SRPPP

Vorwort:     zum Verständnis der vorliegenden Schaltung ist es zwingend notwendig, die Grundlagen von PPP , SRPP  u. Signalumkehrung zu studieren und zu verstehen. Die Werte aller Bauteile sind in wochenlangen Versuchen exakt dimensioniert worden  und sollten strikt eingehalten werden.

Es handelt sich hier um 2 SRPP-Endstufen, die im PPP-Prinzip mit verdoppelter Spannungsversorgung und gegenparalleler Steuerung des Endübertragers zusammengefügt sind. Da die SRPP-Kombination mit PCL86-Röhren eine hohe Impedanzreduzierung der Pentode bei Belastung aufweist, erwarte ich mir von dieser Schaltung eine äusserst gute Leistungsausbeute, allerdings wenn möglich mit geringem Ruhestrom. Durch die SRPP-Ansteuerung können die Kathodenwiderstände der Pentoden eingespart werden, was gegenüber konventioneller PPP nochmals einen Leistungshub verspricht.   Ich erhoffe mir mit dieser neuen SRPPP-Schaltung keine Endstufe ohne Ruhestrom, jedoch eine Reduzierung desselben in der Größenordnung 15 mA  pro Röhre, so dass diese Schaltung auf sehr kleinem Chassis aufgebaut werden kann, ähnlich wie der PCL86 ohne Ruhestrom, jedoch mit stabil festgelegter Vorstufen-Gleichspannung. Hitzeprobleme dürften also keine bei dieser Kombination auftreten, ausser die Heizung und die minimale Verlustleistung der Röhren. Alle Widerstände ausser den Gitter2-Widerständen sind 1/4 Watt. Die Netztrafobelastung bei Leerlauf wird  im Bereich 35 VA sein, was weniger als die halbe Leistung desselben ausmacht

 Bei Stereo ist hier ein 80 VA Netztrafo mit 4 Anodenwicklungen 4 x 240 Volt 60mA, Heizwicklung 14 Volt 1,4 A und Vorstufe-Wicklung 120 Volt 20mA vorgesehen.

                                                                                                  Nockels Serge    Bollendorf, Juli 2017

Die Testschaltung hat meine Erwartungen übertroffen. Trotz der Kunstschaltungs-Signalumkehrung ist die Spannungsverstärkung der Vorstufe enorm. An den Kathoden der Pentoden misst man bei Volllast maximal 240 Volt SS. Dies bedeutet, dass die Trioden bei 1Volt Eingangsspannung in dieser SRPP-Kombination um die 120-fache Spannungsverstärkung an die in Anodenbasis arbeitenden Pentoden liefern  und dies trotz des gemeinsamen Kathodenwiderstandes, der zur Signalumkehrung zur 2ten Triode hin dient. Bei Ruhestromeinstellung ab 10 mA läuft die Endstufe verzerrungsfrei. Bei Maximallast und 25 mA Ruhestrom steigert sich der Wechselstromanteil pro Pentode auf 45 mA, was bei Gegentakt einer Endleistung von 16 Watt RMS entspricht. Zieht man 20% für den Wirkungsgrad des kleinen 20-Watt Endübertrager ab, dann bleiben bei guter Anpassung  13 Watt am Lautsprecher übrig.

Einige Schwierigkeiten gibt es allerdings auch, nicht zuletzt die komplizierte Bias- und Kathodenstrom-Einstellung, was mir etliches Kopfzerbrechen bereitet hat. Zur genügenden Aussteuerung der 2ten Triode musste eine Hilfsschaltung her, bestehend aus R7/R8, die einen weiteren Teil der Umkehrwechselspannung liefert. Die Tolleranzen der billigen PCL86 sind recht groß, was die Sache nicht gerade leichter macht. Nach ettlichen Versuchen konnte ich die Einstellung auf die 3 wichtigsten Potis begrenzen. Mit P3 = 5K auf ungefähr 2,5 K eingestellt lassen sich die Pentodenruheströme jetzt bei einigermaßen in den Toleranzen liegenden Röhren mit den beiden 250KOhm-Potis P1 u. P2 symetrisch auf jeweils 25 mA einstellen. Je nach Röhre sind die Gittervorspannungen dann so um die 12 Volt. Bei dieser Schaltung ist es leider nicht möglich, einen Sparübertrager einzusetzen, da der Mittelpunkt des Übertragers an 160 Volt liegt und nicht an Masse. Die Lautsprecher würden in dem Fall auf 160 Volt Gleichspannungspotential liegen,was nicht zu empfehlen ist.

Der große Vorteil dieser Schaltung liegt in der einfachen Röhrenbestückung,nämlich 2 PCL86 pro Kanal und weit mehr Leistungsausbeute, als mit PCL86 laut Datenblatt überhaupt möglich ist, nämlich 16 Watt pro Kanal. Diese maximale Leistung ist allerdings nicht für Dauerbetrieb zu empfehlen, da der  Kathodenstrom den maximalen Wert (50mA )  laut Datenblatt leicht übersteigt. Desweiteren ist das geringe Gewicht der Endstufe hervorzuheben, nicht zuletzt durch die leichten Endübertrager, die beim PPP nicht vom Gleichstrom vormagnetisiert werden. Hitzeprobleme gibt es mit dieser Variante überhaupt keine, daher auch alle Widerstände in 1/4 Watt-Ausführung. Der Ruhestrom kann sehr minimal eingestellt werden, ohne dass Verzerrungen auftreten. Das Gehäuse dieses Stereo-Verstärkers ist, wie auf dem Foto zu erkennen ist, ein sehr kleines Vorverstärkermodel, das normalerweise als Kopfhörerverstärker zum Einsatz kommt.

Nachteilig ist der relativ kompliziert zu wickelnder Netztrafo mit 4 Anodenwicklungen bei Stereo und zusätzlicher Hilfswicklung für die Triodenspannung. Ausserdem ist es schwierig, einen Endübertrager mit 2KOhm primär in der kleinen Ausführung 20 VA zu finden. Der von mir verwendete Ringkern-Netztrafo als Endübertrager hat 2 x115 V / 2 x 12V, 20 VA und verrichtet seine Arbeit recht gut, ausser dass im B-Betrieb, also im Maximalbereich die Höhen ab 10 KHz beschnitten werden, also nicht mehr linear mit der Lautstärke zunehmen. Wenn ich aber an die Größe und den Preis guter Endübertrager denke, kann ich sehr gut mit diesem kleinen Nachteil auskommen.

                                                                                                      Nockels Serge    Bollendorf, August 2017

Die beiden Trioden arbeiten also mit ihren zugehörigen Pentoden in SRPP-Schaltung. Hierbei ist zu bemerken, dass bei 15 mA Ruhestrom oder darunter die Pentode nahe am unteren Kennlinienknick arbeitet, an dem  ja theoretisch die Linearität beim Sperren derselben ein Ende hätte, wenn nicht gleichzeitig der Triode beim Durchschalten der nötige Strom durch Spannungsmangel entzogen würde und so der ideale Gegeneffekt durch Verschiebung auf der Kennliniengerade, also mehr Sperrbereich eingeleitet wird, der das Ausgangssignal wieder  zurechtformt und gleichzeitig die Pentode weiter durchschaltet. Mit den Potis P1 u. P2 lassen sich bei einigermassen guten Röhren die Ruheströme zwischen 10 u. 30 mA einstellen, wobei 27 mA das zugelassene Anodenstrom-Maximum bei 330 Volt Anodenspannung bedeutet. Bei Volllast steigert sich der Strom pro Röhre dann auf 50 bis 60 mA je nach eingestelltem Ruhestrom, die Grenze des zulässigen Kathodenstroms..

Der Ruhestrom kann beliebig eingestellt werden. Ist bei zunehmender Belastung die sperrende Pentode am Stromminimum angelangt, übernimmt die durchgeschaltete Anodenbasis-Seite alleine das Geschehen und dies abwechselnd im Rythmus des anliegenden Signals. Es handelt sich also hier um AB-Betrieb, wobei keine sichtbaren Verzerrungen hierbei auftreten, Voraussetzung ist natürlich eine optimale Einstellung. Sogar bei 10 mA Ruhestrom geht es noch ganz gut, nur dass die Endleistung dann etwas nachlässt. Hier wirkt sich der puffernde Gleichstromanteil, der bei jedem Aussteuerungsgrad noch vorhanden ist positiv auf das Ausgangssignal aus und sorgt für einen weichen Übergang in den B-Betrieb. Wer sagt denn, dass AB bei PPP nicht möglich sei?

Der gemeinsame Kathodenwiderstand der Trioden ist so ausgelegt, dass er die nötige negative Gittervorspannung von -1,7 Volt erzeugt, damit bis 1 Volt eff Eingangsspannung kein oder nur sehr geringer Gitterstrom fließen kann, der in dem Fall durch weiteres Sperren der Triode noch mal einen Stromschub an den Pentoden produzieren würde, was allerdings mit Verzerrungen  im Volllastbereich verbunden ist. Der Kathodenwiderstand produziert ausserdem einen Teil der Gegentakt-Signalwechselspannung zur Kathode der zweiten Triode hin. Der restliche Teil des Gegentaktsignals wird über R8, P3 u. C14 abgegriffen, wobei P3 vor Inbetriebnahme auf 2K5 eingestellt werden sollte.

C15 dient zur Anhebung der Höhen. Die Endstufe bringt so von 25 Hz bis 25 KHz dieselbe Amplitude. Bei eventuellem Schwingen der Endstufe muß diesem Kondensator ein Widerstand vorgeschaltet werden.

Der Shunt ist jeweils in 2 Widerstände u. 1 Poti aufgeteilt, zur besseren Ruhestromeinstellung und als Sicherheit im Falle einer Unterbrechung am Poti, was sonst zur Zerstörung der Pentode führen würde.

Auf die Bootstrap-Elkos ( Standart bei PPP ) wurde hier verzichtet. Die Gitter2 werden direkt über 330 Ohm von der gegenüberliegenden Anode angesteuert. Der Klirrgrad verbessert sich hierdurch, die Endleistung bleibt dieselbe..

Der Netztrafo hat eine zusätzliche 120-Volt-Wicklung, die die Trioden mit gleichgerichteten 160 Volt versorgt. Gleichzeitig ist hier ein Spannungsteiler angebracht, der das Heizungspotential gegenüber den Kathoden auf 80 Volt anhebt. Beim Bau einer weiteren Endstufe dieser Art würde ich diese 120V-Wicklung allerdings auf 130 Volt erhöhen. 170 Volt gleichgerichtet sind hier ideal.

1: die 3 Potis werden vor dem Einschalten auf Mittelstellung gesetzt

2: an Stelle von Sicherung 1 kommt ein Messinstrument mit mindestens 200 mA Wechselstrommessung

3: Verstärker einschalten und Poti 1 auf 25 mA Wechselstrom einstellen

4: Gleichspannung zwischen Kathoden messen und mit Poti 2 auf 0 V einstellen

5: Punkt 3 und 4 mindestens 3 x wiederholen

6: bei 2/3 Lautstärke und 50Hz-Ton Poti 3 auf minimale Verzerrung einstellen ( Oszi + Gehör )

                                                                                                        Nockels Serge    Bollendorf, September 2017

Bei dieser Version wurde anstelle der 120V-Trafowicklung der negative Teil einer Spannungsvervierfachung nach Delon beigefügt, wobei sich eine negative Spannungsverdopplung am Minuspol von C17 / C19 einstellt. Eine Beschreibung hierfür findet man oben unter " Negative Gittervorspannung ohne Trafowicklung ".  Bei Stereo sollte diese negative Spannungsverdopplung an jedem der 4 Gleichrichter angebracht werden. Die Betriebsspannung der Trioden liegt mit den verwendeten Bauteilen bei 152 Volt..

                                                                                                     Nockels Serge  Bollendorf, Dezember 2017