Frage an die Röhrenexperten: Warum zerrt eine Röhrenendstufe?

[netstalker]

Stimmt eben auch nicht. Les den Link von Valvewizard von mir s.o.
Im OT ist elektromagnetische Energie gespeichert, die im AC (Spule) freigesetzt wird. Dadurch kann die Spannung im OT im class A Betrieb die doppelte Anodenspannung erreichen.

Diese Spannungsüberhöhung durch die EMK des Eisenkerns trägt zwar zum "Klang" generell bei; die Endstufenzerre ist trotzdem eine Folge der Verzerrungen die bei Erreichen der Anodenspannung entstehen.
Bei Valvewizard wird ein Effekt beschrieben der Strom nachschiebt - an einer Induktivität eilt der Strom der Spannung nach. In einem komplexen System mit Leistungsanpasssung (Quellimpedanz=Lastimpedanz) ist das jedoch eine sehr theoritische Betrachtung, die bei Betrieb mit einem Sinussignal sicherlich nachweisbar ist; analysiert man jedoch das komplexe Signal einer Gitarre sieht das schon wieder ganz anders aus; vor allem verschieben sich die Verhältnisse mit der Änderung der Frequenz (Die Impedanzen der beteiligten Quellen und Verbraucher ändern sich bei Frequenzänderung) und durch die hohe Dynamik des Eingangssignals.

Des halb gilt grundsätzlich Verzerrung kommt aus dem "Clipping", der Klang derselben aus den Schaltungen der Endstufe und dem Netzteil.
Z.B. alleine das (vernünftige) verwenden einer Ladespule ("Choke") in Verbindung mit einem entsprechend dimensionierten Lade-Elko ändert die "Wärme" der Verzerrung.


Um auf die Ausgangsfrage des TO zurück zu kommen:
Allein durch das Umschalten der Ausgangsimpedanz der Lautsprecherbox ändert sich die Lautstärke, bei der der Amp zu zerren beginnt nur marginal.
Gehen wir von einer Leistung des Amps von 50 Watt an 8 Ohm aus und ändern diese auf 16 Ohm: Durch die geringere Last am AÜ wird die Spannung höher werden was in diesem Fall Kontraproduktiv wäre (das passiert bei Röhrenamps mit AÜ - wie gesagt bei Transistoren sieht das anders aus).
Der zweite Grund der dagegen spricht: klar - bei 16 Ohm hätte man - rechnerisch - die halbe Leistung; um die Lautstärke zu halbieren müsste man jedoch die Leistung um 10dB dämpfen -> man müsste aus den 50Watt 5 Watt machen - etwa 64Ohm Impedanz (6,25Watt).
Ob das jetzt Sinnvoll ist muss jeder für sich entscheiden - ich würde einfach den Amp anders dimensionieren - wenn man noch keinen Amp gebaut hat: nen kleineren kaufen.

BTW und ohne jetzt noch mal auf komplexe Systeme wie den Ausgangskreis eines Röhrenamps einzugehen:
Telefunky hat ebenfalls bereits darauf hin gewiesen: zu hohe Impedanzen am Ausgang kosten u.U. den AÜ - wers nicht glaubt kann es ausprobieren und muss dann halt nen neuen kaufen.......

 

[Giusto]

soweit ich weiß, ist hier aber eine zu niedrige Boxenimpedanz immerhin eher noch besser verträglich als eine zu hohe)

Meine Folgefrage ist simpel.
Warum? Ich würde gerne wissen wieso das so ist. Die Impedanzkurve steigt ja stellenweise stark an und bewegt sich nur im Bereich um die Resonanzfrequenz auf dem Niveau der Nennimpedanz. Ein RCL Glied zur Impedanzlinearisierung oder eine Kupferkappeüber dem Polkern zur Kontrolle des induktiven Anstiegs habe ich bei Gitarrenlautsprechern noch nicht gesehen.

In einem komplexen System mit Leistungsanpasssung (Quellimpedanz=Lastimpedanz) ist das jedoch eine sehr theoritische Betrachtung, die bei Betrieb mit einem Sinussignal sicherlich nachweisbar ist; analysiert man jedoch das komplexe Signal einer Gitarre sieht das schon wieder ganz anders aus; vor allem verschieben sich die Verhältnisse mit der Änderung der Frequenz (Die Impedanzen der beteiligten Quellen und Verbraucher ändern sich bei Frequenzänderung) und durch die hohe Dynamik des Eingangssignals.

Die Röhrenverstärker, die ich aus dem Hifi Bereich kenne haben möglichst niederohmige Ausgangsübertrager, um die Wechselwirkung mit der nicht linearen Lautsprecherimpedanz zu vermeiden. Die Leistungsanpassung kann schon nicht funktionieren, weil die Lautsprecher trotz gleicher Nennimpedanz unterschiedliche Impedanzverläufe haben.

Allein durch das Umschalten der Ausgangsimpedanz der Lautsprecherbox ändert sich die Lautstärke, bei der der Amp zu zerren beginnt nur marginal.
Gehen wir von einer Leistung des Amps von 50 Watt an 8 Ohm aus und ändern diese auf 16 Ohm

Bei der Umschaltungvon Parallel- auf Reihenschaltung vervierfacht sich die Impedanz, das macht einen Unterschied von 6dB, was schon ein deutlicher Unterschied ist.

Durch die geringere Last am AÜ wird die Spannung höher werden was in diesem Fall Kontraproduktiv wäre

Ein paralleler Widersatand bei der Reihenschaltung würde helfen.

Telefunky hat ebenfalls bereits darauf hin gewiesen: zu hohe Impedanzen am Ausgang kosten u.U. den AÜ - wers nicht glaubt kann es ausprobieren und muss dann halt nen neuen kaufen.......

Dass der AÜ kaputt gehen kann, wurde schon mehrfach geschrieben, ich habe aber noch nicht verstanden warum er kaputt geht, weil die Impedanzkurve eines Lautsprechers auch stark schwankt.

 

[Statler]

Meine Folgefrage ist simpel.
Warum? (...)

In der letzten Gitarre&Bass (6/2013) stand genau darüber eine Artikel ("Lautsprecher anschließen: Anpassung an Röhre und Transistor").

 

[netstalker]

Meine Folgefrage ist simpel.
Warum? Ich würde gerne wissen wieso das so ist. Die Impedanzkurve steigt ja stellenweise stark an und bewegt sich nur im Bereich um die Resonanzfrequenz auf dem Niveau der Nennimpedanz. Ein RCL Glied zur Impedanzlinearisierung oder eine Kupferkappeüber dem Polkern zur Kontrolle des induktiven Anstiegs habe ich bei Gitarrenlautsprechern noch nicht gesehen.

Weil Spannungsüberhöhungen durch offenen oder hochohmigen zu Überschlägen an den Anodenanschlüssen der Endröhren oder in der Primärwicklung führen; wie gesagt: probier das einfach aus wenn du es nicht glaubst - in 40 Jahren Röhrentechnik gewinnt man auch schon mal an Erfahrung....

Der technische Grund: beim Abbau des Magnetfeldes wird am Eingang des Übertragers eine Induktionsspannung aufgebaut, weil die Leistung nicht durch die Sekundärseite "abgenommen" wird. Ähnliches passiert auch z.B. bei Schaltnetzteilen, die ohne Last betrieben werden.

Bei der Umschaltungvon Parallel- auf Reihenschaltung vervierfacht sich die Impedanz, das macht einen Unterschied von 6dB, was schon ein deutlicher Unterschied ist.

Der jdoch keinen wirklich hörbaren Unterschied macht.

Ein paralleler Widersatand bei der Reihenschaltung würde helfen.

Und den Sound entsprechend verändern - ein Widerstand ist im Gegensatz zum Lautsprecher linear

Die Röhrenverstärker, die ich aus dem Hifi Bereich kenne haben möglichst niederohmige Ausgangsübertrager, um die Wechselwirkung mit der nicht linearen Lautsprecherimpedanz zu vermeiden. Die Leistungsanpassung kann schon nicht funktionieren, weil die Lautsprecher trotz gleicher Nennimpedanz unterschiedliche Impedanzverläufe haben.

Ich denke wir unterhalten uns hier über Instrumentalverstärker - wenn du einen HiFi-Verstärker an deine Klampfe anschliesst wirst du wenig Freude mit dem Sound haben. Da kann man dann gleich ne Transe kaufen. Das gleiche Konstruktionsprinzip wie HiFi-Verstärker hatten/haben auch die 100V-Verstärker die in ELA-Anlagen verwendet werden; auch hier wird mit niedrigen Impedanzen gearbeitet um beim zu-/abschalten von Lautsprechern eine Rückwirkung zu verhindern.


Ein Kurzschuss auf der Sekundärseite ist von weitaus geringerer Gefahr wenn man es mit den Eingangssignalen nicht übertreibt; das wussten auch schon die Jungs von Fender in der 50ern des vergangenen Jahrhunderts:

Hier wurde zum Leerlaufschutz der Ausgang der Klinkenbuchse über die Schaltklinke der Buchse einfach gegen Masse gelegt; da passiert (erst mal) nix. Wenn man natürlich mit voll offener Lautstärke 10 Minuten lang in die Saiten haut werden die Röhren frittiert....

 

[Stefan_L_01]

Als Ergänzung vielleicht noch mal den Ansatz von valvewizard erklärt: Bei zu hoher Last wird die Kennlinie des Pentodenbetriebes derart ungünstig verändert, dass wohl die Schirmgitter bei hohen Aussteuerungen deutlich mehr Strom ziehen - evtl. weil sie gegenüber der Anode eher negativ die Elektronen an sich ziehen. Valvewizard sieht also auch ein Problem im Schirmgitterbereich.

Da 90% der Amps im PushPull Betrieb class AB laufen gibt es eigentlich nur 3 Verzerrungsarten:
1) Übernahmeverzerrung (bei richtig eingestelltem Bias eher gering)
2) Übergangsverzerrung in den A Bereich (ab dem Punkt wo ein Röhrenstrang komplett sperrt, auch eher gering)
3) Grenzen der Aussteuerung, wenn das Gitter des aktiven Röhrenstrangs immer weniger negativ wird, das "Ventil" also voll geöffnet wird. Mit all den Begleiterscheinungen die früher den Amps oft das Leben gekostet haben wir erhöhte Schirmgitterströme oder Steuergitterströme.

 

[Tremar]

Es muss"Leistungsanpassung" herrschen damit alles funktioniert.

In einem komplexen System mit Leistungsanpasssung(Quellimpedanz=Lastimpedanz) [...]

Hey, mein Lieblingsmärchen!

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-spannungsanpassung.htm

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-VerstaerkerLautsprecherUndOhm.htm

Nix für ungut, ich schreibe hier als Einäugiger. Fand's nur lustig...

 

[Dumbledore]

Hey, mein Lieblingsmärchen!

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-spannungsanpassung.htm

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-VerstaerkerLautsprecherUndOhm.htm

Nix für ungut, ich schreibe hier als Einäugiger. Fand's nur lustig...

Im Prinzip hat er ja Recht der Herr Sengspiel aber ....

Eine typische Frage von Laien: Wie stellt man am Verstärker die Ohm-Zahl ein?
Dort stellt man keine Ohm-Zahl ein.

Das stimmt mal so kategorisch nicht ganz.
Speziell bei höherwertigen HiFiverstärkern gibt es oft interne Sicherungen die entweder per Schalter oder, wie bei den Onkyo Geräten z.B. über Einstellmenü, auf die Nennimpedanz (meist zur Wahl 4,8,16 Ohm) der verwendeten Boxen einzustellen sind. Nehme an es handelt sich dabei um eine variable Strom(Leistungs?)begrenzung. Also so Dumm wie der Herr Obertonmeister tut, ist die Frage der "Laien" dann denn auch wieder nicht.

 

[netstalker]

Ja nun - dann sollte man sich mal die Physik der Elektrogitarre

https://hps.hs-regensburg.de/~elektrogitarre/

von Manfred Zollner antun - das dort geschilderte Verhalten von Verstärkern halte ich für etwas näher an der Wirklichkeit....

 

[Bass_Zicke]

Man muß auch hier ein wenig umdenken .....

... und nicht gerade vom 100% Fall ausgehen ( HiFi zB ) .

Es gibt Verzerrungen , die unerwünscht sind und Verzerrungen die erwünscht sind . Ich hab fast 15 Jahre in der analogen Studio Technik gearbeitet ( TAB ) und hatte das große Glück mich auch mit dem Entwickler des V 376 ( Mikrofon Pre Amp ) oft austauschen zu können .

Er hat mir zu diesem Thema mal gesagt : " So , wie wir hier versuchen , jede erdenkliche Stelle , die Verzerrungen verursachen könnten , zu vermeiden , gibt es , im Musiker Bereich auch zig Stellen , die man bewußt verzerren lassen kann . Es ist immer das Zusammenspiel aller Komponenten ! "

Er hat mich dann auch noch auf die Wichtigkeit von Netzgeräten hin gewiesen , denn auch die können Verzerrungen verursachen , wenn Sie einfach zu knapp ausgelegt sind .

Er meinte dann damals noch zu mir : " Jung , besorg Dir Irgendwas , was den Sound in der Vorstufe formt , möglichst rauscharm . Dabei ist es egal , wie der Sound zu Stande kommt . Du weißt , welche Größe so ungefähr ein Netztrafo haben muß , um eine gewisse Leistung zu versorgen . Wenn der Ausgangsübertrager genauso groß ist , passt das schonmal so grob . Bzw nimm eine Endstufe mit Röhren , fettem Ausgangsübertrager und einem gutem Netzteil .... dann hast Du Sound ! "

Er hat mir dann auch mal anhand eines 24 Kanal Mixer gezeigt , in wie weit allein das erhöhen des Querschnitts der Stromversorgung , Einfluss auf Klirrfaktor haben kann .

Was ich damit sagen will .....

... wir Saitenquäler wollen bewußt " Klirrfaktor " , denn es macht ja gerade den persönlichen Sound . Gute Amp Hersteller nutzen das und wissen genau , an welcher Stelle , was , wie clippen muß .

Und da ich ja ein großer Verfechter der Endstufen Zerre bin ( hab ich eben einfach so gelernt ) , hab ich mich immer an den Worten meines ehemaligen Kollegen orientiert .

... er meinte auch noch : " ... wenn die Endstufen Zerre bei Röhren Amps zum Sound beiträgt , kann sie aber auch nur in einem gewissen übersteuerten Bereich funktionieren ..... hast Du mal Deinen Orange ( mit 120 Watt ) wirklich so laut eingestellt ? "

" nein "

 

[Tremar]

Ja nun - dann sollte man sich mal die Physik der Elektrogitarre

https://hps.hs-regensburg.de/~elektrogitarre/

von Manfred Zollner antun - das dort geschilderte Verhalten von Verstärkern halte ich für etwas näher an der Wirklichkeit....

Das sieht mir nach Äpfeln und Birnen aus...

Zollner


Sengpiel