Sonntag, 12. Oktober 2014

LTSpice Katodyn

LTSpice-ing the equilibrium-cathodyne/split-load

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Mit der Simulation kann man sehr schön den Unterschied zwischen dem üblichen (ohne RG) und dem vollständigen Katodyn (mit RG) erkennen.

1. Shorting the outputs alternately
1. Wechselseitiges Kurzschliessen der Ausgänge

Es ist die Euch bekannte Schaltung vom Line-Pre 2014. Ich habe den Wert von Rg für die Simulation optimiert. Rgsimu=51K Dem Gegengewicht R9 habe ich den Wert R1/µIIR5=3K3 dazu addiert, auf 54K3. Die Schaltung ist auf das für die Simulation notwendige reduziert.

Ich habe für Euch beide Schaltungen beide simuliert. Die asc-Dateien habe ich bei workupload.com für Euch hochgeladen, zum Mitsimulieren.

Katodyn_switch.asc http://workupload.com

Die Simu ist in drei Zeitabschnitte eingeteilt:
1. Abschnitt:
Der Katodenausgang, aufgrund der Phasendrehung in der Verstärker-Stufe als invertierend bezeichnet, wird kurzgeschlossen.

2. Abschnitt:
Beide Ausgänge offen.

3. Abschnitt:
Der Anodenausgang wird kurzgeschlossen.

Bei der üblichen Schaltung sieht man die Asymmetrie mehr als deutlich.

http://workupload.com/file/08kONyse

Richtig übel dabei, der massive Verstärkungsanstieg bei kurzgeschlossenem Katodenausgang.

So wurde (und wird) bisher "symmetrisch" mit dem Katodyn angesteuert. Eine Umschaltmöglichkeit auf asymmetrischen Betreib, wie beim Line-Pre 2014, geht so mal gar nicht.

Es gibt etliche Schriften in denen diese unsymmetrie des Katodyn bemängelt wird.

Bei der Schaltung mit Rg ist das Resultat eine perfekte Symmetrie beim Katodynausgang.

Katodyn_Rg51K_switch.asc http://workupload.com

http://workupload.com/file/goC7v3gc

Die Messung zwischen den Ausgängen spricht für sich.

2. Cathodyne Achilles Heel
2. Des Katodyn Achilles-Ferse

Die bisher übliche Katodynschaltung ist als Gegentakttreiber für Endröhren aufgrund der unterschiedlichen Treiberimpedanzen in Verruf geraten. Moderne Schaltungen verwenden deshalb lieber das Long Tailed Pair. Die Achilles-Ferse des Katodyn lässt sich in der Simulation ganz ausgezeichnet darstellen.
Katodyn_Diode_Achilles.asc http://workupload.com

Die Bilder sind wirklich beeindruckend, ich habe derartiges noch nirgendwo gesehen.

Als Endröhrengitter habe ich die Systeme der 6DJ7 als Dioden geschaltet.
Das Eingangssignal startet etwas verzögert, damit man die Gittervorspannungen erkennen kann. Sie liegen beide erwartungsgemäss auf -10V (Start)
In grün, der katondenseitige Ausgang.
In blau der anodenseitige Ausgang.
Dann kommt Signal auf die Gitter, natürlich etwas zu viel.
Die übliche katodynschaltung:

http://workupload.com/file/lzVxRFuj

Die Röhren werden unterschiedlich weit in den Gitterstrombereich gesteuert.
Nach einigen Perioden hat sich das eingependelt, jedoch leitet eine Röhre länger als die andere Röhre.
Nun Stoppt das Eingangssignal damit man die Gittervorspannungen erkennen kann.
Wegen der C-->R -Kopplung ist die Gittervorspannung durch Gittergleichrichtung negativer geworden.
Zu allem Überfluss auch noch unterschiedlich stark.
Dann schaut Euch mal das Differenzsignal zwischen den Gittern an (rot).
Das würde übrigens eine Class-A-PP wiedergeben. Da ändert sich die Lautstärke. Verzerrt ist es anfangs auch noch.
So das reicht - Ihr könnt ja mit der asc-Datei selbst nachmessen.

Nun zum Katodyn mit Rg:
Katodyn_Diode_Rg.asc http://workupload.com

http://workupload.com/file/EfI3vnGk

Beide Endröhren werden gleich stark und gleich lang in den Gitterstrombereich gesteuert.
Nach dem Signal haben beide Endröhren identische Vorspannungen. Das Differenzsignal unverzerrt und sauber.
Die Achilles-Ferse gibt es nun nicht mehr. Gegen so ein Katodyn kommt das Long Tail Pair nicht mehr an. Weiteres zu dem Thema dann im Scott 200 Blog.

3. Floating cathodyne
3. Störunterdrückung, schwimmender Betrieb

Bei dem Line-Pre 2014 wird im asymmetrisch nicht invertierendem Betrieb der invertierende Ausgang zur Signalmasse. Wenn man dort ein Störsignal einspeist, soll das zwischen den Ausgangsklemmen unterdrückt sein.

Das zeigt die folgende Simulation. Die Spannungsquelle V3 generiert ab der 3.Millisekunde einen 5KHz Störburst mit 25 Perioden.

http://workupload.com/file/LZvAoEmJ

Das Stör- Burstsignal ist grün dargestellt. In blau das Signal vom nicht invertierenden Ausgang nach GND und in rot das Ausgangssignal vom nicht invertierenden Ausgang zur Signalmasse.

Die Simu zeigt schön, wie der Ausgang schwimmt. Das Nutzsignal schwimmt auf dem Störsignal und das Ausgangssignal bleibt störungsfrei.

Freilich sind die Werte für diese Simu, wie man sieht, optimiert aber praktisch lässt sich sicher eine Störunterdrückung von mindestens 20dB erreichen. Man erhält so einen separaten, rückwirkungsfreien Ausgangsstromkreis was bei einem Anoden- oder Katodenfolger nicht der Fall ist.

Die Störunterdrückung ist nicht so hoch, als dass man es sich erlauben könnte, so hohe Pegel zu unterdrücken. An einer guten Masseverbindung (Schirmgeflecht) sollte es daher nicht fehlen. Eine zweiadrig abgeschirmte Leitung mit einem Klinken- oder XLR-Stecker auf der Vorstufen-Ausgangsseite und ein Cinch-Stecker bei dem Schirm mit der invertierenden Leitung verbunden wird am asymmetrischen Eingang des Endverstärkers, dürfte optimal sein. Symmetrische Verdrahtung natürlich auch.

Letztes Update: 05. November 2014 22:25MEZ (Englische Überschriften) http://gratis-besucherzaehler.de

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