Studie 3 - Die SUPRA-Trioden-Schaltung
Kapitel 2 - Messungen

von Frank Kneifel

Im vorherigen Kapitel habe ich die Überlegungen, Planung auf Aufbau des Verstärkers beschrieben.
Jetzt kommen die Messungen um zu überprüfen ob meine Überlegungen zutreffend sind.

Als erstes die Messwerte der EL504 als Pseudotriode.

Hier der Frequenzgang an einem 8Ohm-Messwiderstand.
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Die blaue Linie ist der Frequenzverlauf, die rote Linie der Phasenverlauf.
Sieht für einen Bastelübertrager recht gut aus.

Jetzt kommt die Messung an einem realen Lautsprecher.
Der Impedanzverlauf des Lautsprechers.
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Dazu jetzt der Frequenzverlauf des Verstärkers an dem Lautsprecher.
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Die blaue Linie ist der Frequenzverlauf, die rote Linie der Phasenverlauf.
Der Frequenzgang ist recht gerade. Der Impedanzverlauf ist nur wenig im Frequenzverlauf ausgeprägt.

Als nächstes das Klirrfaktorspektrum an einem 8Ohm-Messwiderstand.
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Die blaue Linie gibt das K2-Spektrum, die magenta Linie das K3-Spektrum wieder.
Das Klirrspektrum wurde bei 1W Ausgangsleistung (entspricht 8Vss an 8Ω) gemessen.
Durch Vorwärtskompensation (siehe PCL805-Verstärker) konnte der Klirrfaktor im Bereich von 150Hz bis 20kHz auf ca. 0,1% gebracht werden.
Und das ohne einer Über-alles-Gegenkopplung.
Einzig die lokale Stromgegenkopplung durch den Katodenwiderstand der Triode V1 (R4) und das Poti der Triode V2 (P2) sind hier wirksam.

Jetzt kommt das Klirrspektrum am Lautsprecher.
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Die blaue Linie gibt das K2-Spektrum, die magenta Linie das K3-Spektrum wieder.
Auch hier wurde mit 1W Ausgangsleistung gemessen.
Der Klirrfaktor liegt nur bei einer Impedanz von 8Ω (bei knapp 200Hz) bei ca. 0,2%.
Der K2 steigt zwar auf ca. 0,5%, der K3 ist aber immer noch recht niedrig.
Der Impedanzverlauf ist im Klirrfaktorspektrum zu erkennen.
Das Klirrmaximum liegt beim Impedanzmaximum (70Hz).
Auch der Impedanzanstieg im Mittel- und Hochtonbereich spiegelt sich im Klirrspektrum wieder.

Das waren die Messungen am PL504-Verstärker in Pseudotriodenverstärker.
Jetzt kommen die Messungen am SUPRA-Triodenverstärker.
Mal sehen wie sich diese Schaltungsvariante auswirkt.

Als erstes wieder der Frequenzverlauf an einem 8Ω-Messwiderstand.
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Die blaue Linie ist der Frequenzverlauf, die rote Linie der Phasenverlauf.
Der Frequenz- und der Phasenverlauf sind ähnlich wie bei der Pseudotriodenschaltung. Hier auch alles recht gut.

Jetzt kommt die gleiche Messung am realen Lautsprecher.
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Die blaue Linie ist der Frequenzverlauf, die rote Linie der Phasenverlauf.
Der Frequenz- und Phasenverlauf sehen recht ähnlich aus wie bei der Pseudotriodenschaltung. Nur beim genauen Vergleich fällt auf, dass die Unlinearitäten nicht ganz so stark ausgeprägt sind.

Jetzt kommt die Klirrspektrummessung am Messwiderstand.
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Die blaue Linie gibt das K2-Spektrum, die magenta Linie das K3-Spektrum wieder.
Das Klirrspektrum wurde bei 1W Ausgangsleistung (entspricht 8Vss an 8Ω) gemessen.
Der K3 ist erfreulich niedrig liegt ab 150Hz bei unter 0,1%. Der K2 fällt ab 300Hz auf unter 0,1% und bleibt schön niedrig.
Im Allgemeinen recht ordentliche Werte.

Jetzt kommt die Klirrspektrummessung am realen Lautsprecher.
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Wie immer gibt die blaue Linie das K2-Spektrum, die magenta Linie das K3-Spektrum wieder.
Das Klirrspektrum wurde bei 1W Ausgangsleistung (entspricht 8Vss an 8Ω) gemessen.
Der K2 liegt bei ca. 0,3%. Im Vergleich zur Pseudotriode ist das eine Reduzierung um 0,2%.
Der K3 liegt weiterhin bei erfreulichen knapp 0,1% und ist etwas niedriger als bei der Pseudotriode.
Hier reduziert die SUPRA-Triodenschaltung die Klirrwerte im Vergleich zur Pseudotriodenschaltung. Und das alles nur mit einer Anschaltung des Schirmgitters an eine zusätzliche Wicklung statt an der Anode.

Fazit:
Nur durch die Verwendung einer vorhandenen Wicklung auf dem Übertrager konnte der Klirrfaktor ohne eine Über-alles-Gegenkopplung an einem realen Lautsprecher vermindert werden.
Man kann zwar End-Trioden mit sehr geringem Innenwiderstand einsetzen oder eine zusätzliche Triode parallel schalten um auf ähnliche Ergebnisse zu kommen, wer aber Pentoden in Pseudotriodenschaltung einsetzt und den Übertrager selber wickelt oder Einfluss auf die Herstellung seines Übertragers hat, kann mit der SUPRA-Triodenschaltung noch einiges mehr aus der Schaltung holen.
Dem gegenüber zu setzen ist der erhöhte Aufwand beim Übertrager. Ich habe jetzt einen Bastelübertrager eingesetzt, der nicht so optimal verschachtelt ist. Aber selbst damit sind sofort ersichtliche Klirrverminderungen zu erreichen.
Was ist da erst mit einem aufwändig verschachtelten Übertrager zu erreichen.

Es würde mich freuen wenn einige andere meine Idee aufgreifen und eigene Projekte mit hoch verschachtelten Übertragern bauen.

Bei den Messungen hat sich wieder gezeigt, dass an einem Messwiderstand als Last jeder Verstärker gut aussehen kann.
Die Qualitäten eines Verstärkers zeigen sich erst an einer schwankenden Last. Deshalb lege ich besonderen Wert auf die Messungen an einem realen Lautsprecher.
Daran kann man unter anderem die Wiedergabequalität eines Verstärkers ableiten.
Zudem hat sich während des Projektes gezeigt, dass bei jedem Röhrenwechsel das Klirrfaktorminimum mit P2 neu angepasst werden musste um einen Klirr von ca. 0,1% am Messwiderstand zu erreichen.
Aber das ist eigentlich irrelevant, da die Geschichte an einem Lautsprecher wieder ganz anders aussieht.

Das wäre eine Aufgabe für das nächste Projekt. Ein Verstärker, der weder auf Röhrenwechsel noch auf schwankende Lasten mit veränderten Klirr reagiert. Und das ohne eine Über-alles-Gegenkopplung einzusetzen.

Gruss, Frank