Artikel
Stereo-Kopfhörer-Verstärker
EL84 mit 40 V Anodenspannung
Der viel zitierte warme Klang eines Röhrenverstärkers kommt nicht nur bei großen Leistungsverstärkern gut an, sondern auch bei Kopfhörerverstärkern. Das Besondere an diesem Projekt ist, dass es mit einer ungefährlichen Anodenspannung von rund 40 V auskommt.Es gibt immer wieder heiße Diskussionen darüber, ob und warum ein Röhrenverstärker anders, wenn nicht gar besser klingt als ein moderner Halbleiterverstärker. Es gibt tatsächlich einige Gründe, warum ein Röhrenverstärker anders klingen muss. Da ist zunächst die besondere Röhrenkennlinie (Ia/Ug), deren leichte Krümmung immer zu gewissen, mit der Aussteuerung zunehmenden Verzerrungen führt, insbesondere wenn man ohne Gegenkopplung arbeitet. Ein moderner Halbleiterverstärker dagegen arbeitet praktisch immer mit starker Gegenkopplung, um die Verzerrungen möglichst klein zu halten. Das menschliche Ohr allerdings arbeitet selbst bei größeren Schallpegeln nicht linear, so dass die "natürlichen" Verzerrungen einer Röhre den Eindruck größerer Lautstärke vermitteln könnten. Dazu kommt noch, dass eine Transistorendstufe bei Übersteuerung plötzlich extreme Verzerrungen produziert, während eine Röhrenendstufe weicher in die Begrenzung geht.
Material
Extra-Info / Update
Leserbrief:
Der Artikel über den Kopfhörer-Verstärker mit EL84 (Elektor November 2003) hat mir sehr gut gefallen und einiges ins Gedächtnis zurück gerufen, was ich schon mal über Röhren wusste. Nur ein kleiner Schönheitsfehler, der Autor hat es sicher richtig gemeint, aber es steht falsch im Text (S. 28): Röhren-Kennlinien fügen dem Audiosignal eben WENIGER ungerade Vielfache der Grundfrequenzen hinzu, sondern hauptsächlich gerade, und diese sind es auch, die vom menschlichen Ohr als angenehm empfunden werden (eigentlich nur die 2., die 4., die 8. usw.). Verwechselungen sind nur zu leicht möglich, da man mitunter auch von Oberwellen spricht, deren Zählung aber anders erfolgt als die der Harmonischen (Vielfachen der Grundfrequenz): die erste Oberwelle ist bereits die zweite Harmonische, daher sind die geraden Vielfachen mit den ungeraden Oberwellen identisch. Entscheidender als Harmonische oder Oberwellen für den mehr oder weniger angenehmen Klang eines Verstärkers dürften aber die (ebenfalls vom Autor angeführten) Mischprodukte sein.
Klaus Rohwer
In dem Artikel Röhren-Kopfhörer-Verstärker mit EL84 in Elektor 11/03 über den hat sich ein Fehler eingeschlichen und festgebissen. In dem grauen Kasten auf Seite 31 bezüglich der Grenzfrequenz des Übertragers wird die Abweichung der Grenzfrequenz von der Theorie auf Schwierigkeiten der Induktivitätsmessungen zurückgeführt. Die Schwierigkeit liegt jedoch im Trafo-Ersatzschaltbild. Nimmt man das richtige Ersatzschaltbild, dann klappt’s auch mit der Grenzfrequenz.
Der transformierte Sekundärwiderstand R2‘ (Kopfhörerimpedanz) liegt nicht, wie gezeichnet, in Reihe mit dem primären Widerstand R1 und dann parallel zur Primärinduktvität, sondern parallel zum Primärwiderstand R1, entsprechend dem Bild.
Dies wird einsichtig, wenn man sich z. B. den primärseitigen Gleichstrompfad betrachtet. Der Gleichstrom fließt durch den Primärwiderstand und die Primärinduktivität, kann aber nicht auf der Sekundärseite fließen, da der Trafo dies verhindert. Demzufolge kann ein Gleichstrom auch nicht durch den transformierten Sekundärwiderstand fließen, was durch die Primärinduktivität L1 gewährleistet wird, die für den Gleichstrom einen idealen Kurzschluss darstellt.
Rechnet man die Grenzfrequenz entsprechend des richtigen Ersatzschaltbildes aus, ist die Welt wieder rund. Auf der Primärseite ergibt sich der Gesamtwiderstand R1 aus dem Wicklungswiderstand 875 Ohm plus R7 (1k) plus der Impedanz von C6 (800 Ohm bei 20 Hz) plus den Impedanzen der Streuinduktivitäten. Ergibt über den Daumen: R1 = 2k8. Bei 600 Ohm Kopfhörerimpedanz fällt R2‘= 610*96 » 58k primärseitig nicht ins Gewicht. Es bleiben also 2k8 und 14 H übrig, was 31 Hz ergibt. Bei 32 Ohm Kopfhörerimpedanz liegt primärseitig R2‘ = 4075 Ohm parallel zu R1 = 2k8, was rund 1k7 ergibt. 1k7 und 14 H ergeben eine Grenzfrequenz von rund 19 Hz, wie es aus den Messungen auch hervorgeht.
Der Artikel über den Kopfhörer-Verstärker mit EL84 (Elektor November 2003) hat mir sehr gut gefallen und einiges ins Gedächtnis zurück gerufen, was ich schon mal über Röhren wusste. Nur ein kleiner Schönheitsfehler, der Autor hat es sicher richtig gemeint, aber es steht falsch im Text (S. 28): Röhren-Kennlinien fügen dem Audiosignal eben WENIGER ungerade Vielfache der Grundfrequenzen hinzu, sondern hauptsächlich gerade, und diese sind es auch, die vom menschlichen Ohr als angenehm empfunden werden (eigentlich nur die 2., die 4., die 8. usw.). Verwechselungen sind nur zu leicht möglich, da man mitunter auch von Oberwellen spricht, deren Zählung aber anders erfolgt als die der Harmonischen (Vielfachen der Grundfrequenz): die erste Oberwelle ist bereits die zweite Harmonische, daher sind die geraden Vielfachen mit den ungeraden Oberwellen identisch. Entscheidender als Harmonische oder Oberwellen für den mehr oder weniger angenehmen Klang eines Verstärkers dürften aber die (ebenfalls vom Autor angeführten) Mischprodukte sein.
Klaus Rohwer
In dem Artikel Röhren-Kopfhörer-Verstärker mit EL84 in Elektor 11/03 über den hat sich ein Fehler eingeschlichen und festgebissen. In dem grauen Kasten auf Seite 31 bezüglich der Grenzfrequenz des Übertragers wird die Abweichung der Grenzfrequenz von der Theorie auf Schwierigkeiten der Induktivitätsmessungen zurückgeführt. Die Schwierigkeit liegt jedoch im Trafo-Ersatzschaltbild. Nimmt man das richtige Ersatzschaltbild, dann klappt’s auch mit der Grenzfrequenz.
Der transformierte Sekundärwiderstand R2‘ (Kopfhörerimpedanz) liegt nicht, wie gezeichnet, in Reihe mit dem primären Widerstand R1 und dann parallel zur Primärinduktvität, sondern parallel zum Primärwiderstand R1, entsprechend dem Bild.
Dies wird einsichtig, wenn man sich z. B. den primärseitigen Gleichstrompfad betrachtet. Der Gleichstrom fließt durch den Primärwiderstand und die Primärinduktivität, kann aber nicht auf der Sekundärseite fließen, da der Trafo dies verhindert. Demzufolge kann ein Gleichstrom auch nicht durch den transformierten Sekundärwiderstand fließen, was durch die Primärinduktivität L1 gewährleistet wird, die für den Gleichstrom einen idealen Kurzschluss darstellt.
Rechnet man die Grenzfrequenz entsprechend des richtigen Ersatzschaltbildes aus, ist die Welt wieder rund. Auf der Primärseite ergibt sich der Gesamtwiderstand R1 aus dem Wicklungswiderstand 875 Ohm plus R7 (1k) plus der Impedanz von C6 (800 Ohm bei 20 Hz) plus den Impedanzen der Streuinduktivitäten. Ergibt über den Daumen: R1 = 2k8. Bei 600 Ohm Kopfhörerimpedanz fällt R2‘= 610*96 » 58k primärseitig nicht ins Gewicht. Es bleiben also 2k8 und 14 H übrig, was 31 Hz ergibt. Bei 32 Ohm Kopfhörerimpedanz liegt primärseitig R2‘ = 4075 Ohm parallel zu R1 = 2k8, was rund 1k7 ergibt. 1k7 und 14 H ergeben eine Grenzfrequenz von rund 19 Hz, wie es aus den Messungen auch hervorgeht.
Stückliste
Widerstände:
R1,R3,R5,R7 = 1 k
R2,R6 = 100 Ohm
R4,R8 = 220 k
P1 = Stereopoti 100 k log.
Kondensatoren:
C1,C2 = 100 n
C3,C5 = 100 µ/10 V stehend
C4,C6 = 10 µ/63 V stehend
C7 = 100 µ/63 V stehend
Spulen:
L1,L2 = 330 mH Toko 10RBH 239LY334K
Außerdem:
JP1...JP4 = 2-poliger Pfostenverbinder mit Jumper
K1 = 3-polige Platinenanschlussklemme, RM5
K2 = 2-polige Platinenanschlussklemme, RM5
B1,B2 = EL84 mit Fassung (Durchmesser 18 mm)
TR1,TR2 = Netztrafo 18 V/4VA8 (Gerth 421.18)
Platinen 030064-1 und 030064-2
R1,R3,R5,R7 = 1 k
R2,R6 = 100 Ohm
R4,R8 = 220 k
P1 = Stereopoti 100 k log.
Kondensatoren:
C1,C2 = 100 n
C3,C5 = 100 µ/10 V stehend
C4,C6 = 10 µ/63 V stehend
C7 = 100 µ/63 V stehend
Spulen:
L1,L2 = 330 mH Toko 10RBH 239LY334K
Außerdem:
JP1...JP4 = 2-poliger Pfostenverbinder mit Jumper
K1 = 3-polige Platinenanschlussklemme, RM5
K2 = 2-polige Platinenanschlussklemme, RM5
B1,B2 = EL84 mit Fassung (Durchmesser 18 mm)
TR1,TR2 = Netztrafo 18 V/4VA8 (Gerth 421.18)
Platinen 030064-1 und 030064-2
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