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Wie berechnet man eine Gegenkopplung zwischen 2 Stufen?
#21
Die Rechnung ist doch ganz einfach. Die Kennlinien in den Datenblättern beziehen sich auf Uk=0V (falls nicht anders angegeben) und Ua der Kennlinienfelder ist dann Ua-Uk (Bezugpotential), also Ua-0V. Hat die Kathode eine von 0V abweichende Spannung, muss das berücksichtigt werden. Also bei z.B. Uk=+35V verringert das bei gleicher Anodenbetriebsspannung die wirksame Ua Spannung um genau diese 35V.

Mit Kathodenelko ausreichender Größe kann man die Kathodenspannung als in etwa konstant annehmen. Ohne Kathodenelko steigt die Spannung mit zunehmendem Strom (z.B. durch entsprechende Aussteuerung), was zur weiteren Verringerung der wirksamen Anodenspannung führt und das bewirkt dann eine Gegenkopplung.

Gruß

(Reflex-)Kalle
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#22
Hallo Thommi,

die in deiner Kennlinie eingetragenen Arbeitsgeraden gelten bei reinem Widerstandsbetrieb. Bei Endstufen sieht es etwas anders aus. Da erfolgt die Spannungsversorgung über den niedrigen Ohmschen Widerstand des Ausgangsübertragers, während die eigentliche Arbeitsgerade dem Verlauf der Wechselspannungsimpedanz folgt. Der eigentliche Arbeitspunkt findet sich somit bei  der verfügbaren Anodengleichspannung und dem gewählten Anodenstrom. Dies ist auch der Grund, weshalb die Signalspannung (Uass~) an der Anode Werte deutlich oberhalb der Betriebspannung aufweist (aufweisen kann). Dies gilt auch bei Verwendung einer Drossel als Arbeitswiderstand.

Als Beispiel habe ich deine Kennlinie, sauber 'radiert' und in die Waagerechte gedreht, verwendet. Das Ergebnis sollte im folgenden Bild erkennbar sein. Ich habe da noch einige Angaben eingebunden, welche anhand der Grafik eigentlich selbsterklärend sein sollten. Für die Leistungsberechnung muss man die Spitzenspannung immer in Effektivwerte umrechnen. Und was auch wichtig ist, dass die errechnete Leistung an der Anode verfügbar ist. Für die am Lautsprecher ankommende Leistung muss noch der Wirkungsgrad des Übertragers in die Rechnung einbezogen werden. Was dann übrig bleibt hängt auch von der Güte -Wirkungsgrad (Mittelwert ca. 85%)- des Übertragers ab.
   
Leider sind deine Überlegungen recht sprunghaft, man verliert dabei schnell den Faden. Auch bringst du jetzt das Kennlinienfeld einer bisher unbekannten Röhre ins Spiel - du solltest da wenigstens auch den Typ angeben, damit man sich aus dem Datenblatt über ihre Betriebswerte orientieren kann. Das aufgeführte 'neue' Kenlinienfeld sieht zwar sehr schön aus, ist aber mit dem der 211 kaum vergleichbar. Mit konkreten Angaben gehst du aber recht sparsam um. So kennt man mittlerweile zwar den Anpassungswiderstand, 7k6, deines aktuellen? Übertragers, während man bisher vergeblich auf dessen Gleichstromwiderstand (einfache Messung mit Ohmmeter) wartet. Dieser lässt grob auf die Qualität (Wirkungsgrad) des Trafos schliessen. Weiterhin wäre die Kerngrösse ein nützlicher Hinweis oder einfach ein Foto des Teiles mit angelegtem Meßstab.
Freundliche Grüße, Peter R.
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#23
Moin,

aber wieso 50mA "gewählt" - kann man sich denn das aussuchen?  Wenn eine Spannung x da ist, dann entsteht doch automatisch ein Strom y.
Das Kennlinienfeld ist aus dem Radiomuseum und gehört zur 211. Es scheint nur eine Umzeichnung zu sein, von den GE - Kennlinien.

also grün auf x bis 0 verstehe ich, aber woher kommt denn der Weg in y Richtung? oder entsteht das durch die Rechnung, wie auf meiner Bleistiftzeichnung?

Ich gehe davon aus, dass Ogonowski den Wert korrekt auf dem AÜ notiert hat, wir können demnach wohl von 135 Ohm ausgehen.  

Ug habe ich nun gemessen, er liegt ziemlich genau bei -33V  an 1 KOhm. 
Thommi


.jpg   Trafo.jpg (Größe: 153,28 KB / Downloads: 134)
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#24
Zitat:aber wieso 50mA "gewählt" - kann man sich denn das aussuchen? 


Bei Endstufen im --> "A-Betrieb" muß der Ruhepunkt etwa in der Mitte des optimalen Aussteuerbereiches liegen, wenn also der "Kurzschlußstrom"

Ik = 1000V (Betriebsspannung) / 7,6 kOhm = ca 130 mA

beträgt, ist es sinnvoll, den Arbeitspunkt auf etwa 50mA zu legen. (Erg.: Das steht auch in Peters Grafik im dritten Absatz)

Der Hinweis von Peter, daß bei induktiver Last (Drossel, Übertrager) der Gleichstrom-Arbeitspunkt anders liegt als bei Wechselstromaussteuerung ("R=" --> 0), war sehr wertvoll, das hatte ich "im Moment" nicht bedacht, obwohl mir das bekannt vorkommt... 


Zitat:Wenn eine Spannung x da ist, dann entsteht doch automatisch ein Strom y


Das ist dann der Fall, wenn man eine harte Spannungsquelle hat und dort einen festen Widerstand anschließt ! Dann richtet sich der Strom nach der Spannung und dem angeschlossenen Widerstand.

Bei der Endstufe ist das ja aber nicht der Fall ! Hier bestimmt primär die Röhre, welcher Strom fließt, auch wenn der Lastwiderstand Null Ohm hat:
Der Übertrager hat im Gleichstromkreis ca. Null Ohm Wirkwiderstand (nur Drahtwiderstand der Primärwicklung wirkt, der nichts mit dem Ra (=7,6kOhm) zu tun hat! Ergänzung: Das sind die 135 Ohm Primärwicklungswiderstand), d.h. die Röhre bestimmt (mit ihrem Verhalten als steuerbare Stromquelle), wie groß der Gleichstrom ist ! Es ist egal, ob R=0 oder 135 Ohm ist... Man kann im Gleichstromfall den Übertrager auch mit einem Draht überbrücken, das ändert an dem fließenden Ruhestrom nichts (großartig).

Die Steuerung der Stromquelle (Röhre) erfolgt über die Gitter(vor)spannung (!) die entsprechend festgelegt werden muß.

Gruß IngoZ
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#25
Hallo Thommi,

genau, die grüne Linie in Y-Richtung entsteht, wie in deiner 'Bleistift'-Rechnung ausgeführt: I(grün)=Ua/Ra= 570V/7600 Ohm=75mA. Diese auf die 50mA im Arbeitspunkt aufgesetzt ergibt den Y-Startpunkt bei 125mA.

Die 50mA habe ich so gewählt, dass die Arbeitskennlinie noch etwas oberhalb der X-Achse endet. Man könnte das noch etwas optimieren, um den Wirkungsgrad, bedingt durch den Ruhestrom der Endröhre etwas zu verringern. Dazu müsste man die Arbeitskennlinie etwas nach 'unten' parallelverschieben und dann auch die Betriebswerte etwas korrigieren. Das geht auf dem Papier jedoch einfacher als am Computer, sofern man kein Grafik Programm mit mehren Layern nutzt.

Dein Ausgangsübertrager sollte bei der recht niederohmigen Anodenwicklung -135Ohm- einen guten Wirkungsgrad aufweisen, auch die Kernwahl EI-85 ist für die zu erwartenden 15Watt als grosszügig zu bewerten. In diesem Falle könnte der Wirkungsgrad die 90% nach oben deutlich durchbrechen.

Soweit meine etwas betagten Augen nicht täuschen hat deine dargestellte Kennlinie kaum Ähnlichkeit mit der zur 211 passenden. Zumindest anhand der Datenblätter, welche ich im Internet abrufen konnte.
Trotzdem habe ich im folgenden Bild diese zur grafischen Erklärung des Verstärkungvorganges herangezogen; sie ist so schön charakteristisch für Leistungstrioden. Daher gleich zum Bild:
   
Hier kannst du jetzt auch schön sehen wie sich ein Delta Ug auf Delta Ua auswirkt; das weiss die Röhre schon, das ist in ihrer Funktion begründet. Ihr Anodestrom folgt der Gitterspannug und wird am Arbeitswiderstand wieder in eine (Anoden-)Spannungsänderung umgesetzt. Nebenbei sieht man, wie aufgrund der nach oben enger werdenden 'Übertragungsabstände' die Sinus-Kurve ab einer gewissen Amplitude etwas gestaucht wird, dass hat Oberwellen zur Folge, welche sich dann als Klirrfaktor bemerkbar machen.
Freundliche Grüße, Peter R.
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#26
Hallo Peter,

mein bescheidenes Wissen versteht die hohe Differenz  Ug Spannung nicht so ganz.

Ist ja auch schon > 60 Jahre her.

Vielleicht kannst du mir helfen.
Gruß aus dem Kreis Siegburg vom Hans-Jürgen
"Was Hänschen nicht lernt lernt Hans nimmer mehr"

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#27
Hallo Hans,

die hohe Eingangsspannung (delta Ug) ist durch den geringen Verstärkungsfaktor der hier zugrunde liegenden (dicken) Leistungstriode bedingt. Daher kommen wir, hier im konkreten Fall auch nur auf eine Spannungsverstärkung von ca. 770V/ 220V = 3,5-fach. Wahrscheinlich hast du da eine Kleinsignaltriode z.B. vom Typ ECC82; µ=17 oder ECC83; µ=100 im Gedächtnis, das sind ganz andere Grössenordnungen.
Die konnten dafür aber keine Anodenspannungen von >1000V und Ströme >300mA verkraften, wie aus den gezeigten Kennlinien hervorgeht.
Danke für dein Interesse und deine Nachfrage.
Freundliche Grüße, Peter R.
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#28
Moin,

also das sieht etwas gurkig auf dem Foto aus, das Blech geht bis 10cm also sind das wohl diese 102er Kerne? 200mA Belastbarkeit sind sehr übertrieben, das Blechpaket ist auch sehr dick. Aber ich bin schonmal froh dass ich die AÜs bekommen habe, sie wurden extra für mich gemacht, da die erhältlichen AÜs (mit 10k) vorsehen, die Röhre mit Ua max = 1250 V zu betreiben. µ soll bei dieser Röhre 12-fach sein, ich nehme an, das gilt dann nur für diesen Fall?

Ich glaube zumindest bei der 211 komme ich jetzt so halbwegs klar mit dem was du aufgeschrieben hast Peter. In den Ferien werde ich das nochmal ganz genau studieren. 
Die 211 läuft ja nun noch nicht mit 1kV sondern nach deiner Rechnung mit 575 V, dann würde der Aussteuerbereich, also delta Ug kleiner werden, je kleiner Ua wird?

Dann können wir jetzt zu der Röhre davor kommen. Da sitzt eine 6J5 bzw. das russische Äquivalent dazu 6C2C. Wenn ich jetzt weiß das Musiksignal kann 220Vss haben. Woher weiß ich, dass die Röhre das auch tut, also wenn der LS Regler auf max ist, das auch ausnutzt?  Und warum ist dann die Drossel wichtig? 220V können doch auch an einem Widerstand abfallen. Wobei es da jetzt schwierig wird, da es ja einen Gleich und einen Wechselspannungsanteil gibt.   Ist es so, dass man durch den geringen Gleichspannungswiderstand eine hohe Ua hat die sich dann viel stärker ändern kann, als eine kleine Ua?

Thommi
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#29
Hi Thommi,

wie weiter oben schon prinzipiell beschrieben wurde, kann man eine Verstärkerstufe mit einer Elektronenröhre durch zeichnen der Arbeitsgeraden im Kennlinienfeld der Röhre dimensionieren. Etwas ausführlicher beschrieben

https://wtfamps.com/load-line-calculations/

Das ist eigentlich einfachste und schnellste Verfahren. Ansonsten gibt es noch Kalkulationsprogramme dafür, wie z.B.

https://www.vtadiy.com/loadline-calculat...alculator/

Da bekommt man dann auch gleich den zu erwartenden Klirrfaktor (THD) mitberechnet. Wer komfortabler eine Verstärkerstufe/-schaltung dimensionieren und auch die Auswirkungen von Gegenkopplungsmaßnahmen abschätzen will, der nimmt ein Simulations-Programm wie z.B. LTspice dafür.

In allen Fällen muss man etwas Grundlagenwissen oder entsprechende Erfahrungen haben, um schnell eine optimierte Schaltungsdimensionierung zu erhalten.

Gruß

(Reflex-)Kalle
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