100W PL509 Circlotron (PPP) Endstufe als Monoblock
von Dietmar Ragoß
Hallo Jochen,
ich habe beim letzten Stammtisch Treffen zwei 100 W-PPP Monoblöcke mit den Endröhren PL509 Circlotron (PPP) mitgebracht. Ich habe Sie dort auch vorgeführt und sie hörten sich auch verdammt gut an. Ich bin dabei von vielen gefragt worden, ob ich nicht ein Leserprojekt schreiben könnte.
Deshalb, schau Dir meine Projektunterlagen mit den Fotos mal an, ich hoffe es findet sich unter den Leserprojekten wieder.
Vorwort:
Vor Jahren hatte ich mir einen PPP-Amp mit E130L Röhren in Auto-Biasschaltung gebaut, mit etwa 40W Sinus-Leistung. Aber ich habe ihn nie brummfrei bekommen. Auch klang er mit Gegenkopplung nicht besonders, eben langweilig, nach Transistor-Amp.
Deshalb mußte unbedingt ein klanglich besserer, leistungsfähiger PPP-Amp her.
Die 4x PL509 von Tesla hatte ich noch rumliegen, die Typen waren mir noch vom Farbfernsehen bekannt. Sie sind robust und langlebig. Es war allerdings gar nicht so einfach, eine passende Schaltungsumgebung für die PL509 zu finden, es existieren nicht so viele Schaltungen für die PL509 im Gegentakt.
Eins war mir klar, die PL509 kann man nur mit niedriger Schirmgitterspannung vernüftig ansteuern. Mein Vorbild war der APX-100-Amp, er arbeitet mit 150V am Schirmgitter. Aber: ich wollte ja keinen normalen PP- Amp, sondern einen PPP- Amp. Es mußte eine effektive und preiswerte Schaltung sein, denn der PPP- Amp braucht nur ein ¼ RAA des PP-Amps. Da kann der Aü viel kleiner ausfallen.
Das Problem war aber, welchen Ausgangsübertrager nehmen, welcher auch noch preiswert zu beziehen ist?
Die Verstärker-Beschreibung:
Der Ausgangsübertrager TGL 40/001 ist ein Standard 40W EL34 Gegentaktübertrager von der polnischen Fa.
Indel, mit einem Raa von 4 kOhm, sek. 8 Ohm, zu beziehen unter: http://www.tme.eu/de.
Da ich aber nur einen Raa von 1 kOhm brauche, wird der Übertrager sekundär umverdahtet:
Dieser Übertrager besitzt 4 separate sek. Wicklungen.
Das Gehäuse und die Röhrenabdeckung ist von der Fa. Hammond; das Hammond Alu Chassis ha1444-12103 und das schwarze Hammond Cover ha1451-16bk3 gibt es bei www.tubetown.de.
Der Ringkern-Netztrafo:
Der teuerste Brocken der Schaltung ist der 230VA-Trafo NT494 von HB-Ampdesign, der mit knapp 2x 90 Euro zu Buche schlägt. Zu beziehen ist der NT494 unter: http://www.ampdesign.de/Trafos.htm
Die Ruhestromeinstellung:
Zur Ruhestromeinstellung wird der Verstärker mit zwei Multimetern über die Niedervoltbuchsen verbunden, der Katoden-Ruhestrom sollte je PL509 etwa 55 mA betragen, er wird mit den 20 kOhm-Trimmern P1 und P2 eingestellt.
Die Vorstufe:
Die Vorstufe wurde mit der (blau bestempelten) EF91 in Triodenschaltung verwirklicht. Das bedeutet, die Anode ist mit dem Bremsgitter und dem Schirmgitter über ein Widerstand verbunden.
Die Verstärkung wäre mit überbrückten Kathodenwiderstand Vu: µ=66. Da aber eine Stromgegenkopplung vorhanden ist mit R4=270, ist Vu´: µ=37,5. Siehe dazu folgendes (vorab aber das Datenblatt zur EF91):
Meine Berechnung der EF91 als Triode mit Rgk:
Die Phasenumkehrstufe:
Die Phasenumkehrstufe arbeitet mit der russischen 6N1P-EB
Das 6N1P-EB Datasheet findet man hier: http://www.hifitubes.nl/weblog/wp-content/russian-6n1p-eb.pdf
Diese Stufe verstärkt mit einen µ = 15,7. Eine Besonderheit hat die Treiberröhre 6N1P-EB zu tragen,
sie muss in dieser Schaltung in der Lage sein 200VAC zu bringen, um die PL509 auszusteuern.
Die Treiberstufe funktioniert nicht mit jeder Röhre; um an den Gittern der PL509 200V AC verzerrungsfrei zu bekommen, muss an den Anoden der 6N1P 380V liegen.
Diese 380V wird mit P3 eingestellt. Max. sind 400V Anodenspannung möglich, dann liefert die Schaltung 120W Sinus. Die Anodenspannung der 6N1P begrenzt also die max. Ausgangsleistung.
Man kann auch ohne Probleme die ECC812 anstatt der 6N1P verwenden - dann wird der Verstärker aber empfindlicher. Die Empfindlichkeit beträgt dann etwa 350mV bis 500mV.
Die Symmetrie der Phasenumkehrstufe:
Da eine unsymmetrische Ansteuerung der Endröhren sich schlecht auf den Klang und Klirr auswirkt,
muss man mit Trimmer P2 auf Symmetrie der beiden Ausgangssignale abgleichen.
Abgleich:
Dem Oszi wird die Ausgangsspannung des Verstärkers über einem 8Ohm/200W Lastwiderstand dem horizontalen, die Eingangsspannung mit einem 1 kHz Sinus Testsignal dem vertikalen Kanal zugeführt (geht auch andersherum).
Die Zeitbasis wird auf XY-Betrieb geschaltet, auf dem Schirm erscheint bei richtiger Einstellung der vertikalen und horizontalen Empfindlichkeit eine deutlich sichtbare Linie.
Die Gegenkopplung:
Sie ist auf der Frontseite schaltbar ausgeführt.
In der Stellung Low beträgt die Dämpfung -4,8dB, somit ist die Empfindlich am Eingang 0,58V oder 0,77V. Ist der Schalter aber in Stellung High, beträgt die Dämpfung -7,3dB, damit benötigt man am Eingang zur Vollaussteuerung für 105W, je nach Eingang 1,05V oder 1,4V.
Die Endröhre PL509:
Das Datenblatt zur EL509 von Svetlana Datasheet bei Ug2=140V findet man hier: http://www.ne.jp/asahi/evo/amp/device/el509.pdf
Die zwei PL509 werden mit 0,3A parallel geheizt, wo sich ca. 40V AC hinter dem Strombegrenzungswiderstand R4/3,3R 5W einstellt. Die Schirmgitterspannung beträgt hierbei nur ca. 135V. Nur so ist eine effektive Aussteuerung der Schaltung möglich. - Der Preis dafür ist ein etwas aufwendigeres Netzteil, als es für eine Standard EL34 PPP Schaltung notwendig ist.
Rechtecktest des Verstärkers bei 1W an 8ohm Last, gemessen wurde im 0,1V/cm Raster x10
Rechteck mit 100Hz
Rechteck mit 1kHz
Rechteck mit 10kHz
Rechteck mit 40kHz
Leistungstest:
Mit 1khz Sinus am Eingang an 600 Ohm, gemessen an 8Ohm Lastwiderstand 200W:
im 1V/cm Raster x10 = 29Vac = 105W
Resume:
Der Verstärker klingt so wie man es sich vorstellt, sehr ausgewogen.
Allerdings braucht man die 2 x 105W Ausgangsleistung nicht im normalen Wohnzimmer - es reicht für Disco- Betrieb!
Im heimischen Wohnzimmer reichen eigentlich 2 x 2W aus. Es kommt natürlich auch drauf an, welche Boxen man hat. Ansonsten war es ein sehr interessantes Projekt.
Gruß Dietmar
Anhang:
Schaltbild 105W PPP-Amp:
Netzteil für 100W AB-PPP:
Das Layout des Netzteils:
Löt und Anschlußplan:
Layout der Wattmeter-Platine:
Die Bestückung der Wattmeter-Platine:
Das Layout mit dem Bestückungsplan der Bias-Platine:
Der Frequenzgang des Verstärkers ist sehr gut, siehe Messdiagramm:
