ForWatt 500 - Bau eines Röhrenverstärkers mit 6x KT120

Bei dem Trümmer an Trafo dürften die Gesamtverluste bei dessen Belastung mit Nennleistung kaum mehr als 3% betragen.
Wenn innerhalb der 3% an Verlusten etwas Imbalance zwischen Takt A und Takt B auftreten sollte, man wird's kaum merken können.
Zudem ist die Hauptinduktivität ja sehr groß gegenüber dem Ohmschen (Verlust-)Widerstand der beiden Wicklungen.

Warum sollte ausgerechnet der Trafo auf dem letzten Quäntchen an Leistungssteigerung von gerade mal mickrigen +1dB plötzlich beginnen aus dem Ruder laufen?
Zumal man Trafos leistungsmäßig ja auch problemlos "übertakten" kann hinsichtlich ihrer übertragbaren (Nenn-)Leistung.
 
Als Abschluss habe ich bei KA ein günstiges, dem Thema Röhrenamps angemessenes Klirrfaktor-Messgerät gekauft, ein Heathkit aus den 60ern:

1711817368808.png

Das ist natürlich nicht im Bereich 0.001% unterwegs, sehr wohl aber 0,1-100%. Das reicht mir vollkommen, mir geht es um den Klirrfaktor im Grenzbereich, da sprechen wir von 1-10%.

Und das Gerät ist eine Vollröhre!

Damit kann ich die Verzerrungen und auch THD-N genauer bestimmen, vor allem für Vergleiche.

Ev. muss ich einen Präzisions-Spannungsteiler vorschalten, da das Gerät maximal 30V mag, und wir reden ja von über 45V. Also 1:3 oder 1:10 mit 0.1%-Widerständen.
 
Nee, sorry, habe ich vergessen.

Die Röhren verhalten sich in anderen Steckplätzen etwas anders, aber nicht wesentlich. Ihr Stromverhalten über die Aussteuerung bleibt ziemlich gleich.

Was immer bleibt, ist die Tatsache, dass ab gut 400W die Summe der Ströme einer Seite ansteigen. Habe schon die Trafoanschlüsse getauscht (die Inputs von CF natürlich auch), bleibt so.

Ob das die Imbalance des LTPI ist oder etwas anderes, weiss ich nicht, das Ausgangssignal bleibt durch die Gegenkopplung ok bis 500W.

Edit: Zweiten Satz geändert, die Aussage war falsch
 
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Werde mal versuchen,

- die Gitterspannungen zu messen (unter Volllast tricky)

- die Übergangs-Widerstände Kathode/Masse zu messen (Milliohmmeter ist unterwegs), davon hängt ja die Messung ab

- den Gesamtstrom am primären Mittelabgriff zu messen (über 1 Ohm-Widerstand), müsste die Summe der Einzelströme sein

Kann ja auch ein Messfehler sein. Einen Spannungsabfall über die 35cm Verdrahtung der Anodenspannung halte ich für unwahrscheinlich, 1,0 mm2 und 0,7A…
 
Habe gerade die alten Messfotos angesehen. Nach dem Tausch der Anodenleitungen am Ausgangstrafo wandert die Seite mit den höheren Strömen auf die andere Seite.

Muss aber erst mal verifizieren, ob die Strommessungen stimmen.
 
cfortner schrieb:
Die Röhren verhalten sich in anderen Steckplätzen etwas anders, aber nicht wesentlich. Ihr Stromverhalten über die Aussteuerung bleibt ziemlich gleich.
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m.a.W.: der Biasstrom wandert mit der Röhre mit ? Dann wären es Fertigungstoleranzen der Röhren. Falls der Biasstrom jedoch an die Position gebunden ist, dann liegt's an Bauteiletoleranzen im Rest der Schaltung. Dagegen kann man evtl. was tun.
 
Bei gleich eingestelltem BIAS von 50mA bleibt der Kathodenstrom bei maximaler Aussteuerung in etwa gleich in anderen Steckplätzen. D. h. dass eine Röhre, die ca. 195mA bei Vollaussteuerung zeigt genau wie eine Röhre, die 250mA bei Vollaussteuerung zeigt, in anderen Steckplätzen bei sehr ähnlichen Strömen landen.

Dass nach dem Swap der Anodenanschlüsse des AT die Ströme mitswappen deutet m. E. auf einen Einfluss des AT hin. Dessen Gleichstromwiderstände und wohl auch Induktivitäten auf der Primärseite sind ja auf beiden Seiten nicht gleich gross, was eine Stromverschiebung erklären könnte.

Hauptsache, die Gegenkopplung gleicht das soweit wieder so aus, dass es ein sauberes Sinussignal gibt und das ist hier der Fall. Es kann natürlich auch sein, dass die Verschiebung ein Resultat der Gegenkopplung ist, die versucht, das Signal symmetrisch zu halten.

Werde also noch einmal die Gegegnkopplung abklemmen und messen. Schwingen tut nix.
 
Zuletzt bearbeitet:
Die Messpunkte über die 1 Ohm 1% Widerstände in den sechs Kathodenleitungen nach Masse habe ich mit dem Fluke nachgemessen, die differieren um 0,02 bis 0,03 Ohm, es sind also keine Fehlmessungen.

Der Strom über einen 1 Ohm Widerstand zwischen Netzteilspannung und Mittelabgriff AT primär entspricht ziemlich genau den Summen der Einzelströme.

Eine Ausgangsspannung von 10V an 4 Ohm mit Gegenkopplung steigt auf 46 V ohne GK = 13,6dB.

Ohne Gegenkopplung starke Übernahmeverzerrungen bei 500W:

IMG_8084.jpeg


Aber bessere Verteilung der Ströme:

IMG_8086.jpeg


KT120 Nr. 5 scheint etwas weak zu sein, habe ich gegen eine bessere ausgetauscht.

Hier die Ströme bei 20V an 4 Ohm = 100W

IMG_8087.jpeg


400W

IMG_8088.jpeg


500W

IMG_8089.jpeg


Bis ca. 400W einigermassen gleichmässig, darüber zieht die Gegenkopplung auf eine Seite.

Das finde ich aber nicht so ausgeprägt, als dass ich noch etwas machen müsste, in diesen Leistungsbereichen spielt sich ja nicht so viel ab.

Edit: Wieder nach switchen der Anodenleitungen des AT Verschiebung der Ströme auf die andere Seite wie vorher. Da scheinen die Limitationen im Zusammenhang mit dem Ausgangstrafo zu greifen.
 
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cfortner schrieb:
Eine Ausgangsspannung von 10V an 4 Ohm mit Gegenkopplung steigt auf 46 V ohne GK = 13,6dB.
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Gegenkopplung satt! Das hätte ich in der Größenordnung ehrlich gesagt nicht erwartet.
Im 6x6550 Modell komme ich auf 8,7dB und das ist schon recht starke Gegenkopplung.

cfortner schrieb:
Ohne Gegenkopplung starke Übernahmeverzerrungen bei 500W:
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Insgesamt sieht das Bild dennoch sehr symmetrisch aus, und würde an der Stelle nicht vermuten lassen dass mit Übertrager etwas nicht in Ordnung sein sollte wenn der 500 Watt überträgt.

Die Übernahmeverzerrungen beruhen zu einem großen Anteil auf das Einknicken der Schirmgitterspannung bei voller/hoher Belastung der Versorgung.
So ab ca. 1/4 Ausgangsleistung macht sich der ganze Effekt zunehmend bemerkbar, und je nach Stärke der Gegenkopplung dann mehr oder weniger stark ausgeprägt.
Ich kann mich noch gut erinnern dass ein DR103 und 100er Marshall damals auch kein sonderlich anderes Bild abgegeben haben bei voller Ausgangsleistung, allerdings mit(!) ihrer Gegenkopplung!
Bei solchen Verstärkern wird dann zumindest (ansatzweise) nachvollziehbar warum in der Praxis (häufig) einer erhöhten Biasstrom-Einstellung ein etwas verändertes Klangverhalten nachgesagt wird.

cfortner schrieb:
Bis ca. 400W einigermassen gleichmässig, darüber zieht die Gegenkopplung auf eine Seite.
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Das ist schon etwas seltsam warum die Gegenkopplung ab 400 Watt aufwärts der Meinung ist sie müsse ein in sich symmetrisches Gesamtbild dann plötzlich asymmetrisch verbiegen?
Wobei man es ja auch auf den Bildern sehen kann dass die Endstufe mit(!) angeschlossener Gegenkopplung etwas asymmetrisch in die Begrenzung geht.

Hören wird man das definitiv nicht. Man hört ja schon kaum heraus wenn eine Röhre komplett ausfällt, so wie mir das mal vor sehr langer Zeit mal passiert ist!

cfortner schrieb:
Edit: Wieder nach switchen der Anodenleitungen des AT Verschiebung der Ströme auf die andere Seite wie vorher. Da scheinen die Limitationen im Zusammenhang mit dem Ausgangstrafo zu greifen.
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Wenn der Übertrager ohne Gegenkopplung symmetrisch in die Begrenzung geht, dann darf sich mit angeschlossener Gegenkopplung daran nichts ändern. Ansonsten ist mit der Gegenkopplung irgendwo etwas faul. Die Spannungspegel die bei 500 Watt am wandern sind und über die Gegenkopplung auf die Eingangsstufe zurück geführt werden, die sind nicht ganz ohne, eventuell Headroom irgendwo etwas zu nahe am Limit?
Vielleicht schafft es ja Abhilfe die Stärke der Gegenkopplung etwas zu verringern?
Weil dann würde die Endstufe an ihrem Eingang etwas weniger Signalpegel benötigen um auf volle Ausgangsleistung zu kommen.
 
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E-A-D-G schrieb:
Das ist schon etwas seltsam warum die Gegenkopplung ab 400 Watt aufwärts der Meinung ist sie müsse ein in sich symmetrisches Gesamtbild dann plötzlich asymmetrisch verbiegen?
Wobei man es ja auch auf den Bildern sehen kann dass die Endstufe mit(!) angeschlossener Gegenkopplung etwas asymmetrisch in die Begrenzung geht.
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Ja, aber ohne Gegenkopplung hat sie bei dieser Aussteuerung krasse Übernahmeverzerrungen. Insgesamt wesentlich bessere Symmetrie als ohne GK.

GK verringern brachte nur Verchlechterungen.
 
Verschlechterungen bezogen worauf?
Wenn die Endstufe ohne Gegenkopplung und bei Vollaussteuerung symmetrisch läuft, mit Gegenkopplung dagegen nicht, auf dem letzten Drücker an Leistungszuwachs regelrechten "Unsinn" verzapft, dann muß der Hund doch irgendwo begraben liegen?

Ich könnte mir z.B. vorstellen dass der Differenzverstärker an seinen beiden Eingängen pegelmäßig etwas zu sehr am Limit läuft, eben wegen der starken Gegenkopplung.

Dass diese "Übernahmeverzerrungen" mit etwas weniger Gegenkopplung so ab ca. 1/4 Ausgangsleistung (1/2 Spannungshub)aufwärts dann etwas deutlicher sichtbar werden, das ist ganz normal.
Wenn man denn möchte, am leichtesten würde sich solches "Dilemma" vermeiden lassen wenn die Schirmgitterspannung aus einer separaten Versorgung heraus gespeist würde, egal ob separate Sekundärwicklung oder separater Trafo.
 
Ohne GK kommen ab ca. 400W starke Übernahmeverzerrungen schon vor der Begrenzung dazu, die Stromverteilung der beiden Anodenzweige des AT bleibt in etwa symmetrisch. Das Signal ist aber sichtbar verzerrt.

Mit Gegenkopplung sind bis ca. 500W keine Übernahmeverzerrungen zu sehen, aber die Balance der Anodenströme über die Anodenzweige verschiebt sich. Das Signal sieht dabei sehr gut aus.

Das werde ich auch mal in Klirrfaktor messen, wenn das Gerät da ist.
 
cfortner schrieb:
Ohne GK kommen ab ca. 400W starke Übernahmeverzerrungen schon vor der Begrenzung dazu, die Stromverteilung der beiden Anodenzweige des AT bleibt in etwa symmetrisch. Das Signal ist aber sichtbar verzerrt.
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So wie du das Verhalten ohne Gegenkopplung beschreibst, es spricht schonmal dafür dass (mehr als) ausreichend Biasstrom durch die Röhren fließt.
Um es genauer bewerten zu können, dazu bräuchte man Bilder bzw. das Übergangsverhalten beginnend bei ca. 125 Watt (1/2 Spannungshub) und dann aufwärts bis 500 Watt.

cfortner schrieb:
Mit Gegenkopplung sind bis ca. 500W keine Übernahmeverzerrungen zu sehen, aber die Balance der Anodenströme über die Anodenzweige verschiebt sich. Das Signal sieht dabei sehr gut aus.
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Wenn du die Stärke der Gegenkopplung um ca. 3-4dB verringerst, ich denke nicht dass die "Signalqualität" hinsichtlich entstehender Übernahmeverzerrungen zu deutlich drunter leidet. Falls man da dann überhaupt viel Unterschied sieht?
cfortner schrieb:
Das werde ich auch mal in Klirrfaktor messen, wenn das Gerät da ist.
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und warum den THD nicht mit dem FFT deines Oszi messen?
Man muß dabei halt etwas abwägen können bis zu welcher Pegelstärke die entstehenden Harmonics einen nennenswerten Beitrag zum THD leisten.
Die Klirrfaktormessung gibt dir keine Auskunft über den Beitrag von k2 (Asymmetrie) zum THD, der FFT dagegen schon.
Oder alternativ Recording File (wav Format) mit Speaker Level DI erstellen und dann FFT mittels (LT-)Spice?
 
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cfortner schrieb:
Kann ja beide Messungen machen, die FFT vom Oszi hat keine Harmonics-Funktion, da muss ich alles selber messen und ausrechnen…
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Die Harmonics sind zueinander kohärent, dB Pegelrechner zur Addition kohärenter Signalquellen gibt's online bei Sengpielaudio.
Berechnung zur Klirrdämpfung in dB und THD in % ebenfalls online bei Sengpielaudio.
 
Heute habe ich mein günstigen THD-N-Messgerät aus den 60ern bekommen, frisch geserviced und abgeglichen:

IMG_8100.jpeg

Funktioniert einwandfrei, mit einem 1000Hz-Sinus aus meinem Rigol Generator misst er ca. 0,05% Klirrfaktor+Noise, das ist an der Messgrenze des Gerätes.

Der Abgleich ist ziemlich einfach, nachdem ich mir ein Video reingezogen habe. Allerdings kann der Eingang maximal nur 30V RMS ab. Da muss ich noch einen Schalter 3,3333:1 mit parallel geschalteten genauen Widerständen einbauen, damit ich max. 100V messen kann.

Bin gespannt, wieviel Prozent Verzerrung meine Messmethode in etwa entspricht, ich schätze 3-5%.

Jetzt ziehe ich mir ein Video zum HP 339A rein, den habe ich noch nicht verstanden. Soll ja einfacher sein und kann 100V RMS ab.
 
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