Unter allen Endstufenschaltungen ist die PPP oder Circlotronschaltung für mich derweil die Interessanteste ( Text von 2014 ). Am Anfang hat man Bedenken, da das Prinzip nicht direkt verständlich erscheint und der Stromlaufplan ein wenig ungewohnt wirkt. Hat man das Prinzip erst einmal verstanden und die Endstufe aufgebaut, da kommt man aus dem Staunen nicht mehr heraus. Die Endstufe funktioniert einmal optimal eingestellt ohne Probleme und mit bester Wiedergabequalität. Das PPP steht für Push-Pull-Parallel, wobei das Parallel  nicht so ganz stimmt. Die Endröhren und Spannungsquellen werden nämlich in Reihe vom Gleichstrom durchflossen, während das Wechselstromsignal gegensinnig, also im Gegentakt durch den Endübertrager fließt.  Es müsste also eher "Gegen-Parallel-Endstufe" heißen. Da passt auch der Name "Circlotron ", der in den fünfziger Jahren üblich war schon  besser. Die Leistung entspricht mehr oder weniger der traditionellen Gegentaktschaltung, wenn man vom minimalen Leistungsverlust der Kathodenwiderstände absieht und sich mit A-Betrieb zufrieden gibt. Es handelt sich bei dieser Endstufe um zwei individuelle Gegentakt-Anoden-basisschaltungen, die beim Zusammenarbeiten und vom gemeinsamen Massepunkt aus gemessen allerdings nicht mehr als solche betrachtet werden können, da beide Spannungsquellen sich bei jeder Halbwelle mehr oder weniger gegeneinander verschieben und die Anodenspannung im Gegensinn zu ihren zugehörigen Kathoden im Gegensinn mit gleicher Stärke mitschwingen. Bei 300 Volt Anodenspannung hat man am Endübertrager ein maximales entkoppeltes Signal von 240 Volt SS.  Am Gitter 1 wird natürlich ein mindest ebenso hohes Pegel verlangt. Wie dieses zustande kommt, dazu später.

Bei dieser Prinzipschaltung gelten alle Spannungsangaben in Bezug auf den gemeinsamen, Künstlich geschaffenen Massepunkt an der Mitte des Endübertragers, der für die Vorstufen einen gemeinsamen, stabilen Bezugspunkt darstellt. Zum besseren Verständnis der Schaltung sollte man die anliegenden Spannungen auf ihn beziehen. Zur Messung der einzelnen Anodenbasisschaltung allerdings gelten die Regeln derselben auch weiterhin und insofern muß hier auch jede Anodenbasisschaltung einzeln behandelt werden und die ganze Wicklung des Endübertragers miteinbezogen werden. Betrachten wir erst mal den Gleichstromfluss in grüner Farbe ohne Wechselstromsignal an den Gittern. Gehen wir davon aus, dass die beiden Spannungsquellen die gleiche stabile Spannung (300V) liefern und die beiden Röhren ungefähr gleich durchgeschaltet sind, ( 43 mA Ruhestrom, -15 Volt an den Gittern ). 0 Volt an beiden Katoden bedeutet somit, dass keinerlei Stromfluss am Endübertrager zustande kommt. Die beiden Systeme, also jeweils eine Spannungsquelle und eine Endröhre als Verbraucher liegen in Reihe mit 0 Volt an den Katoden und 300 Volt an den Anoden. Es handelt sich hier um 2 Anodenbasissysteme, die über den gemeinsamen Verbraucher miteinander in Verbindung stehen, jedoch bei Gleichstromsymetrie alle beide separat durch ihre jeweilige Spannungsquelle gespeist  werden. Der Gleichstromfluss am Endübertrager  ist also 0 im Idealfall.

Beim Anlegen einer Wechselspannung wird eine Röhre abwechselnd durchschalten während die andere sperrt. Die Prinzipschaltung zeigt in roter Farbe das maximale Durchschalten von Röhre 1 und den maximalen Sperrzustand von Röhre 2. Die roten Pfeile stellen den Hauptstromfluss dar von Spannungsquelle 1 über Röhre 1, anschliessend durch den Endübertrager und wieder zurück zur Spannungsquelle1.  Am Endübertrager liegt nun ungefähr die maximale Spannung von 240 V SS bei maximaler Klasse A-Aussteuerung an. Die Katode  von Röhre 1 hat +120 Volt, während ihre Anode um den gleichen Betrag abnimmt, also auf 180V abfällt . Die Kathodenspannung addiert sich zum Pluspol der Spannungsquelle 2 respektiv zur Anode von Röhre 2 hin zu +420 Volt . +420 Volt an der Anode von Röhre 2 in Bezug auf -120 Volt an deren Katode ergeben insgesamt 540 Volt an Röhre 2. Die Anodenspannung von Röhre 1 subtraiert sich über deren stabile Spannungsquelle zur Kathode von Röhre 2. Es entsteht also eine Spannungsverschiebung der beiden Spannungsquellen und dies bei jeder Halbwelle entgegengesetzt. Dieselbe Spannungsverschiebung von max. 240V liegt jetzt am Endübertrager an.

Die hohe Aussteuerung der Röhren wird erzielt,  indem die Anodenspannung der gegenüberliegenden Endröhre zur Gitter2-Steuerung benutzt wird, ein Bootstrapkondensator zwischen Katode Rö1 und Anode Rö2 geschaltet wird und dessen Wechselspannung an das Gitter2 der Röhre 1 gelegt wird. Auf diese Weise wird durch das zusätzliche Pushen des Gitter2 die Kathodenwechselspannung der Röhre 1 unterstützt  und die Spannungsverstärkung der Röhre näher an die maximale Verstärkung herangeführt.  Auch dient dieser Elko der weiteren Glättung der gegenüberliegenden Anodenspannungsversorgung, besonders wichtig bei Einweggleichrichtung. Desweiteren ist diese Bootstrapspannung mit der Anode der jeweiligen Phasenumkehrstufe verbunden. Auf diese Weise erzielt man bei der PPP-Endstufe nicht nur Stromverstärkung (Anodenbasisschaltung), sondern auch eine sehr hohe Spannungsverstärkung in der Umkehrstufe,  die die Signalspannung am Gitter 1 der Endröhren auf die benötigten 85 Volt eff. bringt. Allerdings findet diese Bootstrapunterstützung nur im A-Betrieb statt, d. h. solange die sperrende Endröhre nicht den Durchlassminimum  erreicht hat. Die Gleichspannung an den Anoden der Phasenumkehrtrioden sollte so um die 190 bis 200 Volt betragen. ( von mir als bester Wert festgestellt )

Eine Bootstrapschaltung dient dazu, durch Rückkopplung eines Signals auf eine Verstärkerstufe davor mit Hilfe zweier in Reihe geschaltete Widerstände oder einer Diode eine zusätzliche Verstärkung zu erreichen. Betrachtet man nun die oben gezeigte Prinzipschaltung der PPP, bei der verschiedene Autoren von Bootstrap-Kondensatoren sprechen, so stellt man fest, dass diese Kondensatoren parallel, allerdings über Widerstände 1,5 bis 6,8 KOhm zu jeweils einer der beiden Spannungsquellen liegen. Da stellt man sich die Frage, wo soll denn hier eine zusätzliche Verstärkung entstehen, wenn die Spannungsquellen bei Belastung einigermassen stabil bleiben. Die einzige Verstärkung die hier entsteht, ist die Kompensation des  Spannungsabfalls am eigenen in Reihe geschaltenen Widerstand und die ist vernachlässigbar. Es würde also genügen, das Gitter2 einfach über Widerstand an die gegenüberliegende Anode anzuschließen.

Ein  Versuch ohne Bootstrapkondensatoren und jeweilige Widerstände hat dies bestätigt. Der Versuch hat gleiche Verstärkung mit weniger Verzerrungen des Ausgangssignals erbracht. Die Schaltung " PCL86--SRPPP " funktioniert sehr gut auf diese Weise, allerdings mit 2-Weg-Gleichrichtung.

Weshalb also dieser Bootstrapkondensator?. Dieser Bootstrapkondensator mit Widerstand hat in Wirklichkeit die Funktion eines zweiten Netzbrummglättungsgliedes, da ja in den 50ger Jahren überwiegend Einweggleichrichter bei der PPP verwendet wurden. So kam man pro Endstufe mit einer doppelten Gleichrichterröhre aus. Dass Einweggleichrichtung einen großen Nachteil wegen mangelnder Spannungsstabilität und Glättung aufweist, weiß jeder. Bei dieser PPP-Schaltung allerdins spielte dies keine große Rolle, da symetrische Spannungsabnahme sowie Netzbrumm vom Endübertrager kompensiert wurden. Solange diese Symetrie am Ausgangsübertrager besteht, hört man keinen Brumm, ausser man verwendet Röhren mit grossen Verstärkungstolleranzen, unsymetrische Endübertrager oder unterschiedliche Anodenspannungen. Der Netzbrumm ist dann bei Volllast am meisten zu hören.

Natürlich ist es nie schlecht, wenn man Störquellen wie Brumm von vorne herein eliminiert. So hat man hier die Möglichkeit, Röhren mit nicht so guten Werten zu verwenden ohne dass der Klang des Verstärkers darunter leidet. Auf jeden Fall ist der Name Bootstrap-Kondensator ebenso wie die PPP-Bezeichnung des Gesamtprojektes komplett fehl am Platz.

Da die Version mit den 6V6-Röhren auf Anhieb super funktioniert hat, habe ich mir vorgenommen, einen weiteren Verstärker mit doppelter Endleistung und EL34 - Endröhren zu entwerfen. Als Vorverstärker soll diesmal eine µ-Follower / Mu-Follower - Vorstufe oder auch Konstantstromschaltung zum Einsatz kommen, die als Vorstufe auf jeden Fall eine höhere Verstärkung bei gleichzeitiger Verbesserung des Klirrgrades bringt. Der Rest der Schaltung wird prinzipiel  gleich der vorherigen sein ausser der Abänderung verschiedener Widerstands / Kondensatorwerte. Als Endübertrager wird diesmal ein Netztransformator verwendet, der bei einem Versuch mindestens gleich gut als der 100-Volt-Übertrager abgeschnitten hat.

Mit der µ-follower-Schaltung läßt sich die obere Röhrenhälfte der Vorverstärkerstufe weiter gegenkoppeln als bei der SRPP-Spannungsverstärkerschaltung. Dies ist bedingt durch die Kondensatorsignalübertragung  zum Gitter der oberen Röhre hin, wobei die Gittervorspannung der oberen Röhre  mit einem separaten Widerstand  realisiert wird, der hier allerdings aus praktischen Gründen weggelassen wurde. Die negative Gittervorspannung entsteht automatisch durch den relativ hochgewählten Gitterwiderstand (470KOhm ). Mit 470KOhm kann man hier den 470Ohm-Kathodenwiderstand der unteren Triode kompensieren und somit den Ausgang auf die genaue Spannungsmitte einstellen. Damit wird die Schaltung sehr übersichtlich und erfüllt trotzdem ihre Aufgabe hervorragend. Der minimale Gitterstrom, der bei positiver Aussteuerung an der oberen  Triode entsteht, wird durch den Anodenstrom geliefert und wirkt sich somit nicht auf die Klangeigenschaft aus. Im Gegensatz zur SRPP-Schaltung hat man  die Möglichkeit, den Spannungsabfall am Shunt optimal durch die Wahl eines höheren Widerstandswertes ( 10KOhm ) festzulegen. Man erreicht auf diese Weise auf ein Haar den optimalen Gegenkoppeleffekt der oberen Triode zur Unteren, was nahezu der perfekten Konstantstromschaltung gleichkommt und somit auch die Spannungsverstärkung und den Klirrgrad nochmal positiv beeinflussen. Diese Stufe koppelt jetzt ohne Kondensator, also galvanisch mit 58 Volt auf die Umkehrstufe.

 Da die Umkehrstufe mit ECC83  wegen ihrer hohen Verstärkung und der dazu noch zusätzlichen Bootstrap-Mitkopplung zu Brumm und Hochfrequenzschwingen neigen, sind diese beiden Röhren mit ECC82 bestückt worden. Dies im Gegensatz zu den Angaben anderen Autoren, die allesamt ECC83-Röhren verwenden. Dabei reicht die Verstärkung der ECC82 vollauf, die Endröhren bis zum Maximum auszusteuern.

Da bei SRPP oder PPP-Endstufen die Endübertrager nicht durch Gleichstrom in die magnetische Sättigung kommen, erfüllen die von mir getesteten Ringkernnetztrafos meine persönlichen Anforderungen vollauf. Der bei diesem Verstärker benutzte Netztrafo, 2 x 115 Volt primär und 2 x 18 Volt sekundär, 40 VA Maximalleistung, also ein Standarttyp, der überall erhältlich ist und deutlich unter 40 Euro zu haben ist, hat bei mir einen weit besseren Eindruck hinterlassen, als die Verwendung von Netztrafos als Endübertrager üblicherweise dargestellt werden . Er überträgt am Oszillo. linear und ohne Verzerrung von 35 Herz bis hin zu 20 KHz. ( 75% bei 20 KHz ). Diejenigen, die im oberen Frequenzbereich eine bessere Übertragung verlangen, sollten natürlich richtige Endübertrager verwenden.

Berechnung

Mit der hier benutzten Anodenspannung bringt die Endstufe an den beiden Kathodenanschlüssen des Endübertragers maximal 240 Volt SS, also durch Quadratwurzel 2 geteilt ein rund 160 Volt effektives Wechselsignal. Da es sich um einen Klasse A-Verstärker handelt und bei EL34-Röhren ein Strom von 80 mA fließt, beträgt der Gesamtstrom 160 mA. 160 Volt durch 160 mA ergeben einen Gesamtwiderstand von 1000 Ohm. Um den richtigen Netztrafo jetzt auszuwählen, müssen wir folgende Überlegung machen. Gehen wir von einem Lautsprecheranschluss von 8 Ohm aus. Das Widerstandsübersetzungsverhältnis von 8 Ohm auf 1000 beträgt: 1000 : 8 = 125. Aus dem Widerstandsverhältnis ergibt sich das Spannungsverhältnis, indem man die Quadratwurzel aus 125 zieht, also 11,18. Da Netztrafos in der Regel bei Nichtvollauslastung immer eine etwas höhere Sekundärspannung haben, runden wir die 11,18 auf 11 auf. Wir benötigen also einen Netztrafo von 230 : 11 = 20,9 Volt Sekundärspannung. Die am nächsten an dieser Spannung gelegenen und im Handel erhältlichen Trafos sind 2 x 115 Volt / 2 x 18 oder 2 x 22 Volt Netztrafos, am besten 40 VA. Ich habe mich für den 2 x 18 Volt Trafo entschieden.

Dieser von mir verwendete Transformator hat sich als optimal bei EL34 und 6L6WGC-Endröhren erwiesen und bringt am Lautsprecher eine Endleistung von 23 Watt ohne Verzerrung.

Anschlüsse:

die 2 x 115 Volt werden in Reihe zu 230 Volt geschaltet, wobei die entstehende Mitte an die Gehäusemasse angelegt wird. Die sekundären 2 x 18 Volt werden parallel geschaltet, eine Seite an Masse, die andere als Gegenkopplung und Lautsprecherausgang angeschlossen.

Als bessere und ebenfalls preiswerte Möglichkeit möchte ich die Verwendung eines Ringkernnetztrafo mit 2 x 115 V  u. 2 x 9 V vorstellen, dessen Spulen wie gezeigt in Reihe zusammengeschaltet werden und somit als Spartrafo betrieben wird. Die Farben der Anschlussdrähte entsprechen denen eines handelsüblichen BLOCK - Ringkerntrafo. Der Spartrafo hat den Vorteil, dass ein Teil der Übertragung elektrisch erfolgt. Der Kern des Trafos kann aus diesem Grund etwas kleiner gewählt werden. Der Wirkungsgrad ist ebenfalls besser als bei traditionellen Trenntrafos. Am besten wäre hier ein Trafotyp, bei dem die Sekundärwicklungen innerhalb der beiden Primärwicklungen gelegen sind, also automatisch schon verschachtelt sind ( vom Hersteller leider nicht angegeben )