Kompakter Zweikanalverstärker für Stereoanlagen
C.G. McPROUD
Audio August 1958
Ein einfacher und leicht zu konstruierender Stereoverstärker mit ausreichend Leistung für alle bis auf die aufwändigsten Stereoanlagen. Zwei Paar EL84 liefern saubere 15 Watt in jedem Kanal.
Es ist ziemlich allgemein anerkannt, dass ein Einkanalverstärker für ein hochwertiges monophones System mehr als 20 Watt haben sollte, um eine gute Leistung zu erzielen, ohne dass die Möglichkeit besteht, dass der Verstärker bei Spitzensignalen „abbricht“. Wenn jedoch zwei Kanäle in einer Stereoanlage verwendet werden, liegt die Mindestleistung für jeden wahrscheinlich bei etwa 10 Watt. Einer der möglichen Nachteile einer Stereoanlage ist der zunehmende Platzbedarf für die eigentliche Unterbringung der Verstärker – ganz zu schweigen von den Lautsprechern selbst –, weshalb man der Meinung war, dass ein Verstärker entwickelt werden könnte, der für die meisten Benutzer geeignet ist und eine geringe Größe hat. und groß in der Leistung. Der zu beschreibende Verstärker scheint diese Anforderungen sehr gut zu erfüllen.
Auswahl von Elektronenröhren
Die Auswahl an Elektronenröhren im 10- bis 20-Watt-Bereich ist begrenzt – wenn man Größe und Leistungsbedarf auf ein Minimum beschränken möchte. Vom Standpunkt der Ausgangsleistung her wäre die 6V6 ausreichend, aber diese Elektronenröhre ist vom Standpunkt der Verzerrung notorisch schlecht.
6L6 und 5881 sind physikalisch nicht zu groß für eine einigermaßen kleine Einheit, aber der Stromverbrauch – in der Nähe von 60 mA pro Elektronenröhre – erfordert einen 250-mil-Transformator. Größere Elektronenröhren kommen nicht in Frage, und die kleinere 6AQ5 ähnelt zu sehr der 6V6, als dass sie eine größere Überlegung wert wäre. Bleibt nur noch die EL84 – aber das ist eine sehr gute Lösung, denn zwei dieser Elektronenröhren mit 300-Volt-Stromversorgung leisten locker 15 Watt. Der 6360 – eine Dual-Tetrode – kann 10 Watt abgeben, aber die Schirme sind gleich, so dass die Effizienz und die geringe Verzerrung der Ultra-Linear-Schaltung möglicherweise nicht genutzt werden. Aus diesem Grund fiel die Wahl auf die EL84 – eine europäische Elektronenröhre, die entweder von Amperex oder Mullard erhältlich ist.
Abb. 1. Die Kombination von zwei 15-Watt-Verstärkern auf einem Chassis ergibt ein Stereo-„Paket“, das im Vergleich zu den meisten verfügbaren Verstärkern gut abschneidet.
Für die Verstärkerschaltung wurde das Buch „Valves for A.F. Amplifiers“ der Philips Technical Library herangezogen, und ein guter Anfang wurde im Artikel „High-Fidelity Amplifiers with Two Electron Tubes EL84 in Push-Pull“ gefunden. Diese Schaltung verwendet einen EL86 als Pentoden-Erststufe, gefolgt von einem ECC83 (12AX7) als „Long-Tailed-Pair“-Phasenteiler und den EL84 im Gegentakt, um die Verstärkung auf einen praktischeren Wert für einen Basisverstärker zu reduzieren Um die Gesamtzahl der Elektronenröhren zu reduzieren, wurde die EF86-Pentode durch eine Hälfte einer ECC83 ersetzt, und der Rest der Schaltung folgte ziemlich genau. Bei dieser Anordnung verwendet die erste Stufe jedes der beiden Kanäle die Hälfte einer Doppeltriode. so dass eine „Elektronenröhre“ beide Kanäle versorgt. Ab diesem Zeitpunkt sind beide Kanäle bis auf die gemeinsame Stromversorgung völlig getrennt.
Die Phasenteilungsstufe ist kathodengekoppelt, wobei das Eingangssignal mit dem gleichen Gleichstrom direkt in ein Gitter eingespeist wird. Potenzial wie die Platte der ersten Stufe und mit einem Entkopplungswiderstand zum zweiten Gitter, der für Wechselstrom umgangen wird. zur Erde, aber dennoch auf dem gleichen Gleichstrom gehalten. Potential wie das Signalgitter. Die Anodenströme für beide Abschnitte der Elektronenröhre fließen durch einen großen Kathodenwiderstand, und da ein Gitter auf Wechselstrom gehalten wird, Erdpotential, während ein Signal in das andere Gitter eingespeist wird, sorgt die Variation des Anodenstroms über diesen Widerstand für eine effektive Ansteuerung des zweiten Abschnitts. Die Schaltung hat eine geringe Verzerrung, und wenn sie sorgfältig aufgebaut ist, sodass die Kapazitäten der beiden Plattenschaltungen auf niedrigen und praktisch gleichen Werten gehalten werden, ist die Gesamtbalance ausgezeichnet. Um in der Praxis eine gute Balance zu gewährleisten, dürfen die Plattenlastwiderstände nicht genau gleich sein – das Philips-Buch empfiehlt eine Balance auf etwa 5 Prozent durch Auswahl von 10-Prozent-Widerständen, wobei der größere der beiden im Schaltplan als R9 verwendet wird , Abb. 2.
Für einen ordnungsgemäßen Betrieb mit der gewählten Anodenspannung sollten die Gitter des Phasenteilers auf Gleichstrom gehalten werden. Spannung von ungefähr +90 und durch Auswahl eines Plattenlastwiderstandswerts für die erste Triode zusammen mit einem Vorspannungswiderstand kann der Spannungsabfall über erstere so eingestellt werden, dass dieser Wert bereitgestellt wird. Die direkte Kopplung zwischen diesen beiden Elektronenröhren führt zu einer Phasenverschiebung von Null bei niedrigen Frequenzen und trägt zu ihrer Stabilität bei.
Abb. 2. Schema des Zweikanalverstärkers. Der „B“-Kanal ist nicht dargestellt, aber identisch mit dem „A“-Kanal, und eine Stromversorgung dient für beide.
Ausgangstransformator
Die Qualität eines jeden Verstärkers hängt weitgehend vom Ausgangstransformator ab, und obwohl es viele kleinere Transformatoren als die ausgewählten gibt, die den Bau einer kleineren Einheit ermöglichen würden, wird davon ausgegangen, dass es keinen Ersatz für reichlich Eisen und Kupfer gibt Da die Qualität an erster Stelle und die Gesamtgröße des Verstärkers an zweiter Stelle stand, wurde die neue Partridge P-5000-Serie ausgewählt. Bei einer Rückkopplung von 10 dB haben diese Transformatoren eine Nennleistung von 20 Watt bei 30 Hz für weniger als 1 Prozent Verzerrung oder 35 Watt bei 50 Hz. Da die Elektronenröhren nur etwa 15 Watt leisten können, wurde dies als mehr als ausreichend angesehen, um eine gute Leistung zu gewährleisten. Die Streuinduktivität von der Primärseite zur Sekundärseite wird mit 5 mh angegeben, was dem Wert von einer Hälfte der Primärseite zur anderen entspricht. Die Shunt-Induktivität der Primärseite ist hoch und liegt bei 450 H bei einer 4-Watt-Leistung bei 50 Hz. Daher ist eine gute Leistung im Tieftonbereich zu erwarten. Die Einheiten bestehen aus Aluminiumgussrahmen und sehen sehr robust aus, wie in Abb. 1 zu sehen ist. Die Sekundärteile sind in vier separaten Abschnitten gewickelt, was die Verwendung von Reihenschaltungen für einen Gesamtausgang von 16 Ohm und Kombinationen daraus ermöglicht Reihen- und Parallelschaltungen für 4 und 8 Ohm, und alle vier Wicklungen parallel geschaltet, die Ausgangsimpedanz beträgt 1 Ohm.
Gemeinsame Stromversorgung
Da beide Kanäle im Wesentlichen das gleiche Signal ausgeben – eine weniger strenge Anforderung, als wenn beide Kanäle völlig getrennte Signale hätten – ist eine gemeinsame Stromversorgung angezeigt. Der für diese Aufgabe ausgewählte Leistungstransformator hat eine etwas höhere Sekundärspannung als nötig, aber dies ermöglicht einen hohen Wert des Strombegrenzungswiderstands zwischen der Gleichrichterröhre und dem ersten Filterkondensator, wodurch die Spitzenstromaufnahme durch den Gleichrichter reduziert und zu einem kühlen Betrieb des Gleichrichters beigetragen wird Transformator. Für die beiden vorhergehenden Stufen ist eine separate Filterung vorgesehen. Da beide Verstärkerhälften mit identischen Spannungen arbeiten, ist auch die Leistung der beiden Kanäle nahezu identisch.
Eines der Hauptziele dieses Entwurfs bestand darin, ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit zu gewährleisten, sodass man den Verstärker bauen, in Betrieb nehmen und ihn völlig vergessen konnte. Bislang hat es bewiesen, dass es dieses Maß an Zuverlässigkeit aufweist, und es läuft kühl, wobei alle Komponenten innerhalb ihrer Nennwerte liegen.
Konstruktion
Das Layout ist aus Abb. 1 ziemlich offensichtlich. Die vier EL84 sind neben den Transformatoren zu sehen, während die drei ECC83 in den abgeschirmten Buchsen stecken. Um eine identische physikalische Anordnung für den Phasenteiler und die Ausgangsstufen der beiden Kanäle, der ersten und dritten Elektronenröhre und der Phasenteiler zu gewährleisten, wird der mittlere ECC83 für die beiden ersten Stufen verwendet. Alle Heizelemente werden durch die Vorspannung an den Ausgangsstufen (ungefähr 12,5 Volt) positiv vorgespannt, indem einfach der Mittelabgriff der 6,3-Volt-Wicklung direkt mit den Kathoden verbunden wird. Alle Chassisverbindungen werden an den Eingangsbuchsen hergestellt, um mögliche Erdschleifen zu vermeiden, und jeder geerdete Stromkreis wird separat zu diesen Buchsen geführt. R17 ist direkt von der Kathode des GZ34-Gleichrichters mit dem ersten Filterkondensatorabschnitt verbunden, und R18 und R19 sind direkt über den Kondensator angeschlossen. Die Verbindung von R20, R21 und R22 in einem Verbindungspunkt, von dem aus R8 und R9 zu V2-Platten führen. Von diesem Verbindungspunkt führt ein Draht zu einem zweiten neben dem Phasenteiler des zweiten Kanals, um die Plattenwiderstände für diese Stufe aufzunehmen. Ein dritter Verbindungspunkt neben V1 dient dazu, R4 und sein B-Kanal-Äquivalent mit den ersten Stufen zu verbinden. R2, R3, R7, C2 und C3 sind an vier doppelten Verbindungspunkten zwischen den beiden Transformatoren unter dem Chassis montiert.
Da erwartet wurde, dass der Verstärker über eine Steuereinheit ein- und ausgeschaltet werden würde, war an seinem Chassis kein Schalter vorgesehen. Für diese Schaltung sind keine Balance-Regler erforderlich, und R8 und R9 wurden mit einer Differenz von 5 Prozent ausgewählt. Der Verstärker scheint von der Konstruktion her überhaupt nicht kritisch zu sein und vom ersten Einschalten an gab es keine Probleme im Betrieb.
Die im Rückkopplungskreis angezeigten Werte R7 und C3 gelten für die Verwendung mit dem 16-Ohm-Ausgangsanschluss. Teilen Sie für andere Ausgangsimpedanzen den Widerstandswert durch (16/Z)½, wobei Z die neue Ausgangsimpedanz ist, und multiplizieren Sie den Kondensatorwert mit derselben Zahl. Daher sollten für den so genannten Transformator die Widerstandswerte 3600, 2400 bzw. 1200 Ohm für Ausgangsimpedanzen von 8, 4 und 2 Ohm betragen. Die Kondensatorwerte sollten bei gleichen Impedanzen jeweils 620, 910 und 1800 µµF betragen. Es wäre jedoch besser, den Kondensatorwert tatsächlich mithilfe einer Rechteckwelle und eines Oszilloskops zu wählen, sofern diese Instrumente verfügbar sind.
Leistung
Wenn man den 2-Prozent-IM-Verzerrungspunkt zur Bewertung des Verstärkers heranzieht, würde man dieses Gerät als 17-Watt-Verstärker bezeichnen. Die harmonische Verzerrung liegt zu diesem Zeitpunkt deutlich unter 0,5 Prozent und beide Seiten einer Sinuswelle beginnen bei 17 Watt symmetrisch aufzubrechen.
Der Frequenzgang liegt von 17 cps bis 85 kc innerhalb von 1 db, wobei die Ausgangsleistung bei 12 und 64.000 cps um 3 db sinkt. Durch die Anpassung der Rückkopplung für eine optimale Rechteckwelle bei 10 kc wurde der Hochfrequenzausgang leicht reduziert – mit einem Kondensator bei Cs wurde der Halbleistungspunkt auf über 90 kc angehoben, jedoch im Interesse einer besseren und größeren Rechteckwellenreaktion Stabilität wurde der angegebene Wert von Cs gewählt.
Der Verstärker erreicht seine Nennleistung bei einem Eingangssignal von 0,1 Volt. Dies ist relativ empfindlich, und ein Spannungsteiler am Eingang würde dazu dienen, die Empfindlichkeit zu verringern, sodass beispielsweise ein 1-Volt-Eingang den Verstärker auf seine normale maximale Leistung treiben würde. Da Stereo-Tonabnehmer jedoch eine geringere Ausgangsleistung haben als monophone Gegenstücke, ist möglicherweise eine zusätzliche Empfindlichkeit erforderlich.
In puncto Hörqualität schneidet der Verstärker im Vergleich zu mehreren größeren und aufwändigeren Geräten im Rahmen seiner Leistungsfähigkeit gut ab. Und in einem kleinen oder durchschnittlichen Hörraum sollten Sie nie daran zweifeln, dass 15 Watt laut sein können. Für das Auditorium reicht es vielleicht nicht annähernd aus, aber nur wenige von uns haben Hörräume, deren Größe mit der Carnegie Hall vergleichbar ist. Zwei 15-Watt-Kanäle liefern so viel Leistung wie ein 30-Watt-Verstärker, und praktisch jeder wird zugeben, dass 30 Watt fast immer ausreichen.
STÜCKLISTE
(Jeweils zwei sind für alle bezeichneten Teile erforderlich, mit Ausnahme derjenigen, die beiden Kanälen gemeinsam sind. Diesen sind in der Liste Sternchen vorangestellt.)
C1 .05 µf, 400 v., paper
C2 100 µf, 3-volt, electrolytic
C3 470 µµf, 500 v., mica
C4, C5 0.1 µf, 600 v., paper
*C6a,b,c 40-40-40/450, electrolytic
*C7a,b,c 30-30/450, 125/27, electrolytic
R1 470 K, ½ watt
R2 470, ½ watt
R3 22, ½ watt
R4 120 K, 1 watt
R5 1.2 meg, ½ watt
R6 68 K, 1 watt
R7 4700, ½ watt
R8, R9 100 K, 1 watt
R10, R11 330 K, ½ watt
R12, R13 1000, ½ watt
R14, R15 100, 1 watt
*R16 75, 10 watts
*R17 300, 20 watts
*R18, R19 100, 5 watts, wirewound
*R20, R21, R22 27 K, 1 watt
T1 Partridge P5201, plate-to-plate load 9000 to 12,000 ohms; secondary, four equal 1-ohm windings.
*T2 Power transformer: 400-0-400 v. at 200 ma; 6.3 v. CT at 5 a; 5 v at 3 a. Triad R21 or equivalent
Verschiedenes
1 7x12x3 chassis, aluminium
4 Noval sockets
3 Noval sockets with shields
1 Octal socket
2 Phono jacks
2 4-terminal strips
1 Power cord
1 Grommet for power cord
4 EL84's; 2 ECC83's; 1 GZ34.
Verschiedene Verbindungspunkte, Hardware usw.
