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Gegentakt-Verstärker & Phasen-Umkehrstufen

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Papers » Basic principles of radio technique » Gegentakt-Verstärker & Phasen-Umkehrstufen
           
Dietmar Rudolph
Dietmar Rudolph
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06.Apr.21 14:53
 
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Gegentakt-Verstärker für Niederfrequenz (mit Röhren) werden dann verwendet, wenn eine größere Sprechleistung gewünscht wird.

  • Ein früherer Thread (2010) zu diesem Thema ist unter "Phasenumkehrstufen" zu finden.
  • PPP-Gegentakt-Endstufen werden hier nicht angesprochen. Über das Thema PPP-Endstufen gibt es einen sehr ausführlichen Thread (2020) "PPP-Endstufen in neuem Licht".
  • Ein Gegentakt-Verstärker für tiefe NF-Frequenzen bei gleichzeitiger Stereo-Verstärkung der höheren NF-Frequenzen wird unter "Joint-Stereo analog" vorgestellt.

Trafo-Kopplung

Frühe Gegentakt-Verstärker verwenden ein- und ausgangsseitig Trafo-Kopplung, wie das Abb. 468 [1] prinzipiell zeigt. Der Arbeitspunkt der Endstufe wird hierbei mit Hilfe der RC Glieder in der Kathodenleitung eingestellt.

T1 ist der eingangsseitige NF-Trafo, der aufgrund seiner mitten-angezapften Sekundärwicklung für die Lautsprecher-Triode I die NF Spannung in Phasenlage 0° liefert und für die Lautsprecher-Triode II in der Phasenlage 180°.

Der ausgangsseitige NF-Trafo T2 faßt die beiden verstärkten Signale (0° & 180°) wieder zusammen und überträgt sie an die Last (Lautsprecher).

Fig. 8. 16 [2] zeigt dies schematisch. Ecc ist die negative Vorspannung der Steuergitter. Je nach Größe diese negativen Vorspannung arbeitet die Endstufe im "A", "AB" oder "B" Betrieb.

Wird Ecc groß gewählt, entsteht "B" Betrieb der Endstufe, Fig. 8.17.

Durch die Krümmung der Übertragungs-Kennlinien ergibt sich eine nichtlineare Verzerrung des Ausgangs-Signals, Fig. 8.18. Die Nichtlinearitäten von Gegentakt-Verstärkern sind insbesondere von 3. Ordnung. Aus Symmetriegründen werden geradzahlige Oberschwingungen unterdrückt.

Durch geeignete Wahl der Vorspannung Ecc wird die Übertragungs-Kennlinie linearisiert, Fig. 9.19 (b).

 

Die negative Gitter-Vorspannung erzeugt man in der Regel durch Kathoden-Widerstände, denen Kathoden-Elkos parallel-geschaltet sind, wie in Abb. 468. Alternativ dazu kann auch eine für beide Röhren gemeinsame RC Kombination verwendet werden, wie in Fig. 8.20. Hier ist allerdings zusätzlich ein Symmetrier-Regler R vorgesehen, mit dessen Hilfe die geraden Klirranteile minimiert werden können.

Der Anpassungs-Widerstand

Abhängig vom Arbeitspunkt der Gegentakt-Schaltung unterscheidet sich der (optimale) Anpassungs-Widerstand  des Ausgangs-Übertragers einer Gegentaktstufe.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Linke Seite (Bilder 158 & 160) Gegentakt-A-Schaltung; Rechte Seite (Bilder 163 & 164) Gegentakt-B-Schaltung [3].

 

Die entsprechenden Aussagen zum Anpassungs-Widerstand finden sich bei Pitsch [1] in den Unterschriften der Abb. 481 & 482.

 

 

 

 

 

Beispiel für Gegentakt-B-Endstufe

Ein Beispiel für eine Gegentakt-B-Endstufe mit einer Leistungs-Doppel-Triode EDD11 ist der Autosuper AS7340 von Körting, dessen berichtigtes Schaltbild hier zu sehen ist. Die EDD11 arbeitet hierbei im "B" Betrieb mit ca. -6V (von Auto-Batterie) konstanter Gittervorspannung.

Auch die wohl bekannteren Empfänger von Radione, R2 und R3 hatten (in allen ihren Varianten) eine entsprechende Gegentakt-B-Endstufe mit der EDD11 mit Trafo-Kopplung.

Phasen-Umkehrstufen

Eine Phasen-Umkehrstufe (phase-splitter), Fig. 8.21 [2], dient zur Ansteuerung einer  Gegentakt-Endstufe.

Bei den zuvor gezeigten Beispielen erfolgte die Phasen-Umkehr mit Hilfe eines Trafos, wie in Fig. 8.22 [2].


 

 

 

 

 

 

 

Fig. 8.23, 8.24 & 8.25 [2] sind Beispiele von elektronischen Phasen-Umkehrstufen mit Röhren.

Diese Phasen-Umkehrstufen eignen sich für Gegentakt-Endstufen in "A" oder "AB" Betrieb, so lange, wie die Endstufen-Röhren (noch) keinen Gitter-Strom infolge der Ansteuerung ziehen.

 

 

Bei "B" Endstufen, insbesondere, wenn diese bis zum Einsatz des Gitterstromes angesteuert werden (müssen), wie z.B. die oben zitierte EDD11, muß die Phasen-Umkehr mit Hilfe eines Trafos erfolgen. Auch muß die Treiber-Röhre, z.B. die EBC11, in der Lage sein, die notwendige Leistung abzugeben. 

 

 

 

 

 

 

Die Schaltungen Abb. 473, 473a & 473b [1] sind Phasen-Umkehrstufen, wie sie bei Pitsch zu finden sind.

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 471 [1] ist eine Phasen-Umkehrschaltung, bei der die Phasen-Umkehr-Röhre über einen Spannungs-Teiler (a,b) in der Gitter-Leitung einer der Gegentakt-Lautsprecher-Röhren gespeist wird. 

  • In einem kompletten Schaltbild eines Radios sind solche Umkehr-Stufen oft nicht ganz einfach zu durchschauen. Insbesondere dann, wenn die Umkehr-Röhre zusätzlich als Reflex-Stufe in einem FM ZF-Verstärker arbeitet, wie z.B. beim Blaupunkt Autosuper A52UK.

 

 

 

Die Phasen-Umkehrstufen Abb. 472 & 472a [1] arbeiten in einer Schaltung mit Gegenkopplung.

Verringerung der nichtlinearen Verzerrungen

In den Abb. 470a bis 470c [1] werden Möglichkeiten gezeigt, wie sich nichtlineare Verzerrungen in Umkehrstufen minimieren lassen.

Gegentakt-Verstärker mit Eintakt-Ausgang

Die Abb. 469 bis 469c [1] zeigen entsprechende prinzipielle Schaltungen.

 

Insbesondere die "Eisenlose Endstufe" (von Philips), Abb. 469b, und diese links mit 2 EL86 [4] genießen einen guten Ruf unter Radiosammlern.

Während die Schaltung Abb. 469b keine extra Phasen-Umkehrstufe benötigt, benötigt die eisenlose Endstufe mit den EL86 (links) eine Phasen-Umkehrstufe.

Zu beachten ist, daß für eisenlose Endstufen hochohmige Lautsprecher (800 Ω) erforderlich sind.

 

 

 

Schaltungs-Beispiele

Bild 7 [4] ist die Schaltung eines Kanals eines Stereo-Verstärkers. Das Lautstärke-Potentiometer "L" hat 3 Anzapfungen für "Gehörrichtige Lautstärke-Regelung". Es gibt ein Klang-Regel-Netzwerk für Höhen ("H") und Tiefen ("T"), sowie einen Balance-Regler  "Ba", mit dessen Hilfe die klangliche Mitten-Position bei Stereo eingestellt werden kann.
Zwischen Anode und Masse ist bei beiden EL84 ein Boucherot-Glied (2,2nF , 22kΩ) eingefügt.

Die (eigentliche) Gegentakt-Endstufe mit den beiden EL84 und dem Gegentakt-Ausgangs-Übertrager könnte auch durch die eisenlose Endstufe mit den beiden EL 86 ersetzt werden. (ab C15 & C16)

 

Im Unterschied zu Bild 7 ist Fig. 8.28 [2] die Schaltung eines relativ einfachen Gegentakt-Verstärkers mit 2 Stück 6AQ5 / EL 90 in der Endstufe.

Die 6AQ5 gehört zu der "6V6 Familie" von Lautsprecher-Röhren.

 

 

Der "einfache" Gegentakt-Ausgangs-Übertrager in Abb. 7 kann durch einen solchen mit Anzapfungen ersetzt werden, woduch dann eine "Ultralinear-Endstufe" entsteht.

Siehe dazu auch den Thread über die PPP-Endstufen.

Durch die Anschaltung der Schirmgitter der Endstufen-Penthoden an die Anzapfungen des Ausgangs-Übertragers entsteht eine NF-Gegenkopplung in der Endstufe. Das hat dann zur Folge, daß der Innen-Widerstand sinkt und die Ausgangs-Kennlinien dadurch "steiler" werden, Abb.66. Die Penthoden werden - je nach dem Verhältnis der Windungs-Zahl der Anzapfung w1 zur Gesamt-Windungszahl w1 + w2 - in ihren Eigenschaften immer ähnlicher zu Trioden. Man erhält dadurch den von HiFi Liebhabern geschätzten "Trioden-Klang". 

Damit auch der Ausgangs-Trafo "HiFi" wird, ist es erforderlich die Wicklungen streuarm auszuführen, was durch "Schachtelung" von Teilwicklungen erfolgt, Abb. 467b & 467c.[1]

 

Literatur:

[1] Pitsch, H.: Lehrbuch der Funkempfangstechnik, Bd. 1, 4.A., VAG, 1963

[2] Korneff, Th.: Introduction to Electronics, Academic Press, 1966

[3] Schröder, H.: Elektrische Nachrichtentechnik, Bd. 2, Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik, 1963/64

[4] Prestin, U.: Standardschaltungen der Rundfunk- und Fernsehtechnik, 2.A., Franzis, 1970

This article was edited 06.Apr.21 14:55 by Dietmar Rudolph .

  
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