Röhrenverstärker Gitarre

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Röhrenverstärker: Design, Funktionsweise, Prüfungen & FAQ' s

Bei den meisten Gitarren- oder Bassverstärkern handelt es sich um Röhrenverstärker. Die Popularität von Röhrenverstärkern beruht auf dem Klang. Näheres zur Technologie der Transistorverstärker erfahren Sie auf der Seite zum Thema Gitarrenverstärker. Es ist ein großes Dilemma der heutigen Marketingleiter unserer Industrie, neue Gitarren- und Bassprodukte auf den Markt zu bringen, deren Grundkonzept - nicht nur auf Wunsch des Kunden - seit vielen Jahren gleich geblieben ist.

Hierzu gehören zum Beispiel die Möglichkeiten, verschiedene Rohrtypen (z.B. EL34, 6L6 oder 6550) an die Ausgangsstufe des gleichen Geräts anzuschließen, sowie die Umstellung von Pentoden- auf Triodenbetrieb oder die Auswahl der Betriebsklassen A, A/B und A. Bei Musikern (Gott sei Dank!) steht die Praxis im Mittelpunkt, während Röhren-Fans in Voodoo-Abgründen zu schwelgen scheint.

Es wäre natürlich anmaßend, von jedem Interessierten zu verlangen, sofort zum Röhrenfachmann zu werden, aber manchmal können bestimmte Grundkenntnisse bei der Planung des Kaufs eines Geräts oder, wie in unserem Falle, bei der Wahl einer geeigneten DIY-Schaltung sehr nützlich sein. Sie hat eine Glühkathode und eine Kathode und läßt den Lichtstrom nur in eine einzige Drehrichtung fliessen - so hat sie ihre hauptsächliche Verwendung als Wechselstromgleichrichter (z.B. 5U4) gefunden (und auch heute noch gefunden).

Im Jahre 1907 hat Lee de Forest ein so genanntes Raster zwischen den Anoden und der Katode hinzugefügt und diese Einrichtung als dreipolige Röhre (Triode) patentiert. In den 1930er Jahren erfuhr Manfred von Ardenne (seine Autobiographie ist sehr interessant für Heimwerker - ISBN10: 3518368109) auch, wie mehrere Rohrsysteme in einem einzigen Kolben untergebracht werden können.

Durch die ungünstige Patentsituation haben vor allem die englischen (Mullard) und amerikanischen (RCA) Unternehmen eine vierpolige Röhre (Tetrode) entwickelt, die durch den Einbau eines weiteren Zusatzgitters zur so genannten Strahlleistungstetrode weiter entwickelt wurde - Beispiele: V6 und V6. Aufgrund des Aufkommens der Fernsehtechnik in den 1950er Jahren und ihrer besonderen Erfordernisse tauchten später andere Röhrenarten (Hexode, Heptode, etc.) auf, die für unsere Interessen jedoch keine Relevanz haben - im Audio-Bereich spielt heute nur noch die Triode, Strahlleistungstetrode und Pentode eine wichtige Rolle. 2.

Ein Röhrenverstärker arbeitet? Allen Rohren (exotische Ausnahme: Kaltkathodenröhren) ist etwas gemeinsam: Eine der beiden Lampen, die Katode, wird durch einen durch eine Wendel strömenden elektrischen Widerstand auf Rotglut erwärmt. Es emittiert dann die freien Teilchen, die eine Elektronwolke um sich herum ausbilden. Es werden heute nahezu ausschliesslich indirekt beheizte Rohre eingesetzt, bei denen die Röhrenkathode durch einen innenliegenden, galvanisch getrennt angeordneten Heizdraht beheizt wird.

Wird an die Katode eine Plusspannung (bezogen auf die Kathode) gelegt, werden die von der Katode emittierten Elektronen von dieser gezogen - ein Elektronstrom fliesst von der Katode zur Anode. In der einfachsten Verstärkungsröhre, der sogenannten Dreielektrodenröhre, befindet sich neben der Katode und der eigentlichen Ankerstufe ein Kontrollgitter (g), ein Drahtgitter, das über seine gesamte Breite in einem kurzen Winkel um die Katode gewickelt ist.

Weil die Entfernungen zwischen den Einzeldrahtwindungen des Netzes im Vergleich zum Drahtdurchmesser groß sind, können die Elektroden ungehindert von der Katode zur Anode flie²en. Liegt jedoch eine Minusspannung (bezogen auf die Kathode) an diesem Gitter an, wird der Strom der Elektroden von der Katode zur Kathode induziert.

Durch eine positive Anodenspannung und eine immer negativere Netzspannung wird der Strom der Elektronen von der Katode zur Anode immer kleiner. Wird die negative Netzspannung z.B. durch ein an das Netz gelegtes Tonsignal verändert, ergibt sich eine korrespondierende Elektronenstromänderung im Takt der Noten.

Wird die Veränderung des Anodenstromflusses einer Leuchtstoffröhre in Funktion der Netzspannung aufgezeichnet, ergibt sich die so genannte Röhrenkennlinie - bei konstanter Spannung der Anode. Obwohl sich für jedes Rohr durch Messtechnik charakteristische Kurven und Rohrkonstanten bestimmen ließen, sind sie für uns in dieser Art wenig hilfreich: Befindet sich ein Messwiderstand in der Anodenschaltung, wird die Leuchtstoffröhre zum Spannungsverstärker: Der durch den Messwiderstand fliessende Strom generiert einen Spannungsverlust (Ohm'sches Gesetz) und damit eine mit der Netzspannung proportionale Veränderung der Spannung.

Der zur Kennlinienermittlung erforderliche Konstantspannungswert (siehe oben) ist in diesem Falle natürlich nicht mehr angegeben. Durch den Zugriff der Elektrode auf die von der Katode emittierten Elektroden über das Netz hat sie einen kontrollierenden Einfluß auf die Verstärkung der Anodenschaltung.

Die Verstärkung einer Leuchtstoffröhre kann erhöht werden, indem die Eindringtiefe, d.h. der Einfluss der Spannung der Anoden auf das Netz und die Katode, reduziert oder eliminiert wird. Diese Zielsetzung wurde mit der Weiterentwicklung der neuen Technologie weitestgehend erfüllt. Mit dieser Art von Röhren gibt es eine weitere, rasterförmige Stabelektrode zwischen dem Raster und der Kathode, die als Raster oder g2 bekannt ist.

Empfängt er eine fest eingestellte Plusspannung in der Reihenfolge der Kathodenspannung, nimmt er wie die Anode die Funktion einer Anziehung auf den von der Katode abgegebenen Elektronstrom an. Doch da dieses Gitter sehr breitmaschig ist, können die Elektroden fast ungehindert zur eigentlichen Elektrode durchströmen. Auf der anderen Seite wird durch das Raster vermieden, dass die Spannung der Anoden durch das Regelgitter "dringt" - eine Veränderung der Anodenspannung infolge des oben genannten Spannungsabfalls am Anodenwiderstand (Ra) kann daher das Raster und die Katode nicht beeinflussen.

Die Eindringtiefe ist nahezu gleich null, da der Strom der Elektroden nicht von der Elektrodenspannung abhängt. Die Tetrodenentwicklung löste das Phänomen der Anodenpenetration in der Triode, schuf aber zugleich eine neue: In hohen Pegeln sinkt die Netzspannung an der Kathode teilweise unter die des Siebgitters. Dabei strömen sie von der Kathode in das positivere Siebgitter.

Dies wird bei der Penetration durch ein weiteres Raster zwischen Raster und Ankerkasten unterdrückt. Sie verhindern, dass die Elektroden von der Kathode zum Raster zurückfließen. Übliche Repräsentanten dieses Röhrentyps namens Strahlleistungstetrode sind die Röhren der Typen 5L6 und 6V6 Da sich die Strahlleistungstetrode kaum von der eines Pentoden unterscheiden kann, wird dieser Typ auch in der praktischen Anwendung unter Pentoden eingesetzt.

Es gibt jedoch noch andere Aspekte, die im Zusammenspiel mit einem Audioverstärker eine große Bedeutung haben, vor allem die typischen Röhrenverzerrungen und das daraus entstehende Oberschwingungsspektrum (Harmonische). Bei der Kaskadierung kann die Gesamt-Verzerrung (THD) noch reduziert werden, was bei Verstärkern für Gitarren nicht zwangsläufig gewünscht ist. Ist ein Röhrenverstärker gebaut?

Bis auf einige wenige exotische Verstärker im HiFi-Bereich (OTL, Futterman etc.) verfügen fast alle Röhrenverstärker über einen Ausgangstransformator (Ausgangstransformator). Röhre sind Verstärkerkomponenten, die mit Hochspannung (mehrere hundert Volt) und verhältnismäßig geringem Stromverbrauch (mehrere zehn bis einige hundert Milliampere) auskommen. Der Ladenbesitzer Uli Curtinat, ein bewährter Spezialist für Gitarren-Equipment, hat gerade einen Röhrenverstärker mit dem Slogan "Can't sound - because weight nothing" angehoben.

Auch wenn das noch so unbedeutend klingt, so ist es doch die Einsicht, dass ein Röhrenverstärker mit genügend Transformatorvolumen ausgerüstet sein muss, um eine entsprechend hohe Ausgangsleistung sauberer abgeben zu können. Es wird also wohl nur eine Frage der Zeit sein, bis diese aktuellen Anbieter, die im Halbleitersektor bereits eine Selbstverständlichkeit sind, auch in Röhrenendstufen Eingang finden.

Weshalb ist der Ausgangstransformator das mit großem Aufwand aufwändigste Einzelteil eines Rohrverstärkers? Anders als im schmalen Absatzmarkt für Leistungstransformatoren haben sich inzwischen wieder zahlreiche Rohrhersteller angesiedelt - vor allem in den früheren Comecon-Ländern wie Russland, der Slowakei und dem übrigen Jugoslawien, aber auch China ist stark involviert. Es werden in der Praxis nur pentodische (EL34/84, KT 88 etc.) oder Strahlleistungstetroden (6L6/6V6, 5881, 6550 etc.) als Leistungs- oder Endröhre verwendet.

Die eingespeiste Leistung kann beim Betreiben einer Leuchtstoffröhre nur teilweise in brauchbare (Lautsprecher-)Leistung umgewandelt werden, der restliche Teil geht als Wärmeverlust zurück. Die Klangunterschiede zwischen den beiden Endröhren sind geschmacklich bedingt - während der eine den schnellen und harten Anschlag der Flöte vorzieht, der andere mit der Strahlleistungstetrode lieber ununterbrochen und diskret.

Röhrenverstärker können als Single-Ended (SE) oder Push-Pull (PP) Endstufen mit zwei oder mehr Röhren ausgeführt werden. Der Einfachunterbrecher, dessen Leistungsbereich in der Regel unter 10W liegt, wurde zunächst nur in kleinen Gitarrenkombinationen (z.B. Fender Champ) eingesetzt, hat aber in letzter Zeit bei Röhrenverstärkern der niedrigeren Preisklasse eine gewisse Wiederbelebung erfahren.

Daraus ergeben sich Klangvorteile, die auch von Musikern honoriert werden, während der Preisvorteil des SE-Verstärkers (weniger Bauteile) durch einen komplexeren Ausgangstransformator wieder aufgezehrt wird. Bei fast allen Röhrenendstufen mit einer Ausgangsleistung von mehr als 10 W findet man Ausgangsstufen in Gegentakt-Schaltung. Durch die linearisierte Charakteristik (zum besseren Verständnis: die Gegenphasenaddition zweier quadratischer Gittercharakteristiken resultiert in einer geraden Linie) können die Rohre besser gesteuert werden.

Jedes Rohr hat, wie bereits erwähnt, eine bestimmte Charakteristik, von der nur ein bestimmtes (lineares) Teilstück im Realbetrieb verwendet werden kann, die so genannte Arbeitslinie. In der so genannten automatisierten Bias-Spannungserzeugung wird die Netzspannung durch einen geeigneten Katodenwiderstand reduziert, wodurch das Netz im Vergleich zur Katode negativ wird. Mit der zweiten Form der Gittervorspannung, die in den meisten Verstärkern höherer Leistungen zu finden ist (im A/B- oder B-Modus, siehe unten), wird dem Netz eine bestimmte Minusspannung von einer korrespondierenden und in vielen Anwendungsfällen einstellbaren Spannung zur Verfügung gestellt (Vorspannung).

Ein zu niedriger negativer Vorspannungswert (Hot Biasing) steigert die Verstärkerleistung, verursacht aber vorzeitigen Verschleiss oder gar Zerstörungen der Gitarrenröhre, während ein zu hoher negativer Vorspannungswert (Cold Biasing) zu einem schwachen Verstärker führen kann - die Herstellerangaben müssen daher bei der Verstärkereinstellung berücksichtigt werden. Zum Beispiel sagt die Firma Telfunken für ihre EL34: 2 Rohre im Push-Pull-B-Betrieb: Hier noch eine praktische Warnung: Hände weg von der Vorspannungseinstellung, wenn Sie nicht wissen, was Sie fahren und/oder kein passendes Gerät haben!

Die Trimmer sind bei vielen alten Verstärkern so baufällig, dass sie auch bei vorsichtiger Drehung brechen können - das Ergebnis: Die betroffenen Rohre bekommen gerötete Wangen und sagen manchmal auch Abschied vom Nachleben. Gleiches trifft auf die Messungen am Rost selbst (EL34/6L6 - Pin 5) zu - abseits der gefahrbringenden hohen Spannung (!!!!!!) in der unmittelbaren Nähe (EL34/6L6 Pin 3 und 4) haben viele Amateure nur billige Messgeräte mit zu geringem Eigenwiderstand zur Hand.

Der Verstärker reagiert natürlich schnell auf Overdrive und hat auch etwas mehr Power, aber auf der anderen Seite riskieren Sie hier viel - die Standzeit der Röhre nimmt erheblich ab, wenn der Ausgang übertrieben ist, kann er auch kurzzeitig auftreten. Wie sind die Betriebsparameter für Röhrenverstärker? Idealerweise versorgen beide Rohre den Ausgangstransformator mit gleichen, unverfälschten Ausgangssignalen, das Signal ist intakt.

Die beiden Rohre verstärken jeweils nur eine halbe Welle des Echosignals. Die Röhre hat eine (theoretisch!) genau rechteckige Eingangscharakteristik, daher ist die daraus entstehende Charakteristik auch eine gerade Linie - ein solcher (idealer) Röhrenverstärker funktioniert auch im reinem B-Betrieb ohne Verzerrung. Mit kleiner und mittelgroßer Modulation werden beide Halbschwingungen von beiden Rohren unverfälscht wiedergegeben.

Mit hoher Modulation wird jedoch immer eine der Halbwelle geschnitten - da dies bei beiden Rohren gleich ist, wird im besten Fall das gesamte Spektrum durch Zugabe im Ausgangstransformator verzerrungsfrei wiederhergestellt. Auch wenn die Eigenschaften zweier Rohre sorgsam aufeinander abgestimmt sind, sind sie nie gleich und haben leider keine genau quadratische Form.

Kürzlich wurden Verstärkersysteme auf den Markt gebracht, die eine Umstellung von Pentodenbetrieb auf Trioden-Betrieb ermöglichen, obwohl dies in erster Linie eine formschöne Möglichkeit zur Leistungsreduktion bei gleicher Röhrenkonfiguration (Pentoden) ist. Wird das Schirmraster (g2) einer Pyramide nicht auf die Arbeitsspannung gelegt, sondern mit der Elektrode verbunden, werden beide zu einer elektrischen Größe, die Pyramide hat einige ihrer Funktionen verloren - sie "spielt" eine Dreielektrode (das gleiche trifft auch auf die Strahlleistungstetrode zu).

Sind die Röhrenverstärker langlebig, oder wann muss ich die Röhre austauschen? Es ist am besten, immer Ersatzschläuche dabei zu haben, damit Sie bei Notwendigkeit die Schläuche wechseln und erfahren können, ob das neue Set besser kling. Übrigens ist die Verfärbung des Rohrglases noch kein Hinweis auf fehlerhafte Rohre. Muß ich einen Röhrenverstärker vorwärmen?

Zur Sicherheit sollten Sie jedoch die erforderliche Vorlaufzeit Ihres Rohrverstärkers der Betriebsanleitung entnehmen. Welche Röhrenverstärker passen zu meinem Baß? Übrigens: Gitarren- und Bassverstärker werden nicht nur nach ihrer Technologie - Röhren-, Semiconductor- oder Hybridtechnik - sondern auch nach ihrer Konstruktion untergliedert. Weshalb klingt ein Röhrenverstärker anders als ein Trasistorverstärker?

Bei den meisten Gitarren- oder Bassverstärkern handelt es sich um Röhrenverstärker. Bei der Klangerzeugung in Röhrenverstärkern spielt die Tube, wie der Titel schon sagt, eine große Bedeutung. So mancher Gitarrist schwört auf den Klang der Tube - obwohl die Halbleiter- oder Modelliertechnik manchmal etwas beweglicher und leichter zu bedienen ist. Näheres zur Technologie der Transistorverstärker erfahren Sie auf der Seite für Verstärker für Gitarren.

Von wem wird mein Röhrenverstärker wiederhergestellt? Ihr Gitarren-Amp hat einen schlechten Klang oder arbeitet nicht mehr? Welches sind die besten Röhrenverstärker für Gitarre und Baß? Einige Röhrenverstärker sind jedoch zu wahren Rennern geworden. Wir können hier nicht über das Beste sprechen - aber über das Teuerste: Hier hat Gitarren- und Bassautor Udo Pipper die 10 teuerste Verstärker der Erde auflistet.