Röhren und Hören

Moin Leute,

nach dem Line-Preamp nach dem NFB-Prinzip habe ich das NFB-Prinzip auf einen RIAA-Preamp umgesetzt.
Die ECC88 ist schön steil und gut erhältlich.
Ich habe auch mal einen Testaufbau mit der 6F12p gemacht.
Die ECC88 hat dabei etwas bessere Werte geliefert.

Der Preamp besteht aus einer NFB-Stufe vor dem RIAA-Filter und einer NFB-Stufe danach.

Die Berechnungsgrundlagen entsprechen denen des NFB-Line-Preamp.

Hier die Messung des Frequenzganges.
Die Messungen wurden mit dem Hagermann-Filter durchgeführt.


Hier die Messung des Klirrspektrums.

Die Peaks stammen von Störquellen (Tja, Testbrettaufbau ohne Abschirmung).
Beachtet man die Peaks nicht, liegt der Klirr bei ca. 0,001%, relativ gleichmäßig über das Frequenzband verteilt.

Bei 4,7mV Eingangspegel liegt der Ausgangspegel bei ca. 1,2V.
Und auch hier liegt der Ausgangswiderstand im einstelligen Ohm-Bereich.
Er sollte sich von nahezu keiner Last beeinflussen lassen.
Also egal ob die nachfolgende Stufe 100kOhm oder 10kOhm Eingangswiderstand hat, egal ob das Kabel wenig oder viel Kabelkapazität hat, der Frequenzgang und auch das Klirrspektrum bleiben nahezu gleich.

Und es kann nach belieben das Verhalten des Preamp ausgelegt werden.
Wünscht einer etwas mehr K2, so kann man R5 und R14 verkleinern.
Dadurch sinkt die Leerlaufverstärkung und somit sinkt auch der Gegenkopplungsfaktor.
Wünscht einer weniger Klirr, wird R5 und R14 erhöht. Dabei muss auch auch die negative Hilfsspannung erhöht werden.
Der Strom durch R5 und R14 sollte mindestens 0,5mA betragen.

Die Verstärkung wird durch das Verhältnis R7/R4 und R17/R18 festgelegt.

Da jede NFB-Stufe einen niederohmigen Ausgang hat, wäre auch der direkte Einsatz eines LCR-Filters denkbar.
Vor dem LCR-Filter muss ein Koppelkondensator mit mindestens 47µF eingesetzt werden. C5 kann dafür wegfallen.
Der Kondensator braucht dabei "nur" eine Spannungsfestigkeit von mindestens 100V.

Nutzt man statt der ECC88 Einzeltrioden als Eingangsröhre mit noch höherer Steilheit (z.B. D3a), so steigt die Leerlaufverstärkung und es ist der direkte Einsatz für MC-Systeme denkbar.
Da die Verstärkung über die Verhältnisse von R7/R4 und R17/R18 bestimmt wird und diese Widerstände relativ niederohmig sind, könnte man sogar einen Umschalter einsetzen und den Preamp zwischen MC- und MM-Systeme umschaltbar machen.

Es steckt noch genug Potentzial in der Schaltung um sie nach Bedarf für alle möglichen Abnehmersysteme zu modifizieren.

Ein weitere Vorteil, da die Eingangsröhre nahezu keine Spannungsverstärkung hat (nur Stromverstärkung), so ist die Millerkapazität nahezu nicht wirksam und der RIAA-Preamp hat eine relativ geringe Eingangskapazität, die überwiegend von der Kapazität Anode-Gitter und Katode-Gitter bestimmt wird.
Sie wird im einstelligen pF-Bereich liegen.

Gruß,
Frank

Hallo Frank,

du hast also Deinen Entwurf nicht mehr verändert! Die Messergebnisse können sich sehen lassen
Wenn die Tage wieder kürzer werden werde ich mal die LCR - Version aufbauen.
Wie weit bist Du mit Deinen LCR-Netzwerken?

Grüße
Jacky

Moin Jacky,

mit meiner LCR-Version bin ich noch nicht weiter gekommen.

Gruß,
Frank

Moin Leute,

wie schon im Lineverstärker kann man statt des Widerstandes R5 / R14 eine Konstantstromquelle einsetzen.
Eine Konstantstromquelle hat einen relativ hohen Wechselstromwiderstand und einen relativ niedrigen Gleichstromwiderstand.
Damit kann dann auch die negative Hilfsspannung entfallen

Hier der Schaltplan.

Die Konstantstromquelle ist mit 2 MOSFET aufgebaut. Damit verbessert sich das Verhalten über 5kHz.

Die Messwerte sprechen auch für sich. Als erstes der Frequenzgang.

Von 10 bis 20kHz innerhalb von einem dB.
Ach ja, mit 10kOhm als Last.
Wie schon aufgeführt, macht es keinen Unterschied ob 100kOhm oder 10kOhm Last.
Der Ausgang ist niederohmig genug, dass er alle möglichen Lasten treiben kann.
Selbst mit 600 Ohm wird sich da nicht großartig was ändern.

Jetzt zum Klirrspektrum.

Im kritischen Bereich von 500Hz bis 10kHz kratzt der schon fast an der Messgrenze meiner Hardware.
Und bei 1kHz Werte von unter 0,001%, da braucht sich der Preamp nicht verstecken.

Noch ein Bild zu meinem Testaufbau.

Das ist mein Testaufbau auf einem Holzbrett. Da kann man schnell Anpassungen durchführen.
Schon erste Versuche mit LCR-Netzwerk.
Dazu später mehr.

Gruß,
Frank

Feiner Testaufbau. Falls es dazu mal eine Platine geben sollte bin ich dabei.
Gruß Otto

Hallo Otto,

an eine Platine denke ich auch schon.
Muss mich aber erst in KiCad einarbeiten. Das wird also noch ein paar Wochen dauern.

Ein Pflichtenheft liegt im Grunde genommen auch schon vor.
- Gleichspanungsheizung mit LM317 oder LT1086 mit Softstart (mit auF der Platine)
- Betriebsspannung über Maida-Regler (LM317 mit MOSFET) stabilisiert (mit auf der Platine)
- Hinter dem Maida-Regler noch ein C-R-C-Siebglied
- kleines Mäuseklavier (Dipschalter) zur Zuschaltung von Kapazitäten und Widerständen am Eingang
- Eine Platine nutzbar für RC- und RCL-Filter.
- Wenn möglich einseitige Platine (Monoausführung)
- Bauteile (wenn möglich) alle bei Reichelt erhältlich

Gruß,
Frank

Hallo Frank,
think big! Du hast hier quasi einen kompletten Pre Amp vorgestellt. Linie, RIAA, Amp. Nach dem NFB Prinzip. Die Messwerte sind anscheinend super. Nur wie hört er sich an?
Wenn bei den anderen Schaltungsvorschlägen die negative Hilfsspannung auch wegfällt, (ich denke zwei FET sind billiger , platzsparender und weniger Verdrahtungsaufwand) , wäre das mit Einzelpatinen ein schöner Bausatz.
Gruß Otto
dann wäre das wirklich komplett nachbauenswert

Hallo Otto,

ich bin ein "Messknecht".
Ich gehe mal davon aus, dass ich in meiner Jugend meine Ohren mit lauter Musik genug geschädigt habe.
Deswegen verlasse ich mich auf diese als letztes.
Und ich messe ja z.B. den Klirr nicht nur bei 1kHz (wie fast alle anderen) sondern von 10Hz bis 20kHz (Klirrspektrum).
Dazu bei unterschiedlichen Lasten, teilweise auch mit einem 1nF-Kondensator am Ausgang um zu sehen wie sich die Teile an einem langen Kabel mit hoher Kapazität machen.
Und auch mit 1nF als Last am Ausgang tut sich da nichts merklich bei den Messwerten.
Dazu noch Intermodulationsverzerrungen, Differenztonverzerrungen usw., da trennt sich dann die Spreu vom Weizen.

Die LIne habe ich testweise auch mal mit EF184 als Eingangsröhre und EL84 als Ausgangsröhre aufgebaut.
Wegen des günstigen Arbeitspunktes der EL84 als Triode kann man da auf eine negative Hilfsspannung verzichten.

Aber selbst mit der PCL805 kann man da tricksen.
Legt man den Pluspol der Heizung auf Masse, so hat man schon mit dem Minuspol der Heizung die erforderliche negative Hilfsspannung.
Gleichspannungsheizung natürlich vorausgesetzt.
Ich wollte mal sehen was mit dieser "Schüttgutröhre" so geht.
Und "billiger" geht es wohl nicht. Dafür sind die Messwerte doch recht annehmbar.

Ich hatte schon einen Lineverstärker mit Gehäuse angefangen. Dann kam das NFB-Konzept dazwischen.
Also stricke ich das um auf RIAA mit ECC88 und Line mit ECC88 + 6S19. Die Löcher waren schon vorhanden.
Die 6S19 ist zwar nicht ideal, sie sieht aber nett aus.
Und es war eine Herausforderung auch da einen Klirr von 10Hz bis 20kHz von unter 0,001% bei allen möglichen Lasten hinzubekommen.

Die RIAA war auf dem Testbrett schon mal mit der 6F12p aufgebaut.
Mit der ECC88 habe ich leicht bessere Werte erreicht und die ECC88 wird noch neu gebaut.

Gruß,
Frank

Hallo Frank,
selten das mal jemand zugibt er sei ein Meßknecht und seinen Ohren nicht traut
Normal sind Leute mit deinem Fachwissen auch immer davon überzeugt daß ihr Baby klanglich alles andere in den Schatten stellt.
Ich besitze im Gegensatz zu dir nur rudimentäre Fachkenntnisse der Röhrentechnik, bin aber begeisterter Nachbauer.
Und vertraue meinen Ohren.
Gruß Otto

Moin moin,

dann geht es mal weiter.

Da die NFB-Stufen jeweils einen sehr niedrigen Ausgangswiderstand haben, ist der direkte Betrieb eines LCR-Filters mit 600 Ohm Impedanz denkbar.
Da ein LCR-Filter eine höhere Dämpfung hat, muss die Verstärkung der einzelnen NFB-Stufen höher ausgelegt werden.
Das ist glücklicherweise bei der Schaltung durch Anpassung der Gegenkopplungswiderstände R7 und R17 recht einfach möglich.

Durch die geringere Last der ersten Stufew wird vermutlich der Klirr bzw. das Klirrspektrum leicht ansteigen.

Hier der Schaltplan:

Mit der Erhöhung der Gegenkopplungswiderstände R7 und R17 wurde die Verstärkung angepasst, so dass weiterhin ca. 43dB Verstärkung vorliegen.
Die Drosseln habe ich von Don-Audio bezogen (https://www.don-audio.com/), Stückpreis 20,90€.
Die Kondensatoren sind normale Wima-Typen mit 10% Toleranz.
Die genauen Werte habe ich nicht ausgemessen. Die 5,03µF sind z.B. 4,7µF und 0,33µF parallel geschaltet.
Für die 122nF sind 100nF und 22nF parallel geschaltet.
Auch der Widerstand R10 zur Anpassung der Ausgangsimpedanz an das Netzwerk passt nicht 100%tig.

Jetzt zu den Messwerten. Als erstes der Frequenzgang (gemessen mit Hagerman-Inverse-Filter: https://hagerman-audio-labs.myshopify.c ... iaa-filter)

Na, im Großen und Ganzen von 10Hz bis 20kHz innerhalb 0,5dB mit 10kOhm Last am Ausgang.
Da lohnt keine zusätzliche Feinabstimmung, das ist schon recht ordentlich und man hört diese Abweichung nicht mehr (ich jedenfalls nicht ).
Und häufiger ist das zugrunde liegende Musiksignal schon stärker verbogen.

Jetzt das Klirrspektrum:

Das sieht ja schon mal nett aus, weit unter 0,01%. Durchschnittlich ca. 0,004%, da kann ich mit leben.
Der K3 liegt im für das Ohr kritischen Bereich weit unterhalb von K2.
Bemerkenswert ist, dass die Klirrverteilung gleichmäßiger als mit dem RC-Filter ist.

Wem das Teil zu laut ist ggf. zu hohe Verstärkung hat, kann den Gegenkopplungswiderstand R7 verkleinern.
Wem die Verstärkung zu niedrig ist, kann den Gegenkopplungswiderstand R17 erhöhen.

Wer lieber ein bisschen mehr K2 haben will, kann die Konstantstromquelle um T3, T5 und R5 wieder gegen einen Widerstand mit negativer Hilfsspannung tauschen.
Durch verkleinern des Widerstandes wird die Leerlaufverstärkung gesenkt, der Gegenkopplungsfaktor sinkt und es entsteht mehr Klirr.
Die Verstärkung wird weiterhin durch das Verhältnis von R4 zu R7 bestimmt, da braucht es keine Anpassung.
Ggf. muss R10 verkleinert werden, da durch die Verringerung des Gegenkopplungsfaktors der Ausgangswiderstand leicht ansteigt.
Aber die Auswirkungen sollten sich im Frequenzverlauf nur im Promillebereich bemerkbar machen.

Also kann man durch kleine Änderungen die Schaltung in weiten Bereichen an seine Bedürfnisse anpassen ohne die ganze Schaltung neu abstimmen zu müssen.

Bei den Werten käme sogar die Modifikation für direkten MC-Betrieb in Betracht.
Dafür muss "nur" die Gesamtverstärkung um den Faktor 10 erhöht werden. Der Klirr würde dann auch um den Faktor 10 steigen.
Bei den Werten ist das hinnehmbar.
Wegen der Vergrößerung der Gegenkopplungswiderstände R7 und R17 fällt dabei mehr Spannung an diesen ab.
In der Bemessung der Schaltung zuviel. Da wäre also eine komplette Neuabstimmung der Schaltung erforderlich.

Gruß,
Frank

Hallo Frank,

wurde für diesen Verstärker eine PCB entwickelt?

Viele Grüße
Peter