Radio-Bastler-Forum (RBF)

Normale Version: Röhrenverstärker für IPod mit PCL81
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Hi Leute. Mit der Röhrentechnik habe ich nicht viel am Hut, im Studium (Jahrgang 2001) haben wir mit Röhren nie gearbeitet. Deshalb auch meine dummen Fragen. 

Als Erstlingswerk wollte ich einen kleinen Röhrenverstärker für einen IPod aufbauen. Im Netz fand ich eine kleine Schaltung. Die Röhren habe ich schon, ein Labornetzteil bis 84V/3A auch, aber leider auch ein paar Fragen.

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Der 1-kOhm an G1 dient laut Datenblatt zur Beseitigung der Schwingungsneigung. Ein Kathodenwiderstand wurde nicht verwendet. Ist der Grund eine gemeinsame Kathode der Röhre? Die beiden 1N4148 sorgen für -1.4 V, ist das nicht etwas zu wenig? Ich hätte -5V bis -6V gewählt. Ein Gitterableitwiderstand von 1-10MOhm an G1 der Triode ist nicht nötig? Ich würde auch noch ein Trenn oder Koppelkondensator hinter das Poti legen. So kommt doch Gleichstrom ans Gitter.

LG Johanna.
Hm, darf ich ohne Expertenwissen mitraten?
- Beim Thema Kathodenwiderstand schätze ich, Du vermutest richtig.
- Koppelkondensator hätte ich rein nach Gefühl auch verwendet! Wenn Deine Signalquelle reine Wechselspannung liefert gehts aber auch so.
- Die Gittervorspannung wird passen - Dein Gefühl wäre gut bei "normaler" Anodenspannung. Bei 65V ziehst Du die Röhre mit -5V wahrscheinlich zu. Wahrscheinlich, weil ich auf die schnelle keine Kennlinien finde.
Ein bisschen schlauer wirst Du hier.
Hallo Johanna,

die Schaltung stammt vermutlich von Burkhardt Kainka.

Er hat mit verschiedenen Röhren Verstärkerschaltungen für verhältnismäßig niedrige Spannungen entworfen, mit diesen Schaltungsideen habe ich vor rund 15 Jahren meine ersten Gehversuche mit der Röhrentechnik gemacht.

Ich würde wie Du bereits erwähnt hast in dieser Schaltung einen Koppelkondensator vorsehen, allerdings schon vor dem Poti.
Gleichstrombelastete Potis können nämlich zu Kratzgeräuschen führen.

Den 24V-Trafo hat der Entwickler wahrscheinlich deshalb vorgesehen, da sich mit 24V zwei PCL81 in Serienschaltung heizen lassen.


Grüße

Martin
Hallo,

@ Martin: Die PCL hat nur einen Heizkreis mit 12,6 V, wieso dann "Serienschaltung" ?
Wie erwähnt, ist ein Koppelkondensator nur nötig, wenn aus der Vorstufe Gleichspannung mit beaufschlagt ist. Hier eigentlich unnötig, schaden tut er aber auch nicht.
Die PCL81 hat eine gemeinsame Kathode, deshalb der fehlende Kathodenwiderstand.
Bedenklich wenn auch unkritisch erscheint mir der Ausgangstrafo mit einer Übersetzung von grob 20:1. Das erscheint mir etwas wenig, wenngleich man die Fehlanpassung nicht hören wird.
Mit 65 V Anodenspannung wird die Ausgangsleistung sehr mager ausfallen.

Gruß, Dieter
Hallo Dieter,
die Reihenschaltung der Heizkreise von zwei PCL81 wurde deswegen genannt, da sicherlich für den iPod ein Stereoverstärker vorgesehen wurde und da hat man eben 2 Kanäle mit jeweils einer PCL81.
Deine Annahme mit der Übersetzung von 20:1 stimmt nicht. Du bist vom reinen Spannungs- Übersetzungsverhältnis 230V:6V=40-fach ausgegangen. Das Ü eines Ausgangsübertragers ist aber ein Widerstandsübersetzungsverhältnis. Da dabei die Spannung qudratisch eingesetzt wird, ergibt sich für diesen AÜ ein Widerstandsübertragungsverhältnis von 1600- fach. Wird da ein 4Ohm- Lautsprecher angeschlossen, "sieht" die Pentode einen Lastwiderstand von ca. 6,4KOhm. Bei welcher Frequenz diese Rechnung aber stimmt, ist bei einem "vergewaltigten" Netztrafo nicht klar, da man die Primärinduktivität nicht kennt. Das müßte man experimentell ermitteln.
Ich frage micht, was diese Schaltung soll. Warum die blödsinnige Spannung von 65 Volt? Viel zu wenig für einen brauchbaren Röhrenbetrieb, aber schon deutlich mehr als Schutzkleinspannung, also schon potentiell gefährlich. Mit dieser Schaltung wirst du eine winzige Ausgangsleistung bei mieser Klangqualität (Netztrafo als Ausgangsübertrager!) erzielen.
Bau dir eine normale kleine Nf-Stufe mit besser geeigneter Röhre, richtigem Netztrafo und richtigem Ausgangsübertrager. Wenn's preiswert sein soll, liefert dir jedes kleine schrottreife Röhrenradio die Teile hierzu.

Gruß
Stefan
Hallo zusammen,

ich habe die Schaltung oben, mit kleinen Variationen, jetzt mal auf einem Steckbrett nachgebaut. Allerdings mit einer ECL81 und richtigen NF-Trafo.
So schlecht funktioniert das bei niedrigen Anodenspannung gar nicht. Gute Zimmerlautstärke habe ich schon bei 40V, bei 65V ist die Lautstärke in einem 40 Quadratmeter-Lesezimmer schon unerträglich laut. Ich habe selbst schon die ECL81 bei Anodenspannungen um die 100V in verschiedenen Projekten eingesetzt. Für normalen Radiobetrieb ist das mehr als man jemals benötigt. Also mit einer ECL81 und dann wahrscheinlich auch einer PCL81 (ohne Blick ins Datenblatt) gehen niedrige Anodenspannungen schon. Ich glaube die ECL81 ist oft in einigen DDR-Kleinradios verbaut zu finden. Ilmenau irgendwas ... Dort wurde -aus der Erinnerung- auch mit reduzierter Anodenspannung gearbeitet.
(21.09.2017, 11:12)Klarzeichner schrieb: [ -> ]Warum die blödsinnige Spannung von 65 Volt? Viel zu wenig für einen brauchbaren Röhrenbetrieb, aber schon deutlich mehr als Schutzkleinspannung, also schon potentiell gefährlich.

Waren das nicht 120V DC ?
(21.09.2017, 11:12)Klarzeichner schrieb: [ -> ]Bau dir eine normale kleine Nf-Stufe mit besser geeigneter Röhre, richtigem Netztrafo und richtigem Ausgangsübertrager. Wenn's preiswert sein soll, liefert dir jedes kleine schrottreife Röhrenradio die Teile hierzu.

Warum die Röhre wenig geeignet sein soll erschließt sich mir nicht.
Ansonsten bin ich mit Stefan konform, mit ein wenig suchen findet man sogar schrottige Stereo Radiochassis, angefangen von 1x ELL80 (für Stereobetrieb!) bis hin zu 2x ECLL800. Schon die ELL80 Variante reicht, übertrifft in der Leistung die PCL-Version.
Sollte es allerdings um Sicherheit gehen oder um Portabilität, dann ist der PCL Verstärker vorzuziehen. Den kann man auch ohne Netzteil an ner (LKW)Batterie betreiben...
(21.09.2017, 13:11)Ulu schrieb: [ -> ]Sollte es allerdings um Sicherheit gehen oder um Portabilität, dann ist der PCL Verstärker vorzuziehen. Den kann man auch ohne Netzteil an ner (LKW)Batterie betreiben...

Ach ja ...

Zitat:Johanna
Als Erstlingswerk wollte ich einen kleinen Röhrenverstärker für einen IPod aufbauen. Im Netz fand ich eine kleine Schaltung. Die Röhren habe ich schon, ein Labornetzteil bis 84V/3A auch,

Es geht hier um erste Versuche in der Röhrentechnik die mit vorhandenen PCL81 an einem Labornetzteil betrieben werden soll. Die Gedanken zur Erzeugung der Anodenspannung mit einem 24V Trafo und Spannungsvervielfacher sind also absolut unnötig ebenso wie der Einsatz in LKWs oder an deren Batterien. Smiley26
 
Liebe Johanna, lasse Dich hier von den Experten nicht verwirren, die PCL81 kann man nutzen. Ein Einkauf eines Schrottchassis mit ECLL800, ELL80 ist absolut unnötig für diese Zwecke und wer bei der abgegebenen Leistung der PCL81 noch nichts hört, naja... der hat ein Problem.

Zum Kathodenwiderstand siehe oben, Koppel-C ja, Poti brauchst Du eigentlich gar nicht - ein (Ei)-Pod hat eine Lautstärkereglung eingebaut.

Viele Bastlergrüße
Bernhard
wenn es richtig GUT klingen soll kommt man um die richtige Beschaltung der Röhre mit üblichen Betriebsspannungen wahrscheinlich nicht herum. Anregungen dazu gibt die Beschreibung und Beschaltung unseres allseits beliebten Kaiser 1032

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(21.09.2017, 13:38)Bernhard45 schrieb: [ -> ]Viele Bastlergrüße
Bernhard

Nagel - - > Kopf. Punkt.

Edit: Jupp, dafür braucht man aber wieder einen AÜ und ganz bestimmt auch mehr Anodenspannung als 65V
Hallo in die Runde und hallo Johanna

Natürlich kann man die PCL 81 nutzen. Eine PCL 82 oder PCL 86 ist aber wesentlich leistungsfähiger, und bei der ist geringen Spannung ist man ja um jedes Zehntel Watt dankbar. Die PCL 82 liefert bei 100 Volt Anodenspannung 1 Watt Musikleistung (10 % Klirr), das wäre ungefähr 0,5 Watt unverzerrt. Bei 65 Volt dürfte die unverzerrte Leistung bei etwa 0,3 liegen. Die PCL 81 ist noch um einiges schwächer.

Alle 3 Röhren kosten bei btb electronic unter 4 Euro/Stück.

Nutze wenigstens die 84 Volt deines Netzteils voll aus.

Wenn man mit Altteilen baut (so wie ich vorgeschlagen habe, Trafo und Ausgsangsübertrager aus Altradio) baut man selbstverständlich NICHT mit ELL 80 und erst recht nicht mit ECLL 800. Man verwendet beim Selbstbau doch nicht absichtlich die seltensten und teuersten Röhren!!

An einer LKW-Batterie geht mit Röhren wohl so gut wie garnix. Wer seinen Verstärker mit 24 Volt betreiben will, baut mit Transistoren.

Gutes Gelingen wünscht
Stefan
(21.09.2017, 18:35)Uli schrieb: [ -> ]
(21.09.2017, 13:38)Bernhard45 schrieb: [ -> ]Viele Bastlergrüße
Bernhard

Nagel - - > Kopf. Punkt.

Edit: Jupp, dafür braucht man aber wieder einen AÜ und ganz bestimmt auch mehr Anodenspannung als 65V

eben das meinte ich mit "üblichen Betriebsspannungen". Ich wollte zeigen wie man das Maximum aus der Röhre rausholt und das iPod damit auch super klingt. Die Beantwortung der Ausgangsfragen ist ja schon erfolgt. Zu den gegebenen Rahmenbedingungen kann die Schaltung mit den genannten Einschränkungen unverändert verwendet werden.
Noch einige Anmerkungen zur Schaltung bzw. den vorangegangenen Ausführungen:

Zum Schaltbild:

Im Schaltbild aus Post #1 ist ein Fehler. Der Triodenteil der PCL81 ist ebenfalls indirekt geheizt, im Schaltbild ist aber eine direkt geheizte Triode gezeichnet.

Zum möglichen Koppelkondensator und 100k Poti am Eingang:

Das 100k Poti hat hier zwei Funktionen. Einmal die offensichtliche Funktion der Lautstärkeregelung, zum anderen aber auch die Erzeugung einer (in diesem Fall wohl eher kleinen) negativen Gittervorspannung nach dem Anlaufstromprinzip. Dabei passiert ungefähr Folgendes: Die aus der geheizten Kathode austretenden Elektronen haben eine gewisse, statistisch verteilte Geschwindigkeit und damit kinetische Energie. Dadurch trifft ein bestimmter Anteil der Elektronen zufällig das Gitter, welches sich dadurch negativ auflädt. Durch das entstehende negative Gitterpotential können natürlich immer weniger Elektronen dieses mit ihrer kinetischen Energie erreichen, wenn diese zufällig passend gezielt aus der Kathode geschleudert werden. Daher kommt auch der Ausdruck "Anlaufstrom", die Elektronen laufen mit ihrer kinetischen Energie gegen das negative Gitterpotential an. Es stellt sich dadurch sehr schnell ein Gleichgewicht mit einer gewissen negativen Gittervorspannung ein.

Diese negativen Gittervorspannung im Gleichgewicht hängt natürlich auch stark davon ab, wie viele Elektronen pro Zeiteinheit (Stromstärke!) über einen externen Gitterableitwiderstand vom Gitter abgeleitet werden. Je größer der Gitterableitwiderstand, desto größer die negative Gittervorspannung durch den Anlaufstrom. Diese kann mit einem hochohmigen Voltmeter (z.B. 10MOhm) direkt am Gitteranschluß der Röhre gemessen werden. Typische Werte für Gitterableitwiderstände zur Gittervorspannungserzeugung nach dem Anlaufstromprinzip sind allerdings eher 1MOhm bis 10MOhm.

Dadurch ergeben sich natürlich einige Randbedingungen: Zum einen sollte mindestens zwischen Ausgang der Audioquelle und Poti ein Koppelkondensator geschaltet werden. Sollte die Audioquelle nämlich einen niederohmigen Gleichspannungsausgang haben der den Anlaufstrom vom Gitter versenken kann geht je nach Potistellung das Gitterpotential gegen 0V und damit kommt es zu Verzerrungen bei der positiven Halbwelle des Eingangssignals durch den dann stark ansteigenden Gitterstrom. Andererseits führt natürlich ein nahe an Masse stehender Poti-Schleifer zu dem selben Problem! Die Gittervorspannung ist von der Stellung des Lautstärkepotis abhängig!

Am besten wäre daher ein separater Gitterableitwiderstand durch einen Koppelkondensator vom Lautstärkepoti getrennt, dann sind beide Funktionen auch sauber getrennt und das Lautstärkepoti wird nicht vom Anlaufstrom durchflossen was, wie bereits in einem vorangegangenen Post bemerkt, zu Kratzgeräuschen führen kann.

Möglicherweise wurde ein Koppelkondensator am Eingang auch nach einigen Experimenten absichtlich weggelassen. Wenn der Eingang nämlich an einen Kopfhörerausgang angeschlossen wird, dann passiert vermutlich folgendes: Ein Kopfhörerausgang muss typischerweise einen modernen Kopfhörer mit z.B. 32Ohm Impedanz treiben können, ist also relativ niederohmig. Ein Kopfhörerausgang kann daher auch problemlos einen gewissen Gitterstrom für leicht positive Gitterspannungen ohne große Verzerrungen liefern. Insofern würde ein Gitterpotential von 0V erst mal funktionieren. (Das würde auch das Weglassen eines vernünftig dimensionierten Gitterableitwiderstandes erklären!). Aber: Wenn jetzt ein Koppelkondensator dazwischen liegt, dann lädt dieser sich bei der positiven Halbwelle des Audiosignals durch den Gitterstrom auf und verschiebt dann den Arbeitspunkt der Röhre weiter hin zu negativen Gittervorspannungen bis er sich wieder entladen hat. Dieses Problem ist z.B. bei E-Gitarrenverstärkern bekannt und führt dort bei absichtlicher Übersteuerung zu einem unangenehm klingenden Verzerrungstyp, der "blocking distortion".

Zum Ausgangstrafo und der Ausgangsleistung:

Die nominal optimale Lastimpedanz Zp im Anodenkreis ist bei 65V Anodenspannung und 15mA Anodenstrom ca. Zp=4.3kOhm. Die nominale Ausgangsleistung bei Verwendung eines entsprechenden Lautsprechers und Ausgangsübertragers mit nominal  4.3kOhm primärseitig beträgt ca. P=0.48W (Siehe zur Berechnung den Thread "Ermittlung des Wechselstromwiderstandes (Impedanz) von Tontrafos", Post #27 und Post #29).

Die reale halbwegs unverzerrte Ausgangsleistung liegt natürlich darunter, aber 0.48W nominal ist für Zimmerbeschallung schon relativ laut. Das subjektive Lautstärkeempfinden dabei ist immerhin halb so laut wie bei einer Ausgangsleistung von 4.8W und ein viertel so laut wie bei einer voll aufgedrehten Stereoanlage mit 48W nominaler Ausgangsleistung. Die "unerträglich hohe Lautstärke in einem 40qm Lesezimmer" aus Post #7 ist damit kein Wunder.
 
Natürlich wird ein auf 50Hz optimierter Netztrafo, wie bereits in vorangegangenen Posts bemerkt, niemals die Klangqualität eines Tontrafos erreichen. Insbesondere ist hier auch die Beaufschlagung mit 15mA Gleichstrom und der daraus resultierenden Vormagnetisierung des Kernmaterials möglicherweise ein Problem. Ein Tontrafo von 4Ohm oder 8Ohm sekundär auf ca. 4.3kOhm primär sollte sich aber auch beschaffen lassen.

Zur Spannungsversorgung:

Die 65 Volt Gleichspannung kommen aus der 24V Wechselspannung durch Gleichrichtung mit Spannungsverdoppelung und nachfolgender Glättung. Im Prinzip sind natürlich auch 84V möglich, dann müssen aber ggf. die Arbeitspunkte bzw. Vorspannungen der Röhren angepasst werden. Insbesondere die Vorspannung der Triode durch den Anlaufstrom durch das 100k Poti sollte dann geprüft werden. Generell sind 65V keine unbrauchbar niedrige Anodenspannung. Die Batterieempfänger mit D-Röhren arbeiten z.B. typischerweise mit Anodenspannungen in diesem Bereich.


Gruß BusUndervolt
Hallo allerseits,

hier steht einiges über das PCL-(ECL-)81 Verstärkerchen...
http://www.dampfradioforum.de/viewtopic....34&t=25399

Die von BusUndervolt beschriebene Form der Gittervorspannung mittels Anlaufstrom ist sachlich sehr schön dargestellt, aber in dem original gezeigten Schaltbild variiert der Gitterableitwiderstand, in Abhängigkeit der Potistellung, zwischen 1k...101k - auch das sagte der Bus (hat er denn keinen zungengängigeren Namen?) bereits. Dabei kann sich keine vernünftige Gittervorspannung einstellen, welche eine Verzerrungfreie Signalübertragung gewährleistet. Dazu zählt auch die recht windige Angelegenheit mit dem nicht vorhandenen Eingangskoppelkondensator.
Hallo zusammen,

vor vielen Jahren habe ich mir auch mal so einen 'Einfachverstärker' mit PCL805 gebaut, als Ausgangsübertrager diente ein Halogentrafo 220/12V 50VA.
Die Anodenspannung betrug etwa 100V.

Trotz fehlender Gegenkopplung war das Klangbild gar nicht so schlecht, die -3dB-Punkte lagen bei ca. 50Hz und 16KHz.

Mit diesem Verstärkerchen habe ich dann doch einige Jahre Musik gehört, bis ich mir eine bessere Schaltung mit richtigen Übertragern aufgebaut habe.


Grüße

Martin
Wer auf Bewährtes zurück greifen möchte, dem sei diese recht einfache Schaltung von SABA empfohlen. Sie kann mit einer Handvoll Bauteilen auf einer LR-Platine aufgebaut werden, die Bauteile finden sich eigentlich in jeder Bastlerkiste. Zudem hat der Kleine noch ein recht effektives KR-Netzwerk. Ich habe den schon zwei Mal nachgebaut, läuft prima.
Back to the roots !

Gruß, Dieter

[attachment=42578]
Sorry Radiofreunde,

die gezeigte Schaltung halte ich für nicht sehr empfehlenswert. Das verwendete Poti mit drei Anzapfungen dürfte heute kaum noch zu beschaffen sein, zudem ist die ECL86 nicht besonders leistungsfähig und als nicht sehr zuverlässig und anfällig bekannt. Eine Schaltung mit einer EL84 und z.B. einer ECC83 als Vorstufe ist sicher einfacher und wesentlich zuverlässiger, zudem braucht man kein Spezial-Poti als Lautstärkeregler. Im Netz ist da sicher einiges zu finden.

[attachment=42579]


Z.B. hier http://www.diyaudio.com/forums/tubes-val...ution.html
Oh je, jetzt wird das hier eine Schaltblattsammlung.
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