Röhrenverstärker: Single-Ended-Röhrenverstärker Für Die Akustik Und Einfache Push-Pull-Audioverstärker Für Lautsprecher, Ihr Funktionsprinzip

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-18 12:07

Viele von uns haben schon von "Röhrensound" gehört und sich gefragt, warum Musikliebhaber aus aller Welt heutzutage lieber damit Musik hören.

Was sind die Eigenschaften dieser Geräte, was sind ihre Vor- und Nachteile?

Heute werden wir darüber sprechen, wie man den richtigen Qualitätsröhrenverstärker auswählt.

Was ist das?

Ein Vakuumröhrenverstärker wird verwendet, um die Leistungscharakteristik von variablen elektrischen Signalen unter Verwendung von Radioröhren zu erhöhen.

Radioröhren haben wie viele andere elektronische Elemente eine sehr reiche Geschichte . Im Laufe der Jahre von ihrer Entstehung bis heute hat sich die Technologie stark weiterentwickelt. Angefangen hat alles ganz zu Beginn des 20 überall der Radiomarkt.

In der gesamten Geschichte der Röhrenverstärker interessieren uns jedoch nur die wichtigsten Meilensteine, als die Grundtypen von Radioröhren und grundlegende Anschlussschemata vorgeschlagen wurden.

Der allererste Röhrentyp, der speziell für Verstärker entwickelt wurde, waren Trioden . Die Zahl Drei in ihrem Namen taucht aus einem bestimmten Grund auf - dies ist die Anzahl der aktiven Ausgänge, die sie haben. Das Funktionsprinzip der Elemente ist sehr einfach: Zwischen der Kathode und der Anode der Radioröhre wird eine elektrische Stromquelle in Reihe geschaltet und die Anfangswicklung des Transformators wird hergestellt, und die Akustik wird bereits an die angeschlossen nächste Sekundärwicklung. Die Schallwelle wird an das Gitter der Radioröhre angelegt, in dem Moment, in dem die Spannung an die Widerstände angelegt wird, fließt ein Elektronenstrom zwischen Anode und Kathode. Das dazwischen platzierte Gitter gibt diesen Strom aus und ändert dementsprechend die Richtung, den Pegel und die Leistung des Eingangssignals.

Während des Betriebs von Trioden in verschiedenen Bereichen entstand ein Bedarf, ihre technischen und betrieblichen Eigenschaften zu verbessern . Einer davon war insbesondere die Durchsatzkapazität, deren Parameter die mögliche Betriebsfrequenz der Funkröhren erheblich begrenzten. Um dieses Problem zu lösen, entwickelten Ingenieure Tetroden - Funkröhren mit vier Elektroden in ihrer Struktur, als vierte wurde ein Abschirmgitter verwendet, das zwischen der Anode und dem Hauptsteuergitter eingefügt wurde.

Diese Konstruktion erfüllte die Aufgabe, die Betriebsfrequenz der Anlage zu erhöhen.

Damit waren die damaligen Entwickler voll und ganz zufrieden, Ihr Hauptziel war es, ein Gerät zu entwickeln, mit dem Empfänger im kurzwelligen Frequenzbereich betrieben werden können . Die Wissenschaftler arbeiteten jedoch weiter an der Ausrüstung, sie verfolgten genau den gleichen Ansatz - das heißt, sie fügten der Arbeitsstruktur der Funkröhre ein weiteres, fünftes Netz hinzu und platzierten es zwischen der Anode und dem Abschirmnetz. Dies war notwendig, um die umgekehrte Elektronenbewegung in Richtung von der Anode zum Gitter selbst auszulöschen. Dank der Einführung dieses zusätzlichen Elements wurde der Prozess ausgesetzt, wodurch die Ausgangsparameter der Lampe linearer wurden und die Leistung erhöht wurde. So sind Pentoden entstanden. Sie wurden in Zukunft verwendet.

Vorteile und Nachteile

Bevor über die Vor- und Nachteile von Röhrenverstärkern gesprochen wird, lohnt es sich, genauer auf die Mythen und Missverständnisse unter Musikliebhabern einzugehen. Es ist kein Geheimnis, dass viele Liebhaber hochwertiger Musik Zweifel haben und solchen Geräten gegenüber sehr misstrauisch sind.

Mythos 1

Röhrenverstärker sind zerbrechlich

Tatsächlich wurde eine solche Aussage in keiner Weise bestätigt. Schließlich werden Sie kein Tonbandgerät der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts verwenden, sondern hochwertige moderne Geräte, bei deren Erstellung Ingenieure besonderes Augenmerk auf die Zuverlässigkeit von Baueinheiten legen. Alle Elemente, die zur Herstellung von Verstärkern verwendet werden, bestehen die strengste Auswahl und sind für den aktiven Betrieb für 10-15.000 Stunden ausgelegt. Wenn Sie sie ohne Fanatismus verwenden, halten solche Geräte fast ewig.

Mythos 2

Die Röhre hat zu wenig Bass

Wie sie sagen, ist es lange her und nicht wahr. Die Zeiten, in denen Hersteller an Transformatoren gespart haben, sind längst vorbei, moderne Hersteller verwenden nur noch hochwertiges Eisen und Hightech-Ansätze bei der Zusammenstellung ihrer Produkte.

Dank dessen halten moderne Geräte den Frequenzbereich im Korridor von mehreren Einheiten bis zu Tausenden von Hertz aufrecht.

Mythos 3

Lampen können den Ton verändern

Wir sind uns hier in vielen Dingen einig. Ja, Radioröhren haben ihren eigenen Tonfall, daher muss der Entwickler bei der Herstellung viel Erfahrung mit solchen Designs und Kenntnisse über die Prinzipien ihrer Funktionsweise haben. Wir versichern Ihnen, dass es bei einem Qualitätswiderstand ziemlich schwierig sein wird, die eine oder andere Tonalität zu erfassen.

Mythos 4

Der Preis eines Röhrenempfängers ist vergleichbar mit den Kosten eines Autos

Das stimmt nicht ganz, denn vieles hängt vom Hersteller ab: Je sorgfältiger und gewissenhafter er seinen Verstärker baut, desto höher werden die Kosten für das Produkt.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass eine preisgünstige Lampenröhre schlecht klingen wird.

Röhrenverstärker haben viele Vorteile, einige Fakten sprechen für solche Geräte

• Relative Einfachheit des Designs … Das Funktionsprinzip dieser Geräte ist viel einfacher als das von Wechselrichtermodellen bzw. die Reparaturmöglichkeit und die Kosten sind in diesem Fall viel rentabler.
• Einzigartige Klangwiedergabe durch eine Reihe von Audioeffekten, darunter ein großer Dynamikumfang, erhöhte sanfte Übergänge und angenehmer Overdrive.
• Kurzschlussfestigkeit unter dem Einfluss von Temperaturschwankungen.
• Kein Zischen typisch für Halbleiterverstärker.
• Stylistisches Aussehen , Dank dessen fügt sich jeder Verstärker harmonisch in eine Vielzahl von Innenräumen ein.

Es kann jedoch nicht gesagt werden, dass der Röhrenverstärker im Mittelpunkt einiger Vorteile steht. Lampen haben auch ihre Nachteile:

• beeindruckende Abmessungen und solides Gewicht, da die Lampen viel größer sind als Transistoren;
• hoher Geräuschpegel während des Gerätebetriebs;
• um den optimalen Betriebsmodus der Tonwiedergabe zu erreichen, benötigt die Lampe einige Zeit zum Vorwärmen;
• erhöhte Ausgangsimpedanz, dieser Faktor schränkt den Einsatzbereich akustischer Systeme, mit denen Röhrenverstärker kombiniert werden können, teilweise ein;
• im Vergleich zu Halbleiterverstärkern weniger Linearität;
• erhöhte Wärmeentwicklung;
• hoher Stromverbrauch;
• Der Wirkungsgrad überschreitet 10 % nicht.

Bei so vielen Mängeln sind Röhrenverstärker alles andere als ideal.

Nichtsdestotrotz gleicht die einzigartige Klangfärbung, die bei der Verwendung einer solchen Ausrüstung erhalten wird, alle oben genannten Nachteile weitgehend aus.

Arbeitsprinzip

Gehen wir zurück zur Geschichte der Röhrenverstärker. Alle oben genannten Strukturtypen haben in der einen oder anderen Form ihre Anwendung in modernen Audiogeräten gefunden . Seit vielen Jahren haben Toningenieure nach Möglichkeiten gesucht, sie zu verwenden, und kamen sehr schnell zu der Erkenntnis, dass der Abschnitt, das Abschirmgitter der Pentode in den Betriebskreis des Verstärkers zu integrieren, genau das Instrument ist, das seine Funktionsweise radikal verändern kann.

Wenn das Gitter mit der Kathode verbunden ist, wird ein typisches Pentodenregime erhalten, aber wenn Sie es auf die Anode umschalten, dann funktioniert diese Pentode als Triode … Dank dieses Ansatzes wurde es möglich, zwei Arten von Verstärkern in einem Design mit der Möglichkeit, die Betriebsmodusoptionen zu ändern, zu kombinieren.

Mitte des letzten Jahrhunderts machten amerikanische Ingenieure den Vorschlag, dieses Netz grundlegend neu zu verbinden und es bis zu den Zwischenabgriffen der Ausgangstransformatorwicklung zu bringen.

Diese Art der Verbindung kann als goldene Mitte zwischen Trioden- und Pentodenschaltung bezeichnet werden, da Sie die Vorteile zweier Modi kombinieren können.

Bei den Moden von Radioröhren geschah also tatsächlich dasselbe wie zuvor bei den Verstärkerklassen, als die Verbindung der Kategorien A und B als Anstoß zur Schaffung einer kombinierten Klasse des Typs AB diente, die die besten Aspekte der beiden vorherigen.

Artenübersicht

Je nach Betriebsweise des Geräts werden Single-Ended- und Push-Pull-Röhrenverstärker unterschieden.

Ein Zyklus

Single-Ended-Designs gelten in Bezug auf die Klangqualität als fortschrittlicher. Eine einfache Schaltung, eine minimale Anzahl von Verstärkerelementen, sprich Röhren, und ein kurzer Signalweg sorgen für höchste Klangqualität.

Der Nachteil ist jedoch die reduzierte Leistung, die im Bereich von 15 kW liegt. Dies macht die Einschränkung in Bezug auf die Wahl der Akustik ziemlich streng, Verstärker werden nur mit hochsensiblen Geräten kombiniert, die in Hornlautsprechersystemen sowie in einigen klassischen Modellen wie Tannoy, Audio Note, Klipsch vorhanden sind.

Zweitakt

Im Vergleich zu Single-Ended-Gegentaktverstärkern klingen sie etwas rauer. Ihre Leistung ist jedoch viel höher, was es ermöglicht, mit einer Vielzahl moderner Lautsprechersysteme zusammenzuarbeiten.

Dadurch ist der Gegentaktverstärker praktisch universell einsetzbar.

Topmodels

Grundsätzlich bevorzugen Anwender japanische und russische Röhrenverstärker. So sehen die meistgekauften Modelle aus.

Audio Note Ongaku hat die folgenden Eigenschaften:

• integrierter Stereo-Röhrenmechanismus;
• Leistung pro Kanal - 18 W;
• Klasse a.

Laut Benutzerbewertungen, dieser japanische Widerstand gilt heute als einer der besten auf dem Markt … Von den Mängeln werden nur die hohen Kosten erwähnt, der Preis für den Verstärker beginnt bei 500 Tausend Rubel.

Magnat MA 600 hat folgende Vorteile:

• integrierter Stereo-Röhrenmechanismus;
• Leistung pro Kanal - 70 W;
• das Vorhandensein einer Phonostufe;
• Signal-Rausch-Verhältnis innerhalb von 98 dB;
• über die Fernbedienung steuern.

Zu den Vorteilen der Ausstattung gehören auch das Vorhandensein von "Bluetooth" und die Möglichkeit, eine Verbindung über USB herzustellen.

Einige Benutzer bemerken: Nach einigen Betriebsstunden schaltet sich das System spontan ab, auch wenn mit 50% Leistung gehört wurde, unabhängig davon, ob Sie Musik über Kopfhörer oder über Akustik hören.

McIntosh MC275 umfasst die folgenden Optionen:

• Röhrenwiderstand;
• Leistung pro Kanal - 75 W;
• Signal- / Geräuschpegel - 100 dB;
• harmonischer Verzerrungsindex - 0,5%.

Wie man wählt?

Heutzutage bietet die Industrie viele Röhrengeräte, transformatorlose und hybride Modelle, Drei- und Zweiwege-, Niederspannungs- und Niederfrequenzmodelle für den Heim- und professionellen Gebrauch an.

Um den optimalen Röhrenverstärker für Ihre Lautsprecher zu finden, Sie müssen auf bestimmte Faktoren achten.

Leistung

Um die Probleme des Röhrenwiderstands zu lösen, wäre ein geeigneter Leistungsparameter ein Wert von 35 W, obwohl viele Musikliebhaber nur eine Erhöhung des Parameters auf 50 W begrüßen.

Es ist jedoch zu beachten, dass die überwiegende Mehrheit der modernen Geräte auch bei einer Leistung von 10-12 Watt einwandfrei funktioniert.

Frequenz

Als optimal wird ein Bereich von 20 bis 20.000 Hz angesehen, da er für das menschliche Gehör charakteristisch ist . Heutzutage haben fast alle Röhrengeräte auf dem Markt genau solche Parameter, im Hi-End Bereich ist es nicht einfach Geräte zu finden die diese Werte nicht erreichen würden dennoch beim Kauf eines Röhrenverstärkers unbedingt darauf achten in welchem Frequenzbereich es kann klingen. …

Harmonische Verzerrung

Die Parameter der harmonischen Verzerrung sind von grundlegender Bedeutung bei der Auswahl eines Geräts. Wünschenswert so dass der Wert des Parameters 0,6% nicht überschreitet, und im Allgemeinen gilt: Je niedriger dieser Wert ist, desto höher ist die Klangqualität am Ausgang.

Moderne Hersteller sind bestrebt, eine minimale harmonische Verzerrung sicherzustellen, zum Beispiel geben die meisten Markenmodelle einen Wert von nicht mehr als 0,1% an.

Natürlich ist der Preis für solch hochwertige Produkte im Vergleich zu Konkurrenzmodellen ungleich höher, aber für viele Musikliebhaber sind die Kosten oft ein zweitrangiges Thema.

Signal-Rausch-Verhältnis

Die meisten Empfänger behalten ein Signal-Rausch-Verhältnis bei innerhalb von 90 dB , es wird angenommen, dass je größer dieser Parameter ist, desto besser funktioniert das System … Einige Hersteller geben sogar Verhältnisse an, bei denen das Signal auf Rauschen mit einem Verhältnis von 100 bezogen wird.

Unterstützung von Kommunikationsstandards

Dies ist ein wichtiger Indikator, aber immer noch ein sekundärer, den Sie nur beachten können, wenn wenn es für alle oben genannten Indikatoren andere gleiche Parameter gibt.

Und natürlich spielen beim Lampenkauf auch einige subjektive Faktoren eine wichtige Rolle, zum Beispiel Design, Verarbeitungsqualität sowie Ergonomie und Klangqualität. In diesem Fall treffen Käufer eine Wahl basierend auf ihren persönlichen Vorlieben.

Wählen Sie einen Verstärker, dessen minimal mögliche Last 4 Ohm beträgt, in diesem Fall haben Sie fast keine Einschränkungen bei den Parametern der Soundsystemlast.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl der Ausgangsleistungsparameter unbedingt die Raumabmessungen . Zum Beispiel in einem Raum von 15 qm. m es wird mehr als genug Leistungsmerkmale von 30-50 W geben, aber geräumigere Säle, insbesondere wenn Sie einen Verstärker mit einem Lautsprecherpaar verwenden möchten, benötigen eine Technik, bei der die Leistung 80 W beträgt.

Anpassungsfunktionen

Um den Röhrenverstärker zu konfigurieren, müssen Sie ein spezielles Messgerät erwerben - ein Multimeter, und wenn Sie professionelle Geräte einrichten, sollten Sie zusätzlich ein Oszilloskop sowie einen Audiofrequenzgenerator kaufen.

Sie sollten mit der Einrichtung des Geräts beginnen, indem Sie die Spannungsparameter an den Kathoden der Doppeltriode einstellen, sie sollten auf 1, 3-1, 5 V eingestellt werden. Der Strom im Abschnitt des Ausgangs der Strahltetrode sollte im Korridor von 60 bis 65 mA liegen.

Wenn Sie keinen leistungsstarken Widerstand mit den Parametern 500 Ohm - 4 W haben, kann er immer aus einem Paar 2 W MLT zusammengebaut werden, sie werden parallel geschaltet.

Alle anderen im Diagramm aufgeführten Widerstände können von jedem Typ verwendet werden, es ist jedoch besser, den C2-14-Modellen den Vorzug zu geben.

Wie beim Vorverstärker gilt der Trennkondensator C3 als Basiskomponente. Wenn er nicht vorhanden ist, können Sie sowjetische Filmkondensatoren K73-16 oder K40U-9 nehmen, obwohl sie etwas schlechter sind als importierte. Für einen korrekten Betrieb der gesamten Schaltung werden die Daten mit einem minimalen Ableitstrom ausgewählt.