Kopfhörerverstärker mit ECC81, 82 oder 83

Ich habe mehrere KHV als Röhre. So richtig gut läuft keiner mit KHs unter (ca.) 100 Ohm .

Wenn man genug sucht, dann ist das Thema Röhren KHV recht umfangreich.
https://www.google.d...oAQ&biw=1256&bih=938

Man sollte für sich erst mal die Frage beantworten was der Amp tun soll.

... So richtig gut läuft keiner mit KHs unter (ca.) 100 Ohm

Deshalb sollte ja auch ein Übertrager eingesetzt werden. Aus Sicherheitsgründen ist dieser sowieso notwendig.

Servus,

im Interesse eines halbwegs akzeptablen Frequenzgangs sollte das Übersetzungsverhältnis des Ausgangsübertragers so gering wie möglich ausfallen (Minimierung der Streukapazität). Das erfordert einen möglichst niedrigen Innenwiderstand der Endstufe - damit ist die ECC83 als Endröhre aus dem Rennen. ECC81 und ECC82 erscheinen beide als Endröhre(n) denkbar, wobei ich der ECC82 wegen ihres deutlich geringeren Innenwiderstandes und ihrer etwas größeren zulässigen Maximalverlustleistung den Vorzug geben würde.

Als Endstufenschaltung würde ich persönlich eine SRPP wählen (ich hab' mit ordentlich dimensionierten SRPP-Stufen durchweg gute Erfahrungen), die mit einem hinreichend großen Folienkondensator (Daumenpeilung ohne Rechnung: irgendwas in der Gegend von 25[µF] sollte da ausreichen) an den Ausgangsübertrager angekoppelt wird, damit der Ausgangsübertrager unter allen Betriebsbedingungen garantiert gleichspannungsfrei ist. Die U(kf) der ECC82 (von der ich beide Systeme für die SRPP verwenden würde) ist selbst bei 250[V]....300[V] Betriebsspannung (die ich wählen würde) mit 180[V] ausreichend bemessen --> ich persönlich würde den Heizfaden (per Spannungsteiler aus der Anodenspannungsversorgung) zumindest versuchsweise potentialmäßig auf +75[V] stellen - dann ist er von beiden Kathoden im Ruhezustand etwa gleich weit weg.

Als Ausgangsübertrager würde ich den 53.41 von Reinhöfer verwenden (EUR 28,-- / Stück, Kern M42, Z-prim 16[kOhm], Z-sek 8[Ohm], 50% Anzapf vorhanden). Auf der 8[Ohm] Seite würde ich als Grundlast einen 16[Ohm] Widerstand anhängen - dann ist der Verstärker leerlaufsicher und die Lastvariation bei den unterschiedlichsten Kopfhörerimpedanzen von 32[Ohm] bis 2[kOhm] recht gering, was für einen stabilen Betrieb einer SRPP-Stufe sicher von Vorteil ist.

Kathodenwiderstände für jede der beiden SRPP-Triodensysteme: je 470[Ohm], Gitterserienwiderstand (Schwingschutz) für jedes der beiden SRPP-Triodensysteme: 1[kOhm]. Ob man den unteren Kathodenwiderstand mit einem Elko überbrückt, hängt von den Anforderungen an die Spannungsverstärkung ab - die SRPP Stufe selbst (ohne Berücksichtigung des Ausgangsübertragers) macht ohne Kathodenelko eine ca. 7-fache Verstärkung (also ca. 17[dB]) - mit Kathodenelko (100µF reichen hier für eine untere -3[dB] Grenzfrequenz dieser RC-Kombination von ca. 4[Hz] völlig aus) steigt die Verstärkung auf ca. 11-fach (also auf ca. 21[dB]) an.

Der Ausgangs-Innenwiderstand dieser vorbeschriebenen SRPP-Stufe liegt irgendwo in der Gegend von 3[kOhm], so daß man auch mit dem 50%-Primäranzapf des Ausgangsübertragers (Z = ca. 4[kOhm]) experimentieren lann. Dann sind höhere Verzerrungen, aber auch ein Mehr an Ausgangsleistung zu erwarten.

Wenn man noch eine ECC81 (ein System pro Kanal) als Vorverstärker davorhängt, dann kann man den Verstärker über den Ausgangsübertrager gegenkoppeln, was in geringeren Verzerrungen und einem niedrigeren Innenwiderstand resultiert. Damit benötigt man dann für den ganzen Kopfhörerverstärker drei Röhren. Bei höheren Anforderungen an die Spannungsverstärkung / den Gegenkopplungsgrad kann man hier statt der ECC81 natürlich auch eine ECC83 einsetzen.

Die zu erwartende Ausgangsleistung dieser Schaltung dürfte im Bereich von ein paar hundert Milliwatt liegen, was für jeden auch noch so unempfindlichen Kopfhörer zur Erzeugung gehörschädigender Schallpegel dick ausreichen sollte.

Grüße

Herbert

@pragmatiker: Vielen Dank für dein ausführlich dargestelltes Konzept.
Warum auch PCL86 oder EL84 nehmen und ordentlich Wärme erzeugen, wenn man nur einige hundert Milliwatt an Leistung benötigt.

Gruß 8bitrisc

Da kommt jetzt gleich noch ein Beitrag mit zwei Schaltbildern - dauert noch ein paar Minuten.

Hallo,

Da kommt jetzt gleich noch ein Beitrag mit zwei Schaltbildern - dauert noch ein paar Minuten.

Die paar Minuten sind aber schon vorbei....

Servus 8bitRisc, servus Volker,

E130L schrieb:

Hallo, Da kommt jetzt gleich noch ein Beitrag mit zwei Schaltbildern - dauert noch ein paar Minuten. Die paar Minuten sind aber schon vorbei.... :hail

Gemach, gemach - manche Dinge dauern (leider) länger als man glaubt.....

8bitRisc schrieb:

Warum auch PCL86 oder EL84 nehmen und ordentlich Wärme erzeugen, wenn man nur einige hundert Milliwatt an Leistung benötigt

tja, so denkt und hofft man optimistisch, solange man noch über den Daumen peilt (auch ich!) - doch die etwas fundiertere Realität sieht dann leider doch deutlich anders aus. Der Reihe nach:

Ich hab' mir Dein Thema jetzt nochmal näher angesehen - und zunächst für die oben im Text in meinem ersten Beitrag zu diesem Thema näher beschriebene ECC82 SRPP-Endstufenversion ein Schaltbildfragment skizziert (und natürlich auch rechnerisch betrachtet):



In höherauflösend: http://666kb.com/i/cg0n5nhok635wwhx0.gif

Und was man da recht deutlich sieht (und was man als Optimist zunächst einfach nicht wahrhaben will): Kleinsignalröhren sind nun mal Kleinsignalröhren und keine (Klein)Leistungsröhren - braucht man (wenn auch wenig) Leistung, ist man mit Kleinleistungsröhren besser bedient:

• Die ECC82 ist - für Endstufenzwecke - nicht sehr stromergiebig. Hierdurch benötigt man Ausgangsübertrager mit relativ hoher Primärimpedanz. Da die Sekundärimpedanz (durch die heutzutage ja häufig sehr niederohmigen Kopfhörer) mehr oder weniger festliegt, folgt daraus ein entsprechend hohes Spannungsübersetzungs- (oder -untersetzungs- , je nachdem, von welcher Seite man es sieht) verhältnis.
  
• Damit braucht es auf der Primärseite des Ausgangsübertragers "knackige" Pegel, damit sich auf der (niederohmigen) Sekundärseite "was rührt".
  
• Hier schlägt nun das geringe "µ" (also die sehr überschaubare Spannungsverstärkung) der ECC82 in Kombination mit Arbeitspunktgesichtspunkten für halbwegs niederohmigen und verzerrungsarmen (Leistungs-)betrieb zu: Weiter als auf bis ca. -0.5[V] an 0[V] heran (und das ist schon recht optimistisch) kann man das Steuergitter der ECC82 nicht aussteuern - ansonsten fängt Gitterstrom zu fließen an, der speziell in Verbindung mit hochohmigen, hochverstärkenden Vorstufen vom Schlage einer ECC83 zu gräßlichen und massiven (Gitter-Gleichrichter)Verzerrungen führt.
  
• Bei einem Arbeitspunkt mit -3.8[V] Gittervorspannung der ECC82 liegt dadurch bereits von der Eingangsseite der maximale Aussteuerbereich fest: 2 * (3.8[V] - 0.5[V]) = 6.6[Vss] (= 2.33[Veff]) - das ist das, was am Steuergitter des unteren Triodensystems der ECC82 maximalst anliegen darf.
  
• Multipliziert mit der (bedingt durch das geringe "µ" dieser Röhre) recht geringen Spannungsverstärkung der SRPP-Stufe kommt dann an der (hochohmigen) Primärwicklung des Ausgangsübertragers ein Maximalspannungspegel von 73[Vss] an.
  
• Diese 73[Vss] entsprechen bei der 100%-Primäranzapfung "16[kOhm]" einer maximalen, verzerrungsarmen Primärleistung von ca. 42[mW] und bei der 50% Primäranzapfung "4[kOhm]" einer maximalen, verzerrungsarmen Primärleistung von ca. 166[mW].
  
• Von dieser Leistung bleibt noch ein Teil in dem (weiter oben beschriebenen) Grundlastwiderstand (und ein weiterer Teil im Wirkungsgrad des Ausgangsübertragers) hängen, so daß für den Kopfhörer selbst (bei optimaler Anpassung auf der Sekundärseite, was in den allerseltensten Fällen gegeben sein dürfte) eine Vollaussteuerungsleistung von deutlichst weniger als 100[mW] übrig bleibt.
  
• Zur Vollständigkeit: Der ECC82-Entwurf benötigt ein sehr gut gesiebtes Anodenspannungsnetzteil von +300[V], welches für eine Stereoausführung mit einer ECC83 als Vorstufenröhre mit 30[mA] dauerbelastbar ist. Die Wechselspannungs-Heizspannungsversorgung für 2 * ECC82 und 1 * ECC83 ist mit 12.6[V] / 450[mA] Dauerbelastbarkeit auszulegen - die erforderliche, nutzbare Sekundärdauerleistung des Netzteils liegt also bei ca. 15[W].
  

Diese (eigentlich klaren Zusammenhänge) führten zur "Abwahl" der ECC82 und zur Auswahl einer neuen Endröhre für die SRPP-Stufe - einer Röhre, die den Namen "Kleinleistungsröhre" auch verdient. Naheliegend wäre hier zunächst einmal der Einsatz einer E182CC oder einer ECC99 - aaaber: Die E182CC ist praktisch nicht mehr beschaffbar (und wenn, dann zu horrenden Preisen) und die ECC99 ist ein Single-Source-Sondertyp, den es in Neufertigung (hier gibt es keine NOS-Röhren) nur von JJ und von keinem anderen Hersteller gibt. Zur Qualität und Standfestigkeit von JJ Röhren war in den letzten Jahren im Internet ein breites Spektrum von Meinungen und Erfahrungen zu lesen, die einen durchaus in's Grübeln bringen können - und so richtig billig ist die ECC99 auch nicht (kann sie als Neufertigungsröhre auch nicht sein, weil damit ja - sehr berechtigterweise - Geld verdient werden soll). Nach etwas Recherche fiel die Wahl deswegen auf die sowjetische "6N6P" - eine Röhre, die als Militärrohr (mit der entsprechenden militärischen Qualität) in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts in Riesenstückzahlen in der ehemaligen Sowjetunion gefertigt wurde und dementsprechend auch heute noch als NOS-Ware in signifikanten Stückzahlen für vernünftiges Geld zu erhalten ist. Wesentliche Daten sind im Datenblatt inklusive der entsprechenden Toleranzen genau spezifiziert - etwas, was man nicht von allen westlichen Röhren der damaligen Zeit behaupten kann: http://frank.pocnet.net/sheets/113/6/6N6P.pdf . Wichtig: Es geht um die klassische 6N6P - die Impulsröhrenvarianten dieser Röhre, die 6N6PI heißen, sind für unsere Zwecke nicht brauchbar. Die 6N6P geht als NOS-Ware nach kurzer Recherche im Internet - je nach Bezugsquelle - für EUR 3,-- bis EUR 8,-- pro Stück (ohne Versandkosten) her.

Obige Schaltung wurde nun für den Betrieb mit der 6N6P umgearbeitet:



In höherauflösend: http://666kb.com/i/cg0n6r9hxsln0pfhw.gif

Hier sehen die Verhältnisse nun deutlich besser aus:

• Es ist ein anderer, mit leicht tiefer liegender Gittervorspannung versehener Arbeitspunkt wählbar --> größere Eingangsaussteuerbarkeit ohne Gitterstromeinsatz.
  
• Die Spannungsverstärkung der 6N6P ist leicht größer als die der ECC82.
  
• Durch die erheblich größere Stromlieferfähigkeit der 6N6P gegenüber der ECC82 ist es möglich, einen Ausgangsübertrager mit deutlich geringerer Primärimpedanz auszuwählen - auch hier ist der Ausgangsübertrager ein (anderer) EUR 28,-- Typ von Reinhöfer - schließlich soll das Projekt ja kostenmäßig nicht durch die Decke gehen.
  
• Damit erhält man jetzt eine maximale Primärleistung von ca. 820[mW] (bei Verwendung der 50% Primärwicklung - also der 2.25[kOhm] Primärimpedanz) - das paßt sehr gut zur maximalen Kernleistung des Ausgangsübertragers von 1[W].
  
• Mit der 50% Primärwicklung des Ausgangsübertragers kommen an der Sekundärwicklung bei Vollaussteuerung ca. 2.56[Veff] an. Der 39[Ohm] Grundlastwiderstand schluckt hierbei von der verfügbaren Maximalausgangsleistung ca. 170[mW].
  
• Nehmen wir jetzt mal einen gut verbreiteten Beispielkopfhörer, den AKG K271: Nennimpedanz 55[Ohm], Kennschalldruck 104[dB/V], Nennbelastbarkeit 200[mW] (= 3.317[Veff] in 55[Ohm]).
  
• Mit den oben genannten 2.56[Veff] Vollaussteuerungspegel können wir bei diesem Kopfhörer einen Schalldruck von ca. 112[dB] erzeugen - das ist bereits ein beträchtlicher Radau (und zwar bei einem niederohmigen Hörer).
  
• Diese 2.56[Veff] entsprechen ca. 120[mW] - das ist bereits mehr als 50% der Nennbelastbarkeit dieses Kopfhörers.
  
• Zusammen mit dem Grundlastwiderstand entnimmt dieser Kopfhörer dem Verstärker eine Vollaussteuerungsleistung von ca. 300[mW] - das ist noch weit von den maximalen ca. 800[mW] (die mit niederohmigeren Kopfhörern gehen würden) weg --> Reserven sind da.
  
• Bedingt durch die - verglichen mit der ECC82 Variante - ca. 4[dB] größere "über-alles-Spannungsverstärkung" der Endstufe (soweit man hier von Verstärkung reden kann; "Ent"stärkung wäre wohl der passendere Begriff) steht für die Vorstufe eine 4[dB] Verstärkungsreserve zur Verfügung, die entweder für eine straffere Gegenkopplung oder für eine geringere Verstärkung der Vorstufe genutzt werden kann.
  
• Zur Vollständigkeit: Der 6N6P-Entwurf benötigt ein sehr gut gesiebtes Anodenspannungsnetzteil von +300[V], welches für eine Stereoausführung mit einer ECC83 als Vorstufenröhre mit 50[mA] dauerbelastbar sein muß. Die Wechselspannungs-Heizspannungsversorgung für 2 * 6N6P und 1 * ECC83 ist mit 6.3[V] / 1.42[A] Dauerbelastbarkeit auszulegen - die erforderliche, nutzbare Sekundärdauerleistung des Netzteils liegt also bei ca. 24[W].
  

Ein paar Worte noch zu dem Koppelkondensator C3 vor dem Ausgangsübertrager in beiden Schaltungsversionen: Natürlich könnte man auch eine Eintaktendstufe mit entsprechender Röhre und Gleichstromvorbelastung des Ausgangsübertragers "zaubern". Nur: bei den infrage kommenden Leistungen sind die Kerne so klein (und die erforderlichen Primärleerlaufinduktivitäten für saubere Tiefbaßwiedergabe so hoch) , daß auch für Tiefstbaß korrekt dimensionierte Luftspalte hier kontraproduktiv wirken --> deswegen Gegentakt (SRPP) mit Koppelkondensator, weil da der Ausgangsübertrager garantiert keinerlei Gleichstromvorbelastung sieht - egal wie mies die beiden Triodensysteme gepaart sein mögen. Und seit es für die industrielle Automatisierungstechnik hochvoltfeste Folienkondensatoren mit hoher Stromtragfähigkeit und vielen, vielen -zig Mikrofarad Kapazität für sehr erträgliches Geld (in unseren Beispielen: < EUR 4,--) gibt, hat das Thema dieses Koppelkondensators auch seine Schrecken verloren. Außerdem wandle ich ungern auf komplett ausgetretenen schaltungstechnischen Pfaden - und SRPP in Endstufen ist nicht so häufig (und wird von mir auch für sehr viel größere Leistungen ohne Probleme und mit sehr guten meßtechnischen Daten eingesetzt).

Ich hoffe, mit diesen Zeilen kann man halbwegs was anzufangen.

Grüße

Herbert

Hallo Herbert,

die 6N6P SRPP-Schaltung wird mit einer Last von 4,5 oder gar 9K + Rc von 20µF nicht als echte SRPP funktionieren. Mit folgender Näherungsformel:

RLopt = (µ x RK – RK – Ri) / 2; also (22 x 280 – 280 – 1,8) / 2 ergibt sich eine optimale Last von höchstens 2,9K!

In der Praxis liegt dieser errechnete Wert immer noch etwas tiefer, ich vermute mal bei etwa 2,5 – 2,7K. Parallel zum AÜ würde ich noch einen Trimmer zum exakten Abgleich der SRPP vorsehen.

Auch sollte C2 weggelassen werden. Dadurch sinkt die Verstärkung etwas, dies ist aber nötig um die Röhren in einen sauberen PP-Betrieb zu zwingen.

Wenn man die obige Formel umstellt, dann kann man auch die Größe der beiden Rks für 4,5K/9K- RLopt berechnen. Dadurch verschiebt sich natürlich der AP der 6N6P und ob der dann noch „optimal“ ist, das muss man überprüfen.

Nachtrag: Ich sehe gerade Du hast ja in der Schaltung einen Shunt von 33R am Sekundärausgang vorgesehen, damit kommst Du mit einem 100R Kopfhörer und 9000/80 tatsächlich auf ein Last von etwa 2,7K! Dieser R6 ist mir vorhin total entgangen.

Besten Gruß
Sigi

Servus Sigi,

sidolf schrieb:

Dieser R6 ist mir vorhin total entgangen

.....jaja, diese Grundlast sitzt da aus gutem Grund....

und beste Grüße

Herbert

Jetzt denke ich gerade doch über ein PCL/ECL86 Konzept nach.
Ich habe hier noch ein altes SABA Stereo Röhrenradio Typ Konstanz E rumliegen, welches nicht mehr richtig funktioniert. Kann man die Übertrager (für ECL86) evtl. für einen Kopfhörerverstärker verwenden ?? Wahrscheinlich haben die keinen brauchbaren Frequenzgang.

Hallo

Der legendäre Sennheiser Orpheus Kopfhörerverstärker wurde auch mit ECL 86 ausgerüstet. Wie auch so viele andere Röhrenvorstufen die von Gerhard Haas entwickelt wurden. Und PCL 86 gibst ja auch wirklich günstig

schönen Abend
Carsten

Servus zusammen,

Fan_großer_Schwingspulen (Beitrag #13) schrieb:

Der legendäre Sennheiser Orpheus Kopfhörerverstärker wurde auch mit ECL 86 ausgerüstet. Wie auch so viele andere Röhrenvorstufen die von Gerhard Haas entwickelt wurden. Und PCL 86 gibst ja auch wirklich günstig.

Mit dem Wort "legendär" wäre ich sehr vorsichtig (das ist keine sachlich / technische Kategorie)......und die mediale Präsenz von Herrn Haas sollte nicht dazu verleiten, die Konzepte anderer Entwickler, die vielleicht etwas mehr im Verborgenen arbeiten, außen vor zu lassen.....es soll dem Vernehmen nach durchaus auch andere Leute geben, die dieses Handwerk mindestens genauso gut beherrschen.....z.B:

http://www.pmillett.com/Jonokuchi.htm
http://www.pmillett.com/ecc99_srpp_headphone_amp.htm
http://www.hagtech.com/castanet.html
http://diyaudioprojects.com/Tubes/6DJ8-Tube-Headphone-Amp/
http://www.head-fi.org/t/629661/lightbox/post/8746418/id/693173

Fan_großer_Schwingspulen (Beitrag #13) schrieb:

Und PCL 86 gibst ja auch wirklich günstig

Ja klar, logisch. Und das (wegen des - relativ zu einer Triode identischer Leistungsdaten - größeren Innenwiderstandes der Pentode) erforderliche, größere Übersetzungsverhältnis des Ausgangsübertragers macht ja auch überhaupt keine Probleme bei der Welligkeit und beim frühzeitigen Abfall des Höhenfrequenzgangs (Stichwort: Resonanzspitze), beim Tiefgang des Basses (Stichwort: Primärleerlaufinduktivität) usw. Natürlich kann man die enorme Spannungsverstärkung der Pentode dann voll in eine gewaltige Gegenkopplung stecken - um dann (je nach Ausgangsübertrager - je billiger, desto "besser") die eine oder andere unerfreuliche Stabilitätsüberraschung vom Verstärker präsentiert zu bekommen......im "Idealfall" noch abhängig vom Kopfhörertyp und der Hörlautstärke - tolle Sache, das.

Im Threadtitel und im Eingangsbeitrag war dediziert und ausschließlich von Kleinleistungs-Doppeltrioden die Rede:

Der Threadtitel schrieb:

Kopfhörerverstärker mit ECC81, 82 oder 83

8bitRisc schrieb:

Ich stelle mir die Frage, ob es möglich ist auch mit den etablierten Vorstufenröhren ECC81-83 einen brauchbaren kompakten Kopfhörerverstärker zu bauen ? Hierzu ist sicherlich ein Ausgangsübertrager notwendig, da heutige Kopfhörer wie z.B. mein AKG-K701 recht niederohmig sind.

Und genau auf diese Anforderung hab' ich mich auch bezogen und äußerst umfangreich dazu geantwortet - insofern bin ich über den (von mir durchaus als massiv empfundenen) Schwenk hin zu kostenoptimierten Leistungs-Eintakt-Pentodenschaltungen (mit gebrauchten Low-cost-Ausgangsübertragern aus Schlacht-Radios) jetzt doch etwas erstaunt und verwundert.....und: ich selbst werde mich da auch an der Diskussion nicht mehr beteiligen, weil ich keine Lust habe, da auch nochmal Zeit reinzustecken und zum Schluß heißt's dann vielleicht: "Ooooch nöööö, jetzt wird's dann doch ein Transistorverstärker"....oder so.

Grüße

Herbert

Lieber Herbert

Ich hatte mit meinem Röhrenlaienwissen aus nur auf die Frage meines Vorredners geantwortet und wollte Dir in keinster Weise irgent etwas vormachen. Hatte die PCL 86 nur im Vergleich zur ECL 86 als günstig bezeichnet. Letztere ist in meiner Vorstufe von Gerhard Haas verbaut und wirklich heftig teuer. Nichtmal BTB hat noch welche im Angebot.

Und ich finde es wirklich Wahnsinn mit welcher Mühe und Leidenschaft Du hier immer stets antwortest. Großen Respekt und ein Dankeschön von meiner Seite. Wirklich .

macht euch keinen Streß und liebe Grüße

Carsten

Hallo,
bzgl. der Sache mit den Lowcostübertragern aus alten Schlachtradios wollte ich hier niemanden verärgern. Ich werde mich diesbzgl. mal schlau machen und dann solche Fragen nicht mehr stellen.

Gruß 8bitrisc