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neue Baustelle - jetzt mit Berechnungsanleitungen von Kpt.Maritim (super!)

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Kpt.Maritim:
Hallo

Gleichrichterröhre bekommen wir auch, klar.

Gehen wir mal die Berechnung der Endstufe an. Für Pentoden im Eintakt-A-Betriebt gilt für die Dimensionierung des Arbeitswiderstandes RaL eine Faustregel:

I: RaL= Ua/Ia

Ua ist die Anodenspannung und Ia der Anodenstrom.

Zweitens gilt für die Anodenverlustleistung Pa:

II: Pa = Ua*Ia

Gucken wir uns die Gleichungen I und II an, dann sehen wir zwei unbekannte und zwei bekannte Größen. RaL=7k und damit bekannt. Pa darf 12Watt bei der 6V6 betragen (siehe Datenblatt). Unbekannt sind Ua und Ia. Aber wir können tricksen, stellen wir I mal nach Ua um:

III: Ral*Ia = Ua

Das setzen wir in II ein und erhalten:

IV: Pa=Ral*Ia*Ia=RaL*Ia²

Stellen wir das nach Ia um:

V: Wurzel(Pa/Ral)=Ia

Wir setzen ein:

V: Ia = WUrzel(12Watt/7kOhm) = Wurzel(12Watt/7000Ohm) = Wurzel(0,0017) = 0,04A = 40mA

Nun können wir durch Einsetzen in III leicht Ua berechnen:

III: Ua = 7kOhm*40mA = 7000Ohm*0,04A = 280V.

Wir müssen die 6V6 also bei 280V fahren. Diese Spannung ist nicht die Versorgungsspannung, sondern diese Spannung muss zwischen Kathode und Anode, nicht zwischen Anode und Masse zu messen sein.

Jetzt gucken wir in das Datenblatt und Kennlinienfeld der 6V6. Wichtig ist, dass wir in das Kennlinienfeld gucken bei dem die Schirmgitterspannung Ug2 niedriger als die Anodenspannung ist. Sonst geht das Schirmgitter kaputt. Das Schirmgitter hat dann 250V. das Kennlinienfeld findest hier auf Seite 2/3:

http://frank.pocnet.net/sheets/127/6/6V6.pdf

Dort suchen wir uns einfach den Punkt, der der Anodenspannung von 280V und dem Strom von 40mA entstpricht. Wir müssen abschätzen wie hoch die Gittervorspannung Ung1 hier etwa ist. Die krummen Linien entsprechen genau diesen Gittersvorspannungen. Ich sehe, dass unser Schnittpunkt zwischen Ug1=-12,5V und Ug1=-15V. eher etwas zu den -15V hin. Daraus entnehmen wir:

Ug1=-14V.

Damit haben wir den Arbeitspunkt der Endstufe schon festegelegt:

Wir haben ausgerechnet:
Ia=40mA
Ua=280V

Und dann abgelesen:
Ug1=-14V
Diese SPannung gibt an, wie viel negativer das Gitter als die Kathode sein muss.

und wir haben das im Diagramm für die Schrimgitterspannung Ug2 für
Ug2=250V
abgelesen. Sie gibt die Spannung zwischen Kathode und Schrimgitter an.

Diese vier Größen bestimmen bei einer Pentode den Arbeitspunkt.

Jetzt brauchen wir noch ein paar Größen. Wir kennen den Kathodenwiderstand noch nicht, ebenso wenig die Versorgungsspannung und uns fehlt die Größe des Widerstandes mit dem wir die Ug2=250V für das Schrimgitter aus der Versorgungsspannung erzeugen.

Zunächst der Kathodenwiderstand Rk. Durch den Rk fließt der Anodenstrom und der Schirmgitterstrom. Denn das Schrimgitter ist mit 250V sehr positiv und wirkt als "Hilfsanode". Dieser Strom nennt sich im datenblatt "Schreen Current" Manchmal ist ein Diagramm am Datenblatt mit dem er abgelsen werden kann. Hier leider nicht. das ist nicht schlimm. Gucken wir uns ein paar andere Arbeitspunkte an und schätzen. Auf Seite 1 finden sich drei Arbeitspunkte. Da ist er mit "zero signal" und mit "maximum signal" angegeben. Der Mittelwert liegt bei geschätzten 5mA. Das ist für unsere Zwecke genau genug.

Nun können wir ausrechnen, welcher Strom Ik durch den Rk fließt. Nämlich:

VI: Ik = Ia+Ig2 = 40mA+5mA = 45mA

Nun können wir den Kathodenwiderstand berechnen. Dazu hilft folgende Überlegung. Der Kthodenwiderstand mach die Kathode positiver als Masse, denn der Kathodenstrom Ik führt nach hms Gesetz zu einem Spannungsabfall an selbigen. Die Kathode muss postiver als Masse werden, weil wir nachher für Gleichstrom das Steuergitter g1 an Masse legen werden. So wird es negativer als die Kathode und es bekommt genau seine Ug1 erhält. D.h. wie Kathode muss soviel positiver als die Kathode wie das Gitter negativer als die Kathode muss. Aber das wissen wir doch, das ist genau Ug1. Wir erhalten also:

VII: Uk = -1*Ug1

Der Faktor ist nötig, weil die Uk postiv aber die Ug1 negativ ist. Wir setzen ein:

VII: Uk = -1*-14V=14V.

Nun können wir losrechnen:

VIII: Rk = Uk/Ik = 14V/45mA = 14V/0,045A = 310Ohm.

Nun können wir die Versorgungsspannung Ub berechnen. Die setzt sich zusammen aus:

Der Kathodenspannung Uk, der Anodenspannung Ua und eine dritte Spannung. Dein Übertrager hatte doch einen ohmschen Drahtwiderstand. Der verbrät ja auch noch etwas Spannung, nennen wir sie Ubrat. Die muss unser Netzteil auch aufbringen. Übrigens waren das etwa 700Oh,. was für einen Übertrager seeehr viel ist, ich würde vielleicht einen anderen kaufen. Aber berechnen wir Ubrat:

IX: Ubrat = Rdraht*Ia

Rdraht ist der Drahtwiderstand, also die 700Ohm. Ia ist der Anodenstrom, wir nehmen den, weil der ja durch den Übertrager muss.

Für die Versorgungsspannung können wir daraus folgendes entnehmen:

X: Ub = Uk+Ua+Ubrat = Uk+Ua+Rdraht*Ia

Wir setzen ein:

X: Ub = 14V+280V+700Ohm*0,04A=326V

Aus diesen 326V müssen wir an einem Schirmgittervorwiderstand Rg2 eine Spannung Ub2 derart erzeugen, das wir zwischen dem Schirmgitter und der Kathode 250V messen. Diese Spannung ist um Uk kleiner als die zwischen Schrimgitter und Masse, denn wir haben die Kathode Mittel Rk ja um Uk hochgelegt.

XI: Ub2 = Uk+Ug2 = 14V+250V = 264V

Die Differenz aus Ub und Ub2 muss am Schirmgittervorwiderstand Rg2 abfallen, dabei fließt der Strom des Schirmgitters und der Vorstufe Ivor durch diesen Widerstand. Die Vorstufe zieht aber nachher so ca. 1mA. Wir erhalten also

Rg2 = (Ub-Ub2)/(Ig2+Ivor) = (326V-264V)/(5mA+1mA)=62V/6mA=62V/0,006A=10000Ohm=10k.

Damit haben wir alles berechnet, was sich um die Endröhre berechnen lässt.

Viele Grüße
Martin

mr.bassman:
Hallo Arne,

es ließ mir keine Ruhe mit Deinem Graetz Netztrafo ... Nach einigem Grübeln bin ich zu dem Ergebnis gelangt, dass der Trafo nicht aus einem Allstromradio stammen muss! Um das jedoch zu untermauern, solltest Du mit dem Ohmmeter unbedingt messen, ob die beiden roten Sekundäranschlüsse (Trafo-Oberseite) keinerlei Verbindung zu den anderen Wicklungsanschlüssen haben! Wenn dem so ist, besitzt das Teil nämlich doch eine galvanische Trennung zwischen Primär- und Sekundärseite! Siehe angehängten Plan.
So kannst Du den Trafo für andere Projekte doch noch verwerten - für dieses Projekt hast Du Dich ja für eine Gleichrichtung mit Röhre entschieden.
Dass Dir Dein AC-Adapter abgeraucht ist, liegt wohl nicht an einem Trafodefekt, sondern daran, dass Du das Teil an die Heizspannungs-Wicklung des NTs angeklemmt hast. Die hast Du doch mit einem Wert von 0,5 Ohm (DC) ausgemessen, da wird wohl der kleine AC-Adapter kaum den hierfür erforderlichen Strom liefern können... :(

Es freut mich, das Martin Dir bei Deinem neuen Projekt so detailliert hilft! Sein Vorschlag, schaltungsmäßig in Richtung VOX AC4 zu gehen, kann ich nur unterstreichen ... und schon haben wir Dich wieder heiß gemacht!  :devil:

Liebe Grüße aus dem Norden

Bernd

P.S.: Die leichten Differenzen zwischen rein rechnerischen und tatsächlich gemessenen Werten der Primäranzapfungen des Trafos lassen sich z.B. damit erklären, dass die 110/127V Wicklungen aus sicherlich dickerem Draht bestehen, wegen der stärkeren Belastung (höherer Strom) in der Betriebsart! Die angegeben Ohm-Werte habe ich aus Deinen Messungen übernommen.

pentatone:
Hallo Martin und Bernd -

erst einmal einen riesiggroßen Dank, daß Ihr Euch so abmüht, mir die Welt der Verstärkerelektronik zu erschließen.



Martin -

das ist ja eine gigantische Abhandlung - ich habe das eben mal überflogen. Das ist alles nachvollziehbar, aber ich werde das ausdrucken und mal richtig durcharbeiten. Ich möchte in die Lage kommen, solche Gedankengänge selber zu entwickeln ohne das "vorgekaut" zu nekommen (ich glaube in der Schule hieß das dann Transfer) und mich nicht nur darauf beschränken, Deine geistige Arbeit zu reproduzieren.
Das wird jetzt sicherlich ein paar Tage dauern!


Bernd -

ja, wenn ich das jetzt so auf Deiner Trafodarstellung so sehe, ist das am Ende wieder mal ganz logisch - wäre ich aber alleine niemals (!!!) darauf gekommen (Frust!).
Was den AC-Adapter angeht - der ist am Ende mächtig heiß geworden (habe ich leider erst zu spät bemerkt) - das war wohl etwas viel für ihn. Er soll laut Aufdruck 16VAC/800mA bringen. Ich hatte noch gehofft, daß da so eine Art Überlastungsschutz drin ist (Bimetall o.ä.) und er nach Abkühlung wieder kommt, aber nichts. Es ist nicht so schlimm - ich hatte ihn mal von einem alten PC (Bildschirm glaube ich) aufgehoben, weil ich mich immer so schwer von Dingen trennen kann.


Vielen herzlichen Dank für Eure Mühen - viele Grüße --- Arne.

Kpt.Maritim:
Hallo

Bernd wird Recht haben und es kein Allstromtrafo sein. Aber zweierlei beunruhigt mich. Der Drahtwiderstand dessen, was als Primärwicklung ausgemacht ist ist zu klein. Zweitens scheiunt der Trafo ohne Last ordentlich Strom zu ziehen, sonst wäre dein Netzgerät nicht abgeraucht. Das passt beides zusammen. Ich vermute der Trafo hat einen primärseitigen Windungsschluss. Dadurch zieht die Primärwicklung einen ordentlichen Strom und hat auch nicht mehr den Drahtwiderstand den sie haben sollte, denn die kurzgeschlossenen Windungen fallen bei der Messung weg.

Wenn du ein bisschen Üben willst, nimm doch mal das Datenblatt der 6L6 und rechne einen Arbeitspunkt für einen RaL von sagen wir mal 3k durch.

Viele Grüße
Martin

pentatone:
Hi Martin -

noch einmal Danke für Deine Ausführungen. Ich glaube, ich habe das jetzt soweit mit Ua, Ia und Ug1 im Griff, stolpere aber noch über ein Verständnisproblem:

--- Zitat ---Jetzt gucken wir in das Datenblatt und Kennlinienfeld der 6V6. Wichtig ist, dass wir in das Kennlinienfeld gucken bei dem die Schirmgitterspannung Ug2 niedriger als die Anodenspannung ist. Das Schirmgitter hat dann 250V.
--- Ende Zitat ---

--- Zitat ---... und wir haben das im Diagramm für die Schrimgitterspannung Ug2 für
Ug2=250V abgelesen ...
--- Ende Zitat ---
Bitte schlag mich nicht, aber ich finde kein anderes Kennlinienfeld mit einer anderen Ug2. Oder bringe ich hier noch etwas mächtig durcheinander?


Viele Grüße --- Arne.


Edit: Das Ding mit dem Kathodenwiderstand, der Versorgungsspannung, etc. nehme ich mir im nächsten Schritt vor. Ich muß das jetzt erst einmal verinnerlichen - mir qualmt das Hirn  ???. So ähnlich habe ich mich in der 1. Klasse beim Schreiben- und Rechnen-Lernen gefühlt.

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