[OneStone] Verstärkerbau-Kurs #1, Anleitung READ ONLY!

von OneStone, 17.01.07.

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  1. OneStone

    OneStone HCA Röhrenamps HCA

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    Erstellt: 17.01.07   #1

    read only-Bauanleitung, temporär gepinnt.

    In diesem Thread sind keine Fragen möglich! Fragen und Anmerkungen bitte im Parallellthread gleichen Titels! zu finden hier ->https://www.musiker-board.de/vb/amps-boxen/183173-onestone-verstaerkerbau-kurs-1-a.html






    Hiho Forum,

    da hier andauernd Anfragen kommen bezüglich "Ich will nen Röhrenamp bauen, habe aber keine Ahnung" usw. dachte ich mir, ich mache mal einen Amp-Bau-Thread auf. Er soll enthalten:

    Stand vom 17.01.2007 16:30:

    1. Auswahl des Projektes (Ich dachte an was kleines, so 5W oder so, aber mit Option auf Umbauten bis 50W, wenn nötig)
    -> 5W Class A SE (das ist auch schon kompliziert genug)
    -> Zweikanalig (wer kein Brett braucht, der lässt das eben weg)

    2. Entwicklung einer Schaltung und Diskussion derselben (Was soll der Amp können? Clean bis Brett ist wohl am besten)
    -> Möglichkeiten zur Leistungsreduzierung besprechen/einplanen

    3. Quellen für Bauteile, Möglichkeiten des Recyclings
    4. Besprechung der Aufbaukriterien/Sicherheitsrichtlinien usw.
    5. Aufbau des Verstärkers ohne Platinen oder dergleichen

    So, das wäre es erstmal. Begleitet wird das Ganze dann per YouTube Videos oder dergleichen, ich muss mal schauen, denn ich hab meine Speicherkarte meiner Digicam verschmissen und muss die wieder finden...

    Also: Was wollt ihr haben, was wollt ihr ausgeben? Erstmal Leute zusammensuchen :-).

    MfG OneStone

    PS: Ich baue natürlich mit, will schon lange mal wieder so nen kleinen Brüller hier haben :-)
     
  2. OneStone

    OneStone Threadersteller HCA Röhrenamps HCA

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    Erstellt: 17.01.07   #2
    Ich würde mal festhalten:

    -> 5W Class A SE (das ist auch schon kompliziert genug)
    -> Zweikanalig (wer kein Brett braucht, der lässt das eben weg)

    Cleankanal kann man sich mal die Fender Schaltungen anschauen, die sind da super, Lead würde ich jetzt mal was nehmen, das richtig Brett macht...also Recti oder so. Aber mal schauen...ich finde einen Einkanaler eben immer so halb...also nix ganzes, wenn man einen Röhrenamp für Gitarre baut, dann bitte auch mit Zerre.
     
  3. OneStone

    OneStone Threadersteller HCA Röhrenamps HCA

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    Erstellt: 18.01.07   #3
    Sicherheitsbedenken hab ich keine. Wenn man ordentlich erdet und versteht, was man tut, dann überlebt man. Auch 10000V sind dann kein Problem mehr.

    Also jetzt mal folgendes: Ich mache ein Inhaltsverzeichnis in meinem ersten Post, das wird immer wieder geupdatet und enthält dann Links direkt zu den jeweiligen Seiten/Posts hier in diesem Thread. Nebenbei: Da oben steht nicht umsonst "#1", oder denkt ihr, ich hör danach schon auf? ^^

    Also gehen wir mal zur Arbeit über:

    ##############################
    1. Festlegen der Grundstruktur des Projektes


    Ich denke, dass sich in den letzten Seiten folgendes herauskristallisiert hat:
    -> Zweikanalig
    -> Kleine, einfache Class A Endstufe mit ca. 5W
    -> Bau als Topteil (Vorschlag von mir, Combo auch möglich, aber weniger vielseitig)


    Die Endstufe kann in weiteren Projekten dann ja ausgebaut werden. Auf so ein Chassis gehen problemlos auch 50W Röhre, man muss es eben dementsprechend bemessen, dass die Trafos draufpassen. Das ist die im Inhaltsverzeichnis angesprochene Umbauoption.

    So, damit hätten wir 1. Wer den Amp als Combo bauen will, der soll das tun, da gehe ich nachher drauf ein, es geht jetzt erstmal darum, dass ich weiß, ob ihr das mit einem "OK" absegnen könnt, was da steht oder evtl. was anderes vorschlagt.

    MfG OneStone

    Edit: Ich kann den ersten Post nicht editieren, das ist Mist...dann muss ich ja immer einen Mod oder Admin fragen. Kann mich jemand für diesen Thread zum Moderator machen, dass ich das editieren kann? Wäre toll, ich gelobe auch, die Rechte nicht zu missbrauchen :)
     
  4. OneStone

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    Erstellt: 18.01.07   #4
    1 ist klar, 2 steht schon oben und 3 ist bei mir Standard (siehe auch LUCIFERULA, LUCIFERULA - All tube four channel guitar amplifier (© by OneStone) )

    4: 1+2 ist schwierig, da kann ich dann gar keine Röhrensysteme für beide Kanäle benutzen...aber da der Clean wahrscheinlich eh bloß 1 System braucht, dürfte das möglich sein. Hier werde ich es aber wahrscheinlich nicht erläutern, da das dann in ziemlichen Aufwand ausartet...aber mal schauen, vielleicht schreib ich auch grad Mist, ich muss das mal ansehen und dann entscheiden ^^. Außerdem denke ich bist du der einzige, der Clean + Lead gleichzeitig braucht ^^.

    5. Ist machbar Aber das mit den 15W ist wieder vom Aufwand her fragwürdig, da das wieder 2 Röhren mehr sind. Wie gesagt, das ist ja erst der Kurs #1, du kannst ja die Endstufe größer bauen/umbauen.

    6. ist denke ich für einen Amp in der Größenordnung fragwürdig, aber machbar...was sagen die anderen dazu? Kostet euch eben noch so ca. 60€ mehr diese Spielerei.
    7. Ist es auch, ich bevorzuge aber Tops, weshalb die Fotos usw von einem Top sein werden. Steht auch oben, dass man beides machen kann.
     
  5. OneStone

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    Erstellt: 18.01.07   #5
    Gain/Bass/Mid/Treble/Volume und evtl. noch je einen Modus-Switch (Clean/Crunch, GK ein/aus im Lead-Kanal ^^) pro Kanal.

    Mastersektion mit Master Volume (bei 2 ch witzlos, aber praktisch...), FX-Loop, Reverb...

    Fußschaltbar wird das Ding natürlich auch. (Channel, FX...was ihr wollt ^^).

    Auf gut Deutsch: WELCHE FEATURES WOLLT IHR?
     
  6. OneStone

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    Erstellt: 18.01.07   #6
    SO, nachdem ich jetzt seit >1,5h versuche diesen Post abzuschicken:

    @Bierschinken:
    Bei einem 5W Amp das Boosten anzufangen ist schon gewagt ^^. Außerdem frage ich mich, wie du hier diese Crunch/Lead-Geschichte realisieren willst. Andersrum gehts doch genauso gut: Amp auf Lead und dann Klampfe zudrehen = Crunch.

    Das mit den Modes habe ich ja oben bereits angemerkt, mal schauen, ob man das braucht.
    Presence habe ich jetzt in der Aufzählung vergessen, kommt aber auch rein. Was ist bitte Deep? Ist das Presence am anderen Ende vom Spektrum? Halte ich bei einem 5W Amp für n bissl gaga ^^.
    Fußschalter wurde schon festgelegt, dass da einer rankommt.
    FX-Loop muss ich schauen, das stelle ich mal als Option zur Verfügung, das kann man bei ordentlicher Auslegung einbauen oder nicht, wie man will.

    Das ist ein kleiner Anfänger-Bastelamp und kein Rackgerät mit 3HE ^^. Nein, mal im Ernst: Es wird n bissl arg heftig, da drei komplett verschiedene Vorstufen einzubauen. Ich denke daher nicht, dass der Amp a) dreikanalig sein muss und b) komplett verschiedene Vorstufen braucht.

    MfG OneStone
     
  7. OneStone

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    Erstellt: 18.01.07   #7
    Kein Problem :-)

    Also, da wir nun genügend über die Eigenschaften des Gerätes diskutiert haben, gehen wir zu Punkt 2 über:

    2. Entwicklung einer Schaltung

    Grundlagen

    Nun, zum Beginn rate ich einfach mal zu ein wenig Lektüre.
    Elektronenröhre - Wikipedia
    Alles verstanden? Nein? Macht auch nichts...das kommt mit der Zeit. Man kann schon an diesem Artikel sehen, dass das Ganze nicht so trivial ist, wie man immer denkt. Daher möchte ich zuerst mal auf die grundliegende Funktionsweise einer Röhre eingehen. Bzw, das steht eigentlich in der Wikipedia auch drin.

    => Lest erstmal das Kapitel über Dioden und versucht euch das vorzustellen. Da das vielleicht nicht so ganz verständlich ist, hier mal eine (emotional hoffentlich verständliche :D ) Abstraktion (Die Farben kennzeichnen zusammengehörende Begriffe, sollen also eine Merkhilfe sein und stellen, soweit hier im Forum möglich, auch meine Standard-Kabelfarben dar. Weiß ging nicht, das ist hier jetzt rosa ^^.):

    Diode:
    Stellt euch vor du bist ein (männliches) Single-Elektron und bist schlecht gelaunt (negativ geladen). Um dich herum sind auch noch viele negativ geladene männliche Wesen (diesen Ort nennen wir Kathode). Dazu ist es dort relativ heiß, weshalb alle möglichst von diesem Ort wegwollen. Draußen vor der Tür überkommt dich die Faulheit und du bleibst stehen.
    In weiter Ferne siehst du einen Haufen attraktiver (positiv geladener) weiblicher Wesen (das ist die Anode). Was machst du? Richtig, du rennst zur Anode hin. => Es fließen Elektronen durch das Vakuum von der Kathode zur Anode und somit fließt ein Strom.

    Wenn da an der Anode aber schon (relativ zu euch Kathodenbewohnern) viele negativ geladene Leute rumstehen (die Anodenmädls benötigen also keine negativ geladenen Elektronen mehr), dann werdet ihr euch die Mühe nicht machen wollen, da hin zu rennen => Ihr bleibt da wo ihr seid. Es fließen keine Elektronen und somit ist der Strom Null.

    Wir halten fest:
    > Elektronenfluß bei positiv geladener Anode und negativ geladener Kathode
    > KEIN Elektronenfluß bei negativ geladener Anode und positiv geladener Kathode

    Triode:
    Wenn ihr das verstanden habt, dann lest noch den Teil über Trioden. Das ist alles, was ihr vorerst wissen müsst. Auch hier wieder eine Abstraktion:

    Situation wie vorher: Du bist ein negativ geladenes Elektron und sitzt auf der Kathode, sieht die positiv geladene Anode. Jetzt befindest du dich aber nicht in einer Diode, die nur k und a (Kurzformen, verwende ich öfter, sollten sich aber von selbst erklären ^^) hat, sondern in einer Triode, welche noch ein Steuergitter g besitzt.
    Eine Triode wird immer in Flussrichtung betrieben, das heißt die Anode ist immer positiv und die Kathode[]/COLOR] ist immer negativ. Folglich willst du als Elektron da auch immer hin und somit würde immer Strom fließen. Dummerweise gibts da jetzt noch den "Türsteher", das Steuergitter, das sagt "Du kommst hier ned rein", also ebenfalls negativ geladen ist. Je nach Laune (= Ladung) lässt das Gitter dann mehr oder weniger Elektronen durch.
    Gut gelaunt = positiv geladen => Viele Elektronen kommen durch => es fließen viele Elektronen von der Kathode zur Anode.
    Schlecht gelaunt = negativ geladen => Wenige Elektronen kommen durch => es fließen wenige Elektronen von der Kathode zur Anode.

    Man sieht: Das Gitter kann nur durch seine Ladung, was man sich bei einem Menschen mit einer Geste wie "bleib stehen" oder "geh weiter" vorstellen kann, großes bewirken. Daher verstärkt eine Triode auch, sie ist in der Lage einen großen Elektronenstrom durch eine kleine Spannungsänderung = Ladungsänderung am Steuergitter zu beeinflussen.

    So, damit man damit im Schaltplan auch was anfangen kann, hier noch die dazugehörigen Schaltbilder:

    [​IMG]

    So, soviel Zeugs muss man sich erstmal ausdenken. Hat das jetzt jeder verstanden?

    MfG OneStone
     
  8. OneStone

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    Erstellt: 21.01.07   #8
  9. OneStone

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    Erstellt: 22.01.07   #9
    So, weiter im Text. Ich führe hier mal ein Farbensystem ein, das einige Sachen hervorhebt:

    blau = Wikipedia-Begriffe
    rot = Wichtige Begriffe, die man sich merken sollte..zumindest wärs nicht schlecht ^^


    Man kann sich jetzt vorstellen, wie eine Röhre funktioniert. Also so zumindest in Ansätzen. Jetzt muss man das Ganze in eine Schaltung verpacken. In einer Gitarrenamp-Vorstufe benötigt man dazu im Wesentlichen nur die Kathodenbasis- und die Anodenbasisschaltung. Okay, jetzt fragt ihr euch "wasn das?".

    Eigentlich ganz einfach, fangen wir mal mit der Kathodenbasisschaltung an:

    [​IMG]

    So, das sieht eigentlich relativ übersichtlich aus. Ich setze jetzt einfach mal voraus, dass man weiß, was ein Widerstand und was ein Kondensator ist...wenn nicht bitte Wikipedia konsuktieren oder nachfragen.
    So, also man hat hier eine Verstärkerstufe, die wie immer wenn nur mit einem Röhrensystem verstärkt wird, in CLASS A betrieben wird. Soll heißen, dass die Röhre bereits im Ruhezustand relativ viel Leistung verheizt, sprich ein Strom durch die Röhre fließt. Das muss so sein, dass der Strom auch "ins Negative hin" noch steuerbar ist. Stellt euch eine schwingende Saite vor, die schwingt ja nach oben und unten. Wenn die Röhre in Ruhe, also ohne Signal, keinen Ruhestrom hätte, dann könnte man den Strom nur erhöhen, sprich nur eine Seite der Schwingung darstellen. Das würde so aussehen, als wenn ihr von einem Sinus einfach die negative Halbwelle abschneidet.

    Daher betreibt man Röhren im Class A Betrieb immer mit einem Ruhestrom, der so hoch ist, dass an der Anode in Etwa die halbe Bestriebsspannung anliegt. Wenn die obrige Röhrenschaltung mit 200V gespeist werden würde, dann wären das an der Anode ca. 100V.
    Da man sich die Röhre wie einen veränderlichen Widerstand vorstellen kann, bildet die Schaltung oben ja einen Spannungsteiler. "Oben" an diesem Spannungsteiler liegen 200V an, unten nahezu 0V.

    => Wenn die Röhre einen hohen Innenwiderstand hat (Gitter stark negativ geladen, keine Elektronen, die durchs Vakuum fliegen), dann liegen am Ausgang an C2 ebenfalls 200V an.

    => Wenn die Röhre einen niedrigen Innenwiderstand hat (Gitterspannung geht gegen 0V oder in den positiven Bereich), dann liegen am Ausgang einige Volt (gegen 0V an), da die Röhre dann den Ausgang "runterzieht".

    Soweit klar? Okay, dann präzisieren wir das Ganze noch ein bisschen:

    Man sieht in dem Schaltbild mehrere Bauteile, deren Zweck sich manchem wahrscheinlich noch verschließen wird. Ich fange mal am Eingang an:

    Cg: Gitterkondensator bzw. Eingangskondensator: Er verhindert, dass Gleichspannung auf das Gitter gelangt und somit den Arbeitspunkt der Röhre verschiebt.

    Rg: Gitterableitwiderstand: Er definiert die Gitterspannung, hier liegt er auf GND = 0 Volt
    Rgs: "Gridstopper": Verhindert Schwingen der Röhrenstufe im HF-Bereich (viele kHz bis MHz). Die genauere Funktion führt hier zu weit, einfach immer einbauen, schadet nie und schützt vor unliebsamen Überraschungen.

    Rk: Kathodenwiderstand: Er definiert die Gittervorspannung ("BIAS") und somit den Arbeitspunkt der Röhre. Umso größer er ist, desto geringer ist der Ruhestrom. Er bestimmt auch die Verstärkung der Stufe maßgeblich mit. Größerer Kathodenwiderstand => Weniger Verstärkung.

    Ra: Anodenwiderstand: Das ist der Arbeitswiderstand der Verstärkerstufe. Der Strom, der durch die Röhre fließt, verursacht hier einen Spannungsabfall nach dem Gesetz:

    Delta U = R * Delta I

    Man sieht hier, dass eine Stromänderung (das Delta steht für Änderung) eine Spannungsänderung am Anodenwiderstand nach sich zieht. Darin beruht auch die Verstärkungswirkung der Röhrenstufe.
    Wenn man beispielsweise eine Röhre hat, die bei einer angenommenen Spannungsänderung am Gitter von 1V eine Anodenstromänderung von 1mA hat, dann hat man einfach gesagt an einem Anodenwiderstand von 100 kOhm (=100000 Ohm) eine Spannungsänderung von 100V. Das wäre ein Verstärkungsfaktor von 100. Soll heißen 1V am Eingang gibt 100V am Ausgang.

    Ca: Anodenkondensator/Auskoppelkondensator: Er sorgt dafür, dass am Ausgang auch wirklich nur die Wechselspannung, die man ja verstärken will, anliegt. Wenn man an diese Schaltung eine Gitarre anschließen würde, hätte man am Ausgang so ca. 5V Signal anliegen. Wenn man den Anodenkondensator weglassen würde, dann hätte man aber zusätzlich zu diesen 5V Wechselspannung eben 100V Gleichspannung anliegen, das kribbelt verdammt heftig und würde viele nachgeschaltete Geräte einfach zerstören. Daher dieser Kondensator, er "koppelt die Wechselspannung aus und lässt die Gleichspannung drin".

    So, soviel mal dazu...ich denke, das ist zum Verstehen erstmal genug. Wenn das einigermaßen sitzt, dann können wir anfangen, die Vorstufe zu designen :) .

    Ahja, der Name Kathodenbasis kommt daher, dass die Kathode hier der gemeinsame Pol von Eingang und Ausgang ist. Gitter = Eingang, Anode = Ausgang und was bleibt übrig? Richtig...

    MfG OneStone


    PS: E-Technik-Studenten oder Leute, die es besser wissen, nicht motzen, weil das da oben stark vereinfacht ist und einige relevante Effekte ignoriert. Mir sind diese Effekte bekannt, aber sie führen einfach zu weit...
     
  10. OneStone

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    Erstellt: 23.01.07   #10
    Der Begriff "schwächerer Widerstand" ist nur in genau einem Zusammenhang korrekt: Wenn es um die Belastbarkeit des Widerstandes geht, also wieviel Watt er an Verlustleistung verträgt.
    In deinem Fall war wohl der Wert des Widerstandes gemeint, also die Ohmzahl. Da ist die Aussage korrekt, kleinerer Widerstand = mehr Verstärkung.

    Außerdem sinkt bei einem größeren Rk ja der Strom durch die Röhre und somit auch durch den Widerstand. Die Belastung erhöht sich, trotz größerer Spannung am Rk, nicht, sodass man keinen "dickeren" Widerstand braucht.

    Das mit der Verstärkung liegt einerseits an der Röhre an sich (Kennlinienkrümmung bei nichtlinearen Arbeitspunkten) und anderseits an der Gegenkopplung. Steigt die Gitterspannung an, so steigt auch der Anodenstrom an. Wenn der Anodenstrom steigt, dann fällt über Rk aber eine Spannung ab, also die Kathode wird positiver. Da ja die Spannung zwischen Gitter und Kathode den Anodenstrom bestimmt, wird dieser kleiner. Folglich sinkt die Verstärkung, wenn man den Rk größer macht.

    Baldiges Abrauchen...das hängt von der Schaltung ab. Bei Ub=300V und Ra=100kOhm hätte man einen maximalen Strom von 3mA, das ist aber kein Problem, denn selbst wenn an der Röhre die vollen 300V anliegen würden, dann wären das nur 0,9W...und das darf die ECC83. Ein sinnvoller Arbeitspunkt ist das dennoch nicht, also bei Rk=0 Ohm.

    Wie gesagt...kommt drauf an. Im Gitarrenamp sieht die Röhre oft den vollen Strom, also einen Sättigungseffekt...die Gitarristen wollen den Sound :)

    Wenn du mir erklärst, was das bringt...die 7025 ist eine Verwandte der ECC83, daher finde ich das nicht unbedingt sinnvoll.
     
  11. OneStone

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    Erstellt: 23.01.07   #11
    Jo, das ist richtig. Aber wenn du da zim Beispiel einen Treter davorklemmst und da am Ausgang durch die Elektronik eben ein bisschen DC anliegt oder du diese Röhrenstufe einfach an eine vorhergehende Röhrenstufe anschließen willst, dann brauchst du den Cg. Am Eingang von Röhrenamps lässt man ihn oft weg...find ich aber gefährlich, da die Röhre mal Mist bauen kann und dann liegen bei Mesa z.B. um die 400V am Eingang (Durchschlag Anode => Gitter). Trotz 100kOhm oder 220kOhm dazwischen ist das nicht gut...

    Daher muss man die ja auch vorspannen, also einen Ruhestrom fließen lassen. Der normale Class A Betrieb sieht so aus:

    [​IMG]
    Man sieht hier den Ruhestrom (blau) und das Nutzsignal, also den modulierten Anodenstrom in rot. Wenn der Ruhestrom jetzt nicht passt, also zu niedrig ist, dann passiert das hier:
    [​IMG]
    Und bei noch weniger Ruhestrom:
    [​IMG]
    Da hast du deinen Gleichrichter. Das ist das ganze Geheimnis des Class A Betriebes.
    Veranschaulichung: Wenn du eine Metallkugel an einer Feder aufhängst und diese Kugel nach oben und unten schwingen können soll, dann darf die Kugel nicht auf dem Tisch aufliegen, sondern muss in der Luft hängen! Okay :) ?

    Und weils so schön war, das Ganze nochmal in einem Diagramm (Gitterspannung, Anodenstrom):
    [​IMG]

    Da mit Sicherheit noch Fragen wegen des Anodenkondensators kommen (nicht maßstabsgetreu!):
    [​IMG]
    Ich denke, es sollte verständlich sein, warum man diese Kondensatoren verbaut. 150V am Ausgang eines Preamps sind nicht toll...

    Bezüglich des "Nur ich kann schreiben"-Threads....müsste mir ein Mod Rechte dazu geben...

    MfG OneStone

    PS: Die scheiß Grafiken haben 1h gedauert...
     
  12. OneStone

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    Erstellt: 29.01.07   #12
    Hiho!

    Jetzt gehts an die Vorstufen, daher zuerst mal eine Schaltung, wie ihr sie kennen dürftet (siehe vorherige Seiten!).

    Input Buffer:
    [​IMG]

    (Anmerkungen: Ich nummeriere die Hochspannungs-Netzteilanschlüsse immer durch, desto höher die Nummer, desto besser gesiebt ist die Anodenspannung, mehr dazu kommt dann, wenn wir zum Netzteil kommen.)

    Diese Eingangsstufe hat, wie man sehen kann, einen Eingangswiderstand von 1 Megaohm, was für Gitarrenamps typisch ist. Damit sie nicht schwingt und Radiosignale und Ähnliches gar nicht erst weiterverstärkt werden, befindet sich der 10kOhm - Widerstand vor dem Gitter. Der Rest ist Standard, eben ein hoher Anodenwiderstand (220k, evtl. wird dieser später beim Aufbau durch 100k ersetzt, da ich die Röhren nur mit ca. 250V betreiben werde), und ein kleiner Kathodenwiderstand, damit die Verstärkung eben hoch ist. Das hat den Grund, dass man mit höheren Signalwechselspannungen besser arbeiten kann (Brummanfälligkeit Line und Gitarre betrachten, dann wisst ihr, was ich meine).
    Die Schaltung hätte eine Verstärkung von ca. 67, wenn die Betriebsspannung (+6) 250V betragen würde und der Kathodenkondensator eine Kapazität von 50µF hätte (Datenblattangaben, die Berechnung ist jetzt denke ich zu umständlich...). Der Kondensator C10 verhindert die ein einem vorherigen Post (hoffentlich) angesprochene Gegenkopplung über den Kathodenwiderstand (Strom durch den Widerstand macht die Kathode positiver und verringert dadurch die Wirkung der Gitterspannung). Dass C10 aber nicht die zuvor angesprochenen vielen µF hat, sondern nur 1µF, erhöht er die Verstärkung eben nur im Hochtonbereich (der Kondensator ist in diesem Fall ein Hochpass, da er in Reihe zum Signal liegt, er wird bei hohen Frequenzen niederohmig und verkleinert somit den Wert des Kathodenwiderstandes der Röhre für hohe Frequenzen). Das gibt dem Amp die oft durch das Gitarrenkabel verlorengegangenen Höhen wieder, desweiteren klingt der Amp einfach "spritziger". (Für die Rechner: bei 88Hz haben wir beim C10 einen Innenwiderstand von 1,8kOhm und somit +6dB. Das ist knapp über dem tiefen E bei der Gitarre. Wen das interessiert, der suche nach "kapazitiver Blindwiderstand").

    Also, wenn man da in den Amp jetzt 50mV reinschicken würde, dann würde man (überschlagen) so 3V rausbekommen, damit kann man dann schon ziemlich gut arbeiten. Ich habe am Ausgang die Masse (Ground, GND) nicht mitgezeichnet, da diese sowieso im Amp global vorhanden ist (siehe oben im Schaltbild ganz unten ^^).

    So, erstmal soviel zu der ersten Röhrenverstärkerstufe. Wer sich das Ganze im Datenblatt ansehen will: Frank's electron Tube Data sheets nach ECC83 suchen und dann die Angaben dazu ansehen.

    MfG OneStone
     
  13. OneStone

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    Erstellt: 29.01.07   #13
    [Eingangswiderstand = Gitterableiterwiderstand]

    Jep, es ist der Gitterableitwiderstand. Ich habs hier nur Eingangswiderstand genannt, weil der ja am Eingang hängt und diesen eben "abschließt". Sprich die Gitarre sieht als Lastwiderstand diesen 1MOhm Widerstand, die Röhre selbst hat ja einen unendlich großen Eingangswiderstand.

    [Gitterkondensator (fehlt im Bild oben)]

    Also bauen wir einen ein:
    [​IMG]
    Hatte ich vergessen, sorry :-) Im Gesamtschaltbild isser aber drin.


    [Gegenkopplung]

    Genauer darauf eingegangen bin ich nicht, aber:
    Das ist so, da der Strom, (technisch gesehen) vom Netzteil über den Anodenwiderstand, die Röhre und den Kathodenwiderstand fließt und an ihm einen Spannungsabfall hervorruft. Dieser Spannungsabfall wirkt als Gegenkopplung. Stellt euch das so vor:
    Gitter wird positiv => Röhre wird niederohmiger => Es fließt durch niedrigeren Innenwiderstand der Schaltung mehr Strom durch die Schaltung => Spannungsabfall am Kathodenwiderstand wird größer => Kathode wird relativ zum Gitter gesehen positiver. Wenn man das jetzt von der Kathode aus betrachtet, dann würde das Gitter gegenüber ihr ja negativer werden und die Röhre hochohmiger machen (den Strom verringern). Das wirkt der Ursache, also der Gitterspannung entgegen, folglich haben wir hier eine Gegenkopplung. Verständlich?

    Für die Rechner:

    I = U/R
    R = Ra + Ri + Rk (wobei Ri der Innenwiderstand der Röhre ist)
    Man sieht, dass:
    I = Ub/(Ra+Ri+Rk) sprich mit kleinerem Ri steigt der Strom, der durch Ra, die Röhre (Ri) und Rk fließt. Ub ist die Betriebsspannung (+250V oder so) Desweiteren ergibt sich dann:
    Uk = Rk*I
    Also, Uk ist proportional zu I und somit proportional zu Ug.

    Nächster Schritt morgen: Cleankanal.
     
  14. OneStone

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    Erstellt: 02.02.07   #14
    Also, ich betrachte damit den Input Buffer als verstanden. Wer dazu noch Fragen hat, der kann ruhig fragen, er kommt schließlich in der nächsten Schaltung in abgewandelter Form auch wieder vor :) . Hier nochmal das Schaltbild von der Eingangsstufe:

    [​IMG]

    So, und damit gehts jetzt weiter:

    [​IMG]

    Links kommt das Signal aus dem zuvor besprochenen Input Buffer dran und an dem rechten Knödel gehts dann weiter zum nächsten Schaltungsteil (Kanalumschaltung usw...). Die Frage ist jetzt folgende: Warum braucht man hier eine Röhre? Nun, es ist so: Dieses Klangstellnetzwerk ist ein passives, d.h. es kommt hinten immer weniger Spannung raus, als man vorne reinschickt. Das sieht man hier recht gut (ATS ist dabei AfterToneStack, also praktisch vor der Röhre):

    [​IMG]

    Fazit: Die Röhre wird benötigt, damit der Cleankanal lautstärkemäßig zum Leadkanal passt. Sie dient also als Aufholverstärker, sie holt den Pegelverlust wieder auf. Okay, das sollte also klar sein. Wer genauer hinsieht, der wird feststellen, dass an dieser Schaltung drei wesentliche Punkte anders sind als an der Eingangsstufe, die wir zuvor besprochen haben:

    1. Der Anodenwiderstand ist kleiner (100k anstatt 220k): Der Anodenwiderstand bestimmt wie wir wissen die Verstärkung der Röhrenstufe maßgeblich mit. Da wir hier ja schon genügend Spannung haben - der Eingangsstufe sei Dank - benötigen wir nicht mehr soviel Spannungsverstärkung. Desweiteren ist es besser, hier 100k anstatt 220k zu verbauen, weil die gesamte Verstärkerstufe damit am Ausgang niederohmiger wird. Das wird klar, wenn man sich mal den Weg der +250V oder so an den Ausgang überlegt: Diese +250V müssen ja durch den Anodenwiderstand fließen, das heißt, desto größer der ist, desto mehr Probleme mit Rauschen usw fängt man sich ein.

    2. Der Kathodenkondensator ist größer (25µ anstatt 1µ, außerdem ein Elko): Das kann man machen, wie man will...Wenn einem die Höhen noch nicht spritzig genug sind, dann kann man da 1µ einbauen, jeder wie er will...man kann ihn auch ganz weglassen, das muss das an die Entwicklung anschließende Basteln zeigen.

    3. Der Gridstopper mit 10kOhm fehlt (weggelassen): Man kann ihn hier einbauen, ich habe ihn im Schaltbild schlicht vergessen. Macht aber nichts, es sollte auch ohne nichts schwingen, ins Gesamtschaltbild werde ich ihn mit reinmachen.

    Zur Funktionsweise der Schaltung:
    Das Signal gelangt vom Eingang an das Klangstellnetzwerk (das ist, wie man sehen kann, von der Firma mit der komischen 7...). Dieses Gebilde ist relativ schwer zu berechnen, da ich noch nicht E-Technik studiere kann ich das genauso wenig wie ihr das wahrscheinlich könnt, aber es gibt ja noch den ToneStack Calculator von Duncan's Amp Pages ! Schaut da mal unter "Software Downloads", der hat echt nette Sachen online. Mit dem TSC könnt ihr mal schauen, was passiert, wenn ihr die Werte der Bauteile verändert bzw die Regler rumschiebt...da seht ihr auch, dass es bei einem Gitarrenamp praktisch keinen geradlinigen Frequenzgang gibt. Na egal, weiter im Text:
    Das Signal wird durch das Klangstellnetzwerk abgeschwächt und gelangt auf das Volume-Poti, mit dem man....wer hätte das gedacht...die Lautstärke des Clean-Kanals einstellen kann. Versuche werden zeigen, ob das Poti besser vor oder hinter der Röhre funktioniert. Ich denke, hinter der Röhre geht es besser, also mit weniger Rauschen, aber das probiere ich dann aus und dementsprechend ändere ich dann vor der Bauphase die Schaltbilder nochmals ab.
    Nach der Röhre wird das Signal durch den Kondensator wieder von der Gleichspannung befreit, die durch den Ruhearbeitspunkt an der Anode anliegt und liegt dann wieder als reines, klangverbogenes, Wechselspannungssignal vor, das dann weiter bearbeitet werden kann.

    Der Nachteil dieser Schaltung ist, dass sie praktisch nur Clean macht, also wirklich nur Clean, sowas wie Crunch kann diese Schaltung nicht. Je nachdem wie das mit der Anzahl der Röhrensysteme aussieht, kann man nachher da noch einen schaltbaren "Crunch Booster" einbauen, mal schauen. Das betrachten wir dann im Gesamtschaltbild.

    MfG OneStone
     
  15. OneStone

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    Erstellt: 02.02.07   #15
    [​IMG]

    :D

    Das ist beim Hochfahren der Anodenspannung ein kapazitiver Spannungsteiler, da verhalten sich die Spannungen umgekehrt zu den Kapazitäten. Du hast also 47nF gegen + (Anodenspannung) und 147,27nF gegen Masse. Kannst dir dann ja ausrechnen.
    Du hast zwischen den beiden Kondensatoren ja keinen Massebezug, und da diese Kondensatoren in der Simulation keine Leckströme haben, kommt dann sowas dabei raus. Ist aber absolut korrekt, hätte man im Aufbau sicherlich auch.

    Edit: Daher sind bei mir im Gesamtschaltbild hinter dem 47n (C1) auch 10M gegen Masse (kann man irgendwas einbauen, das größer als so ca. 2,2M ist), einfach um das DC-Potential zu definieren, da kommt ja nachher ein Relais rein, und das würde dann beim Umschalten scheppern wie sonstwas.

    Edit 2: Hatte versehentlich 1M als Bass-Poti eingezeichnet, da gehören aber 250k (Europäische Norm sind 220k) rein!

    MfG OneStone
     
  16. OneStone

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    Erstellt: 09.02.07   #16
    @mabi: cremig = Mesa ^^

    Stress, hatte keine Zeit, sorry :-(

    Also hier ist mal der Leadkanal:

    [​IMG]

    So, man sieht da also erstmal einige Kathodenbasisstufen, die gleichzeitig wieder Höhen boosten (1µ Kathoden-C, wer das nicht braucht, der baut einen Elko 25µ/16V ein!). Drei Sachen fallen dabei auf:

    1. Der C7 direkt am Eingang: Er wirkt als Höhenboost, wenn man Gain zudreht. Wer das nicht braucht, lässt ihn weg. Mit dem Kondensator wirken Crunch-Sounds eben "offener"

    2. Der hohe Kathodenwiderstand von 39kOhm in der zweiten Stufe: Damit könnt ihr experimentieren, bis ca. 1,8kOhm geht hier alles. Durch den hohen Kathodenwiderstand und somit niedrigen Ruhestrom kommt diese Stufe schnell in die Sättigung und entfaltet den MESA-typischen Sound.

    3. Die direkte Kopplung der Röhre V3. Das System V3a ist ein normales Kathodenbasissystem, wie wir es bereits kennen, V3b aber ist etwas neues, es arbeitet in Anodenbasisschaltung . Dabei liegt die Anode fest an der Betriebsspannung und die Kathode bildet den Ausgang. Der Vorteil hierbei ist, dass der Innenwiderstand der Stufe gegen die Betriebsspannung (also "Ausgangsspannung steigt") kleiner ist als bei der Kathodenbasisschaltung, da die Röhre einen erheblich niedrigeren Innenwiderstand annehmen kann als die üblichen Anodenwiderstände (100-220k) haben. Das Signal wird also niederohmig gemacht. Außerdem beträgt die Spannungsverstärkung einer Anodenbasisstufe ungefähr 1, soll heißen wenn man das Gitter um 1V positiver macht, dann wird die Kathode auch um 1V positiver. Die Tatsache, dass man hier keinen Gitterableitwiderstand und keinen Gitterkondensator benötigt liegt daran, dass die Kathode durch den hohen Widerstand gegen Masse (100k) eine relativ hohe Spannung führt und die Gittervorspannung dann eben so erzeugt wird. Die Gleichspannung an der Kathode von V3b entspricht in Etwa der Spannung an der Anode von V3a.
    Ein wichtiger Punkt, den man hier bedenken muss, ist die Spannungsdifferenz zwischen Kathode und Heizfaden! Viele Hersteller bedenken dieses Problem nicht, wenn man sich aber mal überlegt, dass MESA da and er Kathode 216V anliegen hat, dann muss man ins Grübeln kommen. Die ECC83 ist für eine Uf/k von maximal 180V zugelassen, soll heißen, dass die Kathode maximal 180V positiv oder negativ gegenüber der Kathode sein darf. Hier läge bereits die Ruhespannung grob darüber, bei Aussteuerung wird die Kathode dann ja stoßweise noch positiver, was das Ganze noch verschlimmert. Was könnte man als Lösung tun? Anodenspannung runter, damit der Arbeitspunkt der Röhre bei ca. 120V an der Kathode liegt oder die Heizung hochlegen. Normalerweise hat die Heizung ja Massebezug, soll heißen, dass entweder einfach ein Anschluss der Heizung auf Masse liegt oder die Heizung mittels zweier Widerstände (100 Ohm) von jeder der beiden Heizleitungen aus oder eines Potis auf Masse gelegt wird. Hier ist das das Gleiche, aber die Heizung liegt eben nicht auf Masse, sondern dieser Punkt zwischen den beiden Widerständen wird auf +x Volt hochgelegt, ich empfehle mal so 80V, damit ist man dann auf der sicheren Seite, auch was Rauschen und Brummen angeht. Mehr dazu bei der Netzteilkonstruktion.
    Okay, soviel zur Anodenbasisschaltung...*grübel*. Was dahinter kommt, das steht in einem der vorherigen Posts von mir, also das Tonestack.
    Wer hier einen eher britischen Amp bauen will, der kann das auch tun, er muss nur einen Marshall-Klangsteller einbauen und eben diese Rektalfeuer-Röhrenbeschaltung durch eine eines JCM800 ersetzen.

    Fragen? Immer her damit :-)

    MfG OneStone

    PS: Interessiert an einer Skype-oder Teamspeak-Session?
     
  17. OneStone

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    Erstellt: 28.02.07   #17
    Mal mein Kommentar zum Löten:

    Wenn die Lötleiste Löcher hat, da den Draht einfädeln und dann festlöten
    Wenn sie keine hat, beides verzinnen, und dann eben aufeinander legen und nochmals erhitzen, das hält...

    Aber egal, weiter gehts:

    ENDSTUFE:

    [​IMG]

    Wie man sieht, ist das eine Art Kathodenbasisschaltung, wie wir sie auch schon vorher bei den Vorstufentrioden besprochen haben. Der Unterschied liegt hier im Wesentlichen in zwei Punkten:

    1. Der Arbeitswiderstand (Anodenwiderstand) ist ein Übertrager
    2. Die Röhre hat drei Gitter und nicht nur eins => Pentode

    Jetzt fragt man sich, warum das so ist. Also schauen wir uns das doch mal genauer an:

    1. Ausgangsübertrager:
    Eine Röhre funktioniert ja dadurch, dass der Strom in Form von Elektronen, die aus der Kathode ausgetreten sind (Feuer unterm A*** :D ) - durch das Steuergitter in ihrer Anzahl moduliert - zur Anode fliegen und somit eine Stromleitung durch das Vakuum stattfindet. Das Problem ist, dass der Elektronenfluss in seiner Stärke begrenzt ist. Das rührt daher, dass die Kathode nicht unendlich viele Elektronen pro Fläche emittieren kann, soll heißen für mehr Elektronen braucht man mehr Kathodenfläche. (Für die Rechner: I=Q/t = n*e / t , d.h. Strom = Ladung/Zeit = Anzahl der Elektronen * Elementarladung eines Elektrons / Zeit) D.h. wenn ich mehr Strom fließen lassen will, dann brauche ich mehr Kathodenfläche (vergleicht mal die Fläche des Kathodenrohrs einer ECC83 mit der einer EL34...). Da das hier eine Endstufe ist und man hier ja möglichst viel Leistung haben will, muss man also mit den möglichen Strömen im mA-Bereich möglichst viel Leistung machen. Wie man weiß, sind hohe Ströme für (die meisten kleinen handelsüblichen) Röhren ein Problem, hohe Spannungen dagegen nicht. Wie wir wissen, gilt nach dem ohmschen Gesetz:

    P = U*I (Leistung = Spannung * Strom)

    Diese Gleichung macht offensichtlich, dass der richtige Weg nur sein kann, die Endröhre mit einer hohen Spannung und wenig Strom zu betreiben. Das stellt uns jedoch, vor ein Problem, da ebenfalls gilt:

    P = I² * R (Leistung = Strom hoch 2 * Lastwiderstand

    Wenn man davon ausgeht, dass der Strom ziemlich klein ist und der Lastwiderstand auch, dann bekommt man nicht viel Leistung raus. Wer will, der kann da mal 50mA und 4 Ohm einsetzen, man kommt dann auf 0,01W das ist nicht viel... Das heißt, wir müssen den Arbeitswiderstand vergrößern. Nun ist das bei einem Lautsprecher nur schwer möglich, da es sich hier um Lastwiderstände in der Größenordnung von einigen kOhm handelt, was viel Draht auf der Lautsprechspule bedeuten würde. Desweiteren hätte man die Anodenspannung auf dem Lautsprecherstecker anliegen, von Formverzerrungen durch den Ruhestrom am Lautsprecher ganz zu schweigen. Die Lösung ist also eine andere: Man übersetzt den Arbeitswiderstand einfach in einen größeren (Ja, ich weiß, Impedanz...aber für uns ist der Lautsprecher jetzt ein ohmscher Widerstand, wir vernachlässigen die komplexen Anteile).
    Das funktioniert mit Hilfe eines Transformators. Wer bei Wikipedia Transformator eingibt, der wird auf die Tatsache stoßen, dass dieser nicht nur Spannungen übersetzt, sondern logischerweise auch Ströme und somit auch Widerstände. Das heißt, ich kann mittels eines Ausgangsübertragers den Lautsprecher mit 4 Ohm auf einen Anodenwiderstand von einigen Kiloohm hinauftransformieren und dann als Arbeitswiderstand für die Röhre wirken lassen. Genau das tun wir hier.

    2. Pentode

    Warum diese vielen Gitter....nunja, man kann sich das einerseits mit Wikipedia beantworten, da steht das drin (Pentode, die Sache mit dem Schirmgitter steht in dem Tetrodenabsatz drüber), aber ich werds hier auch noch kurz zusammenfassen:

    Der Ursprung war natürlich die Triode:
    Große Rückwirkung von der Anode auf das Steuergitter durch mangelnde Abschirmung => geringe Verstärkung, hoher Steuerspannungsbedarf und außerdem schlechter Wirkungsgrad.
    => Einfügen eines Gitters zur Beschleunigung der Elektronen (Schirmgitter, ich nenne es mal Elektronenturbo :D ) => Höhere Verstärkung durch Beschleunigung der Elektronen und Abschirmung des Steuergitters von der Anode.
    Problem: Sekundärelektronen verschlechtern Kennline (Linearität) und Wirkungsgrad => Bremsgitter einbauen, das die Sekundärelektronen vom Schirmgitter fernhält.

    Fertig ist die Pentode.
    Aus der Anwendung der Gitter ergibt sich deren (normalerweise verwendetes) Anschlussverfahren (gibt auch da wieder Alternativen...):

    g1: Steuergitter => Steuerfunktion => negative Vorspannung, Steuersignal (Eingang)
    g2: Schirmgitter => Abschirmen des g1 und Beschleunigen der Elektronen => Anschluss an positive Versorkungsspannung
    g3: Bremsgitter => Halten der Elektronen an der Anode (neg. Ladung) => Anschluss an Masse (0V, Ground)

    Somit wäre die Röhre so beschaltet, wie man sie oben sehen kann. Auch hier wird wieder die Autobiasschaltung verwendet, d.h. g1 liegt auf Masse und die -Ug wird über den Kathodenwiderstand erzeugt.

    Wenn die Unklarheiten, was das alles betrifft, beseitigt sind, dann gehe ich auf die Berechnung der Spielereien ein, hab da noch ein paar nette Graphen hier...

    MfG OneStone
     
  18. OneStone

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    Erstellt: 10.03.07   #18
    Ich kann da garnix, ich bin kein Mod :)

    Netzteil

    Aussehen tut das Ganze so:[​IMG]


    Okay, also wie funktioniert das Ganze:
    Der Strom kommt netzseitig durch die Kaltgerätebuchse links an, es folgt eine Sicherung und der Netzschalter, ich denke, dass ich das nicht erklären muss. Bitte beachten, dass der PE (Schutzleiter) sowohl auf dem Gehäuse (hier als PE gekennzeichnet) als auch auf der Schaltungsmasse (Eingansgbuchse usw) liegt!
    Der senkrechte Strich da mit den schwarzen Klötzen dran, das ist der Trafo. Jeder Klotz ist eine Wicklung, der Strich ist der Eisenkern. Man sieht links die Primärwicklung, die am Stromnetz hängt und rechts die Sekundärwicklungen, die uns die Spannungen liefern, die wir für den Betrieb des Amps brauchen. Das sind:

    => 230V AC für die Anodenspannung
    => 6,3V AC für die Heizungen
    => Da in diesem Amp zusätzlich noch Umschalter verbaut sind, benötigt man eine zweite Wicklung mit so 6,3V oder so um die Relais und die LEDs mit Strom zu versorgen. Notfalls kann man das auch aus der Heizwicklung machen.

    Die Heizung ist, wie man sehen kann, mittels zweier 220 Ohm-Widerstände symmetriert und auf Masse gelegt, was Brummen des Amps wirkungsvoll verhindert (wer braucht da bitte DC-Heizung???). Man könnte den Mittelpunkt zwischen den beiden Widerständen auf so +80V legen, um die Anodenbasisschaltung im Leadkanal zu schonen (Uf/k), aber ich habe es hier nachgemessen, es ist im grünen Bereich. Einbauen kann man es dennoch, schaden tuts nicht.
    Die Endröhre ist, wie man sehen kann, an der Heizung abschaltbar, sodass es möglich ist, den Amp als reinen Preamp zu benutzen. Das bitte nicht als Standby benutzen, das mögen die Heizfäden nicht...
    Die Vorstufen ECC83 haben, wie man sieht, je 2 Heizfäden, die man in Reihe oder parallel schalten kann. In Reihenschaltung muss die Röhre dann mit 12,V/0,15A gespiesen werden, in Parallelschaltung mit 6,3V/0,3A. Von den 12,6V kommt auch die Bezeichnung 12AX7. Da wir hier eine 6,3V Heizwicklung haben und die EL84 bekanntlicherweise (E=6,3V Parallelheizung) nur mit 6,3V beheizt werden kann, wählen wir die parallele Anschlussweise für 6,3V.

    Die Anodenspannungssektion besteht im Wesentlichen aus einem Brückengleichrichter, der auf einen Ladeelko von 100µF arbeitet, und einer Siebkette. Dieser Ladeelko lädt sich bis auf die Spitzenspannung der Wechselspannung auf, welche bei sinusförmiger Netzspannung
    Up=Ueff*Wurzel(2)
    beträgt. In der Realität ist die Spitzenspannung aufgrund des reichlich verbeulten Sinus auf dem Netz etwas geringer, was zu einer Spannung von ca. 300V am Ladeelko führt (230Veff AC am Trafo). Diese 300V, die dann an C20 anliegen, werden über den 220 Ohm Widerstand und den 270µF Kondensator noch gesiebt, hier ist dann der Anodenspannungsabgriff für die Endstufe (+1). Danach kommen noch zwei weitere Siebglieder, die die Vorstufen versorgen (+2, +3). Die Tatsache, dass hier so große Elkos verbaut sind, kommt daher, dass ich diese hier hatte und so trotz der wenigen Siebglieder nichts brummt.

    Der 100k Widerstand parallel zu C20 entlädt diesen innerhalb 1min oder so nach dem Ausschalten, sodass man nach ca. 30-40sec gefahrlos am Verstärker arbeiten kann, da die Spannung dann so weit eingebrochen ist, dass man sich keinen Stromschlag mehr holen kann.

    MfG OneStone
     
  19. OneStone

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    Erstellt: 10.03.07   #19
    Kannst du :)

    [​IMG]
     
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