Kann man Single End Stufen parallel schalten um mehr leistung zu erziehlen?

1)
Wie weit es klirrt, hängt von der Aussteuerung der Röhre ab. Wenn Du aus einer EL84 nur 2W holst, klirrt sie nicht stark, bei 6W hast Du sie schon voll in den Sperrbereich ung bis 0V Gitterspannung ausgesteuert. Da sagt sogar das Datenblatt nichts mehr über den Klirr, also sicher über 10%.
Jetzt kannst Du die Röhren mehr oder weniger problemlos parallel schalten, wenn Du die Ausgangsimpedanz beachtest. Wenn sich etwas klanglich ändert, dann erstens als Folge des veränderten Ausgangstrafos (speziell herstellen lassen) oder wenn die einzelnen Röhren riesige Datenstreuungen hätten.

2)
Die Frage ist, was man mit der Parallelschaltung (2 Systeme) erreichen will. Theoretisch kann man damit das Rauschen vermindern (in hochwertigen HF-Geräten vor dem Krieg), weil sich das Nutzsignal spannungsmässig addiert (+6dB), das Rauschen aber leistungsmässig (+3dB).
Ausserdem kann man den Arbeitswiderstand halbieren, was eine höhere Ansteuerleistung der folgenden Stufe ergibt (mehr Endröhren mit ihren Kapazitäten, längere Kabel).
Prinzipiell ist es mit der Halbierung der Widerstandswerte getan.

3)
Bei Militärgeräten wurde die Heizung eingeschaltet und 3 Minuten später die Anodenspannung. Ebenso wurde zuerst die Anodenspannung abgeschaltet und später die Heizung. Dies hat den einfachen Grund, dass die Kathode nicht in die Sättigung getrieben werden soll. Das heisst, sie soll mehr Elektronen emitieren können, als eigentlich benötigt werden. Die Kathodenleistung ist aber stark von der Temperatur abhängig. Wird sie also erst aufgeheizt, stehen genügend Elektronen zur Verfügung. Im anderen Fall würden während der Aufheizphase sämtliche Elektronen "verbraten", was Sättigung und damit eine kleine Gefahr bedeutet. Bei Radios war es aber nie ein Thema. Da wurde immer alles zusammen eingeschaltet. Aber wenn schon, denn schon.

Klasse A-Schaltungen werden normalerweise mit einem Kathodenwiderstand versehen, der mit einem Elko überbrückt ist. Damit ist die optimale Arbeispunkteinstellung gegeben und dieses Optimum hält sich über die ganze Lebensdauer der Röhre. Es ist nämlich grundverkehrt, eine alternde Röhre durch Hochschrauben des Ruhestroms zutode zu quälen. Ausser geringerer Leistung und Lebensdauer verschlechtert sich auch der Klirr. Und zwar weit mehr, als wenn nicht der vorgeschriebene (für Neuröhren!!) Ruhestrom erreicht würde.

4) Es gibt bei Bedarf geregelte Netzteile. Nur geht es da meistens um eine Konstanthaltung der Spannung.
Ich kenne militärische Schaltungen, wo mit zwei Systemen eine Verstärkung von genau 4fach erreicht werden muss. Durch die Gegenkopplungen kann man einigermassen die Alterung ausgleichen, weiter auch durch Verwendung einer Regelröhre. Um nun die Genauigkeit zu steigern, wird die Betriebsspannung wie auch die Heizung stabilisiert.

Gleichstromheizung und Stabilisierung der Anodenspannung ist bei Röhrenverstärkern für Mikrofonsignale denkbar. Dies wurde bisweilen bei Röhrenmischpulten so gemacht. In normalen Verstärkern ist die Notwendigkeit kaum gegeben. Vielfach ist ein kleines nostalgisches Brummen gar nicht so unbeliebt...
Wenn man sich beispielsweise so Röhrenverstärker mit 2x EL34 anschaut, ist bis in die Mik-Vorstufe schon eine rechte Siebkette beisammen. Da stören Brummeinstreuungen auf die Masse weit mehr als der Restbrumm der Anodenspannung.

richi44 schrieb:

1) Jetzt kannst Du die Röhren mehr oder weniger problemlos parallel schalten, wenn Du die Ausgangsimpedanz beachtest. Wenn sich etwas klanglich ändert, dann erstens als Folge des veränderten Ausgangstrafos (speziell herstellen lassen) oder wenn die einzelnen Röhren riesige Datenstreuungen hätten.

Wobei noch anzumerken wäre, daß man das nicht beliebig weit treiben darf, sonst hat man (speziell bei steilen Pentoden) einen schönen - wenn auch ungewollten - UKW-Sender (in diesem Fall würde man schon eine klangliche Veränderung hören). Begründung (nicht für Dich Richi, ich weiß, daß Du das weist): Proportional mit der Anzahl der parallelgeschalteten Röhren geht auch die Steilheit dieser "neuen", aus den Einzelröhren gebildeten Röhre hoch. Beispiel: Eine EL84 hat eine Steilheit von 11.3[mA/V], die Steilheit von sechs parallelgeschalteten EL84 wäre dann schon 67.8[mA/V] - und das bei nun ebenfalls ziemlich "dicken" Gesamtkapazitäten, da sich diese ja auch addieren.

Abhilfe: An das Gitter jeder einzelnen EL84 wird ganz kurz direkt an der Röhrenfassung ein 1[kOhm]-Widerstand gelötet (die Gitter der Röhren selbst sind nicht mehr miteinander verbunden). Das andere Ende aller dieser 1[kOhm] Widerstände wird dann miteinander verbunden und an die Treiberschaltung gelegt. Reicht auch das noch nicht, wird direkt an jeder Röhrenfassung am Anodenanschluß ein 100[Ohm]/2[W] Widerstand angelötet, über den ca. 10 Windungen Kupferlackdraht mit ca. 0.5[mm] Durchmesser gewickelt sind (auch die Anoden der Röhren sind dann nicht mehr miteinander verbunden). Die anderen, noch freien Enden der 100[Ohm] Widerstände werden dann miteinander verbunden und an den Ausgangsübertrager gelegt.. Schwingt's dann immer noch, wiederholt man dieselbe Prozedur wie für die Anoden nochmal sinngemäß mit den Schirmgittern.

Grüße

Herbert

hallo,
danke für eure Anregungungen!!!!!!!!!!!!!!

"Die letzten Klarheiten sind beseitigt"

Ich werde jetzt anfangen die Bauteile zu besorgen und mit dem Basteln beginnen.

Vorgesehen ist die Parallelschaltung von zwei EL 84 selectierte Ausführung und einer ECC 81, als Treiber, die beiden Trioden ebenfalls parallel geschaltet. Das ganze als Monoendstufe mit Netzteil im separaten Gehäuse und Gleichstromheizung, zeitverzögert ein/ausgeschaltet.

Eine Anmerkung noch zum Übertrager. Welchen Übertrager kann ich nehmen??

Denke eine Ausführung mit 2k5 Ohm Primärwicklung wäre ok, oder??

Habe bis jetzt nur bei Firma Reinhöfer nach Übertragern gesucht. Vielleicht hat noch jemand einen Typ..


Gruß Volker

Volkerross schrieb:

hallo, danke für eure Anregungungen!!!!!!!!!!!!!! "Die letzten Klarheiten sind beseitigt" Ich werde jetzt anfangen die Bauteile zu besorgen und mit dem Basteln beginnen. Vorgesehen ist die Parallelschaltung von zwei EL 84 selectierte Ausführung und einer ECC 81, als Treiber, die beiden Trioden ebenfalls parallel geschaltet. Das ganze als Monoendstufe mit Netzteil im separaten Gehäuse und Gleichstromheizung, zeitverzögert ein/ausgeschaltet. Eine Anmerkung noch zum Übertrager. Welchen Übertrager kann ich nehmen?? Denke eine Ausführung mit 2k5 Ohm Primärwicklung wäre ok, oder?? Habe bis jetzt nur bei Firma Reinhöfer nach Übertragern gesucht. Vielleicht hat noch jemand einen Typ.. Gruß Volker

Servus Volker,

erstmal ein Datenblatt-Link zur EL84:

http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/010/e/EL84.pdf

In den ersten beiden "Operating Characteristic" Blöcken wird für einen Eintakt-A-Pentodenbetrieb ein Ra von 5.2[kOhm] bzw. 4.5[kOhm] angegeben, ohne daß sich in den sonstigen Daten recht viel an Veränderung tut - insofern liegst Du mit einem Ra von 2.5[kOhm] für zwei parallelgeschaltete EL84 sicher nicht verkehrt - sofern Du dafür sorgst, daß die sonstigen Betriebsbedingungen des Datenblatts für diesen Ra (natürlich bei Bedarf umgerechnet auf zwei EL84) eingehalten werden.

Der Ausgangsübertrager sieht jetzt natürlich doppelt soviel Ruhegleichstrom (nämlich 96[mA]) und muß auch die doppelte NF-Leistung (nämlich 12[W] bis zur untersten von Dir geplanten Frequenz) übertragen können - insofern wird der Kern deutlich größer wie bei einer einzelnen EL84 (weil das nämlich bei einem Eintaktübertrager ohne Luftspalt nicht abgeht). Gerd Reinhöfer baut ganz hervorragende Ausgangsübertrager - und für die Standard EL84-Pentodenschaltung (6[W], Ra = 5.2[kOhm]) hat er einen M65 Kern im Programm. Für Deine Zwecke wird die doppelte Kernleistung benötigt, also nehmen wir einen M74 Kern. Da gibt es bei Reinhöfer den Typ "53.06U" (7-fach verschachtelt, Ra = 2.4[kOhm], sekundär 4-8-16[Ohm], Preis: 65 Euro). Bei diesem Typ ist auch die Primärleerlaufinduktivität mit angegeben, nämlich ca. 12[H] bei ca. 100[mA] Ruhestrom.

Als Faustformel kann man nun sagen, daß der Wechselstromleerlaufwiderstand (Leerlaufblindwiderstand) der Primärwicklung bei der untersten zu übertragenden Frequenz mindestens das dreifache von Ra betragen sollte - also ca. 7.2[kOhm]. Nun rechnen wir mal die erforderliche Leerlaufinduktivität dieser Primärwicklung bei 40[Hz] aus:

L = X(L) / (2 * pi * f)

wobei gilt:

- X(L) = induktiver Blindwiderstand in [Ohm].
- pi = Kreiszahl pi (3.1415926).
- f = Frequenz in [Hz].
- L = Induktivität in [H].

Bei 40[Hz] und 7.2[kOhm] induktivem Leerlaufblindwiderstand erhalten wir also eine erforderliche Primärleerlaufinduktivität von ca. 28.6[H]. Da sind wir mit den 12[H] des obigen Übertragers doch ein bißchen daneben (auch wenn's mit dem durchaus auch mit Tiefbaß funktionieren kann - das hängt dann aber auch noch von anderen Schaltungsdetails wie z.B. der Gegenkopplung sowie von weiteren Übertragerdetails ab). Zur Sicherheit wählen wir Reinhöfers nächstdickeren Übertrager für Ra 2.4[kOhm] (Typ 53.02, Verschachtelung neunfach, Kern M102a, sekundär 8[Ohm], Preis 85 Euro). Dickerer Kern und mehr Draht - das läßt auf alle Fälle eine deutlich gesteigerte Primärleerlaufinduktivität erwarten (auch wenn diese für diesen Übertragertyp nicht spezifiziert ist) - hier ist auf alle Fälle mehr Tiefbaß zu erwarten.

Zur Schaltungsauslegung selbst: Wenn anhand von Rechnungen oder Messungen festliegt, wo die untere -3[dB] Frequenzgrenze des Ausgangsübertragers bei Vollaussteuerung liegt, dann sollte man durch die Auslegung der CR-Koppelglieder (die ja Hochpässe sind) zwischen den Verstärkerstufen dafür sorgen, daß die Endstufe keine wesentlichen Frequenzanteile unterhalb dieser Frequenzgrenze mehr sieht - sie muß sich sonst nur sinnlos (mit allen negativen Begleiterscheinungen wie Verzerrungen etc.) mit Signalfrequenzen "rumschlagen", die sie sowieso nicht mehr über den Übertrager "rüberbringt". An diesen Stellen richtig dimensionierte Bauelemente können helfen, einen insgesamt "dynamischeren" Verstärker zu erhalten, da sich die Endstufe nicht mit sinnlos in den Ausgangsübertrager "gepumpten" Strömen bei Frequenzen abmühen muß, welche dieser sowieso nicht übertragen kann (und welche dann die Qualität des gesamten Audiosignals zu dieser Zeit in Mitleidenschaft ziehen).

Das soll's mal für heute gewesen sein - halt' uns auf dem Laufenden, wie's mit Deinem Projekt weitergeht.


Grüße


Herbert

Einfach mal eien Frage:
Warum nicht eine Gegentaktstufe? Man könnte ja beispielsweise eine kathodengekopplete Endstufe bauen. Das gibt dann zwar auch nicht mehr Leistung als 2 Röhen Klasse A parallel, aber man könnte einen normalen Gegntaktübertrager verwenden, ohne Luftspalt und alles und braucht nicht noch eine zusätzliche Phasenkehrschaltung.
Wäre sicher nicht schlechter, billiger und etwas, was nicht jeder hat

richi44 schrieb:

Einfach mal eien Frage: Warum nicht eine Gegentaktstufe? Man könnte ja beispielsweise eine kathodengekopplete Endstufe bauen. Das gibt dann zwar auch nicht mehr Leistung als 2 Röhen Klasse A parallel, aber man könnte einen normalen Gegntaktübertrager verwenden, ohne Luftspalt und alles und braucht nicht noch eine zusätzliche Phasenkehrschaltung. Wäre sicher nicht schlechter, billiger und etwas, was nicht jeder hat ;)

Servus Richi,

für solche etwas extravaganten Lösungen hab' ich viel übrig...man verläßt die ausgetretenen Pfade....schön....

Grüße

Herbert

Das wär jetzt die Alternative mit einer Schaltung in Gegentakt mit möglichst wenig Bauteilen.

Primär handelt es sich um eine ganz normale Verstärkerschaltung, wobei der Kathodenwiderstand der Endröhren gemeinsam ist, nicht mit einem Elko überbrückt und noch etwas vergrössert wird durch Serieschaltung mit einem zweiten Widerstand.

Das Gitter der unteren Röhre könnte wechselspannungsmässig auf Masse liegen, weil die untere Röhre über die Kathode angesteuert wird. Durch die Ansteuerung der oberen Röhre ergibt sich ein sich ändernder Strom in der Kathode und damit eine sich ändernde Kathodenspannung. Diese sich ändernde Spannung steuert seinerseits die untere Röhre an. Je grösser der Kathodenwiderstand, desto besser ist die Ansteuerung.
Da aber dieser Kathodenwiderstand gleichzeitig den Arbeitspunkt bestimmt, wäre er in der vorliegenden Serieschaltung zu gross. Daher wird der jeweilige Gitterableitwiderstand nicht auf Masse geführt, sondern zwischen diese beiden Kathodenwiderstände gelegt.

Wäre die Endröhrenverstärkung unendlich, würde die Symmetrie der Ansteuerung optimal. Da dies aber nicht der Fall ist, wird mit den beiden Widerständen von den beiden Endröhren-Anoden ein Signal abgegriffen. Bei Symmetrie wäre dieses Null, je nach Pegelunterschied ergibt sich ein Signal, das mit dem Steuersignal der oberen Endröhre phasenmässig übereinstimmt, oder das gegenphasig ist.
Dieses zusätzliche Steuersignal wird auf das Gitter der unteren Röhre geleitet und führt dort je nach Stärke und Phasenlage zu einer Pegelanhebung oder Absenkung an dieser Röhre. Damit wird die Sysmmetrieweiter verbessert.

Vom Ausgang des Trafos erfolgt eine Gegenkopplung auf die Kathode der Vorröhre (berechnet auf eine Ausgangsimpedanz von 4 Ohm), um Frequenzgang und Klirr zu verbessern. Die Speisespannung sollte 250V betragen, der Raa des Trafos ist mindestens 8k. Die Schirmgitter können bei rund 20% angekoppelt werden.

C1 bestimmt im Wesentlichen die untere Grenzfrequenz (50Hz -1dB der ganzen Schaltung). C3 ist ebenfalls bestimmend, allerdings wird seine Wirkung durch die Gegenkopplung gemildert. C4 ist bewusst etwas grösser gewählt, das in diesem Betriebsfall Phasendrehungen unerwünscht wären.
C2 ist auf eine Dämpfung von 1dB bei 20kHz berechnet.
Die Ausgangsleistung dürfte bei etwa 10W liegen.

Als Bestückung ist eine ECC83 für beide Kanäle und je 2 EL84 vorgesehen.
Die Wahl fiel auf die ECC83, weil sie gegenüber normalen Schaltungen eine höhere Ausgangsspannung liefern muss (Abfälle an dem Kathodenwiderstand der Endröhren). Vergleiche der Kurven zeigt, dass ECC81 und ECC82 nicht in der Lage sind, diese Pegel mit genügender Klirrfreiheit und mit Verstärkungsreserve zu liefern. Denkbar wäre auch eine EF86 mit entsprechenden Schaltungsanpassungen.



Da der Bildspeicher wieder mal nicht weiter will, hier die Stückliste "handgeschrieben":
R1 100k log
R2 1M
R3 2,2k
R4 220k
R5 39k
R7 + R7 100k
R8 + R9 680k
R10 + R11 1k
R12 47 Ohm
R13 68 Ohm
R14 + R15 100 Ohm

C1 10n
C2 100p
C3 15n
C4 47n

Hallo, danke für die Ausführungen.

habe den Bauvorschlag erst mal studiert. Nicht schlecht!! Vielleicht beim zweiten Projekt. Werde bei meinem Plan mit den zwei parallelen Röhren bleiben und mich auf die Suche nach geeigneten Ubertragern machen. Die Berechnung der minimalen Induktivität hilft mir da weiter.

Gruß Volker

Richie - mal eine Frage zu Deinem Bauvorschlag. Warum hast Du hier keine Kathoden-Elkos eingezeichnet?
Die von Dir nachvollziehbar beschriebene Funktion, eines untechnisch ausgedrückt "Alterungsausgleichs" braucht man doch auch hier, denn die Röhren altern doch so oder so!
Kann man das Ganze auch mit einer 6L6 oder EL34 machen und welche Leistungen wären dann erzielbar?
Weloche Anpassungen müßte man vornehmen, um in die Größenordnung von 30 oder 50 W zu kommen.
Wäre eine spannende Frage für ein zukünftiges Projekt eines Gitarrenverstärkers in der Größen von 30 oder 50 W.

Grüße
Thomas

Das ist ja gerade der Trick an der Sache: Durch die Verkopplung der beiden Kathoden wird die untere Röhre nicht über das Gitter sondern über die Kathode angesteuert. Da dies nicht 100%ig symmetrisch erfolgt, ist das untere Gitter zusätzlich mit einer Spannung angesteuert, die aus den beiden Anoden-Wechselspannungen gebildet wird. Mit diesem zweiten Trick wird die Ansteuerung deutlich symmetrischer, was bei einer klirrarmen Endstufe sinnvoll ist.

Nachteilig ist allerdings, dass damit die Verstärkung deutlich abnimmt. Der gezeichnete Verstärker ist eigentlich für CDP gedacht, die so in der Grössenordnung von 2V liefern. Für Alle anderen Anwendungen ist eine zusätzliche Vorstufe erforderlich.

Natürlich könnte man diese Schaltung auch mit jeder beliebigen anderen Röhre aufbauen. Nur macht es irgendwann keinen Sinn mehr.
Angenommen, wir wollten sowas mit 2 KT88 bauen, dann bekämen wir so 30W auf die Beine, brauchten dazu aber eine höhere Btriebsspannung, weil ja am Kathodenwiderstand einiges abfällt. Dieser Widerstand müsste schon etliche Watt vertragen.
Weiter hätten wir noch höhere Verstärkungsverluste, sodass wir eine Röhre mit hoher Ausgangsspannung, also auch hoher Betriebsspannung einsetzen müssten, etwa eine 6SN7. Aber weil die Verstärkung immer noch nicht reicht, wäre dann eine EF86 davor nötig.

Wenn man also den Aufwand durchrechnet, dann kommt die Sache genau so teuer wie eine normale Schaltung, nur hat man weniger Leistung. Darum macht es in der Klasse oberhalb der EL84 keinen Sinn mehr.

Volkerross schrieb:

Hallo, danke für die Ausführungen. habe den Bauvorschlag erst mal studiert. Nicht schlecht!! Vielleicht beim zweiten Projekt. Werde bei meinem Plan mit den zwei parallelen Röhren bleiben und mich auf die Suche nach geeigneten Ubertragern machen. Die Berechnung der minimalen Induktivität hilft mir da weiter. Gruß Volker

Hallo,
und was ist daraus geworden..?
Im Netz gibt es ja nicht wirklich viel zu lesen über P-SE.

Gruß
Heiko

Richi44
gibt es zu einer solchen Schaltung auch eine Platine?
Gruß