Problem beim berechnen einer EL84 SE Endstufe

von PRSfreak, 21.08.10.

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  1. PRSfreak

    PRSfreak Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 21.08.10   #1
    Huhu^^
    Also folgendes:

    Ich bin immernoch dabei den theoretischen Teil der Röhrentechnik zu verstehen und auch umzusetzen.
    Naja momentan häng ich leider schon recht weit am anfang fest.

    Also ich wollte mich etwas am folgenden Projekt orientieren.

    http://www.jogis-roehrenbude.de/Leserbriefe/Frank-Kneifel-5B_110-Amp/Kapitel1.htm

    Mein Ziel ist es einen einfachen Verstärker zu berechnen, mit einer 12ax7 (2 Verstärkerstufen) in der Vorstufe und einer EL84 in der Endstufe. Erstmal komplett clean. Später wollt ich dann etwas an der Vorstufe basteln^^

    Ich bin mir der hohen Spannungen bewusst und habe in gewisser weise auch Erfahrung damit. Mache momentan eine Ausbildung als Mechatroniker und bin im 4. LJ. Naja aber beim Aufbau bin ich ja eh noch lang nicht^^

    Ich wollte folgende Datenblätter nutzen:

    http://www.tube-town.net/info/datenblaetter/tubes/jj/jjel84.pdf
    http://www.tube-town.net/info/datenblaetter/tubes/jj/jj12ax7.pdf

    Der Amp soll ca 10 Watt haben. Ich weis ich bin etwas drüber, aber ich denk mal als Reserve ist es ganz okay, oder??

    Bis jetzt bin ich zu folgenden Ergebnissen gekommen.

    Endstufenberechnung:

    Ua=√Pa max * Ra

    Ua=√12W * 5,2kOHM
    Ua= 250V

    Ich nehme 245V und bin damit etwas unter der Verlustleistung. ca. 11,54W???


    Ia= Ua/Ra

    Ia= 245V/5200OHM
    Ia= 47mA

    Für Arbeitgerade:

    Ua max= 2*Ua

    Ua max= 2*245V
    Ua max= 490V

    Der Fall 1 "Röhre leitet zu 100%":

    Ia max= 2*Ua/Ra

    Ia max= 490V/5200OHM
    Ia max= 94mA

    Der Fall 2 "Röhre sperrt zu 100%"
    Wenn die Röhre vollständig sperrt, also einen Widerstand von [​IMG]entspricht, fällt die ganze Spannung an ihr ab und es fließt kein Strom.
    Daraus ergibt sich, dass bei Ia = 0A eine Spannung von Ua max = 490V vorliegt.

    So jetzt wollte ich Ug bestimmen.

    Was nehm ich jetzt eigentlich für Ug2 ??? auch 250V

    Vielen Dank schonmal^^

    LG Kevin =)
     
  2. kopflos

    kopflos Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 23.08.10   #2
    schau doch im Forum bei tube-town.de rein, dort sind die Röhren-Spezl.
    Gruß
    kopflos
    P.S.
    mit 1x EL84 wirst du wohl keine Ausgangsleistung > 5 W erreichen können
     
  3. TheByte

    TheByte Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 23.08.10   #3
    Naja, man schafft zwar keine 10W, aber dennoch sind die etwa 5W die am Ende rauskommen nicht zu verachten.
    Je nach Lautsprecher kommt man da ganz locker über sehr hohe Zimmerlautstärke.

    mfG
     
  4. PRSfreak

    PRSfreak Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 24.08.10   #4
    alles klar^^ dankeschön :D
    ich werd dann mal bei tube-town fragen =)
     
  5. OneStone

    OneStone HCA Röhrenamps HCA

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    Erstellt: 25.08.10   #5
    Dazu brauchst nicht zu Tube-Town gehen.
    Versuch einfach zu verstehen, was du da eigentlich rechnest, denn das ist an sich echt nicht kompliziert. Als Unterstützung würde ich dir das Buch "Elektrische Nachrichtentechnik" von Dr.Ing. Heinrich Schröder empfehlen und davon den ZWEITEN Band (google mal, gibts als PDF...).

    Das Buch erklärt so ziemlich alles wissenswerte in einem brauchbaren Stil und mit einem praktikablen Niveau und stellt zum wirklichen Verstehen sicherlich die bessere Alternative zu Tube-Town dar, wo sich die Leute zum Großteil auf Gitarrentechnik beschränken. Das Buch hält sich universell, aber das ist ja genau das, was du wissen willst.

    Wenn du erst am Ende deiner Rechnung die Frage stellst, welche Ug2 du nehmen sollst, dann hakt es schon bei den Grundlagen massivst. Denn die Ug2 definiert die Eigenschaften der Röhre maßgeblich: Wenn die nicht stimmt, dann kannst du da irgendwas rechnen, aber es wird bei einer anderen Ug2 eben was total anderes rauskommen...

    Abgesehen davon rate ich von den JJ-Datenblättern ab. Nimm brauchbare von Philips, Telefunken, Siemens oder ähnlichen. Die findest du unter http://frank.pocnet.net

    MfG Stephan
     
  6. PRSfreak

    PRSfreak Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 25.08.10   #6
    vielen dank für die tipps onestone =)

    also g2 soll doch die kapazität zwischen anode und gitter verringern, oder?
    also nachdem ich mir die neuen Datenblätter (dank deinem link :D ) mal angesehen hab, würd ich sagen das ug2 ca bei 250V liegen sollte. Lieg ich da richtig??

    für die 10W angabe muss ich mich entschuldigen xD hab ja um auf den arbeitspunkt zu kommen oben folgende (teil-)rechnung gemacht:

    "Ua=√Pa max * Ra

    Ua=√12W * 5,2kOHM
    Ua= 250V

    Ich nehme 245V und bin damit etwas unter der Verlustleistung. ca. 11,54W???"

    als ich den Wert hatte war ich etwas verstutzt und nahm dann an dass dies die volle nutzbare leistung ist. Aber ich nutze ja nur einen teil aus diesem bereich woraus ich schließe das ich auch nur nen teil der leistung haben werde :D

    LG und danke nochmal :D:D
     
  7. OneStone

    OneStone HCA Röhrenamps HCA

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    Erstellt: 25.08.10   #7
    Das g2 verringert die Kapazität zwischen g1 und Anode insofern, dass es auf einem konstanten Potential liegt und dadurch vor allem die dynamische Eingangskapazität (Millerkapazität) der Röhre vermindert, wodurch man höhere Frequenzen verstärken kann und die nutzbare Verstärkung wird auch größer.

    Stichwort: Durchgriff.

    250V klingt für mich sinnvoll. Jetzt wäre es noch für dich selbst sinnvoll, zu überlegen, warum das sinnvoll klingt...

    Was hat deiner Meinung nach die Größe Qa mit Na zu tun? Die Wärmeverlustleistung Qa (oder Pa...) ist das eine, mit den du da jonglierst, die Nutzleistung am Ausgang ist aber doch eine ganz andere Baustelle?!

    MfG Stephan
     
  8. PRSfreak

    PRSfreak Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 26.08.10   #8
    Obwohl sind 250V nicht zu viel? Darf die Schirmgitterspannung denn positiver als die Anodenspannung sein??
    Wandern die Elektronen dann trotzdem duch das "weitläufuge Netz" von g2??
    Also wenn ich es richtig verstanden hab habe ich danke g2 einen kleineren Durchgriff und dadurch eine größere Verstärkung.

    Aber Ug2 sollte doch nahe Ua sein oder?
    Denn je höher Ug2 desto mehr kann ich die Röhre doch aussteuern oder?

    Und was Ua betrifft kann ich doch auch Ua=252V nutzen ohne der Röhre zu schaden oder? Bekomm ich dann nicht auch Endstufenzerre wenn ich den amp voll aufreiße???

    Vielen dank nochmal für die super hilfe bis jetzt =)

    LG kevin
     
  9. Bierschinken

    Bierschinken Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 26.08.10   #9
    Hi,

    Ug2 darf nicht positiver werden als Ua! In diesem Fall würde das Schirmgitter zur Hilfsanode und die zulässige Verlustleistung überschritten werden.

    Richtig ist aber, dass man bestrebt sein sollte Ug2 recht hoch zu wählen, da die Verstärkung der Pentode nicht von Ua sondern von Ug2 abhängig ist.
    Allerdings muss Ug2 nicht nahe an Ua liegen, sondern oft ist es z.b. sinnvoll Ua mit 250V und Ug2 mit 200V zu fahren.
    Das ist aber eine Frage des Anwendungsfalles.

    Für Gitarrenamps hat es sich eingebürgert, das Schirmgitter direkt hinter den Anodenabgriff der meist CLC-Siebung zu klemmen und dann nur wenige Volt unterrhalb von Ua zu liegen. Betreibt man die Röhre nicht im Grenzbereich und nutzt man Schirmgittervorwiderstände ist das auch kein Problem so.

    Für deinen Amp sind die 252V völlig okay.

    Grüße,
    Schinkn
     
  10. PRSfreak

    PRSfreak Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 26.08.10   #10
    CLC Siebung = Kondensator Spule Kondensator??

    Kann man auch ohne Sieb und nur mit nem Vorwiderstand an der Anode abgreifen?

    Übrigens gilt die Spule vom AU als Ra bei ner Klasse A SE Endstufe??

    vielen danke für eure super hilfe. :)
     
  11. OneStone

    OneStone HCA Röhrenamps HCA

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    Erstellt: 27.08.10   #11
    Leute, der Thread macht mal wieder Spaß! Man sieht, dass du was lernen willst und auch über das, was du tust, nachdenkst! TOP! So wird das was :)

    Sinn des Ug2: Abschirmung des Steuergitters von der Anode => Kleinerer Durchgriff => Größere Verstärkung (Denn µ=1/D !).

    Dazu könnte man Ug2 = 0 V ansetzen und die statische Abschirmung wäre dennoch gegeben.
    Das Problem bei der Sache ist aber, dass die Elektronen auf ihrem Weg von der Kathode zur Anode keinerlei Lsut hätten, zur Anode zu fliegen, wenn da ein g2 mit 0 V im Weg steht, die wollen ja ein positives Potential sehen.
    Daher: Ug2 > 0 V.

    Das andere Problem ist jetzt das Verhalten des g2 gegenüber der Anode. Wenn Ug2 zu hoch ist, dann wird der Strom am g2 relativ hoch, da mehr Elektronen auf das Gitter prallen. Um diesen Effekt zu minimieren, ist das g2 meist als Schattengitter hinter dem g1 gewickelt, sodass die von der Kathode kommenden Elektronen, die am g1 vorbeigeflogen sind, nur sehr unwahrscheinlich das g2 treffen. Auf diese Art und Weise kann man den g2-Strom (der ja eigentlich ein parasitärer Effekt ist, den man NICHT haben will), minimieren.

    Demnach könnte man Ug2 = Ub (Ub = Betriebsspannung an der Anode. Bitte nicht Ua schreiben, denn Ua ist die Spannung an der ANODE und die schwankt mit der Aussteuerung! Bitte exakt sein, sonst gibts Verständnismurks) setzen, aber dann wird die ganze Angelegenheit bei hohem Anodenstrom problematisch, da dann Ua kleiner - und zwar nennenswert kleiner - als Ug2 wird und somit das g2 doch relativ viele Elektronen abbekommt (das g2 ist dann das attraktivste Ziel für die Elektronen, da es am positivsten geladen ist).
    Dadurch fließt ein hoher g2-Strom, der einerseits zu schlechterem Wirkungsgrad und andererseits zu thermischen Problemen innerhalb der Röhre führt.

    Daher sollte man für Linearanwendungen - und das sind A/B/AB Endstufen nunmal - Ug2 schon etwas UNTERHALB Ua wählen. Weiteres dazu weiter unten.

    Der Röhre ist es egal, ob du da 200V oder 300V anlegst. Speifiziert ist die EL84 bis 300V Ua und auch für 300mA Ug2.
    Bedenke außerdem, dass Netzspannungsschwankungen von +- 10% erlaubt sind und die Bauteile vor 50 Jahren - besonders in der Consumerelektronik - teilweise Toleranzen von 20% hatten.

    Nochmal zur Frage mit der Ug2: Wenn du den Begriff "aufreißen" erwähnst, dann meinst du damit ja konkret eine (massive) Übersteuerung der Röhrenstufe. Das Problem hierbei ist, dass das Steuergitter den Elektronenfluss absolut nicht mehr behindert (= Gitterstromeinsatz am g1) und das g2 dann das Problem hat, dass die Anode so weit nach "unten" wandert, bis die Anodenspannung nicht mehr weiter sinken kann, weil die ganzen Elektronen auf dem g2 landen und dadurch das g2 einen massiven Strom aufnehmen muss. Das führt zu einer thermischen Überlastung des Schirmgitters und dann bald zum Schmelzen desselbigen oder zumindest zu mechanischen Verformungen, die zu Kennlinienverschiebungen oder Fehlfunktionen (Kurzschlüsse!) der Röhre führen können. Ebenso kann der Ruhestrom ansteigen und die Röhre fackelt dir dann trotz Autobias ab. Kurz gesagt: Fackel das g2 nicht ab!
    Weiteres dazu weiter unten ;)

    Bei der EL34 wäre es richtig, Ub = 800V und Ug2 = 420V zu wählen, Dann wäre der Aussteuerungsbereich groß, die Verlustleistung am g2 klein und zwei Röhren würden 100W Dauertonleistung machen...warum tut mans nicht?

    Weil bei Ug2 = Ub = 450V die Röhrenkennlinien krummer werden, weil man bei hoher Aussteuerung zwingend hochohmigere g2-Widerstände braucht, weil das g2 sonst überlastet wird. Wenn man die einbaut, verändern sich aber die Parameter der Röhre mit der Aussteuerung, und das MASSIV. Ug2 ist eine der einflussreichsten Variablen in einer Pentodenschaltung. Daher bemüht man sich bei linearen Schaltungen, Ug2 möglichst konstant zu halten, sprich niederohmig einspeisen, sodass unabhängig von Ig2 eben Ug2 konstant bleibt. Das ist nicht gegeben, wenn man hochohmiger g2-Widerstände verbaut. Klingt aber gut...

    Dennoch: Wenn man eine Endstufe baut, die wirklich hart übersteuert werden soll, muss man durch passende Schaltungen dafür sorgen, dass Qg2 (Pg2) nicht überschritten wird. Im Falle einer EL84 würde ich sagen, dass Rg2 = 1kOhm, wie ich das immer wieder sehe, NICHT ausreichend ist und du da eher schauen solltest, dass für längere Zeitabschnitte, die eben verlustleistungstechnisch dem g2 gefährlich werden könnten, Rg2 deutlich größer ist...

    Aufgrund der Sache mit dem geringen Spannungsverlust, also der aussteuerungsunabhängigen g2- und Vorstufenspannungsversorgung, benutzt man Induktivitäten (Spulen, Drosseln) als Siebglieder in Gitarrenamps. Außerdem sieben sie um einiges besser als Widerstände...

    CLC heißt dabei, dass nach dem Gleichrichter eben ein C, dann ein L und dann wieder ein C kommt. Ebenso kann man LCLC oder CRC oder LCRC oder sowas bauen. Die meisten Röhrenverstärker im Gitarrenbereich haben sowas wie CLCRCRC eingebaut, also eine Drossel vor dem g2 und dahinter dann RC-Glieder für die Vorstufen.

    Ein Sieb würde ich da nicht einbauen, das taugt maximal als Berührschutz... ;)
    Und an der Anode würde ich auch nichts abgreifen, sondern am anderen Ende des Ausgangsübertragers ;)

    Was du meinst, das ist wohl CRC-Siebung (um mal nur die Endröhre zu betrachten). Das geht bei EL84 recht gut, ich würde sogar vorschlagen, eine CRCRC-Siebung zu nutzen und die Anode am zweiten C anzuschließen. Sowas wie Gleichrichter => 100µ => 220 Ohm => 100µ => 1k(?) => 100µ geht da meist recht gut.

    Der Ra ist der Arbeitswiderstand. Der ist bei der gegebenen Anordnung 5,2 kOhm. Da es keinen Lautsprecher mit 5,2 kOhm geben dürfte und Gleichstrom in selbigem eher schlecht ist, hast du da einen Übertrager, der die 8 Ohm des Lautsprechers eben auf 5200 Ohm hochtransformiert.
    Dadurch ist Ra für Wechselspannung eben 5,2 kOhm und für den Gleichstrom (Ruhestrom) nahe Null Ohm - eben der Wicklungswiderstand des Übertragers, ich schätze mal so einige hundert Ohm (stört aber nicht).

    MfG Stephan
     
  12. PRSfreak

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    Erstellt: 02.09.10   #12
    Sorry das ich so spät antworte.. kam in letzter zeit zu nichts...

    erstmal nen RIESEN DANKESCHÖN für den post. Ich glaub jetzt ist mir einiges klarer. (hoffe ich zumindest :D)

    Ich werd erstmal versuchen weiter zu rechnen und dann mal sehen ob ich ne einfach vorstufe dazu hinbekomm.
    Dann werd ich mal anfangen mich mit dem netzteil und der gleichrichtung sowie der siebung auseinander zu setzten.

    Wenn ich mal wieder nich weiter weis und auch übers i-net nicht schlau werde frag ich euch mal wieder^^

    Vielen dank für eure hilfe!!!!
     
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