Donnerstag, 18. September 2014

line-pre 2014 Einführung

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Es ist naheliegend mit dem 1µ Katodyn einen Steuerverstärker zu bauen.

Als Grundlage dient die folgende Schaltung:

Hier habe ich die galvanische Kopplung zwischen Verstärkerstufe und 1µ-Katodyn-Nachbildung gewählt, denn dadurch entfällt der Koppelkondensator.

Weil das Ausgangssignal schwimmen (floaten) kann, darf der Ausgang sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch beschaltet werden. Dabei hat man die Wahl zwischen invertierend und nicht-invertierend.

Die Schaltung ist signalmäßig gleichwertig zu einer mit Übertrager, Brummschleifen werden vermieden.

Es werden Röhren mit niedrigem µ gewählt um eine moderate Verstärkung und gute Aussteuerbarkeit zu bekommen.

Mit der lang ersehnten µ=1 Triode kommt man schließlich ganz ohne Gegenkopplung aus - dachte ich bei der Blogerstellung. Experimente die ich mit der ECC230 µ=1,5 durchführte und Berechnungen zeigen, es gibt keinen passenden Wert für µ die Eigenschaften für das Katodyn ohne Rückkopplung zu erreichen.

Tipp für Leute die nachbauen möchten:

Es gibt im Netz (z.B. in der Bucht) fertige Leiterplatten für Line-Preamps mit Katodenfolger. Diese lassen sich leicht modifizieren indem man die Leiterbahn zwischen der Anode des Katodenfolgers und seiner Betriebsspannungsschiene auftrennt.

Aus dem line-pre-2008 wird der cathodyne-line-pre-2014:

Die Röhrenheizung wird symmetriert, hochgelegt und verblockt:

Der Pegelsteller wird verdrahtet:

Die Vorverstärkerstufe:

Die Katodynstufe dahinter:

Siebkette: 3x 2K7Ω 4x 14µF

Auskoppelkondensatoren: 4x 3µ9F MKT für Frequenzweichen (Monacor)

Über die 6,3mm Klinkenbuchse kann ein symmetrisches Signal abgenommen werden. Bei gezogenem Klinkenstecker wird der invertierende (-)Ausgang über 100Ω vom Schaltkontakt an GND gelegt. Dann liegt an der Cinchbuchse ein asymmetrisches nicht invertiertes Signal an.

+ In sich geschlossener Ausgangssignalstromkreis bestehend aus Triode, Ausgangskondensatoren und Last;

+ Ausgang kann signalmässig schwimmen wie eine über Widerstände symmetrierte Übertragerwicklung, kann Übertrager ersetzen;

+ Symmetrisch, asymmetrisch, pseudosymmstrisch, invertierend oder nicht invertierend verwendbar;

+ Ausgangswiderstand entspricht in jeder Betriebsart dem Kerhwert der Steilheit der Röhre 1/s;

+ Hohe Bandbreite;

+ Gut reproduzierbarer unproblematischer Aufbau und kaum Mehraufwand gegenüber einem Katodenfolger/Anodenfloger.

Die Vollständige Schaltung:


Kurzbeschreibung der Einzelteile:

Widerstände:
R1_Arbeitswiderstand für die Verstärkertriode VA
R2_Anodenwiderstand Katodyn VB
R3_Eingangsentkopplungswiderstand unterbindet mit der Leitungskapazität radiofrequente Einstrahlungen.
R4_Schwingschutz- und Entkopplungswiderstand für VB
R5_Rg, schafft mit R9 den schwimmenden Ausgang, gleiche Ausgangsimpedanzen
R6_Schwingschutz für VA
R7_Eingangsentkopplungs - und Teilerwiderstand zur Pegelanpassung
R8_Pegeleinsteller
R9_Rg, in Verbindung mit C4 zeitkonstantengleiches Gegengewicht zum Gegenkopplungszweig R5C3
R10_Katodenwiderstand Katodyn
R11_Ladewiderstand für C1, sorgt für GND-Potential am Ausgang
R12_Ladewiderstand für C2, siehe R11
R13_bei asymmetrischem Betrieb über Cinch hochohmig genug um Brummschleifenströme zu reduzieren, niederohmig genug um den invertierenden Anschluss an Masse zu legen
R14_Teilerwiderstand zur Pegelanpassung in Verbindung mit R7
R15_vermeidet Kratzgeräusche vom Poti R8
R16_Katodenwiderstand ermöglicht Signaleinspeisung über C3
R17_R18_R19_Siebwiderstände mindern 100Hz Brummspannung auf V+
R20_Spannungsteiler für Heizfadenpotential in Verbindung mit R22
R21_Entladewiderstand damit die Kondensatoren auch bei abgeklemmter V+ Leitung entladen werden
R22_siehe R20
R23_R24_Heizspannungssymmetrierwiderstände, vermeiden Brummspannungseinstreuungen (50Hz) über die Heizleitungen

Kondensatoren:
C1_Auskoppelkondensator, hält Gleichspannung vom Ausgang fern. Deaktiviert im asymmetrisch-invertierenden Betrieb die Gegenkopplung und macht dann VB zum echten Katodenfolger
C2_siehe C1. Verblockt im asymmetrisch-nichtinvertierenden Betrieb die Katode von VB nach Signalmasse. VB arbeitet dann quasi als Anodenfloger.
C3_hält den Gegenkopplungszweig gleichstromfrei
C4_in Verbindung mit R9 zeitkonstantengleiches Gegengewicht zum Gegenkopplungszweig R5C3
C5_Ladekondensator
C6_C7_C8_Siebkondensatoren
C9_verblockt die Betreibsspannung in Schaltungsnähe
C10_verblockt die hochgelegte Heizspannung

Klinkenbuchse:
X3_6,3mm Klinkenbuchse, symmetrischer potentialfreier Ausgang. Kann auch vorteilhaft quasisymmetrisch genutzt werden; D.h. Bei Verwendung einer zweiadrig-abgeschirmten Leitung kann am asymmetrischen Eingang der Schirm mit der invertierenden Signalleitung verbunden werden. Bei gezogenem Klinkenstecker schließt der Kontakt den invertierenden Ausgang über R3 an Masse. An der Cinch-Buchse X1 ist das Ausgangssignal dann asymmetrisch.

In den letzten Tagen, habe ich etwas LTSpice gelernt.
Im folgenden Bild habe ich die Schaltung auf das für die Simulation nötige reduziert und den Wert für RG in der Simu optimiert. In der Simu ist Rg mit 51K etwas höhrer ausgefallen, auch habe ich 3K3 zum Gegengewicht addiert. Das ist der Widerstandswert am Katodeneingang der Verstärkerstufe VA bestehend aus der Parallelschaltung von R16=4K7 und dem durch µ=17 geteilten Arbeitswiderstand R1=220K.

Das rote Oszillogram zeigt das Signal zwichen den beiden Ausgängen. Die Ausgänge selbst werden wechselseitig auf Masse gelegt.


Im ersten Zeitabschnitt wird der invertierende Ausgang nach Masse gelegt, im zweiten Zeitabschnitt sind beide Schalter offen und im dritten wird der nicht invertierende Ausgang auf Masse gelegt. Man sieht sehr schon, dass bei richtiger Schaltungsauslegung, das Ausgangssignal dabei unverändert bleibt.

Es folgen weitere Bemerkungen dazu, also immer mal wieder reinschauen. Letzte Bearbeitung 11. Oktober 2014 17:46 (LTSpice)

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