Die Klangregelung im Röhrenverstärker

Im guten HiFi-Verstärker wird die Klangcharakteristik nicht wie früher in der Endstufe, sondern in einer Vorstufe beeinflußt. Somit ist es möglich, die Endstufe über den gesamten Frequenzbereich gleichmäßig gegenzukoppeln und damit die Verzerrungen herabzusetzen.
Weitreichende Klangbeeinflussung verlangt, daß Höhen und Tiefen gegenüber den Mittellagen angehoben und abgesenkt werden können.
Ein Einstellbereich von etwa 12 dB bis 18 (sogar bis 20) dB bei 50 und 10 000 Hz gegenüber dem Wert bei 1000 Hz ist hier gefordert. Nach diesen Forderungen lassen sich sehr leicht entsprechende Klangregel-Netzwerke zusammenstellen.


In einem RC-Spannungsteiler - siehe folgendes Bild, Teil a) - liegt der Fußpunkt des Potentiometers nur für hohe Tonfrequenzen an Null-Potential. Für mittlere und niedrige Tonfrequenzen ist der Scheinwiderstand des Kondensators groß gegen den Widerstand des Potentiometers. Diese Frequenzen durchlaufen dann nahezu ungeschwächt das Einstellglied.
Liegt der Kondensator im Eingang des Spannungsteilers - siehe Bild Teil b) - gelangen nur hohe Frequenzen an das Potentiometer. Für tiefere Töne ist der Weg erschwert oder sogar völlig versperrt. Beide Anordnungen, nach Bild Teil c) kombiniert, gestatten eine wirksame einstellbare Höhenanhebung und -absenkung.

Eine Anordnung für niedrige Tonfrequenzen zeigt das nächste Bild in Teil a) bis c).
Das erste Glied durchlaufen die mittleren und hohen Tonfrequenzen über den Kondensator, ohne nennenswert abgeschwächt zu werden. Die niedrigen Tonfrequenzen, für die der kapazitive Widerstand des Kondensators größer als der abfließen, während sich die niedrigen Frequenzen in üblicher Weise einstellen lassen.


Die Kombination beider Schaltungen ergibt eine wirksame Tiefeneinstellung, wiederum sowohl Anhebung als auch Absenkung.
Beim Durchstimmen des Netzwerkes ändert sich im Gegensatz zu anderen Schaltungen etwa die Steilheit der Anhebung oder Absenkung. - Das daraus kombinierten Netzwerkes ist im nächsten Bild wiedergegeben.


- Diese Zusammenstellung, dieser Aufbau ist für Röhrenverstärker bestens dimensioniert. Die Eingangsimpedanz von > 100 kOhm macht keine besonders niederohmige Vorstufe erforderlich. Am günstigsten wird hierfür eine Triodenstufe mit ECC 82, 83 vorgesehen. Der Ausgang sollte nicht stärker als mit 1 MOhm belastet werden.
Wählt man diese Klangregelung, taucht bei einigen die Frage auf: wohin damit, an welcher Stelle soll ich sie einspeisen?
Abhilfe schafft dieses Bild:



(Quelle: Ingenieur Otto Limann, Funktechnik ohne Ballast, 1963, Franzis-Verlag)

Professionelle HiFi-Anlagen sind oft mit getrenntem Vorverstärker aufgebaut. Hier wird ein niederohmiger Ausgang des Vorverstärkers erforderlich, um längere abgeschirmte Leitungen ohne Höhenverluste einsetzen zu können. Dazu bietet die Anodenbasisschaltung als Impedanzwandler Vorteile. Der im folgenden Bild gezeigte Vorverstärker mit aktiver Klangregelung (hier wurde nur ein Kanal gezeichnet) aus den 50er Jahren verwendet diese Schaltungsart.


Vor dem Lautstärkeregler ist ein auf Grenzfrequenzen von 10 kHz und 5 kHz umschaltbares Tiefpaßfilter zum Beschneiden der Nadelgeräusche älterer Platten angeordnet.
Für diese Drosselspule wurde ein gängiger, geschlossener Ferritkern ohne Luftspalt gewählt.
Mein Freund Frank, der schon die Excel-Tabellen zur Transformator-Berechnung für mich erstellte, schickte mir den folgenden Beitrag zu diesem Thema:

Solche Berechnungen sind nicht einfach. In Röhrenverstärkern fließt ja zum Gitter zu so gut wie kein Strom. So ist auch der Aufbau eines Magnetfeldes in der Spule mehr abhängig von der Windungszahl. Dort wo hohe Ströme fließen wie bei Frequenzweichen in Lautsprechern erreicht man schon mit wenig Windungen hohe Henry-Werte.
Es werden also immer hohe Windungszahlen erforderlich sein bei dünnen Drähten. Dort, wo hohe Windungszahlen vorhanden sind, ist auf gute Abschirmung zu achten, wegen der Fremdinduktion!
Die Formel lautet:
L = N * Yo*Yr*A
l

L = Induktivität
N= Windungszahl
Yo= 1,2565*10(hoch -6) V*s/A*m
Yr=relative Permeabilität des Werkstoffes
A= Spulenquerschnitt

l= Länge der Flußlinien

Aus der Formel wurde dann vereinfacht:

L = N * A1
N = Windungszahl
Al = Tabellenwert des Kernes in nH

Beispiel:
100 Windungen Al 800 nH
L = 100*100*800* 10(-6) = 8 mH

1000 Windungen

Al 2100 nH Kern 14*8 Manifer 183
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L = 1000* 2100* 10 (-6) = 2100 mH = 2,1 H
Bei Konrad gibt es Drosselspulenbausätze Al - Wert 1950 nH :
L = 1000 * 1950* 10(-6) = 1950 mH = 1,95 H


Diese Formel gilt für Berechnungen bis 100 KHz, sie reicht also völlig aus aus. - Als Drahtstärke ist angegeben 0,10 bis 0,15 mm.

Die errechneten Werte der Kondensatoren wurden auf die nächsten damals handelsüblichen Typen abgerundet. Außerdem sind darin die Schaltkapazitäten berücksichtigt, die in die Filterkapazitäten eingehen.
Ein in dieser Schaltung verwendeter Flächenentzerrer garantiert weitestgehende Klangeinstellmöglichkeiten.
Anschlußseitig sind drei Eingänge vorgesehen. An Buchse 1 können magnetische, an Buchse 2 Kristalltonabnehmer angeschlossen werden. - Die Buchse 3 ist für die Anschaltung eines zusätzlichen Mikrofons vorgesehen.

Zum Schluß dieses Kapitels stelle ich noch einen Vorverstärker mit Klangregelung vor, sogar an einen Loudness-Schalter wurde gedacht.


Zu beachten : Für den Lautstärkeregler - ganz rechts - muß ein Potentiometer mit einer Mittelanzapfung verwendet werden ! Weiterhin wurde hier nur im Netzteil ein Trafo für die Anodenspannung eingezeichnet - die Heizspannungsversorgung, möglichst eine Gleichspannungs-Heizung - ist obligatorisch.

Um eine möglichst genau Widergabe erreichen zu können sollte man sich mit der bisher vorgeschlagenen Lautstärke-Regelung nicht zufrieden geben - zu einem guten Verstäker gehört eine gehörrichtige Lautstärkeregelung. - Und wie eine solche aufgebaut ist, zeigt das nächste Bild :


- Bitte keine Bestellungen für den/die Lautstärke-Regler bei mir abgeben - ich weiß selber nicht, woher man diese Dinger heute noch beziehen kann ..