Subwoofer- Weiche mit Röhren

Moin,

noch ein Versuch, vielleicht verständlicher gestaltet:

1. Schaltung (Tiefpass):
Eine Schaltung mit 2 Röhrensystemen (Trioden) an ca 60V Betriebsspannung soll mit etwa 12 dB Flankensteilheit bei 40 Hertz in der Verstärkung abfallen.
(Verstärkung von 10 Hertz bis 40 Hertz ca 10fach)

2.Schaltung (Hochpass):
Soll bei 240 Hertz mit einer Flankensteilhet von ca 12 dB abfallen.
(zwischen 240 Hertz und 20kHz und höher, Verst. ca. 10fach)

3.Schaltung (einstellbarer Hoch- oder Tiefpass)
Die Schaltung soll sich im Bereich von 40-240Hz als Tief- oder Hochpass einstellen lassen.

Vielleicht ist es so etwas übersichtlicher.

Mir würde es schon helfen, wenn ich eine Möglichkeit der Beschaltung erfahren könnte.
(Gegenkopplung oder Mischung aus passiver und aktiver "Entzerrung")

Auch "halbgare" Ideen sind selbstverständlich willkommen.
(meine ist ja auch eine)

Vielen Dank schonmal im Voraus.
(auch fürs Lesen)


Gruss, Jens

Generell mal: Die Problematik ist, dass Du eigentlich Hoch- und Tiefton auf die selbe Frequenz einstellen musst. Per Handeinstellung (Potmeter) für jeden Bereich getrennt lässt es sich nicht vermeiden, dass es zu Überhöhungen oder Einbrüchen kommt.

Eine Alternative ist der Einsatz von Festfrequenzen mit einem Schalter. Da ist ein Abgleich möglich.

Es wird also auf eine recht komplexe Filterei hinaus laufen.
Und jetzt kommt die Problematik mit den Röhren:
Wenn man ein normales 12dB-Filter mit OPV baut, so hat man in der Signalzuführung z.B. zwei RC-Tiefpässe. Diese lassen sich berechnen und man kann unterschiedliche Charakteristiken wählen (etwa Butterworth). Voraussetzung ist, dass die R- und C-Werte eingehalten werden. Und dies bedeutet, dss die Schaltung niederohmig angesteuert wird, also am Eingang erst ein OPV als Impedanzwandler, und dass das rückgeführte Signal ebenfalls niederohmig ist. Diese Forderung lässt sich mit OPV leicht erfüllen. Verwenden wir aber Röhren, müssen wir am Eingang irgend einen Impedanzwandler einsetzen, um den Ri dieser ersten Stufe möglichst tief zu halten.
Nun ist zwar der Ri eines Kathodenfolgers relativ tief, aber mit der Belastung der Stufe steigt deren Klirr stark an. Und relativ tief bedeutet nicht NULL, sondern irgend was. Und dieses Irgendwas müssen wir in die Rechnung übernehmen. Und dieses Irgendwas ist z.B. röhren-alterungsabhängig. Und der Ri der Röhre ändert sich nicht nur mit dem Alter, sondern auch mit der Betriebsspannung.
Du müsstest also mit recht viel Aufwand eine Schaltung aufbauen und durchmessen.

Ich würde mal folgendes vorschlagen:



Als Basis dient ein Linkwitz-Filter. Dieses ist zwar im Ansatz weniger steil (der Übergang vom linearen Teil in die Absenkung ist flacher), hat dafür aber zwei identische RC-Glieder, was den Einsatz von Potis möglich macht. Hier ein Tiefpass und vorgeschaltet der 10fach-Verstärker mit Kathodenfolger-Ausgang. Am Pfeil-Ausgang kannst Du einen Direktausgang und einen Hochpass anschliessen. Du kannst den Hochpass-Ausgang aber auch aus einer Addition (phasengedreht) aus Linear und Tiefpass herstellen. Durch die Phasendrehung EINES Signals entsteht eine Subtraktion, sodass automatisch die eingestellte Tiefpassfrequenz auch für den Hochpass übernommen wird.

Die ganzen Berechnungen rund um die Röhren habe ich nicht vorgenommen, denn das hängt von den Röhren und der Betriebsspannung ab. Ob es Sinn macht, tatsächlich mit 60V zu fahren, wage ich zu bezweifeln.
Und bei den Filter-RC habe ich bewusst hohe Widerstandswerte gewählt, um den Einfluss der Kathodenfolger-Ri möglichst gering zu halten.

Hi,

ich würde mir den Aufwand sparen und einfach zwischen zwei Pufferstufen eine passive Schaltung (mit Spulen) legen - das dann in den Vorverstärker integriert, fertig... Also so, wie es beispielsweise Holger Stein zeitweise angeboten hatte.

Tschüssken, der Wladi

Das Problem ist nicht, ob die Weiche mit Spulen aufgebaut wird, sondern der Wunsch nach Röhren. Mit OPV wäre das Ganze ein kleines Projektchen und "mit links" zu lösen, ohne grosse Kosten. Mit Röhren aber wird es doch recht aufwändig.
Und ob Spulen oder RC, also passiv oder aktiv macht den Kohl nicht fett, nur ist mit Spulen eine kontinuierliche Abstimmung nicht so einfach zu lösen.
Und wenn man das Ganze mit Röhren bauen will, so darf man nicht vergessen, dass man dann recht hochohmig arbeiten muss. Folglich bekommt man (bei einem Xl von rund 30k und einer Frequenz von 40Hz ) Induktivitäten im Bereich um 120H und eine Kapazität von etwa 0,13 Mikrofarad. So ein L ist nicht so leicht zu bekommen und abstimmen lässt sich so ein C eh nicht durchgehend.

Moin Richi,

vielen Dank für deine Schaltung und die Mühe damit.
(natürlich auch für den Text)

Der Grund, warum es mit ca 60V laufen muss, ist der, dass das Ding in einem Autoverstärker (ca +-30V Schaltnetzteil) laufen soll.
(ich finde die Idee auch nicht sooo sinnvoll)

Anfangs sollte es nur eine einfache Verstärkerstufe werden, dann erweiterte es sich plötzlich auf diese Geschichte.

Ersteres wäre simpel gewesen, dies hier ist mit 2 Systemen je Kanal also eher nicht lösbar.

Auf jeden Fall sind die Schaltung und deren Beschreibung schon mal super!

Ich weiss so schon mal, wie das Ganze machbar wäre.

Da werde ich mal Rücksprache mit dem "Auftraggeber" halten, ob es nicht sinnvoller wäre,
die Weichengeschichte mit OPs zu belassen und die Röhrenschaltung nur als zusätzliche Möglichkeit schaltbar zu machen.
(evtl. den Ausgangs- OP zu ersetzen, habe davon aber bisher weder Schaltung noch das Gerät)

Auf jeden Fall noch mal ganz herzlichen Dank, ich halte dich/euch auf dem laufenden.

Gruss, Jens

Einfach mal generell:
Der "Röhrenklang" eines Verstärkers hängt sehr stark von der Röhre ab. Wenn die Kennlinien krumm sind, gibt es den Röhrenklang, wenn sie gerade sind nicht. Dann spielt weiter die Schaltung eine Rolle. Wenn man auf niedrige Impedanzen angewiesen ist wie hier, braucht es Gegenkopplung und damit ist der Röhrenklang dahin. Und schliesslich ist der Röhrenklang in der Praxis die Folge des Ausgangstrafos und weniger der Röhren. Hier haben wir keinen Ausgangstrafo, also ist bei der vorliegenden Schaltung kaum sowas wie Röhrenklang zu erwarten.
Und ob sowas im Auto überhaupt zum Tragen kommt, ist eine ganz andere Geschichte.

Und das Haupt-Kriterium: Fürs Auto sollte man Röhren verwenden, die mikrofoniefrei sind. Ich habe nun bei der Sovjet-Röhre nicht nachgeschaut, sondern ich weise einfach mal generell darauf hin. Unter den Bedingungen von Erschütterung muss die Röhre dies auch nach Jahren "geschlotter" noch klingelfrei tun. Da setz ich einfach mal ein dickes ?

Wenn es nur um den Röhrenklang geht, kann man sich prima mit der ECC82 behelfen. Die läuft mit 12V Anodenspannung; die selbe Spannung kann auch gleich für den Ofen benutzt werden. Takamine (Gitarrenhersteller) verbaut die in ihren Klampfen; da läuft die sogar an nur 6V. Weil die ECC mit diesen Spannungen sauber neben der gesunden Kennlinie läuft, ist Röhrenklang fast garantiert. Auch viele Studiogeräte mit Röhrensound arbeiten so. Zum Beispiel mein TC02 von SM Pro Audio.

Meine Standardschaltung geht so: Mit 0,47µ einkoppeln, 220K vom Gitter auf Masse, von der Kathode 1k auf Masse, Anodenwiderstand 10k, mit 1µ auskoppeln. Die Ub für Anode und Heizung ist 12,6V. Der Quark ist gut für etwa +6dB.

Moin Richi,

ich bin von der Aufgabenstellung auch eher weniger begeistert.

Einfach mal so aus Spass eine Röhrenendstufe im (alten) Auto (Kadett B) ausprobieren, fände ich schon lustig.
(werde ich sicher mal machen)

Diese Geschichte sollte ursprünglich evtl. sogar in Serie gehen.
(nicht bei mir)

Dafür ist das aber alles zu wild und undurchdacht, das sehe ich vollkommen ein.
(die Idee stammt nicht von mir, obwohl es mir durchaus ähnlich sähe, so etwas zu verzapfen)

Die einfache Geschichte mit lediglich 10facher Verstärkung hätte eine ECC88 ocer 6N1P (ähnlich ECC85?) wohl mit Gegenkopplung ganz ordentlich hinbekommen.
(auch an 60V, mit hinreichend geringen Verzerrungen und evtl. minimalem "Röhrensound" auf Wunsch)

Ich denke schon, dass eine qualitativ halbwegs gute Röhre, deren Fassung ein wenig federnd in Gummi gelagert ist, bei diesen Signalpegeln lange unauffällig wäre.

Bei der Weichenschaltung würde das erherblich kritischer werden.

Ich denke, ich werde das Projekt abblasen.
(zumindest die Weichengeschichte)



@Rattensack:

bei der Gitarre funktionieren so niedrige Spannungen, weil das Eingangssignal sehr klein ist.

Daher bleibt auch das Ausgangssignal noch klein, benötigt also keinen grossen Spannunghub.

Da sind dann ca 6V an der Anode bei 12V Ub schon ausreichend.

Die Verzerrungen un andere Auswirkungen der niedrigen Ub lassen wir mal aussen vor.
(die wollte ich nicht unbedingt in dem Maße)

Ansonsten sind viele ECC Röhren recht mikrofoniearm.
(manche aber auch nicht, abhängig von Hersteller und Zufall)

Für 12V Anodenspannung würde ich eine ECC86 probieren.
(habe ich für dieses Projekt auch schon, sah nicht so schlecht aus)

Gruss, Jens