ForWatt 500 - Bau eines Röhrenverstärkers mit 6x KT120

[Nick McNoise]

Ich habe durchaus noch eine Röhrenschaltung in petto!

Alles Andere hätte mich auch sehr verblüfft.

Stimmt ja, ich möchte nur dauernde Überlastung der KT120 verhindern (wenn das möglich ist). Das sind Sensibelchen. ...

Die sollen sich nicht so anstellen - Endstufenröhren sind doch angeblich Verschleissteile.
(Wäre es nicht praxistauglicher, die einfach so "herunterzuvolten",
dass ihnen kein Ungemach droht?)

... Versuch macht kluch!

Sowieso und immer.
Und Du hast ja noch einen anderen Amp (oder zwei oder sieben ...?),
den/die Du zwischenzeitlich spielen kannst.
Von daher ist Praxistauglichkeit in endlicher Zeit ja kein wirkliches Thema.

 

[Lyons]

Ich würde mir da auch keine Birne machen. Wenn Du hörtechnisch im sauberen Bereich bleibst, und es den Röhren dabei gut geht, ist doch alles gut, dann kannst Du nach den Ohren gehen. Es gibt viele Bassverstärker, die an 4 Ohmboxen u.U. In den Bereich kommen, wo es eng für sie wird und sie anfangen zu verzerren, und wieviele dicke Amps werden an zu schwachbrüstigen Boxen betrieben, wo man sich auch auf die Ohren verlässt. Wenn man dabei versagt, ist der Speaker zum Deufel. Interessanter wäre noch, den Fall mal mit einem guten Kompressor/Limiter davor zu hören und zu testen! Häng doch den mal hin, dreh auf, bis es knarzt, Signal auf dem Oszi, dann langsam immer mehr komprimieren bzw. den Limiter reindrehen. Wenn die Theorie stimmt, und der Limiter tut, was er soll, dann müsste das Knarzen verschwinden. Man kann ja auf dem Oszi auch sehen, was passiert. Da das komprimierte Signal je nach Timing weniger oder mehr Spitzen enthält, dafür aber mit make up gain lauter wird, ließe sich doch bestimmt feststellen, was wirklich in die Überlastung geht, und ob man durch Wegnahme des make up gain das Signal so begrenzen kann, dass der Sound sauber wird. Dann müsste man prinzipiell auch herausbekommen, ob es Transienten sind, die ihn in die Verzerrung treiben, oder eher zu lange währende hohe Leistungsabgaben. Das stelle ich mir sehr interessant und aufschlussreich vor. Son Gerät wie die Effectrode LA1A wäre dafür ideal, der kann stufenlos von Limiterverhalten auf Kompression wechseln und das Gain, Attack, Knie und die peak reduction separat regeln.
Um die Röhren brauchst Du Dich ja nicht sorgen, wenn die im grünen Bereich sind, solange der Sound sauber ist. Oder spielst Du normal immer so verzerrt, dass du den Übergang in den unsauberen Bereich, wo der Amp am Limit bist, nicht mehr wahrnehmen würdest? Dann wäre das in der Tat bisschen schwierig…

 

[beate]

Wäre es nicht praxistauglicher, die einfach so "herunterzuvolten",
dass ihnen kein Ungemach droht?

P=U²/R. Will heißen: viel Leistung, viele Volts.

 

[cfortner]

Ich denke, dass in einem normalen Setting keine Gefahr besteht, da ich immer clean spiele.

Die Anodenspannung beträgt auf 50mA gebiast ca. 825V, bei Vollast ca. 760V. Das ist alles ok, nur der Anodenstrom kommt dabei an die zugelassenen 250mA, einzelne liegen darüber (allerdings bei einem Sinussignal).

Aber mal testen, ob man das (abschaltbar) hinbekommt.

 

[Nick McNoise]

P=U²/R. Will heißen: viel Leistung, viele Volts.

Ich schrieb ja extra weiter vorn, dass ich keine Ahnung habe

 

[E-A-D-G]

Ich denke, dass in einem normalen Setting keine Gefahr besteht, da ich immer clean spiele.

Die Anodenspannung beträgt auf 50mA gebiast ca. 825V, bei Vollast ca. 760V. Das ist alles ok, nur der Anodenstrom kommt dabei an die zugelassenen 250mA, einzelne liegen darüber (allerdings bei einem Sinussignal).

Aber mal testen, ob man das (abschaltbar) hinbekommt.

Ich denke, ich mach dir mal ein Sample das für Aufschluss sorgt wie viel Anodenstrom wirklich fließt wenn der Verstärker mit dem Instrument Bass gespielt "hörbar" deutlich seine Grenze erreicht hat!

 

[Nick McNoise]

Ihr schreibt hier manchmal so Sachen, die mir Angst machen ...

 

[E-A-D-G]

Ihr schreibt hier manchmal so Sachen, die mir Angst machen ...

Gemeint ist es umgekehrt, für Entwarnung sorgen wo im Internet(-Wissen) für gewöhnlich sofort Katastrophenalarm ausgelöst wird!

 

[Nick McNoise]

Ihr macht das schon alles richtig.
Ich bin mir ganz sicher, dass es an mir liegt,
dass mir das lockere Jonglieren mit 4xy-8yz Volt Angst macht.

Hätte halt beizeiten lernen sollen, wie Röhrenverstärker funktionieren,
wie die zu warten, reparieren und modifizieren sind.

 

[beate]

Ihr macht das schon alles richtig.
Ich bin mir ganz sicher, dass es an mir liegt,
dass mir das lockere Jonglieren mit 4xy-8yz Volt Angst macht

ist ja auch ne sehr gesunde Einstellung.

Hätte halt beizeiten lernen sollen, wie Röhrenverstärker funktionieren,
wie die zu warten, reparieren und modifizieren sind.

und selbst dann ist eine gehörige Portion Respekt vor der höhe der Spannungen potentiell lebensrettend

 

[E-A-D-G]

Ehrlicher 300 Watt 4 Ohm Röhrenverstärker.
Scheitelwert/(Peak) der RMS Ausgangsspannung an 4 Ohm bei 300 Watt mit Sinus: 49V

Der Mittelwert der Scheitelspannung des Signals "gelb" im Bild unten liegt bei ungefähr ~45V, der Verstärker spielt bereits deutlich offensichtlich knapp an seiner Leistungsgrenze!
Sollten nach "Theorie" bzw. profaner Milchmädchenrechnung dann also ungefähr 250 Watt RMS sein die der Verstärker mit diesem Signal abgibt.

Der RMS sagt hier allerdings etwas ganz anderes aus, nämlich nur 14,8V rms bzw. Effektivwert, trotz nahezu gleich hoher Scheitelspannung wie bei einem vergleichbar "Peak" starken Sinus!

Mit 14,8V rms sind's an 4 Ohm nur ~55 Watt rms Ausgangsleistung die der Verstärker abgibt, und das obwohl der "ehrliche" Verstärker rein Headroom mäßig betrachtet bereits knapp an seiner Sinus Leistungsgrenze 300 Watt rms spielt!

Der rms Ausgangsstrom beträgt hier an 4 Ohm 3,7A anstatt 8A wie bei einem vergleichbar pegelstarken Sinus!
Boxenimpedanzen sind frequenzabhängig, und alles andere als gleichmäßig 4 Ohm über den kompletten Frequenzgang verteilt.
Im Bild unten "blau" beträgt der rms Strom der durch die 4 Ohm Box läuft gerade mal nur 3A, und damit deutlich weniger rms Strom als die "theoretischen" 4 Ohm Lastimpedanz prognostizieren.

Ironischerweise gibt der ehrliche 300 Watt rms Röhrenverstärker an der angeschlossenen 4 Ohm Box und an seiner "Headroomgrenze" spielend anstatt eh schon geringen 55 Watt rms dann tatsächlich nur ~44 Watt rms ab!
Wie war gleich nochmal die Frage mit den KT120 als Sensibelchen hinsichtlich ihres Anodenstroms?

 

[E-A-D-G]

und selbst dann ist eine gehörige Portion Respekt vor der höhe der Spannungen potentiell lebensrettend

Einen angemessenen Respekt vor hohen Spannungen habe ich mir über die langen Jahre hinweg bewahrt, auch wenn die Niederspannungsrichtlinie bis 1kV geht!

 

[E-A-D-G]

Die "nackte" Grafik oben für sich alleine betrachtet ist vielleicht etwas zu "abstrakt" um sich darunter etwas sinnvoll greifbares vorstellen zu können
Wenn ein 320 Watt Röhrenverstärker so einigermaßen (annähernd) seine volle Ausgangsleistung abgibt, wie klingt's?

Zwei Sounds zur Auswahl:

Sound #1

Sound #2

Welches Soundfile von beiden man näher analysiert das ist vom Endergebnis her ziemlich egal.

Man hört es deutlich, beide Sounds weisen bereits sehr deutliche Zerrartefakte auf, wie bei einer satt übersteuerten (Röhren-)Endstufe.


Für Sound #1 sieht das Ausgangssignal über die 10s betrachtet so aus:

28,5V an 4 Ohm wären 203 Watt Ausgangsleistung "Average RMS".
Das ist allerdings nur die halbe Wahrheit, es ist zwar eine 810er Box an welcher der Amp spielt, aber der Strom der durch die 810er 4 Ohm Box fließt:

beträgt 5,3A und damit die Ausgangsleistung die der "ehrliche" 320 Watt rms Verstärker mit dem hier bereits deutlich hörbar "übersteuerten" Bass-Signal abgibt gerade mal 151 Watt rms.


Pickt man sich das geslappte G heraus, bei ungefähr Zeitstempel 2s

39,2V und damit wären es 384 Watt rms an 4 Ohm. Weil die 810er 4 Ohm Box aber nicht so ganz 4 Ohm ist, es fließen

7A und damit 274 Watt rms Ausgangsleistung die der 320 Watt rms Röhrenamp für das ca. 250ms lange geslappte G abgibt.

Und damit wird's bereits interessant, der Amp kann zwar 320 Watt rms unverzerrten Sinus an 4 Ohm abgeben, bei knapp 9A Ausgangsstrom, mit dem realen Signal schafft er es aber bei weitem nicht.

Anodenstrom pro 6550 Röhre Bank A und Bank B

193mA pro Röhre Bank A und 125mA pro Röhre Bank B. Bei unverzerrtem Sinus 320 Watt wären es ungefähr 190mA Anodenstrom die fließen würden.
Die Anodenströme laufen stark auseinander. Das liegt ganz einfach am Spieler der das Sample eingespielt hat weil er mit seiner Anschlagtechnik ein stark asymmetrisches Signal erzeugt!


Pickt man sich aus dem verzerrten Ton den "schnellen" Impuls des Anschlags heraus, bzw. die erste Signalperiode des geslappten G

47,4V bei 9,1A Ausgangsstrom, und damit satte 431 Watt rms. Der Strom hält sich dennoch "in Grenzen", erreicht kaum mehr als der Verstärker eh schon abgibt mit Sinus bei 320 Watt rms an 4 Ohm

Verteilung Anodenstrom pro Röhre Bank A und Bank B für den "Initial impulse" des geslappten G

158mA pro Röhre Bank A und 238mA pro Röhre Bank B.
Bank B scheint strommäßig "überlastet, zumindest was impulsartige Transienten anbelangt, so für ein bis zwei Signalperioden, dahinter ist dagegen alles wieder im grünen Bereich (siehe oben).

Zudem, es ist soundmäßig betrachtet bereits ein Extrembeispiel, sehr deutlich hörbare Zerrung, weil satt übersteuerte Röhrenendstufe!
Es ist aber geeignet gut darzustellen wie viel Leistung denn wirklich am Wandern ist wenn der Verstärker ganz offensichtlich bereits stark hörbar verzerrt.
Und das gilt in dem Moment für die Ströme die durch die Röhren fließen in exakt gleicher Weise.
Zudem, es veranschaulicht recht gut dass es "im Praxisalltag" überhaupt nicht möglich ist auch nur annähernd an die unverzerrte Sinus Ausgangsleistung xxx Watt rms eines Verstärkers heranzukommen!

 

[E-A-D-G]

Nachtrag.
Der ein oder andere mag sich vielleicht fragen, was soll der ganze unverständliche technische "Kauderwelsch" den der E-A-D-G da wieder mal losgelassen hat? Und demzufolge die berechtigte Frage, gibt's da auch einfache Worte für damit auch der Laie, der "Mainstream" sich etwas drunter vorstellen kann? Nö, noch einfachere Worte gibt's da leider keine dazu. Einfach schon deswegen weil zu viele Experten (oder zumindest solche die sich selbst dafür halten) die ganze Thematik ja schon von Grund auf völlig falsch angehen oder zumindest unzureichend verstehen.

Was kann man mitnehmen ohne den ganzen technisch wissenschaftlichen Hintergrund dazu nachvollziehen zu müssen?
Auf jeden Fall den "Sound" und die dazu genannten Zahlen. Und mehr braucht man zu der ganzen Thematik eigentlich gar nicht zu verstehen!
Den Sound kann man sich anhören, und die dazugehörigen Leistungen und Ströme usw. sind oben ja in Zahlen genannt, eben damit man sich etwas "greifbares" drunter vorstellen kann.
Das große Problem dabei ist halt, es widerspricht zu 100% der eher "klassischen" Diskussion die man für gewöhnlich zu der ganzen Thematik zumeist so vorfindet. Aber da kann ja ich nichts dafür!

 

[E-A-D-G]

Vorsichtige Frage, was ist denn aus dem angedachten Limiter geworden?

 

[TheBass]

@cfortner Gibt's ein paar Erfahrungsberichte aus der Praxis wie sich das Monster live und bei der Probe bewährt?

 

[cfortner]

Imn letzter Zeit bin ich zu nichts gekommen. Habe jetzt eine Shell, die ich aber noch anpassen muss, ausserdem ein paar Kleinigkeiten in der Schaltung (Presence funktioniert nicht so wie gehofft, Limiter, eine Röhre tauschen und neu einmessen).

Ich hoffe, dass ich in den Ferien dazu komme.

 

[userunknown]

Die "nackte" Grafik oben für sich alleine betrachtet ist vielleicht etwas zu "abstrakt" um sich darunter etwas sinnvoll greifbares vorstellen zu können
Wenn ein 320 Watt Röhrenverstärker so einigermaßen (annähernd) seine volle Ausgangsleistung abgibt, wie klingt's?

Sehr interessant und erleuchtend.
Könntest Du ein paar Worte zur Simulation verlieren? Vor allem, über die Stromquelle und den Lautsprecher. Bei dem Letzteren stelle ich mir das so vor, dass Du die Aiken'sche Schaltung genommen und so angepasst hattest, dass sie ungefähr dem Impedanzverlauf einer 8x10 entspricht, aber die Stromquelle? Die Sourceimpedanz des Trafos errechnet und den Rest des Netzteils in LTspice "nachgebaut"? Und dann die Klangbeispiele der Simulation gefüttert?
Danke Dir vielmals im Voraus.

 

[E-A-D-G]

Könntest Du ein paar Worte zur Simulation verlieren? Vor allem, über die Stromquelle und den Lautsprecher. Bei dem Letzteren stelle ich mir das so vor, dass Du die Aiken'sche Schaltung genommen und so angepasst hattest, dass sie ungefähr dem Impedanzverlauf einer 8x10 entspricht,

Ob das jetzt "Aiken'sche Schaltung" ist die ich dazu verwendet habe kann ich ehrlich gesagt gar nicht sagen.
Ich habe das Online mittels Eingabe der TS Parameter für den Eminence B810 ausrechnen lassen, und habe die resultierende Schaltung entsprechend auf 4 Ohm angepasst bzw. umgewandelt.
Etwas Korrekturen waren noch erforderlich um den resultierenden Impedanzverlauf so hinzubekommen dass es dem B810 im geschlossenen Gehäuse entspricht.
Daneben habe ich auch Schaltungen die meine 212er mit Beyma 12LW30/N simulieren, und des weiteren dann noch Faital 12PR300 und 12PR320.

aber die Stromquelle?

Es ist eine LT-Spice Simulation des SVT mit 6x6550 Röhren, beginnend mit der Röhren Bufferstufe 6C4 im Preamp, dahinter Röhren Eingangsstufe (Pwr Amp In) mit Gegenkopplung, gefolgt von Röhren Kathodyn Phasenumkehr mit einstellbarer Signalsymmetrie (so wie im Original auch)
Die Versorgungsspannungen für die Röhren incl Schirmgitterspannung sind allesamt lastabhängig (mit anhängiger Welligkeit) implementiert, und entsprechen den Sekundärspannungen des SVT Netztrafo für Leerlauf und volle Leistung die man dazu findet.
Für die Treiberstufe mit 12BH7 incl. Bufferstufe habe ich zwar Vereinfachungen vorgenommen, allerdings versehen mit lastabhängigen Biaskreis. Soll heißen, wie in der Realität auch "reagiert" der Biaskreis auf hohe Aussteuerung bzw. Ausgangsleistung.
Die Hauptinduktivität des Übertragers ist so gewählt, dass sich sehr ähnliche Artefakte in den tieferen Frequenzen <=100Hz bei gleichzeitig hoher Ausgangsleistung einstellen so wie es im Original auch der Fall ist.

So im Groben die Beschreibung wie die 6x6550 "Stromquelle" aufgebaut ist die sich dahinter verbirgt.

edit:
interessant sind so Geschichten wenn man den Biasstrom deutlich erhöht und die die Gegenkopplung verringert, oder komplett weglässt.
Der Simulationsverstärker ändert derart stark seinen Klang als hätte man es mit einem komplett anderen Verstärker mit anderen Röhren drin zu tun.
An einem reinen Wirkwiderstand 4 Ohm merkt man eigentlich gar nicht viel an Unterschied, außer einem "messbar" unterschiedlichen THD bei 300 Watt, und etwas Unterschied im resultierenden FFT Frequenzspektrum. Rein klanglich gesehen hört man davon allerdings so gut wie nichts, sofern man solche Sound Samples an 4 Ohm Wirkwiderstand erstellt.
Dagegen mit angeschlossener Impedanz, das ist dann plötzlich eine völlig andere Welt die sich als klanglicher Unterschied auftut.
Man könnte geneigt sein zu behaupten, da müssen doch wohl komplett andere Röhren drin sitzen?

Interessant auch, mir ist vor langer Zeit mal eine der sechs Endröhren ausgefallen ohne dass ich es gemerkt hätte. Mit so einem "Modellverstärker" kann man tatsächlich sehr authentisch nachsimulieren warum dem damals so war. Rein "meßtechnisch" gesehen nehmen THD und Signal Unsymmetrie zu, das Frequenzspektrum enthält deutlich Anteile k2, die Ausgangsleistung wird nicht mehr voll erreicht.
Erstellt man Samples dazu mit angeschlossener Impedanz und vergleicht mit dem Sample das mit "funktionierendem" Verstärker erstellt wurde, man tut sich schon fast etwas schwer damit im direkten Vergleich das "Manko" herauszuhören.
Schaut man sich rein nur die resultierenden unterschiedlichen Meßergebnisse an, dann "hört" das Auge in dem Moment deutlich mehr an klanglichen Unterschied als die Ohren überhaupt in der Lage sind an Unterschied zu hören!

 

[userunknown]

Es ist eine LT-Spice Simulation des SVT mit 6x6550 Röhren, beginnend mit der Röhren Bufferstufe 6C4 im Preamp, dahinter Röhren Eingangsstufe (Pwr Amp In) mit Gegenkopplung, gefolgt von Röhren Kathodyn Phasenumkehr mit einstellbarer Signalsymmetrie (so wie im Original auch)

Sehr interessant und so ausführlich! Vielen Dank allein für die Mühe alles aufzuschreiben! Du hast Dich aber ordentlich damit beschäftigt.
Eine Frage aus Neugier (bitte nicht schlagen, wenn ins Klo gegriffen): wenn eine Endröhre auf der „anderen“ Seite (für die andere „Halbwelle“) ausgefallen wäre, hätte auch der Anteil an k2 zugenommen oder würde was anderes geschehen?