Röhren KHV Schaltplan

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ToDesWurSchT
Hat sich gelöscht

#1 erstellt: 26. Jul 2014, 22:20

Hallo,

jetzt kommen bald die Sapphire Platinen an, an den Abenden habe ich jetzt über ein paar Monate immer mal wieder an einem Schaltplan für einen Röhren KHV gebastelt. Denke zwei sollte dann reichen.

Das ganze ist der hier:

Wheatfield Audio HA-1 Headphone Amp

Der Schaltplan (ohne Netzschalter etc.)

und hier das Layout, ich habe die Leiterbahnen ähnlich breit gestaltet um nicht rechnen zu müssen, das sollte aber kein Problem darstellen wenn man zu groß Dimensioniert oder ?
Ansonsten ist Kritik am Layout erwünscht.

was meint ihr, taugt der KHV was ?

[Beitrag von ToDesWurSchT am 26. Jul 2014, 22:22 bearbeitet]

DieterK1
Stammgast

#2 erstellt: 27. Jul 2014, 08:38

Kurz überflogen:
die Spannungen, die im originalen Schaltplan angegeben sind, stimmen nicht. Bei 250V sek. Kommen mehr als 155V aus dem Netzteil raus.

Die Verstärkung, 32dB werden angegeben, ist für einen KHV viel zu viel. Weniger bringt meist mehr.

Die Kathodenkondensatoren der Vorstufe kommen mir sehr groß dimensioniert vor.

Bei Parallelschaltung von Kondensatoren zur "Klangverbesserung" mal das Verhältnis 1:10 ausprobieren.

Wofür sind die 1MOhm Widerstände am Ausgang gedacht, die ergeben für mich wenig Sinn.

Die Bandbreite von 250kHz kann Nachteile bringen. sauberes Layout usw. Sind da wichtig. Eher würde ich die Bandbreite auf 100kHz begrenzen, da es dann einfacher Beherrschbar wird.

Rein rechnerisch bin ich die Schaltung jetzt nicht durchgegangen....

VG
Dieter

audiophilanthrop
Inventar

#3 erstellt: 27. Jul 2014, 16:19

DieterK1 (Beitrag #2) schrieb:

Die Verstärkung, 32dB werden angegeben, ist für einen KHV viel zu viel. Weniger bringt meist mehr.

Stümbt(R), aber die ist hier durch das µ der Eingangsröhre bestimmt. Rauscht wahrscheinlich ganz hübsch, trotz des schon recht anständigen Ia der Eingangsröhre. Mir wäre ehrlich gesagt ein Konzept mit zwei Verstärkerstufen lieber, dann könnte man eine Gegenkopplung drüberziehen und so Gain und Klirr kleinklopfen. Ohne EÜ und AÜ ist eigentlich auch nicht das wahre, und... aber da komme ich vom hundertsten ins tausendste. Ich sag mal so, es hat schon seinen Grund, warum das Gerät da mit dem ollen K240M zu 600 Ohm abgebildet ist.

DieterK1 (Beitrag #2) schrieb:

Wofür sind die 1MOhm Widerstände am Ausgang gedacht, die ergeben für mich wenig Sinn.

Diese Widerstände sind üblich, wenn Elkos zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit "gestapelt" werden müssen, damit sich die Spannung auch gleichmäßig aufteilt. Sonst ist das Mittenpotential nicht wirklich vorhersagbar.

[Beitrag von audiophilanthrop am 27. Jul 2014, 16:20 bearbeitet]

DieterK1
Stammgast

#4 erstellt: 27. Jul 2014, 21:41

Am Ausgang von OTL Kopfhörerverstärkern werden immer zwei Kondensatoren in Reihe eingesetzt die aber jeder für sich die Spannungsfestigkeit haben müssen. Dabei gehts darum falls ein Kondensator durchschlägt hält der zweite den Gleichspannungabfall vom Kopfhörer sicher ab. Von daher sind die 1MOhm Widerstände hier unnötig. Die Verrstärkung wird durch die Steilheit der Röhre bestimmt. Aber immer in Zusammenhang mit dem Anodenwiderstand. Auf Gegenkopplung sollte man immer wenn möglich verzichten. Gegenkopplung ist zwar manchmal hilfreich, bringt aber, durch die Phasenverschiebung jeder Stufe, auch Nachteile im Gesamtergebnis.

[Beitrag von DieterK1 am 27. Jul 2014, 21:41 bearbeitet]

ToDesWurSchT
Hat sich gelöscht

#5 erstellt: 28. Jul 2014, 12:13

Ja die Angaben des Trafos im Schaltplan kamen mir auch komisch vor, im Datenblatt des verwendeten Trafos werden diese Angaben gemacht,:
Sec. 6,3 V mit 2.1 A
Sec. 135 V mit 0.21 A
Das sollte etwas besser passen.

Aber, ich glaube ich habe verstanden.... der KHV ist warscheinlich nicht so das Wahre, vor allem, da ich einen 30Ohm Kopfhörer habe. Somit werde ich dass Projekt erstmal auf Eis legen und vieleicht kann mir ja ein Kumpel auf seiner USA Reise ein Bausatz für ein

Bijou mitbringen.

vielen Dank für die Hinweise. Fand es halt recht gut, dass die Schaltung ohne AU auskommt

GüntherGünther
Inventar

#6 erstellt: 06. Aug 2014, 17:08

Hallo,

DieterK1 (Beitrag #4) schrieb:

Die Verstärkung wird durch die Steilheit der Röhre bestimmt. Aber immer in Zusammenhang mit dem Anodenwiderstand.

ich will nicht päpstlicher als der Papst sein, aber die Steilheit bestimmt nicht die Verstärkung. Gerade Trioden für Längsregelung haben sehr hohe Steilheiten, aber nur Leerlaufverstärkungen um 5. Eine ECC83 beispielsweise hat nichtmal 5mA/V Steilheit, aber eine Leerlaufverstärkung von 100.

1 = Ri * (1/µ) * S

Zum Thema: Wenn Du Impedanzen bis 30R treiben willst, bleiben dir 2 Möglichkeiten: Entweder Du nimmst Dir eine niederohmige Längsregelröhre als Kathodenfolger (6336 z.B.) oder Du benutzt einen kleinen AÜ in Verbindung mit ECC82, ECC88, ECC99. Mit dem AÜ kannst Du ECHTEN Röhrenklang erreichen und hast zudem eine saubere Bandbreitenbegrenzung, außerdem ist dein Kopfhörer galvanisch von der Hochspannung der Röhren getrennt.

Grüße, Thomas

[Beitrag von GüntherGünther am 06. Aug 2014, 17:30 bearbeitet]

ToDesWurSchT
Hat sich gelöscht

#7 erstellt: 06. Aug 2014, 18:16

ich werde mich in naher Zukunft näher mit der Theorie was Röhrenverstärker anbelangt beschäftigen.
So wie ich das sehe werde ich erst einen Röhrenvorverstärker bauen und dann meinen Transistor KHV dahinter schalten. Warum das ohne AU geht werde ich mir anlesen müssen. Mir ist schon klar, dass Röhren eine hohe Spannung bei geringer Stromstärke ausgeben weshalb ein AU zwingend ist warum eine Vorstufe das nicht brauch... vielleicht weil der Verstärungsfaktor nur 2 ist ? Wie gesagt in ein paar Wochen werde ich die Bücher wälzen und dann kommt hier mehr und ich denke dann werde ich auch eher Fähig sein die Kommentare zu verarbeiten

DieterK1
Stammgast

#8 erstellt: 06. Aug 2014, 18:21

GüntherGünther (Beitrag #6) schrieb:

Hallo,

ich will nicht päpstlicher als der Papst sein, aber die Steilheit bestimmt nicht die Verstärkung. Gerade Trioden für Längsregelung haben sehr hohe Steilheiten, aber nur Leerlaufverstärkungen um 5. Eine ECC83 beispielsweise hat nichtmal 5mA/V Steilheit, aber eine Leerlaufverstärkung von 100.

1 = Ri * (1/µ) * S

Grüße, Thomas

In der Formel ist doch die Steilheit drin, oder?
Direkte Formel im übrigen V = Rk*S/(1+(Rk/Ri)+S*Rk) wobei Rk durch den Kathodenstrom und die gewünsche Gittervorspannung vorgegeben ist. S die Steilheit ist aus dem Datenblatt zu entnehmen.

[Beitrag von DieterK1 am 06. Aug 2014, 18:30 bearbeitet]

GüntherGünther
Inventar

#9 erstellt: 06. Aug 2014, 19:36

Hallo,

die Verstärkungsformel hat mit der Barkhausenschen Röhrenformel nichts zu tun.

Ein Beispiel: die Längsregelröhre 6336 hat eine Steilheit von 14mA/V bei einem Innenwiderstand von 222 Ohm.

Gemäß der Barkhausenschen Röhrenformel liegt die max. Verstärkung demnach bei gerade mal 3,1!

Die ECC83 hat eine Steilheit von gerade mal 1,25mA/V bei einem Ri von 80k. Dies ergibt laut Röhrenformel eine max. Verstärkung von 100!

Grüße, Thomas

DieterK1
Stammgast

#10 erstellt: 06. Aug 2014, 19:47

Das die Röhrenformel, in der von Dir angegebenen mathematisch gekürzten Form, mathematisch falsch ist weißt Du aber?

GüntherGünther
Inventar

#11 erstellt: 06. Aug 2014, 19:57

Hallo,

warum? Eigentlich besagt die Röhrenformel 1 = Ri * D * S und D = 1/µ, also passt doch alles.

Grüße, Thomas

DieterK1
Stammgast

#12 erstellt: 06. Aug 2014, 21:03

Die Bestimmung von S geht von einem Delta Ia/Ug bei konstantem Ua aus und die Bestimmung von D geht von einem Delta Ug/Ua bei konstanten Ia aus. Der Ri wiederum geht von einem Delta Ua/Ia bei konstanten Ug aus. Da alle drei Werte unter gegensätzlichen Bedingungen ermittelt werden ist die Barkhauser Röhrenformel so mathematisch nicht korrekt. Zudem geht die Formel von linearen Funktionen aus was sie aber nicht ist. Sie gilt näherungsweise immer nur an einem bestimmten Arbeitspunkt nicht für die generelle Berechnung der Röhre.

GüntherGünther
Inventar

#13 erstellt: 06. Aug 2014, 21:23

Hallo,

Das ist mir alles klar, aber dank CAS kann man sich den tatsächlichen Werten für einen bestimmten Arbeitspunkt schon sehr gut nähern.

Ich wollte jetzt keine mathematisch genauen Berechnungen durchführen, sondern Dir nur klar machen, dass die Verstärkung nicht mit der Steilheit steigt.

Ich bin auch nur Mathe-Grundkurs

In diesem Sinne,

Gute Nacht, Thomas

DieterK1
Stammgast

#14 erstellt: 07. Aug 2014, 11:13

Nochmal die Berechnung der Verstärkung in praktischer Form für die Triode:

Verstärkung= S*Ri*Ra/(Ri+Ra)

S -> Steilheit
Ri -> Innenwiderstand
Ra -> Anodenwiderstand

Statt mit der Steilheit kann ich auch mit dem Durchgriff rechnen. Die Beziehung zwischen Steilheit und Durchgriff zeigt die Röhrenformel von Barkhausen.
1=Ri*D*S

S -> Steilheit
D -> Durchgriff
Ri -> Innenwiderstand

GüntherGünther
Inventar

#15 erstellt: 07. Aug 2014, 12:33

Das ist mir alles bewusst, nur ist es nunmal so, dass die Steilheit nicht unbedingt mit der Verstärkung steigt. Der Ri spielt eine genauso große Rolle.
Die Diskussion läuft ins Leere, sinnlos hier weiter zu machen.

Grüße, Thomas

DieterK1
Stammgast

#16 erstellt: 07. Aug 2014, 18:35

Klar das die Steilheit nicht mit der Verstärkung steigt. Aber mit der Wahl des Arbeitspunktes und mit der Wahl des Anodenwiderstandes legt man nun mal die Verstärkung der Stufe fest. Dies wird deutlicher wenn man sich vom Thema Anodenspannung löst und die Anode mit Komstantstrom versorgt.

GüntherGünther
Inventar

#17 erstellt: 08. Aug 2014, 09:49

Hallo,

das war mir von vorn herein klar, Du hast die Behauptung aufgestellt.

Grüße, Thomas

DieterK1
Stammgast

#18 erstellt: 08. Aug 2014, 14:09

GüntherGünther (Beitrag #17) schrieb:

Hallo,

das war mir von vorn herein klar, Du hast die Behauptung aufgestellt.

Grüße, Thomas

Hallo Thomas,

dann hast Du anders gelesen als ich geschrieben habe. Meine Wenigkeit hat lediglich gesagt:

"Die Verstärkung wird durch die Steilheit der Röhre bestimmt. Aber immer in Zusammenhang mit dem Anodenwiderstand."

Die Steilheit ergibt sich aus dem gewähltem Arbeitspunkt und zusammen mit dem Anodenwiderstand kann ich die Verstärkung beeinflussen.

audiophilanthrop
Inventar

#19 erstellt: 08. Aug 2014, 20:17

DieterK1 (Beitrag #14) schrieb:

Nochmal die Berechnung der Verstärkung in praktischer Form für die Triode:

Verstärkung= S*Ri*Ra/(Ri+Ra)

Oder anschaulicher
A = S * (Ra||Ri)

Da liegen also Ra und Ri effektiv parallel, so daß A nie über S * Ri = µ hinauskommen kann. Man könnte diesen Effekt auch als eingebaute Gegenkopplung auffassen.

Beim Bipolartransistor ist das Pendant zu Ri i.d.R. viel höher und je nach Ausprägung des Early-Effekts auch mal deutlich variabel über der Ucb --> Nichtlinearität. (r_o = (Ua + Ucb) / Ic, mit Early-Spannung Ua.) Durch den höheren Ri hat die parallel liegende Rückwirkungskapazität Cob potentiell deutlich mehr zu melden (höhere Verstärkung --> Miller-Effekt!). Auch diese ist recht variabel (Kapazitätsdioden für die Abstimmung von Schwingkreisen basieren auf demseben Prinzip), weswegen für Anwendungen mit hohen Linearitätsanforderungen und großem Spannungshub am Emitter (Spannungsverstärker oder Transimpedanzstufe, z.B. VAS in typischen Leistungsverstärkerschaltungen) eine niedrige Cob wichtig ist.

Röhren gelten IMO zumindest zum Teil deswegen als gutmütig, weil sie eben nur maximal µ hergeben (mit allen damit verbundenen Nachteilen wie weniger "Luft" für GK). Das entschärft den Miller-Effekt potentiell deutlich. Da zusätzlich die parasitären Kapazitäten praktisch Vakuumkondensatoren sind, gibt es das Problem mit deren Nichtlinearität auch kaum - übliche Röhren und damit die Abstände ihrer Elemente sind i.d.R. so groß, daß die wirkenden elektrostatischen Kräfte kaum eine Rolle spielen. Dafür haben sie halt eine ganze Ecke mehr Spannungsrauschen in petto. Ein wirklich fairer Vergleich müßte wahrscheinlich auf Leistungsbasis erfolgen - wobei in der Praxis ja i.d.R. die Spannungspegel vorgegeben sind und zumindest in der NF kaum noch Übertrager (mitsamt ihrer Nichtlinearitäten) verwendet werden.

[Beitrag von audiophilanthrop am 08. Aug 2014, 20:25 bearbeitet]

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