Sie sind hier : Startseite →  Hifi Wissen und Technik→  Verstärker und Elektronik I→  Die Röhrenverstärker→  Ein PPP Röhrenverstärker

Es ist 1955 und von Hifi redeten nur Spinner, Stereo war auch erst im Kommen und Ahnung hatte sowieso fast keiner.

Das war damals die obere Schallgrenze für 590 Mark (3 Monatslöhne)

Auch ich als Autor war gerade mal 6 Jahre alt und stand staunend vor Vaters funkel nagel neuem Grundig 3055 3D UKW Radio (das ist das Original rechts im Bild) mit dem absolut irren 3D Klang. Und da bringen Musikfans eine Idee für einen nahezu linearen Kraftverstärker auf den Tisch.

Auch wenn Sie von Röhren keine Ahnung (mehr) haben, lesen Sie einfach mal, wie beschwerlich es damals war, Hifi zu machen oder haben zu wollen.

.

Der PPP-Verstärker (Parallel-Push-Pull) aus Radio Magazin 1955

Seitdem „beste Tonwiedergabe" zu einem eigenen Spezialgebiet der Nf-Technik geworden ist, liest man immer wieder in in- und ausländischen Fachzeitschriften von neuartigen Verstärkerschaltungen. In vielen Fällen lassen sich dieselben nur schwer nachbauen, weil entweder die Einstellung auf den richtigen Arbeitspunkt kompliziert ist, oder weil man Spezialbauteile braucht. Über eine Schaltung, die diese Nachteile nicht besitzt, berichtet unser Leser R. J. de Cneudt. Dieser Verstärker kann mit dem Lautsprecher zusammen in ein eigenes Gehäuse eingebaut werden und er bildet ähnlich wie der Studio-Abhörschrank (RADIO-MAGAZIN 1954, Heft 9) eine wertbeständige Einheit, die viele Jahre lang unverändert beibehalten werden kann.

Im allgemeinen ist man der Ansicht, daß es auf dem Gebiet der Nf-Verstärkung nicht mehr viel Neues zu erfinden gibt. Blickt man auf die vergangenen zwanzig Jahre zurück, so merkt man, daß wir seit dem Erscheinen der Gegenkopplung wenig oder gar nichts „prinzipiell Neues" gesehen haben. Die Betonung liegt aber auf dem Wort „prinzipiell", und darunter fallen nicht die zahllosen zuweilen sehr vernünftigen Verfeinerungen, über die in der in- und ausländischen Fachliteratur berichtet wird. Unter „prinzipiell" wollen wir nur ein wirklich neues Prinzip verstehen, wie etwa die Gegenkopplung oder den Gegentaktverstärker. Gerade diese Verstärkertype hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, und man kann annehmen, daß wir damit noch lange Zeit arbeiten werden.

Nachteile von Gegentaktverstärkern (Stand 1955!!)

Neben ihren großen Vorzügen besitzt eine Gegentaktschaltung der üblichen Art auch gewisse Nachteile. Zum Beispiel ist es nicht immer einfach, wirklich einwandfreie Spezial-Ausgangsübertrager zu erhalten. Diese müssen nähmlich völlig symmetrisch ausgeführt werden, und die Kopplung zwischen beiden Wicklungen muß sehr fest sein, um Verzerrungen bei den höchsten Tönen zu vermeiden. Man erreicht diesen Idealzustand nur mit kostspieligen Spezialtransformatoren, z. B. mit bifilar gewickelter Primärwicklung (Mc. Intosch-Gow, Audio Eng. Dec. 49) oder mit Ringkerntransformatoren.

Auch die erforderliche Ausgangsimpedanz (groß gegenüber der Belastung) ist nicht ganz einfach zu verwirklichen. Um eine einwandfreie Tiefenwiedergabe zu erhalten, braucht man Übertrager mit sehr hoher Induktivität, also mit viel Eisen und Kupfer. Außerdem muß man noch den Anoden-Gleichstrom der Endröhren berücksichtigen, der die elektrische Güte des Übertragers herabsetzt. In der Praxis ist es jedenfalls so, daß ein guter Ausgangsübertrager mehr wiegt als der Netztransformator und auch ein Mehrfaches desselben kostet.

Bild 1. Gegentaktverstärker in Anoden-Brückenschaltung ohne Ausgangsübertrager

1951 - Ein neues Schaltungsprinzip

Etwas Neues brachten A. Peterson und D. B. Sinclair in ihrer Veröffentlichung in der Zeitschrift „General Radio Experimenter, Okt. 1951" unter der Überschrift „A Single Ended Push-pull Audio Amplifier". Ein Ausgangsübertrager ist bei dieser Schaltung (Bild 1) nicht erforderlich, es sei denn, man braucht ihn zur Anpassung eines abweichenden Verbraucher- widerstandes. Diese Schaltung hat den großen Vorteil, daß die Signale der beiden Endröhren nicht in zwei Wicklungshälften zusammengefügt werden müssen, sondern daß hierfür eine gemeinsame Wicklung genügt. Ein etwa erforderlicher Ausgangsübertrager braucht also nur eine Primärwicklung, außerdem arbeitet er gleichstromfrei.


Bild 5. Ausführungsbeispiel für einen Verstärker nach dem Prinzip einer Gegentaktendstufe in Anodenbrückenschaltung von Bild 2
Bild 6. Schaltung des PPP-Verstärkers

Der von Peterson und Sinclair entworfene Verstärker besitzt noch einen weiteren Vorteil: Bei den üblichen Gegentaktverstärkern liegen die Endröhren für Gleichstrom parallel, für Wechselstrom in Reihe (größere Ausgangsimpedanz). Bei dem neuen Entwurf ist es genau umgekehrt (niedriger Außenwiderstand). Das bedeutet, daß der Übertrager kleiner und damit besser und billiger aufgebaut werden kann. Leider hat jedes Ding zwei Seiten: Man benötigt grundsätzlich die doppelte Anodenspannung gegenüber einem normalen Gegentaktverstärker. Das ist nachteilig und außerdem nicht ungefährlich.

Die Verfasser geben deshalb zusätzlich zwei Schaltungen erprobter Verstärker an, die mit normalen Anodenspannungen auskommen und die mit einem gleichstrombelasteten Übertrager arbeiten. Die Kopplung zwischen den beiden Primärwicklungen ist so bemessen, daß kaum Verzerrungen entstehen können. Die veröffentlichten Kennlinien sehen äußerst günstig aus, und die Verzerrungen bleiben unter 0,5% bei Vollaussteuerung.

Ein weiterer Nachteil ist, daß für die Vorverstärkung beträchtlicher Aufwand getrieben werden muß, weil man auf einen qualitätsmindernden Eingangsübertrager verzichten wollte. Für eine Endstufe mit zwei Röhren 6L6 nebst Umkehrtriode und Vorverstärker-Pentode sind 7,8 V zur Vollaussteuerung erforderlich. Die Gegenkopplung beträgt bei dieser Schaltung 14db und die Anodenspannung 400 Volt. Nach diesem Schaltungsprinzip bringt die General Radio Comp. einen Meßverstärker auf den Markt, der zwischen 20 Hz und 50 kHz bei 1 % Verzerrung 3 W Nutzleistung abgibt. In der Endstufe arbeiten zwei Endröhren 6W6GT. Ein Ausgangsübertrager ist nicht vorhanden und die Ausgangsimpedanz beträgt nur 600Q.

Die Frequenzkennlinie verläuft zwischen 10 Hz und 100 kHz fast völlig gerade, sie bietet ein schönes Beispiel dafür, was mit diesem neuen Prinzip erreichbar ist. Das Wort „Prinzip" dürfen wir hier mit Recht anwenden, da man diese Schaltung wegen des Fortfallens des Ausgangsübertragers als „prinzipiell neu" bezeichnen kann. Wenn angepaßt werden muß, so kommt man mit einem kleineren und deshalb besseren Übertrager aus und beherrscht einen größeren Frequenzbereich bei kleineren Verzerrungen gegenüber normalen Gegentaktschaltungen.
.

Bild 2. Prinzip einer Gegentaktendstufe in Anodenbrückenschaltung

Die finnische Zeitschrift „Radio, 1952, Nr. 6" veröffentlichte eine Schaltung (Bild 2), die mit zwei getrennten Netzteilen arbeitet, die mit der Minusseite mit dem Chassis verbunden sind. Der Aufwand hierfür ist geringer als man zuerst annimmt, wenn man zwei Trockengleichrichter verwendet (z. B. Siemens B 250 C 120). Da der Ausgangsübertrager billig herzustellen ist, hat der Verfasser einen wertvollen Beitrag zum Thema „Preiswerte Qualitätsverstärker" geliefert.

Bild 5. Ausführungsbeispiel für einen Verstärker nach dem Prinzip einer Gegentaktendstufe in Anodenbrückenschaltung von Bild 2

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen solchen Verstärker zeigt Bild 5. Bei einer Ausgangsimpedanz von 1750Q (normale Schaltung — 10.000Q) erhält man bei zwei Röhren EL 41 eine Sprechleistung von 10,4 Watt. Diese Schaltung wurde auch mit zwei Röhren EL 84 erprobt. Bei 270 V Anodenspannung und bei einem Schirmgitter- und Anodenstrom von nur 2x32mA (Leerlauf) waren 13,9 W Sprechleistung zu erzielen. Bei den praktischen Versuchen ergaben sich jedoch Schwierigkeiten mit der genauen Einstellung der Phasenumkehrröhre. Trotzdem waren die Ergebnisse ermutigend genug, um weitere Versuche in dieser Richtung zu unternehmen.

Der PPP-Verstärker mit 2 x EL 34 von 1955

Bild 3. Chassis-Unteransicht des PPP-Verstärkers
Bild 4. Das Versuchsmuster des PPP-Verstärkers

Daher wurde ein Versuchsmuster mit zwei Endröhren EL 34 und einer verbesserten Phasenumkehrschaltung aufgebaut (Bilder 3 und 4), dessen Schaltung Bild 6 zeigt. Die technischen Daten dieses Verstärkers sind in der Tabelle zusammengefaßt. Die Schaltung der Endstufe entspricht dem Vorschlag der finnischen Veröffentlichung, aber mit dem Unterschied, daß der Übertrager eine Mittelanzapfung besitzt. Die Vorröhre ECC 83 arbeitet nach einer Schaltung von J. Jager (Philips Electronic Application Bulletin, Volume X. Nr. 4) die sich durch geringe Verzerrungen und völlig symmetrischen Ausgang auszeichnet.

Die Katodenspannung der Doppeltriode beträgt 28 V. Um gleiche Gittervorspannung für beide Systeme zu erhalten, hätte man die Steuergitter über entsprechende Widerstände an den Verbindungspunkt zwischen 2,2 und 33 kQ legen können. Durch die Verwendung von getrennten Gliedern (100 kQ, 1 MQ, 0,2 ^iF) erhält man eine Gegenkopplung für die allertiefsten Töne, die sehr willkommen ist, und die man auch als „Krachtöter" (Rumpelfrequenzen) bezeichnen kann. Die Schaltung schwächt 50 Hz nur um 10 %, aber bei 20 Hz geht die Verstärkung bereits auf die Hälfte zurück. Außerdem erreicht man eine bessere Stabilität des Verstärkers, weil unkontrollierbares Schwingen unterhalb des Hörbereiches mit Sicherheit vermieden wird.

Wer Erfahrungen mit hochwertigen Wiedergabeanlagen besitzt, weiß, daß 20 Hz zwar unhörbar sind, daß sie aber zusammen mit höherliegenden Frequenzen starke Intermodulation im Lautsprecher verursachen können. Da außerdem jeder Verstärker bei sehr tiefen Frequenzen leicht zu übersteuern ist, ist es unbedingt erforderlich, die extremen Tiefen in der geschilderten Weise zu dämpfen.*

Die Endstufe arbeitet mit Gegenkopplung, die allerdings nicht auf den ersten Blick zu erkennen ist, sie ergibt sich aus dem Schaltungsaufbau von selbst. Die Steuerspannung für die Endröhren ist die Summe der halben Ausgangsspannung und der normalen Steuerspannung ohne Gegenkopplung. Die günstigste Ausgangsanpassung liegt bei etwa 900 Q. Selbst bei abweichender Belastung (600 bzw. 1600 Q) erhält man noch immer 17,5 W Sprechleistung.

Bei allen PPP-Verstärkern (Parallel-Push-Pull) können an den Ausgangsübertrager geringere Anforderungen gestellt werden als bei normalen Gegentaktschaltungen. Jede Röhre arbeitet auf die ganze Primärwicklung und die Impedanz derselben braucht nur ein Viertel vom Wert üblicher Gegentaktschaltungen zu betragen. Wie Bild 6 zeigt, liegt die Mittelanzapfung im Interesse vollständiger Symmetrie am Chassis. Da auch die Sekundärwicklung auf Nullpotentional liegt, war es naheliegend, einen Sparübertrager mit einer durchgehenden Wicklung zu benutzen.

Bild 7 zeigt die Abmessungen; Bild 8 die übrigen Daten des Transformators. Wenn man einen etwas längeren Kern und Bleche erster Qualität benutzt, ist es möglich, Lagenwicklung zu wählen und dadurch mit einem noch kleineren Wickelraum auszukommen. Das Gewicht des fertigen Übertragers beträgt 1,53kg beim Versuchsmuster.

Bei Abschluß des fertigen Verstärkers mit 15Q wurden nachstehende Sprechleistungen gemessen:
30 Hz = 16 W, 50 Hz = 20 W, 1 kHz = 20,6 W, 20 kHz = 16 W. Der Frequenzgang des Verstärkers beträgt —0,9 db bei 20 Hz (gemessen ohne Krachtöter) und —0,75 db bei 16 kHz. Der Verfasser hofft, mit diesem Beitrag zum Bau eines preiswerten Qualitätsverstärkers angeregt zu haben.

Technische Daten des PPP-Verstärkers
Bestückung: ECC 83, 2 X EL 34, 2 X E250 C120, Anodenspannung: 2 X 270V, Eingangsempfindlichkeit: 2 V, Ausgangsimpedanz: 900 Ohm, Frequenzbereich: (Primärwicklung des Übertragers) 20 Hz...50 kHz (-1,5db bei 100 kHz, —6 db bei 200 kHz) Klirrfaktor: < 0,5% bei 1 kHz/20 W Intermodulation: 7000 Hz und 50 Hz = 2%, 3000 Hz und 50 Hz = 1,3% bei Vollausteuerung, Ausgangsleistung: 30 Hz = 16 W, 50 Hz = 20 W, 1 kHz = 20,6 W, 20 kHz = 16 W

Bild 1. Gegentaktverstärker in Anoden-Brückenschaltung ohne Ausgangsübertrager
Bild 2. Prinzip einer Gegentaktendstufe
Bild 3. Chassis-Unteransicht des PPP-Verstärkers
Bild 4. Das Versuchsmuster des PPP-Verstärkers
Bild 5. Ausführungsbeispiel für einen Verstärker nach dem Prinzip von Bild 2
Bild 6. Schaltung des PPP-Verstärkers

*) Der dritte Trockengleichrichter in Bild 3 und ein Doppelkondensator gehören nicht zum Verstärker. Sie werden beim Labormuster aus einer Sonderwicklung des Netztransformators gespeist und liefern die Betriebsspannungen für einen Empfangsvorsatz.

- Werbung Dezent -
Zurück zur Startseite © 2007/2019 - Deutsches Hifi-Museum Wiesbaden - Copyright by Dipl. Ing. Gert Redlich - DSGVO - Privatsphäre - Zum Telefon der Redaktion - Zum Flohmarkt
Bitte einfach nur lächeln: Diese Seiten sind garantiert RDE / IPW zertifiziert und für Leser von 5 bis 108 Jahren freigegeben - kostenlos natürlich.

Privatsphäre : Auf unseren Seiten werden keine Informationen an google, twitter, facebook oder andere US-Konzerne weitergegeben.