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EL12n Röhrenverstärker von BTB - Erfahrungen

  • radiobastler
  • 14. November 2024 um 13:49
  • radiobastler
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    • 9. Januar 2025 um 23:56
    • #21

    Nach dem Datenblatt der PCL84 Triodensystem stimmen die -2V Vg überhaupt nicht. Der Arbeitspunkt liegt demnach im unteren flachen, gekrümmten Bereich der Kennlinie. Also irgendetwas ist bei der Schaltung komisch. Der Ia der Triode müsste bei ca. 3,5 - 4mA liegen, dann hätten wir eine Vg von ca. -1V. Nach der Kennlinie der PCL84-Triode habe ich einen Ra von ca. 56kΩ ermittelt. In der Originalschaltung ist der Ra 220kΩ.

    Gruß Stephan

    Strom macht klein, schwarz und häßlich.

  • JRO
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    • 15. Januar 2025 um 10:48
    • #22

    Hallo Stephan,

    bei Rund 150V Anodenspannung und -2V Gitterspannung gibt die Kennlinie etwas mehr als 0,5 mA an.

    Das passt doch ganz gut zum Schaltplan. Die Röhren scheinen also konform mit der Kennlinie zu sein. ECC83 wurden ja auch oft mit wenig Strom und große Widerstängen gefahren, um viel Spannungsverstärkung zu bekommen.

    Mit deiner Berechnung hast du sicher eher Richtung Linearität optimiert.

    Ich habe aus Interesse versucht die Schaltung zu simulieren. Die gesamte Gegenkopplung liegt für das Simualtionsmodell bei ca. 25DB. Dafür benötigt man dann viel Verstärkung. Das ergibt einen geringen Ausgangswiderstand für den Betrieb mit nicht Impedanz linearisierten Lautsprechern (in >99% der Fälle?). Direkt verdammen würde ich die Schaltung also nicht.

    Schwachtpunkt ist bestimmt der Ausgangstrafo. Der hat primär ca. 9,5H und wird vom Hersteller als General Purpose und nicht Hifi bezeichnet. Daher vielleicht die von Amplitude89 bemängelte Basswiedergabe.

    Ein Punkt sind noch die vielen Hochpässe (3) innerhalb der äußeren GK-Schleife. In der Simulation ergibt sich eine Resonanzspitze bei sehr tiefen Frequenzen (<5Hz). Da ist die Schaltung wohl so eben noch ohne Schwingung. :/

    Warum wahrscheinlich diese Röhrentypen ECL84 und nicht z.B. eine ECC832 von JJ verwendet werden, hat Köter ganz einleuchtend erklärt. NOS-Markenware für einen schmalen Euro.

    Grüße Jörg

  • Amplitude89
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    • 17. Januar 2025 um 17:19
    • #23

    Also könnte man die Vorstufe durchaus so lassen?

    Zu den AÜ‘s das kann natürlich auch sein

    Man sieht bei Frequenzen von 60hz und niedriger auch deutlich früher eine Verformung auf dem oszi obwohl man sonst bei höherer Frequenz 500 bzw 1000hz noch weitaus höher drehen kann..

    hängt das zufällig damit zusammen?

    Ich weis ist kein high end oszi aber man sieht was…

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  • radiobastler
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    • 18. Januar 2025 um 18:20
    • #24

    Wir schauen mal...

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    In dieser Kurve ist der Ra eingezeichnet mit 220k (untere Gerade), wie bei BTB. Die obere Gerade habe ich eingezeichnet, mit einem Ra von 56k. Die gerade sollte knapp unter der Kurve Wa=1W liegen, hier sogar noch etwas zu tief.

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    Trägt man in dieser Kurve (Steuerkurve) die beiden Arbeitspunkte ein, so fällt sofort auf, was da nicht stimmt. Um den Arbeitspunkt herum findet die Aussteuerung statt. Der untere Arbeitspunkt ist der aus der BTB Schaltung. Aus dem Strom (ca. 4mA und der Spannung -1,5V) errechnet sich der Rk, hier ca. 375Ω.

    Dies ist jetzt das Datenblatt der PCL84, das sollte weitestgehend identisch sein.

    Das ist jetzt hier auch auf die Schnelle gemacht und sicherlich nicht genau, zeigt aber in welche Richtung das geht.

    Gruß Stephan

    Strom macht klein, schwarz und häßlich.

  • radiobastler
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    • 18. Januar 2025 um 18:25
    • #25
    Zitat von Amplitude89

    Also könnte man die Vorstufe durchaus so lassen?

    Zu den AÜ‘s das kann natürlich auch sein

    Man sieht bei Frequenzen von 60hz und niedriger auch deutlich früher eine Verformung auf dem oszi obwohl man sonst bei höherer Frequenz 500 bzw 1000hz noch weitaus höher drehen kann..

    hängt das zufällig damit zusammen?

    Ich weis ist kein high end oszi aber man sieht was…

    Eigentlich nein, es sind aufgrund des Schaltungsdesigns Verzerrungen zu erwarten, auch kommen wir hier wenn es hoch kommt auf max. 5W. Die Variante mit EC92 macht 8,5W. Die EL12 in der BTB Schaltung ist tatsächlich hier lange nicht am Ende, der Flaschenhals ist die Vorstufe. Übrigens ist die EC92 eine halbe ECC81.

    Du hast nicht zufällig zwei 8Ω Lastwiderstände um eine gezielte Leistungsmessung bei 1kHz zu machen? Mit LS bluten dir nämlich die Ohren.

    Gruß Stephan

    Strom macht klein, schwarz und häßlich.

  • papa_bjoern
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    • 18. Januar 2025 um 18:27
    • #26

    Hallo Stephan,

    beim Zeichnen der Widerstandsgeraden musst Du bei 300V anfangen - nicht bei 500V.

    Dann bekommst Du realistische Arbeitspunkte. ;)

    Gruß Björn

    AAA-Mitglied

  • radiobastler
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    • 20. Januar 2025 um 15:22
    • #27

    Ok, das ändert aber nicht viel an dem unteren Arbeitspunkt, der zu weit im gekrümmten Bereich der Kennlinie ist.

    Gruß Stephan

    Strom macht klein, schwarz und häßlich.

  • JRO
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    • 20. Januar 2025 um 16:11
    • #28

    Ich gehe davon aus, dass es BTB um einen möglichst großen Anodenwiderstand ging, was zu einer großen Spannungsverstärkung führt. Das geht nur mit einem niedrigen Anodenstrom. Der Preis sind Verzerrungen, die aber bei der geringen Aussteuerung der ersten Stufe nicht so schwer ins Gewicht fallen werden.

    Da man ja diese hohe Eingangsempfindlichkeit (Ich schätze ca. 0,65V Amplitude) bei einer Endstufe nicht benötigt, ist die Idee von Radiobastler, Verstärkung gegen Linearität zu tauschen, natürlich legitim.

    Die Messung von Amplitude89 sieht ja auffällig aus. Wenn es bei Radiobastler bei gleicher, niedriger Frequenz besser aussieht (ist es so?), kann es ja nicht der Trafo oder die Endröhre sein. Vielleicht wäre es eine Option die Gegenkopplung aufzutrennen, und das Signal über die einzelnen Stufen zu verfolgen.

    Übrigens:

    Mit meinem Verdacht die Schaltung würde im tiefstfrequenten Bereich zur Instabilität neigen, lag ich falsch. Das Gegenkopplungssignal zumindest in meiner Simu hat genug Phasenreserve. Ich hatte übersehen, dass der Kondensator, der paralell zum Kathodenwiderstand der Endröhre liegt, die Phase in die andere Richtung als die Hochpässe verschiebt. Die GK wird ja oberhalb dieses Widerstandes abgegriffen. Vielleicht schaffe ich demnächst, die Plots hier einzustellen. Die Schaltung scheint ziemlich "ausgefuchst" zu sein.

  • JRO
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    • 20. Januar 2025 um 21:28
    • #29

    Hallo Amplitude89 ich finde die Skalierung auf deinem Scope nicht heraus.

    Zeit 5ms und Spannung?

    Hier nochmal Bezüglich der Tieffrequenz-Überhöhung:

    Das wäre der Frequenzgang der Simulation mit dem Buckel bei ca. 4Hz am 4Ohm Ausgang:

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    Das wäre Amplituden- und Phasenverlauf der GK-Spannung:

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    Die Amplitude kreuzt mehrmals die 0DB-Linie erreicht aber die 180° Verschiebung erst bei ca. 0,5Hz und ca. -12DB.

    Viele Grüße

    Jörg

  • JRO
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    • 22. Januar 2025 um 16:55
    • #30

    Nochmal eine Frage an Amplitude89: Sehen wir auf deinem Oszilloskop eine Amplitude von über 10V bei 50Hz? An einem Lautsprecher (komplexe Last)? Ich erkenne die Skalierung nicht 100%zentig.

    Viele Grüße

    Jörg

  • papa_bjoern
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    • 22. Januar 2025 um 18:12
    • #31
    Zitat von JRO

    Sehen wir auf deinem Oszilloskop eine Amplitude von über 10V bei 50Hz?

    im Display steht 5ms/div - das bedeutet - die Zeit für eine Schwingung beträgt 20ms. Im Umkehrschluss sind es 50Hz. ;)

    AAA-Mitglied

  • Amplitude89
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    • 22. Januar 2025 um 19:00
    • #32

    Hallo,

    Hier gab es ja reichlich nützliche Rückmeldung 👍🏻 :)

    Also genau wie von papa _bjoern schon erwähnt war das ganze bei 5ms/div und 5v pro Kästchen.. das ganze wurde mit einem 8,2 Ohm leistungswiderstand gemessen..

    Eine leistungsmessung mit diesen Widerständen mit 1 KHz hatte ich gemacht, weiter oben hatte ich die errechnete Leistung geschrieben.. kann auch gerne wiederholt werden und ich machen ein Bild…

    Grüße

  • JRO
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    • 22. Januar 2025 um 21:00
    • #33

    Danke Euch. Ihr habt einem alten Mann mit schwachen Augen geholfen :)

    Ich denke das mit der schlechten Signalqualität bei 50 Hz ist durch den Ausgangstrafo zu erklären. Das vereinfachte Ersatzmodell des Ausgangstrafos bei niedrigen Frequenzen ist ja eine Spule mit dessen Primär-Induktivität von 9,5H parallel mit dem Lastwiderstand von nominell 2500 Ohm. Bei ca. 40 Hz ist die Impedanz der Spule gleich dem Lastwiderstand.

    Die Röhre muss also bei niedrigen Frequenzen deutlich mehr Strom für die gleiche Ausgangsamplitude liefern als bei 1000Hz, wo die die Spule ja eine sehr viel höhere Impedanz hat. Das kann die Endröhre aber nicht und verzerrt das Ausgangssignal. Die Gegenkopplung versucht das zu korrigieren indem die Endröhre mit einem vorverzerrten Signal angesteuert wird. Das Ausgangssignal wird nun komplett runiert.

    Ich habe das vereinfacht mit der Simulation nachgestellt. Quantitativ ist das sicher nicht exakt wie das Original aber qualitativ kann man das schön darstellen.

    Hier mal das Ausgangssignal bei 1000Hz und 8Ohm:

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    Das sieht noch ganz i.O. aus. Nun das ungefähr gleich große Signal bei 50 Hz.

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    Man sieht schon die Verzerrungen. Nun kommt hier das Signal (blau) zwischen Steuergitter und Kathode der Endröhre und der Strom (grün) durch die Endröhre bei 50Hz:

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    Die Endröhre wird schon in die Begrenzung getrieben. Also ein Trafo mit mehr Induktivität würde bestimmt eine etwas größere Amplitude bei z.B. 50Hz erlauben, als der jetzige Trafo. Die Treiberschaltung ist nach meiner Meinung nicht schuld an diesem Problem. Die liefert ja die Ansteuerung ohne Begrenzung.

    Hier sind auch schnell die Grenzen des Eintaktsystems erreicht. Geht die Endröhre an einem der beiden Enden in die Begrenzung macht es die Gegenkopplung eher noch schlimmer.

    Viele Grüße

    Jörg

    P.S. Ich hätte den Kampf mit dem Bilderimport beinahe verloren.

  • Amplitude89
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    • 13. Februar 2025 um 19:27
    • #34

    Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!

    Sobald man die Beschaltung der Vorstufenröhre ändert steigt natürlich die Amplitude aber er verzerrt einfach entsprechend früher, was ja auch dafür spricht das die Vorstufenröhre nicht der Flaschenhals ist.

  • JRO
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    • 14. Februar 2025 um 10:47
    • #35

    Hallo Amplitude89,

    du hast uns eindrücklich bewiesen, dass Frequenzgang und Leistungsbandbreite 2 unterschiedliche Dinge sind. Der Frequenzgang wird ja bei kleiner Leistung gemessen, und geht sicher viel tiefer runter.

    Ich danke auch für deine Demonstration, was diese Werte in der Praxis tatsächlich bedeuten.

    Wenn man einen anderen, dickeren Übertrager einbauen würde, ist bestimmt die Phasenreserve der Gegenkopplung zu prüfen, damit man keinen Oszillator baut.

    Viele Grüße

    Jörg

  • Amplitude89
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    • 14. Februar 2025 um 16:21
    • #36

    Hallo,

    Freut mich wenn auch andere was davon haben. :)

    Bezüglich der Basswidergabe zähle ich zu den Leuten die eher „gehörrichtigen“ Sound wollen bei Zimmerlautstärke is von den meisten Aufnahmen der Bass doch sehr sehr dünn deswegen dachte ich, ich teste mal einen Kondensator in Reihe zu dem 56k Widerstand der „über alles gegenkopplung“ glaube so in etwa betitelt man diese.

    Somit habe ich bei tiefen Frequenzen durch den erhöhten Widerstand des C‘s ja eine geringere gegenkopplung. Das ganze funktioniert für mein Gehör sehr gut nur leider passiert es nun das der Verstärker beim ausschalten des Eingabegerätes (dadurch wird ein „Blobb“ Signal wiedergegeben) ins schwingen kommt.

    Kommt das durch die phasenberschiebung die vom Kondensator verursacht wird?

    Schade wäre auch zu einfach gewesen :D

  • JRO
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    • 16. Februar 2025 um 21:17
    • #37

    Ich bin jezt

    Zitat von Amplitude89

    deswegen dachte ich, ich teste mal einen Kondensator in Reihe zu dem 56k Widerstand der „über alles gegenkopplung“ glaube so in etwa betitelt man diese.

    Somit habe ich bei tiefen Frequenzen durch den erhöhten Widerstand des C‘s ja eine geringere gegenkopplung. Das ganze funktioniert für mein Gehör sehr gut nur leider passiert es nun das der Verstärker beim ausschalten des Eingabegerätes (dadurch wird ein „Blobb“ Signal wiedergegeben) ins schwingen kommt.

    Kommt das durch die phasenberschiebung die vom Kondensator verursacht wird?

    Schade wäre auch zu einfach gewesen :D

    Bin jetzt nicht der Elektroniker, aber wenn ich deine Schaltung (C in Reihe mit den 56K) richtig verstanden habe, hast du dann bei sehr niedrigen Frequenzen keine Gegenkopplung. Das wären dann ca. 15DB Bassüberhöhung.

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    Sowas wäre etwas besser. Mit dem R10 steuerst du die Stärke der Überhöhung und mit C6 ab wann die Überhöhung nachlässt. So hast du auch wieder einen Gleichstrompfad in der Gegenkopplung.

    Die Schwingneigung konnte ich jetzt nicht nachstellen. Wie groß ist der Kondensator? Der Blobb könnte durch das Aufladen des Kondensators kommen.

    Die fehlende Leistung bei niedrigen Frequnezen durch die geringe Induktivität des Trafos bekommst du aber nicht kompensiert.

    Viele Grüße

    Jörg

  • radiobastler
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    • 18. Februar 2025 um 19:23
    • #38

    Die 90 Grad Phasenverschiebung die ein Kondensator theoretisch macht, kann aus der Gegenkopplung teilweise eine Mitkopplung machen, dann kann es schwingen. Vorsicht, wenn es zusätzliche HF-Schwingungen gibt, kann es zu Überlastungen kommen. Man hört die HF ja nicht, kann man nur mit dem Oszi messen. Man könnte mal die Gegenkopplung ganz weglassen, ein Versuch ist es wert.

    Gruß Stephan

    Strom macht klein, schwarz und häßlich.

  • Amplitude89
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    • 19. Februar 2025 um 06:48
    • #39

    JRO:

    wie du richtig vermutest, hatte ich erst nur einen 47nF Kondensator in Reihe, ich habe jetzt deinen Tipp übernommen und einen 150K Widerstand (mit einem 22nF Kondensator Parallel) in Reihe zum 56K.

    radiobastler: Das war mein erster Versuch, die Gegenkopplung ganz aufzutrennen, dann sieht man auf dem Oszi das ein hochfrequentes Signal aus dem Verstärker kommt welches immer höher wird. In dem Fall sieht man an den Anodenstromanzeigen das sie immer zwischen Vollausschlag und Null hin und her pendeln, ich habe logischerweise direkt abgeschaltet. Danach habe ich dann angefangen nur die tiefen Frequenzen weniger gegen zu koppeln eben mit einen Kondensator.

    Das gleiche scheint auch beim ausschalten des von mir beschriebenen Eingabegerätes zu passieren. Ein Oszi hatte ich in diesem Moment aber nicht dran. Wenn man allerdings zu der Änderung noch den Ursprungs Kathodenkondensator von der EL12 von 2200uf auf 220uF verringert funktioniert es tadellos.

    Grüße

  • JRO
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    • 19. Februar 2025 um 11:09
    • #40

    Das ist ja wirklich interessant. Der Kathodenkondensator liegt mit der Primärinduktivität des Ausgangstrafos in Reihe, was eine Art Schwingkreis ist. Die Eigenfrequenz wäre dann:

    f0=1/(2*pi*wurzel(10H*2200E-6F)=1,1Hz.

    Die Grenzfrequenz von Kathodenkondensator (2200u +- Toleranz ?) und Widerstand liegt dann mit f=1/(2*pi*120Ohm*2200E-6F)=0,6Hz nicht weit entfernt.

    Vielleicht schaukelt sich da eine schlecht gedämpfte Schwingung auf? Der 120 Ohm Widerstand wird dann nicht soviel dämpfen. Mit GK scheint das aber im Griff zu sein.

    Du hast die Grenzfrequenz auf 6 Hz verschoben. Damit fließt bei 1,1 Hz schon mehr Strom durch den Widerstand als durch den Kondensator und es dämpft. Das wäre mein laienhafter Erklärungsversuch auf die Schnelle.

    Passt das mit der Bassanhebung jetzt für dich?

    Grüße

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