- SYSTEMNETZTEIL,
speist auch die IC- Endstufe
- RÖHRENNETZTEIL, speist nur die
Röhrentechnik
Röhrennetzteil
(Klicken Sie bitte hier
um eine vergrößerte Version anzuzeigen)
Das Röhrennetzteil
erzeugt die Heizspannung 12,6V mit 4,5A, die 425V Anodenspannung für
den rechten und den linken Stereo- Kanal mit je 150mA, sowie die Endröhren-
Gitter- Korrektur- Spannung von +3,5V und -3,5V. Die Korrektur- Spannung
wird aus der Heizspannung gewonnen. Dazu wird die Heizwicklung über
zwei 47 Ohm Widerstände symetrisch auf GND- Potential bezogen, gleichgerichtet
und über zwei Längsregler stabilisiert. Für die Erzeugung
der hohen Anodenspannung werden zwei Trafowicklungen eingesetzt, die nach
der Gleichrichtung und Glättung über Ladekondensatoren von je
470µF hintereinander geschaltet werden. Die Spitzenspannung der Reihenschaltung
kann deutlich über 500V liegen. Elektrolytkondensatoren für Spannungen
über 500V sind sehr teuer und schwer zu beschaffen. Aus diesem Grund
wurde die Reihenschaltung von zwei Teilspannungen gewählt. Die Anoden-
Roh- Spannung wird anschließend für die beiden Stereokanäle
über zwei IGBT- Schaltungen sauber geglättet und auf ca.
425V stabilisiert. Bei Voll- Last wird eine Rest- Brummspannung von weniger
als 0,8Vss erreicht.
Röhrenendstufe links
(Klicken Sie bitte hier
um eine vergrößerte Version anzuzeigen)
Beim Design der Endstufe wurde weniger Wert auf eine hohe Leistungsausbeute gelegt, sondern darauf, dass mit hoher Nachbausicherheit eine möglichst hohe Audioqualität erreicht wird. Aus diesem Grund werden die Endröhren als Trioden geschaltet und als Gegentakt- A- Verstärker betrieben. Trioden haben einen näherungsweise quadratischen Kennlinienverlauf und erzeugen dadurch geradzahlige Oberwellen. Diese werden durch die Gegentakt- A- Schaltung weitgehend kompensiert. Mit Trioden- Gegentakt- A- Verstärken erreicht man auch ohne Gegenkopplung kleine Klirrfaktorwerte. Im A- Betrieb liegt der Arbeitspunkt in etwa in der Kennlinienmitte. Bei der Röhrenendstufe in diesem Audioprojekt wird der Arbeitspunkt über den Spannungsabfall am gemeinsamen Kathodenwiderstand von 235 Ohm (470 Ohm parallel 470 Ohm) erzeugt. Bei einem Anodenstrom von 2*65mA beträgt die Gittervorspannung 30,5V. Verwendet werden gepaarte Endröhren vom Typ: EL34. Sie weichen mit ihren Kennlinien voneinander nur geringfügig ab. Die geringen Restabweichungen können über die Trimmer P1 und P2 ausgeglichen werden. Mit diesen Trimmern wird der Anodenstrom für jede Endröhre auf 65mA eingesellt. Dazu misst man im ausgeschalteten Zustand die Widerstände der beiden Anodenwicklungen des Ausgangsübertragers. Durch Messen der Spannung zwischen einem Anodeanschluss und dem Mittelanschluss, ergibt sich nach der Gleichung: I = U / R der Anodenstrom. Weil sich P1 und P2 gegenseitig beeinflussen muss der Abgleich mehrfach wiederholt werden. Der gemeinsame Kathodenwiderstand dient nicht nur zu Erzeugung der negativen Gittervorspannung, sondern unterdrückt auch wirkungsvoll Gleichtaktsignale. Im Datenblatt der EL34 wird für die hier gewählte Gegentakt- Triodenschaltung ein Raa von 5 kOhm für die Primärwicklung des Ausgangsübertragers vorgegeben. Im dieser Schaltung wird der preisgünstige Ausgangsübertrager GA35 der Fa.Engel: www.hsgm.com/hsgm/drossel.htm verwendet. Dieser Übertrager hat einen Raa von 3,4 kOhm. Zur Raa Erhöhung sollte ein 8 Ohm- Lautsprecher mit dem 4 Ohm Anschluss des GA35 verbunden werden.
Jede Endröhre hat eine eigene parallel geschaltete Doppeltriode ECC82 als Treiber. Durch das Parallelschalten der Doppeltriode darf der gemeinsame Anodenwiderstand kleiner werden. Mit einem niederohmigeren Treiber wirkt man dem Millereffekt der Endröhren entgegen. Der Millereffekt entsteht durch parasitäre Kapazitäten zwischen Gitter und Anode und begrenzt die Leerlaufbandbreite. Auch die beiden Doppeltrioden haben einen gemeinsamen Kathodenwiderstand zur Gleichtaktunterdrückung.
In der oben gezeigten Röhrenendstufe
befindet sich keine Phasenumkehrstufe, die Endstufe wird mit zwei gegenphasigen
Signalen angesteuert. Diese Ansteuerungsart wurde gewählt um einen
möglicht hohen Störabstand beim Anschluss an die übrige
Audiotechnik zu erreichen.
Phasenumkehrstufe links
(Klicken Sie bitte hier
um eine vergrößerte Version anzuzeigen)
Die Phasenumkehrstufe ist mit LOW-NOISE- Operationsverstärker aufgebaut und wird später auf kurzem Weg mit dem AD- Wandler verbunden. Die Phasenumkehrstufe wird vom Systemnetzteil versorgt und stellt das Verbindungselement zur Röhrentechnik dar. Mit dem Trimmer P1 wird die Spannungssymetrie zwischen Phasenumkehrstufe und Gegentakt- Endröhren hergestellt. Am Eingang wird ein 1000Hz Signal angelegt und zu ca. 50% ausgesteuert. Mit dem Oszilloskop wird die Wechselstromkomponente am gemeinsamen Kathodenwiderstand der EL34 auf Minimum abgeglichen. Der Ausgangübertrager bleibt dabei sekundärseitig offen.
Endstufen- Messwerte:
Abschlusswiderstand = 8 Ohm
Ausgangsleistung = 15 Watt
Klirrfaktor = 0,2% (gemessen mit HAMEG HM 8027 / HM 8030s)
Frequenzgang = 20 Hz bis 210.000 Hz bei -3dB
Frequenzgang im Bereich 20 Hz bis 20.000
Hz
Frequenzspektrum bei Ue = 1000 Hz, die gradzahligen Oberwellen sind nicht
erkennbar. Die 3. Oberwelle ist ca. 60dB gedämpft dies entspricht einem
Klirrfaktor, K3 von 0,1%.
Diese Messungen wurden mit einem Notebook und der Software www.sumuller.de/audiotester
durchgeführt.(Störungen des Notebooks und Grenzen
der Soundkarte beeinflussen die Messergebnisse)
Aussteuerungsanzeige links und rechts
(Klicken Sie bitte hier
um eine vergrößerte Version anzuzeigen)
Die Stromlaufpläne für die Endstufe und die Phasenumkehrstufe waren für den linken Stereokanal dargestellt. Die gleichen Schaltungen gelten sinngemäß auch für den rechten Stereokanal. Zur Aussteuerungskontrolle der beiden Endstufen (links,rechts) ist eine Anzeigeröhre EM87 vorgesehen. Durch die Signal- Veroderung mit den beiden Dioden AA118 zeigt die EM87 immer den höchsten Spitzenwert aus den beiden Kanälen an. Mit P1 wird die EM87 auf Vollaussteuerung abgeglichen, wenn auch die linke Endstufe voll ausgesteuert ist (Nennleistung). Das gleiche gilt für P2 und den rechten Kanal.