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Presence-Regler Grenzfrequenz

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sleen:
Morgen allerseits!
Hoffe ihr habt gestern nicht zu arg :bier: und könnt mir mal auf die Sprünge helfen:
Ich wollte mal die Grenfrequenz einer typischen Presence-Regelung berechnen. Ausgehend von Jo's SLO-PLan, berechnet sich die f_g doch aus der Kombination aus R35 (39k) und C19 (100n). Das ergibt bei mir eine Grenzfrequenz von etwa 40Hz. Das kann doch nicht stimmen, oder?
Dank für Hilfe!
Nils

Kpt.Maritim:
Hallo

Der Presence-Regler hier ist kein Spannungsteiler, ein normaler passiver Klangregler. Vielmehr schliecßt der die Höhen über R44 kurz. Dadurch verringert er die Gegenkopllung der Stufe, zu der R44 gehört. Der Gegenkopllungsgrad bestimmt sich aus dem Verhältnis von Gegenkopplungswiderstand zum Anodenwiderstand, also

g=Rgk/Ra

Nun bildet sich der Gegenkopllungswiderstand aus allem, was in der Kathode liegt, also C19, R35, R32, R33, R44, Lautsprecherwicklung (alles was zwischen kathode und Masse liegt, Das ganze gespann ist natürlich Frequenzabhängig, da Kondensatoren wirken und zudem durchg Potis verstellbar.

Die Verstärkung ergibt sich aus folgender Formel

V=((Rgk+Ra)*2*S) / (1+(Rgk+Ra)*2*S)

S ist die Steilheit. In einer normalen Schaltung nach dieser Art Gegenkopllung (1. Stufe und Klangregelung des Klampfomat auf www.roehrenfibel.de muss der Faktor 2 vor S weggelassen werden, hier wirken aber zwei Röhren, die sich wie eine Röhre doppelter Steilheit verhalten.

Da das Rgk in der Formel Frequenzabhängig ist ist auch die Verstärkung Frequenzabhängig. Aber es kommt noch besser. Es giibt nämlich eine Weitere Gegenkopllung die sich aus einer SPannung ergiebt. Die echte Verstärkung ergibt sich dann aus:

V'=V/(1+(b*V)

V ergibt sich aus obiger Formel und b ist das Verhältnis von Ausgangsspannung zur Gegenkopllungsspannung. Ableiten tut man das so, dass du annimst die Endröhren sind voll ausgesteuert, dazu muss die Vorstufe eine bestimmte Steuerspannung liefern, dass ist die Ausgangsspannung Uaus. Außerdem musst du nun im kennliniendiagramm ablesen, welche Wechselspannung die Endstufe in den AÜ bläst, das ist die Summe der Anodenwechselspannungen beider Endröhren, bzw. Endröhrenpaare. Diese Spannung wird nun durch den AÜ in seinem Übersetzungsverhältnis runtergesetzt. Dann wird diese Spannung durch einen Spannungsteiler verringert. Dieser ist im Link als Frequenzabhängiger Spannungsteiler ausgeführt der Besteht aus R25, C23, C24 und P9 als einem Glied und aus der Kombo aus C19, R44 und P8 als anderem Glied. Die dazwischen geteilte Spannung ist die Gegenkopllungsspannung  Ugk. Es giult also

b=Ugk/Uaus

Die Spannungsteilerformel und die Berechnung der komplexen Frequenzabhängigen Widerstandskombinationen setze ich mal als bekannt vorraus (Themen: Blindwiderstände sowi Parallel- und Reihenschaltungen). Wenn du diese Regelung wirklich berechnen willst, empfielt sich eine Exceltabelle. In der du für alle Frequenzen V und V' berechnest und dir ein Diagramm anzeigen läßt. Dabei kannst du V und V' zusätzlich auch gut in dB umrechnen lassen. P8 und P9 würde ich dann als Festwiderstände einfügen, mal verschiedene Werte testen, und gucken, wie sich die Diagrammkurven verändern. Das zeigt dir dann, wie die Verstärkung und damit der Klang auf die Potieinstellungen reagiert. Du kannst dann in der Tabelle auch schön verschiedene Cs testen.

Ach ja, wenn du das machst, beschreibe deinen Rechenweg, schicke mir Tabelle und Text, ich mach ein schönes Layout draus und füge es in meine Heimseite ein. Es wäre zumindest eine Revange für meine Erklärung hier, die mich sehr glücklich machen würde. Wenn du keine Zeit oder Lust hast, ist es aber auch Ok.

Viele Grüße
Martin

Kramusha:
Wenn er das kapiert hat, friss ich einen Besen *g

 Ich dank dir aber auch für deinen Beitrag, wenn ich mal mehr Zeit hab, werd ich es versuchen zu verstehen. Das mit der Excel Tabelle ist ne gute Idee, das wär doch eine feine Ferienaufgabe :)

LG Stefan :)

sleen:
Hi!
Auweia! Sowas komplexes hatte ich nicht erwartet! Also allerherzlichsten Dank an den Kapitän, dass Du Dir diese Arbeit machst!! Zugegeben qualmt mir die Birne (Glück gehabt, Kramusha!:).
Mir kommen gerade 1000 Fragen, aber vor allem:

--- Zitat ---Der Gegenkopllungsgrad bestimmt sich aus dem Verhältnis von Gegenkopplungswiderstand zum Anodenwiderstand, also

g=Rgk/Ra

--- Ende Zitat ---
Wovon ist hier die Rede? Endstufe oder PI?

Gruß,
Nils

Nachtrag:
Zu Rgk: der ergibt sich nach Deiner Erklärung aus der Reihenschaltung (R33 + R32 + Paralleschaltung (R14||(R35+LSP-Impedanz))). Da R35 viel größer ist als R44 würde ich den Zweig schonmal vernachlässigen, bleibt also die Reihe R33 + R32 + R44. R44 ist nun wahlweise mit C19 überbrückbar, wobei die Grenzfrequenz der Kombi der beiden bei den Werten 4k7 und 100n bei grob 340Hz liegen würde, was schonmal realistischer ist als 40Hz. Bei aller Frequenzabhängigkeit des R35-Zweiges kann der Wert der Parallelschaltung R44||R35 nicht unter 4k2 fallen, wobei sich eine Grenzfrequenz von etwa 380Hz ergäbe, was ja nicht die Welt an Unterschied ist.
Stellt sich jetzt bloß noch die Frage, ob der grobe Ansatz für die Grenzfrequenz so stimmt...

Kpt.Maritim:
Hallo Nils,

von welchen Grenzfrequenzen sprichst du? Die Grenzfrequenz ist der uneter -3dB Punkt. Und der ergibt sich hier aus der verstärkung der Phasenumkehr, d.h. die fu ist die Frequenz bei der die Phasenumkehrtsufe eine Verstärkung von -3dB kleiner hat, also die Mitlere verstärkung welche immer das sein soll.

Vergiss am besten von Grenzfrequenzen zu reden, denn du hast es hier ja nicht mit einem passiven Glied zu tun, sondern mit einer ziemlich komplexen noch dazu die Lautsprechwechselspannung miteinbeziehenden RC-Kombination, die eine Aktive stufe Frequenzabhängig gegenkoplpelt, zu tun. Es gibt hier weder einen linearen Frequenzgang relativ zu dem man die Grenmzfrequenz angeben könnte, noch ist die Grenzfrequenz der RC-Glieder die Grenzfrequenz der Stufe, denn aus Ihnen wird ja kein Signal ausgekoppelt, sondern sie beeinflussen direkt den Frequenzgang der Phasenumkher.

In Wahrheit ist die Sache sogar noch komplizierter, sie bewirken auch eine leichte frequenzabhängige Asymmetrie der Verstärkung der Phasenumkehr, was sich wiederum auf das Verzerrungsverhalten der Endstufe und damit auf die harmonischen Obertöne auswirkt. Man bekommt so einen frequenzabhängige Klirrverteilung und Klirrfaktor.

Die schaltung: Reihenschaltung (R33 + R32 + Paralleschaltung (R14||(R35+LSP-Impedanz))) stimmt leider nicht. Es sieht so aus:

(R33 + (R32//C18) + (R44//(C19+P8)//(R35+C23+(C24//P9)+(Ri//LSP))

+ sei Reihenschaltung
// sei Parallelschaltung

Ri ist dabei der Innenwiderstand deines Verstärkers selbst, der hier entsprechend Transformiert an den AÜ weitergegeben wird. Der Innenwiderstand ist dabei nicht mit dem RaaL oder der Sekundärimpedanz des AÜ zu verwechseln. Parallel dazu liegt der Lautsprecher. Da LSP und Ri im verhältnis zu P9 und R35 klein sind kommen wir zu folgender Schaltung:


(R33 + (R32//C18) + (R44//(C19+P8)//(R35+C23+(C24//P9))

Du hast ganz recht den R35 Zweig können wir, da er groß gegenüber R32 ist auch weglassen. Es bleibt dann für eine Schätzung immer noch genau genug:

(R33 + (R32//C18) + (R44//(C19+P8)) = Rgk

Für den zweiten Teil der Rechnung also zur Berechnung von V' musst da dann wie beschrieben rangehen und den Spannungsteiler aus R35, C24, C23 und P9 als einem und aus R44, C19 und P8 als anderem Glied berücksichtigen. Gehe einfach mal davon aus, der AÜ aus dem die Gegenkopllung kommt, wäre eine perfekte Spannungsquelle.

Interessant ist, dass C19 und P8 einerseits auf die Gegenkopllung der Phasenumkehr einwirken, und andererseits auf die Gegenkopllung aus dem AÜ. Denn sie gehen sowohl in den Spannungsteiler, als auch in den Rgk ein.

Viele Grüße
Martin

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