Hi,

ich bin gerade dabei, mich in das Buch von Merlin (und andere Quellen im Netz) einzulesen und endlich zu begreifen, wie die ganze Röhren-Sache funktioniert.
Manche Sachverhalte begreif ich aber noch nicht 100%ig bzw. bin mir nicht sicher.
Vielleicht könnt ihr mir ja noch ne kleine Starthilfe geben

Im Detail gehts mir erstmal um die Kathoden-Basis-Schaltung (siehe auch angehängte Grafik).

Ich fang einfach mal an zu erklären, was ich (meine) bereits zu wissen und häng dazu ein paar Fragen.
Das ganze ist jetzt teilweise etwas zerstreut/zusammenhangslos, ich will halt nur die Sachen schreiben, die ich noch nicht ganz so kapier...

Wär klasse, wenn ihr mal prüfen könnt, ob die Aussagen, die ich schreibe, korrekt sind und mir evtl. die Fragen, die ich reingespickt habe beantworten könnt. Schon mal 1000 Dank für eure Hilfe.

OK ich leg mal los:

C1 und C2 dienen dazu, Gleichstrom vom Gitter und Lautsprecher fernzuhalten. Ist soweit klat (weil ein C nur Wechselstrom durchlässt).
Warum wird in vielen Schaltungen, die ich gefunden hab anstatt dem C am Eingang aber ein R verwendet (z.B. beim Soldano, TT66 usw. hängt da ein 68k drin)?

R3 sorgt dafür, dass die Spannung am Gitter negativ ist. Grund: Bei Röhren werden (auch im Datenblatt) die Spannungen immer in Bezug auf die Kathode betrachtet.
Deshalb geht man (bzw. die Röhre ;-) normalerweise davon aus, das die Kathode an Masse hängt und deshalb nen Spannungsabfall von 0 hat.
Da aber R3 drunter hängt, fällt Spannung ab wodurch am Gitter die Spannung "0 minus Spannungsabfall an R3" entsteht? Also ein negativer Wert, richtig?
Oder kann mir das noch jemand anders erklären? Irgendwie schnall ich das noch nicht...

Und auch das mit dem C3 leuchtet mir noch nicht so ein. Man will damit irgendwie den R3 überbrücken, aber wie genau?
Kann mir das irgendjemand "für Dummies" erklären?

Wenn man die Heizung an Kathode einschaltet, werden (negative) Elektronen emittiert und fliegen zum Gitter (und bleiben an diesem hängen).
Damit diese wieder"abfließen" können, vor allem, wenn noch kein Signal reingespielt wird, hängt R1 dran (damit das Gitter an Masse hängt)??
R1 muss von der Größe her in etwa so dimensioniert sein, wie der Eingangswiderstand (=Eingangsimpendanz??) der Röhre...Warum?
Was/Wo genau ist der Eingangswiderstand der Röhre? Zwischen Anode und Kathode? Zwischen Gitter und Kathode?
Wozu wird R1 noch gebraucht (siehe auch nächster Absatz).

Wenn das Gitter zu positiv wird, kommt es zu "Forward Grid current", d.h, dann fliegen die positiv geladenen Elektronen des Gitters zur Kathode zurück, d.h. der Strom fließt nicht von Anode zu Kathode, sondern von Gitter zu Kathode.
Das macht mich übrigens auch ganz wuschig. Diese zwei Stromfließ-Theorien. Einmal heißts von Anode zu Kathode, aber auf der anderen Seite fliegen die Elektronen von Kathode zu Anode...egal.

Ein anderer Nebeneffekt bei zu positivem Gitter: Die Eingangsimpendanz der Röhre fällt extrem runter? Was genau heißt das? Und warum fällt die runter? Und da spielt doch nun auch R1 wieder irgend ne Rolle...


OK, das wäre erst mal mein erster "Fragenkatalog".
Ich bin wie gesagt für jede Hilfe dankbar, damit ich irgendwann vielleicht in diesem Forum auch mal jemand helfen kann ;-)

Viele Grüße


Daniel

Ich habe keine Ahnung, aber das weiß ich halbwegs: Der Kondensator kann deswegen entfallen, wenn die Quelle (wie z.B. eine Gitarre) garantiert eine Wechselspannungsquelle ist.
Der Koppelkondensator wird zwischen zwei Verstärkerstufen nötig, um den Wechselspannungsanteil - der von der Betriebsspannung überlagert ist - rauszufiltern. Die Betriebsspannung darf ja nicht an das Gitter der folgenden Röhre kommen.

Ich habe keine Ahnung, aber das weiß ich halbwegs: Der Kondensator kann deswegen entfallen, wenn die Quelle (wie z.B. eine Gitarre) garantiert eine Wechselspannungsquelle ist.
Der Koppelkondensator wird zwischen zwei Verstärkerstufen nötig, um den Wechselspannungsanteil - der von der Betriebsspannung überlagert ist - rauszufiltern. Die Betriebsspannung darf ja nicht an das Gitter der folgenden Röhre kommen.

Koppelkondensator = C2, oder?

Moin,

C1 und C2 dienen dazu, Gleichstrom vom Gitter und Lautsprecher fernzuhalten. Ist soweit klat (weil ein C nur Wechselstrom durchlässt).
Warum wird in vielen Schaltungen, die ich gefunden hab anstatt dem C am Eingang aber ein R verwendet (z.B. beim Soldano, TT66 usw. hängt da ein 68k drin)?

Bei dem 68k handelt es sich um einen so genannten "Gridstopper". Ob er zum Einsatz kommt und wie groß er ist, das hängt (auch) vom Design ab und davon, um welche Stufe es sich handelt. Grundsätzlich hat der GS zwei Funktionen: Stabilisieren der Stufe gegen parasitäre Schwingungen und unterdrücken (ungewollter) hoher Frequenzen - in der ersten Stufe sind das vor allem HF-Einstreuungen. Dazu bildet der GS zusammen mit der Miller-Kapazität der Stufe einen Tiefpass. 68k ist ein "klassischer" Wert, oft reicht ein kleinerer GS aber aus (ich verbaue am Eingang immer ~10k, oder halt was gerade da ist).

Aufgrund der Tiefpasswirkung wird der GS auch zur Klangformung benutzt, sieht man oft weiter hinten in Amps mit mehr Gain - da wird der Gridstopper gerne mal 220k oder 470k groß und hat damit einen deutlich hörbaren Effekt als Tiefpass.

Merlin schreibt z.B., man kann Gridstopper allgemein ruhig sehr klein machen (wenn sie nicht zur Klangformung dienen sollen), aber niemals weglassen. Kommt aber halt immer drauf an. Auf jeden Fall gehört ein GS immer (immer immer!) an die Fassung, sonst ist er in Sachen Stabilisierung und HF-Unterdrückung wirkungslos.

Einen C am Eingang des Verstärkers findet man nicht immer bzw. eher selten. Man macht das, um z.B. eventuelle Gleichspannungen von vorgeschalteten Effektgeräten von der ersten Stufe fernzuhalten, da sich sonst der Arbeitspunkt verschiebt. Weiter hinten braucht man den C aber auf jeden Fall zur Auskopplung des Gitters von der Anode der vorherigen Stufe.

R3 sorgt dafür, dass die Spannung am Gitter negativ ist. Grund: Bei Röhren werden (auch im Datenblatt) die Spannungen immer in Bezug auf die Kathode betrachtet.
Deshalb geht man (bzw. die Röhre ;-) normalerweise davon aus, das die Kathode an Masse hängt und deshalb nen Spannungsabfall von 0 hat.
Da aber R3 drunter hängt, fällt Spannung ab wodurch am Gitter die Spannung "0 minus Spannungsabfall an R3" entsteht? Also ein negativer Wert, richtig?
Oder kann mir das noch jemand anders erklären? Irgendwie schnall ich das noch nicht...

Das Steuergitter muss gegenüber der Kathode negativ sein, dabei ist es aber egal, ob man das Gitter über eine negative Vorspannung negativ macht und die Kathode auf Masse legt (fixed bias) oder, wie hier, das Gitter auf Massepotential hält und die Kathode positiv macht (Kathoden- oder Auto-bias). Was passiert ist: Durch die Röhre fließt ein Ruhestrom, der über dem R3 einen Spannungsfall bewirkt. Das eine Ende des R ist auf Masse, also bleibt keine andere Möglichkeit, als dass das andere Ende des R3 (an dem die Kathode hängt) auf ein positives Potential wandert, und schwupps - die Kathode ist positiver als das Gitter, und damit das Gitter negativ gegenüber der Kathode.

Und auch das mit dem C3 leuchtet mir noch nicht so ein. Man will damit irgendwie den R3 überbrücken, aber wie genau?
Kann mir das irgendjemand "für Dummies" erklären?

Ohne C3 hast Du eine starke Gegenkopplung. Das Signal ist ja eine Wechselgröße. Wenn am Gitter das Signal ansteigt, wird es weniger negativ gegenüber der Kathode, und der Strom durch die Röhre steigt an. Ohne Bypass-C bedeutet das aber auch einen Anstieg des Spannungsfalls über R3, die Kathode wird weiter angehoben und damit der Anstieg des Gitters gegenüber der Kathode "gedrosselt" und die Verstärkung der Stufe reduziert.

Wenn man jetzt den R3 mit einem C brückt, wird der Wechselanteil an der Kathode quasi kurzgeschlossen, die Kathode bleibt auf festem Potential, und die Verstärkung der Stufe steigt. Das kann man auch zur Klangformung nutzen, indem man als Kathoden-C nicht ganz so große Werte nimmt; dann bleibt die Stufe für tiefere Frequenzen stärker gegengekoppelt, für hohe Frequenzen dagegen wird diese Gegenkopplung aufgehoben. Im Endeffekt kommt es zu einem Treble-Boost. Nimmt man einen großen C (10-22µ), kann man die Stufe als (für Gitarrenfrequenzen) "fully bypassed" betrachten, und sie hat maximale Verstärkung über den gesamten Frequenzbereich.

Wenn man die Heizung an Kathode einschaltet, werden (negative) Elektronen emittiert und fliegen zum Gitter (und bleiben an diesem hängen).
Damit diese wieder"abfließen" können, vor allem, wenn noch kein Signal reingespielt wird, hängt R1 dran (damit das Gitter an Masse hängt)??
R1 muss von der Größe her in etwa so dimensioniert sein, wie der Eingangswiderstand (=Eingangsimpendanz??) der Röhre...Warum?
Was/Wo genau ist der Eingangswiderstand der Röhre? Zwischen Anode und Kathode? Zwischen Gitter und Kathode?
Wozu wird R1 noch gebraucht (siehe auch nächster Absatz).

Ohne Signal sorgt der R1 dafür, dass das Gitter auf Masse liegt, da über den R1 (theoretisch) kein Strom fließt. Über das Gitter fließen keine Elektroden ab.

Wenn das Gitter zu positiv wird, kommt es zu "Forward Grid current", d.h, dann fliegen die positiv geladenen Elektronen des Gitters zur Kathode zurück, d.h. der Strom fließt nicht von Anode zu Kathode, sondern von Gitter zu Kathode.

Positiv geladene Elektronen gibt's nicht. Wenn das Gitter positiv gegenüber der Kathode wird, zieht es die Elektronen an, und die fließen über das Gitter statt über die Anode ab.

Gruß, Nils

Edit: Nochmal zur Verdeutlichung: Wenn Du zwei der abgebildeten Stufen hintereinander hängst, dann ist C2 der ersten Stufe gleich C1 der zweiten, und er heißt dann "Koppelkondensator", weil er die beiden Stufen (wechselspannungsmäßig) koppelt. Ein potentieller Gridstopper befände sich zwischen R1 und dem Gitter. /Edit

Danke für deine ausführliche Antwort, da sind gerade einige Leuchtbirnen in meiner dunklen Birne angegangen ;-)

Auf jeden Fall gehört ein GS immer (immer immer!) an die Fassung, sonst ist er in Sachen Stabilisierung und HF-Unterdrückung wirkungslos.

Hab ich bei meinem JCM gottseidank so gemacht. Der GS ist beim Dreamtone-Layout nämlich auf dem Turret-Board...

Ohne Signal sorgt der R1 dafür, dass das Gitter auf Masse liegt, da über den R1 (theoretisch) kein Strom fließt. Über das Gitter fließen keine Elektroden ab.
[...], und die fließen über das Gitter statt über die Anode ab.

Ich glaub das hab ich damit gemeint: Also dass die Elektronen "abfließen können" benötige ich R1.
Also ist das quasi der Hauptgrund, warum das Gitter (über R1) auf Masse liegen muss, oder?

Grüßn

Daniel

Danke für deine ausführliche Antwort, da sind gerade einige Leuchtbirnen in meiner dunklen Birne angegangen ;-)

Hab ich bei meinem JCM gottseidank so gemacht. Der GS ist beim Dreamtone-Layout nämlich auf dem Turret-Board...


Ich glaub das hab ich damit gemeint: Also dass die Elektronen "abfließen können" benötige ich R1.
Also ist das quasi der Hauptgrund, warum das Gitter (über R1) auf Masse liegen muss, oder?

Grüßn

Daniel

Der Grund, warum man R1 braucht, ist erstmal, dass er dem Gitter ein festes Bezugspotential - in diesem Fall Massepotential - gibt. Ansonsten hängt das Gitter in der Luft und es stellt sich kein stabiler und verhersagbarer Arbeitspunkt ein.

Gruß, Nils

Alles klar...gespeichert ;-)

Viele Grüße

Daniel

Hallo Nils,

Tolle Erklärung, im großem und ganzen war mir das alles schon bewusst, aber so ausführlich hätte ich das nicht hin bekommen,
bei wären es wohl mehr Stichpunkte mit etwas wenige Hintergrunderklärung gewesen 

Gruß Ronald

Ich hab mir jetzt mal mit LTSpice die erste Vorstufe des SLO "nachgebaut" (ging viel schneller als in echt ;-)
Was ich schon "erfolgreich" messen konnte, ist die Spannung an Anode und Kathode, die fast mit dem Schaltplan von Joachim übereinstimmen.
Nun möchte ich gern mal ein simuliertes Gitarrensignal reinjagen und am Ausgang die Sinuswelle + die Ausgangsspannung ansehen.

Wie macht man denn sowas mit LTSpice? Ich hab gesehen, dass man eine Komponente "Signal" einspeisen kann.
Nur was genau muss man da einstellen, um ein Gitarrentypisches Signal zu erhalten?
10mv AC, 1000Hz?

Wie kann ich mir denn dann nen Oszillator (mit Ausgangssignal) anzeigen lassen?

Viele Grüße

Daniel

Dafür gibt es mehrere mögliche Ansätze.

Der erste, einfachere und schnellere Ansatz ist, am Eingang eine Wechselspannung reinzugeben, typischerweise nehme ich 100mV/1kHz oder 500Hz (Achtung - LTSpice erwartet im Eingabefeld für Spannungen Spitzenwerte, nicht RMS). Wenn die Simulation durchgerechnet ist (bzw. schon währenddessen) kannst du mit der Maus auf jeden beliebigen Punkt / Knoten im Plan klicken, und LTSpice zeichntet einen Plot des Signals an der Stelle. Du erfasst damit aber halt nur das Transientenverhalten bei einer bestimmten Frequenz.

Der zweite Ansatz ist, keine Transientenanalyse zu machen (.tran-Direktive) sondern z.B. den Frequenzgang zu analysieren (.ac-Direktive). Dazu muss in der Signalquelle das Feld "AC Amplitude" ausgefüllt sein. LTSpice gibt Dir dann Frequenzgang und Phasenlage an beliebigen Orten im Schaltplan aus.

Der dritte Ansatz ist der aufwändigste, weil er viiiieeeeeel Rechenzeit benötigt - Stone und ich hatten das Thema gerade - nämlich vorne statt eines simulierten Signals ein Wave-Sample einzuspeisen und an einem bestimmten Punkt die Ausgabe in eine Wavedatei zu schreiben. Was du aber brauchst, ist erstmal ein passendes Sample als Eingangssignal. Simulieren kannst  Du das nicht.

Gruß, Nils

Alles klar, dann werd ich mich erstmal für Lösung 1 und 2 entscheiden ;-)

Mal noch was anderes (um Möglichkeit 3 aufzugreifen):

1. Wenn ich jetzt die JCM800 Schaltung nachbauen würde (komplett), eine cleane Gitarrenspur aufnehm und durch LTSpice jag.
Würde dann wirklich ne fette verzerrte Soundspur dabei rauskommen (als Wav-Datei)?

2. Wie macht n ihr das mit Potis in LTSpice? Gibts da ne möglichkeit ne Art POti zu machen und den dann während der Simulation zu verstellen?

Guckst Du hier. Da ist das Potimodell enthalten, das ich nutze, Werte sind paramteriert. Während der Simulation "verstellen" weiß ich nicht, ob das geht, was aber geht sind mehrere Durchläufe über ".step param" stat über feste ".param"-Werte.

Das, was hinten rauskommt, läßt dann aber eines noch vermissen: Den Lautsprecher. Das Ergebnis müsste vermutlich noch durch eine Boxensimulation gejagt werden.

Gruß, Nils

Salü,
Schau mal hier: http://www.moehrenbude.de/Moehre/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=79
Dort ist erklärt, wie man für ein Bauteil mehrere Werte gleichzeitig simulieren kann.
mfg sven

Hallo Nils,

auch ich sage Danke für die obigen Ausführungen.
Klasse erklärt und es hilft auch mir weiter das bisher Erlernte besser zu verstehen.

@ Daniel: Eventuell ist das auch noch interessant für Dich. http://findeforum.de/raik/Stone/funktion.html

Gruß, Klaus