Mini-Endstufe(n) für Gitarrenamp (z.B. ECC82, 6N6P)

  • Dieser Thread reflektiert (und soll das Thema weiterführen) eine Konversation zu Miniendstufen zwischen Max (Moonshine) und mir bzgl einer Endstufe für seinen "Röhrenpreamp à la Bassman 5F6". Ziel soll nicht nur eine Endstufe sein, die genau zu diesem Preamp passt, sondern auch allgemeine Infos und Konzepte zu Miniendstufen (SE, PP, Self Split). Los geht's...

  • Moonshine sagt:
    noch ne Frage zur Endstufe mit 6N6P [Blocked Image: https://musikding.rocks/wcf/images/smilies/biggrin.png]
    Je mehr ich recherchiere, desto sympathischer werden mir die
    Russen-Röhren! Denke ich steige bei zukünftigen Projekten um! Alleine
    schon die Verdrahtung der Heizung ist so schön und elegant - und
    preislich sind die ja genial!
    Aktuell habe ich die 12AU7 single ended so verschaltet:
    - beide Triodenhälften parallel
    - Rk = 820 R
    - Ck = 25 uF
    - Anoden an Hammond 1750A (25k Primärimpedanz an 8 Ohm)
    Versorgungsspannung lag bei der letzten Messung bei 314 V (mein Netz schwankt ein wenig). Der Trafo ist nicht der vom G3, ich brauchte ja nen SE-AÜ: hammondmfg.com/pdf/EDB1750A.pdf


    Die 46k, die jede 12AU7-Hälfte sieht sind eigentlich für maximale Ausgangsleistung und der B+ absolut ideal muss ich sagen. Mit ner 6N6P stimmt bei der Beschaltung laut Loadline überhaupt nichts, da muss man komplett anders aufbauen.

  • Hi Martin,
    Vielen Dank für die Erstellung des Threads!
    Wie du eingangs schon geschrieben hast kam der Anstoß zu diesen Ideen bzw. unserem Austausch von meinem Bassman-Projektchen. Ich hatte einen Slot für ne Triode frei, wollte wenig Leistung und ne einfach Endstufe. Gefunden hatte ich das Konzept von Rob Robinette bei seinem Deluxe Micro:
    https://robrobinette.com/Deluxe_Micro.htm


    Ohne zu viel zu überlegen habe ich die Endstufe einfach genauso aufgebaut und es hatte mir gut gefallen.


    Im Nachgang habe ich mich dann weiter mit dem Thema beschäftigt und so kamen natürlich auch Fragen auf.
    Als online-verfügbare Einstiegsliteratur (Fachbücher habe ich auch) kommt man mit diesen Quellen ganz gut voran:

    Ich würde in diesem Thread gerne mehrere Dinge diskutieren:
    A) allgemeine Gedanken zum Thema Endstufendesign
    B) Konzepte und Ideen für Miniendstufen
    C) Rechen- und Auslegungsbeispiele


    Mein Vorgehen zur Auslegung einer SE-Endstufe kann ich gerne mal vorstellen, das muss ich aber am Rechner machen. ^^


    In den Thread starten würde ich gerne mit einer Frage zu Kategorie A):
    Was macht eine Endstufenschaltung flexibel? Konkretisiert: Wie genau muss eine Endstufe auf die Vorstufe abgestimmt sein, bzw. welche Eigenschaften/Daten sind hier relevant und warum?


    Ich habe auch schon Gedanken dazu, aber das soll ja ein für die Allgemeinheit hilfreicher Diakussionsthread werden :saint:


    Lieben Gruß,
    Max <3

  • Zu deiner ersten Frage, meine Kriterien sind:
    - Soll die Endstufe übersteuert werden (Endstufenverzerrung) oder soll sie nur mehr oder weniger (Nichtlinearitäten) sauber das Preamp-Signal verstärken? => Einfluss auf Pegel, Leistungsbedarf und Klangauslegung der Endstufe
    - Ist (bei PP) mit einer Übersteuerung des PI zu rechnen bzw. ist das gewollt? => Einfluss auf benötigten Pegel, evtl PPIMV nötig
    - Welchen Pegel kann der Preamp bereitstellen? Falls ich eine Gegenkopplung realisieren/ausprobieren will, muss ich genug Eingangspegel haben


    Wenn ich alle Freiheiten habe, würde ich immer mit PP und LTPI anfangen (also drei Röhren), damit bin ich ziemlich flexibel, weil ich auch in der Endstufe konfigurierbare Spannungsverstärkung und mehr Klangbeeinflussungsmöglichkeiten habe...

  • Zu "C) Konkrete Rechen- und Auslegungsbeispiele" erstmal eine Disclaimer von mir und ein Vorschlag an alle: Ich werde und wir sollten hier keine vollständige und Lehrbuchmäßige Berechnung einer Endstufe durchführen. Zum einen geht es bei Röhrenendstufen für Gitarrenverstärker nicht um maximale verzerrungsarme Leistung bei optimalem Wirkungsgrad, zum anderen kann das ziemlich komplex werden. Daher werde ich mich auf Abschätzungen, Faustformeln und frei verfügbare Tools (möglichst webbasiert) beschränken...

  • Dann mal konkret: Max, du hast ja die Deluxe Micro Endstufe von Rob (siehe Post #3) gebaut (1x ECC82/12AU7, beide Systeme parallel also Single Ended (SE), ca. 300V Anodenspannung, 23k Primärimpedanz des AÜ, laut Rob ca. 3/4 W Ausgangsleistung).


    Warum "ca. 300V"? Weil der Arbeitspunkt der beiden Trioden über eine RC Kombination eingestellt wird und die Anodenspannung dann streng genommen die Spannung zwischen Anode und Kathode ist (und damit geringer als gegen Masse).
    Max: Welche Spannung misst du an der Kathode gegen Masse (Biasspannung)?


    Wenn man sich die Daten der ECC82 ansieht und die Auslegung dieser Endstufe überschlägt, fällt einiges auf:
    - Faustformel für Trioden ist Ra =2-3 x Ri => das ergibt bei Ri ca. 8k => 16-24k Primärimpedanz
    - Theoretische max Ausgangsleistung einer Triode ist 25% der max Verlustleistung (ECC82 für beide Systeme 5,5W), das wären also ca. 1,3W
    - Die Deluxe Micro hat 0,75W Ausgangsleistung bei Ra 25k (also 50k pro Triode, da Parallelschaltung), ist also nicht optimal


    Meine Quintessenz: Wenn man nicht mehr Leistung braucht und der Klang OK ist, warum nicht. Leistungsmäßig geht da aber noch mehr, wenn man den Ra und Arbeitspunkt richtig wählt, mehr dazu später...

  • Kleiner Exkurs: Wo bekomme ich Ri her?
    Ri kann ich aus dem Datenblatt der Röhre nehmen, ist aber ja eigentlich Arbeitspunktabhängig. In diesem Fall relativ einfach zu bestimmen: Ich suche mir eine Ug Kurve, die bei Ua = 300V ungefähr die max Verlustleistungskurve kreuzt (das ist die gestrichelte Parabel in den Ua/Ia Diagrammen), in diesem Fall nehme ich die Ug = -12V Linie und bestimme dort deren Steigung (Delta Ua / Delta Ia). Hier sind das ungefähr 25V durch 3mA = 8,3k

  • Nun zur "Simulation" der Deluxe Micro Endstufe, hierzu verwenden wir den Universal Loadline Calculator von Guiseppe (vtadiy.com).
    Dazu stellen wir ein:
    Ua (dort V+ genannt) 300V
    SE Betrieb
    Reactive Load 46k (für eine Triode!)
    mit Ia = Ik 5mA haben wir einen Arbeitspunkt (Uk) von -14,5V
    Damit erreichen wir eine Ausgangsleistung von ca 0,5W ("output power at g1=0)


    Zur Info: Ich rechne hier und in Zukunft mit dem Ra des AÜ von Max (Hammond 1750A), ist aber hier egal ob 23k oder 25k...


    Zur Kontrolle: Wir sind unter der gestrichelten Linie (max Verlustleistung), die maximale Anodenspannung (550V) wird nicht überschritten (Schnittpunkt der roten Arbeitsgeraden mit Ia = 0) und die Aussteuerung ist einigermaßen symmetrisch (damit es Class A ist, dazu muss "output power at g1=0" und "output power at class A" ungefähr gleich groß sein), sie geht von -14,5V bis 0V und -29V (d.h. auch dass wir 29V Uss benötigen zur Vollaussteuerung).


    Das war für eine Triode der ECC82, für zwei im Parallelbetrieb gilt:
    Ua bleibt gleich, Ia verdoppelt sich (10mA in Ruhe), AP bleibt gleich (-14,5V), Ra halbiert sich (23k), Ausgangsleistung verdoppelt sich (1W). Laut Rob sind es 0,75W, aber es ist halt nur eine Berechnung auf Basis eines vereinfachten Triodenmodells und einigen Annahmen (z.B. dass sich bei Belastung die Ua nicht verringert) => passt also ungefähr...


    Loadline 12AU7 300V 46k.pdf

  • Hi Martin,
    Genau diese Vorgehensweise wollte ich diskutieren! Grundsätzlich bin ich ähnlich vorgegangen, hätte es gerne mit Screenshots genau gezeigt aber ich bin nicht am Rechner gerade. Knackpunkt ist ja letztlich der Ruhe-Anodenstrom. Ich hatte mich an die Methode von Merlin gehalten (Buch und Online). Nehmen wir mal nur ein Triodensystem:
    - Max. Anodenverlustleistung = 2.75 W
    - Anodenspannung = 300 V
    - Faustformel für Ra (bzw. Za) laut Merlin (ergibt sich aus U=R*I und P=U*I durch umstellen):
    Ra=U2/Pmax
    Ra=90000 V2 / 2.75 W
    Ra=32727 Ohm
    Ra≈33k


    Das wäre also überschlägig die optimale Ra für eine Triode. Da die Parallelen Trioden ja den doppelten Wert sehen, müsste der AÜ primär also die Hälfte haben, also:
    Ra=16,5k


    Das liegt genau in dem von dir mittels Faustformel Ra=2-3*Ri=16-24k.
    Unsere Überschlage stimmen also überein. :D


    Wie gesagt, für mich ist die Frage jetzt der Ruhestrom an der Anode:
    Merlin empfiehlt, erstmal so zu tun, als wäre die Impedanz des AÜ ein normaler Ohmscher Widerstand und die Lastlinie einzuzeichnen. Kann man auch im Onlinerechner machen, mit HT=300 V und Ohmscher Last von 46k (nehmen wir das, was der AÜ der Triode tatsächlich zeigt), dann lande ich bei einem Ruhestrom von Ia=6.5 mA. Pro Triode.


    Als nächstes (auf dem Papier wäre das so) würde man die Gerade parallelverschieben bis möglichst nah an die Kurve der Anodenverlustleistung und den Biaspunkt auf die Koordinaten HT und besagten Ia schieben (bei uns: 300 V / 6.5 mA).


    Im Rechner stelle ich um auf reactive Load, setze den Ruheatrom auf die 6.5 mA und lande bei knapp 1 W. Für nur eine Triodenhälfte.


    Passt doch so, mein Vorgehen?


    Lieben Gruß,
    Max <3


    PS: Mache ich das gleiche Prozedere mit den "optimalen/idealen" 33k über die Faustformel von Merlin, dann kommt man genau auf die gestrichelte Linie der Anodenverlustleistung und komme auf Ia=9 mA und P=1.34 W. Passt also auch, der Überschlag.

  • Hmm, die Faustformel 2-3 x Ri ist aber für eine Triode. Muss ich mal mit Merlins Buch gegenchecken...
    Und mit 9ma bei 300V und Ra = 33k wird die maximale Ua überschritten und du erreichst nicht die maximale Ausgangsleistung (bei Ug von -12V im Arbeitspunkt kannst du nur bis 0V und -24V aussteuern, ab dann wird eine Halbwelle "abgeschnitten", da du negativ ja noch deutlich weiter aussteuern kannst...

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