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SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?

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Guten Tag Tube-Town Community!

Ich möchte mich so langsam einem neuen Projekt widmen und zwar dem Bau eines SE-Hifi-Röhrenverstärkers.
Aktuell frage ich mich, welche Endstufenröhre ich wählen soll. Ich habe nämlich zwei Forderungen:
Sie soll möglichst verzerrungsarm und
eine Ausgangsleistung zwischen 12-20W pro Kanal
liefern. Ich habe erst überlegt, ob ich eine KT120 oder KT150 nehmen soll, allerdings kann ich aktuell nicht einschätzen, welche Leistung ich im Klasse-A Betrieb mit diesen Röhren erreichen
kann. Laut Datenblatt bekomme ich "nicht weniger als 20W" raus und habe eine maximale Anodenverlustleistung von 70W (KT150).


Kann mir hier jemand einfach erklären, wie ich die ungefähre Ausgangsleistung abschätzen kann ? Gibt es sonst Empfehlungen für Endstufenröhren für meine Anforderungen?


Viele Grüße,

Max

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Offline Laurent

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #1 am: 6.03.2019 19:30 »
Moin Max,

Bin gerade wie mit einem SE Hi-fi Verstärker beschäftigt. Da ich empfindliche Klipsch Boxen zu treiben habe, mache ich eine einfache Ultralinear Endstufe mit 6CA7. OTs habe ich parat. Am Ende solle ca. 10w rauskommen.
Demnächst poste ich was dazu.
20W ließen sich mit parallel SE realisieren.

Gruß
Laurent

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Offline harryhirsch

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #2 am: 6.03.2019 20:38 »
Hallo Max,

willst du die Röhre als Pentode oder Triode verschalten? Das beeinflusst die erzielbare Leistung und auch die Verzerrungen deutlich, und damit auch die Wahl der Röhre.
Die Ausgangsleistung kann man aus dem gewählten Arbeitspunkt im Kennlinienfeld berechnen. Du nimmst die niedrigere Peakspannung (ganz gleich sind die nie, die niedrigere legt also fest wie viel Leistung ohne gröbere Verzerrung erzielt werden kann), wandelst in RMS-Spannung um (durch 1,4 teilen) dann bekommst du die Leistung ganz normal aus P = U² / R, wobei R der Impedanz deines Übertragers entspricht.

Gruß, Volker

Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #3 am: 6.03.2019 21:04 »
Guten Tag zusammen,

Danke für den Tipp Laurent!
@Volker: Ich habe vor, die Röhre als Pentode zu schalten, sowie mit lokalem und globalem negativen Feedback zu arbeiten.

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Offline bea

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #4 am: 6.03.2019 23:15 »
M.E. müsse man bei geeigneter Auslegung knapp die Hälfte der maximalen Anodenverlustleistung erzielen können, jedenfalls im Pentodenbetrieb.

Wenn Du sowohl lokale als auch globale Gegenkopplung verwenden willst, benötigst Du allerdings erhebliche Verstärkungsreserven. Bei der angstrebten Leistung erhältst Du die am einfachsten mit 4 EL84 parallel...
Liebe Grüße

Beate

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Offline Hardcorebastler

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #5 am: 7.03.2019 07:34 »
Moin,
KT120 SE, einfach mal googeln, im Schaltplan bzw pdf  steht alles drin ,
oder EL34 pse

Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #6 am: 19.03.2019 21:03 »
Guten Abend,

da ich möglichst wenig Röhren verwenden möchte, gefällt mir die Idee mit einer KT120 oder KT150 pro Kanal am ehesten. Diese leistungsstarke Röhre im Pentodenbetrieb
sollte mir auch genug Reserve für lokale und globale Rückkopplung geben. oder gibt es hierzu irgendwelche Einwände?

Viele Grüße,

Max

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Offline bea

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #7 am: 19.03.2019 22:48 »
Hallo Max,

Irgendwie zäumst Du gerade das Pferd vom Schwanz her auf.

Du willst eine bestimmte Leistung. Bei welchem Klirrfaktor?
Welche Anodenspannung steht zur Verfügung? Was folgt daraus für die Wahl der Röhre?

Welche Erfahrung hast Du denn im Bau von Röhrengeräten?

Falls wenig - besorg Dir einen erprobten Bausatz oder google mal nach einer *einfachen* Schaltung

Hier ist ein Beispiel: http://4tubes.com/SCHEMATICS/LUNDAHL-TRANSFORMERS/!LEVEN-Germany/KT120/KT120-Gesamt.pdf

Aber ganz ehrlich: von SE mit derart großen Röhren halte ich überhaupt nichts. Um in die Nähe Deiner Leistungsvorstellung zu kommen, wirst Du mit ziemlich unangenehm hohen Spannungen (eher 500 als 400 oder gar nur 300 V) arbeiten müssen, ebenso mit ziemlich satten Strömen und entsprechenden Verlusten im Kathodenwiderstand. Unvernunft hoch siebenhundertachtundvierzig.

Wenn ich "HiFi" bauen würde, würde ich ganz klar in Richtung Class AB zielen, vielleicht mit einem eher hohen Ruhestrom, damit ich bei "normal geringer" Lautstärke Class-A- im Gegentakt und zusätzlich Reserven zum Abbilden von Impulsen habe. Das sorgfältig konstruieren und mich freuen. Und das dürfen dann durchaus auch KT88 werden...
Liebe Grüße

Beate

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Offline Hardcorebastler

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #8 am: 20.03.2019 07:50 »
Moin,
Bea, so wie ich das sehe möchte er gerne SE haben mit ca 15-20 Watt und kein Push Pull,
dann nimmst du entweder EL34 oder KT88 -pse,
oder KT120, KT150, wobei ich bei der KT150 abrate ( schein einen höheren Ri zu haben)
Die Verlustleistung im Kathoden R ist vernachlässigbar, geht man nur auf fix bias muss der Gitterableitwiderstand relativ klein sein (50k)
mit all seinen Nachteilen bezüglich der Treiberschaltung, auto bias geht auch problemlos, dann gehts mit 100k Gitter Ableitr.

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Offline bea

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #9 am: 20.03.2019 11:40 »
Gut, ist schon klar. Mir ist die Diskussion momentan einfach zu wenig konkret; es fehlt halt alles zu den Betriebsbedingungen und auch alles zur gewünschten Qualität - bei welchen Verzerrungen soll die Leistung erzielt werden?

Wenn ich zum Beispiel eine KT88 oder eine 6L6GC knapp unter ihrer jeweiligen maximalen Anodenverlustleistung betreibe, mit der Anodenspannung hoch genug gehe und den Abschlußwiderstand "optimal" wähle (also die Dimensionierung einer EL84-Radio-Endstufe mit anderen Zahlen nachvollziehe), komme ich in die gewünschte Leistungsregion. Die Endstufe wird aber auch "nur" klingen wie eine Radioendstufe, nur eben lauter. Aber sowas zumindest mal auf dem Papier nachzuvollziehen, wäre schon mal ein erster und notwendiger Schritt zum Ziel.

Dann wissen wir gar nicht, welche Meßmittel zur Verfügung stehen, welche Erfahrung er mit den hohen Spannungen hat, welche Vorerfahrungen Max überhaupt hat. Derart im Trüben fischen zu müssen, macht es schwer, gute und weiterführende Tipps zu geben.

Hier übrigens mal eine ausführliche Diskussion zum Thema, die man nur noch nachvollziehen muss: http://www.valvewizard.co.uk/se.html
Das was da für die EL34 beschrieben ist, einfach mal rechnerisch für  KT66, KT88, KT90, KT120, KT150 durchziehen...
und dann erstmal etwas kleinere Brötchen bauen und für den ersten Versuch eine Endstufe mit einer weniger teuren Röhre bauen - falls man die Röhre verheizt, wird es nicht so teuer. Mit einer vergleichsweise erschwinglichen 6L6GC kommt man immerhin auch auf 15W, wenn man es richtig macht.
Liebe Grüße

Beate

Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #10 am: 20.03.2019 14:28 »
Guten Tag Zusammen und vorab vielen Dank für Eure Einwände!

Einmal ganz kurz zu mir: Ich habe Luft- und Raumfahrttechnik studiert und bin demnach im Elektronikbereich etwas fachfremd. Nichtsdestotrotz habe ich mich in meiner Masterarbeit
mit dieser Thematik (Röhren, Transistoren, Verzerrung, etc.) beschäftigt und ein wenig Erfahrung gesammelt. Dazu habe ich einen Bausatz (Gitarrenamp 50W PP) gebaut und modifiziert,
zusätzlich habe ich vor kurzem erst den Bau meines komplett selbst konzipierten 5W-SE Gitarrenamp erfolgreich abgeschlossen.
An Messmitteln habe ich selbst nur das Standard-Equipment (Oszi, Spice, Arta), jedoch arbeite ich noch stark mit meiner Universität zusammen, kurz um: Ich kann mir sehr leicht Zugang zu fast
allen nötigen Messmitteln beschaffen.
Dennoch muss ich zugeben, dass ich noch Neuling bin, was die praktische Erfahrung im Bau von Röhrenverstärkern angeht.

Zu meiner Idee mit dem Hifi-Verstärker und der Wahl der Röhre:
Ich mag den Klang eines SE-Verstärkers lieber, als den Klang eines PP-Verstärkers. Deshalb möchte ich gerne auch einen SE-Hifi-Amp bauen. Da ich jedoch auch eine Ausgangsleistung
von 15-20W erzielen möchte, muss ich entweder mit mehreren Endstufen parallel arbeiten, oder aber eine sehr leistungsstarke Röhre verwenden.
Der Ansatz, mehrere Endstufenröhren parallel zu nutzen gefällt mir ehrlich gesagt nicht so gut.
Nun habe ich recherchiert, welche Röhre da infrage kommt und fand auch schnell die Beiträge, die Bea in ihrer letzten Antwort verlinkt hatte. Die KT120 scheint geeignet für sowas zu sein.
Allerdings wurde ich aus dem Datenblatt nicht ganz schlau: nicht weniger als 20W bei 14%THD.
Ich selbst strebe eher einen THD von maximal 5% an. Durch lokales und globales negatives Feedback und dieser enormen Leistungsreserve der Kt120 sollte dies ein realistisches Ziel sein.

Aber wie gesagt: theoretisch klingt das gut, aber in der Praxis fehlt mir die Erfahrung. Falls ich groben Unfug in meinen Überlegungen gemacht habe, wäre ich für jeden Tipp von Euch dankbar!
Aber das eventuelle "Verheizen" einer teuren Röhre oder der Umgang mit hohen Spannungen schreckt mich generell nicht ab, mit Spannungen im Bereich mehrerer kV habe ich bereits gearbeitet.
Die 6L6GC ist nach meiner Recherche nicht unbedingt empfehlenswert, sie liefert mir im Class AB-Betrieb lediglich bis zu 18W, jedoch ist mein Ziel eigentlich ein reiner Klasse A Verstärker.

Ich lass mich jedoch auch gern von Euch überzeugen, falls es Dinge gibt, die ich nicht bedacht habe. Vielen Dank schonmal an dieser Stelle für Eure Tipps!


Viele Grüße,

Max

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Offline bea

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #11 am: 20.03.2019 15:43 »
Hallo Max,

zunächst mal: im SE-Betreib gibt es immer nur Class A. Auch wenn man die Röhren nicht voll ausfährt.
Und die 6L6 liefert im Class-AB-Betrieb bis zu 55W; wenn man die Anodenspannung übers Limit erhöht, bis zu 70W (die 7027A ist eine 6L6GC mit entsprechender "Freigabe"). Ich bin mir sicher, dass man mit der 6L6 bei sorgsamer Schaltungsauslegung etwa 15W im SE-Betrieb erzielen kann. Aber egal - wenn Du größer bauen willst, dann tu das einfach.


Die starken Verzerrungen gelten für die Leistungsgrenze. Bei geringerer Aussteuerung gehen sie stark zurück. Wenn Du Spice hast, schau Dir das mal in Ruhe an. Für EL34 und/oder EL84 findest Du auch entsprechende Beispiele im Datenblatt (Telefunken). Weil Du da am Cliiping-Punkt bist, wird eine Gegenkopplung da nicht großartig was ändern: der Übergang zum Clippen wird halt schäfer, und man kann näher an die Leistungsgrenze verzerrungsaurm aussteuern.

Wie ich schon sagte: wenn ich mit einer derart dicken Röhre SE bauen würde, würde ich sie nicht ganz so hart am Limit fahren wie eine EL84, etwas weiter von der Grenzleistung fernbleiben. Und dann mal eben rechnen.

Die GU-50 könntest Du ggf auch in Erwägung ziehen - 40W Anodenverlustleistung, kostengünstig, nicht so ganz einfach anzusteuern (bei hohem Kathodenstrom fängt natürlich auch das Steuergitter mehr Elektronen ein, und man muss die Gitterableitung konservativ handhaben - gilt natürlich auch für die KTxx).

Über-Alles-Gegenkopplung ist bei SE ein großes Thema: die Höhenresonanz eines SE-Übertragers ist vergleichsweise niedrig. Das kann Stabilitätsprobleme geben. Lokal geht natürlich alles mögliche, angefangen vom Weglassen des Kathoden-C über Schirmgitter-GK (=Ultralinear). Je nach Röhre.
Aber Dir ist ja bewußt, dass jede lokale Gegenkopplung die Schleifenverstärkung für eine darüber liegende globale Gegenkopplung vermindert? Es dürfte eine ziemliche Tüftelei werden, hier die richtige Balance zu finden.
« Letzte Änderung: 20.03.2019 15:53 von bea »
Liebe Grüße

Beate

Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #12 am: 20.03.2019 16:06 »
Guten Tag Beate,

danke für Deine Anmerkungen, dies hatte ich auch schon im Kopf. Lokale und globale (über-Alles-) Gegenkopplung zusammen wird es komplizierter machen, aber ich denke, dass
ich das in den Griff bekomme. Den Vorschlag, die THD mit Spice zu untersuchen ist eine gute Idee, das werde ich mal machen!
Ich denke mit der KT120 habe ich genug Reserve, um diese nicht an der Leistungsgrenze betreiben zu müssen, die GU-50 kannte ich noch nicht. Hier werde ich auch mal einen
genaueren Blick drauf werfen!

Vielen Dank für die Tipps!

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Offline bea

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #13 am: 20.03.2019 17:55 »
Für die GU50 gibt es brauchbare Modelle. Stichwort "Ayumi". Wie es bei der KT120 aussieht, weiß ich nicht.
Liebe Grüße

Beate

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Offline Laurent

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Re: SE-Hifi-Verstärker - Welche Endstufenröhre?
« Antwort #14 am: 20.03.2019 18:14 »
Hallo,

Mit der Problematik befasse ich mich auch gerade.
Heute Abend versuche ich einen Thread zu kreieren, wo ich auch meine Spice-Datei beilege.

Gruß
Laurent