besttickung Trioden, Pentoden oder ouch eineMischung dovon sein.

lm Loufe einesJohrhunderts hot mon sich on {en ,,Trioden-klong" gewöhnt. Aufgrund der Unsymmetrie des Kennlinien-feldes und dessen Einfluss ouf die Arbeitskennlinie entsteht

vorzugsweise k2, der ftir den wormen Klong verontwortlichist. Die Pentode hot zwor die bessere Steuerungsföhig-keit, diese ist ober mit dem Nochteil der Stromverteilungzwischen Schirmgitter und Anode erkouft, wodurch eineNeigung zu k3 entsteht. Die Triode hot zweifellos einigeNochteile gegenüber dem ldeol der sponnungsgesteuerlenStromquelle, die ein Verstörkerelement im günstigsten Foll

dorstellen sollte. Mon konn iedoch durch geschickte Schol-

tungstechnik die Nochteile mindern und die Vorteile zurGeltung bringen.

leuthtstofflompen und den ldheren slromslorken

Glekhrithterröhren.

elektor - Röhren Sonduheft

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Mit diesem Sonderheft kommen die Triodenfreunde durch

mehrere erprobte Scholtungen in purer Triodentechnik oufihre Kosten. Dobei wurden ouch oußergewöhnliche Kon-

zepte ongegongen, den einen Lesern zum Nochbou, den

onderen zur erfreulichen Lektüre. Die Senderöhre 833, diesowohl ftjr Kurzwellensender wie ouch in leistungsstorken

N F-Verstörkern eingesetzt werden kon n, d ie Stromregelröhre

6 C 33, die ols Triode geschohete EL 841 die ECC 99 ols

relotiv neue Enrwicklung, E 88 CC und die ECC 832, es

sind olles Trioden. Trioden werden ouch in Vor- und Pho-

senumkehrstufen eingesetzt. Wer den einfochen und sicheren Weg gehen will, hot hier nochbousichere Konzepte.

Wer experimentieren will, bekommt dodurch Anregungen.

Auch wenn lO0 Johre Triode öffentlich nicht gefeiert wird,die Röhrenfreunde sollen doron erinnert sein. lm Gegensolz

Röhren Sonderheft - ehktor

zu Automobil, Flugzeug oder Eisenbohn sind dies die kleinen

unscheinboren Helfer, ohne die die onderen Techniken nicht

in dem heute gewohnten Umfong möglich gewesen wören.

Auch in Zukunft werden Triodenkonzepte ihren Plotz im

Sonderheft finden und dos mit neuen ldeen und eventuellen

Neuentwicklungen, wie in dieser Ausgobe. Somit ist dieses

Sonderheft oufgrund der Beitröge, die schwerpunktmAßig

Trioden zum Themo hoben, eine Hommoge on diesen Röh-

rentyp und on sein I Ooiöhriges Jubilöum. Viel Freude beim

Lesen und dem Nochbou der Scholtungen wünschen

Gerhord Hoos

und dos Teom vom Elektor'Verlog

ROHRTl{ilIARKT

Die Johre 2009 und 2010 woren lür die Röhren'und

Röhrengerötehersleller sehr turbulenl. Keiner der

vier großen Röhrenhersteller hötte gedotht,

doss sich die Bonkenkrise ous dem Johr

2008 lür die Folgeiohrc2009/2010 in der

kleinen Röhrennische ouswirken würde.

Alle woren den gigontisthen Boom bis

2008 gewohnt mit oll seinen Vorteilen,

wie vielen Neuigkeiten, lnvestitionen und

vielerorls Dreischichtbetrieb in der Produk'

tion oufgrund hoher Nochfroge. Besonders

die großen Gitorrenverslörkerhersteller in

Englond, USA und Chino hotten ihre loger voll

mit Geröten und Bouleilen. Und so kom es unel'

worlel, doss Auftröge besonders in dieser Bronthe

ousblieben, oder ouf ein geringeres Niveou zurückgingen.

Michoel Koim

Die Bonkenkrise erfosst olso ouch Röhrenvertriebe und dieRöhrenhersteller. Die Produktion mussle zurückgefohrenwerden. ln Chino wurden sogor Mitorbeiter entlossen.

Glücklicherweise woren die Einbrüche im OEM Morktnur von relotiv kurzer Douer und der Boutiqu+Morkt(Kleinserienhersteller) hotte überhoupt nur kleine Ein-

bußen zu verzeichnen. So kom es, doss der,,Hunger"noch röhrenbestückten Geröten noch dem Sommer

20lO wieder gewoltig onstieg. Die noch wie vor begeis-

terten Nutzer und lnteressenten von Röhrenverstörkernbelohnten Hersteller und Verhiebe mit dem Kouf von

neuen Geröten. Die Nochfroge stieg gewoltig on, woszu Lieferengpössen führte - vor ollem bei Shuguong in

Chino, die kurzfristig dorouf nicht vorbereitet worenund bei Svetlono in St. Petersburg. Svetlono musste in

dieser Zeit kurzfristig umziehen, do Geböudeteile sonierungsbedürftig woren. Weiterhin wurden Lieferonten von

Rohstoffen umgestellt, wos zur Folge hotte, doss dieserStootsbetrieb die Preise mossiv erhöhen musste, um den

strengen Vorgoben noch Profit gerecht zu werden. Ein

überproportionol hoher Auftrogseingong sorgt oktuell

für sehr longe Lieferzeiten. Aufgrund dieser Totsochen

ehklor - Röhren Sonderhefl

mussten sich einige OEM's (Hersteller) im Johr 201 I um

neue Quellen bemühen. Do die SED (originol Svetlono,

gestempelt: winged =f=) Röhren mit ihrer hohen Quolitötsehr beliebt sind, bleibt zu hoffen, doss sich die Liefersi-

tuotion der 6550C und KT88 bold wieder entsponnt.

Eild I 6550 von lJ

Als Reoktion ouf die wiederholten Preiserhöhungenvon Svellono hotJJ genou zum richtigen Zeitpunkt diekomplett neu entwickelten 6550 und 6CAZ ouf den

Morkt gebrocht. Dos sind keine umgestempelten KT88

bzw. EL34, sondern echte Neukonstruktionen. Gerodedie 6550 broucht sich vor der Svetlono-Röhre nicht zu

verstecken. Technisch gesehen wurde sie den Detoils

der GE 6550 nochempfunden. Erste Stresstests im

Bossverstörker Ampeg SW ll lieferten hervorrogendeErgebnisse mit viel Heodroom und gutem Punch.

Positive Eigenschoften bestötigten ouch die Aussoge

eines AudioReseorch-Endstufen-Nutzers, hervorro-gende Auflösung und sehr röumliche Abbildung.

Eild 2 6tA/ von ll

Röhren Sonderheft - elektor

Die 6CAZ ist ein Vertreler der EL34-Gottung ols

Beom Power Typ, öhnlich wie die KI77, iedochmit größerem Gloskolben. Der Kennlinienknickdurch die Beom Power Konstruktion lösst einen616 öhnlichen Klong mit mehr Wörme ols derEL34 erworten. Bei den erslen Kundenrezessionenwurden vor ollem die obgrundtiefen und dennochstroffen Bösse mehrfoch erwöhnt. Dos lösst vorollem bei kleinen Loutsprechern Spoß erworten.Einsetzbor ist sie in ollen Verstörkern bei gleicherRuheslromeinstellung, die mit EL34 bestückt sind.

Genolex/Gold-Lion (Mode in Russio)

Vom ehemoligen englischen Röhrenhersteller GenerolElectric Corporotion (G.E.C.), nicht zu verwechselnmit Generol Electric USA (GE), stommt der Morken-nome Genolex/Gold-Lion, welcher in der domoligenZeil vor ollem für Exportworen in die USA genutztwurde. Heute werden diese Röhren in USA entwickellund in Sorotov, Russlond bei Reflector produziert.Die meisten dieser Röhren sind Abwondlungen,Weiterentwicklungen oder Verbesserungen vonbestehenden Sovtek und Electro-Hormonix-Röhrenous dem gleichen Werk speziell zugeschnitten fürdie hohen Ansprüche des Audio-High-End-Morktes.

Bild 3 [(C8l und [[[82 von Genolex

Die ECC8l, ECC82 und bold lieferbor ouch dieECC83 sind vom Aufbou sehr verwondt mit denolten Sylvonio/Philips-ECG-Röhren ous USA. Spe-

ziell zugeschnitten für den Audio Morkt unterloufendiese strengere Prüfvorschriften im Werk, ols die f nXRöhren, die den Genolex Typen sehr öhnlich sehen.

Die Unterschiede stecken im Detoil: Mikro[onieormutund Gleichheit der Systeme sind deutlich besser.

Dies wird sich im Audioverstörker durch punktge-noue Auflösung positiv bemerkbor mochen. Die

vergoldeten Pins sorgen für eine longzeitstobile und

korrosionsorme elektrische Verbindung im Sockel.

ROHRTl{IUIARKT

Bild 4 [88[[ von Genolex.

Die E88CC isl vom Aufbou eine sehr kritische Röhre. Der

Sponngitteroufbou mit dem sehr geringen Abstond zwi-schen Kothode zum Steuergitter sorgt bei dieser Gottungimmer wieder für Probleme mit Mikrofonie. Die GenolexRöhren sind in dieser Hinsicht noch Herstelleroussoge

ousgesuchte Typen (Anmerkung des Autors: Eine mikrofenieorme Selektion, besonders flir MM und MC Preomps

ist dennoch sinnvoll bzw. notwendig). Diese Röhre hot

im Reflector Werk eine longe Geschichte. Die Ursprünge

ous den l960er Johren woren die 6N I P, es folgten die6N23P und 6922 Sovtek mit diversen ,,-EV" Militörous-führungen mit verstörkten Micos, zwischenschichtfreieLonglebensdouerkothoden, usw.. Mit Micos werden dieGlimmerplöttchen bezeichnet, die dos System im GloskoLben festholten und für Stobilitöt sorgen. Dieses Know-howwurde on die ietzigen Mitorbeiter weitergegeben. Dos

klongliche Ergebnis konn sich hören lossen. Selbst ein

Vergleich mit der kröftigen und geschötzten Amperex7308/E188CC im Audio Reseorch SPl0 des Autors

überzeugte ouf gonzer Breite. Hier ist nicht die Rede von

Roum, Auflösung, usw., es posst einfoch und klingt super!

Die EL84 ist wieder einmol eine komplette Neuent-wicklung oder oufwöndige Uberorbeitung. Es

wurden neue beschichtete Gittermoteriolieneingesetzt. Auch die Beschichtung der Anodewurde gegenüber onderen EL84 bei Reflectorgeöndert. Noch onfönglichen Schwierigkeiten konnmon sogen, doss die Röhre nun stobil und souberorbeitet. Grundsötzlich hot die EL84 mit ihrenkleinen Abmessungen im Verhöltnis zur möglichenVerlustleistung thermischen Stress, wenn mon diemoximolen Werte gemöß Dotenblott ousreizt. Die

Genolex Röhre hot durch ihre moderne und besondersroue Beschichtung mehr Anodenoberflache. Diedunklere Beschichtung wie die roue Oberflöche sorgenfür höhere Wörmeobgobe ols bei onderen Modellen.Dies würde sich vor ollem bei Stressverstörkern, wieolten Musikboxen oder VOX Gitorrenverstörkern positivbemerkbor mochen. ln diesen Verstörkern werdendie Röhren teils oberholb der zulössigen Grenzwertebetrieben. Klonglich liegt mon mit diesem Röhrentyp

iedoch eher beim Hi-Fi- ols beim Gitorrenverstörkerrichtig. Die olten Leok, Fisher und Grundig-NF-Modellebeispielsweise sind ideol beim Einsotz dieser Röhre.

Die PX300B gob es vom olten GEC Werk vermutlichnicht. Bekonnt woren die Modelle PX4 oder PX25

die besonders von den Joponern hoch gelobt wur-den und werden. Ein Grund ouch hier mol frischenWind in die Ligo der 3O0B's wehen zu lossen. DerHersteller schreibt, doss die Röhre eine der bestenouf dem Morkt sein soll und für 3008 Verstörker mitWerksbestückung ein Upgrode dorstellt. Diese Röhre

sieht der Electro Hormonix 3008 Gold Version ver-

bli.iffend ahnlich. Ausführliche lnfos und Einzelheitenliegen dem Autor seit der Einführung noch nicht vor.Ein Vergleichstest von 30OB's in einem der folgendenElektor Röhrensonderheften wird für Klorheit sorgen.

Eild 6. PX3008 von 6enoler

Sild 5. tL84 von Genolex

__l

ehktor - Röhren Sonderheft

PSVANE Serie von Shuguong

Als Fortführung der 2OOB eingeführten ,,Block Treosure"

Z-Serie durch ein ousgesuchtes Teom folgte Ende Sommer

20,l0 die PSVANE T-Serie von Shuguong. lnspiriert durch

den chinesischen Volkstonz im I Z. Johrhundert entstond

dieser Nome, welcher ,,Povone" ousgesprochen wirdDiese Röhren werden im Werk in Chino nur von speziell

geschulten Mitorbeitern hergestellt und in hochwertigenVerpockungen geliefert, welche nicht nur den Choroktereiner Geschenkbox vermitteln, sondern ouch Erschüt-

terungen ouf dem longen Tronsporlweg ous Fernosl

minimieren sollen. Die Röhren werden mit Goldpins für

korrosionsorme Verbindungen, Kurzdotenblott, Serien-

nummer, Prüfprotokoll sowie ob Werk gepoort geliefert.

Bild / I 2AI/-l I 2AU/-l I 2AX7{ PSVANT Serie von Shuguong

Die wichtigsten Typen 1 2AI7I, IZAU7-I und l2/'J7-Tworen die ersten, die der Autor geprüft und gemessen hot

lm Vergleich zu den Stondord Shuguongs follen die stobilen

Mehrfoch-Micos ouf. Diese Röhren sind definitiv ruhiger ols

Stondord Shuguongs, die ouch schon mol blechern kloppern

oder klingeln können wie eine Glocke. Auch der Gitterskom

und die Symmekie der ersien Muster sind in Ordnung, wobeimon ongesichts des Preises hier doch engere Porometer und

bessere Brummormut erwortet hötte. lm High-End-Bereich ist

die,,bolonced" Selektion doher sinnvoll Kundenrezessionen

sind obzuworten Eine ELB4-T ist ouch bereits eingetroffen, es

ist ober zu früh, hierzu genoue Aussogen mochen zu können.

Bild B 84tT PSVANI Serie von Shuguong

Dos Houptougenmerk bei der Entwicklung der PSVANE

Serie woren gonz klor die großen Trioden 2l 1-T,

805(A) T und 845-T. Diese bekomen einen größeren Glos-

kolben mit einem Durchmesser von 6,5 cm für bessere

therm ische Stobilitöt und vergoldete Messingobschirmun-gen, um Einstreuungen im Sockelbereich zu minimieren.Die Bouteile für diese Röhren wurden speziell für diese

Serie ousgesucht und durch speziell geschultes Personol

konfektioniert. Es soll nicht unerwöhnt bleiben, doss mon-

che Erstmuster der Trioden schlompig verorbeitet woren.Noch Rücksproche mit dem Werk versproch mon Verbes-

serungen, welche bei der ersten Serienbelielerung ouch

eingeholten wurde. Mon dorf gesponnt sein, ob die Chi-

nesen in Hunon ihrem Versprechen noch konstont hoher

Quolitöt nochkommen werden und welche Neuigkeitennoch ouf uns zukommen O

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Röhren 5onderheft - elektor

Yl/r^^nr.rrlue I I e r-ro n d o. Golrl

SITBKTTTEl{

ln so gut wie ieder elektronischen ftholtung

kommen R(-Siebgliedel vor. In Röhrenstholtungen

sind es vor ollem bei Endstufen l('Siebglieder,

die skh durch die bessere Siebwirkung

der Drossel deren Robusfteil und gednge

Veiluste ouszeichnen. Gerode bei Drosseln mit

Eisenken herscht viel Unwissenheit, die zu

tlissverslöndnissen und tehlmessungen fühn.

Ebenfolls sind die in der literotur veröllenilichten

Fomeln zur Bestinmung des totsöchlichen

Siebfoktors bei l(-Gliedem nkht optimol.

Desholb ist eine genouere Untersuthung dieser

eigentlich einlorhen Scholtung ongebrocht.

Um es gleich vorweg zu sogen, dieserArtikel dient nicht zur Berechnung von

Siebdrosseln und durchleuchtet ouch

nicht die gesomte Drosseltheorie. Die

erschöpfende Behondlung dieses Th+menkreises sprengt bei weitem den Roh-

men eines Artikels in einem Sonderheftund ist dos Themo für ein gonzes Buch.

Eine Eisenkerndrossel ist keineswegs ein

einfoches Bouteil, dos ous einem oufgewickelten Kupferdroht besteht, in den ein Eisenkern mit

Luftspolt gesteckt wird. Dem Anwender soll hier vorzugs-weise die Problemotik beim Einsotz von Netzsiebdrosselnverdeutlicht werden und die relotive Optimierung bei derBestimmung einer Siebkette. Der Ausdruck ,,Relotiv" wirdhier obsichtlich verwendet, weil mon bei der Konshuktioneiner Drossel vor dem Problem steht, doss es mehrere

Unwögborkeiten und Unbekonnte ols exokte Gleichungengibt. ln einem vor über einem holben Johrhundert erschienen Lehrbuch heißt es, ,,Es ist schwierig, für die lnduktivi-töt einen zuverlössig genouen Wert vorouszuberechnen",denn mon sollte noch zu berechnende Porometer schon

vorher wissen, die donn im Nochhinein in die Berech-

nungen eingehen. Anders herum ousgedrückt, mon steht

droußen vor einer Tür, soll ober von innen obschließenund den Schlüssel noch dozu von innen stecken lossen.

Domit die in diesem Artikel gemochten Betrochtungenund Berechnungen nicht zu kompliziert werden, werdenei ni ge Vereinfochungen vorousgesetzt. Desholb wurdeein Siliziumbrückengleichrichter vorousgesetzt, dessen

Einfluss mit seinen etwo 0,2 V Sponnungsobfoll proDiode bei Netzteilen mit höheren Sponnungen vernoch-lössigbor ist. Ebenso mocht es keinen Sinn, Bouteile-

werte ouf die x-te Stelle hinter dem Kommo zu berech-

nen, wenn mon es sowieso mil Toleronzen zu tun hot.

Moderne Elkos hoben eine typische Kopozitötstoleronzvon t20 %. Wenn Siebwiderstönde in Netzteilen ver-

to

Gerhord Hoos

eleklor - Röhrcn Sonderhefl

wendet werden, hoben sie meist zwischen 2 und 10 %

Toleronz. Der in der Elektronik sehr wichtige Foktor

Jj =1,4114 konn mit einem ouf drei Stellen hinterdem Kommo gerundeten Wert problemlos verwendetwerden. Die Kreiszohl n ist mit dem gerundeten Wertvon 3,14 ousreichend genou. Der Kupferwiderstondeines gut dimensionierten Netztrofos spielt koum eineRolle, do dieser bei einer Anodenstromwicklung fürRöhrenendstufen im Bereich von etwo 5 bis etwosüber 2O O liegen konn und somit in Bezug ouf denviel höheren Lostwiderstond bei den Berechnungenvernochlössigbor ist. Auch wenn eine Drossel exoktmit der berechneten Windungszohl gefertigt wird,die Eisenlegierungen der Bleche hoben Toleronzenwie ouch der Durchmesser und somit der Wider-stond der Kupferdröhte. Bei Kupferdröhten konn mon

im Schnitt mit etwo x,7 7" rechnen. Wie mon sieht,ollein bei den Bouteilen ist mit erheblichen Toleron-zen zu rechnen, sodoss eine Berechnung ouf x.lO %

bei Weitem ousreichend ist. lm Endeffekt soll demAnwender die tvtoglichkeit gegeben werden, die fürseine Scholtung optimierte Siebkette zu bestimmen.

Bild I o,

Bild r b.

Schritt für Schritt werden nun Aufbou und Verholten derSiebkette untersucht. ln Bild I o ist ein Brückengleichrich-

ter mit Lostwiderstond dorgestellt. Am Lostwiderstond

erscheint eine Kurvenform wie in Bild I b gezeigt. Der

Brückengleichrichter mocht ous 50 Hz NetzfrequenzSinusholbwellen mit der doppelten Grundfrequenz.Mit Fourier-Reihen lossen sich mothemotisch olle peri-

odischen Schwingungen beliebiger Form beschreiben,die Betonung liegt ouf periodisch! ln der Formel

4.A(l cos2-r cos4.r cos6.r \

-l

-a---!--f I

r 12 2= -l 4'-l 6'-l )

steht A für die Amplitude und x für die Frequenz. Wiemon sieht, tritt ein Gleichsponnungsonteil ouf, der im

Wesentlichen durch den Ausdruck 4'l

d"fini"rt irt.E

lm Ausdruck cos2x steckt die doppelte Eingongsfrequenz. Anhond von cos4x, cos6x usw. sieht mon, doss

nur gerodzohlige Oberwellen ouftouchen, die ledochin der Amplitude stork obfollend sind, wos ous den

Nennern der Brüche ersichtlich wird und olternierend für

dos Gesomtergebnis oddiert und subtrohiert werden.

Mit diesen Sinusholbwellen ous Bild I b lösst sich keine

elektronische Scholtung betreiben, denn dozu wirdimmer ein möglichst souberer Gleichstrom benötigt. ln

Bild 20 wurde desholb die Scholtung ous Bild I o um

den Lodekondensotor C,. erweitert bei gleichem Lostwi-

derstond R,. Donn entsteht eine Kurvenform on C, wiein Bild 2b gezeigt. Die Formel der Fourier-Reihe ist

?:4(y!!*sin2x *sin3x +...). n,.r, hier isr

z[ t 2 3 )

der Gleichsponnungsonteil ^it 2'A

entholten, dem1T

ein Wechselsponnungsonteil überloge* ist, wie ouch

ous Bild 2b ersichtlich. Jetzt sind ollerdings olle Ober-wellen mit stetig follender Amplitude entholten, wobeifür x hier I OO Hz eingesetzt werden muss. Es ist oller-

dings zu berücksichtigen, doss die obige Formel zurBeschreibung des totsöchlichen Sögezohns nicht gonzstimmt, do dessen onsteigende Flonke im Netzteil etwos

verflocht und die Spitze verrundet ist. Für dos prinzipi-elle Verstöndnis ist die iedoch Formel ousreichend.

Röhren Sonderheft - elektor tt

SIEBKTTTTl{

Bitd 2b.

Um die notwendige Brummsiebung bestimmen zu können,muss zunöchst bestimmt werden, wie hoch die Brumm-

sponnung om Lodekondensotor ist. Es gibt relotiv exokteFormeln zur Bestimmung des Brumms, wo dos Verholtendes Netztrofos mit seinem lnnenwiderstond, die Kennli-nie des Gleichrichters, die Lode und Entlodekurven vonC, und Lostschwonkungen berücksichtigt werden. DerRechenoufwond ist sehr hoch. Dos Ergebnis ist nur um

einen mößigen Prozentsotz besser, ols wenn gleich diereduzierten Foustformeln ongewondt werden. Wenn mondie Bouteiletoleronzen berücksichtigt, reichen Foustfor-

meln vollkommen ous. Die Brummsponnung on C. lösst

sich berechne n zu (Js,ss

2.f .Ct

sponnung wird ols Scheitel-Scheitel-Wert errechnet,der ouch mit dem Oszilloskop bequem messbor ist.

l, ist der Loststrom, C, die Kopozitöt des Lodekonden-sotors, f ist die Netzfrequenz und der Foktor 2 steht

für Zweiweg- und Brückengleichrichter. Wird ein Ein-

weggleichrichter verwendet, föllt dieser Foktor weg.

Bei der Wirkung der Siebglieder interessiert vorzugs-weise der Wechselsponnungsonteil. Wenn mit einemMultimeter gemessen wird, sei es ouch noch so gutund von einem nomhoften Hersteller, ist do wenig zuerreichen. Mon könnte diesem einen Kondensotor vor-scholten, der sicher den Gleichsponnungsonteil obtrenntund donn im Wechselsponnungsbereich den überlo-gerten Brummonteil messen. Die Multimeter zeigen inder Regel den Effektivwert einer Wechselsponnung on.Zusötzlich kommt noch der Crest-Foktor zum Trogen.Dorunter versteht mon, wie genou ein Messgeröt eineWechselsponnung beliebiger Kurvenform ols einen

echten Effektivwert dorstellt. Für eine Rechtecksponnungmit 5O % Tostverhöltnis gilt der CrestFoktor l, weil diepositive und negotive Holbwelle gleich sind. Die Döcherdes Rechtecks sind die Amplitudengrenzen. lO Veffektive Rechteck-Wechselsponnung entsprechen I 0 VGleichsponnunS. BJi einer reinen Sinusschwingung ist

der Crest-Foktor J2 = 1,414. Die effektive Sinuswech-selsponnung hot l0 V ihr Scheitelwert liegt iedoch um

den Foktor I ,414 höher. Mit onderen Worten, ob l0 VGleichsponnung, 1O V Rechtecksponnung oder I O Veffektive Sinussponnung onliegen, olle drei Stromortenwerden eine Glühlompe immer gleich hell leuchten los-

sen, oder einen ohmschen Widerstond ouf die gleicheTemperotur oufheizen. Dos Problem bei den Multimeternist, doss sie nur einen begrenzten CrestFoktor von 5oder ouch etwos dorüber souber verorbeiten können.Je komplizierter die Kurvenform ist, desto größer wirdder Fehler sein. Ebenso ist die Bondbreite von vielenMultimelern begrenzt und liegt oft nur bei einigen Kilo-hertz. Somit ergeben sich erhebliche Messfehler. Dorousfolgt, doss Messungen der Brummsponnung om bestenmit einem Zweikonoloszilloskop gemocht werden. Monmuss hier noch einen Schritt weitergehen. Aufgrund derRegelschwonkungen im Stromnetz im Bereich von eini-gen Hertz konn die zu messende Sponnung erheblichzoppeln, wodurch ein genoues Ablesen des Bildschirmsnicht maglich ist. Dies gilt vor ollem, wenn im Bereichder für Röhren notwendigen Sponnungen von etwo 200 Vbis über 500 V gemessen werden sollen. BrouchboreMessungen lossen sich desholb om besten mit einemZweikonol-Speicheroszilloskop mochen. Bei Messungenmit dem Oszilloskop muss unbedingt berücksichtigtwerden, doss immer Scheitel-Scheitel-Werte obgelesenwerden! Dies ist bei guter Aussogekroft om einfochsten.

Siebketten hoben die Aufgobe den verbleibenden Brumm

soweit zu vermindern, doss die vorgesehene Scholtungproblemlos ous dem Netzteil betrieben werden konn.

Je noch Verslörkerscholtung konn ein Restbrumm okzegtiert werden, weil oufgrund der Scholtungskonstruktiondiese selbst für weitere Brummunterdrückung sorgt. End-

lose Siebketten bringen ouch nichts, weil der Aufwondunermessslich wird. Wenn die Brummsponnung in derphysi kolisch bedi ngten Rouschsponnung des Netzteilsverschwindet und nicht mehr messbor ist, donn ist monfost om Ziel. Messtechnisch konn mon den Restbrumm oufdem Oszilloskop noch sichtbor mochen, indem mon dieMessbondbreite begrenzt und so die höherfrequentenRouschsponnungen ousfiltert. Dos in Röhren-sonderheft 6ouf den Seiten 67 bis 7l vorgestellte Messfilter ist dofürsehr gut geeignet, dos die Bondbreite ouf 20 Hz bis20 kNz begrenzt. Wenn dieses Filter verwendet wird,muss ein sponnungsfester Kondensotor zur Abtrennungdes Gleichsponnungsonteils und eventuell ein Spon-nungsteiler vorgescholtet werden. Diese Messung mochtdurchous Sinn. Bei der Breitbondmessung ist ouf demBildschirm oft nur ein verrouschter Strich zu sehen, imLoutsprecher hört mon lrotzdem einen Brumm. Dos Phö-

nomen ist leicht zu erklören. Vor dem Tieftöner einerMehrwegebox ist ein Tiefpossfilter gescholtet. An ihmkommen desholb nur die verbliebenen Brummonteiledes Netzteils und des Verstörkers on. Somit sollte die

t2 elektor - Röhren Sonderheft

Messung mit dem den Frequenzbereich eingrenzendeno.g. Filter gemocht werden, denn domit kommt mon

der Reolitöt nöher und ist vor Überroschungen sicher.

Bild 3

Zur Verminderung der Brummsponnung, die noch

Bild 2b noch erheblich sein konn, wird löngs in dieBetriebssponnungsleitung die lmpedonz Z eingeführtund donoch der Siebkondensotor C, ongehöngt,wie in Bild 3 gezeigt. Bei possiver Siebung gibt es

sinnvollerweise zwei Möglichkeiten für Z, nömlicheinen ohmschen Widerstond R oder eine Drossel mit

der lmpedonz <rll. Eine Mischversion von ohmschem

Widerstond und Drossel wöre ouch denkbor, dochder Wechselstromwiderstond der lnduktivitöt ist um einVielfoches höher und hot somit deutlich mehr Siebwir-kung ols ein Widerstond, sodoss diese Kombinotionwenig Sinn mocht. Wird für die lmpedonz ein ohmscherWiderstond R, eingesetzt, bildet dieser zusommenmit C, einen frequenzobhöngigen Tiefposs, wie erous der Grundlogenliterotur seit Urzeiten hinreichendbekonnt ist. Für den Widerstond gilt der frequenz-unobhöngige ohmsche Wert, für den Kondensotor der

frequenzobhöngige Wert Xc = 2-r.f.C a.CDie Eingongsbrummsponnung Ua.r wird ins Verhöltnis zurAusgongsbrummsponnung Ur., gebrocht und dos RC-

Glied ols frequenzobhöngiger Sponnungsteiler eingesetzt.Der Siebfoktor S errechnet sich mit der Formel

^ Ua,r RS- - = . =o)' R'C. Zweiweg-wie Brücken-Ua,: I

a.cgleichrichter wirken ols Frequenzverdoppler, wiebereits erwöhnt. Somit ist bei 50 Hz Netzfrequenzfür die in o entholtene Frequenz

,l00 Hz einzuset-

zen. Angenommen der Widerstond hot I kO und derKondensotor 50 pF, erhölt mon für den SiebfoktorS = a.R.C =2.x.10O.1000.0,000.05 =31,4.Alle Werte werden in Hertz, Ohm und Forod in derFormel eingesetzt. Die Grundfrequenz der sögezohn-förmigen Brummsponnung, die on C, onliegt, wirdum den Foktor S = 31 ,4 heruntergeteilt, in diesemFoll olso die 'l00 Hz, bei 2OO Hz wören es rechne-risch 62,8 usw., in diesem Zusommenhong ouch dieFourier-Reihen beochtenl Wird der ohmsche Wider-stond durch eine Drossel ersetzt, hot mon einen fre-

quenzobhöngigen Widerstond, dessen lmpedonzXt=2' 7t' f ' L = a'Z ist. Diese lmpedonz konn nun


in die obige Formel eingesetzt werden, worous sich

^ Ua,t (D'LS - - "

= -:--:- = a2 ' L'C ergibt. Wie mon sieht,Un,: I

(D.Cdie Brummkreisfrequenz geht quodrotisch in den Siebfok-

tor S ein, wodurch sich dieser drostisch erhoht.

Die Drossel hot den Nochteil, doss sie ein größe-

res und deutlich teureres Bouteil ist ols ein ohmscher

Widerstond. Um Vor- und Nochteile von Drossel und

Widerstond oufzuzeigen, muss erst die lnduktivitöt für

die Drossel ermittelt werden, domit Vergleiche möglichsind. Stott des Widerstonds von I ka soll eine Drossel

eingesetzt werden, um ouf denselben Siebfoktor von

31 ,4 zu kommen. Obige Formel wird noch L umge-

stellt und die erforderliche lnduktivitöt berechnet:

31.4= 1,59H

Die ideole Drossel hot null Ohm Gleichslromwiderstond,wos in der Proxis nie moglich ist. Der ideole Konden-

sotor hot keine Zuleitungswiderstönde sowie innere

lnduktivitöten und keine lsolotionsverluste, wos ouch

unmöglich ist (siehe ouch Artikel ,,Elkos, Gleichrichterund ihr korrekter Einsotz", Röhren-Sonderheft 5, Seite

I I bis l7l. Un bei einem proxisnohen Wert zu bleiben,wird der Gleichstromwiderstond der Drossel mit l0 Qongenommen. Die lmpedonz der Drossel bei IOO Hz ist

Xt=a.L=2.tt.l00 '1,59 =998,5C). Die lmpe-

donz der Drossel ist olso fost einhundert Mol größer ols

ihr ohmscher Widerstond, womit dieser bei der Siebung

proktisch koum eingeht. Eine Drossel mit einem Wertvon

,l,59 H zusommen mit 50 pF hot olso den gleichen

Siebfoktor wie ein Widerstond mit I ka mit demselben

Siebkondensotor. Nimmt mon nun einen Gleichstrom von

0,2 A on, der [ür größere Vorverstörker oder kleinere

Röhrenendstufen ein reolistischer Wert ist, follen om

Widerstond 200 V ob, wos eine Verlustleistung von 40 Wverursochtl An der Drossel follen nur 2Y o6, woroussich eine Verlustleistung von gerode mol 0,4 W ergibt,olso nur I % der Verlustleistung des Widerstonds bei glei-chem Siebfoktor! Allein schon diese Gegenüberstellungzeigt, doss die Drossel eindeutig im Vorteil ist. Korrekter-

weise muss mon noch die Wechselstromverluste im Eisen

der Drossel hinzurechnen, die ledoch ouch relotiv niedrigousfollen und vernochlössigbor sind. Um die 200 VSponnungsobfoll om Widerstond ouszugleichen, muss dieWechselsponnung des Netztrofos entsprechend erhöhtwerden, wos unler Umstönden ouch schon den nöchstgrö-

ßeren Trofokern nötig mocht. Donn konn es sein, doss bei

der Sponnungsfestigkeit der Netzteilkondensotoren schon

die nöchsthöhere Sponnungsklosse gewöhlt werden muss,

oder mon muss Kondensotoren koskodieren, wos größe-

res Bouvolumen und höhere Koslen noch sich zieht. Alleindurch die 40 W Verlustleistung om Widerstond müsste

dieser ousreichend gekühlt werden. Wos on Kosten beim

Widerstond eingesport wurde, muss ouf onderer Seite

wieder ousgegeben werden, ouch verbunden mit dem

Nochteil eines höheren Stromverbrouchs, der größeren

f _ sa- .c

r3

srrBKtTTtl{

Wörmeentwicklung und des großen lnnenwiderslondsdes Netzteils! Bei einem Siebwiderstond von I kQ und

störker schwonkendem Loststrom schwonkt die Sponnung

om Ausgong des Siebglieds entsprechend mit, es wirdolso ein ,,weiches" Netzteil. Bei einem Gleichstromwider-stond der Drossel von nur I O a sind die Schwonkungenminimol, dos Netzteil wird ,,hort". Durch die geringe Ver-

lustleistung der Drossel bleibt dos Geröt ouch insgesomt

kühler, womit sich der Wörmehousholt verbessert, dieLebensdouer der Elkos verlöngert und der Stromverbrouch

verringerl wird. Wenn nur kleine Ströme im Bereich unter

50 mA benötigt werden, konn mon mit Rc-Siebung öko-

nomisch ousreichende Siebfoktoren erreichen. Dorüberhinous ist oufgrund der Verlustleistungsbilonz und bei

schwonkenden Losten wie bei Gegentoktendstufen denDrosseln der Vorzug zu geben.

Wird der Siebfoktor eines RC- oder LC-Gliedes berechnet

und dieser in der oufgebouten Scholtung nochgemessen,konn es zum Teil zu erheblichen Abweichungen kommen.Allzuschnell wird die Schuld ouf die Bouteile geschoben,vor ollem bei LC-Siebung ouf den Drosselhersteller. Werdie Formeln onwendet, muss sich dorüber im Kloren sein,

doss dorin von einer reinen Sinussponnung ousgegongenwird! Totsöchlich hot mon immer einen mehr oder weni-ger verrundeten Sögezohn om Lodekondensotor onliegen, sodoss die Formeln für den Siebfoktor nicht mehr

uneingeschrönkt gelten. Bei großen Strömen gehen dozunoch Kupferwiderstond und Gleichrichterkennlinie mit ein.Ebenfolls muss unbedingt die Gleichstromvorbelostungdes Eisens berücksichtigt werden! Eine nur mit Wechsel-strom betriebene Drossel verhölt sich gonz onders ols

eine mil Gleichstromvorbelostung. Hinzu kommt noch,

wie die lnduktivitöt der Drossel bestimmt wurde, dieder Hersteller ongibt. Mon konn sie zur überschlaglgenBerechnung des Siebfoktors und zur Dimensionierung derBouteilewerte verwenden. Wer es gonz genou hoben

will, muss die Siebkette für den ieweiligen Anwendungs-foll obstimmen. Dorouf wird spöter eingegongen.

Die Drossel hot gegenüber Widerstönden und oktiverSiebung durch Röhren oder Holbleiter noch einenweiteren großen Vorleil. Dozu muss Bild 2b nochmolsgenou betrochtet werden. Wenn eine soubere Gleich-sponnung gewünscht wird, konn diese moximol Uo.

sein, die dorüber liegende Brummsponnung Ur, wird,bildlich gesprochen, obgeschnitten. Anders herum

gesogt, der Energieinholt der Sögezohnkurve wirdom Regelglied in Wörme verwondelt und ist nichtnutzbor. Kommt eine Siebdrossel zum Einsotz, wirktsich ihr Speichereffekt ous. Eine Drossel konn genousoEnergie speichern wie ein Kondensotor. Wenn vorder Drossel die Sponnungsverhöltnisse so sind, wiein Bild 2b gezeigt, erhöht sich Uo. um rund 50 % vonUr.. Somit ist der Energieinholt der Brummsponnungzugunsten einer höheren Ausgongsgleichsponnunggenutzt. Dies konn gleich bei der Dimensionierung des

Netztrofos wie ouch des gesomten Netzteils berück-sichtigt werden. Die Siebdrossel bringt olso noch einenEnergiesporeffekt. Der Wert von 50 % der Brumm-

sponnung gilt ols Richtwert und konn noch oben oderunlen obweichen, je noch dem wie Siebkette, Lost und

Netztrofo dimensioniert sind und wie die Kurvenformvor der Drossel oussieht. Auf ieden Foll liegt mon mitder Siebdrossel sowohl von der Siebung her ols ouchvon der Energiebilonz grundsötzlich besser. Auch beioktiver Siebung mit Holbleitern bringt eine Vorsiebungdurch eine Drossel Verbesserungen bei der Ausnutzungder Energie wie ouch der Erhöhung der Brummsiebung.

Bild 4.

Für die Netzsiebung werden vorzugsweise Drosselnmit Eisenkern eingesetzt. Luftdrosseln, olso oufgewik-kelter Kupferdroht ohne jeglichen mognetischen Kern,zeichnen sich zwor durch hohe Lineoritöt ous, sind oberoufgrund ihrer Bougröße für höhere lnduktivitöten imHenry-Bereich nicht geeignet. Desholb wird ein Eisen-

kern verwendet, der die lnduktivitöt der Drossel deutlicherhöht. Der oft verwendete Foktor p,", gibt on, um wieviel die lnduktivitöt der Eisenkernspule gegenüber einerLuftspule onsteigt. Wöre dieser Foktor eine Moteriol-konstonte, hötte mon es einfoch. Bei den üblichen Tro-

foblechen wie ouch den Ferritkernen höngt prer vom ver-

wendeten Moteriol und der mognetischen Aussteuerung

ob. Desholb wird von den Kernherstellern die Ampli-tudenpermeobilitatszohl pr. definiert. Sie wird in einerKurve dorgestellt, die die Permeobilitöt obhöngig vonder Feldstörke H zeigt, wie in Bild 4 rot eingezeichnet.Die grüne Kurve zeigt die mognetische Belostung B (in

Teslo) des Eisenkerns obhöngig von der Aussteuerung.Die Feldstörke H wird in A/m ongegeben, oft ouch olsAmpere-Windungen bezeichnet, d.h. wie viel Windun-gen sind vorhonden, Drohtlönge in Meter ongegebenund wie viel Strom wird durch den Droht geschickt.Wenn bei einem gegebenen Strom mehr Windungenoufgebrocht werden, sinkt die mognetische Belostung

des Eisenkerns, dofür steigt der Kupferwiderstond beivorgegebener Bougröße. Aus Bild 4 ist noch obzulesen,doss 1.,. eine sehr krumme Kennlinie bezogen ouf dieFeldstörke hot. ln Bild 4 ist dos Prinzip dorgestellt, denn

iedes Kernmoteriol, seien es verschiedene Eisenlegierun-gen mit unterschiedlichen Blechdicken oder Ferritkerne,hot seine Eigenschoften mit eigenen krummen Kennlinienund Toleronzen. Aus Bild 4 lösst sich noch mehr oblesen.Anhond der grünen Kurve sieht mon die mognetischeBelostung B, die sich mit zunehmender Feldstörke sehrverflocht. Domit hot mon die Aussteuerungsgrenze des

t4 ehktor - Röhren Sonderheft

Eisenkerns erreicht, olso die mognetische Söttigung.Noch mehr Strom durch die Wicklung zu schicken

mocht keinen Sinn, denn im Söttigungsbereich fallt dlelnduktivitöt stork ob, wos die Siebwirkung vermindertund durch den hohen Strom entsteht nur Verlustwörme.Hier bietet sich der Vergleich mit einem Verstörker on. lst

dieser voll ousgesteuert, nützt es nichts, wenn dos Ein-

gongssignol weiter erhöht wird. Es steigen ollein die Ver-

zerrungen on, dos Gesomtergebnis wird ober nicht bes-

ser. Drosseln müssen so konstruiert sein, doss der Eisen-

kern bei moximolem Strom nicht in die Söttigung kommt.

Dies gilt onolog für Netztrofos und Ausgongsübertroger.

Die rote Kurve in Bild 4 ist noch von großem lnteresse.

Wie schon oben erwöhnt, gibt der Foktor p. on, um

wie viel die lnduktivitöt onsteigt, wenn in die Luftspule

ein Eisenkern gesteckt wird. Um die totsöchliche Per-

meobilitöt zu bekommen, muss p. noch umgerechnetwerden in die wirksome Permeobilitat, die von mehre-

ren Foktoren obhöngt. Leider hot mon es hier immer mit

sehr krummen Kurven zv tun, die von den Anwendernoft nicht genou beochtet werden und donn Schwie-rigkeiten bereiten. Der Kunde bestellt eine Drossel mit

einer bestimmten lnduktivitöt und einem festgelegtenmoximolen Nennstrom. Wenn dos Bouteil eintrifft,wird mit dem LCR-Meter gemessen und schon tretenProbleme ouf, do der ongezeigte Wert deutlich vom

bestellten Nennwerl obweicht. Dos Problem ist prinzi-piell in der roten Kurve in Bild 4 begründet. Proktisch

olle LCR-Meter, egol ob preiswert oder teuer, messen

z.B. mit l0O Hz, I kHz oder öhnlichen Frequenzenbei einer relotiv niedrigen Generotorsponnung. Diese

stellt sich ouch obhöngig vom Messobiekt und demMessgeröt ouf etwo l0 mV.,, bis um I V.,, ein. Wosdos eigene LCR-Meter mocht, lösst sich leicht mitdem Oszilloskop nochprüfen, einfoch eine Drossel

onklemmen und messen. Porollel dozu dos Oszilloskoponschließen, domit konn mon Frequenz und Amplitudeerkennen. Dos Problem on der Soche ist, doss bei derLCR-Meter-Messung dos Eisen koum erregt ist. ln denDotenblöttern der Ferritkernhersteller z.B. findet mon

die Werte po und p,o, d.h. die Messwerte bzw. Mess-

kurven wurden mit 4 mA bzw. l6 mA Erregerstromermittelt. Es wird olso keine konstonte Sponnung,sondern ein konstonter Wechselstrom eingespeist. FÜr

Netzsiebdrosseln mit größerem Eisenkern sind sowohldie Generotorwerte der LCR-Meter wie ouch l6 mA

viel zu wenig, um brouchbore Messergebnissen zu

Röhren Sonderheft - el*tor

bekommen. ln der Tobelle ist gezeigt, wos ein LCR-

Meter bei einigen hondelsüblichen Drosseln onzeigtund wos bei der Einspeisung eines Sinus von 50 Hz

bei Drosselnennstrom herouskommt. Wenn mit einem

LCR-Meter onderer Bouort gemessen wird, können

die Werte durchous von den Tobellenwerten obwei-chen, ie noch Messsponnung und Messfrequenz.

lm Prinzip interessiert nur die lnduktivitöt einerDrossel, die den frequenzobhöngigen WiderstondXr.=2'7T' f 'L=o)' Z dorstellt. lstdie Frequenz null,

olso reiner Gleichstrombekieb, müsste X, ouch null sein.

Geht die Frequenz gegen unendlich, sollte X, ouch unend-

lich werden. Die Reolitöt sieht onders ous, wos ous dem

Ersotzscholtbild einer lnduktivitöt in Bild 5 hervorgeht.Eigentlich will mon nur L hoben, bekommt iedoch den

unvermeidlichen Kupferwiderstond R., und die Wicklungs-kopozitöt C* mitgeliefert. Anders lösst sich eine reole

Drossel nicht bouen. ln Bild 6 ist dos Frequenzverholten

einer reolen Drossel dorgestellt. Der linke Teil der Kenn-

linie wird bestimmt durch al' L . Dte Kennlinie wirdbei tiefsten Frequenzen durch den KupferwiderstondR., begrenzt. Theoretisch sollte X, mit zunehmenderFrequenz onsteigen, wos ober nur bis zum Punkt f,",

in Bild 6 geht. Hier bilden L und C* einen durch R.,

bedömpften Porollelschwingkreis. Doher kommt ouch die

Überhohung in der Kurve. Dorüber hinous dominiert

die Wicklungskopozitöt, worous sich dos drr.h I

o-cbedingte Verholten ergibt. Reole Drosseln werden von dieser

ideolisierten Kurve in Bild 6 mehr oder weniger obweichen,

weil weitere porositöre Kopozitöten, Widerstönde und diegesomte Bescholtung in dos Ergebnis mit eingehen. Für

Netzsiebdrosseln sind Resononzfrequenz und der dorüber-

liegende Kennlinienteil in der Regel uninteressont, do dieFrequenzen so hoch liegen, doss sie bei Siebketten keinen

nennenswerten Einfluss mehr hoben. Wie schon onhond

der oben oufgeführten Fourier-Formel für den Sögezohn

ersichtlich ist, sind die Oberwellen der Brummsponnung

über etwo 500 Hz so gering, doss die Resononzfrequenz

keine Rolle spielt. Ebenso ist der Skineffekt des Kupferdrohts

bedeutungslos, do dieser erst im sehr hohen Kilohertzbereich onföngt einen Einfluss zu hoben. Für die weiteren

Betrochtungen genügt es, wenn bei den Siebdrosseln nur

L und R., berücksichtigt werden. Zvrück zu Bild 3: Die

lmpedonz Z setzt sich bei der reolen Drossel ous deren

induktiven frequenzobhöngigen Widerstond d)' I und

dem reolen Kupferwiderstond R., zusommen, womit sich

Et 42/14Et 60/21Et 6O/2sEtTs/32Et75/32Er 60/30Et 66/34

50 mA150 mA2OO mA200 mA270 nA300 mA600 mA

600 mA

82 Ohm32 Ohm27 Ohn

102 Ohm32 Ohm30 Ohm5 Ohm8 Ohm

D-7042D-4060 AD-4060D-r 00zsD-7075D2360DI066D-3275

Iobelh l.

r5

SITBKTTTTN

Z = a). L I Rc,, ergibt. Der induktive Widerstond (r)'Iist gegenüber dem Kupferwiderstond um ein Vielfoches größer, sodoss der Siebfoktor im Wesentlichen von der lnduk-

tivitöt obhöngt und R., in der Regel vernochlössigt werdenkonn, weil der induktive Widerstond der Drossel oufgrunddes Foktors trl2 wesentlich störker zum Trogen kommt ols derohmsche Widerstond. R., muss insofern berücksichtigt wer-den, weil hier die meisten Verluste entstehen, die die Drossel

erwörmen, wie bereits oben mustermößig berechnet.

Bild 6.

Jetzt muss die proktische Umsetzung einer Netzsiebdros-sel genouer unlersuchl werden. Auch wenn es ouf denersten Blick einfoch erscheint, eine Drossel ist nicht nur

eine oufgewickelte Kupferdrohtspule, in die din Eisenkerngesteckt wird. Der Anwender konn z.B. die Vorgobenüber moximoles Bouvolumen, moximolen Kupferwider-stond, moximolem Gleichstrom und die gewünschte(minimole) lnduktivitöt mochen. Wenn die lnduktivitöteiner Netzsiebdrossel in der Plustoleronz liegt, ist doskein Schoden, do der Brumm umso besser gedömpftwird. Bereits hier muss mit Überlegung on die Aufgobeherongegongen werden. Der moximole Strom liegt in derRegel durch den Stromverbroucher fest. Die gewünschtelnduktivitöt ergibt sich ous den vorgesehenen Lode und

Siebkondensotoren und dem erforderlichen Siebfoktor.Wenn nun ein extrem niedriger Kupferwiderstond gefor-dert wird, konn mon die gewünschte lnduktivitöt nur miteinem sehr großen Kern herstellen, der mit entsprechenddickem Droht bewickelt ist. So entsteht schnell eine Mons-terdrossel. Bereits hier ist zu prüfen, ob Abskiche beimSiebfoktor moglich sind, oder ob mon einen höherenGleichstromwiderstond zulösst. Bei Eintokt-A-Endstufenund Vorverstörkern muss sehr gut gesiebt werden, beiGegentoktendstufen konn mon einen gewissen Res!brumm zulossen, do diese scholtungsbedingt selbst einemehr oder weniger gute Brummunterdrückung hoben.

Legt mon die rote Kurve in Bild 4 zugrunde, liegt diehöchste lnduktivitöt irgendwo im mittleren Bereich derFeldstörke. Die erzielbore lnduktivitöt höngt ober storkvom verwendeten Moteriol obl Bei moximolem p. ist derverwendete Kern mognetisch nicht voll ousgenutzt. Monkonn genouso on die Söttigungsgrenze heronfohren undmuss zugunsten moximoler Siebwirkung eher einen größeren Kern wöhlen oder bei kleinerem Kern mehr Win-

dungen oufbringen, die den Kupferwiderstond erhöhen.Wird der Arbeitspunkt einer Drossel in den Bereich desMoximums von p. gelegt, fallt die lnduktivitöt zu höherenShömen ob. Andererseits steigt der Brumm oufgrund dergeringeren lnduktivitöt im Anloufbereich des Loststroms

on, wos sich im Einscholtmoment ouswirken konn. Ein

guter Dimensionierungsonsotz ist, wenn mon z.B. beieiner Röhrenendstufe den Grundshombedorf ongibt. DieDrossel wird so dimensioniert, doss bei diesem Stromdie moximole Permeobilitöt des Eisens ousgenutzt undsomit die höchste Siebwirkung erzielt wird. Wenn einEndverstörker ohne Signol oder bei geringem Signolbetrieben wird, ist es günstig bei diesem Arbeitsstrom oufmoximole Brummunterdrückung zu ochten. Bei höhererAusgongsleistung ist der Schollpegel der Loutsprecherso hoch, doss ein erhöhter Brummonteil im Nutzsignolverschwindet und nicht mehr hörbor ist. Dozu müssen

ober Ruhe- und Moximolstrom sowie die voroussichtlichverwendeten Lode- und Siebkopozitöten bekonnt sein unddiese für den ieweiligen Anwendungsfoll eventuell opti-miert werden. Bei Vorverstörkern und Eintokt-A-Endstufensowie bei ollen in reinem Closs-A-Betrieb orbeitendenVerstörkern ist der Lostshom weitgehend konstont, sodosses sich für optimole Brummsiebung onbietet, den Arbeits-punkt der Siebdrossel ouf den Moximolwert von po zulegen. Sollte dobei die Bougröße der Drossel zu großwerden, muss mon Kompromisse eingehen. ln diesemFoll fallt die Siebwirkung oufgrund geringerer lnduktivitötder Drossel kleiner ous, wos durch geschickte Auslegung der Sieb- und Lodekopozitöt mehr oder wenigerousgeglichen werden konn. Wichtig ist ouch immer,doss beim geforderten Nennstrom der Eisenkern nicht inSöttigung kommt. Ein wichtiger Punkt ist ebenfolls, dossbei der Dimensionierung der Drossel die Verlustleistungberücksichtigt wird. Eine im Kern zu klein dimensionierteDrossel konn im Betrieb heiß werden. Je größer der Kernund ie besser die Blechquolitöt, desto geringer werdendie Verluste sein. Größerer Kern und gute Blechquolitötmit höherer Permeobilitöt bedeutet im Prinzip geringereWi ndungszohl, größerer Kupferdrohtquersch n itt geri ngereGleichstromverluste und mehr Oberflöche für bessereWörmeobleitung. Es spielt ouch eine Rolle, ob eine Dros-

sel nur touchlockiert oder mit Trönkhorz vokuumgetrönktist. Die Wörmeobleitung eines mit Horz getrönkten Bou-

teils konn rund doppelt so hoch sein wie ein ungetrönktes.

Nun kommen wir zum Themo der Messung der lnduktivi-töt einer Eisenkerndrossel bei der Herstellung. Wenn derHersteller olle o.g. Doten hot, konn die Drossel berechnetund gebout werden. Eine Netzsiebdrossel hot immereinen Gleichstromonteil zu verkroften. Desholb wird einLuftspolt eingelührt, der eine mognetische Gegenkopglung dorstellt. Mit dem Luftspolt wird einerseits vermieden,doss der Eisenkern der Drossel oufgrund der Gleichstrom-vorbelostung vorzeitig in Söttigung kommt, ondererseitswird domit die gewünschte lnduktivitöt eingestellt. Wosnoch gonz wichtig ist, die wirksome Permeobilitöt p" wirdvermindert, ie größer der Luftspolt ist. Dofür verflocht sichdie in Bild 4 rot dorgestellt Kurve, sodoss die Permeobili-töt über einen weiten Arbeitsshom einigermoßen konstontwird. Auch hier muss ein Kompromiss gemocht werden,entweder weiter Skombereich und kleine Permeobilitöt,

l6 ehktor - Röhren Sondeüeft

oder kleiner Skombereich, dofür hohe Permeobilitöt.Für Siebdrosseln werden oufgrund des nötigen Luftspolts

bevorzugt El-Kerne verwendet, weil sich bei diesem Kern-

schnitt der Luftspolt leicht einstellen lösst. Schnittbondkernesind ebenfolls gut geeignet, werden ober oufgrund des

hohen Kernpreises selten verwendet. Die Einstellung der

lnduktivitöt konn nicht mit einem LCR-Meter erfolgen, weil

dos Eisen nicht genügend erregt wird. Hier wird mit 50 Hz

Netzfrequenz und dem ohmschen Gesetz georbeitet:

U = R' I = o' L' I = 2' n' f'I'1. Netzfrequenz f,

Drosselstrom / und die gewünschte lnduktivitöt I sind

bekonnt. Wenn nun der Nennstrom / on die Drossel

gelegt wird, wird mit dem Luftspolt die errechnete Spon-

nung eingestellt. Der Wechselsponnung steht der induktive

Widerstond entgegen, sodoss eine bestimmte Sponnungonliegen muss, domit der gewünschte Strom fließen konn.

Der Drosselhersteller verstellt solonge den Luftspolt, bis

die Vorgoben eingeholten werden. Hier gilt, ie größer

der Luftspolt, desto höher konn der Drosselstrom werden,

ollerdings ouf Kosten der lnduktivitöt. Wird der Luftspolt

sehr klein, steigt die lnduktivitöt, ollerdings muss mon mit

dem Strom herunter, sonst kommt der Kern vorzeitig in

Söttigung. Außerdem wird die Permeobilitötskurve krum-

mer, weil die mognetische Gegenkopplung geringer ist.

Kommt dos Eisen on die Söttigungsgrenze, föllt der Strom

zunöchst etwos ob. Wird die Söttigungsgrenze über-

schritten, steigt der Shom durch die Drossel unkontrollierthoch on. ln diesem Foll stellt die Drossel nicht mehr ihren

induktiven Widerstond der ongelegten Wechselsponnungentgegen.

Wie Drosseln durch die Hersteller eingestellt werden kön-

nen, soll onhond zweier Beispiele verdeutlicht werden.Eine Drossel hot die Nennwerte I H und 0,6 A. Domitergeben sich bei 50 Hz

U = 2'E'f 'L'I = 2'tr'50'1'0,6=188,4 Y.

Wenn die Drossel l0 H und 0,2 A hot, ergeben sich

U = 2' tt' f ' L' I = 2' x' 50'10'0, 2 -- 628Y. Strom,

Sponnung, Messfrequenz und lnduktivitöt stehen oufgrundder Formel untereinonder in einer festen Beziehung. Diese

Sponnungen und Ströme lossen sich nicht mit LCR-Metern

erzeugen, sondern nur mit entsprechend großen Netzregel-trenntrofos. Und domit ist mon ouch ouf die 50 Hz fest-

gelegt. Eisen- und Ferritkerndrosseln für Loutsprecher-

frequenzweichen werden genouso gemessen, in den

Prospektongoben ist dies gelegentlich vermerkt. Beim Her-

steller wird der Einfochheit holber olso mit einer Wechsel-

sPonnung gemessen.

ln der Tobelle sind ocht hondelsübliche Drosseln mitihren Nennwerten oufgeführt sowie die mit dem LCR-

Meter gemessenen lnduktivitötswerte. Sie sind ollemit El-Kernen hergestellt. Bei KERN in der Tobellesteht die erste Zohl fUr die Kerngröße, die zweiteZohl für die Blechpokethöhe in Millimeter. 1."" ist derNennstrom im Douerbetrieb. R., ist der Kupferwider-

Röhren 5onderheft - elektor

stond, der bei Roumtemperotur von etwo 20 "C mit

einem Ohmmeter gemessen wird. Dieser hot eine

deutl iche Tem perotu robhö n gigkeit. Der Tem perotu r-

beiwert von Kupfer ist cL = 0,0039. Mit der Formel

Rw = Rx + d'LÜ' Rr lösst sich der Wormwider-stond der Kupferwicklung ermitteln, wobei R* der

Wormwiderstond ist, R* der Koltwiderstond bei 20 'Cund

^r) ist die Temperoturerhöhung. Nehmen wir ols

Beispiel die Drossel D-10025 mit einem Koltr,,rider-

stond von ,l02

A bei 20 "C. Bei douerhoft 0,2 AArbeilsstrom entstehen rund 4 W Verlustleistung im

Kupfer. Angenommen durch Eigenerwörmung wieouch dem Einbou in einem Gehöuse steigt die Drossel-

temperotur um 50 'C on, wird der WormwiderstondRw = Rx + d. LO' Rx = I 02 + 0, 0039' 50'1 02 =l 2 I, 89 A.

Der Kupferwiderstond hot sich olso um 19,5 %

erhöht, die Oberflochentemperotur der Drossel ist

donn Z0 oC. Diese Temperotur stellt kein Problem

dor, do üblicherweise die verwendeten Moteriolienfür eine Douerbetriebstemperotur von I 05 oC ous-

gelegt sind. Lron, isl die Nenninduktivitöt, die noch

obiger Methode ermittelt wurde. Die Angobe 1..* ist

die lnduktivitöt, die mit einem üblichen LCR-Meter

gemessen wurde. Die Messfrequenz des LCR-Meters

log bei 120 Hz im Messbereich von 20 H. lm Mess-

bereich 2 H woren es I kHz. Die Messsponnung, die

sich om LCR-Meter outomotisch und obhöngig vom

Messobiekt einstellt, log je noch Drossel zwischen

etwo l0 .V", und knopp über 50 mV"r. Die stork

obweichenden Messwerte in der Tobelle zeigen ouf,

doss dos LCR-Meter dos Eisen nie ousreichend erre-

gen konn und diese Messungen somit folsch sind.

Eingongs wurde erwöhnt, doss sowohl mit RC-GIiedern

wie ouch mit LC-Gliedern der Brumm gesiebt werdenkonn. Wenn z.B. eine Konfigurotion mit C, und C, =

50 pF und einem Siebwiderstond von 500 Q einge-

setzt wird, ist der errechnete Siebfoktor 15,7 . Bei derMessung kommen unobhöngig vom Loststrom Werte

zwischen etwo I 8 und l9 herous, io noch dem wiegenou obgelesen werden konn. Der um etwo l5 bis

20 % höhere gemessene Siebfoktor lösst sich domiterklören, doss vor dem Siebglied kein reiner Sinus,

sondern die Grundfrequenz mit überlogerten Oberwel-len onliegt, die störker gedömpft werden. Die Formel

zur Berechnung des Siebfoktors setzt prinzipiell einen

reinen Sinus mit der Grundfrequenz vorous, den es

zu dömpfen gilt. Dos RC-Glied dömpft nicht nur dieGrundfrequenz, sondern entsprechend ouch die Ober-wellen, sodoss der errechnete Siebfoktor messtechnisch

etwos größer ousföllt, wos im proktischen Betrieb von

Vorteil ist. ln Bild 7 ist gezeigt, wie die Signolformvor und noch dem LC-GIied oussieht. ln Bild 8 ist

dosselbe für ein RC-Glied dorgestellt. Mon sieht sehr

deutlich, doss noch dem LC-Glied dos Brummsignol

einen onnöhernden Sinusverlouf hot. Die leichten Ver-

formungen deuten ouf noch vorhondene Oberwellenhin. Beim RC-Glied sind es eher oneinonder gereihte

verrundete Holbwellen. Diese hoben mehr Oberwel-lengeholt ols die Kurvenform noch dem LC-GIied.

Eine reiner Sinusrestbrumm wirkt ouf dos Ohr wenigerstörend ols ein mit Oberwellen behofteter Brumm.

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sttBKrTTrlr

Aus den in diesem Beitrog gemochten Behochtungenergeben sich einige Konseguenzen für die Bestimmungeiner LC-Siebkette. Bei der Bestimmung ist es zweckmö-ßig, zuerst die Rohmenbedingungen festzulegen. Hotmon es mit einem konstonten Loststrom zu tun, oder wech-selt dieser in größerem Umfong? Wenn der Loststromonnöhernd konstont ist, konn die lnduktivitöt ouf einenbestimmten Wert festgelegt werden, wobei om bestenouf moximole Permeobilitöt po gegongen wird. Hot mones mit störkeren Lostschwonkungen zv tun, empfiehlt es

sich, den Arbeitspunkt der Drossel bei der Grundlost inder Nöhe des Optimums von po zu legen. Weiterhin istzu beochten, doss eine Verminderung der Eingongswech-selsponnung om Siebglied für geringere Wechselstrom-oussteuerung steht, ober obhöngig vom eingesetztenGleichrichter der Lodekondensotor nicht beliebig großgemocht werden konn (siehe Röhren-sonderheft I ,,Derrichtige Einsotz von Gleichrichterröhren" (Seite 80 bis84) und Röhren-Sonderheft 5, ,,Elkos, Gleichrichter undihr korrekter Einsotz" (Seite l1 bis lZ)). Hier konn mondurch Anpossung des Siebkondensotors noch der Drosselden gewünschten Siebfoktor erreichen. Bei der optimolenDimensionierung einer Siebdrossel kommt es ouf dos Ver-

höltn is zwischen Gleichstrom- und Wechselstrombelostungon. Ebenfolls ist die Größe des Luftspolts wichtig. GroßerLuftspolt bedeutet höhere Lineoritöt bei niedrigerer lnduk-tivitöt bei gegebener Kerngröße. Geringerer Luftspoltermöglicht kleinere Drosselbouform, wobei eine krummereKennlinie von ;ro in Kouf genommen werden muss.

Zu diesem Themo könnte noch viel mehr geschriebenwerden. Weiter in die Moterie einzusleigen und Detoil-untersuchungen würden iedoch den Rohmen sprengen,der in einem Sonderheft möglich ist. Die hier gemochtenAusführungen sollen dem Leser die Problemotiken einerprinzipiell einfoch erscheinenden Scholtung und einesonscheinend einfochen Bouteils nöher bringen, derenKomplexitöt, ihre Wirksomkeit und deren optimierten Ein-solz und Hilfestellung beim Bou einer Siebkette geholfenwerden. Mon konn Drosseln ous der Serienfertigung ver-wenden und die Siebkette fi;r die ieweilige Anwendungonpossen. Ebenso ist es möglich, sich spezielle Drosselnonfertigen zu lossen. Dozu müssen iedoch olle Porometerongegeben werden, die in der endgültigen Scholtungrelevont sind. Nur donn konn eine Siebdrossel optimiertongefertigt werden. I

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r8 ehktor - Röhren Sonderhelt

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EINTAKT.A.TNDSTUFE

wurde vor einiger Zeit ein gonz besonderes Proiekt verwirklichl, dos hier vorgestellt wird.

Gerhord Hoos, Gerd Kurz t

I lechnische Dolen des Verslürkers. Ausgongsleistung >64 Wt F,"qr"ntgong 40 Hz...l Z kHz f l dB)I Klirrfoktor bei 50 W 1 ,4 %

; Klirrverteilung bei 50 W k2 = O,5 %

I k3=1%k4 = 0,37 %

k5 = 0,15 %

EingongssponnungfürVolloussteuerung l,l V

Ruhestrom 300 B 60 mA

Technische Dolen des ZwischenüberlrögersKern SM 85 B

Ubersetzungsverhöltnis 4:lFrequenzgong 14H2...64 kHz (-3 dB)

28H2...28 kHz (-l dB)

Frequenzgong gemessen ohne GegenkopplungL--

20

Röhrenlons greifen immer wieder gern ouf ousgefollene Röhrenlypen zurück und bouen sich domil

ihren exklusiven Verslürker. Mit der Sendelriode 833, die ouch für NF-Zwecke geeignel ist,

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Weltwert kursreren vor allem inInternetforen viele Schaltungen rnltexotischen Röhren und teils aus-gefallenen Bauplänen Zweifelloshaben sie den Reiz des ganz Beson-deren, da mit Srcherheit nur kleinsteStückzahlen von diesen Verstärkernauf dieser Welt auftauchen Wer mitWehrmachtsröhren Verstärker baut,hat etwas ganz Exklusives DerNachteil ist, wenn nicht genügendErsatzröhren eingelagert sind, wirdder aufwändig gebaute Verstärkerbeim Ausfall dieser Bauteile nutz-los Die Triode 833 ist in verschie-denen Ausführungen zu bekommenur-rd wird noch in Russland undChina gebaut, sodass auf längereSicht keine Ersatzteilprobleme ent-

e ektor Rol rerr 5orderlreil

stehen dürften. Weiterhin gibt esnoch Bestände aus der Fertigungvon Philips mit der TlpennummerTB 3/1OOO, die der 833 gleich ist.Alle anderen in dieser Bauanleitungverwendeten Bauteile sind gängig,in StückzaNen verfügbar und gege-benenfalls durch Nachfolgetypen zuersetzen.

Zunächst müssen Daten und Eigen-heiten der 833 genauer betrachtetwerden. Es handelt sich um einedirekt geheizte Triode, die sowohlals Senderöhre für Kurzwelle bis3O MHz, unter angepassten Bedin-gungen sogar bis 75 MHz, als auchin sehr Ieistungsstarken NF-Ver-stärkern eingesetzt werden kann.Immerhin können mit zwei dieserRöhren in einer Gegentaktend-stufe bis zu 3000 W bei 4000 VAnodenspannung erzeugt werden,allerdings nur mit Kühlung durchGebläse! Diese Leistung benötigtman, wenn leistungsstarke Sende-röhren mit dem NF-Signal modu-liert werden sollen. Diese arbei-ten mit Gitterstrom, deshalb mussgenügend Modulationsleistung zurVerfügung stehen. Eine Mittelwel-lensenderöhre mit z.B. 100 kW Sen-deleistung kann unmöglich mit einpaar Watt NF-Leistung moduliertwerden!

Und damit sind wir schon bei derersten Besonderheit dieser Röh-rentypen. Ublicherweise ist mangewohnt, dass bei den verwende-ten Röhren immer eine negativeGittervorspannung zur Einstellungdes Arbeitspunktes vorhanden seinmuss. Wenn das Gitter der 833 anMasse liegt, also 0 V Spannung hat,stellt sich bei einer Anodenspan-nung von 1000 V ein Anodenstromvon etwa 100 mA ein. Bei nur 500 Vfließen etwa 50 mA. Schon anhanddieser Eckwerte ist zu erkennen,dass man ordentlich Anodenspan-nung geben muss, damit überhauptetwas passiert. Soll einigermaßenLeistung aus einer Röhre heraus-geholt werden, sollten mindestens1000 V Betriebsspannung zur Ver-fügung stehen. Dieser RöhrentyP,der ohne negative Gitterspannungarbeitet, entspricht in etwa einemselbstsperrenden FET. Damit aus-reichend Anodenstrom fließt, musssogar eine positive Gitterspannung


anliegen. Die meist verwendetenRöhren, die eine negative Gitter-spannung benötigen, sind prinzi-piell selbstleitenden FETs ähnlich.Röhren vom TVp 833 ziehen sich inAJrhängigkeit von der Anodenspan-nung ihren Strom selbst.

Mit der hohen Anodenspannunghat man das nächste Problem, denndie Elkos im Netzteil müssen kas-kadiert werden. Wenn drei Elkosmit einer Spannungsfestigkeit von500 V in Reihe geschaltet werden,kommt man auf 1500 V, sodass miteiner Betriebsspannung von 1200 Vgearbeitet werden kann. Bei die-ser Spannung spielt die 833 schonrecht grut und die Elkobatterie Iiegrteinigermaßen im ökonomischenBereich. Die Reserve von 300 Vsollte man unbedingt lassen, dennwenn das Stromnetz Uberspannunghat oder die Röhre keinen Stromzieht, steigt die Spannung an denElkos an. Sicherheit geht hier vorLeistungsausbeute!

Was beim Betrachten der Röhresofort auffällt, sie hat kein sicht-bares Getter, der Kolben ist glas-klar. Das Vakuum wird durch dieverwendeten Materialien aufrechterhalten. Die Anode ist, je nachHersteller, aus Grafit oder mit Tho-rium beschichtetes Metall, was inbeiden Fällen zur Aufnahme vonRestgasen dient (siehe dazu auchWirkung und Anwendung von Get-termaterialien für Vakuum-Röh-ren", Röhren-Sonderheft 6, Seite16 bis 20). Die Kathode bestehtaus Wolframdraht, der mit Tho-rium beschichtet ist. Der Heizfa-den leuchtet ähnlich hell wie eineGlühlampe. Nur bei ausreichendhoher Temperatur gibt Wolframgenügend Elektronen ab. DieAnode glüht im Betrieb dunkelrot,was auch nötig ist, damit die Gasaufnehmenden Materialien ihreWirkung zeigen. In Bild 1 ist dieRöhre mit dem Keramiksockel zusehen. Die beiden Stifte unten ander Röhre sind im Sockel geklemmt.Sie sind die Anschlüsse für die Hei-zung. An der Oberseite sind linksder Anschluß für das Gitter, rechtsfür die Anode. Man darf den Wär-mehaushalt einer solchen Röhrenicht unterschätzen. Allein dieHeizung benötigt 100 W! Wenn mit

1200 V Betriebsspannung bei etwa0,2 A gefahren wird, sind das wei-lere 24O W. Die Gesamtverlustleis-tung allein in dieser Röhre ist rund340 W! Löten an den Anschlüs-sen ist sinnlos, da das Lötzinn imBetrieb weich wird, es muss allesangeschraubt und mit Zahnschei-ben gesichert werden! Die Röhresollte unbedingt Abstand zu ande-ren Verstärkerteilen haben und vongenügend Kühlluft umspüIt wer-den. Im Kasten (Seite 29) sind diefür diese Anwendung wichtigstenRöhrendaten angegeben.

Bild r

Wie schon erwähnt, braucht die833 keine negative Gitterspan-nungt, um zu arbeiten, dafür aberTreiberleistung, weil vor allembei Aussteuerung Gitterstrom imhöheren zweistelligen Milliam-perebereich fließt. Bevor auf dieTreiberstufe eingegangen wird,noch einige Worte zum Gitter-strom. Auch wenn es sich bei der833 um eine Triode handelt, mitGitterstrom bekommt sie Pento-deneigenschaften. Wie schonoft beschrieben, handelt es sichbei Trioden um unsymmetrischeSysteme, die zu dem Klirranteilk2 neigen. Pentoden neigen zu k3wegen des Schirmgitterstroms,also ein teilweise symmetrischesSystem. Fließt bei Trioden Gitter-strom, neigen sie auch etwas zuk3. Darüber sollte man sich trotzder Auslegung auf reinen Trioden-betrieb im Klaren sein!

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EI NTAKT.A.EN DSTUFE

In Bild 2 ist der Schaltplan des Ver-stärkers gezeigt. Die zwei gestri-chelt umrandeten Schaltungsteilebefinden sich auf Leiterplatten,was den Aufbau sehr erleichtert.Als Eingangsstufe wird eine lang-jährig bewährte Schaltung mit derPCL 86 eingesetzt. Die Platine ist jenach Bestückung für verschiedeneAnwendungen vorgesehen. In derStückliste ist aufgeführt, welcheBauteile bestückt werden müssenund welche weggelassen werden.Der Pentodenteil der PCL 86 ist sobeschaltet, daß das Schirmgitterüber R9B an die Anode gelegrt wird(Ouasitriodenschaltung), R9A darfnicht bestückt werden! Das Signalwird direkt an der Anode desPentodensystems ausgekoppelt.Die Schaltung wurde in Röhren-Sonderheft 1 und im Buch ,,High-End mit Röhren", beide Elektor-Verlag, ausführlich beschrieben,sodass hier keine weiteren Erläute-rungen nötig sind. Vom Ausgangs-übertrager wird eine Gegenkopp-

Iung über C5 und R4 gelegt. DieseLeitung muss abgeschirmt sein.Die Lautsprecherklemmen werdenmassefrei am Chassis montiert. DerMassebezug wüd über die Abschir-mung der Gegenkopplung herge-stellt. Ohne Abschirmung bestehtdie Gefahr der Brummeinkopp-lung. Die Gegenkopplung greiftnur moderat korrigierend ein, damitbeide Kanäle im Stereobetriebin Verstärkung, Klirrfaktor undFrequenzgang gleich sind. OhneGegenkopplung macht sonst jederKanal was er will, da vor allem dieSteilheiten der Röhren, aber auchderen Toleranzen nicht dauerhaftin den Griff zu bekommen sind.Ebenfalls hält die Gegenkopplungauch bei Alterung der Röhren dieVerstärkerdaten stabil. Auf derTreiberplatine werden die Wider-stände R9A und R13 weggelassen.Statt des Kondensators C7 wirdeine Drahtbrücke gesetzt. Die Bau-teile C3 und R5 sind dann notwen-dig, wenn der Vorverstärker eine

höhere Grundverstärkung bekom-men soll. Für C3 wird 47 UF/40 Voder 100 pF/40 V eingesetzt, R5liegt in der Größenordnung von 1

bis 4,7 kO.

Wenn man akustisch Freude an sei-ner HiFi-Anlage haben will, mussauch bei der Heizung entspre-chender Aufwand getrieben wer-den. Vor allem bei direkt geheiztenRöhren schlägt der Brumm überdie Kathode durch, wenn sie mitWechselstrom geheizt werden. DieHeizung für die 300 B ist mit einemLM 317 stabilisiert und gesiebt, womitüber die Heizung kein Brumm inden Signalweg kommt. Auf derPlatine für die 300 B sind für derenBetrieb alle Bauteile vorhanden,sodass Verdrahtung und Aufbausehr leicht auszuführen sind. MitP1 lässt sich die Heizspannungauf genau 5 V einstellen. C3 sorgtfür ein langsames Hochlaufen derHeizspannung (Softstart), wodurchdie teure 300 B geschont wird. Der

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Röl = PCL86

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Hehung und Gitteryorepannung lür 3NB

Bild 2.

22 elektor - Röhren Sonderheft

Spanungsregler muss am Chassisoder an einem passenden Kühlkör-per isoliert montiert werden. DieHeizspannung wird symmetrischelngespeist und über R3 und R4gegenüber Masse symmetriert.R5 dient als Stromfühlwiderstand.Zwischen Messpunkt MP undMasse wird mit P2 auf 600 mV ein-gestellt, was einem Ruhestrom von60 mA entspricht. Über den Koppel-kondensator C8 gelangt das Signalan das Steuergitter der 300 B. Weiles für Röhren dieser Art keine Sok-kel für Printmontage gibt, wurdedieser mit Stehbolzen auf der Pla-tine montiert. Zum Anschluss wer-den nur zwei kurze Drähte für dieHeizung benötigt. Das Gitter wirdüber einen Widerstand von 2,2 kQangeschlossen. Dieser dient zurUnterdrückung hochfrequenterSchwingneigung. Man hätte denWiderstand auch auf der Platineunterbringen können. Aber wenndieser statt einer Drahtbrücke sehrnahe am Gitter sitzt, spart man sichden Draht und die Wirkung desWiderstands ist besser. In Bild 3

ist der Aufbau gezeigt. Die Anodeder 300 B wird direkt an den Uber-trager U1 angeschlossen.

Bild 3.

Die PCL 86 benötigt etwa 13,5 Vbei 0,3 A. In Bild 4 ist die passendeSchaltung mit dem Spannungsreg-ler 78!2 gezeigt, woraus auch dieContro[er- und Leerlaufsicherungs-


platinen gespeist werden. Die 833mit ihrem hohen Heizstrombedarfbenötigt eine besondere Behand-lung. Die Schaltung für die Gleich-

stromheizung ist in Bild 5 gezeigt.Auch sie ist bereits veröffentlichworden, muss jedoch für dieseAnwendung angepasst werden.

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23

EIilTAKT.A.EilDSTUTE

Die Schaltung zeichnet sich durchgute Regeleigenschaften undgeringen Spannungsverlust aus(Low-Drop-Regler). Der externangebrachte Gleichrichter ist eine25-A-Brücke, die auf einem Kühl-blech oder am Chassis montiertsein muss. Die beiden Ladekonden-satoren bringen es auf 44.000 t-rEwodurch die Brummspannung nied-rig genug bleibt, den Rest machtder Regler. Die LängstransistorenT1 und T2 sind Leistungs-FETs imGehäuse TO 247, das sich durcheinen besonders niedrigen Wärme-widerstand auszeichnet. Vor allembeim Kaltstart der Röhre müssendiese FETs viel aushalten. Sie wer-den auf einen passenden Kühlkör-per isoliert und mit Wärmeleitpasteversehen montiert. Der ON-Wider-stand der verwendeten FETs istmit 8 mO sehr gering, wodurch dieRegelungsverluste niedrig bleiben.Wenn die TP 3/1000, die europä-ische Variante der 833, mit dieserSchaltung geheizt werden soll,kann es sein, dass R23 um einenNormwert verringert, oder R22 um

einen Normwert erhöht werdenmuss, damit über P1 die korrekteAusgangsspannung von 12 V einge-stellt werden kann. Die Hochspan-nung für Vor- und TYeiberstufe wirdebenfalls elektronisch stabilisiertund gesiebt. Die Schaltung wurdeebenfalls in o.g. Veröffentlichungenbeschrieben und ist in der für dieseAnwendung abgeänderten Versionin Bild 6 gezeigt.

Im Hochspannungsnetzteil in Bild 7sind jeweils drei Elkos kaskadiertund die Spannung ist mit zweiDrosseln gesiebt. Bei Eintakt-A-Endstufen muss die Oualität derStromversorgung besonders gutsein, sonst hat man Brumm imLautsprecher. Als Gleichrichterwurden Einzeldioden mit entspre-chender Spannungs- und Stromfe-stigkeit eingesetzt. Das Netzteil istmit einer Schmelzsicherung abge-sichert, wobei hier der größerenamerikanischen Variante der Vor-zug gegeben wurde. Es sollten auchSicherungen verrnrendet werden, dieintern ein Löschmittel haben. Damit

ist gemeint, dass die Sicherungz.B. eine Ouarzsandfüllung hat.Wenn die Sicherung anspricht, ver-dampft Material. Bei hohen Span-nungen kann es zur Ionisierung inder Sicherung kommen, wobei einLichtbogen entsteht. Der Stromflussreißt dann nicht ab, wie er eigent-Iich sollte. Die Sicherung ist ausrei-chend dimensioniert. SoUte sie aberwider Erwarten beim Anschaltender Hochspannung immer wiederansprechen, kann dafür ein Norm-wert höher genommen werden(0,63 A). Nach dem Gleichrichterbeträgt die wirksame Kapazität33 ptr'. Damit bleiben Einschaltstrom-stoß bei leeren Elkos wie auch dieNachladestromspitzen in Grenzen.Dies schont Gleichrichter wie Elkosund vermeidet, dass der Eisen-kern des Netztrafos in Sättigungkommt. Nach der ersten Siebdros-sel sind wieder 33 pF wirksam underst danach sind große Kapazitätenangeordnet, die auf rlond 227 yFkommen. Der Siebfaktor wird soausreichend groß. Aus dieser gro-ßen Kapazität kann die Endröhre

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bei Aussteuerungsspitzen schnellStrom ziehen. Auch bei Eintakt-A-Endstufen erhöht sich der Anoden-strom etwas mit der Aussteuerung.

Der Ausgangsübertrager ist einganz spezielles Teil. Man hat es hiermit mehreren Problemen zu tun.Einerseits muss der Ubertrager dieGleichstrombelastung verkraften,was einen Luftspalt bedingt. Ande-rerseits soII er einen brauchbarenFrequenzgang haben. Zusätzlichmuss er der hohen BetriebssPan-nung dauerhaft gewachsen sein.Wegen der Gleichstrombelastungund der angestrebten Leistung vonüber 60 W muss ein relativ großerKern gewählt werden. Je größerder Kern, desto schlechter sieht es

mit der Wickelgeometrie aus. Auf-grund der steigenden Wickelkapa-zitäten müssen Abstriche im oberenFrequenzbereich gemacht werden.Ebenfalls wird es bei 20 Hz undvoller Leistung etwas eng, wennWickelaufwand und Kerngröße imRahmen bleiben sollen. Es ist letzt-endlich auch eine Frage der Kosten,wie weit man den Aufwand beimAusgangsübertrager treibt. Für die-ses Projekt wurde ein hochwertigerSchnittbandkern der Größe SE 150 C

gewählt. Aufgrund der guten Kern-qualität, die leider nicht ganz billigist, kann der Ubertrager komPaktergebaut werden. Wäre ein El-Schnittverwendet worden, hätte man nochgrößere Kerne verwenden müssen,


was wiederum die obere Grenzfre-quenz negativ beeinflusst hätte.Zusätzlich muss der Kern auch dieMöglichkeit bieten, dass im Spulen-körper genügend Wickelraum zurVerfügung steht. Bei der doch sehrhohen Betriebsspannung müssenKriechstrecken und ausreichendIsolationen eingebaut werden,sonst kommt es schnell zu SPan-nungsüberschlägen und der Uber-trager wäre bald ein teures StückSchrott. Unter Berücksichtigungaller Aspekte kommt man mit demgewählten Kern SE 150 C und des-sen Aufbau auf einen guten Kom-promrss.

Wie bereits erwähnt, benötigt dieEndröhre Leistung zur wirksamenAnsteuerung. Diese wird durch eine300 B erzeugt, deren Signal übereinen Zwischenübertrager an dasGitter der 833 gelangt. Aufgrunddes Gitterstroms der Endröhre läuftder Ubertrager nicht ins Leere, son-dem er ist strommäßig belastet, wiewenn eine Widerstandslast ange-schlossen wäre. Dieser Ubertragersollte besser sein als der Ausgangs-übertragrer. Wenn beide Ubertragerbei 20 kHz jeweils einen Abfall von3 dB haben, addiert sich das auf6 dB, was für HiFi unbrauchbar ist.Man kann mit der GegenkoPPlungdagegen angehen, aber es ist bes-ser, wenn die einzelnen Bauteile fürsich erst einmal möglichst gut sind.Dann kann der Gegenkopplungsfak-

tor zur Korrektur gering sein, ohneden Klang zu verfäIschen. DeshalbfäIlt der Zwischenübertrager auchrelativ groß aus. Hier wurde derKern SM 85 B verwendet. Das istebenfalls ein hochwertiger Schnitt-bandkern, mit dem ein Frequenz-gang von 14 H2...68 kHz (-3 dB)ohne Gegenkopplungsmaßnahmenund unter Last erreicht wird. Mankann diesen Übertrager auch fürandere Anwendungen einsetzen.Falls ein anderes Übersetzungsver-häItnis nötig ist, ist dies bei Erhal-tung der Grundeigenschaften mach-bar, was beim Lieferanten erfragtwerden kann.

Wer sich an ein solches Projekttraut, darf kein Anfänger sein! Die

meisten Röhrenprojekte werdenmit 500 V oder meist geringerenSpannungen betrieben. Die han-delsüblichen Kabel sind bis auf500 V ausgelegt (siehe dazu auchden Artikel ,,Die Verkabelung vonNF-Geräten" in Röhren-Sonderheft3, Seite 92 bis 97). Vor- und Trei-berstufe können damit verkabeltwerden. Bei der HochsPannung fürdie 833 müssen entweder Teflon-oder Silikonleitungen eingesetztwerden. Man kann auch Standard-kabel nehmen und Silikonschläu-che darüber ziehen. Den Anoden-anschluss der 833 kann man auchmit Zündkabel machen, wie es inAutos verwendet wird. Diese hal-ten problemlos 30 kV und höhereTemperaturen aus. Vom Trafo zurHochspannungsplatine wie auchdie Zuleitungen zu den Drosselnmüssen ebenfalls entsPrechendisoliert sein. Bei den Drosselnsind zusätzliche Isolationen einge-führt, damit es auch hier zu keinenSpannungsüberschlägen zwischenDraht, Spule und Kern kommt. Fürdie Elkos kommen nur Baureiheninfrage, die vollkommen isoliertsind. Der Minuspol eines Elkos istimmer mit dem Gehäuse verbun-den. Die Elkos im Netzteil, die nichtan Masse liegen, haben Potentialauf dem Gehäuse. Beim mittlerenElko sind es 400 V, beim oberen800 V! Die Isolation ist wegen derBerührungssicherheit wie auchwegen möglicher Spannungsüber-schläge auf der Platine, z.B. beihoher Luftfeuchtigkeit, unbedingtnotwendig.

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EINTAKI.A. EilDSTUTE

An den Netztrafo werden aucheinige Anforderungen gestellt. Manbenötigt kleine Spannungen mitunterschiedlichen Strömen wie auchdie Hochspannung für die Endröhre,die schon rund 250 VA liefern muss.Sobald über 500 V gegangen wird,müssen die Isolationen und Kriech-strecken im Trafo vergrößert wer-den. Bei der Trafodimensionierungkann man noch einen weiterenPunkt berücksichtigen. Anstatt der833 lässt sich auch die in den Datensehr ähnliche Röhre TB 3/1000 ein-setzen, die von Philips hergestelltwurde und auch noch erhäItlichist. Der größte Unterschied ist derHeizungsbedarf . Dieser Röhrentypbenötigt 72 V bei 8,5 A. Wenn dasberücksichtigt wird, können beideRöhren eingesetzt werden, es mussnur die Heizspannung umgestelltwerden wie oben beschrieben.Nachfolgend die Ttafodaten:

860 V/0,4 A315 V/0,15 A

65 V/0,05 A8V/7,7 A

16 V/0,8 A22V/O,05 A

73V/74 A mit Anzaptung bei 11,5 V

Die Trafoleistung beträgt rund600 VA, wofür der Kern PMZ 135/64geeignet ist. Damit bekommt maneinen kompakten und streuarmenNetztrafo, der sich im Betrieb nurmäßig erwärmt und dessen Kernnicht in Sättigung kommt. DieBIeche dieses Trafoschnitts sind0,35 mm stark und aus kornorien-tiertem Mt 1 1-Material gefertigt.Wird die 833 eingesetzt, nimmt mandie Anzapfung von 11,5 V. Bei Ver-wendung der TB 3/1000 geht manauf die 13-V-Anzapfung. So vermei-det man unnötig hohe Verlustlei-stung im Regler. Bei diesen hohenHeizströmen machen 1,5 V vieleWatt aus!

Eintakt-A-Endstufen haben denVorteil des guten Klangs, weil dasNF-SignaI nicht gesplittet und wie-der zusammengesetzt wird wie beiGegentaktendstufen. Der Nachteilist, wenn sich die Betriebsspannungaufbaut, aber vor allem beim Aus-schalten, wenn sich die Spannungwieder abbaut, erhebliche Knackserauftreten, die die angeschlossenen

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Lautsprecher zerstören können. Beikleinen Endstufen im 4-W-Bereich -wie in Omas Dampfradio - ist diesunerheblich. Wenn aber, wie beidiesem Projekt bei über 1200 VBetriebsspannung und mehr als60 W Ausgangsleistung erzeugtwerden, muss man entsprechendeVorkehrungen treffen. Eine wirk-same Leerlaufsicherung ist einMuss! Wenn keine Last angeschlos-sen ist oder versehentlich das Laut-sprecherkabel unterbrochen rnrurde,

muss entweder der Ubertrageraus-gang kurzgeschlossen, oder dieHochspannung abgeschaltet wer-den. Wenn dies nicht geschieht,Iäuft die Spannung im Ubertragerhoch und kann Röhre, Ubertragerund das Umfeld zerstören. Ebensoist es sinnvoll die Lautsprechererst dann freizuschalten, wenn dieRöhren angeheizt sind und sich dieHochspannung aufgebaut hat, sonst

Anodenspannung für die EndröhreAnodenspannung für Vor- und Tleiberstufenegative Gittervorspannung fiiI 300 BHeizung ftir 300 B

Heizung füx PCL 86, für Relais, LEDs, usw.Hilfsspannung für GleichstromheizungHeizung fü,r Endröhre

würde es zu Brabbel- und Brumm-geräuschen im Lautsprecher kom-men. Beim Ausschalten sollten dieLautsprecherklemmen sofort kurz-geschlossen werden. Damit ver-meidet man Spannungssprünge,die die Lautsprechermembranenzu unkontrollierten Auslenkungenbringen und die Lautsprecher zer-stören können.

Mit drei Zusatzplatinen, die auchfür andere Anwendungen geeignetsind, können diese Kontroll- undSicherungsfunktionen ausführen.Der große und sehr niederohmigeNetztrafo zieht beim Einschaltenrelativ viel Strom. Dieser Strom istnotwendig für die Aufmagnetisie-rung des Kerns wie auch für denAnlauf der Netzteile. Die Elkossind leer und die Heizfäden kalt.Die Gleichstromheizungen habeneine gewisse Verzögerung einge-baut, was den Einschaltstromstoßmildert und die Heizfäden schont.Trotzdem kann es sein, dass derSicherungsautomat im Verteiler-kasten des Hauses beim Einschal-

ten immer wieder anspricht. Dazudient die Einschaltstrombegren-zung (siehe Bild 8). Die sehr einfa-che und vielfach bewährte Schal-tung ist prinzipiell für den Betrieban 6,3 V ausgelegt und hat einenSpannungsverdopplergleichrichter.Bei dieser Anwendung lässt manD2 weg und ersetzt C3 durch eineDrahtbrücke. Die Schaltung fragtauf der Sekundärseite des Netz-trafos die 11,5-V-Wicklung ab. ImEinschaltmoment liegen die Wider-stände R2 bis 8 in Reihe zur Primär-rnricklung des Netztrafos. Nach etwaein bis zwei Sekunden überbrücktdas Relais die Widerstände. Damitsind 100 bis 200 Halbwellen ausdem Stromnetz gelaufen, sodassder TYafo aufmagnetisiert, die Elkosgeladen und die Röhrenheizungenleicht erwärmt sind. Für sicherenBetrieb ist ein Relais mit zwei par-allel geschalteten und vergoldetenUmschaltkontakten vorgesehen,sodass hohe Kontaktsicherheitgewährleistet ist.

Der nächste Baustein in Bild 8 istdie Leerlaufsicherung. Die Urver-sion wurde bereits im Röhren-Sonderheft 1 auf Seite 48 bis 51

ausführlich beschrieben. Die hiervorgestellte Version ist in Detailsverbessert worden und für dieAnwendung der hier vorgestelltenVerstärkerschaltung dimensioniert.Man muss sich für eine Lautspre-cheranzapfung entscheiden unddann die Schaltung darauf ein-stellen. Es ist zu berücksichtigen,dass der Gleichrichter den Spit-zenwert der Ausgangsspannungabfragt. Bei einer Ausgangsleis-tung von 64 W an 16 O wird dieSpitzenspannung Lr" mit der Formelu,=JP.R J, =J64w t60.J7 =ts,srberechnet. Rt, P1 und R2 bildeneinen Spannungsteiler, mit demdie Ausgangsspannung des Ver-stärkers gjrob heruntergeteilt wird.Mit P1 erfolgt die Feineinstellung.Wenn an C1 etwa 1,4 V anliegen,wird T1 leitend. T1 und T2 bildenzusammen mit der Beschaltungim Prinzip einen definiert schal-tenden Thyristor. Sind T1 und T2erst einmal leitend, kann dieserZustand nur durch Abschaltungder Betriebsspannung beendetwerden. Dies ist Absicht und sinn-voll, denn erst muss die Ursache

eleklor - Röhren Sonderhetl

der Unterbrechung an den Laut-sprecherklemmen gefunden sein,bevor der Verstärker wieder inBetrieb genommen werden darf !

Nachdem die Leerlaufsicherungaufgebaut ist erfolgt die Prüfung.Man schließt eine LED an, wie inBild 8 gezeigt und legt t2 bis 13 VBetriebsspannung an. Nun wirdeine Gleichspannung von rund 46 Van die Klemmen der Lautsprecher-abfrage angeschlossen. Wenn P1

vom unteren Anschlag an R2 lang-sam nach oben gedreht wird, sollteim IdeaIfaII etwa im mittleren Ein-stellbereich die Schaltung anspre-chen. Falls aufgrund von Bauteile-toleranzen dies nicht möglich ist,wird R2 je nach Bedarf um ein oderzwei Normwerte vergrößert oderverkleinert. Falls die Schaltungzu nervös ist, also zu schnell undunkontrollielt anspricht, vergrö-ßert man C1 auf 68 nF oder 0,1 uF.

Mit 46 V ist die Leerlaufsicherungrelativ knapp eingestellt, was siebei Aussteuerungsspitzen vorzei-tig zum Ansprechen bringen kann.Wenn die Ansprechschwelle umgut ein Volt höher eingestellt wird,hat man noch genügend Sicherheit,ohne dass die Sicherung bei größe-rer Aussteuerung des Verstärkerslaufend anspricht. Wenn im Betriebdie Lautsprecherleitung unterbro-chen wird, steigt die Ausgangs-spannung aufgrund fehlender Laststark an. Man kann nun über dasauf der Platine vorgesehene Relaisdie Spannung für den Controllerabschalten, was sofortigen Kurz-schluss der Lautsprecherklemmenwie auch das Abschalten der Hoch-spannung bewirkt. Wenn die LEDleuchtet, zeigt sie an, dass keineLast vorhanden ist. Die Schaltungist universeller ausgelegt, sodasssie auch in anderen Anwendungeneingesetzt werden kann.

Einen Verstärker dieser Art sollteman kontrolliert ein- und ausschal-ten. Aufgrund der hohen Spannun-gen und Ströme, aber vor allemauch wegen der unsymmetrischenB etriebsspannungsverhäItnissebei Eintakt-A-Endstufen kommt es

beim Ein- und Ausschalten zu grö-ßeren Spannungssprüngen, waszu Brummgeräuschen und Knak-ken in den Lautsprechern führt. ImExtremfall werden die Lautsprecherbeschädigt. In Bild 8 ist die Schal-tung gezeigt, die für kontrollierteVerhältnisse sorgt. Die Steuerungübernimmt ein intern getakteterprogrammierter Controller. Im Ein-schaltmoment wartet dieser etwaeine Sekunde bis er aktiv wird. Indieser Zeit hat sich die Betriebsspan-nung des Controllers sicher aufge-baut und alles ist in einem definier-ten Zustand. Uber die AnschlüsseAC1 und AC2 wird die Heizwech-selspannung direkt am Netztrafo

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EinscheltsFotubegrcnzung

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Bild 8.

Röhren Sonderheft - elektor 27

EINIAKT.A-EilDSTUFT

abgefragrt. Liegrt sie an, bekommt derController Freigabe. Über T2 wirdeine LED Erngesteuert, die im Sekun-dentakt blinkt. Nach etwa einerMinute wird über T1 das externeHochspannungsrelais geschaltet.Dann kann sich die Hochspannungder Endröhre innerhalb einer weite-ren Minute auflcauen und beruhigen.Da die Heizspannungen gleich beimEinschalten anliegen, haben dieRöhren genügend Zeit zum Vorglü-hen. AlIe Spannungen sind danninnerhalb von etwa zwei Minutenstabil und ruhig. Nach Ablauf die-ser Zeit schaltet T3 und Rell ziehtan. Über die Ruhekontakte warendie Lautsprecher kurzgeschlossen,was weder dem Übertrager nochdem Verstärker schadet. Jetzt istder Einschaltzyklus beendet undder Verstärker spielbereit. Die Tra-fowechselspannung wird dauerndabgefragt. Liegt sie nicht mehr an,fällt ReIl sofort ab und schließt dieLautsprecherklemmen kurz. Damitwerden starke Ausschaltknacksersicher vermieden. Ebenfalls wird dieHochspannung sofort abgeschaltet.Bei kurzzeitigem Ausfall der Netz-spannung, oder wenn das Gerätausgeschaltet wird, ist somit hoheSicherheit gegeben. Beim erneutenEinschalten läuft wieder der zweimi-nütige Zyklus ab (Wiederholsperre).

Die Controllerplatine hat auchnoch eine weitere Funktion. Wennüber einen Schalter die Stand-By-Anschlüsse kurzgeschlossen wer-den, tritt diese in Kraft. Die Hoch-spannung wird abgeschaltet unddie LED blinkt zur Statusanzeige.Die Lautsprecherklemmen werdenüber ReIl kurzgeschlossen. Wirdder Stand-By-Schalter wieder geöff-net, schaltet sich die Hochspannungein und die Lautsprecherklemmenwerden zeitv erzög ert freigegeben.Damit vermeidet man die bereitserwähnten Schaltknackser mitihren negativen Auswirkungen.Wird die Stand-By-Funktion nichtgewünscht, lässt man die entspre-chenden Anschlüsse offen. Außer-dem ist ein Ausgangspin mit derBezeichnung,,MUTE" vorgesehen,sodass auch über Relais ein Vor-verstärkerausgang stumm geschal-tet werden kann. Somit ist diesermit minimalem Bauteileaufwandgebaute Baustein unabhängig von

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dieser Bauanleitung und auch fürandere Anwendungen geeignet.

In Bild 8 ist gezeigrt, wie Netztrafound Platinen miteinander verschal-tet werden müssen. Die Leerlaufsi-cherung hat im Extremfall Vorrang.Beim Einschalten des Verstärkersund im normalen Betrieb ist sie ohneFunktion. Tritt a-ber der Havariefallauf, nämlich dass kein Lautsprecherangeschlossen und der Verstärkerausreichend ausgesteuert ist, wirddie Hochspannung sofort abgeschal-tet wie auch die Betriebsspannungder Controllerschaltung. Auf dieseWeise vermeidet man große Schäden.

Damit alle Baugruppen korrektfunktionieren, müssen die Massender Heizungen, Hoch- und Hilfs-spannungen sowie der Verstärkereinmal miteinander verbundenwerden, Stichwort zentraler Masse-punkt. Dieserwird einmalmit einemdickeren Kabel mit dem Gehäuseverbunden. Dieses ist wiederumabsolut sicher mit dem Schutzleiterzu verbinden. Falls versehentlichNetz- oder Hochspannung auf dasMetallgehäuse gerät, muss eineSicherung ansprechen. Dies garan-tieren nur einwandfreie und dau-erhafte Verbindungen zwischenMassen, Gehäuse und Schutzleiter.Probleme mit Brummschleifen kön-nen elegant umgangen werden,indem am Verstärkereingang einEingangsübertrager gesetzt wird.

Entsprechende Hinweise wurdenin den bereits erschienenen Röhren-Sonderheften gegeben.

Schon aufgrund des verwendetenMaterials bietet es sich an die End-stufen als Monoblöcke aufzubauen.Allein Netztrafo, Ubertrager undSiebdrosseln bringen es auf rund25 kg Gewicht. Das Gehäuse mussdeshalb entsprechend solide sein,was weiteres Gewicht auf die Waagebrinst. Für das Gehäuse verwendetman am besten Aluminium. Je nachGesamtau.ftau komrnen dann schnell40 bis 50 kg Gerätegewicht zusam-men. Eine Stereoendstufe wäe dannnur noch mit Sackkarre oder mit lgäf-tigen Männern zu bewegen. Wennauch der Monoaufbau mehr Gehäu-seaufwand erfordert, aufgrund dertotalen Kanaltrennnung bekommtman den Gegenwert in Form vonbester Signalauflösung und Räum-lichkeit. Wer einmal mit gnrten Mono-blöcken Musik gehört hat, möchtediese nicht mehr missen.

Zum Schluss noch einige Hinweise.So reizvoll dieses Projekt ist, es istnicht für Anfänger in der Röhren-technik zu empfeilen. Ebenso mussman sich darüber irn Klaren sein, dassallein der Bauteileaufwand finanziellerheblich zu Buche schlägrt. Weiterhinlässt sich das Ganze nicht an einemverlängerten Wochenende zusam-menbauen. Nur gute Gehäusepla-nung, sorgfätiger Aufbau und kon-

elektor - Röhren Sonduheft

sequente Prüfung der BaugruPPennach den einzelnen Arbeitsschrittenführt zum Erfolg. In Bild 9 ist exem-plarisch ein Monoblock gezeigt, wieer nach dieser Beschreibung gebautvrnrrde. Der Verstäkerauflcau erfolgrte

auf einer massiven Alu-Platte, diewie auch die Haube ü'ber den Tlafos

auf Hochglanz poliert und vernickeltnvurde. Die Zarge wurde aus Soda-

Iith gefertigt, einem brasilianischenHalbedelstein. Im Gegensatz zu dervorliegenden Bauanleitung wurdenHochspannungsgleichrichterröhrenmit Ouecksilberfüllung verwendet.Davon wurde hier abgesehen, weil

diese nicht nur schwer zu bekommensind, sondem auch im Betrieb mebrAufwand verursachen und im Gegen-

satz ztr Siliziumdioden sehr vorsich-tig behandelt werden müssen. Istdas Werk letztendlich gelungen, hatman sehr exklusive Geräte und dieBewunderer auf seiner Seite. O

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Röhren Sonderheft - ehktor29

EINTAKT.A.ENDSIUFE

r--I Stüülisten

, Für die folgenden Stücklisten gilt: Widerstönde, sofern nicht onders ongegeben, Metollschicht mit | % Toleronz,

' 0,7W Belostborkeit, MO = Metolloxid 2 W nit2% Toleronz und 4,5 WMetolloxid mit5 %Toleronz.I

; Stütkliste Hothsponnungsnetzteil (Bitd z)

R1 ...R9 = 220 k, MOC1...C6 = 100 u/500 VC7, C8, C9 = 680 p/500 V

D1...D4=P600MDr7,Dr2 = D-5075, 5H/0,3 A(nicht auf der Platine)

90%

Si1 = 0,5 A träge, (siehe Text)1 x Platine, 70 pm Kupferauflage,115 mm x 130 mm

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I Stäclllste Horhrponnurysnctzteillft Vor'und lreibastulen laiu o1

R1 = 150 k. MOI R2 = 6,8 k/4,s wI R3 = 18 k/4,5 w. R4=5.6kt

Rb = 1b o/4,s wI Ro=1k1 R7=100O

R11=1kP1 = Trirnrnpoti 500 O / Cermet lie-gendC7, C2, C3 = 47 uF/500 V axiafC4, C5 =22VF|AbOYCG = 100 UF/25 VD7,D2 = Z-Diode 18 V/1,3 WD3=BZX79C17GL1 = 2KBB100

T1 = IRFPE 40T2 = BC 546T3=BIIZ80A1 x Sicherung 0,25 A trägemit Sicherungsclips1 x Drossel D-4060 A, 4 H/0,15 A1 x Platine, 70 pm Kupferauflage,100 mmx 160 mmR8, R9 = 100 k/4,5 W

R10 = 3,3 kI

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Röhren Sonderhefl - elektor3l

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R1 =4,7kR2=100OR3=1kR4, R5, R6 = 47 O

R7=2,7kR8=470OR9...R14 = 0,22 Q, Metallband 5 WR15=1kR76 = 2,7 kRI7 = 4,7 kR18...R21 = 1 kR22 = 4,7 k

R23 = 3,3 k D3=1N4007P1 = Trimmpoti 1klCermetliegend T1,T2 = IRFP064NPbF

C7, C2 = 22OOO yF/25YC3 = 22O pF/40 VC4 = 220 yF/25VC5 = 1000 pF/40 VC6 = 47 pF/40 VC7 = 470 pF / KeramikC8=1nF/Keramik

D1 = Z-Diode t8 V / 1,3 WD2 =BZX79 C 22

ICl = 723 DIL

1 x Sockel DIL 14 /vergoldete Kontakte

1 x Platine, 70 pm Kupferauflage,75 mm x 108 mmGleichrichterbrücke 50 V/25 A,nicht auf der Platine

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32 e ektor - Röhren Sonderheft

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Sfi*lisle Glekhstromheizung für PCI 86 laita ay I

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Cl = 22OO uF/40 VC2 = 100 pF/40 VC3, C4 = 0,1 UF / Keramik

D1 = LED 3 mm rot

Gl1 = 2KBB20

ICL = 7812 / Gehäuse TO 22O

C1 = 10000 yF/25YC2 = 0,7 uF / KeramikC3 = 10 UF/63 VC4 = 0,1 pF / KeramikC5 = 100 uF/40 VC6, C7 = 47 vF/7OOYQB = O,22 pF/630 V / MKP 10

Gl7 = 2 KBB20

D1=1N4007

1 x Platine, 70 pm Kupferauflage,33mmx65mm

stu,klil oftr-rrorr-p*nr-ng -*c-H.n-uni'tril ; - -

R1=390OP.2= 22Q Q

R3, R4 = 47 O, MOR5=10O,MOR6=150kR7=10kR8=3,3k

P1 = Ttimmpoti 500 O /Cermet liegendP2 = Ttimmpoti 10 k /Cermet liegend

IC1 = LM 317 / TO 22O

1 x Röhrensockel für 300 Btx300B2xStehbolzenM4x154xFächerscheibenM42 x U-Scheiben M 4, 11,5 mm2xMutternM42xSchraubenM4xt0

1 xPlatine, 70 pm Kupferauflage,61 mmx90mm

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Rilhren Sonderheh - eleklor 33

EINTAKT-A.ENDSIUTE

Stückliste Vorstufe (Bitd 2l

R5* = 100 k, nur bestücken,wenn am Eingang kein Poti oderUbertrager angeschlossen istR1=100kR2=1kR3 = 2,2kR4=33kR5 = siehe TextR6=68k/MOR7=47OklMOR8=2,7kR9A = entfällt

R9B=1kR10 = 680 kR11, R12 = 47O Q

R13 = entfälltR74 = 2,2 k / Metalloxid, 4,5 W 5 %ToleranzR15, R16 = L8 k / Metalloxid, 4,5 W5 % Toleranz

C7=lpl63VC2 = IO p/450 VC3 = 47 pF/40 V / siehe Text

C4 = 2,2 p/450 VC5=47pl50V/bipolarC6=47pl450V/axialC7 = DrahtbrückeCB = 22 pF / Keramik

txRöl=PCL86

t x Novalsockel Keramik Printmontage

1 x Platine, 70 pm Kupferauflage,80 mm x 100 mm

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34 elektor - Rohrer Sonderheft

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Stückliste leerloufsicherung (Bitd 8]

CI = 47 nF / MKT (Richtwert, T3 = BD 139-16

siehe Text)C2 = 47 pF/40 V

D1=1N4007D2=!N4148

T1=BC546BT2 = BD 140-16

R1=100kR2, R3 = 2,2kR4=3,3kR5=100OR6=4,7kR7=1kR8=33kR9=4,7kR10 = 1,5 k

R1 =4,7kR2 = 22kR3 = 2,2kR4, RS = 4,7 kR6 = 2,2kR7=1,5k

C7, C2 = 0,1 pF / KeramikC3 = 47 pF/40 VC4 = 100 pF/40 VC5=1pF/63V

D1 = Z-Diode 4,7 V/7,3WD2,D3 = 1 N4007D4 = 1N 4148

T1 = BD 139-16T2=BC564BT3 = BD 139-16

IC1 = 7805 / TO 22O

IC2 = PIC16F879/323 A(programmiert)

1 x Rell = E3208 12V/ 2 x UM /Goldkontakte

1 x Sockel DIL 18 / vergoldet

1 x Platine, 70 pm Kupferauflage,60mmx62mm

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Stürkliste Controller (Bild 8)

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Röhren Sonderhefl - elektor35

EINTAKT.A.ENDSIUTE

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SELEETED TUBESPREMIUM T{UALITY

I S$*li5te Einscholtstrumbegrenzung

R1 =100OR2...R8 = 100 O / Metalloxid,4,5W5o/oToleranz

C7,C2 = 1000 p/35 VC3 = entfällt,dafür Drahtbrücke

1 x Röhre 833 mit Sockelund 2 Anschlusskappen

D1=1N4007D2 = entfällt

1 x Rell = 83208 t2V/ 2 x UM /Goldkontakte

tibertrager [rp Kerngröße1 x Ubertrager Aü-833 SM 85 B

1 x Ubertrager A-833 SE 150 C

1 x Netztrafo IITR-833 Pl{V,735/64

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GEGENTAKT.AB. E}I DSTU FE

Die Röhre 6C33 stommt ursprünglich ous der

russisrhen Militörterhnik. Sie ist ols Stromregelröhre

gebout und dos Regelglied in Stromversorgungen.

Doss diese Röhre für militörische Anwendungen

konzipierl ist, lüsst sich ouch onhond der

le<hnischen Dolen und des mechonischen Aulbous

ersehen. Noch dem toll des [isernen Vorhongs

entderkten viele Röhrenfreunde diesen

Röhrenlyp und stellten ihre Versuche

domil on - mochlen so Schwerler zu

Pflugschoren. ln diesem Artikel wird eine

Indstufe vorgestellt, die Hiti-touglich,

leistungsstork und nochbousicher ist.

Gerhord Hoos

Bei der Röhre 6C33 lässt sichanhand ihres Aussehens erkennen,dass sie für einen robusten Einsatzgebaut ist. In Bild 1 sieht man, dassdie Elektroden, die stützenden Ele-mente und der Glaskolben großeMaterialstärke haben im Gegensatzzu den sonst gängigen Audioröhren.Auch das Datenblatt bestätigt denmilitärischen Hintergrund. Je nachAusführung sind 4 bis 6 g dauer-hafte Vibration erlaubt. Bei impuls-

I Leistung

I Frequenzgong

I Geröuschsponnung

I Eingongswiderstond

I Eingongssponnung für Volloussteuerung

I Ruhestrom pro Endröhre

f -- --1I Technische Doten

I

wichtig. Was den Röhrenfreundreizt, ist die Tatsache, dass es sicherstens um eine TYiode handelt undzweitens diese sehr stromstark ist.Richtig eingesetzt lassen sich damitkräftige HiFi-Endstufen aufbauen.Zudem lässt sich die 6C33 mit rela-tiv niedrigen Betriebsspannungenbetreiben. Die russischen Datenblät-ter erschweren den richtigen Ein-satz, da viele Daten ,,von bis" ange-geben sind. Allein der Heizstrombei 12,6 V wird mit 2,8 bis 3,6 Aangegeben. Wenn das Netzteil aufden maximal möglichen Strom aus-gelegt ist, macht man sicher nichtsfalsch. Allerdings ist bei Röhren, diean der Untergrenze liegen, das Netz-teil um rund22 % überdimensioniert.Die Steilheit der Röhre ist mit durch-schnittlichen 40 mA/V sehr hoch,die Leerlaufverstärkung mit p - 4sehr niedrig. Ebenfalls muss miteinem Gitterstrom von bis zu 5 pAgerechnet werden. Dies bedingt laut

artigen Stößen dürfen es je nachAusführung zwischen 35 und 150 gsein. Unter ,,9" versteht man dieErdbeschleunigung von 9,81 m/s2.Derartig hohe Vibrations- und Stoß-festigkeit ist beim Einsatz in Kampf-jets, Panzern oder Kriegsschiffendurchaus angebracht. Demnachkönnte man mit dieser Röfue jeman-den totschmeißen, ohne dass diesedabei zerbricht. Für HiFi-Zweckesind diese Eigenschaften weniger

> 50 W bei I kHz undkn",<2Io I

20Hzlo dB)...s6 kHz (-l dBf I

-87,5 dBVlAl entspricht 26 pV I

33kO I

1,55 V

100 mA

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JL--

38 elektor - Röhren Sonderhefl

Datenblatt einen Gitterableitwider-stand, der nicht über 200 kO liegendarf. In Internetforen und manchengedruckten Veröffentlichungen fin-det man Schaltungen mit der 6C33mit deutlich höheren Gitterwider-ständen. Hierrnrurde entweder nichtgründlich entwickelt, und/oder es

rnrurde einfach ohne Verstand irgendetwas zusammengeschustert, wasIetztendlich nicht richtig und dau-erhaft funktionieren kann, oder eswurde einfach abgeschrieben. AmHeftende sind in der Röhrentabelledie Mittelwerte der Betriebsda-ten angegreben. Man muss wie beiallen aktiven Bauteilen beachten,dass Toleranzen von t2O o/o bis zut30 % durchaus üblich sind. Durchgeschickte Schaltungsauslegungzwingt man die aktiven Bauteilein den gewünschten Arbeitspunkt.Ebenfalls erreicht man, dass ohneSelektieren in der Regel fast alleRöhren bis auf einige Ausreißer ver-wendet werden können.

Eine weitere Besonderheit der 6C33ist, dass sie im Prinzip aus zwei par-allel geschalteten Trioden besteht.Über die Heizung kann man ein oderbeide Systeme aktivieren, was auchaus der Sockelbeschaltung hervor-geht. Pro Triode sind 6,3 V Heizspa-nung vorgesehen. Damit die Röhrevoll ausgenutzt wird, schaltet mandie Heizfäden in Reihe auf 12,6 Vund betreibt beide Systeme. Diekleinere Schwester ist die 6C41, dieim Prinzip aus einer halben 6C33besteht und mit 6,3 V geheizt wird.Im Elektor-Röhren-Sonderheft 3

wurde damit ein Kopfhörerverstär-ker vorgestellt (Seite 58 bis 63).Es kommt immer wieder vor, dassDoppelröhren mit nur einem Systemhergestellt werden und wurden;beispielsweise ist die EC 92 einehalbe ECC 81.

Wenn der Gitterableitwiderstandfür die 6C33 niederohmig sein mussund Vor- und Treiberstufe die Ver-stärkung erbringen sollen, kann andieser Stelle nicht mit stromschwa-chen Doppeltrioden gearbeitetwerden. Niederohmige Schaltungs-technik bedingt auch große KoP-pelkondensatoren. Das alles mussdurch entsprechend stromstarkeTYeiberstufen bedient werden. Dannist sichergestellt, dass der Fre-quenzgang nicht schon im Verstär-ker sowohl am unteren wie aucham oberen Ende einen deutlichenAbfaII hat. Deshalb wurde bei demhier vorgestellten Konzept auf nie-derohmige Schaltungstechnik Wertgelegt wie auch darauf, dass derVerstärker in reiner Triodentech-nik aufgebaut ist. AIs stromstarkeTteiberstufe in kompakter Bauformbot sich die EL 84 T an, die bereitsin den Röhren-Sonderheften 4 und5 ausgiebig vorgestellt wurde. DieECC 832 ist für diese Anwendungeine praktische Eingangs- undPhasenumkehrröhre. Diese Röhreist auch als 72 DW 7 bzw. 7247bekannt. Diese Doppeltriode ist alsVorstufen- und Phasenumkehrstufe

für Gegentaktverstärker gebaut. Sie

besteht aus einer halben ECC 83

mit hoher Verstärkung und niedri-gem Anodenstrom und einer halbenE'CC 82 mit niedriger Verstärkungbei hohem Anodenstrom, die diePhasenumkehr macht. So kommtman mit einer Röhre aus und hatgleich zwei Fliegen mit einer Klappegeschlagen. Insgesamt kommtman so mit einem kompakten undüberschaubaren Röhrensatz aus.Nach diesem Konstruktionsprinzipwurden in den t950er und 1960erJahren viele Geräte entwickelt undgebaut. Ein wichtiger Aspekt ist,aIIe Röhren mitsamt Sockeln wer-den laufend produziert und sindauch auf lange Sicht erhältlich!

Ahntich wie bei der 3008 muss dermeiste Spannungshub bei der 6C33bereits in der Vor- und TYeiberstufeerzeugt werden. Die 3008 hat auchnur einen Leerlaufverstärkungsfak-tor von etwa 4. Um die 6C33 vollauszusteuern und damit die Trei-berstufe nicht vorzeitig in Begren-zung kommt, wird diese deshalbmit höherer Betriebsspannung ver-sorgt als die Endröhren. Aufgrundder niedrigen Betriebsspannunglder 6C33 kommt man auch bei Vor-und Treiberstufe mit moderatenSpannungen aus. Der Vorteil hier-bei ist, dass Elkos mit gängigenBetriebsspannungen verwendetwerden können und Kaskadierungnicht notwendig ist. Man kann dieKapazitäten großzügig dimensionie-ren, was der Brummunterdrückungwie auch der sauberen Wieder-gabe von kräftigen Bässen zugutekommt. Bei der 6C33 muss auchdarauf geachtet werden, dass vorallem nicht die maximal zulässigeAnodenspannung aus€Jenutzt wird.Sicherer Betrieb ist bei etwa 200 Voder etwas darunter gewährleistet.Auch wenn in Internetforen undsonstigen Veröffentlichungen Schal-tungen auftauchen, die mit höhererBetriebsspannun€t arbeiten, es istbesser mit der BetriebsspannungtBild I

Röhren Sonderheft - elektor39

+12V

GBU4M losov

GEGENTAKT.AB. EN DSTUIE

Bitd 2

herunter zu gehen. So reizvoll hoheSpannung für hohe Leistungsaus-beute wäre, ist es besser auf einigeWatt zu verzichten, um dafür mehrBetriebssicherheit zu erhalten. DieFertigungsqualität lässt manchmalzu wünschen übrig, sodass sie beihöherer Betriebsspannung zu Aus-fäIlen neigen. Bei dem hier vorge-stellten Schaltungskonzept sindalle diese Faktoren berücksichtigt.Ebenfalls trägt die geregelte Gleich-stromheizung mit bei für ein gutesGesamtergebnis. Die Röhren wer-den immer mit konstanter Span-nung und gut gesiebtem Stromgeheizt, wodurch immer eindeu-tige Betriebsverhältnisse gesichertsind Die Heizung muss an dieserStelle nicht besonders beschriebenwerden. Hier kann dieselbe Schal-tung verwendet werden wie bei der,, Eintakt-A-Endstufe mit der Triode,,833 (ab Seite 20) in diesem Heft.Die Hochspannung ist auf zwei Pla-

eine CLC-Siebung eingesetzt, wiein Bild 2 gezeigl. Auf der Platine istein Relais vorgesehen, das aus derHeizspannung von 12,6 V betriebenwird und mit dem die Anodenspan-

t?oN

t

nung der Endröhren im Stand-By-Betrieb abgeschaltet werden kann.Die Hochspannung für die Vor- undTreiberstufe ist mit einem FET sta-bilisiert und in BiId 3 dargestellt.

Zu Bild 2: Die tatsächliche Schal-tung, das geht aus der Stückliste her-vor, ist gegenüber der hier abgebil-deten Version leicht modifiziert: derGleichrichter ist ein Typ GBU 6 G,

die Bauteile R3, C3 und D1 entfal-Ien.

In Bild 4 ist die gesamte Verstärk-erschaltung gezeigt. Der gestricheltumrahmte Schaltungsteil befindetsich auf einer Platine. Weil es für die6C33 keine Printsockel gibt, müssendiese direkt am Chassis verschraubtund mit kurzen Kabeln angeschlos-sen werden. Zwischen Chassis undSockel müssen zum besseren Kühl-luftdurchfluss Abstandshalter ausMetaII montiert werden. Man darfdie rund 40 W Heizleistung und gut20 W Anodenverlustleistung proRöhre im Ruhebetrieb nicht unter-schätzen; die Wärme muss wirk-sam abgeführt werden! Aufgrundder großen Wärmeentwicklung der6C33 ist Monoaufbau ratsam. DerAufwand ist zwar höher, aber durchdie exzellente Kanaltrennung derMonoblöcke bekommt man erheb-Iichen Klanggewinn und geringereGerätetemperatur mit der dadurchverbundenen längeren Lebensdauerder Bauteile. Am Verstärkereingangbefinden sich eine XLR-Steckver-bindung und ein 1 : 1 geschalteter

350V

Ug

tinen verteilt. Für die 6C33 wird Bild 3

40

D1

,110V

D2

120U

03120V

elektor - Röhren Sonderheft

Eingangsübertrager. Damit ist erd-frei symmetrische Signalverbindungmöglich, die Brummschleifen sichervermeidet. Die Eingangsleitungenmüssen mit zweiadrig abgeschirm-ten Leitungen verschaltet werden,wie in Bild 4 gezeigt. Dann ist stö-rungsärmste Verkabelung gewähr-leistet. Zwischen Ubertrager undVerstärkereingang ist kein Kop-pelkondensator geschaltet, sodassan dieser wichtigen SteIIe keineKlangverfäIschung auftreten kann.Der Gleichstromweg für das Gitterder Eingangsröhre wäre über denUbertrager geschlossen. Aber esist immer kritisch, wenn Ubertra-ger nicht korrekt abgeschlossensind und ins Leere laufen. Dadurchverbiegt sich der Frequenzgangoft sehr stark. Mit 33 kO ist derUbertrager definiert abgeschlos-sen. Der Vorverstärker wird überdie XLR-Steckverbindung erdfreiangeschlossen. R2 und C1 bildenden üblichen Tiefpass, der HF vomVerstärkereingang fern hält. Uberden Relaiskontalrt kann der Eingang

Röl = ECC832

kurzgeschlossen werden. Damitist Stummschaltung z. B. in derWarmlaufphase, beim Abschaltendes Verstärkers oder im Stand-By-Betrieb möglich. Wird diese Funk-tion nicht gebraucht, entfallen dieBauteile ReIl und D2.

Wie bereits erwähnt, besteht dieEingangsröhre ECC 832 aus zweiunterschiedlichen Systemen. Diehalbe ECC 83 bringt die erforderli-che Verstärkung. Die halbe ECC 82

sorgt für die Phasenumkehr. Weildieses System stromstark ist, kannes niederohmig und somit störun-empfindlich beschaltet werden. Diebeiden als Trioden geschaltetenEL 84 T in der Differenzverstärkerstu-fe verstärken das Signal weiter. Auchdiese Röhren sind sehr stromstarkund können niederohmig beschal-tet werden. An dieser SteIIe bringtdie Niederohmigkeit Vorteile, weilder Gitterableitwiderstand der6C33 200 kO nicht überschreitendarf. Aufgrund der schwankendenFertigungsqualität und der immer

vorhandenen Bauteiletoleranzenhat man die Röhren mit einemdeutlich niederohmigeren Gitter-ableitwiderstand besser im Griff.Niederohmigere Beschaltung ver-langt auch entsprechend größereKoppelkapazitäten, damit der Fre-quenzgang zu tiefen Frequenzenhin nicht zu früh abfällt. Die nega-tive Gittervorspannung der 6C33wird klassisch erzeugt. WeiI dieserelativ hoch ist, müssen Elkos mit160 V Spannungsfestigkeit einge-setzt werden. Der Ausgangsüber-trager wurde neu entwickelt undist für Boxen zwischen 4, 6 und I O

ausgelegt. Auf dem Markt gibt es

viele Boxen, deren Impedanz eherum 6 O liegt. Ebenfalls kann es sein,dass Boxen mit 4 oder 8 O an der6-O-Anzapfung besser klingen.Dem Anwender bleiben so mehrereMöglichkeiten offen. Der Verstärkernimmt bei Fehlanpassung keinenSchaden, lediglich die Leistungs-ausbeute schwankt etwas. DerRuhestrom wird mit den Trimm-potis Pt und P2 eingestellt. Uber

I IIIIIIIII

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üiE-1221

Bild 4

Röhren Sonderhefl - elektor 4l

GEGENTAKT.AB.EN DSIU FE

die Kathodenwiderstände wird derSpannungsabfall gemessen. Zwi-schen den Punkten K1 und K2 undMasse muss jeweils 1 V eingestelltwerden, was einem Ruhestrom von100 mA entspricht.

Die Gegenkopplungsleitung vomUbertragerausgang wird überein abgeschirmtes Kabel geführt,wie in Bild 4 eingezeichnet. UmBrummeinstreuungen zu vermei-den, sollte dieses nicht in einenKabelbaum mit Netzfrequenz füh-renden Leitungen gelegt werden.Je nach individuellem Verstärker-aufbau müssen C3 und Cl.1 dimen-sioniert werden. Die angegebenenWerte sind Richtwerte. Bei akuterSchwingneigung muss ClL vergrö-ßert werden, ansonsten soll er soklein wie möglich sein. Wenn sich

bei der Frequenzgangüberprüfungherausstellt, dass der Abfall zuhohen Frequenzen hin zu früh ein-setzt, muss C3 eingesetzt werden,Richtwert etwa 1 nF. Damit wer-den Schalt- und Leitungskapazitä-ten kompensiert. Das Mustergerätwurde ohne C3 gemessen.

Mit diesem hier vorgestellten Ver-stärkerkonzept hat der Anwendereine nicht alltägliche HiFi-Kompo-nente. Die Optik der 6C33, die Aus-wahl des Röhrensatzes sowie dasreine Triodenkonzept haben ihrenbesonderen Reiz. Hier kommt vorallem nicht nur alte Triodentech-nik zu Geltung, sondern es werdenauch erhaltene und neu aufgelegteRöhrentypen eingesetzt, die derTriode ein weiteres Jahrhundertbescheren. o

5rücklisten

Für die folgenden Stücklisten gilt: Widerstönde, soweit nicht onders ongegeben, Metollschicht, 1 Tololeronz,0,7 W Belostborkeit, MO = Metolloxid 2 W mt2% Toleronz, 4,5W Metolloxid mit5 %Toleronz

5tücklisten Hochsponnungsnetzteil (Bitd 2)

Rl, R2 = 150 k, MO Dl = entfalltR3=entföllr D2=IN400ZC1 , C2 = 220 p/45O V Gll = GBU 6 GC3 = entföllt Sil = 1,6 A, tröge

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co

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3ccoEoöo

Doten NTR-24

r50v / r,2 AAnodenspannung für 6C33

270V / O,t AAnodenspannung für Vor- undTreiberstufe

12,8V / B AHeizspannung

22V / O,O5 AHilfsspannung fürGleichstromheizung

95V/0,054negative Gitteworspannung für6C33

90%

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Dl = D-I066, I H/0,6 A(nicht ouf der Plotine)I x Plotine, Z0 pm Kupferouf-loge, 80 mm x I l0 mm

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Rt = r0k,MoR2=100a/4,swR3,R4=lkR5 = 6,8 C), MOR6 = 150 k, MO

Cl = 100 pFl500 V

C2, C3 = 22 pF/45OY

Dl = Z-Diode, I l0V / l,3W I x Kühlkörper SK 129138D2, D3 = 7-Diode, 120 V r I ,3 WD4=Z-Diode, l8V/ l,3W I xPlotine,Gll = 2KBB]OO Z0 pm Kupferoufloge,

72mm x 8l mm

TI =BUZSOA12 = BC 546

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GEGENTAKT.AB. EN DSTU FE

Rt=33kR2, R3 = 2,2 k

R4, R5 = 150 k, MOR6=6,8kRZ=680kR8=rkR9, Rro = t5 k, MORll =2,2k,MORl2,Rl3=680kRt4 = 150 0, MoRl5, Rl 6 = 470 0Rlz...R20=12k,/4,5WR2r=33kR22, R23 = 27 k

R24,R25 = 100 k

R26,R27 = 1 kR28 = 3,3 k

R29, R30 = l0 c), MO

Pl,P2=25k,Trimmpoti Cermet, liegend

C I = IOO p, KeromikC2 = 10 pF/450YC3 = I nl MKT (siehe Text)

C4...C6 = 0,22 pt/63o V MKPC7,C8 = 47 pF/450YC9, Cl0 = 100 pF/t6OYCl I = l0 pF, Keromik (siehe Text)

Ct2, C13 = 0,68 pF/630 V MKP

Dr=tN400zD2 = | N 4148 (siehe Text)

Rell = SIL-Relois, l2 V,

I x EIN (siehe Text)

3 x Novolsockel,Keromik, Prinlmontoge

RöI = ECC 832Rö2, Rö3 = EL 84 T

I x Plotine, Z0 pm

Kupferoufloge, I I I mm x l4l

'Ll nage+ Tg tr> tT>t el] T9n zgn zu z) tz> z9 zzH tzH

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weilere Bouteile:

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Röhren Sonderheh - elektor

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47

GEGE NTAKT.TR IODE N STU F E

[insteiger in die Röhrentethnik hoben meist etwos Srheu vor

höheren Betriebssponnungen. Ebenlolls wollen sirh viele erst

einmol on die elwos ungewohnlen Röhren herontosten. Eine Reihe

von Röhrenfreunden wünschen sich eine einlorhe und preisgünstige

Endstufe mit kleiner leistung, die on wirkungsgrodstorken

loutsprerhern gulen Klong bringen soll. Donn möchten Hiti-

Freunde für dos Büro eine kleine Endstufe, die z.B. die Musik

des MP3-Ployers wiedergibt, oder nur zum Rodiohören, wo hier

kleine Verstürkerleistungen zur lUlusikuntermolung genügen.

Und nirht zuletzt ist es der Wunsrh vieler Gitorristen eine kleine

Röhrenendslule für Übungszwecke zu hoben. Mit dem hier

vorgeslellten Konzept lossen sirh diese Winsrhe erfüllen.

Gerhord Hoos

F

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Terhnisrhe Doten

Ausgongsleistung

Eingongssponnung für Volloussteuerung

Frequenzgong bei I dBunter Volloussteuerung

Fremdsponnung Eingongobgeschlossen mit I kO

Klirrfoktor bei I dBunter Volloussteuerung

3,5 W bei kges -- 2 %

IV

l3 Hz (O,5 d81...38 kHz (-l dBf87 kHz (-3 dBl

-95 dBV '17 pY

I

I

Das Ziel dieser Entwicklung war,einige Watt an Verstärkerleistungbei gutem Klang und mit wenigAufwand zu erreichen. KlassischeRöhrenradios hatten mit Eintakt-A-Endstufen meistens Verstärkerleis-tungen zwischen etwa 2 und 5 W beieinem Gesamtklirrfaktor von 10 7ol

Die ECC 99 ist eine Entwicklungvon JJ, die seit einigen Jahren aufdem Markt ist. Bei relativ niedrigerAnodenspannung und ausreichendhohem Anodenstrom lassen sichmit 250 V Betriebsspannung undunter Ausnutzung der zulässigenAnodenverlustleistung 3,5 W Aus-gangsleistung erreichen, und dasbei einem Gesamtklirrfaktor vonntur 2 o/o ! Die ECC 832 als Vorstu-fen- und Phasenumkehrstufe hatzwei unterschiedliche Systeme ineinem Kolben, was sich auch in derTypenbezeichnung niederschlägt.

Betriebssponnung

kges = 0,92 7"

k2 = 0,77 %

k3 = 0,17 %k4 = 0,06%k5 = O,04%

250V, mox. 260 V/co. 50 mA

I

I

I

-J


c4lI22u150V

I22u I lsov+

Rö1.A = l/2 ECC82

Rö1.8 = 1/z ECC83

Rö2 = ECC99

* siehe Text

c6470nil400v

8()

6(r

cl

2u2

c7470n

t1(l0v

Bdr

Die ,,8" steht für den Novalsockel,die ,,3" steht für ein System derECC 83 und die ,,2" steht für einSystem der ECC 82. Diese rechtpraktische Röhre gab es auch schonin den USA unter der Bezeichnung12 DW 7 oder7247.Ilv,[It minimalemAufwand hat man eine hochverstär-kende Triode sowie ein weiteresstromstarkes Triodensystem ineinem Kolben. Die halbe ECC 83wird für die Verstärkung verwendet,die halbe ECC 82 für die Phasen-umkehr. Für eine kleine Endstufe,wie hier vorgestellt, kommt manmit nur zwei Röhren aus. Einer-seits steht genügend Leerlaufver-stärkung zur Verfügung, anderer-seits ermöglicht die halbe ECC 82niederohmige Schaltungstechnik,die störunanfälliger ist und demEinsteiger in die Röhrentechnikweniger Probleme bereitet. Hier


wurde bewusst Trioden-Gegen-takt-AB-Betrieb gewäNt. Eine Leis-tung von 3 W lässt sich auch miteiner Eintakt-A-Endstufe erzeugen.Wenn Eintakt-Ubertrager gut seinsollen, d.h. also einen Frequenz-gang unter Last von 20 Hz bis über20 kIJz gewünscht wird, steigt derAufwand bei Kern und Bewicklungschnell an, was echtes GeId kostet.Die Ubertrager in den alten Radiossind praktisch alle zu knapp dimen-sioniert und haben unter 100 Hzschon einen deutlichen Abfall. Ander oberen Frequenzgrenze sehensie auch nicht viel besser aus. Dermeist viel zu kleine Ubertragerkerngeht bei voller Aussteuerung undtiefen Frequenzen in die Sättigung,was üble Verzerrungen verursacht.Das Problem sind immer die Gleich-stromvorbelastung und der heutegeforderte Frequenzgang von etwa

2OIJzbis >2Ok}lz. Somit wird auchein kleiner, aber für HiFi taugli-cher Eintakt-A-Ubertrager ziemlichschnell relativ teuer. Das Problemkann man mit einer Gegentakt-endstufe umgehen. Aufgrund derwegfallenden Gleichstromvorbe-lastung kann der Übertragerkernwesentlich kleiner ausfallen undtrotzdem wird die untere Grenzfre-quenz von 20 Hz erreicht. Wer diesekleine Endstufe als Ubungsverstär-ker verwenden will, sollte dieser fürGitarre 80 Hz als untere Grenzfre-quenz beherrschen, beim viersaiti-gen Bass sind es 40 Hz, und beimfünfsaitigen 30 Hz. Also ist man beieinem Übungsverstärker im unte-ren Frequenzbereich auch nichtmehr weit entfernt von den Anfor-derungen für HiFi, sodass manÜbertrager und Endstufe gleich aufHiFi-Oualität auslegen kann.

49

GEG T NTAKT.TR I ODE N STU F E

In tsrlcl 1 rst clie SchaJttrngl -.Jezc)gISte werst keine Besonclerireiten arLf

Vor clenr Ciittet von Rö18 ist clas iibh-che RC-Gliecl ztrr HF-lJnter chtickunggleschaltet I)ann rst noch ertr Reecl-

Relais vor ges e hert nrit clent cle r

Einglangl stLlllllll lleschaltet werclenkann Rö1B iilternrrtrrtrt clie HatrlttverstärkllDg, Rö1A ist clie Phase-nul)lkehrstllfe Die Rtrhesttörtrc cler

berclen Systeme cler ECC 99 werclerriLber Trrmnrpotis etngestellt DerRlrhestrom ist so qewählt class clte

rl

Enclstufe im Class-A-Betrieb arbeitetturcl clie ztrlässige Anoclenverlustleis-tLlng volr 5 W nicht iiberschrittenwircl Mrt cler inclivicluellen Ruhe-stromeil)stellung Itat tnan jedesRöhrellsystent irurtrer voll tnt (itiffl)er Spannungsaltfall wircl an clenl{athoclenwiclerstänclen R1 9 trnclR20 au clen Messptrnkten gegeltMasse ltemessel), cler ein Maß fiirclel Ruhestrom ist Bet einent Sltan-nlrngsabfall von 200 ruV ist clerRuhestrom 20 nrA, was bei 250 V

BetriebsspallnLlllg 5 W sincl DieKoplrelkonclensatolelt srncl r elativgroß clinrensioniert Bei cler nreclerohnrig;en Schaltungstechnik ntuss classo seil, clanrt tricht schon inr Verstärkerzllg ein Abfall ltei tiefen Fre-c{r-lenzell auftritt Der KonclensatotC3 wircl ntrr clarrn eilrlJesetzt, wenllhochfr eqtrente Schwingneigung auf-tritt Der Verstärker ist vont Prrnzipher sehr stabil Falls jecloch trotzr ler r r I rocltfr ec 1r rell e Scl twil lgt retg I I r tllar-lftritt, ntuss C3 ltestückt werclen

i,i'.i,ii:ilrT'

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I

50 ,;LlIl kulrirl\ltlLr,

AIs Richtwerte gelten hier 10 pF bis47 pF. Für die Gegenkopplungslei-tung wird abgeschirmtes Kabel ver-wendet, damit sich der Verstärkerhier keine Störungen einfängt.

Wer sich das Schaltbild genauansieht, stellt fest, dass Kathoden-und Anodenwiderstand der Phasen-umkehrstufe unterschiedliche Werteaufweisen. Dies ist kein Druckfeilersondern Absicht. Gegentaktendstu-fen unterdrücken die geradzahligenKlirranteile, vorzugsweise k2. Wenndann mit solch einem Verstärkerkon-zept auf den schönen Triodenklanggehofft wird, kommt die Enttäu-schung sehr schnell. Der angenehmeKlüranteil k2 (TYiodenklang) ist sehrniedrig, dafür der unangenehm klin-gende k3 (Pentodenklang) sehr hoch.AIIein durch Maßnahmen bei derGegenkopplung bekommt man dasProblem nicht in den Griff. Deshalbbaut man eine künstliche Unsymme-trie ein, sodass k2 dominiert und diehöheren Klirranteile fallende Pegelaufweisen. Dann hat man rnrieder denTYiodenklang. Einige Hersteller vonGitarrenverstärkern gehen genausovor. Egal ob Gitarrenverstärkersoundoder HiFi, ein k2-Iastiger Verstärkerklingrt besser.

Bei der Vorstufenröhre Rö1B ist derKondensator C11 vorgesehen, derden Kathodenwiderstand R4 über-

brückt. Je nach Schaltungsaufbauund den sich daraus ergebendenSchaltkapazitäten kann es sein, dassder Frequenzgang bei 20 kHz schoneinen geringen Abfall hat. Das Iässtsich mit diesem Kondensator kom-pensieren. AIs Richtwerte sind 1 nFbis 1,5 nF einzusetzen.

Gerade bei kleinen Endstufen sollteman auf die Oualität der Stromver-sorgrung besonders achten. Bei OmasDampfradio war es üblich, dass es

brurnmte. Heute, wo auf gnrten ICang

und möglichst geringe Störgeräuschegeachtet wird, darf im Netzteil nichtgespart werden. Man kann die Hoch-spannung mit einer C-L-C-Siebungversehen, oder alternativ eine stabi-lisierte Stromversorgnrng verwenden.Ebenso empfiehlt sich eine geregelteGleichstromheizung. OrdentlichenAufbau vorausgesetzt hat man danngeringste Störgeräusche, was einemBetrieb an wirkungsgradstarkenLautsprechern zuträglich ist. Diesgilt auch fi.ir Gitarrenverstärker, dennhier werden meist Lautsprecher mithohem Wirkungsgrad eingesetzt.Passende Stromversorgungen wur-den in den Elektor-Röhren-Sonder-heften mehrfach veröffentlicht, diefür diesen Zweck angepasst werdenkönnen; deshalb müssen sie an dieserStelle nicht noch einmal besctrriebenwerden. Im Kasten der technischenDaten steht, welche Anforderungen

bei Strömen und Spannungen füreinen Kanal gestellt sind. Die Heizfä-den der Röhren sind in Reihe auf 12,6 Vgeschaltet, was Verlustleistung beider Heizspannungsregelung spart.

Die Röhrensockel werden von derLötseite her bestückt Damit ist dieMontage der Platine so möglich, dass

die Röhren weit aus dem Chassis her-

ausragen und optisch gut zur Geltungkommen. AIs Nebeneffekt ist einegute Wärmeabfuhr gesichert. ObwoNbei Ttioden keine Schirmgitteranzap-fungen notwendig sind, wurden sie

beim Ausgangsübertrager vorge-sehen. Damit kann dieser auch fürkleine Pentodenendstufen verwen-det werden. Auf der Sekundärseitesind Anzapfungen für 4 O, 6 O, 8 Ound 16 O vorgesehen. Damit Iassen

sich alle gängigen Lautsprecher undauch Kopfhörer anschließen. An 16 O

sind bei Vollaussteuerung rund 7,5 Vverfügbar, an 4 O sind es 3,75 V.

Dies genügt für den Betrieb Prak-tisch aller dynamischen Kopfhörer.Bei Kopfhörerbetrieb empfiehlt es

sich den 16-O-Anschluss mit einemWiderstand von 47 O und 2 W Belast-barkeit abzuschließen, damit immereine Grundlast vorhanden ist unddie Spannung bei Aussteuerung imÜbertrager nicht hocNaufen kann. InBild 2 ist der Aufbau auf der Platinegezeigrt o

Anzeige-Stückliste und

Plotine oufSeite 52

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GEG E NTAKI.TR I ODE N STU T E

5rücklisreAlle Widerstönde, sofern nichl onders ongegeben, Metollschicht mt 1 % Toleronz und 0,7 W Belostborkeit;MO = Metolloxid, 2 W, 2 "Ä Toleronz

Rr, R2 = 220 k

R3=lkR4 = 1,5 k

R5 = 15 k

R6= r50k,MORZ = 100 k, MoR8 = 8,2 k, MOR9=680kRro = I k

R| = 6,8 k, MORt2 = 2,2k, MORt3 = 4,2 k

Rt4 = 220 k

Rl5 = r k

R16 = 4,7 k

R17 =220kRl8 = r k

Rr9, R20 = 10c)R2l = 4,7 k

P1 , P2 = 5 k, Trimmpoti Cermet

Cl = 2,2 v/50V, bipolorC2 = 100 pF, KeromikC3 = 1O...47 pF,

nur bei Schwingneigung, siehe Text

C4 = 22 p/450Yc5, c6, c7 =0,47 p/400 V MKP l0C8, C9 = 47 st/4OYCto = 22 p/4so V

Cl I = I nF oder 1,5 nF,

MKI siehe Text

Dl = 1 N4002D2=1N4r48

Rell =SlL-Relois, I xElN

RöI = ECC 832Rö2 = ECC 99

U I = Ubertroger A-1 99 S

2 x Novolsockel Keromikfür PrintmontogeI x Plotine, Epoxydhorzglosfoserverstörkt mit 70 pm

Kupferoufloge, 69 mm x l3l mm

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PHONOVORSTUFE

Die erforderliche Frequenzgangent-zerrung bei der Wiedergabe einerSchallplatte kann sowohl passivwie auch aktiv erfolgen. Bei akti-ver Entzerrung befindet sich dasEntzerrernetzwerk im Gegenkopp-lungszweig einer Verstärkerstufe.Das Nutzsignal muss jedoch zuerstam Ausgang der Verstärkerstufeanliegen, bevor die Gegenkopp-lung und damit die Entzerrungwirksam werden kann und zurückauf den Eingang der Stufe gelangt.Die Signallaufzeit ist zwar extremgering, aber dennoch vorhanden.Bei einer passiven Entzerrung lie-gen die Filter dagegen zwischenden Verstärkerstufen, womit keinefrequenzabhängige Gegenkopp-lung vorhanden ist. Zudem wird

54

Auch in Zeilen der Digitolterhnik gibt es noch genügend

Anhönger der onologen Schollplotte. Mit dieser

Phonovorstufe, kombiniert mit einer hochwertigen

Röhrenverstörkeronloge, können die onologen fthötze in

brillontem Klong wiedergegeben werden, der sich hinter einer

CD oder den heutigen Hochbitlormoten nicht zu yerstecken

broucht. Der konsequente tlonooufbou gorontiert hohe

Konohrennung. Durch onpossbole Filter können ouch ondere

Entzererkennlinien reolisiert werden. Somit stehen dem

ungetrübten Musikgenuss und der horhwerligen Digitolisierung

onologer fthollplotten nichls mehr im Wege.

die Entzerrung auf zwei Filter auf-geteilt. Auf diese Weise können biszu vier Zeitkonstanten eingestelltund damit beliebige Entzerrerkenn-linien realisiert werden. Dies dürftevor allem für Schallplattensammlerinteressant sein, die Platten mitanderen Kennlinien besitzen, z.B.Schelllackplatten oder frühe Plat-ten aus Ubersee.

Die RlAA-Entzerrung wird mitHilfe von zwei passiven Filtern mitjeweils zwei Zeitkonstanten vorge-nommen, wodurch sich insgesamtderen vier einstellen lassen. Dreistellen den Charakter der RIAA-Kennlinie dar. Die vierte Zeitkon-stante, auch Neumann-Konstantegenannt, liegt zwar außerhalb des

Roiner Horsch

Hörbereiches, beeinflusst abertrotzdem die Signalphase im obe-ren Frequenzbereich. Im Hinblickauf eine möglichst genaue Rekon-struktion des Ursprungssignalswurde diese hier mit berücksich-tigt.

Die Aufzeichnung auf eine Schall-platte erfolgt durch einen Schneid-stichel. Wird mit konstanterSchnelle aufgezeichnet, so hat dieszur Folge, dass die Amplitude mitsteigender Frequenz abnimmt. Beider Aufnahme wird deshalb derFrequenzgang derart beeinflusst,dass die Signalamplitude bei tie-fen Frequenzen vermindert undbei hohen Frequenzen angehobenwird. Dadurch erhält man mehr


Speicherplatz auf der Schallplatteund einen günstigeren Fremd-spannungsabstand. Diese Kenn-linie bestimmt die Schnelle desStichels in Abhängigkeit der Fre-quenz und wird als Schneidkennli-nie bezeichnet. Die Neumann-Kons-tante begrenzt bei der Aufnahmedie Anhebung der Amplitude beietwa 50 kHz und verhindert damiteine Übersteuerung bzw. Beschä-digung des Schneidstichels durchhohe Frequenzen. Bei der Wieder-gabe ist die Neumann-Konstantenicht zwingend notwendig, wirdhier allerdings berücksichtigt,um den Einfluss auf die Phasedes Signals auszugleichen, derbei der Aufnahme entstanden ist.Bei der Wiedergabe einer SchaII-platte muss nun diese Verzerrungrückgängig gemacht werden, umdas Ursprungssignal unverfälschtzurückzubekommen. Dies wird mitHilfe von Filtern bewerkstelligt,deren Kennlinie als RIAA-Kenn-Iinie bezeichnet wird. Bevor mansich in den 60er-Jahren auf dieRlAA-Kennlinie geeinigt hat, gabes viele verschiedene Kennlinien,je nach Jahr und Ursprungslandder Pressung. Durch eine Anpas-sung der Filterparameter kann jedeKennlinie realisiert werden. Wersich genauer über Schneidkennli-nien informieren möchte, findet imInternet ausreichend Informationenunter dem Stichwort ,,record equa-Iization".

In Bild 1 ist die Prinzipschaltungdes Filters gezeigt.

Für die Entzerrung sind folgendeZeitkonstanten vorgegeben, diemit dem Filter in BiId 1 dargestelltwerden können:

t1 = 3180 ps

t2 = 318 Us

t3=75Us

t4 = 3,18 Es

Mit der Formel n=L lassenC

sich die Werte berechnen, wobeialles in Ohm, Sekunden und Faradeingesetzt wird. R ist hierbei dieSumme von R1 und R2. Da dieZeitkonstanten vorgegeben sind,muss der Kondensator C geschicktgewählt werden, um günstigeBauteilewerte zu bekommen. Hierwurden 4,7 nF eingesetzt. Fürdie Zeitkonstante t3 ergibt sich

75 . l0-6= 15957Q. sei

4,7 .10-e

nur einer Zeitkonstante wird R2 =0 O gesetzt, bei zwei Zeitkonstan-ten wird R2 gesondert berechnet:

R2=4- 3'18 l0-6 =677t)c 4,7.10-'

R1 berechnet sich nun aus der Dif-fetenz zwischen dem Gesamtrnrider-stand und R2:

R1 = 15957 A - 677 O = 15280 O. DieWiderstandswerte für die Zeitkons-tanten t1 und t2 werden genausoberechnet, wobei sich dann die fol-genden Werte ergeben:

C1 = 0,1 UF

R = 31800 O

R1 = 28620 O

R2 = 3180 O

In Bild 2 ist das Blockschaltbild desEntzerrvorverstärkers dargestellt.

Der Entzerrervorverstärker bestehtaus den drei Verstärkerblöcken V1

bis V3, wobei V1 und V2 je ein pas-

sives Entzerrfilter beinhalten. Diegesamte Verstärkung erfolgt in V1

und V2 und beträgt jeweils 30 dB.In V1 werden die Frequenzen ober-halb von 1 kHz abgesenkt, was demKlirr- und Rauschverhalten zugutekommt (Zeitkonstanten t3 und t4).In V2 sind die Filter für die Zeitkons-tanten t1 und t2 untergebracht. V3arbeitet als Impedanzwandler zurniederohmigen Auskopplung desSignals, womit auch beim Anschlusslanger Kabel keine Oualitätsverlustebei der Signalübertragung entste-hen.

In BiId 3 ist der Gesamtschaltplangezeigt. Der Verstärkereingang istfür Magnettonabnehmersystemeausgelegrt, die einen Abschluss von47 kO verlangen. R1 bildet mit C3

einen Tiefpass, der hochfrequenteStörungen unterdrückt. Durch Ande-rung von R2, C2 und C3 kann einegenaue Anpassung an das jeweiligeTonabnehmersystem vorgenommenwerden. Was die einzelnen Systemeverlangen, ist aus deren Daten-blättern zu entnehmen. Für denAnschluss eines MC-Systems kannein entsprechender Anpassübertra-ger eingesetzt werden, wobei auchhier eine Anpassung an die Erfor-dernisse des Tonabnehmersystemsfür bestmöglichen Klang erforder-Iich ist. Am unteren FrequenzendeIiegt der -3 dB-Punkt bei etwa 7 Hz,womit tieffrequente Störgeräuschedes Laufwerks gedämpft werden.Der Verstärker arbeitet phasenrein,also zwischen Eingang und Aus-gang herrscht Phasengleichheit. Umoptimale Bedingungen für die Filterzu schaffen, wird das Signal einerjeden Verstärkerstufe niederohmigdurch einen Kathodenfolger aus-gekoppelt, durch das Filter geleitetund nach einem weiteren Katho-denfolger abgenommen. Die beidenKathodenfolger sind mit dem Filtergleichstromgekoppelt. Somit wirdjegliche Beeinflussung der Entzer-rerkennlinie durch Koppelkonden-satoren vermieden. Jedem Filterwird das Signal niederohmig mit

R=9=C

Bild I .

Röhren Sonderheft - ehktor 55

PHONOVORSTUTE

6SV

Bauteile mit' siehe Text

Elkos: min 400V

Kondensator€n: MKP10

Bild 3

einer Impedanz von etwa 80 O zurVerfügung gestellt. Die Abnahmeerfolgt hochohmig mit mehrerenMegaohm Eingangsimpedanz dernachfolgenden Stufe. Durch diegeringe Verstärkung des Kathoden-folgers wird auch die Millerkapazitätklein gehalten, welche somit keinenmessbaren Einfluss auf das Filterhat. Durch diese Maßnahmen wirdeine sehr genaue Filterkennlinieerreicht, unabhängig davon, ob dasjeweilige Filter nur eine oder zweiZeitkonstanten nutzt. Die Verstär-kerstufe Rö5 ist als Kathodenfolgergeschaltet, der durch seinen nie-derohmigen und stromstarken Aus-gang in der Lage ist, niederohmigeLasten bis zu 600 O zu treiben. Aucheine Belastung durch höherkapazi-tive und/oder längere Anschlusska-bel stellt für diese Stufe kein Prob-Iem dar. Die Signalqualität bleibterhalten. Da Rö1 bis Rö4 mit Triodenarbeiten, wird dieses Konzept auchbei Rö5 beibehalten. Aus diesemGrund wurde die Röhre EL 84 T inTriodenbeschaltung eingesetzt, dadiese problemlos genug Strom zurVerfügung stellen kann.

56

Für die Verstärkung gewählt rnrurde

die ECC 88. Diese Röhre besitzteinen niedrigen Innenwiderstand,hat eine für unseren Fall ausrei-chende Verstärkung und kann mitmoderater Anodenspannung betrie-ben werden. Sie ist aus aktuellerProduktion in guter Oualität zu ver-nünftigen Preisen verfügbar. Durchden niedrigen Innenwiderstand isteine niederohmige Schaltungsausle-gung möglich, was wiederum demStörabstand zugute kommt. Leiderweist die ECC 88 wie die meistenRöhren erhebliche Toleranzen auf,auch zwischen zwei Systemen ineinem Kolben. Damit der Einsatzvon unselektierten Röhren möglichist, wird die Verstärkung von zweistark gegengekoppelten Trioden-systemen übernommen, damit dienötige Verstärkung erreicht wird.Bei Verwendung von anderen Röh-ren wie der ECC 81 oder ECC 83wäre eine höhere Betriebsspannungerforderlich und die Schaltungsaus-legung wäre hochohmiger gewor-den. Durch die niedrige Anoden-spannunet der ECC 88 treten auchan den Filtern nur Spannungen

bis etwa 120 V auf. Damit könnenhochwertige und enger tolerierteKondensatoren verwendet werden,die oft nur im unteren Spannungs-bereich erhältlich sind.

Damit beide Kanäle gleich laufen,sind einige Maßnahmen erforder-lich. Die frequenzbestimmendenBauteile dürfen Toleranzen vonmaximal 1 % ha-ben. Die Kondensa-toren können ausgemessen werden.Lässt sich der nötige Wert nicht miteinem Kondensator erreichen, schal-tet man zwei parallel. Wie schonaus der Berechnung der Zeitkons-tanten heworgeht, es gibt krummeWiderstandswerte, die nicht unbe-dingt überall vorrätig sind. Aus derE-24-Reihe mit 1 % Toleranz kannman sich den passenden Wertzusammenschalten. Deshalb sindim Schaltplan bei den Filtern meh-rere Bauteile parallel geschaltet undwerden so bestückt, sodass mandie richtigen Bauteilewerte erhält(siehe auch Stückliste).

Für optimalen Kanalgleichlauf Iässtsich mit dem Trimmpoti P1 die Ver-


stärkung der Vorstufe um etwa 6 dBvariieren. Aufgrund nicht vermeid-barer Bauteiletoleranzen könnenso beide Kanäle auf gleichen Pegelabgeglichen werden. Hierzu werdenbeide Eingänge parallel geschaltetund ein Signal mit etwa 2 mV bei1 kHz eingespeist. An die Ausgängewüd ein Zweikanaloszilloskop ange-schlossen. Mit P1 werden beideKanäIe auf gleichen Ausgangs-pegel abgeglichen. Stehen wederSignalgenerator noch Oszilloskopzur Verfügung, kann man sich auchanderweitig behelfen. Der Tonab-nehmer wird an den Verstärkerein-gang angeschlossen und an dieserStelle werden beide Kanäle paral-lel geschaltet. Der Tonabnehmernimmt hierdurch keinen Schaden.An die Verstärkerausgänge urird einAufnahmegerät mit Aussteuerungs-messer angeschlossen, womit beideKanäle unter Signal auf gleichenPegel justiert werden können.

Im gesamten Verstärkerzug gibtes viele große Kapazitäten. Auch

am Ausgang wurde nicht gespart.Nach dem Einschalten laden sichdie Kondensatoren unterschiedlichauf, was auch beim Aufheizen derRöhren zusätzliche Spannungs-schwankungen nach sich zieht. AmVerstärkerausgang kann es dann zugrößerem Spannungshub kommen,der sehr tieffrequente Störungen imnachfolgenden Verstärkerzug nachsich zieht. Deshalb ist am Ausgangvon Rö5 ein Relais vorgesehen, dasden Ausgang während der Aufheiz-phase abtrennt. Nach etwa zweiMinuten kann dann der Signalwegfreigegeben werden. Zur Relaissteu-erung kann der Controllerbausteineingesetzt werden, der im Artikel,,Eintakt-A-Endstufe mit der Tri-ode 833" ab Seite 20 dieses Heftesbeschrieben ist.

Der Phonovorverstärker ist alsMono-Baugruppe ausgelegt. DieBetriebsspannung ist 300 V beietwa 120 mA pro Kanal. Um opti-male Ergebnisse zu erzielen, mussdie Spannung stabilisiert und

brummfrei sein! Die Vorstufe arbei-tet mit einer Eingangsspannung imMillivoltbereich und weist bei 50 Hzeine Verstärkung von etwa 60 dBauf. Aus diesem Grund ist der Ein-bau in ein abschirmendes und mitLüftungsschlitzen versehenes Alu-Gehäuse zwingend nötig. Die Röh-ren dürfen keinesfalls offen stehen,weil sie sich sonst Brummstörun-gen aus der Umgebung auffangenkönnen. Ebenso muss das Netzteilin ein getrenntes Gehäuse ausgela-gert werden. Die Heizung der Ver-stärker erfolgt mit 6,3 V bei einemStrom von 2,3 A. Auch hier ist einebrummfreie Gleichstromheizungzwingend nötig. Um die Verlustein der Heizungsregelung gering zuhalten, werden bei Stereobetriebdie Röhrenheizungen beider Bau-gruppen in Reihe geschaltet undmit 12,6 V betrieben. Die Heizungmuss gegen Masse auf etwa 30 Vhochgelegt werden. Dies kanndurch ein kleines Netzteil mit Fest-spannungsregler oder durch einenSpannungsteiler aus der Betriebs-

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c1, c4, c7, c8, c14, Ct 8, C27,C3O=22OnF/630 V MKPI0C3l, C32 = 100 nFl100VMKT oder Keromikc2,c3, cl2, c13,c22,C23 = siehe Text

c5, c6, c9, ct 0, ct l,ct5, ct 6, c17, c19,c20, c21, c24, C28,C29 = 47 pF/4OOYC25, C26 = 22 1F/ OOY

Dl = lN4t48D2,D3,D4,D5, D6 = 1N4007

Pl = 500 Ohm, Trimmpoti

Rl, R25, R49, R58, R60,

R62,R64, R66= I kO

R3, R56, R59, R63 = r00 kO

R4, Rl0, R28, R34 =270C.R5, Rl r, R35 = 470 AR6, Rl2, R30, R36 = l0 kO,

2WMOXRZ, Rl3, R3l, R3Z = 6,8 kO,

2WMOXR8, Rr4, R32, R38 = 8,2 kO,

2WMOXR9,R27, R33 = IMOR r 5, R39 = 47 kA,2 W MOXRr6, R26, R40, R50 = l2 kO,

4,5 W MOXRr7, R4r = rs ko,4,5 W MOX

66%

R24, R48 = r0 kO, 4,s W MOXR29 = 390 c)

R5l, R52 =8,2kA,4,5 W MOXR53=680kO,2WMOXRsA=47OkO,2WMOXR55, R5Z, R6r, R65 = r0 kO

R2, Rl8, Rl9, R20, R21,R22,R23,R42,R43, R44, R45, R46,

R4Z = siehe Text

RöI, Rö2, Rö3, Rö4 = ECC88Rö5 = EL84T

Rell = SIL-Relois lx EINI x Plotine, EpoxidhorzGlosfoser verstörkt mitZO pm Kupferoufloge,85 mm x 239 mm

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Bild 4

spannung von 300 V erfolgen. DieseMaßnahme ist zwingend nötig, umdie maximal zulässige Spannungzwischen Kathode und Heizfadender Röhren nicht zu überschreiten.Geeignete Netzteile wurden in denletzten Sonderheften mehrfach pub-liziert.

In Bild 4 ist die fertig aufgebauteVerstärkerplatine gezeigt. Für opti-male Ergebnisse sind ein saubererAufbau, eine exakte Verkabelung,Beachtung der Masseführung undauch der Verkabelung zwischenPlattenspieler, Entzerrerverstärkerund der nachfolgenden Anlage sehr

wichtig. Sind aIIe Regeln des Ver-stärkerbaus beachtet, steht einemungetrübten Hörgenuss nichts mehrim Weg Aufgrund des konsequen-ten Monoaufbaus und des hohenAufwands werden Details auf denSchallplatten hörbar, die man vorhernoch nicht gekannt hat. 0

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rurE H R KAITAwE RsrÄn r t n

Diese Hiti-Gegenlokl-Endstufe konn sehr plotzsporend oufgeboul werden, die optimole

Voroussetzung zum Einsolz in einem Mehrkonolverslörker für dos Heimkino. Wir stellen in diesem

Artikel einen Dreikonolverslörker komplett mit Netzleil ouf einer Ploline vor, denkbor ist iedoch

ouch die Erweilerunq ouf lünf Konüle oder mehr. Die Gehöusegröße wird vor ollem durch die

Ausgongsübertroger bestimmt. Der nolwendige finonzielle Aufwond isl vergleichsweise bescheiden,

dennoch wird ein hohes Klongpotenziol erreicht. Durch dos gewöhlte Scholtungsdesign entlollen

iegliche Abgleichmoßnohmen und der Aufbou ouf einer Ploline minimierl den Verdrqhtungsoufwond.

Wolfgong Poltouf und Dl Georg Ruppert

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Technische Dolen

Ausgongsleistung: etwo l9 W on 8 O bei einer Betriebsspon-nung von 37OV, olle Konöle ousgesteuert, Clippinggrenze

EingongsempfindlichkeitfürVolloussteuerung: O,22V"n

Frequenzgong: l0 Hz (-0,1 d81...65 kHz [-3 dB] bei I Wl0 Hz (-O,l dB)...61 kHz (-3 dB| bei 19 W

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Diese Endstufe mit der EL 84 istkonzipiert für die Wiedergabe vonMehrkanalmusikaufnahmen moder-ner hochauflösender Formate wieBlueRay, DVD-Audio usw. undstellt eine einzigartige Heimkinolö-sung auf Röhrenverstärkerbasisdar. Für sich allein ist die Mehr-kanalendstufe in der Platinenver-sion ein 3.1 Röhrenverstärker vongrößter Flexibilität. Er besitzt mitder separat erhältlichen 6-Kanal-Eingangsplatine das vollständigeSignalmanagement für 6 Kanäleauf analoger Basis. Alternativ kanndie Lautstärke durch ein 6-Kanal-(Motor)-Poti puristisch eingestelltwerden, ohne dass Pegelanpassungtzwischen den Kanälen nötig ist. Diedrei eingebauten Röhrenendstufensorgen für exzellente Stereo- oder3.1-Wiedergabe. Eine gute Alter-

Übersprechdömpfung: >80 dB bei>60 dB bei

I kHzlO kHz

Klirrfoktor: O,39% bei I W

Fremdsponnung: -78 dBV (Al

60 elektor - Röhren Sonderhelt

native für alle, denen eine kom-plette Surroundanlage zu aufwän-dig oder zu platzraubend ist. Ausdem bereits vorhandenen Stereo-verstärker wird in Kombination mitdem Mehrkanalverstärker eine 5.1

Mehrkanalanlage, wobei der Ste-reoverstärker für die hinteren odervorderen KanäIe verwendet werdenkann.

Die vergleichsweise moderne, steileEL 84 ist Ieicht erhältlich. Es wer-den nur etwa 10 %,, ("". 28 V"") fürdie Vollaussteuerung bei 300 V ander Anode benötigt. Die 3008 benö-tigt im Vergleich dazu bei etwagleicher Ausgangsleistung 150 V""zur Vollaussteuerung. Die Vorteilein der Praxis sind moderate Anfor-derungen an die Vorröhren wie z.B.

niedrige Spannungsverstärkung.Dadurch ist eine Doppeltriodefür Spannungsverstärkung undPhasenumkehr vollkommen aus-reichend. Guter Klang ist mit derEL84 als Endröhre dadurch relativeinfach realisierbar. Hier gilt dasalte Prinzip, je weniger Bauteile imSignalweg, desto weniger Problemekönnen entstehen. Dennoch stel-len wir hier keine Sparvariante vor,sondern betreiben an den klanglichrelevanten Stellen hohen Aufwandwie Stabilisierungen der Anoden-und Schirmgitterspannung, dersomit das Gerät von den vielfachangebotenen Einsteigerverstärkernabhebt. Die Stabilisierung sorgtfür ein präzises und dynamischesKlangbild.


Die EL 84 wird nach wie vor vonverschiedenen Herstellern in hoherStückzahl produziert. Das wirkt sichpositiv auf Serienkonstanz, Oualitätund Verfügbarkeit aus. In der BIü-tezeit der Röhrentechnik wurdedie EL 84 im deutschsprachigenStandardhandbuch für Röhren [1]folgendermaßen charakterisiert:,,EL 84, Standard-Endpentode derE-Serie für Rundfunkempfänger. Miteiner zulässigen Anodenbelastungvon 12 W beträgt die erzielbareSprechleistung (Eintakt-A) 5,7 W",in Wi}ipedia ist zu lesen: ,,Die Röhreist eine Niederfreguenz-Endpentodeund erzielt nach [1] als Eintakt-A-Verstärker 5,7 W, als Gegentakt-AB-Verstärker mit zwei Röhren17 W Ausgangsleistung. Die Ano-denspannung beträgt hierfür 250bis 300 Volt, der Anodenstrom etwa48 mA."

Die EL 84 wurde speziell fürgestiegene Leistungsanforderun-gen zahlreicher Audiogeräte imJahr 1953 vom Philips-Konzernentwickelt. Dabei wurde beson-derer Wert auf hohe Steilheitgelegt, die eine Treiberröhre imEndstufenteil entbehrlich machte.Im RETMA-Typisierungsschlüsselder US-Amerikanischen Röhrenin-dustrie hat die Röhre die Bezeich-nung 6805. Die Röhre wird inverschiedenen Ländern weiter-hin gefertigt. Die EL 84 löste die1947 konstruierte EL 41 mit 9 WAnodenverlustleistung ab, die imEintaktbetrieb etwa 4 W abgeben

konnte und den thermisch undfertigungstechnisch eher ungüns-tigen Rimlocksockel hatte.

Die EL 84 kommt mit vergleichs-weise kleinen Abmessungen aus.Bei einer Höhe von lediglich 72 mmund einem Durchmesser von 22 mmgelang es u.a. durch die Gestaltungdes Elektrodensystems, die hoheAnodenverlustleistung von bis zu12 W im Miniaturröhrenkolben zubeherrschen. Eine sorgfäItig herge-stellte EL 84 gehört trotz der hohenMaterialbelastungen im Betrieb zuden zuverlässigsten Endröhrenüberhaupt. Die guten elektrischenund mechanischen Eigenschaftender EL 84 machten sie zu einemder erfolgreichsten Röhrentypen.Auch heute ist sie immer noch einegefragte Verstärkerröhre. Beson-ders bekannt wurde die Endröhreab den 1960er Jahren durch ihreVerwendung in den Gitarrenver-stärkern AC15 und AC30 der tra-ditionsreichen englischen Firmavox.

Aquivalente Röhren sind die 7189,die mit erweiterten Betriebsparame-tern primär für industrielle Anwen-dungen vorgesehen war, und diebaugleiche in der UdSSR herge-stellte 6P14P (kyrillisch 6p1 p).

Diese Version verwenden wir imvorgestellten Verstärker, um mithöherer Betriebsspannung etwasmehr Leistung zu erhalten. WerdenStandardröhren der EL 84 verwen-det, muss die Betriebsspannung aufetwa 310 V bis 320 V reduziert wer-den. Eine geringfügig modifizierteVersion der 6P14P wird seit demJah; 2OO7 in Russland von der FirmaSovtek hergestellt. Darüber hinausgibt es auch noch Hersteller in derSlowakei, Serbien und China.

Neben den hohen klanglichenErwartungen an diesen Verstär-ker waren die EntwicklungszieleBetriebs- und Nachbausicherheit,einfache Verfügbarkeit aller not-wendigen Bauteile, ausreichendLeistung und niedrige laufende Kos-ten, wobei die Langlebigkeit derEL 84 durch die gewählte Betriebsartbegünstigt wird. Nachbausicher-heit bedeutet, dass erstens bei derErstinbetriebnahme keine Abgleich-maßnahmen wie Ruhestromeinstel-

6l

mrH R KANAwERSTÄn rrn

Iungen notwendig sind, um mögli-che Bedienungsfehler und darausfolgende Schäden auszuschließen.Zweitens müssen die Exemplar-streuungen möglichst gering sein.Letzteres erreichen wir durch denAufbau auf einer Leiterplatte, diedie Position der Bauteile, die Lei-terbahnführung und die Abständevorgibt. Schaltungstechnisch stelltsich der Ruhestrom über den Span-nungsabfall an den Kathodenwi-derständen der Endröhren ein. Dieswird automatische Ruhestromein-stellung genannt. Der geringeRuhestrom der EL 84 zusammenmit der niedrigen negativen Vor-spannung der Röhre erlaubt denEinsatz von Präzisionswiderständenin Metallfilmausführung anstelleder üblicherweise verwendetenHochlastwiderstände aus Draht,die Abwärme sinkt, die Effizienzsteigt. Der Aufbau des komplettenMehrkanalverstärkers auf einer Pla-tine führt zu einem sehr kompaktenAufbau, hilft Feiler bei der Verdrah-tung zu vermeiden und garantiertallen Nachbauern eine konstantgute Oualität. Lediglich der Netz-transformator und die Ausgangs-übertrager sind getrennt zu ver-drahten.

Vielfach hört man das Gerücht,dass frei verdrahtete Röhren-schaltungen besser klingen sol-len. Dagegen spricht die geringemechanische Stabilität verbundenmit Kurzschlussgefahr, die hoheInduktivität der Verdrahtung durchdie langen Verdrahtungswege,schlechte EMV-Eigenschaften,erhöhte Schwingneigung, hoheStreuung der Induktivität undLeitungskapazität, fehleranfälli-ger und zeitaufwändiger Aufbauund letztendlich auch trotz besterSchritt-für-Schritt-B eschreibung,dass nie zwei exakt gleiche Ver-stärker gebaut werden können.Auf einer Leiterplatte sind alleBauteilepositionen wie auch dieLeiterbahnführungen f estgelegt,sodass ein Verstärker beliebig ingleichbleibender Oualität reprodu-zierbar ist.

Die Standard EL 84 erlaubt einemaximale Anodenspannung von300 V die überall leicht erhältlichenrussischen EL 84 vertragen ohneProbleme auch 350 V. Um bei dieserVersorgungsspannung die maximalmögliche Leistung zu erreichen,wird die Gegentakt-AB-Schaltungverwendet. Das wiederum kommt

auch der Lebensdauer der End-röhren zugute, da die Verlustleis-tung so deutlich unter dem maxi-mal erlaubten Wert bleiben kann.Daraus ergibt sich die Gegentakt-AB-Schaltung mit getrenntemKathodenwiderstand. Die maxi-male Ausgangsleistung beträgtüber 19 W an 4 und 8 Q. DerartigeSchaltungen finden sich in vielen'Publikationen wie auch in [1] unddiversen Herstellerdatenbüchernmit unterschiedlichen Endröhrenu.a. [2]. Alte Schaltungstechnikim neuen Gewand sorgt sicherlichnicht für spannenden Lesestoff,würde man so doch die Entwick-Iungen sowohl auf dem Gebiet derSchaltungs- als auch Bauteiltech-nik der letzten 30 Jahre ignorieren.Das größte Verbesserungspotenzialliegt in der Optimierung der Strom-versorgung, was moderne Bauteileermöglichen.

Durch die aussteuerungsabhängigeStrombelastung einer Endstufe imGegentakt-AB-Betrieb kommt es intraditionell konstruierten Netztei-Ien zu Betriebsspannungsschwan-kungen in der Versorgung der End-röhren, die das Nutzsignal negativbeeinflussen. Klanglich würde sich

8 Ohm

4 Ohm

0

Ausgang

Eib I

62

ECC S3 sl7


dies in Form von schwammigenBässen und einer diffusen räum-lichen Darstellung des Musikge-schehens bei höheren Lautstärkenbemerkbar machen. Schon in [1]wurde für Gegentaktverstärkereine möglichst stabile Schirmgitter-spannung empfohlen. Die üblichenLösungsansätze wie Verwendungvon Drosseln und Vergrößenrng derSiebkondensatoren können dieseProblematik nur verringern, abernicht beseitigen. Messungen anNetzteilen mit sehr großen Sieb-drosseln bestätigen zwar die sehrgute Unterdrückung des 100-Hz-Brumms nach der Gleichrichtung,zeigen aber auch sehr deutlicheniederfrequente Spannungsschwan-kungen im einstelligen Hz-Bereichbedingt durch Netzspannungs-schwankungen im Bereich von meh-reren VoIt. Letztlich sind Verstärker-netzteile nicht nur statisch, sondernauch dynamisch im Zusammenhangmit dem Audiosignal zu betrachten.

230V/50 Hz

Der große Unterschied in den Kenn-linien einer Pentode im Vergleich zueiner TYiode ist der geringe Einflussvon Anodenspannungsänderungenauf den Strom, der durch die Röhrefließt. Jedes Gitter der Pentode hateine Steuerfunktion. Spannungs-schwankungen am Schirmgitterwirken sich deutlich auf den Katho-denstrom aus. Daher ist eine Stabi-Iisierung der Schirmgitterspannungrbedeutend wichtiger für die Ouali-tät einer Pentodenendstufe als eineStabilisierung der Anodenspan-nung.

Die Versorgun€lsspannung derVorröhren einer Endstufe solltemöglichst unabhängig von denSpannungsschwankungen sein,die abhängig von der Aussteu-erung sich ändernde Stromauf-nahme im Gegentakt-AB-Betriebder Endröhren verursacht werden.Der Einfluss dieser Spannungs-schwankungen kann zu einem

tieffrequenten Schwingen dergesamten Endstufe führen. UnsereLösung ist der Einsatz einer zwei-ten Stabilisierung, die bedeutendeffizienter arbeitet als die üblicheRC-Siebung. Eine dritte Stabilisie-rung findet in der Versorgung derAnoden der EL 84 Verwendung.Das hat den Vorteil, dass auchohne den Einsatz exakt selektier-ter Endröhren kein 1OO-Hz-Brummder Versorgungsspannungen überdie Lautsprecher zu befürchtenist, Störgeräusche effizient unter-drückt werden und klanglich auchein wesentlich konturierter Bassbeobachtet werden kann. Zusätz-Iich kann durch Umdimensionie-rung des Spannungsteilers R1 undR2 auf IOO kl47O k die Betriebs-spannung für die Anoden der End-röhren auf etwa 300 V begrenztwerden.

Ein Kanal der Verstärkerschal-tung ist in Bild 7 gezeigt. Das Ein-

Ua EL84

Ug2 EL84

Ua ECC83

Bild 2


rtRF 730

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R3 R4 lL-

270 V o5It

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R10470k

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gangssignal gelangt über R67 aufdas Steuergitter eines Systems derECC 83 (TU7). In dieser Röhre wirddas Signal etwa 70-fach verstärkt.Um diese hohe Verstärkung zuerreichen, ist der Anodenwider-stand R55 relativ hochohmig aus-gelegt. Der Arbeitspunkt der Röhrewird über den geteilten Kathoden-widerstand R47 und R70 einge-stellt. R47 wird durch die Konden-satoren C38 und C44 überbrückt.Der nicht überbrückte WiderstandR70 ist Teil des Gegenkopplungs-netzwerks. Das Ausgangssignaldes Verstärkers wird über denWiderstand R61 auf R70 und damitauf die Kathode der EingangsröhreTU7 zurückgeführt. C49 verän-dert den Gegenkopplungsgradbei hohen Frequenzen und unter-drückt damit leichte Überschwin-ger des Ausgangssignals. Der Wertvon C49 ist vom verwendeten Aus-gangsübertrager abhängig undkann mittels Oszilloskop und Sig-nalgenerator angepasst werden.Das verstärkte Signal wird überC16 ausgekoppelt und einerseitsauf das Gitter 1 der Endröhre TU1,andererseits über den Spannungs-teiler R25 und R31 auf die zweiteHälfte der ECC 83 (TU7) gelegt.Dieser Spannungsteiler ist so aus-gelegt, dass er das Signal wiederauf Eingangpegel dämpft, 7,5 kO/ 477,5 kO ergibt einen Faktorvon 0,0157. Die zweite Hälfte vonTU7 verstärkt das Signal wiede-rum etwa 70-fach. Je nach Streu-ung kann ein Widerstand von 6,8 kOfür R31 vorteilhaft sein. Wer einOszilloskop und einen Signalge-nerator besitzt, kann an Stelle R3teinen Spindeltrimmer mit 10 kOoder an Stelle von R25 und R31einen Spindeltrimmer mit 470 kOeinbauen und auf identische pha-seninvertierte Pegel nach C16 undC17 abgleichen. Von der Anode derzweiten Hälfte von TU7 gelangtdas invertierte Signal über C17 aufdas Steuergitter der zweiten End-röhre TU2. Die Widerstände R19und R20 unterbinden Schwingnei-gung der Endröhren. Die Arbeit-punkteinstellung der EndröhrenTU1 und TU2 erfolgt über diegetrennten Katodenwiderstände

R34, R35 und R36, R37. Auch diesewerden durch Kondensatoren C22,C28 und C23, C29 überbrückt. DieSicherungen F1 und F4 schützendie Stromversorgung und die Aus-gangsübertrager im FaIl eines End-röhrendefekts.

Die Netzteilschaltung ist in Bild 2gezeigt. Nach der Gleichrichtungdurch D1 bis D4 und der Siebungdurch C1 bis C3 folgen drei Sta-bilisierungen für die Anoden undSchirmgitter der EL 84 sowie dieVersorgung der ECC 83. Alle dreiStabilisierungen sind identischaufgebaut. Ihre Funktion wirddaher nur einmal beschrieben.Der Kondensator C4 sorgt für dieReferenzspannung am Gate desMOSFETS 01. Gespeist wird dieserKondensator über den Spannungs-teiler R1, R2 und den WiderstandR3. Widerstand R3 und Konden-sator C4 bilden gemeinsam einenTiefpass mit einer Grenzfrequenzvon etwa 0,05 Hz. Das bedeutet,dass am Gate von 01 eine absolutsaubere Gleichspannung anliegt.Da die Gate-Source-Spannung beiMOSFETs annähernd konstantist, erreichen wir am Ausgangdes MOSFETs auch eine sau-bere Gleichspannung. Durch dengeringen Ausgangswiderstanddes MOSFETs ist die stabilisierteSpannung weitestgehend signal-unabhängig. D5 schützt den MOS-FET vor zu hohen Spannungsdiffe-renzen zwischen Gate und Source.C7 verkleinert den Innenwider-stand der Stabilisierung und sorgtfür Reserven bei Lastspitzen.

Die erste Inbetriebnahme ist ein-fach und erfordert lediglich einMultimeter, da die Endstufe kei-nerlei Abgleicharbeiten bei derInbetriebnahme oder beim Röh-rentausch erfordert. Vorerst wer-den nur die ECC 83 in die Fas-sungen eingesetzt. Dann wirdder Verstärker eingeschaltet. DieHeizungen aller Röhren müssennach kurzer Zeit leuchten. Nunwerden die Heizspannungen anden Endröhrenfassungen geprüft.Hier sollten etwa 6,3 V Wechsel-spannung anliegen. Anschließend

kontrolliert man die Betriebsspan-nuneJen, U1 ist etwa 375 V U2 undU3 sind etwa 300 V. Wenn alleWerte korrekt sind, dann könnendie Endröhren eingesetzt wer.den. Am Verstärkerausgang wirdein Lastwiderstand von 8 O ange-schlossen. Wenn kein Oszilloskopvorhanden ist, muss mit einemMusiksignal getestet werden.Die Lautstärke wird dazu lang-sam hochgefahren. Besitzer einesOszilloskops können unter Ver-wendung einer Soundtest-CD odereines Signalgenerators überprü-fen, ob der Verstärker zwischenEingang und Ausgang phasenreinarbeitet. Sollte die Phase verdrehtsein, ist der Ausgangsübertragerzu verpolen. Dabei sind die Ano-denanschlüsse der Endröhren zuvertauschen, sonst entsteht ausder Gegenkopplung eine Mitkopp-Iung. Der Gegenkopplungsgrad istbei Verwendung der vorgeschla-genen Widerstandswerte minimalund die Verstärkerschaltung solinear, dass die Endstufe auch beiMitkopplung nicht zu schwingenbeginnt. Wenn kein Oszilloskopvorhanden ist, wird mit Musikgeprüft. Bei gleicher Lautstärke-potentiometerstellung muss dieMusik beim Schließen der Gegen-kopplungsschleife leiser werden.Nach dem Abschalten sollte etwaeine Minute gewartet werden biswieder eingeschaltet wird. So ver-meidet man unangenehme Geräu-sche des Lautsprechers, die durchdas Wiederaufladen der Konden-satoren und Anheizen der Röhrenhervorgerufen werden. I

Literoturongobe:

[1] Röhren und Transistoren-handbuch.Ing. Ludwig Ratheiser,3. Auflage, TechnischerVerlag Ing. Walter Erb, Wien,Seite 180.

[2] RCA Receiving T\rbe Manual.Technical Series RC-26.1968 Radio Corporation ofAmerica.

& ehktor - Röhren Sonderhefl

','. .;i t' tt

Widerstönde (folls nicht onders ong+geben: Metollschicht I %, 0,6 Wl

R (2x) = 220 oRr=22kOR2, R6, Rl0, R25...R30 = 470kAR3, RZ, Rl I = 4MZR4, R8, R l2, R20...R72 = 47 AR5, R9, R64...R66 = 100 kO

Rl3...Rl8=r00a/1w,Metollfilm oder MOXR19...R24, R52...R53,R67...R69 = 220 AR3r...R33=Zk5R34...R45 = 470 AR46...Rs | = 2k2Rss...R60 =220kaR61...R63 = 4,7 kA

Kondensoloren (folls nicht ondersongegeben: MKP, 400 V)

c1...c3, C7...C9 =330 pF (400 V|, Elko

c4...c6, = 680 nF

Cl l...Cl 3, C28...C37 = IOO nF

Cl6...C21 = 330 nF

C22...C27 = 470 pF (35 V), Elko

C37...C42 = 470 pF (6,3 V), Elko

C43...C48 = 330 pF

C49...C51 = 220 pF

Dl...D4 = I N5408D5...D7 =7D lsV/O,5W

Qr...Q3 = tRF 730

TUI...TU6 = EL 84TUZ...TU9 = ECC 83

Fl...F4 = 315 mAlFF5 = 3,1s A/FSl, 52 = Schließer

NTr = Pure DynomicsBest.Nr. 4300

TRl...TR3 = Pure Dynomics

Best.Nr. 4203,Übertroger Roo = l0k

Plotinenmoße:415 mm x 155 mm

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Röhren Sonderheft - elektor 65

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Phasenverschreblrngen Dies iratoft eir) unalrsgeglichenes Klang)rilclzr.rr F'olge Wenn clann clas hochfrecJuente Sanrlrlingsignal alrch nochStörfrecluelzen rru Altcliofreclttenzbereich erzeugl, ist cler schlechteKlalg vorproglranrnrrert Dann sinclauch clie exzellenten technrscherrDaten bezirgllrch F'r eclr.relzgang,Kanaltr enrrtrng, l)ynarnikunrf atrg1

lrncl Klirrglracl nicht nrehr ausschlag-glebencl , cla clas nrenscirlrche Ohrsehr emlrfrncllich alrf clynanrisc;henVerzerllrngell reagrett Wercleneruclr rroch I)ACJ-CJhrps rrncl C)Ps nritriräßrglerr OLraiität ein!Jesetzt, wrees alls I(ostenglriurcler oft clerr Fall

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Holger Röhrle

Gemessen mit dem

Lostwiderstond om

Frequenzgong: 20Fremdsponnung:'

kges = 0,08 q"

1,2 = 0,06 .ea

k3 = 0,005 :'"

k4 = 0,o2 ""k5 - 0,005 '.

Audio-DAC Modul DAC-10 M4 REV302

Audio-Ausgong: l0 kQ

Hz ( 0,1 dB) 22 kHz (O dB)

102 dBV (= 8 r,V)

66

von Sherivor

ist, ergibt sich in der Summe einschlechtes Klangbild. Die Musikwird dann als unangenehm, hartund nervig empfunden.

Aus den technischen Daten istersichtlich, dass die Fremdspan-nung sehr niedrig ist. Es domi-niert k2, was den Klang wärmermacht. Der Frequenzgang ist überden gesamten Audiobereich sehrlinear. Somit sind die Vorausset-zungen für gute Klangerlebnisseerfüllt. Die Kunst liegt darin, dassdurch geschickte Schaltungs- undLayoutauslegung wie auch durchPlatzierung und Auswahl der Bau-teile absolute Ruhe im Audiobereicherreicht wird. Die sehr niedrigeFremdspannung zeugt davon, dassalle konstruktiven Maßnahmen dies-bezüglich erfolgreich waren.

Die Schaltung ist in zwei Hauptmo-dule, zwei Stromversorgungen undeinen digitalen Eingangsteil aufge-teilt, vvie die Blockschaltung in Bild 1

zeigt. Das Eingangsmodul sorgtdafür, dass verschiedene digitaleSignale über Cinch-Leitung, XLRoder optische Verbindung ange-schlossen werden können. Damit Bildl.

Röhren Sonderheft - eleklor

sind die Eingangssignale so auf-bereitet, dass der DAC diese ver-arbeiten kann. Die Stromversor-gung erfolgt durch zwei getrennteNetzteile. Das erste Netzteil stelltfür den digitalen Sektor die nie-drigen Spannungen zur Verfügung.Das zweite Netzteil ist speziell fürden Röhrenverstärker ausgelegt.Durch die konsequente Trennungder Netzteile mintniert man digitaleEinstreuungen in den Analogteil,die durch die hohen Taktfrequenzenhervorgerufen werden. Wäre diesnicht der FaII, würden, verursachtdurch den digitalen Takt, Spiles mit

breitem Frequenzspektrum in denAnalogteil gelangen. Lästige Dau-ergeräusche in den Lautsprechernwären die Folge.

Das erste Hauptmodul ist derAudio-DAC (Modull). Die Schal-tung ist sehr komplex. WeiI vieleSMD-Bauteile verwendet werdenund Inbetriebnahme und Test nurmit entsprechenden Messmittelndurchgeführt werden können, diedem Hobbyelektroniker nur seltenzur Verfügung stehen, ist der Ein-satz eines geprüften Fertigmodulseinfacher und sinnvoller. Das zweite

Audlo todul

Stromversorgung

DlgltalAudlo

67

HIGH.END.AUDIO

Hauptmodul ist der Audioverstärkerin Röhrentechnik (Modul 2). Durchden Einsatz von Röhren wird einKlangspektrum mit dominierendemk2-Anteil erzeugt. Am Eingang wieauch am Ausgang des Analogteilssind NF-Ubertrager eingesetzt.Diese ermöglichen sehr störungs-arme erdfrei symmetrische Signal-übertragung. Durch die begrenzteBandbreite der Ubertrager werdendie hochfrequenten Störsignale, her-vorgerufen durch die Taktfrequen-zen des DAC, zusätzlich wirksamgedämpft.

In Bild 2 ist die Schaltung des zwei-ten Hauptmoduls, des analogrenRöhrenteils, ist für einen Kanalgezeigt. Das Signal wird durchden Ubertrager UE100 und C3 andas Gitter der ersten Verstärker-stufe V1.A geführt. C1 unterdrücktzusammen mit R5 hochfrequenteStöreinstrahlungen. Die BauteileR6, R7, R9, R10 und C2 bilden einpassives FiIter. Die Dimensionie-rungr dieser Bauteile ist abhängigvom verwendeten DAC-Modul. DasSignal gelangt über C105 an das

Gitter der zweiten VerstärkerstufeV1.8. Uber C100 und Ct04 geht dasSignal an den AusgangsübertragerU8101. An diesem steht das Signalerdfrei zur Verfügung und kann ent-weder über Cinch-Kabel unsymme-trisch oder symmetrisch über XLR-Verbindung an den nachfolgendenVerstärker weitergeleitet werden.R4 bildet eine definierte Last fürdie Ausgangswicklung. Das RelaisREL100 schließt das Ausgangssig-nal kurz, um ungewollte Störungenbeim Einschalten zu unterdrückenund wird erst dann freigegeben,wenn die Schaltung ihren stabilenBetriebszustand erreicht hat, alsoauch die Röhren aufgeheizt sind.

Aufgrund des hohen Ausgangspe-gels des DACs reicht eine relativniedrige Grundverstärkung aus. Demkommt auch die niedrige Leerlauf-verstärkung der ECC 802 S zugute.Durch den Gegenkopplungswider-stand R13 wird die Grundverstär-kung passend eingestellt. C5 wirdgegen Schwingneigung eingesetzt.Der Verstärker stellt eine in sichgeschlossene und über die Gegen-

kopplung eine auf feste Verstärkungeingestellte Vorstufe dar. Das Prinzipdieser Röhrenschaltung einschließ-lich der Funktion rnrurde in den Röh-rensonderheften bereits ausreichendbeschrieben. Das Audiosignal amRöhrenverstärkerausgang wird imBetrieb durch REL100 über die Mute-Funktion des Audio-DAC-Chips frei-gegeben. Hier ist zu beachten, dassfür die Freigabe des Audiosignalseine logische ,, 1" benötigt wird.Wird keine Spannung am Relaisangelegt, bleibt das Audiosignalkurzgeschlossen. Es gdlt Audio Mute

: ,,ON", Mutingsignal = ,,0"; AudioMute = OFF, Mutingsignal = ,,ON".Dies ist insbesondere für T\rning-Pro-jekte am CD-Player wichtig, da derAudioausgang erst durch Anlegeneiner Spannung von 5 V, abhängigvom verwendeten Relaistyp, freige-schaltet werden muss. Das Relaiskann auch aus der Heizspannungder Röhren betrieben werden. Dazuurird in der hier vorgestellten Schal-tung und bei Verwendung einesS-V-ReIais ein Widerstand mit 270 Ound 2 W Belastbarkeit in Reihe zumRelais benötigrt. Für gmte Ergebnisse

B d2


darf beim Netzteil nicht gespart wer-den. Die Stromversorgungen sind fürjeden Kanal getrennt aufgebaut undgut stabilisiert. Die Betriebsspan-nung der Röhren beträgt 2 x 300 Vbei etwa 2 x2O mA. Für die Heizungwerden '1. x 12,6 V und etwa 300 mAbenötigt.

Damit die Gesamtfunktion desSchaltungsaufbaues besser ver-standen wird, erfolgt hier dieBeschreibung des Hauptmoduls1, des DACs. Der hier verwen-dete DAC ist der Tlp DAC-10-M4-REV302 von Sherivar. Dabei han-delt es sich um ein komplett aufge-bautes und geprüftes Fertigmodul,welches hier nicht in allen Einzel-heiten beschrieben wird. Wichtigist nicht die detaillierte Funktions-beschreibung aller Komponenten,sondern die Erklärung der Haupt-funktionen, die richtige Beschal-tung und deren Einfluss auf dieOualität des Klangbildes. Das digi-tale Signal eines CD-Players wirdüber die digitale Eingangsplatineauf die Eingänge des DAC-ModuIsgeschaltet. Das DAC-Modul DAC-10-M4-REV302 hat zwei Eingänge,zwischen denen gewählt werdenkann. Das Signal wird symmetrischüber Digitalübertrager eingekop-pelt. Dadurch kann das Modul auchan professionellen Anlagen betrie-ben werden. Das Digitalsignal wirddann vom Receiver-Chip C58422im DAC-Modul verarbeitet. DerC58422 erkennt, ob das richtigedigitale Signal anliegt. Außerdemhat der CS,8422 auch eine ,,Up-Samp-Iing-Funktion" auf 192 kHz, wasfür die weitere Signalverarbeitungim eigentlichen DAC-Chip von Vor-teil ist. AIs Audio-DAC-Chip wirdein hochwertiger Wandler vom T\rpCS4398 von Cirrus Logic einge-setzt. Am Ausgang des CS4398 ste-hen die beiden AudiokanäIe dannsymmetrisch zur Verfügung. DasDAC-Modul DAC-1 0-M4-REV302verfügt über weitere High-End-Eigenschaften: Sämtliche wichti-gen Versorgungsspannungen sindgetrennt stabilisiert und das wich-tige Clock-Signal wird durch einenOC-Generator (OC = Oven cont-rolled) mit extrem hoher Frequenz-stabilität erzeugt. Der Generatorwird also künstlich auf eine höhereund konstant gehaltene Tempera-


tur gebracht, womit die tempera-turabhängige Frequenzdrift mini-miert wird. Jittererscheinungen,die einen negativen Einfluss aufdas Klangbild haben, sind dadurchso gut wie ausgeschlossen. In Bild 3ist der Anschluss von Hauptmodul2 an den DAC-10-M4-REV302 vonSherivar dargestellt.

Hinzu kommt noch ein unschätz-barer Vorteil bei CD-T\rningprojek-ten. Das Digitalsignal kann durcheinen zusätzlichen Ubertrager, derim CD-PIayer eingebaut werdenkann, ausgekoppelt werden. ImPrinzip kann der Audio-DAC auchals Klangtuningbauteil für beste-hende CD-Player verwendet wer-den. Dazu wird das Audiosignal abdem DAC-Chip-Ausgang abgekop-pelt und auf die Anschlüsse AR,BR, CR und DR (für den rechtenKanal und analog für den linkenKanal) gelegt. Hier sind jedochFachkenntnisse über den verwen-deten DAC-Chip im CD-Playererforderlich. Je nach verwende-tem Typ sind unterschiedlicheAnschlussbelegungen an AR, BR,

CR und DR erforderlich

Weitere Information zu diesemAudioDAC- Projekt, und auch zumDAC-Tuning gibt es unter www.audioaudio de und direlrt beim Autorunter DACAl 0@ audioaudio.de.

Das hier vorgestellte Hauptmodul 2

wurde an verschiedenen Audio-DAC-Chips erfolgreich getestet,unter anderem am CS439B von Cir-rus Logic, PCM1794A und PCM1704von Burr Brown. Die genanntenAudio-DA-Wandler-Chips sind aus-gesprochene High-End-Bauteile. Fürgute Kanaltrennung wurde die Ver-stärkerplatine im Doppelmonoauf-bau realisiert Sie ist durchkontak-tiert, vergoldet und wird beidseitigbestückt. Die Leiterplatte hat eineStärke von 2 mm mit 70 pm Kupfer-auflage. Auf der Platine befindensich alle im Schaltbild angegebenenBauteile, einschließIich Ubertragerund die Bauteile für die Siebung derBetriebsspannung. Zur Unterschei-dung beginnt die Bauteilenumme-rierung auf der Platinenoberseitemit 1, die auf der Unterseite mit 100.

C1 und R1 befinden sich also auf derOberseite, C100 und R100 auf derUnterseite.

DAC ModulSherivar

DAC.1(!.M4 REV3O2

SR+

Rechter Kanal

sR-

SL+

Linker Kanal

sL-

Audio Modul

DACA.I0-M3 REV302

AR

BR

CR

I milcND

fverbunden

DR

AL

BL

CL

DL

I milcND

Jverbunden

Bild 3

69

HIGH.TND.AUDIO

Bei der Inbetriebnahme gelten dieüblichen Regeln. Zuerst nachse-hen, ob alles richtig bestückt ist.Dann wird die Heizspannunel anete-legt und geprüft, ob alle Heizfädender Röhren richtig glühen. Nunwird zuerst bei einem Kanal dieHochspannung anlegt und diesermit Signalgenerator und Oszillo-skop auf alle Funktionen durchge-prüft. Zum Testen wird ein Signal-generator am Eingang angelegt.Dazu sind zwei Testpins auf der

Bild 4b

Sild 4o

70

Platine vorhanden. Das DAC-Moduldarf bei diesem Test nicht ange-schlossen sein. Damit auch dasgemessen wird, was der Verstärkernachher tun soll, sollten die Uber-tragerausgänge mit Widerständenvon 10 kO abgeschlossen sein.Nach durchgeführtem Aufbau undTest des Hauptmoduls 2 wird dasDAC-Modul angeschlossen. DasDAC-Modul kann auf der Audiopla-tine montiert werden. Dazu wirddas Modul mit Stehbolzen M3 x 10

mm an den Punkten MH1 bis MH4mit dem Audio-Modul verschraubt.Dann werden zwischen den beidenHauptmodulen noch zwei Masse-verbindungen hergestellt. DieseMasseleitungen können durchzwei Bohrungen auf der Audiopla-tine verlegt und von der Unterseiteverlötet werden.

Durch den Einsatz von Widerstän-den mit einer Toleranz vott I o/o

erreicht man bereits eine Kanal-

016

c13 lC17 I C14 lCl1

6800u 16800u 16800u l'lu

coN6 018

3lSmA Tr.

CONI ea


gleichheit von besser als 0,15 dB.Die absolute Kanalgleichheitbekommt man, wenn entweder R13

oder Rt5 durch ein Potentiometerersetzt wird. Nachdem die Verstär-kung abgeglichen worden ist, wirdder Widerstand der Potentiometergemessen und durch einen Wider-stand mit 0,1 % Toleranz aus der896-Reihe ersetzt. Man muss hierein wenig experimentieren, um dieentsprechenden Werte zu ermit-teln. Die 50 Hz führenden Leitun-gen müssen paarweise verdrillt undmit Abstand von den NF-Leitungenverlegt werden.

Für den Audioverstärker wurde eineigenes Netzteil entwickelt, dessenSchaltung in BiId 4 dargestellt ist.Auf die Schaltungsbeschreibungmuss nicht detailliert eingegangenwerden, weil die Funktionen alsbekannt vorausgesetzt werden kön-nen. Für kompakten Aufbau sind

Platine und Kühlkörper eine Ein-heit, Die Netzteilschaltung bestehtaus drei Teilen, zwei getrennt gere-gelte Betriebsspannungen für denrechten und linken Kanal (die Schal-tung aus Bild 4a muss also zweifachvorhanden sein). Die stabilisierteGleichspannung für die Röhrenhei-zung zeigt BiId 4b. Die maximaleEingangswechselspannung an denPunkten AC1 (und AC2) darf 300 Vund die an AC3 sollte t5 V nichtüberschreiten. Mit den TrimmernTR1 (und TR2) werden die Betriebs-spannungen auf je 300 V, mit demTrimmer TR3 wird die Heizspan-nung auf 12,6 V eingestellt. DieSpannungsregler U1 ...U5 werdenisoliert auf dem Kühlkörper befes-tigt. Sie befinden sich unterhalbder Platine. Zur Montage werdendiese Teile entsprechend gebogen,verschraubt und erst nachdem diePlatine auf dem Kühlkörper befes-tigt ist verlötet. Für das Audio-

DAC-Modul 1 wird eine separateGleichspannung von 9...16 V und500 mA benötigt.

Für Spitzenergebnisse müssenentsprechende Bauteilequalitäteneingesetzt werden, wie sie in derStückliste angegeben sind. Dannsteht dem Hörgenuss nichts mehrentgegen. Die hier vorgestellteSchaltung wurde von vielen Per-sonen probegehört, wobei aus-nahmslos jede den schönen Klangbestätigte. 0

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Röhren Sonderheft - elektor 7t

HIGH-END.AUDIO

Rl, R9 = 100 OR2, Rl0, Rl8 = 330 OR3,R6,Rll,Rl4=47A/2WR4, Rl2 = 100 kR5,Rr3=68O/2WR7,Rr5=82k/2WR8,Rr6=r80k/2WR17 =2,2kRl9 = 3,3 k

TRl,TR2=5k/TrimmerTR3=lk,/Trimmer

Cl, C6 = 220 vF /Elko Snop ln l0 mm, 450 VC2,C3,C7,C8=47n/WIMA MKPI0 630 V l5 mm

C4, C5, C9, Cl O = lO pF /Elko 5 mm, 450 V RodiolCl l, Cl6 = I pF / WIMA MKS2C12=68pF /Elko 63 V, 5 mm, RodiolCl3, Cl 4, C17 = 6800 pF /Elko 25V 7,5 mm, Rodiol

Beslückungs5eite

Stücklisle fÜr Nelzteil (enthölt die Bouteile für olle drei Scholtungsteilef

't

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Cl5 =22OpF /Elko 35 V, 5 mm, Rodiol

F1,F2=O,3l5Atröge,Sicherungsholter 22,5 mm

F3=l,6Atröge,Sicherungsholter 22,5 mm

Ul, U3 = |RF840N IO22OU2,U4, U5 = l 43lZN TO220

CONI ...CON4 = Anschluss-klemme, 2-po1,7,5 mm

coN5, coN6 =Anschlussklemme, 2-pol, 5 mm

D1...D4, D8...Dt I = I N5406Ds...D7, D12...D1 4 = r N4007

ZDl,ZD2=Ztl2LEDI...LED3 = LED rot / 2,5 mm

Dl5, Dl6 = rN4003D17...D20 = 58340

62%

zur Montoge:4x = Abstondsbolzen M3 x 8 mm

I x = Kühlkörper 7O mm x 219 mm x20 mm, Speziolkühlkörper gebohrt5x = lsolierscheiben IO22O9x = Schrouben M3 x l0 mm

Plotinenobmessung:219 mm x 70 mm

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Aufgeboutes Netzteilmodul

Mqsse- und Abschirmungsse:le


slÜ*lisle fÜr DAC (enthölt die Bouteile für beide Scholtungsteile) 36 % I

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I

Rl, Rl2, Rl6, R26 = 820 c)R2, Rl4, Rl 8, R27 = 470 0R3, Rl l, R20, R25 = 470kR4,R24 = r0 k

R5,R22 =2,2kR6, R9, Rl l, R23 = l0 k

RZ, RlO, RlZ, R2l = 560 OR8, R28 = 33 ORl3, Rl5 = 15 OR100, Rl0l, R106,Rl0z=82k/2WR102, Rr09 =27OA / 2WR103, R105, R108, Rl I I=lsok/2wRI04, Rl to = 470 a / 2w

Cl,C2, C6,ClO= l00p/WIMA FKP2,5 mm

C3, C4, C7, C9 = 4,7 pF /WIMA MKS2 63 V 5 mm

C5, C8 = l5 p / KeromikCl00,Cl22=22p/Elko40OV5mm,D=l2mmcl0l, cl 02, c103, cl 24, cl25,C126=0,22p/wtMA MKPIO, 630 V 22,5 mm

CI04, Cl23 =2,2p /wtMA MKS4, 400 V 27,5 mm

C105, Cl21 = 0,47 p /wtMA MKS4, 400 V 22,5 mm

c106, c109, cr 17, ct20 =22 v /Elko Bipolor, 50 VC1O7, C108, Cl 18, Cl l9 = 2,2 p /WIMA MKS2, 50 V 5 mm

cl10, cl I l, cl12,cl14,cl15,Cl16=47p/Elko 4OO V, Snopln I O mm,D =22mmCll3=lplWIMAMKS2,5mm

FI00, Fl0l = 0,315 A tröge,Sicherungsholter 22,5 mm

UEl00, UEl03 = UbertrogerExperience Electronics El 220uEl0l, uEl02 =Übertroger Sherivor HR-HA880coNl00, coNl03, coNl05 =Anschlussklemme 2-pol, 7,5 mm

Dl,D2 = 1N4003

REI-100, RELl0l = Fuiitsu NAI2WKfUr t2 V Gleichsponnung, (Bestü-

ckung erfolgt ouf Plotinenoberseitel

vl,v2 = ECC802S

2x = Novolsockel für Vl und V2Lötstifte 1,3 mm

Plotine 250 mm x 120 mm

Bestückungs-Oberseite

Bestückungs-Unterseile

Iut. R Holg.r Ro.hrl. 20ll rrr.oüdiooudio.d.

aaaaoaa..

Röhren Sonderheft - eleklor 73

nönnENsouND

I

J)LFJI

Warnrn eigentlicl-t Röhrer ersetzen,wo sie doch guten Sonncl erzeuger?Verrrchten sie ihre Arbeit etwa nicl-ttgut? Es gibt durcl-raus gute Griinde,claran zu zweifehr Denn die Oualitätvieler her.rte käuflichen ExernplareIässt oft zr.r wünschen irbrig Wasimner wiecler Kurnmer bereitet, istclie Mikrofonie Klopft man gegelrder-r Kolben, so ertönert aus demLantsprecher unliebsarne Cierärt-scl-re Bei guten Röhren ist das trurein leichter ,,Plopp", bei schlechtenkann clas aber bis zr-r ernem regel-rechten Khngeh-r ausarten Sitzt einclerartiges Montagsproclukt itr derEingangsstufe eines Gitarrenverstärkers, dann kann clieser alleinschon dr-rrcl-r Alrfdrehen aller Lar-rt

stärkesteller in aknstische Rück-kopplung geraten, ohne class eineGitarre angeschlossen ist Allein clas

Verstärkerrauschen r-rncl clie Grr.rncl-

geränsche cles Verstärkers reicher-taLrs, Llll das Gitter cler Eingalgs-röhre znrr Schwingen zu britrgetr,was sich in Dröhnen nnci Pfeifen

74

Helmuth Lemme

in Lautsprecher är.rßert Halbleitersind clagegen prinzipbedingt mikro-foniefrei So sincl sie zumrndest inhochernpfincllichen Eingangsstufendr-rrchatrs sir-rnvoll Weiter hinten incler Schaltr-rng, wo clie Signalpegellröher sind rtnd Mikroforrie werrigerstört, können dann immer r-roch Röh-

ren ihren Dienst tnn

Weitere Grirr-rde für den Einsatzvon JFETs sind die hohen Betriebs-spannlurgen bei Röhren; auch clie

Heizr-rng verschlingt mehrere WattDamit scheiden sie für batterie-betriebene Geräte ans MancherMr-rsiker nöchte aber ar-rch gernefern von cler Steckdose einen Röh-rensonncl haben Halbleiter kenner-rkeinen Verscl-rleiß; sie fnnktionie-ren entwecler ganz oder gar nichtRöhren miissen clagegen von Zeitzu ZelI ar.rsgetauscl-rt werden, weilclie Emissror-r cler Katl-rode nachlässtManchrnal hält ar-rch das Vakr-rumnicht, es kornmen Spuren von Lr.rftin clen Kolben, ocler clas Getter, rruel-

ches das Vakuum ertrält, ist ermiiclet Mar-r erkennt clies, wenn clieRöhre unter Spannr.rr-tg steht ur-tcl

im hrnerert blar-res Leuclrten allftritt

So iiberrascht es nicht, dass scholsehr viele SchaltungsentwicklerVersuche Llnterllommen haben, clieEigenschaften vor-r Röhren rnit Halb-leitern zr.r simuheren, eilige ar-rch

cir-rrchaus mit Erfolg Der Grund,wamm überstenerte Trarsistorver-stärker so l-rässlich kratzend klingen,ist seit Langem bekannt Das Signalwird bei Ubersteuerr.rng scharfbegrenzt nnd geht in Rechteckfornrüber Die erzer-rctten Harrlonischenbestehen vorwiegencl aus ungeradzahliger-r Anteilen und rerchen bis irrhohe Frecluenzbereiche Das klingtdann nicht rnehr sehr mr.rsikalischVielleicht erinnert sich noch clereine ocler andere an clen Beatles-Hit ,,Revolr-rtion", wo es Absicl'rtwar, mlt enelrr aggresslv verzerrten Gitarrensor-rrrci clen Gesang zr-r

unterrlalen Röhren qehen sanft rn

'.'lrt - i'lt ttirtt )r. ttler tr.l

die Begrenzung, wodurch das Ober-tonspektrum längst nicht so weitnach oben reicht. Weiterhin sinddie Oberwellen eher geradzahlig,was sich in einem besseren Klangäußert.

Eine genauere Analyse zeigt, esliegrt nicht allein an den verstärken-den Bauelementen, sondern aucham gesamten Schaltungskonzept.Eine Röhrenstufe verstärkt norma-lerweise unkontrolliert ins Blauehinein, Gegenkopplungen sindzumindest in Vorstufen nicht üblich.Verstärkerstufen mit nur einemeinzigen Transistor sind dagegenselten zu finden. Sehr viel häufigersind zwei oder mehrere hinterein-ander geschaltet, um zunächst einesehr hohe Leerlaufverstärkungzu erhalten, die dann durch einestarke Gegenkopplung wieder kräf-tig reduziert wird. Dabei spielt es

keine Rolle, ob die Schaltung diskretaufgebaut oder ein integrierter Ope-rationsverstärker ist. Eine derartigeVerstärkerstufe ist ein geschlosse-ner Regelkreis. Dessen Zweck ist es,

die nichtlinearen Verzerrungen aufein Minimum zu senken. Das funk-tioniert auch, solange die Schaltungnicht übersteuert wird. Sobald daspassiert, nehmen die Verzerrungenplötzlich zu. Das wäre bei Röhrenähnlich, nur baut kaum jemand sol-che Schaltungen, denn diese hättenden geschätzten Röhrensound nichtmehr. Betreibt man eine einzelneStufe mit einem NPN-Transistorohne Gegenkopplung, dann kappter die positive Halbwelle oben (woer sperrt) weich und die negativeunten (wo er voll durchgeschaltetist) hart ab. Ein PNP-Transistormacht es umgekehrt. Eine Gegen-taktstufe aus NPN und PNP kapptoben und unten hart, führt alsonicht zum Ziel.

Ein weitverbreitetes Prinzip, umdie Signalkurve sanft zu begrenzen,verwendet zwei antiparallelgeschaltete Dioden. Damit kommtder Sound schon eher in RichtungRöhren. Aber das letzte ,,gewisseEtwas" fehlt damit immer noch.Das liegt daran, dass mit Diodendie Abplattung der Kurve genausymmetrisch erfolgt, wobei immernur ungeradzahlige Harmonischeentstehen. Ubersteuerte Röhren


Bild I Verzurungsverholten von nichl gegengekoppehen Verstörkerstufen vor Beginn der eigenttkhen Ubersteuerung: [in prözises

Dreiecksignol om [ingong wird zu ,golischen Spihbögen'om Ausgong. Dieses Verholten zeigen Bipolor.und [eldeffekl'Tronsistoren wie

ouch Röhren.

kappen aber oben und unten unter-schiedlich ab. Dadurch entstehtein gewisser Anteil an geradzahli-gen Harmonischen. Schon vor dereigentlichen Ubersteuerung erzeu-gen Röhren leichte Verzerrungen,und zwar nur geradzahlige Harmo-nische. Speist man ins Gitter einDreiecksignal ein, dann kommt ander Anode nicht mehr ein solchesheraus, sondern das Oszilloskopzeigrt ,,gotische Spitzbögen" (Bild 1).

Das ist der wesentliche Grund fürden geschätzten,,Triodensound".TYansistoren erzeugen diese Art vonVerzerrung auch, sogar noch sehrviel mehr, sodass sie unangenehmwird. Deswegen bügelt man sie mithoher Leerlaufu erstärkung und star-ker Gegenkopplung weg.

Nun gibt es aber nicht nur Bipo-lartransistoren. Eine grundsätzlichandere Klasse sind Feldeffekttran-sistoren, entweder durch eine mitSperrschicht isoliertem Gate (JFET),

oder das Gate ist durch eine Oxid-schicht isoliert (MOSFET). Verstär-kerstufen mit einem MOSFET ver-halten sich bei Ubersteuerung ähn-Iich wie Bipolartransistoren, sindalso für diesen Zweck auch nicht zugebrauchen. Ein günstiges Verhal-ten zeigen dagegen JFETs. Diesekappen oben und unten weich ab.

So sind gute klangliche Ergebnissemöglich, wobei allerdings die Schal-tungsauslegnrng ein kritischer Punktist.

Probleme mitExemplorstreuungen

Erscheinen JFETs zunächst verhei-ßungsvoll, so haben sie bei genaue-rem Hinsehen doch einige Tücken.Davon merkt man noch nicht viel,wenn man nur ein Stück kauft,wohl aber, wenn man eine größereMenge ersteht. Sie streuen in ihrenKenndaten extrem, noch viel schlim-mer als Röhren, und das will washeiSen. Das mag damit zusammen-hängen, dass diese Transistorartim industriellen Bereich eine aus-sterbende Spezies ist. Sie lebt fastnur noch in integrierter Form inden Eingangsstufen von hochwer-tigen Operationsverstärkern wei-ter, für Einzelexemplare haben dieAnwendungen dagegen immer wei-ter abgenommen. Schon seit Jahr-zehnten sind praktisch keine neuenT\rpen mehr entwickelt worden, undes ist unklar, welche Hersteller sieheute überhaupt noch produzieren.Trotzdem keine Angst, zu kaufensind sie noch lange. Im Internet

75

ROHRENSOUND

SSS

oöo oGo o@oBild 2 Anschlüse der hier veruendelen N-KonolJ[[]s K264, 8t245, 8F247 ,8F256 (Blick von unlen oul die Dröhte) Drohtform und

-onordnung sind ie noch tlustelhr untuschiedlich

findet man diesbezüglich fast alleTVpen.Was man da erwirbt, dürfteaber größtenteils schon Jahreoder Jahrzehnte im Lager gelegenhaben. Doch das ist egal, Halbleiteraltern nicht. Es ist schwer zu erfah-ren, wer ein bestimmtes Exemplarhergestellt hat. Viele Typen wer-den - genauer gesagt rnrurden - voneiner größeren Anzahl von Halblei-terherstellern produziert. Und dahat jeder sein eigenes Süppchengekocht, die gegenseitige Abstim-mung hat offensichtlich überhauptnicht funktioniert.

Meistens bekommt man auch diezugehörigen Datenblätter. Doch ihrNutzen ist sehr begrenzt, denn dieKennlinien der realen JFETs könnenvon den in den Datenblättern sehrweit abweichen. Ein charakteristi-scher Parameter ist die Abschnür-spannung. Das ist die Gate-Span-nung, bei der der Drainstrom geradeeben auf Null kommt. Vor allemdieser Wert unterliegt in der Pra-xis enorm hohen Streuungen. Viele,aber leider nicht alle Hersteller sor-tieren ihre JFETs in Klassen undhängen dazu an die T\rpenbezeich-nung noch einen Buchstaben an,A für niedrige, B für mittlere, C fürhohe und gelegentlich auch noch D

Bild 3 Die ofliziellen Kennlinien von Bt245A und BF245C Der BF245B liegt etwo in der Mine dozwischen. (Quelle: Philips)

o) Droinstrom in Abhöngigkeit von der Gotesponnung beim 8[245A

b) Droinstrom in Abhöngigkeit von der Droinsponnung beim Bt245A

t) Droinstrom in Abhöngigkeit von der Gotesponnung beim BF245C

d) Droinstrom in Abhöngigkeit von der Droinsponnung beim BF245C

76

für sehr hohe Abschnürspannung.Die Klassenstreuung ist aber in sichimmer noch sehr breit und die Klas-sen überlappen sich gegenseitig. So

ist damit nicht allzuviel anzufangen.

Ein weiteres Problem ist, von wel-chem Hersteller man die JFETsbekommt, das hängt davon ab,wo der jeweilige Händler einkauft.Dabei kann es leicht passieren, dasser bei ein und demselben Grundtypund sogar noch innerhalb derselbenKlasse Exemplare von verschiede-nen Herstellern bezieht. Diese kön-nen dann stark voneinander abwei-chen. Uneinheitlich sind zu guterLetzt auch die Gehäuseformen. Malstehen die drei Drähte im Dreieck,mal in einer Linie, bei manchen istder mittlere Draht gekröpft. Dieverschiedenen Anschlussvariantensind in Bild 2 gezeigt.

Insgesamt dürfte es wohl hunderte,wenn nicht tausende von verschie-denen JFETs geben. Der Ubersicht-lichkeit halber beschränken sichdie Betrachtungen hier auf einigewenige leicht beschaffbare undweit verbreiteteTypen, nämlich8C264, 8F245, 8F247 und 8F256.Sie sind aIIe N-Kanal-Typen mitgleicher Anschlussbelegung (Bild 2)

und relativ ähnlichen und weitge-hend überlappenden Kenndaten.Der ebenfalls weithin bekannte8F244 hat laut Datenblatt diesel-ben elektrischen Eigenschaften wieder 8F245, nur die Anschlüsse sindanders (Gate in der Mitte). GIei-ches gilt für den 8F246, der elek-trisch zumindest theoretisch mitdemBF247 identisch ist. Diese bei-den würden aber nicht in das hierabgedruckte Platinenlayout passen.Darüber hinaus gibt es noch zahl-lose,,2N>ooo<"-Tlpen sowie,,Exxx",,,Jxxx" und weitere, die hier nichtnäher betrachtet werden. Auch dieselten verwendeten P-Kanal-T\zpenwerden nicht berücksichtigt, sonstwürde es den Rahmen dieses Bei-trags sprengen.

ProktischeScholtungsfechnik

N-KanaI-JFETs haben vieles mitTrioden gemeinsam. Die dreiAnschlüsse Source, Drain undGate entsprechen Kathode, Anodeund Gitter. Die Gate-Spannungist negativ gegenüber Source, dieDrain-Spannung positiv. Der JFETist bei Gate-Spannung von 0 V lei-tend, womit er einer Verstärker-röhre entspricht. So gesehen kannman eine Röhre auch als selbstlei-tenden N-Kanal-FET ansehen. DerDurchlasswiderstand kann sehrstark streuen. Bei verschiedenenExemplaren des BF245 wurdenWerte zwischen rund 20 und 200Ohm gemessen! Ist die Gate-Span-

VDS rt

d30

l6


R1 1k1%

8C307

100

Eild 4 Scholtung zur Aulnohme von JF[I-Kennlinien mit einem P(. [ingehende Irltiuterung siehe flektor-RöhrenSonderheh 4, S 70 . .76.

.6 -5 4 -3 -2 -1 0VuG...*

Bild 5. Mit der Scholtung von Bild 4 oufgenommene l"/U;Kennlinie

nung genügend negativ, sperrt einJFET wie auch eine Röhre. T\rpischeKennlinien zeigen die Bilder 3a bis3d. Wer die Kennlinien selbst aus-messen will, kann sich die Schal-tung von Bild 4 aufbauen. Dies isteine Niederspannungsvariante derRöhrenmessschaltung aus demElektor-Röhren-Sonderheft 4 aufSeite 70...76, wo auch die genaueErklärung steht. Damit bekommtman die Kurve auf den PC-BiId-schirm (Bild 5).

Für die Schaltung gibt es mehrereAlternativen:

1. Source an Masse, Drain überden Arbeitswiderstand Ro andie positive Versorgungsspan-nung, Gate über einen hohenWiderstand Ro an eine passendenegative Vorspannung, die hierzwecks Anpassung an unter-schiedliche Abschnürspannun-gen mit einem Trimmpoti TPeinstellbar sein muss (Bild 6a).

+ub b

+ub

-ub GND

Bild 6 Drei venchiedene Betriebscholtungen für nKonol-JFEls:

o) mit negoliver GoteVoßponnung Diese mus für jedes Ixemplor individuell eingeslelh werden

b) mit SourceWiderstond noch Mose Dieser unterliegt in der Proxis sehr storken Slreuungen, die Iinstellung ist sthwierig

c) mit SourceWiderslond zur negoliven Versorgungssponnung Hier [ollen desen Streuungen weit geringer ous, der Abgleiih ist einfocher


nairzl

77

nörnnsouND

2. Wie bei der Triode: Source überden einstellbaren Widerstand TPan Masse, der zur Vermeidungvon Gegenkopplung mit einemElko überbrückt wird; Drain überden Arbeitswiderstand Ro an diepositive Versorgungsspannung,Gate über einen hochohmigenWiderstand Ro an Masse (Bild6b). Vorteilhaft ist hier, dass manmit einer einfachen Versorgungs-spannung auskommt. Nachteiligist, dass in der Praxis die opti-malen Werte von TP über mehrals eine Größenordnung hinwegstreuen können. Man bräuchtedeshalh für TP eigentlich ein loga-rithmisches Ttimmpoti, doch soetwas gibt es nicht.

3. Source über die Reihenschal-tungr R. * TP zu einer negati-ven Versorgungsspannung undüber einen Elko an Masse, Drainüber den Arbeitswiderstand Ro

zur positiven Versorgungsspan-nung, Gate über einen hohenWiderstand Ro an Masse (BiId6c). Diese Schaltung ist günsti-ger als die ersten beiden. Indemder Source-Pfad zur negativenVersorgungsspannung führt,fällt der optimale Source-Wider-stand sehr viel größer aus. DieStreuungen des Drainstromeswerden jetzt von den Streuun-gen der Summe von Abschnür-spannung und negativer Versor-gungsspannung bestimmt, dierelativ gesehen sehr viel kleinersind. So haben die Exemplar-streuungen der Gate-Abschnür-spannung weit weniger Aus-wirkung. Man kommt mit einemIinearen Trimmpoti aus. Schal-tet man dem Source-Elko einenWiderstand in Reihe, so wirktdieser gegenkoppelnd. Dadurchnehmen die Verzerrungen ab,die,,gotischen Spitzbögen"begradigen sich. Dafür sinktdie Verstärkung; sie ist immerkleiner als das VerhäItnis vonArbeitswiderstand zu Gegen-kopplungswiderstand.

Angesichts der extremen Streuun-gen ist es sinnvoll, sich gleich einegrößere Anzahl von unterschied-Iichen JFET-Typen zu kaufen, ambesten bei mehreren verschiede-nen Händlern. Dank Preisen im

78

zweistelligen Cent-Bereich gehtdas nicht sehr ins GeId. Die Ttansis-toren selektiert man dann selbst.In Audioverstärkerschaltungen istdabei die Abschnürspannung nichtdie entscheidende Größe, sonderndie erreichbare Wechselspannungs-verstärkung, die auch sehr starkvariiert. Zur Untersuchung eignetsich die Schaltung von Bild 6c, beider man mit einem Oszilloskop dieSignalspannungen im unverzerrtenBereich an Gate und Drain misstund ins Verhältnis setzt. Bei sechs-zehn vom Autor durchgemessenen8F245 mit Arbeitswiderstand 100 kOergaben sich Werte zwischen22- und 60-fach, wobei kein Zusam-menhang mit den Abschnürspan-nungsklassen zu erkennen war. Esist wichtig solche Dinge vor demEinbau zu wissen, damit man nach-her keine Uberraschungen erlebt.Alle gekauften JFETs sollte manerst einmal testen.

Einsotz inGitqrrenverstörkern

Hat man sich auf diese Weise mitden Eigenschaften der JFETs genü-gend vertraut gemacht, kann mansie durchaus für E-Gitarren einset-zen und damit exzellente Soundserzielen. Es empfiehlt sich aberdringend, die Schaltung nicht bisins letzte Detail am Schreibtischvorauszuplanen und dann ohnenachzudenken aufbauen, sondernvielmehr bis zuletzt flexibel zu blei-ben und sich eine Reihe von Anpas-sungsmöglichkeiten offen zu lassen.

Die Vorteile der hier beschriebenenröhrenlosen Gitarrenverstärkervor-stufe sind neben der Mi}rofoniefrei-heit kleinerer Raumbedarf, Wegfallvon Hochspannung und Wärmeer-zeugung, schließIich auch sehr vielniedrigere Kosten. Die wichtigeFrage ist natürlich, wie gut lässtsich damit ein Röhrensound imitie-ren? Die Antwort lautet: Im Prin-zip sehr gut. Dazu muss man abermit den Schaltungsparameternetwas experimentieren, bis mandie optimale Einstellung findet. Fürden Klang spielt die Relation vongeradzahligen zu ungeradzahligenHarmonischen eine wichtige Rolle.

Diese ist hier über die Arbeits-punkte justierbar. Das geht in denüblichen Röhrenschaltungen prak-tisch nie. Bei Röhrentausch kannsich aufgrund der Röhrentoleran-zen und der Emissionsfähigkeit derKathode viel ändern, sodass derVerstärker anschließend andersklingt.

Die beschriebenen Streuungen sindwahrscheinlich der Hauptgrund,warum sich JFETs in kommerziellproduzierten Gitarrenverstärkernso wenig verbreitet haben. Mit auf-wändigen Sortier- und Justierar-beiten möchte sich kein Herstellerin einer Großserie herumplagen.Doch Selbstbau ist etwas anderes.Da geht es nur um ein Stück oderum einige wenige und man hatZeit zum Experimentieren. In die-sem Sinne ist die hier beschriebeneSchaltung nicht als fertig ausgear-beitetes Kochrezept zu verstehen,sondern vielmehr als Plattform, vonder aus man eigene Experimentestarten kann.

An welchen Parametern einer Ver-stärkerstufe es sich zu drehen lohnt:

1. Positive Versorgungsspannung:Der sinnvolle Bereich ist etwa 5

bis 20 V. Der gewählte Wert hatentscheidenden Einfluss auf dasUbersteuerungsverhalten . Zw arist das im Prinzip immer weich,aber letztlich doch unterschied-Iich. Bei hoher Spannung (2.B.15 V) ist der verzerrungsarmeAussteuerungsbereich relativgroß, die Randbereiche sind imVergleich dazu klein. Der Uber-gangsbereich ist also relativgesehen schmal. Bei niedrige-rer Spannung schrumpft dermittlere Bereich zusammen, dieRandbereiche bleiben aber etwagleich breit. So wird der Uber-gangsbereich zwischen sauberund verzerrt relativ gesehen grö-ßer. Hier hat man viel Spielraumzum Ausprobieren.

2. Arbeitswiderstand zwischenDrain und Versorgungsspan-nung: Er hat Einfluss auf die miteiner Stufe maximal erreichbareSpannungsverstärkung. Diesenimmt rnit wachsendem Arbeits-widerstand zu, allerdings stark


q

Die in Bild 8 wiedergegebeneGitarrenverstärkervorstufe hateinige Ahnlichkeit mit der in EIek-tor-Röhren-Sonderheft 6 auf Seite40...48 veröffentlichten Röhren-schaltung. Der Klangstellerteilberuht auf dem gleichen Prinzip.Davor gesetzt sind zwei Verstär-kerstufen. Die erste Stufe hebtden Signalpegel nur mäßig an.Das Trimmpoti TP1 soll so einge-stellt werden, dass die Stufe beistarken Anschlägen gerade eben


noch nicht übersteuert, das machtdie zweite Stufe dann kräftig. ZurEinstellung sitzt zwischen beidenStufen das ,,Gain"-Poti. Die posi-tive Versor€tun€Jsspannung derzweiten Stufe lässt sich mit einemTrimmpoti absenken, damit dieUbersteuerungsgrenze schnellererreicht wird. Ihr Arbeitswider-stand ist geteilt, um die Signal-spannung so weit abzuschwächen,dass der nachfolgende Klangstellerauf keinen FalI übersteuert wird.Dieser besteht aus mehreren Tei-l'en. Zuerst kommt ein üblicherHöhen/Tiefen-Steller, wie ausdem HiFi-Bereich bekannt. Die-ser allein wäre aber für E-Gitar-ren nicht ausreichend. Es folgtein aktiver Präsenzsteller, derdie Obertonfrequenzen bei etwa3 kHz um bis zu 12 dB anhebt, abernicht absenkt. Anschließend ist einpassiver Mittensteller geschaltet,der die Frequenzen bei 500 Hz umbis zu 12 dB absenkt, aber nichtanhebt. Dieses Konzept hat sich inder Praxis als klanglich sehr gün-stig erwiesen. Am Ende folgt nocheine Impedanzwandlerstufe unddahinter das Poti für die endgültigeLautstärkeeinstellung (,,Master" ).

Die Widerstände R5, R77, P.27, F.24und R28 haben den Zweck, dasGate des nachfolgenden JFETs aufeinem definierten Potenzial zu hal-ten für den Fall, dass der Schleifereines Potis einmal keinen Kontakthat.

In üblicher Transistortechnik wirdder Höhen/Tiefen-Steller häufigmit einem Operationsverstärker

mit an Masse gelegtem nichtinvertierendem Eingang reali-siert. An dessen Stelle tritt hiereine verstärkende JFET-Stufemit nachgeschaltetem Impe-danzwandler. Der Präsenzstel-ler arbeitet mit einem aus zweiJFETs und einen PNP-Transistorgebildeten Einfachst-Operations-verstärker. Durch die Pegelab-schwächung in der übersteuertenzweiten Verstärkerstufe wird eineUbersteuerung des PNP-Transi-stors sicher verhindert. Der dafürentscheidende Widerstand istR7. Er ist hier so gewählt, dass,wenn diese Stufe mit der vollenBetriebsspannung versorgt wirdund alle vier Klangstellerpotis bisan den rechten Anschlag gedrehtsind, auch bei starker Übersteue-rung der zweiten Verstärkerstufeder PNP-Transistor immer nochim linearen Bereich bleibt. Wennman TP3 herunterdreht, um dieUbersteuerung schon früher ein-setzen zu lassen, kann man R7auch größer machen.

Als JFETs eignen sich wie gesagtdie Typen 8C264, 8F245, 8F247,8F256 und eventuell auch nochandere. T6 und T7 sollten mög-lichst gleiche Abschnürspannun-gen haben. Die in Bild 8 mit einemStern gekennzeichneten Wider-standswerte sind nur als unge-fähre Richtwerte zu verstehen. Mitdiesen hat der Aufbau des Autorsfunktioniert. Bei deutlich anderenKenndaten der verwendeten JFETS

müssen sie unter Umständen abge-ändert werden. Eine Kontrolle der

vertikol I V/eil, trequenz I kllz.

o) Droinsfom niedriger (( größer)

b) Droinsfom mittel (R, mittel)

d Droinstrom höher (R, kleiner)

unterproportional. Eine gewissesinnvolle Obergrenze liegt beietwa 100 kOhm. Wesentlichdarüber würde die Schaltungallzu hochohmig, eine externeLast hätte Rückwirkungen, undwegen parasitärer Kapazitätenwürde die obere Grenzfrequenzabsinken.

Der Source-Widerstand muss sogewählt werden, dass die auf demOszilloskop beobachtete Abkap-pung der Signalkurve oben undunten etwa gleichzeitig einsetzt.Eine Feineinstellung für eine opti-male Relation zwischen geradzahli-gen und ungeradzahligen Harmoni-schen kann man anschließend nochnach Gehör machen. BiLd 7a...7czeigt drei leicht verschiedene Ein-stellungen. Bei symmetrischer Ver-sorgung Iiegt R, größenordnungs-mäßig beim 2- bis 3-fachen von \.

Vorstufe mitVierkqnql-Klongsteller

79

nörnnsouND

Signalkurven auf dem Oszilloskopist auf jeden FaIl unerlässlich. ZumAufbau (BiId 9): Auf der Platinesind für jeden JFET vier Bohrlöchervorgesehen, damit sich Typen mitverschiedenen Anschlussanord-nungen (Bild 2) verwenden lassen.Es empfiehlt sich auf der Platinezuerst die einzelnen Verstärkerstu-fen für sich zu bestücken, aber dieKoppelkondensatoren dazwischennoch nicht gleich einzusetzen, son-dern zuerst die Arbeitspunkte zutesten und zu justieren. Erst wennjede einzelne Stufe für sich optimalfunktioniert, kann man die Konden-satoren dazwischensetzen und denGesamttest vornehmen.

Zvm Themo Endstufe

Die schlechte Nachricht zuerst: DieEigenschaften einer Röhrenend-stufe mit Halbleitern nachvollziehen

zu wollen, grenzt ans Unmögliche.Zumindest, wenn sie stark übersteu-ert werden soll. Bleibt man aber vonder Ubersteuerungsgnenze weit weg,so kam man das Verhalten halbwegsannähern. Die Vorteile, die die Halb-leitertechnik hier bietet, sind:

- keine Probleme mit Exemplar-streuungen,

- leerlauffest,- Betrieb mit niedrigen Spannungen

(Batterie),- geringeres Bauvolumen und

Gewicht,- erhebliche Kosteneinsparung.

Einer der Hauptunterschiede zwi-schen einer Röhren- und einerTransistorendstufe liegt im Innen-widerstand des Ausgangs bzw demdamit verbundenen Dämpfungsfak-tor - dem VerhäItnis von Lastwider-stand zu Innenwiderstand.

Bei Transistor-Endstufen (HiFi) ist

der Innenwiderstand normalerweiseextrem klein, der Dämpfungsfaktorsehr hoch, was durch sehr starkeGegenkopplung vom Ausgang aufden (Differenz-)Eingang erreicht wird.Der Lautsprecher wird dadurch starkbedämpft, d.h. er ist fest angekoppeltund entfaltet kein Eigenleben.

Bei Röhren-Endstufen ist der Innen-widerstand normalerweise sehr hoch,da eine Pentode von Natur aus eineStromquelle ist. (Ausnahmen: Tri-odenschaltung und PPP-Endstufe).Er wird durch Gegenkopplung her-abgesetzt, kommt aber nicht auf fastNull. Je stärker die Gegenkopplung,desto geringer werden die Klirrver-zerrungen, und desto weniger kom-men Exemplarstreuungen der Röhrenzur Auswirkung. Der Lautsprecherist immer mehr oder weniger loseangekoppelt, seine Eigenresonanz istweniger bedämpft, sein Eigenllangkommt mit hinein. Derartiges istnicht gut für HiFi, wohl aber für

c610n

c51Otr

zur Endslule

GND

-15V

gekennzekhnetenWiderstöndedienennurzurungeföhren0rienlierungundmüsenggl posendzudenJF[Tsobgeöndertwerden

80 elektor - Röhren 5onderheft

E-Gitarre. Ein einfacher Versuchdazu: Man nehme einen nichtangeschlossenen Lautsprecherund klopfe mit dem Finger Ieichtauf die Membran. Dann hört mandie Eigenresonanzfrequ er:z. J etztschließe man die beiden Anschlus-sklemmen kurz und klopfe noch

A

Bässe

mal. Da hört man die Eigenreso-nanz auf einmal nicht mehr. DerLautsprecher ist total bedämpft.Es gibt nun einen Trick, wie manbei einer Transistorendstufe denInnenwiderstand von sehr niedrigauf hoch abändern kann. Hier ist ergezeigt für integrierte Bausteine,

die es mittlerweile massenhaft gibt(2.8. "tDA7294, LM3886 und vieleandere). Sie benötigen nur ganzwenige externe Bauelemente. Ihrinnerer Aufbau hat große Ahnlich-keit mit einem Operationsverstär-ker, d.h. sie haben einen Differen-zerngang.

E

Höhen

O<r{

AE A

MittenAEPräsenz

8ässe

Bild 9 Plothenloyoul und Besltkkungsplon (Abmesungen 1 25 mm x 75 mm)


P1 P2

Pdsenz

8r

ROHRENSOUND

Bild 10a zeigt die Normalbeschal-tung wie in HiFi-Verstärkernüblich: Uber einen Spannungstei-Ier geht die Ausgangsspannungauf den invertierenden Eingangzurück, der nicht invertierendeEingang erhäIt das Eingangssi-gnal. Die Spannungsverstärkungliegt üblicherweise bei etwa 10-bis 2O-fach, sie wird durch dasTeilerverhäItnis festgelegt. DieLeerlaufverstärkung dieser Bau-steine liegt meist bei einigen1000. Man kann also die Gegen-kopplung auch schwächer einstel-Ien, indem man das Spannungstei-lerverhäItnis größer macht. Dochum mit dem Innenwiderstand indie gleiche Größenordnung wiebei schwach oder gar nicht gegen-gekoppelten Röhrenendstufen zu

kommen, reicht das noch nicht.Die Schaltung bleibt mehr oderweniger eine Spannungsquelle.

Sehr viel wirksamer ist ein ande-rer Weg. Man kann einen solchenBaustein auch als Stromquelleschalten. Dazu wird in die Laut-sprecherzuleitung masseseitig einWiderstand eingefügt, und derinvertierende Eingang wird andessen oberes Ende angeschlos-sen (Bild 10b). Der Innenwider-stand einer derartigen Endstufeist jetzt annähernd unendlich, derDämpfungsfaktor praktisch Null.Die Eigenresonanz des Lautspre-chers kommt voII zur Wirkung -für HiFi-Zwecke absolut unbrauch-bar. Für Gitarrenwiedergabe istso etwas verwendbar, voraus-

gesetzt sie liegt unterhalb von82 Hz, dem tiefsten Gitarrenton.Liegt sie über diesem, dann wirdein enger Frequenzbereich um dieResonanz herum stark überbetont,was stört.

Optimal ist hier ein Innenwi-derstand im ein- bis zweistelli-gen Ohm-Bereich. Dieser ist zuerreichen, indem man zwischender Spannungsquellen- und derStromquellen-Schaltung eineKreuzung vollzieht. Der Span-nungsteiler aus der Schaltung 10awird mit seinem unteren Endenicht an Masse, sondern an dasobere Ende des Widerstands ausder Schaltung 10b angeschlos-sen (es entsteht die Schaltungnach Bild 10c). Um möglichst

q

C

Eild I 0 Scholtungsmöglkhkeiten mit integrierten Tronsistorend$ufen IDA7294, 1113886 u.ö )

o) HiFi-Scholtung, Sponnungsquelle, lnnenwiderstond fost Null,

b) Snomquellen-Scholtung, lnnenwiderstond sehr hoch,

d mit mittlerem lnnenwiderstond,

d) mit ehstellborem lnnenwiderslond

82

d

elektor - Röhren Sonderhelt

wenig Ausgangsleistung zu ver-lieren, wird dieser sehr kleingemacht, typisch O,22 A bis 0,33 O.

Der Innenwiderstand dieserSchaltung ist jetzt mittelgroß,er beträgt näherungsweise Fuß-punktwiderstand mal Spannungs-verstärkung. Ein Beispiel: Die Span-nungsverstärkung wird mit demSpannungsteiler auf etwa 100 ein-gestellt (100 kO : 1 kO), der Fuß-punktwiderstand wird zu 0,22 Agewählt. Dann ist der Innenwi-derstand 22 Q. Das ist bereitsein typischer Wert für Gitarren-Endstufen. Dieser Trick ist mitt-Ierweile weit verbreitet. Studiertman die Schaltungen von kom-merziellen Transistor-Gitarren-verstärkern, dann findet man ihnsehr häufig.

Bei der Schaltung von Bild 10cist der Innenwiderstand natür-lich fest. Man kann ihn aber auchvariabel machen. Dazu muss manden Fußpunkt des Spannungs-teilers sozusagen zwischen denbeiden Enden des Fußpunktwi-derstandes hin- und herfahren.Potentiometer mit O,22 A werdennun allerdings nicht hergestellt.Deshalb legt man ein größeresparallel. Der genaue Wert istunkritisch, z. B. 100 O bis 1 kO(BiId 10d). Damit kann man dannden Innenwiderstand kontinuier-Iich einstellen, von mehr ,,transi-storartig" (sehr niedrig) bis mehr,,röhrenartig" (hoch).

Wenn man die anderen Eigen-schaften von Röhrenverstärkernmit Halbleitern imitieren will,wird es allerdings ausgesprochenschwierig.

1. Ubersteuerungsverhalten: DasAbkappen kann härter oderweicher vor sich gehen, das istbei verschiedenen Röhrenver-stärkern sehr unterschiedlich.Es hängt ab von Röhrentyp,von der Gegenkopplung undvon der Impedanzanpassung.Antiparallele Dioden vor demEingang der Endstufe könnenhartes Abkappen verhindern.Sie bringen zumindest eineAnnäherung, eine perfekte Imi-tation des Röhrensounds aller-dings noch nicht.


Magnetische Sättigung desAusgangsübertragers: Hier-durch entstehen Stufen in derMitte der Signalkurve. Dasist mit eisenlosen Transistor-Endstufen prinzipiell nicht zuerreichen. Dazu müsste manden Ubertrager wieder einfüh-ren. Solche Endstufen gab es inden 60er Jahren, meistens nochmit Germanium-Transistoren.Die letzteren wiederzubele-ben, wäre technischer Unfug.Einen Ubertrager für Silizium-Bipolartransistoren oder MOS-FETs zu konzipieren, wäremöglich, allerdings mit einigemArbeitsaufwand verbunden.Es ist ziemlich unwahrschein-lich, dass sich jemand da daranmacht.

Veränderung der Hüllkurve,Kompressionseffekt: DieserEffekt hängt damit zusammen,dass das Netzteil von Röhren-verstärkern üblicherweise nichtstabilisiert ist, sondern einenerheblichen Innenwiderstandhat. Bei starker Aussteuerungwird - bei einer üblichen AB-Endstufe - hoher Strom ent-nommen, wodurch die Span-nung sinkt. Bei niedrigerer Ver-

sorgun€tsspannung sinkt aberder Verstärkungsfaktor derEndstufe. Wie stark, hängt ent-scheidend von der Gegenkopp-Iung ab. Wie schnell, von derGröße der Ladekondensatoren.Die Vorgänge sind hier überauskomplex und bisher erst wenigerforscht, hier scheint auchdie Schirmgitterspannung mithineinzuspielen. Bei echtenA-Endstufen tritt er nicht auf.Der Vox AC30 hat diesen nicht(wie vielfach angenommen),sondern einen sehr hoch ein-gestellten AB-Betrieb. Dadurchist die Kompression bei die-sem schwächer. Den Effekt mitHalbleitern zu imitieren, wärevielleicht möglich, würde aberhohen Schaltungsaufwand undeine lange Entwicklungszeiterfordern. Dem Autor ist bisherkein Hersteller bekannt, der dasversucht hätte. Einen Vorteilkönnte das zumindest bieten:Man könnte den Effekt variabelmachen, während seine Stärkebei den üblichen Röhrenverstär-kern immer fest vorgegeben ist.Vielleicht macht sich ja nochmal irgendein ganz spitzfindi-ger Tüftler da dran.

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2

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TESERBRIET

Zu den Röhren Sonderheften

ereirhlen dos Elektor-Teom

im loufe der Zeit viele

Rütkmeldungen der leser.

Die große Mehrheit öu0erte

sith positiv und motivierte

dos Teom, immer wieder

weitere Röhren Sonderhefte

zu mothen. Desholb wird dos

Proiekt weiter betrieben und

dorouf georhlel, doss immer

wieder inleressonte Themen

in der Misthung Grundlogeri,

Bouonleitungen, Iechnilg Tipps

und ileuheiten behondelt

werden. Exemplorisch ist

nochlolgend der leserbrief von

Poul Molesso wiedergegeben.

Liebes Elektor-Teom,

ich bin definitiv nicht der typi-sche Leserbriefschreiber, aberheute muss es einfach sein! Ichhabe vor mehreren Jahren, alsich mich im Berliner Hauptbahn-hof mit Lesestoff für eine längereZugfahrt eindecken wollte, dasRöhren-Sonderheft Nr. 2 gesehenund gedacht: Ja gibt es denn sowas noch?

Meine eigene Röhrenaffini-tät geht auf Anfang der 1970erJahre zurück, als wir mit mehre-ren Nachbarsjungen nach demBuch ,,Radiobasteln für Jungen"aus ausgeschlachteten Röhren-radios und Fernsehern unsereersten Mittelwellenempfänger(EF80/EL84) mit Erfolg und gro-ßem Stolz gebaut hatten. Spä-ter und bis heute werden meineBassgitarren mit einem 1964erRöhrenverstärker (ECC83, Trei-ber EF86, 4 x EL84) standesge-mäß und hörenswert befeuert.2OO3/2OO4 habe ich für meinenjahrelang geliebten Elektrosta-tenkopfhörer STAX SR 40, derbis dato mit einem Übertragerangesteuert wurde, einen direktgekoppelten Röhrenverstärker(Ausgang transformatorlos ) nacheiner im Internet gefundenen Ideeverfeinert und gebaut. Der Aufbauist komplett symmetrisch mit 2 xECC 81 in SRPP-Schaltung und

einer 6SN7 im Ausgang. Nach vielDetailarbeit ist dann ein Gerät ent-standen, dessen klangliche Oualitätin einer Mail schwer zu beschreibenist, es macht einfach Gänsehaut!Wie es aussieht, ist im Foto wie-dergegeben. Das Ergebnis war sobeeindruckend, das es mich zumKauf eines weiteren Hochwertmo-dells STAX SR 303 verführt hat.

Es hat einfach unheimlich Freudegemacht, Transformatoren nachMaß und eigenen Berechnun-gen anfertigen zu lassen. Es gibterfreulicherweise noch mittelstän-dische Betriebe mit einem Herz fürBastler, die auch Einzelstücke zubezahlbaren Preisen anfertigen.Es hat zudem Freude gemacht,Jagd auf selektierte Röhren zumachen und nicht zuletzt einenSteinmetz zu finden, der mirfür das Gehäuse wunderschöneschwarze Granitplatten mit denentsprechenden Bohrungen undFräsungen nach meinen Angabengefertigt hat. Hätte es allerdingsdamals schon die Röhren-Son-derhefte gegeben, vieles wäremir deutlich leichter gefallen.Kurzum, mir gelang es noch, dasSonderheft Nr.1 nachzubestellenund seither verpasse ich keineAusgabe der Röhren- und Audio-Sonderhefte. Neben vielen Anre-gungen haben es mir vor allem

84 eleklor - Röhren Sonderheft

gestellt, und ich kann nur bestä-tigen: JA!l

Ich bin Besitzer einer Anlage,die ich als sehr hochwertig,aber Voodoo-frei bezeichnenmöchte: Thorens PlattensPielerTD 125, Bj. 1973 mit Dynavec-tor MC-System, Philips CD Bj1990, Luxman Verstärker L80VBj 1976, Lautsprecher KEF Bj1977. Nicht alles, was alt ist,ist auch gut, aber was gut ist,kann auch alt werden und istimmer noch gut. Anfang 1991habe ich meinen Luxman-Ver-stärker um einen Vorverstärker-ausgtrang ergänzt und betreibeseither zwei Monoblöcke, die,kein Zufall, auf einer Baube-schreibung aus Elektor 72/7982(Crescendo) beruhen, die ichein wenig ergänzen und, wie


die Grundlagenartikel angetan,die ich für eine ausgezeichneteBalance zwischen Exaktheit undAnschaulichkeit halte. Währendmeines eigenen Studiums derElektrotechnik mit SchwerpunktHochfrequenztechnik wäre soetwas eine sehr gute Ergänzungzu dem wissenschaftlich-exak-ten Stoff gewesen.

Im Vorwort von Röhrenheft 1

wurde etwas zu der besonderenBedeutung von Sonderheftengesagt. Dem kann ich nur zustim-men ! Sonderhefte vergleichbarerArt mit Grundlagenwissen habeich zum Thema HiFi bereits ausden späten 1970er Jahren, diemir immer wieder mal als Nach-schlagewerke zu bestimmtenSchaltungen dienen. Lohnt sichder Selbstbau von Verstärkernnoch? Diese Frage haben Sie imLeitartikel in Sonderheft Nr. 5

ich meine, verfeinern konnte.Auch hier habe ich bei der Frontzu dem Material Stein, nämlichSchiefer, gegriffen. Eine einfa-che Metallplatte mit nur einerkleinen LED wäre mir etwas zuspartanisch vorgekommen. DerKlang? Die Endstufen von Lux-man waren seinerzeit schonein Geheimtipp, aber dieseMonoblöcke bringen noch mehrKraft und vor allem noch mehrFeinheit ins Spiel. Derzeit habeich einen neuen Vorverstärkerkurz vor der Vollendung. Dieserwird dann den Luxman endgül-tig ersetzen. Einen ersten Ein-druck kann man sich anhanddes folgenden Fotos machen.Die ,,inneren Werte" bestehenaus allem Guten, was die Halb-leiterschmieden BurrBrown undLinear Technologies hergeben.Die Front habe ich wieder inSchiefer/Messing gestaltet.

In Vorbereitung und Probelaufhabe ich zwei neue Lautspre-cher, die aus Elektrostaten undeinem Transmission-Line-Tief-bass bestehen sollen. Nach denwirklich beeindruckenden Erfah-rungen der Kombination Elek-trostat-Kopfhöhrer und RöhreIiebäugle ich natürlich mit einerRöhrenlösung als Antrieb. Eskönnten 2 x KT88 werden, für diees einen Ausgangsübertragergibt, der direkt in die Hochspan-nungsebene mit ca. 3500-4000Vfür die Elektrostaten transfor-miert, oder eine PPP-Lösungmit 8 x 6AS7 pro Kanal, dietransformatorlos 8-Ohm-Lastenansteuern können, um dann dieüblichen Elektrostatübertragernutzen zu können. Technischreizt mich die PPP-Lösung etwasmehr, sie ist dann aber auch

eine gute Wohnzimmerheizung.Machen Sie bitte weiter so.Selbst wenn alle Inspirationennicht sofort umgesetzt werdenkönnen, ein Sonderheft bleibtimmer auch ein Nachschlage-werk!

lhr Poul Molesso

85

PRESSEINFO

Nachdem ich vor ca. 15 Jahreneinen Linear Accoustic CD-PIayer(Elac) für damals 4500,- € mit einemCDM-9 Philips Laufwerk gehörthabe, war schnell die Idee geboren,etwas ähnliches zu entwickeln. Seit1996 beschäftigen wir uns mit derEntwicklung von Laufwerken, diedem Original nahe kommen bzw.die Oualitäten eines guten analogenPlattenspielers besitzen soIIen.

Nach dem Test verschiedener PhilipsLaufwerke habe ich das CD-ProLaufwerk entdeckt und war direkt

begeistert. Dieses Laufwerk wirdvon vielen High-End-Schmieden fürderen vielfach doppelt (oder mehr)so teuren Player verwendet. Es ent-standen verschieden Versionen auchmit Echtholz-Gehäusen. Im Vorder-gmnd stand immer, ein bezahlbaresLaufwerk zu entwickeln, das beson-dere klangliche und mechanischeOualitäten aufweist. Nachdem wirfür das Alugehäuse einen Partnergefunden hatten, entstand ein Reso-nanz optimiertes Gerät bestehendaus einer symbiotischen Vereinigrungaus Aluminium und AcryI.

Dieses Gehäuse stellt die Grund-lage für einen ruhigen, neutralenund gar nicht digital typischenKlang dar. Außerdem ähnelt esdurch sein Design bzw. das Hand-ling stark an einen analogen PIat-tenspieler (siehe geöffneten Dek-kel), was durchaus als Hommagean die analoge Zeit zu sehen ist.

Das CD-Pro Laufwerk wirdvon einem aufwendigen Netz-teil gespeist, welches in einerEntwicklungszeit von mehrereJahren auf das CD-Pro abge-

86

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stimmt wurde und eine saubereAusgangsspannung liefert, dieauf Grund der Elkokapazitätenvon insgesamt fast 30.000 gFund einem überdimensioniertenTrafo auch im Anlauf nicht in dieKnie geht.

Großer Wert wird auch auf dieNetzfilterung und Filterung imGleichspannungsbereich gelegt.Hier kommen hochwertige Filterund Ferittringe zum Einsatz.

Der digitale Ausgang geht nichteinfach so auf die Buchsen, son-dern wird in einer dreistufigenSchaltung auf das Verlassen desGerätes und die Versorgung diebestmögliche Versorgung desangeschlossen DAC's vorbereitet.Erst folgt eine Pufferstufe, die dasSignal auf TTL Pegel bringt. Dannerfolgt ein Recklocking, das JitterAnteile entfernt und zuletzt bringtein Linetreiber das Signal auf s/pdifund AES/EBU Format, das dannüber hochwertige Ausgangsbuch-sen entnommen werden kann.

Die Geräte gibt es als komplettenBausatz mit oder ohne Gehäuseoder als einzelne Komponenten.

Als kompletten Bausatz bezahltman für die Grundausstattungca. 1600,- €, was für ein solchesGerät einen sehr niedrigen Preisdarstellt.

Ohne Gehäuse ist in der Grund-ausstattung mit Netzteil einBetrag von 600,- € fäUig.


In jedem Fall erhält der Kun- deein aufwendiges Gerät mit einemklanglichen Niveau, das auf demvielfach teurerer Geräte liegt.Die Geräte werden in Kleinseriein Handarbeit gefertigt. Liefer-zeit ca. 14 Tage auch in schwarzerhältlich. Passende DAC's liefern

wir natürlich auch gerne dazu.Diese natürlich auch mit Röhren-ausgangsstufe.

www.okkustik-pedekt.de

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U mfa ngreiche Elektron i ker-App von Elektloni kern fü r Elektroni ker

Die neue ,,Elektor Electronic Toolbox"-App ist ganz auf die Belange von

Elektronikern zyBeschnitten. 28 EinzelprogrammerAnwendungen kin-nen über eine übersichtliche Oberfläche ausgewählt werden.

Sehr hilfreich im Entwickleralltag sind die Datenbanken für die Bau-

teil gruppen Bipolar-Transistoren, FEfs, Triacs, Thyristoren, Dioden u nd

lGs. Ein Bauteil kann anhand der TypenbezeichnunE,kinderleichtausgewählt werden - eine lnternetverbindung istfliaht notwendig.lnsgesamt sind iiber 45.00 Bauteile in den Datenbanken veneichnet.

Hinzu kommt eine Spezialdatenbank, in der die Belegung einer Vielzahl

von Steckverbindern aus den Bereichen Audio & Video, Computer-

technik und Telefon nachgeschlagen werden kann. ilützlich sind auch

die interaktiven Bauteilwert-Kalkulatoren.Tools wie eine virtuelle Widestandsuhr, ein Umrechner zwischenlll.ffeinheiten, eine Schaltsymboldatenbank und vieles mehr runfie*dleElektor-App ab.Die neue ,,EleKor ElectronicToolbox" (geeignetfür iPhone, iPod und iPad)

kann zum Preis von nur 4,99 Euro heruntergeladen werden.

87

ROH R ENTABEttE

ECC 8I ECC 82 ECC 83 E88CC ECC 99 6C33 6C4l

Grenzdoten grou unterlegl Triode

Heizsponnung uf [v] 6,3/12,6 6,3/12,6 6,3/12,6 6,3 6,3/12,6 6,3/12,6 6,3

Heizstrom f tAl 0,3/0, r5 o,3/o,t s 0,3/0, r5 0,365 o,4/0,8 6,4/3,2 2,7

Anodensponnung Uo [V] 2so 250 250 90 150 120 r80

Anodenshom lo [mA] t0 10,5 t2 l5 l8 450 150

Schirmgitterstrom ls2 [mA]

Gittersponnung us I [v] -2 -8,5 -2 1,5 -4 4 -60

Steilheit S [mAlV] 5,5 2,2 1,6 12,5 95 28-50 l9

Lee rlo ufverstö rku ng P 60 17 r00 33 22 5

lnnenwiderstond Ri [ko] ll 7,7 62,5 2,6 2,3 0,1 3 0,2

optimoler Außenwiderstond Ro [ko] I

Kothodenstrom lk [mA] 15 20 8 20 60 600 3r0

Anodenverlustleistung Pov [W] 2,5 2,75 I 1,5 5 60 25

Anodensponnung uo [V] 300 300 300 400 400 450 450

Gitterwiderstond Rgl lMol I I 2 0,2 0,2

Schri mgitterverlustleistung Ps2 [W]

Sch irmg ittersponnung us2 [v]

Sponnung Heizung/Kothode uflk tvl 90 r80 r80 60 200 300 300


ngen$ocke schEL 509, Kr 77,K\ 88, 6550, 6 L 6Dos Bremsgitter g3 ist intern

mit der Kothode verbunden.Echter Triodenbehieb ist nicht

möglich. Bei KT 88 und 6550 ist

f om unteren Ende der Röhre ein

Melollkrogen ongebrochl, der zurAbschirmung dienl. Dieser ist feslmit der Kothode verbunden.

kp,q3,5

/g1p01

ECC 8lECC 82ECC 83ECC 99

6C41Den Anodenonschluss kennzeichnelein dickerer Pin bei Stift 4.

E88CC

EL 34, Et I 56Dos Bremsgitter g3 isl seporol herous

gefl.ihrt. Domit ist die Röhre ouch ols

Triode einsetzbor.

7591 S

gI

KII

(m) l<,93

PCL 86 PCL 86 EL34/E 341 EL I56 EL 509 S 6V6 S 616 GC KT 77 KT 88/6550 A EL 84 EF 86 Z59I S

Pentode

13,5 13,5 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3

0,3 0,3 1,5 1,9 2 0,5 0,9 1,4 1,6 0,76 0,2 0,8

250 2s0 250 350 r60 250 250 2so 250 250 250 300

t,2 36 r00 120 160 45 72 t00 140 48 3 60

6 14,9 l5 l0 5 5 r0 7 5,5 0,6 8

-1,9 -7 t3,s / 16,5 -30 -12,5 -14 -15 -t5 -7,3 -2,2 -10

1,6 t0 ll ll 4,5 6 10,5 I 1,5 I 1,3 2,2 l0

r00

62,5 48 l5 20 50 22,5 23 t2 40 2500 29

7 2 4 5 2,5 3 5,2

4 55 r50 r80 500 40 180 230 65 6

0,s 9 25 40 35 1A 30 25 42 12 I l9

300 300 800 800 700 350 500 800 800 300 300 550

2 I 0,7 0,1 0,5 0,5 0,5 0,22 0,25 3 0,3

1,5 8 8 9 2,2 5 6 8 2 o,2 3,3

300 450 450 700 3r5 450 800 450 300 200 440

r00 100 r00 50 t50 200 200 r50 r00 r00 r00 200

89Röhren Sonderheft - elektor

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lilorleen Brouwer

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treitog von 08:30 bis I 2:30 uhr

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spöteslens 2 Monote vor Ablouf schriltlich gekündigt wird.

Anderungen und lrrtijmer vorbeholten.

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Röhren 7

Juni 201 I

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mochen - durch die Prösenlolion von Prciekten und dw Aufzeign

von [nlwicklungm in der tleknnik und technisclnn lnfumofk.

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Sßterfeldstroße 25, 52072 Aochen

Iel.02 4ll88 909{

Fox02 4l /88 909-17

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lnlernolionoler Chelredokteur

Wisse Hettingo

Redoktion Elektor Speciol Proiecl(Deutschlondl

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( E-llloil : redoktion@elektorde)

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Verlrieb östereichPressegroßverlrieb Solzburg/Anif

Niederolm 300'Tel. +43 62 4637 2l{

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Monuskripte oder Geröte zurückzusenden. Auch wird fijr diese

Gegenslände keine Hoftung übernommen.

Nimml der lluousgeber einen Beihog zur Veräffedlirhung on, so

enrirbt u gleichzeilig dos Nochdruckethtfijr olle ouslöndischen

Ausgoben inklusive Lizenzen. Die in dieser Zeitschrift

veröffendichten Beiträge, insbesondere olle fuhöne und Artikel

sowie olle [nlwürfe, Plöne, Zeichnungen einschließlich Plolinen

sind urtrehnerhflich gesdüm. lhre ouch teilweise Veruielliiligung

und Veördtung ist grundsöhlich nur mit vorheriger schrfiicher

Zuslimmung des llerousgebers gestuttet.

Die veröffentlirhten Scholtungen können unler Potent oder

Gebrouchsmu$erschutz stehen. Hertellen, Feilholten,

lnverkehöringen und geweölicher Gebrouch der Beihöge sind

nur mit Zuslimmung des Verloges und ggf. des Schunrechr-

inhoben zulösig. l'lur der privote Gebruuch ist frei. 8ei den

benuhten Worcnbezekhnungen konn es sich um geschütrte

Worenzeichen hondeln, die nur mit Zuslimmung ihrer lnhober

worenzeirhengeräß benuht werden düilen.

Die geltenden gesehlichen Beslimmungen hinskhflich Bou,

[rweö und Betieb von Sende und [mpfongseinrichtungen und

der elektrischen Sicherheit sind unbedingt zu beochlen. [ine

Hoflung des llerousgehrs fil die Ritlrtigkeit urd Bmudboileit der

veröffentlichten Scholnrngen und sonsligen Anodnungen sowie

für die Richtigkeil des technischen lnhohs der veröffenflichten

fu{stitre und sonsligen Beitröge i$ ousgeschlossen.

O 201 I eleklor inlernotionol medio b.v.

Dru*

Senelelder Misset, Doetinchem (NL)

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