Design eines Tube Preamp/Amp, Praxis

Willie

Rock on...
Bassix
ß46.198
8 WBP 1
Hier nun der tatsächliche Preamp. Das Kind hat nun auch einen (vorläufigen) Namen, Willies Bass Preamp. (:stolz: wie auch sonst)

8.1 Blockschaltbild

Blockschaltbild WBP.png
Abbildung 13: Blockschaltbild des WBP 1


Zunächst kommt das Signal in das Eingangs-Netzwerk. Dieses dient dazu, einerseits eine Anpassung an verschiedenen Ausgangsimpedanzen, andererseits Radio Eriwan und andere Einstreuungen aus dem Preamp zu lassen. Vorgesehen ist zunächst nur eine einfache aktiv/passiv Schaltung. Um Piezos anschließen zu können, ist allerdings eine andere Eingangsstufe nötig. Wenn gewünscht kann ich die Variante später im Theoriethread auch mal darlegen.

Danach folgt die 1. Stufe mit einer Verstärkung von ca. 20. Ausgang dieser Stufe ist durch den Gainregler regelbar.

Nach dieser Stufe folgt der aktive 3 Band EQ, der wiederum einen gepufferten Send Ausgang, die Penthoden Drivestufe und auch direkt den Mixer speist. Drive und Clean werden durch eine Schaltstufe gewählt.

Der Mixer addiert nun sowohl das Return Signal wie auch das Clean/Drive Signal. Anschließend folgt nun noch einmal eine Stufe zu Mastervolumeneinstellung und Impedanzwandlung.
 

Tornadone

Mein Hochtöner heißt 15L
Bassix
ß47.977
Gefällt mir sehr gut. V.a. die eingebaute Effektblende. Wäre es da eigentlich nicht konsequent die Drive-Stufe (falls du mit Drive "Schmutzigen Sound meinst") ebenfalls per Blende zum Cleansound zuregeln zu können und anschließend den Effekt auch noch?
 

Willie

Rock on...
Bassix
ß46.198
Jein, nein, Sinn ist es eigentlich einen 2. Sound zu haben, den ich bei Bedarf schalten kann. Ebenso wie auch die Effectsloop schaltbar sein soll. Von daher brauch ich da keinen Blendregler. Ich hatte im 1. Entwurf sogar gar keinen Cleanzweig. Da lief das Signal immer über den Driveblock.
 

Willie

Rock on...
Bassix
ß46.198
8.2 Input Netzwerk und 1. Stufe
Als Röhre verwende ich eine ECC81. Diese benötigt zwar mehr Strom als eine ECC83, aber ich persönlich finde den Klang einer ECC81 in der Vorstufe eines Bass Preamps besser.

Die ECC81 hat folgende typische Kenndaten:

Kenndaten Typisch Gewählt
Ua 250V 300V
Ia 10mA 11mA
Ug -2V -2,5V
μ 60 36
Ri 11kΩ

Bei meiner Vorstufe wähle ich eine etwas höhere Spannung. Die Anodenspannung ist eh durch den Anodenwiderstand immer geringer. Deswegen benutze ich hier als Wert 300V. Den Anodenstrom möchte ich gerne vollständig nutzen, also ergibt sich hier ein Anodenwiderstand von
WBP_AnodenR_1Stufe.png

Leider gibt es diesen Wert nicht in der E12 Skala, in der die 2W Metallfilmwiderstände, die ich üblicherweise für meine Projekte verwende. Der nächstmögliche Wert wäre entweder 27kΩ oder aber 33kΩ. Ich nehme den 27kΩ und zeichne nun in das Ausgangskennlinienfeld die Arbeitslinie.

WBP_1_Stufe_1_Design_A.png
Abbildung 19: WBP 1 Stufe 1 Arbeitslinie


Der vorgeschlagene Arbeitspunkt (bei -2,5V Gittervorspannung) gefällt mir recht gut. In diesem Bereich scheinen bei Aussteuerung die Kennlinien noch relativ parallel zu laufen. Bei 3V sieht man schon eine leichte Verzerrung. Ich möchte aber gerade in der 1. Stufe noch relativ sauber bleiben. Um die -2,5V Gitter Vorspannung zu erreichen brauche ich dann einen entsprechenden Kathodenwiderstand. Aus dem Arbeitspunkt aus der Kurve (Schnittpunkt der Arbeitslinie und der -2,5V Gitter Spannungslinie) entnehme ich einen Anodenstrom für diesen Punkt von ziemlich genau 4mA. Damit ergibt sich ein Kathodenwiderstand von
WBP_KathodenR_1Stufe.png
E12 reihe dann 680Ω. Alles jetzt neu in das Diagramm eingezeichnet ergibt sich folgendes Bild:
WBP_1_Stufe_1_Design_B.png
Abbildung 20: WBP_1_Stufe_1_Design_B

Somit sieht die erste Stufe folgendermaßen aus:
WBP_1_Stufe_1_Schematic_A.png
Abbildung 21: Schaltplan 1 Stufe


Das ist ja noch relativ unspektakulär. Uns fehlt jetzt noch die konkrete Verstärkung. Also schauen wir mal. Um den Arbeitspunkt variieren wir nun die Gitterspannung um ±0,5V. Also einmal gehen wir auf -2V. Dabei ergibt sich eine Anodenspannung von ca. 177V. Bei einer Gitterspannung von -3V ergibt sich Ua= 213V. Somit ergibt sich eine Verstärkung von
WBP_Verstärkung.png
Damit haben wir am Eingang eine Millerkapazität von
WBP_Miller.png
Jetzt machen wir uns an das Inputnetzwerk. Das Inputnetzwerk von meinem Preamp sollte einmal immun sein gegen Radio und Handy. Weiterhin sollte es gut mit meinen aktiven Bässen harmonieren. Und auch mein passiver JB sollte eine gute Figur machen. Deswegen muss die Eingangsimpedanz umschaltbar sein. Eine zusätzliche Abschwächung um -6dB für die aktiven Bässe sollte auch ermöglicht werden. Damit bietet sich ein Kombination aus L und Pi Netzwerk an. Pi für die aktiven Bässen, L für die passive Variante. Die Grenzfrequenz liegt dank der doch recht kleinen Millerkapazität jenseits des hörbaren Bereiches.
Im aktiven Pfad bilden die beiden 68k Widerstände einen Spannungsteiler, der genau um 6dB absenkt. Die Eingangsimpedanz beträgt auch 68k. Der 1M Widerstand ist ziemlich nutzlos. Im passiven Pfad, sind beide 68k Widerstände parallel und ergeben somit 34k. Der 1M Widerstand bildet den Massepfad und auch gleichzeitig die Eingangsimpedanz.

WBP_1_Stufe_1_Schematic_B.png
Abbildung 22: Eingangsstufe mit Netzwerk

Anmerkungen erwünscht.
 

Bassmellow

Lieb aber nervig
Bassix
ß1.147
Das Gefällt mir sehr gut, würde ich so übernehmen.

Die Drive stufe würde ich aber schalt und regelbar machen.

Wie willst du die Impedanzanpassung vornehmen, mit einer aktiven Schaltung oder via Übertrager?
ich stehe ja auf lezteres :D



ich habe es leider noch ncht geschafft die Schaltung für das VU meter anzufertigen da ich zu Weihnachten einen 3D drucker bekommen habe und mich das Spielzeug gerade beschäftit wenn ihr versteht.

gruß Micha
 

Willie

Rock on...
Bassix
ß46.198
Heute mal die 2 Stufe. Ich stecke gerade aber in der Abstimmung des EQs und das dauert ein bisschen...


8.3 2. Stufe

Die 2 Stufe berechnet sich im Prinzip genau so. Zwischen den beiden Stufen habe ich den Gain Regler eingefügt.Warum hier? Poties verursachen immer ein recht hohes rauschen. Wenn man sich aber mal die Rauschanteile eines Preamps anschaut, welche Stufe wieviel zum Rauschen beiträgt, stellt man sehr schnell fest, dass man quasi alles nach der 1. Stufe vernachlässigen kann. Zumindest wenn man nicht völligen Schrott designt hat. Und ich habe das active/passive Netzwerk etwas vereinfacht. Bypass-Grenzfrequenz für die 2 Stufe ist ebenfalls 10Hz.
WBP_Stufe_1_2_Schematic_A.png
 

beate

Bassteltante
Anmerkungen erwünscht.
Was versprichst Du Dir davon, die ECC81 am Stromlimit zu fahren? Sie klingt ja auch schon gut, wenn man eine gewissen Reserve einhält.

Die ECC81 ist sehr gerne mal mikrofonisch. Bei meinen Examplaren ist das ausnahmslos der Fall, egal ob alte Telefunken oder neue JJs und EHs. Die Mikrofonie ist jedenfalls so ausgeprägt, dass die Röhren nicht als Eingangsstufen oder hinter Widerstandsaddierern taugen, bei denen die Signalpegel ebenfalls klein sind.

Bei kleinen Verstärkern wie meinem Valve Junior mag das noch angehen, aber der G-2000 war "dank" der Mikrofonie der ECC81 kurz vor der Rückkopplung. Ich musste ihn daher wieder auf ECC83 umstellen. Leider, denn auch ich finde den Klang mit der ECC81 besser.

Wie willst Du mit dieser Problematik umgehen?
Weißt Du zufällig, ob es die ECC81 auch in Spanngittertechnik gibt?

Kleine Anmerkungen zum Rauschen: in der Echolette M40 rauscht die zweite Stufe am stärksten. Allerdings ist da der Signalpegel auch kleiner als am Eingang.

Und zurück zu Deiner Schaltung: wieso machst Du R3 so hochohmig? Die ECC81 verkraftet doch locker und ohne wesentliche Gainverluste eine deutlich kleinere Last - 100 kOhm sind da ohne weiteres möglich. Das sollte übrigens auch für die denkbaren Alternativen zur ECC81 gelten, z.B. die ECC88 oder die 12AY7.

Und sogar die ECC83 kann das, wenn man sie passend konfiguriert. Deren Verstärkung sinkt dann halt ein wenig ab, bleibt aber im Bereich dessen, was man auch mit der 81 erzielt. (Das ist sogar recht schlau, weil es den Quellwiderstand für die Schaltung dahinter absenkt).
 
Zuletzt bearbeitet:

Willie

Rock on...
Bassix
ß46.198
#Arbeitspunkt
Wie kommst du auf Stromlimit? Am Arbeitspunkt sinds 4mA. Max sind das 10mA. (Der empfohlene Ia liegt bei 11) ECC81 kann max 15mA. Das ist doppelt soviel wie eine ECC83. Auch bei der Verlustleistung bin ich noch ein gutes Stück weg.

#Mikrofonie
Ja, das könnte ein Problem werden. Bei meinen neuen JJ sind das 50%. NOS ist noch viel schlimmer. Andererseits muss man eben selektieren. Für Serie ist das nix, für mich als DIYler höchstens finanziell.

#Spanngitter
Nein gibt es meines Wissens nicht. Nur ECC88 und PCC88

#R3
Ja kann man tatsächlich. Bis auf 100K seh ich da keine Probleme. Evtl. Muss man dann aber den Koppel-C C2 anpassen.
Auf die nachfolgende Schaltung hat das aber wenig Einfluss.
 

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