[OneStone] Verstärkerbau-Kurs #1

[Mr.Stefan]

Aha...
Naja, ein bisschen hilfts. Zumindest das hier:

Durch den Gitterableitwiderstand wird das Gitter auf Masse gelegt, somit ist Ugk negativ.

Aber der erste Teil verwirrt mich jetzt fast noch mehr.
Kann ich irgendwo nachlesesn wie ich so eine Inputstufe Stück für Stück berechnen kann?

LG Stefan

 

[Kramusha]

Denk dir die ganze Schaltung als Serienschaltung von drei Widerständen: a.) Anodendwiederstand b.) Gleichstromwiderstand der Röhre c.) Kathodenwiderstand.

Zwischen dem oberen Ende von a.) und dem unteren Ende von c.) wird eine Spannung angelegt, Strom fließt. An jedem Widerstand fällt dann eine Spannung ab. a.) und c.) sind fix, b.) hängt von der Spannung über c.) ab.

Lg

 

[OneStone]

Der Gitterableitwiderstand definiert die GitterRUHEspannung zu Ug = 0V. Dass die Gitterspannung vom Eingangssignal verändert werden kann, das ist klar, man muss die Röhre ja irgendwie steuern. Man könnte den Widerstand auch weglassen und das Gitter direkt auf einen Gitarrentonabnehmer klemmen, aber das funktioniert spätestens dann nicht mehr, wenn irgendwo ein Kondensator im Signalweg ist (Effektgerät, komische Gitarrenschaltung...), denn der wäre für Gleichstrom hochohmig und würde somit die Gitterruhespannung nicht mehr auf 0V halten, sondern die wäre dann irgendwo. Daher der Widerstand

Man braucht ja von einer -Ug, also einer negativen Gittervorspannung, die man benötigt damit man einen brauchbaren Arbeitspunkt definieren kann. Wenn man die Kathode auf 0V legt (das ist in vielen Gitarrenendstufen der Fall), dann kann man natürlich einfach Ug negativ machen und beispielsweise für einen Arbeitspunkt, der Ug = -1V benötigt, einfach den Gitterableitwiderstand mit dem Fußpunkt nicht auf Masse sondern auf -1V klemmen. Dummerweise hat man diese Spannung meist nicht und die Erzeugung dafür (Netzteil) wäre aufwändig. Außerdem müsste man dann bei jeder Vorstufe den Arbeitspunkt mit einem Poti einstellen und das wäre aufwändig. Das Ganze nennt man übrigens "fixed bias" oder eben "feste Gittervorspannung"

Daher macht man das bei Vorstufen so, dass die Kathode eben um den gleichen Betrag, den man zuvor für die Ug ausgerechnet hat, positiv gemacht wird, denn entscheidend ist für den Arbeitspunkt der Röhre nicht Ug sondern eigentlich Ug-Uk, also praktisch die Spannung zwischen Gitter und Kathode. Wenn Ug = 0V gilt, dann ist eben Uk = -Ug(ausgerechnet).

Wenn wir also für unseren Arbeitspunkt der Schaltung beispielsweise die oben angesprochene Gittervorspannung von Ug = -1V berechnet haben, dann müssen wir also dafür sorgen, dass an der Kathode +1V anliegen. Dann ist Ug - Uk = -1V. Das macht man jetzt mit einem Widerstand, der zwischen dem Kathodenanschluss und Masse (0V) hängt. Über dem fällt durch den Ruhestrom, der von Anode nach Kathode fließt, die gewünschte Gittervorspannung ab.

Nehmen wir an, dass wir unsere Ug = -1V und somit Uk = 1V berechnet haben und nehmen wir ferner an, dass im gewünschten Arbeitspunkt ein Ruhestrom von Ia,0 = 1mA fließt.
Dann hätten wir Rk = Uk/Ik (ohmsches Gesetz...) und somit Rk = 1 V / 0,001 A = 1 kOhm

Da über dem Kathodenwiderstand automatisch die passende Gittervorspannung für den gewünschten Ruhestrom/Arbeitspunkt abfällt, nennt man diese Schaltung "auto bias" bzw "automatische Gittervorspannungserzeugung".

Wenn man die Berechnungen für praktikablere Werte von Ug und Ia,0 macht, dann kommt man zu sowas:

zur konkreten Berechnung verweise ich auf die in diesem Thread mehrmals verlinkten PDFs...

MfG Stephan

 

[Mr.Stefan]

Klasse! Vielen Dank für die Mühe!
(Beitrag bewertet)

LG Stefan

 

[dukenuke]

Also erstmal ein dickes Dankeschön an OneStone für dieses Projekt.

Ich habe dazu aber noch einige Fragen, falls diese schon beantwortet wurden bitte ich um Verzeihung, ich habe den Readonly Thread gründlich gelesen, aber diesen hier nur teilweise, da hier sehr viel drinsteht und bei ser Seitenzahl überliest man ja schnell mal was

Erst mal zu mir:
Die Röhren Basisschaltungen kommen mir aus meinen Vorlesungen ( Elektrotechnik Studium ) ja schonmal bekannt vor (nur halt mit Transistor ( ja ich weiss, is eigentlich ganz was anderes, aber nur mal so) ), daher ist das theoretische Verständniss für die Materie durchaus vorhanden.
Ich finde es sehr gut wie anschaulich du die zusammenhänge erläutert hast, aber ich bin noch am überlegen ob ich nicht doch lieber mit einem Madamp in die Materie einsteige.

Hier kommen meine Fragen:

Aus meinen bisherigen Batelerfahrungen ( hauptsächlich Microcontroller ) ist mir bewusst das einige Bauteile nicht neben anderen Liegen dürfen, sei es jetzt weil sie Störsignale streuen oder sonstwas, andere müssen dierekt nebeneinander sein ( zum beispiel condensatoren bei µCs ), das Klangergebniss deiner Schaltung hängt also sicherlich stark von Layout ab, also

1: Gibt es ein fertiges Layout für die Platzierung der Bauteile? (sry falls ichs übersehen hab )
2: wenn nicht, kannst du wenigstens ein paar Faustregeln posten, so wie z.B der Trafo soll möglichst weit weg von Eingangssignal sein oder so?( oder ein link zu einer Seite wo man sowas findet )

3:Gibt es eine Fertige Stückliste was man alles kaufen Muss?
falls nicht ergeben sich die Bauteile aus dem Schaltplan, das ist also nicht das Problem, interressant währe aber was das alles so ungefähr kostet.

Zum Madamp ( falls das zufällig jemand weiss )

4: ist der Madamp schön modular aufgebaut?
Ich denke nämich daran mir vielleicht einen zu kaufen um den ärger mit Layout und Chassis zu umgehen und dann auf dieser basis mit anderen Preamp, und Tonestackschaltungen zu experimentieren

5:In einigen von deinen (OneStone) Posts heir kann man lesen was du von Madamp hällst, gibt es vieleicht alternativen zum madamp a15mk2, die deiner meinung nach empfehlenswerter sind?
Tubeampdoctor macht ja nur Plexi, Tweed und Blackface, aber die trefen nun nicht so ganz meinen Geschmack, aber da ich ja sowieso den amp noch nach meinem geschmack "modden" will...


Danke schonmal im Vorraus


PS: is nicht dringend, ich fange eh frühestens im Oktober mit dem Projekt an, hab im Moment einfach zu viel zu tun, aber vor allem der preis des ganzen währe mal interessant.

PPS: Ganz schön viele Fragen, hoffe es nervt jetzt nicht

 

[chriz0101]

Also erstmal ein dickes Dankeschön an OneStone für dieses Projekt.

Ich habe dazu aber noch einige Fragen, falls diese schon beantwortet wurden bitte ich um Verzeihung, ich habe den Readonly Thread gründlich gelesen, aber diesen hier nur teilweise, da hier sehr viel drinsteht und bei ser Seitenzahl überliest man ja schnell mal was

Erst mal zu mir:
Die Röhren Basisschaltungen kommen mir aus meinen Vorlesungen ( Elektrotechnik Studium ) ja schonmal bekannt vor (nur halt mit Transistor ( ja ich weiss, is eigentlich ganz was anderes, aber nur mal so) ), daher ist das theoretische Verständniss für die Materie durchaus vorhanden.
Ich finde es sehr gut wie anschaulich du die zusammenhänge erläutert hast, aber ich bin noch am überlegen ob ich nicht doch lieber mit einem Madamp in die Materie einsteige.

Hier kommen meine Fragen:

Aus meinen bisherigen Batelerfahrungen ( hauptsächlich Microcontroller ) ist mir bewusst das einige Bauteile nicht neben anderen Liegen dürfen, sei es jetzt weil sie Störsignale streuen oder sonstwas, andere müssen dierekt nebeneinander sein ( zum beispiel condensatoren bei µCs ), das Klangergebniss deiner Schaltung hängt also sicherlich stark von Layout ab, also

1: Gibt es ein fertiges Layout für die Platzierung der Bauteile? (sry falls ichs übersehen hab )
2: wenn nicht, kannst du wenigstens ein paar Faustregeln posten, so wie z.B der Trafo soll möglichst weit weg von Eingangssignal sein oder so?( oder ein link zu einer Seite wo man sowas findet )

3:Gibt es eine Fertige Stückliste was man alles kaufen Muss?
falls nicht ergeben sich die Bauteile aus dem Schaltplan, das ist also nicht das Problem, interressant währe aber was das alles so ungefähr kostet.

Zum Madamp ( falls das zufällig jemand weiss )

4: ist der Madamp schön modular aufgebaut?
Ich denke nämich daran mir vielleicht einen zu kaufen um den ärger mit Layout und Chassis zu umgehen und dann auf dieser basis mit anderen Preamp, und Tonestackschaltungen zu experimentieren

5:In einigen von deinen (OneStone) Posts heir kann man lesen was du von Madamp hällst, gibt es vieleicht alternativen zum madamp a15mk2, die deiner meinung nach empfehlenswerter sind?
Tubeampdoctor macht ja nur Plexi, Tweed und Blackface, aber die trefen nun nicht so ganz meinen Geschmack, aber da ich ja sowieso den amp noch nach meinem geschmack "modden" will...


Danke schonmal im Vorraus


PS: is nicht dringend, ich fange eh frühestens im Oktober mit dem Projekt an, hab im Moment einfach zu viel zu tun, aber vor allem der preis des ganzen währe mal interessant.

PPS: Ganz schön viele Fragen, hoffe es nervt jetzt nicht

1. es gibt ein "angefangens", sprich so n paar Verbindungen sind nicht gezeichnet. der Rest ist aber da. Findest du im Anhang. hast du wohl übersehen. war 2 mal da.
2. Röhren weg vom trafo wenn der nich abgeschirmt ist. Nicht den Input direkt neben nen schalter. Röhren jetzt nicht ultranah nebeneinander. Die produzieren wärme ;D
3. Ich hab den "Little Screamer" etwas modifiziert. Also ich hab 2 versionen. Nummer 1 läuft wie der LS mit 5W durch ne EL84 im Class A betrieb. Der Effektloop wurde entfernt und drei Fußschalter wurden eingefügt. Davon hab ich ne Stückliste. Die sollte so ziemlich vollständig sein, fehlen nur dinge wie Eyeletboards/Platinen, Abstandsbolzen, Gehäuse etc. Falls interesse -> PM (Ich weiß aber nicht wie die Modifizierungen klingen, da ich ihn nie gebaut hab. Hab dann mit der Planung von Nummer 2 angefangen). Zu dem Preis bei nummer 1, der liegt bei meiner Liste jetzt bei 230 Euro mit 3x Fußschalter und ohne Gehäuse. Wird aber nochmal n paar Euro billiger. Die Widerstände müssten ausgetauscht werden (Sind Präzisionswiderstände und das ist ja "Overkill" ;D). Nummer 2 hat bei Vollaussteuerung um die 15 Watt. EL34 Class A Betrieb. Auch auf 6W (Pentode) schaltbar. Aber die würde ich erst rausgeben wenn ich den Amp fertig hab. Denk mal so Augus/September, da ich den Little Screamer mit der Hilfe meines Mentors (OneStone), der mir immer wenn ich fragen hatte ob man bestimmte Dinge so machen kann geholfen hat. Also erstmal die eigene Idee fertigstellen.
4. Dazu kann ich leider nichts zu sagen, hab noch nie n Madamp von innen gesehen. Und so wie OneStone das immer wieder gerne darstellt werd ich das wohl auch nicht machen
5. Ich denke der Little Screamer ist für den ersten Verstärker gut geeignet. An ihm kannst du auch ausprobieren und modden.

Gruß Chriz

(Stephan verbesser mich wenn ich Müll erzählt habe ;D)
P.S. Im Anhang ist das Layout

 

[dukenuke]

Dankeschön, das ging ja Flott.
Herzlichen Dank auch für das Layout, Ich denke als "Fahrplan" brauch ich gar kein fertiges.
Na gut, dann werd ich als ersten nochmal aufmerksam alles hier ganz genau lesen und mach mich dann an die Arbeit.

...kanns kaum erwarten loszulegen, wie soll ich jetzt noch auf Klausuren lernen

 

[OneStone]

dukenuke, ich kann dir einen Tipp geben: Behandel doch die Röhren einfach als N-Channel Depletion FET (am einfachsten als normalen N-JFET wie den BF245). Da wirst du Parallelen finden.

Zu den restlichen Punkten: Einiges steht im Thread, einiges nicht und das sollte man sich dann anhand der im Thread zu findenden PDFs usw zusammensuchen. Wenn man das nicht hinbekommt, dann sollte man keinen solchen Amp bauen. Ich habe bewusst (!) kein Malen nach Zahlen betrieben, weil ich sowas stumpfsinnig finde...

MfG Stephan

 

[dukenuke]

ja danke, ich werd auf jeden Fall versuchen so viel wie möglich selber zu machen is ja klar ( 1. Lerneffekt 2. habt ihr ja auch noch was anderes zu tun ).
Meine Fragen waren ja jetzt erstmal primär Entscheidungshilfe zwischen diesem Projekt und nem Bausatz.
Mir sind auch noch zig andere Dinge eingefallen, aber ich halt mich jetzt mal zurück, weil ich gerade eh noch nix dafür machen kann und die meisten Sachen hoffentlich auch selber rauskriege.

 

[chriz0101]

Gute Einstellung dukenuke

Wenn du trotz vieler Überlegungen und erarbeiten trotzdem etwas nicht verstehst -> dafür ist ein Forum dann da. ;D

Gruß Chriz

 

[poor but loud]

Mir fallen dazu noch etliche Fragen ein:

1.) OneStone, wozu hast Du Deinen Nickname in den Thread-Titel gesetzt?


2.) Was passiert, wenn man R3 in diesem Schaltplan weglässt? Kann man auch an anderen Stellen des Verstärkers befindliche Serienwiderstände einfach weglassen? Die Tweed-Champs zum Beispiel hatten nur an den Eingängen welche, der "neue" Champion 600 dagegen vor jeder Stufe, also einen in Serie zum abgegriffenen Teil des Lautstärkereglers (was in puncto Arbeitspunktstabilisierung noch einigermaßen Sinn ergeben dürfte) und einen in Serie zum Gitterableitwiderstand der Endröhre. In puristischen Verstärkern sehe ich die Dinger nicht so gern, weil sie die dort oftmals kargen Gainreserven weiter "anknabbern".


3.)

2. Röhren weg vom trafo wenn der nich abgeschirmt ist. Nicht den Input direkt neben nen schalter. Röhren jetzt nicht ultranah nebeneinander. Die produzieren wärme ;D

Jetzt fehlt noch ein Tipp zur Platzierung des Übertragers. Wo lässt man den? Irgendwo zwischen Röhren und Netztrafo? Oder lieber im Chassis, über bzw. unter dem Netztrafo, also möglichst weit von den Eingängen entfernt? Oder hinter den Eingängen, also in maximaler Entfernung zum Netztrafo?


4.) Welche Spannung liegt am Ausgang eines Brückengleichrichters an, wenn man dessen Eingang mit Wechselstrom "befeuert"? Bei Wechselstrom hat die Spannung einen Scheitelwert und einen Effektivwert. Bislang dachte ich immer, am Ausgang liegt die Effektivspannung abzüglich des Spannungsabfalls in den Dioden an. Martin Thewes von Gitarre + Bass scheint aber von der Scheitelspannung auszugehen. In einem seiner Projekte verschaltet er (aus für mich nicht nachvollziehbaren Gründen) zwei baugleiche Trafos so, dass die Primärspannung von 230 V in die beiden Sekundärspannungen 230 V und 12 V umgesetzt wird (letzteres ist die Heizspannung für die in Fernsehern einst zuhauf zu findende PCL 86, die 12 bis 13,3 V benötigt). Am der Sekundärwicklung (eigentlich Quartärwicklung) haben wir also 230 V effektiv und 325 V Scheitelwert; zu 220-Volt-Zeiten lag die Scheitelspannung bei 311 V. Als Spannung hinter dem ersten Voltage-drop-Widerstand gibt er aber nahezu letzteres an, nämlich 310 V. Nach meinem Kenntnisstand müssten es eher 225 V sein, vermutlich sogar deutlich weniger.

R3 ergibt einfach einen Tiefpass mit der Millerkapazität der Röhre, d.h. man begrenzt die Bandbreite des Verstärkers nach oben.

Als Schutz vor ungewolltem Radioempfang?

So

Also hinter der Eingangsröhre? Beim Champion 600 müsste man die zu diesem Zweck erst einmal nach vorn versetzen (wo sie früher auch war).

 

[Kramusha]

Was passiert eigentlich, wenn man R3 in diesem Schaltplan weglässt?

R3 ergibt einfach einen Tiefpass mit der Millerkapazität der Röhre, d.h. man begrenzt die Bandbreite des Verstärkers nach oben.

Jetzt fehlt noch ein Tipp zur Platzierung des Übertragers. Wo lässt man den? Irgendwo zwischen Röhren und Netztrafo? Oder lieber im Chassis, über bzw. unter dem Netztrafo, also möglichst weit von den Eingängen entfernt? Oder hinter den Eingängen, also in maximaler Entfernung zum Netztrafo?

http://www.larry-amplification.de/gallery/?level=picture&id=91 So

 

[dukenuke]

Der Gleichrichtwert liegt unter dem Effektivwert, aber erst hinter der "Glättungsschaltung"
Direkt hinter dem Gleichrichter hast du eine Funktion die dem Betrag von Sinus den du reingeschickt hast entspricht ( naja fast ), also liegen da auch Spitzenspannungen von ca 335 V an.
Hinter einer Idealen glättung hättest du ja den mittelwert dieser Funktion, sprich den Effektivwert ( bitte korrigiert mich wenn ich müll rede)
Verluste gibts aber immer, desshalb ist der Gleichrichtwert niedriger.
Ich versuche gerade selbst das Netzteil im LTSPice zu Simulieren, aber mein Rechner will mal wieder nicht so wie ich will

 

[Kramusha]

Hast du nicht Elektrotechnik studiert? ^^

Bei einem Brückengleichrichter bekommst man nach dem Gleichrichter bei einem idealen Sinus (den wir auf Grund div. Geräte am Netz wie Frequenzumrichter bla bla bla... nicht haben) den Spitzenwert der Sinuswelle -> Effektivwert*1,4 (Wurzel(2))

In der Praxis bekommst man dann den Effektivwert * 1,2 bis 1,3 raus.

Lg

 

[dukenuke]

Edith: Ahh, ich bin so blöd, natürlich lad sich der Kondensator bein "Berg" Jeweils bis auf die Amplitude auf, aber der Strom geht halt Flöten ( und zwar in den Kondensator und nicht in deinen Verbraucher), ich bin irgendwie die ganze zeit von einem konstantem Stromfluss am Ausgang ausgegangen.

Achso und es ist durchaus möglich ETEC zu studieren und trotzdem keine Ahnung von so was zu haben, weil sich eigentlich mehr um mathe, regelungstechnik, informationstechnik usw. dreht (zumindest bis jetzt, 4.Semester ) also lass ich mich gerne eines besseren belehren.

 

[Kramusha]

http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichrichter#Br.C3.BCckengleichrichter_.28B2.29.28B2U.29

Quelle: http://www.1zu160.net/elektrik/gleichrichter.php

Der Effektivwert liegt unter der Spitze der Kurve.

 

[dukenuke]

Jaaa, schon klar, siehe Edith, ich war gerade kurtz blöd und hab gedacht Kondis werden mit Spannung geladen und nicht mit Strom

 

[dukenuke]

Nach längerem Nachdenken hab ich aber jetzt noch ne Frage, und zwar wenn der Verbraucher genau so groß viel Strom Zieht wie der der Trafo liefert, dan müsste die Spannung über dem Verbraucher auf Ueff der Wechselspannung einbrechen oder? ( Wenn nicht dann zweifel ich grade an meinem Verstand )

 

[Kramusha]

Der Trafo hat einen Innenwiderstand, wenn der Strom jetzt größer wird fällt natürlich Spannung über den Innenwiderstand ab. Wird der Strom zu groß, steigen die Verluste im Trafo zu stark an und können die Wicklung zerstören.

Wie groß der Innenwiderstand ist (nicht nur ohmsch, sondern auch durch Sättigung des Kerns usw..), hängt vom Trafo ab und kann nicht pauschal gesagt werden.

Lg

 

[dukenuke]

Also ich kann es nicht besser erklären desshalb habe ich mal in Paint schnell gezeichnet wo ich auf dem Schlauch stehe und wesshalb ich mir nicht erklären kann wieso U = Ueff sein kann.
Es ist der Glättungskondensator der mir Schwierigkeitenn macht, ich hoffe man kanns erkennen ( hab leider nur Paint zur Hand gehabt )
Wenn U = U(Amplitude) muss doch irgendwo Strom Verschwinden?
Kannst du ( oder jemand ) mir sagen wo mein Denkfehler ist?