zwei mal zwei...

[richi44]

Es geht um Röhrenverstärker. Und da habe ich mal vier Stück durchgerechnet.
Der erste ist recht einfach gestrickt und mit 2 PCL805 bestückt. Die Trioden in dieser Röhre kann man etwa mit der ECC81 (oder EC92) vergleichen. Es ist also nicht die ultimative Verstärkerröhre, aber sie bringt doch einiges zuwege.
Die Pentode ist zwar von der Anodenbelastung her schwächer als eine EL84, in Klasse B aber kann sie es mit jener durchaus aufnehmen. (http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank...PCL805.pdf)
Dies aus folgendem Grund:
In Eintakt muss die Röhre bei halbem Strom betrieben werden, damit eine symmetrische Aussteuerung möglich wird. Und damit ist nicht nur der Strom, sondern auch die Anoden-Verlustleitung massgebend. Nun verträgt die Röhre zwar einen recht hohen Strom, aber nur eine mässige Anodenlast. Damit kann man die Röhre im A-Betrieb nicht voll ausnützen.
In B Gegentakt aber ist erstens die Ruheleistung recht gering, da wir hier mit lediglich 10mA Ruhestrom arbeiten, was einer Verlustleistung von gerade mal 3W entspricht. Und zweitens ist jede Röhre praktisch nur in einer Halbwelle belastet, sodass die Leistungshyperbel (die Leistungskurve) überschritten werden darf. Rechnet man also diese Röhre durch, so ist eine maximale Leistung von etwa 17W möglich, was eine EL84 auch erreicht, aber nicht mehr. Ich bin hier mal von einer Ausgangsleistung von 15W ausgegangen.
   
Die erste Stufe ist die eigentliche Vorverstärkung, die zweite eine Katodyn-Stufe zur Phasendrehung. Solange wir die Röhre nicht übersteuern fliesst kein Gitterstrom. Und damit ergibt sich auch kein Problem, dass der Quellwiderstand der Katodyn unsymmetrisch ist. Diese Schaltung ist ja Gang und Gäbe und wird auch bei anderen Geräten eingesetzt.
Dass hier auf Ultralinear (Endröhren-Schirmgitter an Anzapfung des Ausgangstrafor) verzichtet wird liegt in erster Linie daran, dass diese Röhre für unterschiedliche Anoden- und Schwirmgitterspannung gebaut ist.

Die Steuergitter-Vorspannung ist über ein gemeinsames Poti für beide Röhren einstellbar. Natürlich könnte man dieses Poti röhrengetrennt aufbauen. Der Nutzen hält sich aber in Grenzen, solange der Erbauer das Ding baut, um Musik zu hören und nicht dafür, „täglich“ daran herumzuschrauben. Man könnte aber auch in die Kaoden jeweils einen kleinen Widerstand von etwa 33 Ohm einfügen und damit die Datenstreuung der Röhren etwas auffangen. Wie diese Varianten aussehen könnten steht ganz am Schluss dieses Beitrags.

Zu erwähnen ist, dass P-Röhren im Grunde für Serieheizung gebaut sind. Sie lassen sich aber problemlos parallel mit der entsprechenden Heizspannung (hier 17,5V) versorgen. Voraussetzung ist einfach ein Netztrafo, der diese Speisespannung liefert.

   
Nummer zwei
Der zweite Vestärker bringt es immerhin auf etwa 30W. Und hier sind als Endstufen ebenfalls P-Röhren drin. Es handelt sich um die PL508 ( http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank.../PL508.pdf ). Folglich brauchen wir auch hier eine etwas abnormale Heizspannung, nämlich 17V. Ausserdem sind noch ECC83 und ECC82 verbaut, welche eine Heizspannung von jeweils 6,3V benötigen. Der Trafo wird also etwas aufwändiger.
Betrachten wir diese Schaltung, so fällt auf, dass wir ähnlich der ersten eine Vorstufe haben, gefolgt von einer Katodyn. Wir kommen also erst mal auf eine Grundverstärkung, dann eine Phaseninvertierung und daran schliesst sich jetzt eine ECC82 an. Diese ist als Differenzverstärker geschaltet und gleicht somit geringe Unsymmetrien der Signale aus. Ausserdem stellt sie für beide Endröhren gleiche Impedanzverhältnisse her, sodass die Symmetrie nicht gestört wird, selbst bei leichten Übersteuerungen nicht.
Bei den Endröhren gilt ähnliches wie bei den Pentoden der PCL805. Auch diese sind auf höheren Strom und eher geringe Verlustleistung ausgelegt. Auch hier ist man daher an Klasse B Betrieb gebunden. Und auch hier ist Ultralinear nicht sinnvoll.
Und wiederum könnte man die Gittervorspannungseinstellungen auftrennen und/oder Katodenwiderstände von etwa 22 Ohm einsetzen, um die Symmetrie automatisch zu bekommen.
Zu erwähnen ist, dass die Katoden der ECC8s über einen Widerstand von 11k auf –100V gezogen werden. Dieser vergleichsweise hohe Katodenwiderstand garantiert eine verbesserte Signalsymmetrie gegenüber einer einfachen Schaltung gegen Masse. Und man geht nicht der Verstärkung und vor allem der hohen Ausgangsspannung verlustig.

   
Nun Nummer drei
Hier sind andere Röhren in der Eingangtufe, der Katody und den Tribern verwendet. Und es ist eine Doppletriode in der Endstufe im Einsatz. Die 6SL7 könnte durch eine ECC83 ersetzt werden. Dass die amerikanische Röhre eingesetzt ist, hat hauptsächlich mit der Optik zu tun. Sie besitzt auch einen Oktalsockel und passt damit besser zur Endröhre 6080 ( http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank...6/6080.pdf ).
Die 6SN7 kann mit einer höheren Betriebsspannung funktionieren, sodass entsprechend auch höhere Ausgangsspannungen möglich sind. Und dies ist nötig, da die Endröhre über 200V Spitze-Spitze Tonsignal braucht. Um die maximale Spannung an der Röhre nicht zu überschreiten ist ihre Katode gegen negative Spannung geschützt. Dazu dient die Diode 1N4007.
Auch hier wieder die gemeinsame Gittereinstellung, die bei Bedarf (oder nach Wunsch) entsprechend geändert werden könnte. Katodenwiderstände bei etwa 15 Ohm.
Diese Röhre bringt es auf rund 15W Tonleistung, was für eine Triodenschaltung schon recht ordentlich ist.

   
Nummer vier...
Ist das Selbe wie Nummer drei, allerdings mit einer noch kräftigeren Endröhre. Hier ist es die Doppeltriode 6336 ( http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank.../6336A.pdf ), welche es immerhin auf rund 50W bringt. Unterschiedlich ist die Anodenspannung der Endröhre, die übrigen Werte (ausser Anodenstrom und Heizstrom) sind aber vergleichbar. Auch hier wieder die gemeinsame Spannungseinstellung.

Modifokationen:
Falls man auch bei dieser Schaltung an der Endröhre Katodenwiderstände zum Toleranzausgleich möchte, könnte man rund 10 Ohm einsetzen. Und falls man die Gitterspannungen jeweils getrennt einstellen möchte, kann man jeweils zwei doppelt so grosse (2 x 100k statt 1 x 50k) parallel schalten. Allerdings muss jeweils der Poti-Schleifer mit einem Kondensator von mindestens 1 Mikrofarad gegen Masse geleitet werden, um den Gittern konstante Verhältnisse zu liefern.

Jetzt mal die Daten der einzelnen Schaltungen:
PCL805
Raa des Ausgangstrafos 8.5k
Ia der Endröhren je 10mA
Ug1 -25V
Ausgangsleistung >15W
Netztrafo (für 2 Kanäle):
U1 300V 220mA / 215V~ 320mA
U2 190V 40mA / 138V~ 60mA
U3 300V 20mA / 215V~ 30mA
U3a 280V / 2x 2,2k 1W
U3b 250V / 2x 6,2k 1W
U4 -40V 5mA / 30V~ 10mA
U5 17,5V~ 1,5A

PL508
Raa des Ausgangstrafos 8k
Ia der Endröhren je 20mA
Ug1 -23V
Ausgangsleistung >30W
Netztrafo:
U1 400V 280mA / 290V~ 400mA
U2 190V 100mA / 135V~ 140mA
U3 325V 22mA / 230V~ 40mA
U3a 300V / 2x 2,2k 1W
U3b 250V / 2x 56k
U4 -120V 30mA / 85V~ 50mA
U4a 100V / 2x 1,8k
U5 6,3V~ 1.5A
U6 17V~ 1.5A

6080
Raa des Ausgangstrafos 5,5k
Ia der Endröhren je 10mA
Ug1 -150V
Ausgangsleistung 15W
Netztrafo:
U1 250V 240mA / 178V~ 350mA
U2 425V 35mA / 300V~ 50mA
U2a 400V / 2x 1,5k
U2b 300V / 2x 47k 1W
U2c 250V / 2x 47k
U3 -250V 20mA / 178V~ 30mA
U3a -200V / 2x 4,7k
U4 6,3V~ 2A
U5 6,3V~ 5A

6336
Raa des Ausgangstrafos 4,2k
Ia der Endröhren je 40mA
Ausgangsleistung 50W
Netztrafo:
U1 400V 600mA / 285V~ 850mA
U2 425V 22mA / 300V~ 35mA
U2a 400V / 2x 2,2k
U2b 300V / 2x 47k 1W
U2c 250V / 2x 47k
U3 -250V 20mA / 175V~ 30mA
U3a -200V / 2x 4,7k 1W
U4 6,3V~ 2A
U5 6,3V~ 10A

[richi44]

Nachfolgend eine etwas veränderte (verbesserte) Schaltung des Verstärkers mit der Doppeltriode 6336.
Das Problem dieser Röhre ist, dass sie eigentlich nicht als Verstärkerröhre vorgesehen ist, sondern als Längsröhre in geregelten Nezteilen. Für diese Anwendung genügt eine geringe Verstärkung, die hier praktisch bei etwa 2,35 liegt. Das bedeutet, dass die Tonansteuerung über beide Röhren bei rund 300V Spitze/Spitze liegt. Also muss die Treiberröhre diese Spannung ohne grössere Verzerrungen liefern können.
Und hier kommt gleich das nächste Problem: Damit eine hohe positive Ausgangsspannung möglich wird, muss die Treiberstufe nahezu sperren. Nun ist die Treiberröhre aber in jenem Betriebsbereich nicht mehr linear. Das bedeutet, dass eine solche einfache Schaltung zwangsläufig mit hohen Verzerrungen verbunden ist.
Hier bietet die folgende Schaltung Abhilfe.
   
Die Treiberstufe jeder Endtriode ist in PPP geschaltet. Das bedeutet, dass zwei Röhren in Gegentakt die Endtriode ansteuern. Und dabei sind diese Treiberröhren in Reihe geschaltet. Damit ist es nun möglich, sowohl bei der negativen wie positiven Halbwelle der Endröhrenansteuerung diese linear bis zu einem gewissen Punkt (minimale Anodenspannung der Treiberröhren bei 0V Gitterspannung) durchzuführen. Und durch die Wahl einer Betriebsspannung von 520V bleibt jeder Treiberröhre bei einer Tonspannung von 300V SS jeweils eine Restspannung von 100V zur Verfügung. Diese Restspannung ist mehr als ausreichend und somit ist eine nahezu verzerrungsfreie Endröhrenansteuerung möglich. Kommt hinzu, dass die PPP-Verstärkerschaltung durch die gegenseitige Kompensation der Kennlinienkrümmungen selbst hohe Pegel weitgehend verzerrungsfrei verarbeiten kann.

Aufwändig wird die Sache nur in dieser Hinsicht, dass jetzt mehr Röhren nötig sind. So wird eine Stereo-Verstärkerschaltung mit zwei 6336 bestückt sein, zusätzlich sind aber noch total 4x 6SN7 und 2x ECC83 (oder 6SL7) nötig. Und da jeweils die obere Treiberröhre eine Katodenspannung von etwa 250V aufweist, muss diese Röhre mit einer separaten, hochgelegten Heizung mit eigener Trafowicklung betrieben werden. Und es ist nötig, diese beiden Trioden in einer Röhre zusammenzufassen, wie auch die beiden jeweils unteren Trioden jeder PPP-Stufe. Die Konstruktion wird also um einiges unübersichtlicher.
Und entsprechend komplexer wird auch das Netzteil, hier mal die Trafodaten:

6336 mit PPP-Treiber
U1 400V 600mA / 285V~ 850mA
U2 550V 34mA / 390V~ 50mA
U2a 520V 820Ohm
U2b 300V 100k 1W
U2c 250V 47k
U3 -200V 2mA / 145V~ 10mA
U4 6,3V~ 2A
U5 6,3V~ 1,5A
U6 6,3V~ 10A

[jürgen]

Hallo Richi,
obwohl ich selber RRRRRöhre höre, verstehe ich immer nur Bahnhof
Aber es ist immer sehr interessant Deine Beiträge zu lesen und irgendwann kommt bei
mit bestimmt auch Licht ins Dunkel

[Stones]

Und dann baust mir mal ne schöne Röhre, Jürgen.

[richi44]

Hallo Richi,
obwohl ich selber RRRRRöhre höre, verstehe ich immer nur Bahnhof
Aber es ist immer sehr interessant Deine Beiträge zu lesen und irgendwann kommt bei
mit bestimmt auch Licht ins Dunkel

Hallo Jürgen, ich weiss nicht, was Du von Beruf bist. Daher kann ich Dir nicht gleich raten. Aber ich versuche, wie etwa mit der Röhrentechnik im Wissen, eine Kerze anzuzünden. Dem einen ist diese Kerze unnütz, weil er schon "erleuchtet" ist, beim anderen ist sie hinter vielen Fragezeichen versteckt... Wenn Du also "am Bahnhof" stehst, dann frag einfach mal nach. Im Gegensatz zur Bahn (zumindest der Schweizerischen) ist bei mir die Auskunft gratis. Und wenn alle fragen, so werden sich sicher massgeschneiderte Antworten ergeben.

[jürgen]

Hallo Richi,
von Berufs wegen darf ich Bahnhof verstehen als Sesselpupser oder Bürohengst muss bei mir die Technik nur funktionieren, ich muss sie zum Glück nicht kapieren.
Aber das Thema ist interessant und ich lese immer mit und manchmal sehe ich auch ein Lichtlein wenn die Kerze brennt .Wenn mal Fragen auftauchen werde ich mich vertrauensvoll an Dich wenden