Ultralinear

[EL95]

Hallo!

Ultralinearschaltung, was bringt das gegenüber der Pentodenschaltung?

EL95

[richi44]

Hier die Kennlinien der KT88 als Beispiel:
   
Oben die übliche Pentodenschaltung, in der Mitte die Triodenschaltung und unten Ultralinear.

Wenn man einen Verstärker ohne Gegenkopplung bauen würde, so wäre für den Dämpfungsfaktor der Ri der Röhre (im Verhältnis zum Ra) massgebend.
Bei der Pentode haben wir einen Ri von 10k, bei einem Raa von 4,2k (entspricht einem Ra von 2,1k). Dies ergäbe einen Dämpfungsfaktor von
0,21.
Bei der Triode ist Ri 825 Ohm, was einen Dämpfungsfaktor von 2.55 ergibt. Und bei Ultralinear ist der Dämpfungsfaktor immerhin noch 1,265.
Dies allein spricht gegen die Pentode und für die Triode.
Nun haben wir aber bei der Pentode eine Ausgangsleistung (auf die Gegentaktschaltung berechnet) von 74W, bei der Triode nur 35W und bei der Ultralinear von 62W
Und wenn wir die Unlinearität betrachten, so ist die Triode am besten, denn eine Gitterspannung von 0V und -5V ergibt einen Anodenstrom-Unterschied von etwa 20mA, bei der Ultralinear wäre dies noch etwa 12mA, während es bei der Pentode keine Stromänderung gibt.

Die Pentode hat also den höchsten Klirr, besonders bei der positiven Halbwelle. Sie liefert eindeutig K3 bei hoher Aussteuerung. Die Triode macht K2, weil sie bei der negativen Halbwelle Klirr erzeugt (die Kennlinien liegen dichter beisammen). Und da arbeitet ja die zweite Röhre und kompensiert den Klirr weitgehend.

Die Ultralinearschaltung ist also ein Kompromiss zwischen Pentode und Triode. Sie bringt die Triodenvorteile zu rund 70% zum tragen, ohne ihre Nachteile (nur zu etwa 20%) zu vermitteln.
Das Problem ist aber, dass viele Röhren nicht wirklich für Ultralinear geschaffen sind. Eine EL34 z.B. verträgt maximal 375V an Anode und Schirmgitter gleichzeitig. Damit ist mit dieser Röhre eine Leistung in Ultralinear von etwa 35W machbar. Die KT88 verträgt aber bis etwa 600V in Ultralinear, was eine Leistung von 100W ermöglicht.
Wenn man aber erstens die Aussteuerung nicht in den Bereich treibt, der eh keine Stromvergrösserung mehr ergibt (hier maximal -5V Ug1) und damit auch das allfällige Problem des Gitterstroms vermeidet und zweitens eine nennenswerte Gegenkopplung einsetzt, werden die Verzerrungen um den Gegenkopplungsfaktor gemildert und ausserdem im selben Masse auch der Ri abgesenkt (Dämpfungsfaktor vergrössert), sodass es letztlich auf das Selbe hinaus läuft.

Welche Schaltungsart hängt also davon ab, welche Röhre mit welcher Leistung betrieben wird und ob es eine nennenswerte Gegenkopplung gibt.

[Gerd]

Die Pentode hat also den höchsten Klirr, besonders bei der positiven Halbwelle. Sie liefert eindeutig K3 bei hoher Aussteuerung.

Hallo,

damit liegst Du eindeutig falsch. Das "besonders bei der positiven Halbwelle" ist Unsinn, ungeradzahliger Klirr entsteht durch symmetrische Begrenzung, wozu notwendigerweise beide halbwellen betrachtet werden müssen.
Würde eine Halbwelle mehr begrenzt als die andere, entsteht geradzahliger Klirr. Wie es bei Trioden der Fall ist, solange die Katode genügend Stromlieferfähigkeit aufweist.
Zur Erklärung wäre das Eingangskennlinienfeld wesentlich besser geeignet. Da sieht man den Unterschied zwischen Triode und Pentode recht deutlich, einschließlich der Pentodentypische S-Kurve mit der beidseitigen Begrenzung

Gruß Gerd

---

Hallo!

Ultralinearschaltung, was bringt das gegenüber der Pentodenschaltung?

EL95

Hallo,

bei gleicher Ansteuerspannung weniger Ausgangsleistung als bei Pentodenschaltung, bei niedrigerem Ausgangswiderstand.

Prinzipiell ist "ultralinear" nur eine weitere Form der Gegenkopplung innnerhalb der Endstufe.

Vorteil ist, daß die Eigenschaften ohne Mehraufwand erreicht werden können.

Das gleiche verhalten bekommt man, wenn an der Endröhre über ein RC-Glied aufs Gitter gegengekoppelt wird. Hat aber den Nachteil, daß zusätzliche Bauteile benötigt werden und zudem der Eingangswiderstand reduziert wird, was die Vorstufe stärker belastet. Mit ECC83 als Vorstufenröhre also nicht unbedingt zu empfehlen.

Bei Ultralinearschaltung wird das Verhalten triodenähnlicher, sprich, die bei pentoden typische Krümmung am oberen Ende der Kurve wird begradigt. Dadurch wird der k3-Anteil reduziert, und der gesamtklirr sinkt.
Allerdings ändern sich, auch abhängig von den Trafoeigenschaften, die einzelnen Klirranteile abhängig von Frequenz und Aussteuerung.

Wie immer gilt auch hier, probieren geht über studieren. Gute Ausgangstrafos (wie meine z.B. ) haben mehrere Anzapfungen der Primärwicklungen, mit denen man spielen kann. Einfach einen Drehschalter dran und testen, was in Verbindung mit dem verwendeten Lautsprecher am besten harmoniert.

Gruß Gerd

[richi44]

Hallo Gerd, vielleicht noch zur Verdeutlichung: Mit den Halbwellen meinte ich das Eingangssignal. Und hier ist es eindeutig, dass bei etlichen Pentoden (hier die KT88) eine Stromzunahme nicht stattfindet, auch wenn man die Gitterspannung von -5V auf 0V erhöht. Folglich haben wir in diesem Bereich eine absolute Begrenzung, während wir im "Sperrbereich" (bei hohen negativen Gitterspannungen) nur eine Abflachung aber keine Begrenzung bekommen. Das wollte ich mit meinem Ausdruck: "besonders bei der positiven Halbwelle" aussagen. Und dies ist durch die Kennlinien der KT88 belegt.
Offenbar habe ich mich nach Deiner Ansicht ungeschickt ausgedrückt, was aber an den Fakten und Kennlinien nichts ändert.

Nachtrag:

Das gleiche verhalten bekommt man, wenn an der Endröhre über ein RC-Glied aufs Gitter gegengekoppelt wird. Hat aber den Nachteil, daß zusätzliche Bauteile benötigt werden und zudem der Eingangswiderstand reduziert wird, was die Vorstufe stärker belastet. Mit ECC83 als Vorstufenröhre also nicht unbedingt zu empfehlen.

Die Stärke der Gegenkopplung hängt vom Widerstandsverhältnis ab und nicht eigentlich von der Treiberröhre. Natürlich geht der Ri der Treiberschaltung in diese Rechnung ein und somit ist dieser Ri mit bestimmend für die Grösse des Gegenkopplungswiderstandes. Man kann aber auch eine Treiberschaltung mit kleinem Ri und zusätzlichem Längswiderstand wählen, was letztlich in Bezug auf die Gegenkopplung aufs Gleiche heraus kommt. Es ist also hauptsächlich eine Frage der Abstimmung.

[EL95]

Hallo Gerd!


Als Kathodyn kommt eine EC92 zum Einsatz.
Meine Ausgangsübertrager haben eine UL Anzapfung, Ich werde es mal ausprobieren, wird aber dauern.
Die 6P1P, die ich einsetzen möchte, klingen im SE als Pentode hervorragend, als Triode grässlich, Wobei die EL90 als Triode hervorragend klang, obwohl es doch dieselben Röhren, bis auf Sockel seien sollen.

Wenn das mit den 6P1P nichts wird, entweder EL84 oder neues Chassis stanzen, mit Handausdrücker 12 Röhren und unzähligen anderen Bourungen eine Zeitaufreibende Tätigkeit.

EL95

[Munzel]

Hallo,

hat jemand eine Idee, weshalb in der Studiotechnik, wo beste technische Daten gefordert wurden, keine Ultralinearschaltung verwendet wurde?

MfG

Munzel

[Gerd]

Hallo Gerd!


Als Kathodyn kommt eine EC92 zum Einsatz.

Hallo,

dann nimm dafür eine ECC81, spart ein Loch, weil da schomn 2 EC92 drin sind

Zeig doch mal Deine geplante Schaltung.

Meine Ausgangsübertrager haben eine UL Anzapfung, Ich werde es mal ausprobieren, wird aber dauern.
Die 6P1P, die ich einsetzen möchte, klingen im SE als Pentode hervorragend, als Triode grässlich, Wobei die EL90 als Triode hervorragend klang, obwohl es doch dieselben Röhren, bis auf Sockel seien sollen.

Das kann verschiedene Ursachen haben, Vielleicht ist die 6P1P steiler und schwingt? Ich hatte mal mit PL519 Versuche gemacht. Das ging als Pentode geschaltet problemlos, als Triode auch, aber UL ging gar nicht. Das hat ordentlich geschwungen und der Schutzwiderstand an G2 hat sich binnen Sekunden selbst abgelötet.
So was ist auch abhängig von Aufbau und Leitungsführung, ich hatte das nur als fliegenden Aufbau gemacht, mit entsprechend langen Drähten zum AÜ. Das war sicher nicht optimal für solche schwingfreudigen Röhren.

Wenn das mit den 6P1P nichts wird, entweder EL84 oder neues Chassis stanzen, mit Handausdrücker 12 Röhren und unzähligen anderen Bourungen eine Zeitaufreibende Tätigkeit.

das ist Basteln immer....

Gruß Gerd

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Hallo Gerd, vielleicht noch zur Verdeutlichung: Mit den Halbwellen meinte ich das Eingangssignal. Und hier ist es eindeutig, dass bei etlichen Pentoden (hier die KT88) eine Stromzunahme nicht stattfindet, auch wenn man die Gitterspannung von -5V auf 0V erhöht. Folglich haben wir in diesem Bereich eine absolute Begrenzung, während wir im "Sperrbereich" (bei hohen negativen Gitterspannungen) nur eine Abflachung aber keine Begrenzung bekommen.

Hallo,

das liegt dann aber auch an der Wahl des Arbeitswiderstandes. Man kann auch im Bereich zwischen -5 und 0V Steuern. Allerdings darf der Arbeitswiderstand da nicht zu groß sein.
Und es gibt bei Pentoden auch den Punkt, wo bei negativer Gitterspannung kein Anodenstrom mehr fließt. Das ist wie bei Trioden verantwortlich für die Begrenzung der negativen Halbwelle.

Das wollte ich mit meinem Ausdruck: "besonders bei der positiven Halbwelle" aussagen. Und dies ist durch die Kennlinien der KT88 belegt.
Offenbar habe ich mich nach Deiner Ansicht ungeschickt ausgedrückt, was aber an den Fakten und Kennlinien nichts ändert.

Eben, es ändert auch nichts daran, daß bei Endpentoden eine symmetrische Begrenzung erfolgt.
Und auch nicht daran, daß man das im Eingangskennlinienfeld deutlichst sehen kann.

Die Stärke der Gegenkopplung hängt vom Widerstandsverhältnis ab und nicht eigentlich von der Treiberröhre.Natürlich geht der Ri der Treiberschaltung in diese Rechnung ein und somit ist dieser Ri mit bestimmend für die Grösse des Gegenkopplungswiderstandes.

Doch, bei dieser Gegenkopplung ist der Ri der Treiberstufe bestimmend, stellt er ja , als Parallelschaltung mit dem Gitterableitwiderstand, den unteren Widerstand des Gegenkopplungs-Spannungsteilers dar.

Mit einer niederohmigen Triode wie EC92 z.B., ist Ri im Bereich <10k angesiedelt.

Worauf ich hingewiesen hatte, ist die Verringerung des Eingangswiderstandes der Endröhre. Wenn dann eine hochohmige Vorstufe verwendet wird, reduziert sich dadurch deren Arbeitswiderstand u.U. sehr stark. Und das merkt man mit einer ECC83 schon deutlich.

In normaler Beschaltung liegt dem Anodenwiderstand nur der Gitterableitwiderstand der Endröhre parallel, aus einem Ra von 220k und einem Rg´470k wird ein Arbeitswiderstand von ca. 150k.
Erfolgt zusätzlich die beschriebene GK in der Endstufe, reduziert sich der wirksame Arbeitswiderstand auf einige 10k.
Dadurch wird letztendlich aus der normalerweise Überanpassung eine Unteranpassung, da der Ri der Treiberstufe deutlich höher liegt (irgendwo im Bereich 40-50k).

Mit der EC92 wird es schon deutlich günstiger, mit einem Innenwiderstand der Stufe von < 10k

Gruß Gerd

---

Hallo,

hat jemand eine Idee, weshalb in der Studiotechnik, wo beste technische Daten gefordert wurden, keine Ultralinearschaltung verwendet wurde?

MfG

Munzel

Ja, ich!

Wie schon geschrieben, das Klirrspektrum und dessen Verteilung ist stark aussteuerungs- und frequenzabhängig.

Mit ordentlicher Pentodenschaltung geht das einfach besser.

Gruß Gerd

[Munzel]

Hallo Gerd,

das hatte ich überlesen.

MfG

Munzel

[richi44]

Hallo Gerd, weil die Ausgangsfrage der Unterschied zwischen Ultralinear und nicht Ultralinear war, habe ich die Kennlinien der KT88 eingestellt. Hier gibt es (als fast einzige Röhre) diese drei Varianten im Datenblatt. Und damit verwende ich auch den in etwa vorgesehenen Ra. Es bringt nämlich nichts, bei dieser Röhre (und die Unterschiede beziehen sich in meiner Antwort auf diese Daten) den Ra kleiner zu wählen. Da müsste er schon sehr viel kleiner sein, was einen höheren Anodenstrom zur Folge hat, bis eine Aussteuerung unter minus 5V eine Stromänderung zur Folge hat. Dies gilt es einfach mal zu beachten.

Weiter ist es logisch, dass die Röhre bei Minus 100V sperrt. Da dies aber sowohl bei Pentode als Triode als auch UL der Fall ist, ist dies kein Unterschied, im Gegensatz zum Bereich um 0V Ug1 und somit keiner Disskussion würdig.

Und letztlich die Frage der Gegenkopplung:
Wenn man eine Eingangsimpedanz der Röhre wählen will, der z.B. gleich dem Ri der Treiberstufe ist, so muss man halt den Gegenkopplungswiderstand der Treiberstufe anpassen. Das ist die ganze Wahrheit und nichts anderes. Wenn man also mit einem Treiber mit einem Ri von 10k arbeitet, darf der Rgeg rund 5 mal kleiner sein als bei einem Treiber-Ri von 50k, um die gleichen Verhältnisse zu erreichen. Oder man setzt zwischen Endröhre und Treiber einen Widerstand, der die Verhältnissse anpasst. Ich habe dies auch entsprechend beschrieben:

Natürlich geht der Ri der Treiberschaltung in diese Rechnung ein und somit ist dieser Ri mit bestimmend für die Grösse des Gegenkopplungswiderstandes.

Aber falls ein zusätzlicher Längswiderstand eingesetzt wird, ist eben auch dieser in die Rechnung einzubeziehen, wie auch die Grösse (sofern er überhaupt eine Rolle zu spielen vermag) des Gitterableitwiderstandes der Endröhre.

[Gerd]

Weiter ist es logisch, dass die Röhre bei Minus 100V sperrt. Da dies aber sowohl bei Pentode als Triode als auch UL der Fall ist, ist dies kein Unterschied, im Gegensatz zum Bereich um 0V Ug1 und somit keiner Disskussion würdig.

Hallo,

dann verstehe ich nicht, wieso Du schreibst, daß die negatibe Halbwelle nicht begrenzt wird

Und letztlich die Frage der Gegenkopplung:
Wenn man eine Eingangsimpedanz der Röhre wählen will, der z.B. gleich dem Ri der Treiberstufe ist, so muss man halt den Gegenkopplungswiderstand der Treiberstufe anpassen. Das ist die ganze Wahrheit und nichts anderes. Wenn man also mit einem Treiber mit einem Ri von 10k arbeitet, darf der Rgeg rund 5 mal kleiner sein als bei einem Treiber-Ri von 50k, um die gleichen Verhältnisse zu erreichen.

Ja doch, aber das Spiel läßt sich nicht beliebig weit treiben. Kommt die Parallelschaltung aus Eingangswiderstand und Ra der Vorstufe in den Bereich des Innenwiderstandes der Vorstufenröhre, herrscht anpassung. Und da ist bei Trioden schon mächtig Klirr im Spiel.

Oder man setzt zwischen Endröhre und Treiber einen Widerstand, der die Verhältnissse anpasst. Ich habe dies auch entsprechend beschrieben:

Und genau das ist eben die ungünstigste Lösung.
Bei der Ansteuerung von Endröhren haben wir es bereits mit relativ hohen Signalspannungen zu tun, mit dem entsprechenden Kliir der Vorstufe.
En Länswiderstand arbeitet als Spannungsteiler mit em Eingangswiderstand, die Vorstufe muß demzufolge einen viel höheren Spannungshub liefern.
Genau das ist der Grund, warum man die lokale Gegenkopplung der Endröhre nicht zu hoch treiben sollte. Deren eigener Klirr verringert sich zwar, aber die Vorstufe bringt entsprechend mehr Klirr in das Ansteuersignal.
Und das gilt ebenso bei Ultralinear und Triodenschaltung.
Die Pentodenschaltung hat einfach mehr Freiheitsgrade, da die Gitterwechselspannung für Vollaussteuerung im Vergleich recht niedrig liegt.

Der Hinweis auf den zu großen Ra und die daraus resultierende Eischränkung des Aussteuerbereiches war übrigens ernstgemeint.
Bei AB-Endstufen nähert sich der Ra der einzelnen Röhre bei großer AUssteuerung dem Wert Raa/4. Das hast Du nicht berücksichtigt, und daher sieht es bei Deinem Diagramm tatsächlich sio aus, daß sich bei Gitterspannungen -8V und geringer der Strom nicht ändert. Schau Dir das noch mal an...

Gruß Gerd

[richi44]

dann verstehe ich nicht, wieso Du schreibst, daß die negatibe Halbwelle nicht begrenzt wird

Bei der positiven Halbwelle setzt eine Begrenzung mit einem deutlichen Knick ein (Clipping), währed dies bei der negativen Halbwelle nicht schlagartig geschieht. DAS ist einer der wesentlichen Unterschiede, die sich zwischen den verschiedenen Betriebsarten ergeben. Und darauf habe ich hingewiesen, weil es um die Unterschiede geht und nicht um allgemeine Feststellungen.

Und was die Gegenkopplung a-g1 anbelangt, ist auch dies ein Punkt, der eigentlich nicht zur Diskussion steht, denn er hat nichts unmittelbar mit Ultralinear zu tun. Ebensowenig geht es um den Klirr der Treiberstufe oder deren maximal mögliche Ausgangsspannung, denn dies alles war nicht die ursprüngliche Frage. Dass ich auf die Gegenkopplung nach Deiner Antwort eingegangen bin liegt doch daran, dass Du den Eindruck erweckt hast, nur der Ri der Treiberschaltung sei massgebend. Ich habe darauf verwiesen, dass es die Abstimmung der Impedanzen gegeneinander ist, die massgebend sind. Natürlich ist in diesem Punkt die KT88 mit ihrem hohen Eingangsspannungsbedarf unglücklich. Im konkreten Fall wird man auf eine a-g1-Gegenkopplung verzichten. Aber wie gesagt ist auch dies nicht Gegenstand der ursprünglichen Frage.

[EL95]

Hallo Gerd!

Laut Routenplaner bist Du zu Fuß von mir 15h17min von mir entfernt.
Wenn ich viel zeit habe, und Du nichts dagegen hast, komme ich mal vorbei und schaue mir deine Trafowickelei mal an.

EL95

[Gerd]

Bei der positiven Halbwelle setzt eine Begrenzung mit einem deutlichen Knick ein (Clipping), währed dies bei der negativen Halbwelle nicht schlagartig geschieht. DAS ist einer der wesentlichen Unterschiede, die sich zwischen den verschiedenen Betriebsarten ergeben. Und darauf habe ich hingewiesen, weil es um die Unterschiede geht und nicht um allgemeine Feststellungen.

Hallo,

die Begrenzung ist auch bei der positiven Halbwelle nicht schlagartig, und vor allem nicht bei Deiner Variante bei angeblich -5V.
Du hast in Deinem Diagramm nicht berücksichtigt, daß es da um Gegentakt-AB-Betrieb geht. Auch bei der negativen Halbwelle ist relativ schnell Schluß, und es fließt kein Anodenstrom mehr. Das nenne ich ebenfalls Begrenzung, weil weniger als Null einfach nicht geht.
Ich hab Dir das mal in Dein Diagramm gemalt:



Wird nun die Amplitude der Gitterwechselspannung größer als ca. 7,5V, sperrt eine Röhre, und es ist nicht mehr Raa/2 für eine Röhre ausschlaggebend, sondern, weil nur noch die halbe trafowicklung aktiv ist, Raa/4 für die noch leitende Röhre. Und damit ist die Arbeitsgerade doppelt so steil, weil nun nur noch gut 1K wirksamer Arbeitswiderstand sind, nicht 2,1k, wie Du das eingezeichnet hast.
Hättest Du mal die Leistungen überprüft, würdest Du sehen, daß in Deiner Variante theoretisch maximal 28W Ausgangsleistung für beide Endröhren zusammen möglich wären. Deine Angaben rechts lassen sogar nur ~9W/Röhre zu, da Du nur bis zum Ruhearbeitspunkt rechnest, und den Teil rechts davon nicht berücksichtigt hast.

Und was die Gegenkopplung a-g1 anbelangt, ist auch dies ein Punkt, der eigentlich nicht zur Diskussion steht, denn er hat nichts unmittelbar mit Ultralinear zu tun.

Ich hatte nur geschrieben, daß man statt Ultralinear auch mit dieser Art die Endröhre lokal gegenkoppeln kann

Ebensowenig geht es um den Klirr der Treiberstufe oder deren maximal mögliche Ausgangsspannung, denn dies alles war nicht die ursprüngliche Frage.

da gehört aber nun mal unmittelbar dazu, wenn man die Unterschiede deutlich machen will. Es ist eben schon ein Unterschied, ob 70 oder 140Vss vom Treiber geliefert werden müssen.

Dass ich auf die Gegenkopplung nach Deiner Antwort eingegangen bin liegt doch daran, dass Du den Eindruck erweckt hast, nur der Ri der Treiberschaltung sei massgebend.

Das ist doch Unsinn! Ich schrieb lediglich, daß im Gegensatz zu UL bei anderen Methoden der lokalen GK auch der dadurch reduzierte Eingangswiderstand bei der Wahl der treiberstufe berücksichtigt werden muß. Und daß dann eben keine ECC83 mehr dafür geht...

..Natürlich ist in diesem Punkt die KT88 mit ihrem hohen Eingangsspannungsbedarf unglücklich.

Das ist aber bei jeder Tetrode/Pentode so, daß eine lokale Gegenkopplung, welche die UL-Schaltung nun mal ist, den Eingangsspannungsbedarf erhöht, und somit höhere Anforderungen an die Treiberstufe stellt. Egal, ob nun KT88 oder EL34 oder EL12...

[Gerd]

Ich halte es für sinnvoll, die Diskussion hier fortzusetzen. Ich setze einfach mal das Einverständnis von Ritchi44 voraus, deshalb hier weiterzumachen und den interessierenden Teil einer PM von ihm hier weiterzudiskutieren:

Massgebend ist doch, dass es diese Begrenzung (Clipping) im Bereich von gegen 0V Ug1 bei Pentode gibt, nicht nur bei der KT88, dass dies bei UL wesentlich schwächer ist, also eine allmähliche Abflachung und damit "Lieferant" von K3 (in Verbindung mit der Abflachung bei hohen Ug1 neg). Eine Begrenzung (das deutsche Wort für den Begriff clipping) fügt aber nicht nur K2 oder K3 hinzu, sondern noch Klirr höherer Ordnung. Das ist doch mal der eine grosse Unterschied.

Hallo,

symmetrische begrenzung macht aber keinen K2, sondern ausschließlich ungeradzahligen Klirr k3, k5, k7 usw.
Schau Dir mal das Oberwellenspektrum einer ideal doppelt begrenzten Schwingung an, nämlich einer Rechteckspannung. Diese hat keine gradzahligen Oberwellen.

Und der zweite Unterschied ist der Ri der Schaltung. UL und Triode verlaufen ähnlich, Pentode anders.

Wenn man eine Pentode stark gegenkoppelt, dann sinkt der Ri durchaus in den Bereich, den man in triodenschaltung erreicht. Es ist also egal, welche Form der Spannungsgegenkopplung man verwendet.

Und das ist sicher das Entscheidende. Dass es eine Gegenkopplung über das Schirmgitter gibt, steht ausser Frage. Und es steht auch ausser Frage, dass die Kennlinienkrümmung der Schirmgittersteuerung der Steuergitterkrümmung bei UL entgegenwirkt. Je nach Röhre ist eine deutliche Klirrminderung mit UL möglich, bei anderen Röhren ist dies weniger der Fall.

Die deutliche Klirrminderung ist vom Gegenkopplungsgrad abhängig, nicht von der Art der gegenkopplung. Und bei anderen gegenkopplungsarten ebenfalls erreichbar. UL ist lediglich eine Art der lokalen gegenkopplung, die bei Verzicht auf maximale ausgangsleistung erlaubt, ohne zusätzliche Bauteile auszukommen.

Du hast in Deinem Diagramm nicht berücksichtigt, daß es da um Gegentakt-AB-Betrieb geht. Auch bei der negativen Halbwelle ist relativ schnell Schluß, und es fließt kein Anodenstrom mehr

Dass es sich um Gegentakt handelt ist klar. Und es ist genau so klar, dass ich nur eine Röhre eingezeichnet habe. Sonst läge ja der Arbeitspunkt nicht bei -37V Ug.

klar... ;-)

Was ich nicht verstehe, wie Du auf Ra 1k kommst. Der Trafo übersetzt doch die sekundäre Last mit dem Quadrat des Windungszahlverhältnisses. Und dieses ändert sich nicht, wenn ich die Röhren so weit aussteuere, bis jeweils eine sperrt. Und damit ändert sich doch auch das Lastverhältnis an einer Röhre nicht.

Doch! Wenn eine Röhre stromlos wird, hängt der entsprechende Anschluß des Trafos "in der Luft". In der anderen Röhre fließt Strom, und das Übersetungsverhältnis reduziert sich auf diese halbe Primärwicklung. Halbe Windungszahl bedeutet aber 1/4 für die transformierte Lautsprecherimpedanz.

Bei der Röhre, welche sperrt, geht die Ua bis auf das Doppelte der Ub, genau wie bei einer Eintaktschaltung. Dies mal zum Einen.

Na und? Solange kein Strom fließt, gibt es auch keine wirksame Impedanz. Eine Spannung an dem freien Wicklungsanschluß ist also unerheblich.

Zweitens vergleiche ich die Daten Deiner und meiner Ra mit jenen im Datenblatt. Und da liegst Du doch um etliches höher. Natürlich ist klar, dass man die Pa überschreiten darf, weil die Röhren ja (abzüglich Ruheleistung) nur halbzeitlich belastet sind. Aber trotzdem sehe ich da eine deutliche Diskrepanz zu den Datenblättern.
Kann sein, dass ich in diesem Punkt im Moment auf dem Schlauch stehe, aber irgendwie erscheint mir da etwas unlogisch.

Ich denke, im ersten Satz meintest Du auch Pa. Ich sehe da keine Diskrepanz. Die Anodenverlustleistung ist ja nur die Differenz zwischen aufgenommener Gleichstromleistung und abgegebener Wechselstromleistung. Bei AB-Betrieb ist die verbleibende Verlustleistung ja sogar geringer als im reinen A-Betrieb.
Wenn im Datenblatt steht, daß sich bei Vollaussteuerung der anodenstrom von 2 x 60mA auf 2 x 140mA erhöht, heißt das, daß der mittlere Anodenstrom während einer Halbwelle 280mA beträgt, da ja während der nächsten der Strom gegen null geht. Und da sich das auf sinusförmige Wechselspannung bezieht, beträgt der Strom in der Spitze 280*Wurzel(2)mA, also knapp 400mA.

Wenn ich einen Netztrafo für Röhren-Doppelweggleichrichtung anschaue, so habe ich eine durchgehende Wicklung mit z.B. 500V, mit einem Mittelabgriff, folglich 2 x 250V. Und diese Spannung habe ich, ob da eine Gleichrichterröhre dran ist oder nicht (wenn sie keine Last sieht). Da ändert sich doch mal gar nichts. Und ob es nun eine Gleichrichterröhre oder eine Endröhre ist (ich könnte ja auch damit einen Gleichrichter bauen), spielt nochmals keine Rolle.

Das ist aber ein gewaltiger Unterschied, und in keiner Weise irgendwie vergleichbar.
In deinem Netzteil hast Du einen Trafo, der einfach die Netzspannung transformiert, bei einer Quellimpedanz nahe Null. Nimmt man den Trafo als Verlustfrei an, dann stehen die 250V an der Ausgangswicklung, egal was daran angeschlossen wird. Dr Innenwiderstand tendiert gegen Null, egal, welchen Strom Du entnimmst.

Ein AÜ transformiert die lastimpedanz (Lautsprecher) in den Anodenkreis. Wo die übersetzte Lsp-Impedanz ebenfalls als Impedanz auftritt. Es kann also bei gegebener Spannung nur ein durch diese Impedanz bestimmter Strom fließen, und keinesfalls mehr oder weniger.

Daher sehe ich nicht, dass sich am Übersetzungsverhältnis etwas ändert. Und solange sich daran nichts ändert und auch nicht an der Last, solange haben wir doch am Trafo die festen, unveränderlichen Impedanz-Transformationen. Und damit haben wir im Grunde (wir vergessen mal die Vormagnetisierung) bei einer Gegentaktschaltung an beiden Röhren identische Verhältnisse und es ändert sich auch nichts an der jeweiligen Impedanz, wenn ich nur eine Röhre rein stecke. Es ist mir also schleierhaft, wie Du auf Raa/4 kommst.

Durch Überlegen kommt man leicht darauf. Das Übersetzungsverhältnis ändert sich doch. Im Ruhezustand wird die gesamte Primärseite auf die Lautsprecherseite Transformiert, und dieser Raa liegt in reihe zu den beiden Röhren.
Wenn eine Röhre stromlos wird, liegt die halbe Windungszahl in reihe mit einer Röhre, der rest hängt in der Luft.
Da sich die sekundäre Windungszahl nicht geändert hat, wirkt nur noch ü/2, was Z/4 entspricht....
Ich halte das für durchaus logisch, zumindest aus meiner Sicht auf Induktivitäten, Übersetzungsverhältnisse und Impedanz-Transformation.
Das sollte sich auch mit der gängigen Grundlagenliteratur decken, z.B. Kammerloher, Barthels, Pitsch usw.

Natürlich wächst die Induktivität mit dem Quadrat der Windungszahl, aber diese Induktivität (ihre Impedanz) sollte bei der tiefsten zu übertragenden Frequenz rund 10 mal grösser sein als die Last. Also ist für die Last an der Endröhrenanode nur die sekundäre Last und das Windungsverhältnis massgebend. Oder irre ich mich?

So ist es, und so paßt es auch. Und daraus erklärt sich eigentlich auch das von mir geschriebene...

Gruß Gerd

edit: Huch, das ging ja schnell! Habe eben von einem Mitleser hier eine mail bekommen. Darin ein paar scans aus einem Buch:




Quelle: Ingenieur Otto Diciol, Niederfrequenzverstärker-Praktikum, 1. Auflage, 1959, Franzis-Verlag München

Interessant, da wußte man das auch schon vor 50 Jahren. Und besser erklärt, als ich das jemals könnte...

[EL156]

Hallo!

Ultralinearschaltung, was bringt das gegenüber der Pentodenschaltung?

EL95

Hallo EL95,

die einzige wissenschaftliche Untersuchung, die dieses Problem untersucht und weltweit wohl einmalig ist, stammt von Valvo aus den 50er Jahren.

Allerdings möchte ich mich nicht wiederholen und darf auf meine Veröffentlichung in einem anderen Röhrenforum verweisen.

MfG Kurt

@Moderation: Falls die Weiterleitung (an ein Konkurrenzforum) unerwünscht sein sollte, bitte den folgenden Link ansatzlos streichen.

http://www.roehren-und-hoeren.de/phpBB/v...307#117307

[richi44]

@ Gerd:

Die Genauigkeit dieser Klirrfaktorrechnung reicht allerdings nur für grobe Schätzungen aus, denn der Gegenkopplungsweg enthält Sa2 als nichtlineares Glied. Sie lässt sich mit Hilfe von Abb. 4 abschätzen, wo der errechnete und der gemessene Klirrfaktor dargestellt sind.

Dies ein Zitat aus dem Valvo-Buch (von Kurt). Und wenn man da alles liest so steht, dass der Klirr tatsächlich kleiner sein kann als erwartet, weil diese Unlinearität jene des Steuergitters kompensieren kann. Das ist das, was ich gemeint habe.
Und zum Thema Trafo: Da habe ich mich tatsächlich auf dem Schlauch "niedergelassen". Jetzt ist die Sache aber klar und Du hast natürlich recht.

Und noch zum Thema Begrenzung im Sperrbereich: Da es sich ja um eine Gegentaktschaltung handelt, ist erstens K2 nicht vorhanden, denn dieser wird durch Gegentakt zur symmetrischen Begrenzung und damit zu K3 und weiter würde diese Abflachung im Sperrbereich keine direkte Rolle spielen, weil da ja die andere Röhre die Arbeit übernimmt, einfach gesagt.
Ich habe mich offensichtlich einfach etwas unglücklich ausgedrückt, wobei ich ehrlich gesagt erwartet habe, dass sich die Umstände aus meinen Aussagen und den Kennlinien selbst erklären.

@ Kurt:
Danke für den Scan. Das hat schon einiges aufgezeigt. Und wenn ich das richtig interpretiere, so kann Ultralinear schon etwas positives bringen, allerdings unter der Voraussetzung, dass der Ausgangstrafo mitmacht. Offensichtlich ist dies nicht immer und nicht für alle Frequenzen optimal der Fall, sodass man hinter UL schon ein Fragezeichen setzen darf.

Allgemein:
Ein Röhrenverstärker ohne Gegenkopplung zeigt einen geringen Dämpfungsfaktor, was heutigen Lautsprechern nicht dienlich ist, da sie auf einen hohen Dämpfungsfaktor hin entwickelt wurden. Ob man nun den Dämpfungsfaktor durch den Einsatz einer Triode (der Durchgriff ist eine Art Gegenkopplung) , einer Gegenkopplung konventioneller Art, einer UL oder durch eine Gegenkopplung zur Erreichung eines negaziven Ri (mit Trafoanzapfung) erreicht ist relativ nebensächlich.
Und es ist auch nicht ausschlaggebend, wie der Klirr reduziert wird. Wichtig sind letztlich die erreichten Daten, welche das Musiksignal beeinflussen bezw. verfälschen und so den Klang beeinflussen.
Und wenn man im Valvo-Artikel liest, dass die Klasse AB durch die Verschiebung des Arbeitspunktes eine "Dynamikkompression" bewirkt, so ist dies eine Signalbeeinflussung mehr, die man mit einer Gegenkopplung mindern kann.

Um eine Schaltung in UL erfolgreich zu realisieren sollten Röhren verwendet werden, die auch explizit dafür gebaut sind. Die angeführte Unlinearität (siehe oben) kann den unlinearen Steuergitterverlauf kompensieren und nur schon damit den Klirr mindern. Und das Schirmgitter muss mit der selben Spannung betrieben werden können wie die Anode. Und der Trafo muss die Vorteile nicht negativ beeinflussen. Wenn all dies gegeben ist, kann eine UL Sinn machen. Ist dies nicht gegeben, so lohnt sich das Experiment kaum.