Guten Abend!

Ich hätt da zwei Fragen:
1. Wie kann ich die maximale Aussteuerung am Ausgang(Ich meine damit die maximale Wechselspannung am Ausgang die unverzerrt rauskommt.) einer einzelnen Röhrenstufe(Katodenschaltung bzw. Katodenfolger) berechnen?  Geht denn das überhaupt?

2. Wozu dient der Gitterwiderstand bei einer Katodenschaltung? Wie kann ich den berechnen?

Mit freundlichem Dank im vorraus

Benni

PS.: Ich seh grade es waren eigentlich 4 Fragen

Hallo Bjurn

zu 1. Die maximale unverzerrte SPannung ist immer 0V, du bekommst aus keinem verstärker der Welt eine unverszerrte SPannung. Eine Maximalöe Aussteuerung am Ausgang gibt es nicht, Aussteuerung gibt es nur am Gitter. . Ein Kathodenfolger ist keine Kathodenschaltung, sondern eine Anodenbasisschaltung, weil hier die Anode für das Signal praktisch auf der Basis (Masse) liegt. Du meinst bestimmt die Signalspannung, deren Verzerrungen man gerade noch nicht bewusst wahrnehmen kann. Die ist eganu so groß wie beim normalen Kathodenbasisverstärker, also bei der Standartschaltung, mit dem selben Arbeistwiderstand bei der selben Anodenspannung. Ein kathodnefolger kann also nicht mehr ausgangsspannung liefern, als ein Normaler Verstärker mit Arbeistwiderstand an der Anode, er liefert auch nicht wenigr. Nur seine Verstärkung ist geringer. Nämlich maximal 1fach. Die formel lautet:

V = Rk*S/(1+(Rk/Ri)+S*Rk)

V ist die Verstärkung, S die Steilheit im ASrbeitspunkt, rk der kathodenwiderstand und Ri der Innenwiderstand im Arbeitspunkt. Da bei Pentiden Ri gegen unendlich geht, ist bei ihnen Rk/Ri nahe Null, es gilt also für Pentoden vereinfacht:

V = Rk*S/(1+S*Rk)


Die maximale Ausgangsspannung kann man leicht berechnen. Du guckst in dein kennliniendiagramm, welche maximale Stromschwankung du durch Gitteraussteuerung erreichen kannst. Nennen wir die Iamax. Nun ist die maximale Signalspannung an der Kathode:

Ukmax=Rk*Iamax


Zu 2. Der Gitterableitwiderstand dient bei der ANODENbasisschaltung bzw. beim Kathodenfolger genau dazu, wozu er immer dient. Er bildet die Last für die die Schaltung ansteuernde Signalquelle und als Ableiter für den Gitteranlaufstrom. Nur bei direkter Kopllung, die manchmal beim Kathodenfolger eingesetzt wird, darf (muss) man ihn weglassen. Da ist nciht viel zu berechnen. Wie groß er maximal sein darf ergibt sich aus dem Datenblatt der Röhre. Ich glaube bei der EL84 sind es 2MOhm (nicht hauen, wenn das nicht stimmt). Man sollte den Maximalwert nicht ausnutzen, da das Widerstandrauschen direkt Proportional zu seiner Größe ist. Als Faustregel gilt, dass erw enigstens zwei bis dreimal so groß sein muss, wie der Quell(Innen)widerstand der Signalquelle. Bei Röhrenstufen ist eine schöne Faustregel, dass man den Doppelten Anodenwiderstand der Stufe davor nimmt.

Viele Grüße
Martin

Hallo Käpt'n :gutenmorgen:

Danke schön für diese ausführliche Erklärung.

Mir is bewusst dass ein Kathodenfolger und eine Katodenbasisschaltung nicht dasselbe ist, genauso wie Emitterschaltung und Emitterfolger beim Transistor nicht dasselbe is. Ist die maximal Signalspannung, mit nicht wahrnehmbarer Verzerrung, dann einfach die maximale Aussteuerung am Gitter mal der Verstärkung?

Hallo Benny

Mir is bewusst dass ein Kathodenfolger und eine Katodenbasisschaltung nicht dasselbe ist, genauso wie Emitterschaltung und Emitterfolger beim Transistor nicht dasselbe is.

Bei einer Röhre kommt die Kathode am ehesten dem Emitter nache. Wenn du denn weißt, dass eine Emitterschaltung und ein Emitterfolger nicht das selbe ist, warum verwendest du dann "Kathodenfolger" und "Kathodenschaltung" Synonüm, dabei sind beide so verschieden wie die genannten Tranistorschaltungen.

Ist die maximal Signalspannung, mit nicht wahrnehmbarer Verzerrung, dann einfach die maximale Aussteuerung am Gitter mal der Verstärkung?

Nein.Der Grund ist, dass der Kathodenfolger voll gegengekoppelt. Das funktioniert so: Du steuerst das Gitter aus, das führt zu einem Signalstrom in der Röhre, dieser führt zu einer Signalspannung am Kathodenwiderstand. Diese Spannung liegt zwischen Kathode und Masse an. Machst du das Gitter durch eine Steuerspannung positiv, dann machst du auch die Kathode durch die Ausgangsspannung postiv, so wird ein Teil der Steuerspannung von der Ausgangssignalspannung aufgefressen. Das Gitter wird also immer sehr viel weniger Ausgesteuert, als die Steuerspannung, die du aufbringst. Es gibt beim Kathodenfolger also einen Unterschied zwischen tatsächlicher Aussteuerung und Steuerspannung.

Die Ausgangssignalspannung ist so groß, wie die Eingangssignalspannung mal Verstärkungsfaktot. Ihren Maximalwert kann man aus dem Kathodenruhestrom und dem Kathodenwiderstand schätzen. Beides führt nämlich zu einem Spannungsabfall am Kathodwenisertand und diese abfallende SPannung kann die Signalspannung nicht übertreffen, da die Röhre dann sperren würde. Wenn du dann ungefähr 75% dieser  SPannung ansetzt, dann hast du einen guten Schätzwert für die maximale wenig verzerrte Ausgangsspannung:

Ukmax = ca. Ik*Rk*0,75

Ik ist der Kathodenruhestrom und Rk der Kathodenwiderstand.

Wenn du es ganz genau wissen willst und musst es du grafisch auf dem Kennlinienfeld bestimmen.

Viele Grüße
Martin