5W 12BH7 Push-pull-Endstufe -> Umbau in 1W 12AU7 ?

[Stratitis]

Hallo,
ich habe hier einen Bugera G5 (= Blackstar HT-5 - Clone), dessen Endstufe von 5W auf 1W umgebaut werden soll.

Dort ist eine 12BH7 in Push-pull-Konfiguration verbaut:



Was muß ich berücksichtigen, wenn ich dort eine 12AU7 (wie im HT-1, DSL1 etc.) verwenden will?

- Bias nach unten schrauben (welcher Kathodenstrom)?

- Betriebsspannung V3+ per Längswiderstand reduzieren? (wieviel?)
https://www.gitarrebassbau.de/download/ ... &mode=view

- Ist eine Erhöhung der Impedanz des Ausgangsübertragers erforderlich? (z.B. durch Längswiderstand zum Lautsprecher = gleichzeitige Leistungsreduzierung)?

Datenblätter der Röhren:
https://www.tubesandmore.com/sites/defa ... _sheet.pdf
https://www.tubesandmore.com/sites/defa ... nsheet.pdf

Wer kann mir hier weiterhelfen?

PS: Die 462V Anodenspannung scheinen mir arg hoch für eine 12BH7 (Limit laut Spec: Ua = 300V)

[Stratitis]

PS: Die 462V Anodenspannung scheinen mir arg hoch für eine 12BH7 (Limit laut Spec: Ua = 300V)

Die Anodenspannung ist in Tat"bekloppt" hoch, aber nur so sind/waren die 5 Watt zu erreichen, auf Kosten der Langzeitstabilität des HT-5.
Für die 1Watt Version wären 230V für B+ optimal, mit "automatischem" Kathodenbias.
Die Primärimpedanz für den 1 Watter sollte so zwischen 20 und 25kOhm liegen, gut möglich, das der OT vom HT-5 passt, ich habe die Daten gerade nicht parat.

capricky

[Stratitis]

Zum Kathodenbias: Hatte jetzt nicht vor, die Schaltung grundsätzlich zu ändern, sondern nur per Änderung der Kathodenwiderstände bestenfalls etwas anzupassen, falls überhaupt erforderlich.

Welchen Kathodenruhestrom würdest Du bei der 12AU7 einstellen?
Bei Ua=230V -> 2,75W/230V x 70% = 8,4mA ?
Bei Ua=462V -> 2,75W/462V x 70% = 4,2 mA ?
Zum Vergleich Werte mit 12BH7 -> 3,5W/462V x 70% = 5,3mA (gemessen: 4,6 bzw. 4,8mA).
Oder einfach alles so lassen (Ua=462V, Ik~4,7mA)?
Die in den Datenblättern angegebenen "typischen" Anodenströme unterscheiden sich ja auch kaum (<10%, 10,5 statt 11,5mA).
Den Rest sollte dann die "Infinium"-Schaltung einregeln (Autobias per uC).

Vom OT des Amps gibt es, soweit ich weiß, keine offiziellen Daten.
Meine Vermutung ist aber, daß die 12AU7 vermutlich eine "etwas" erhöhte Primärimpedanz benötigt (Ri laut Spec. der Röhren 7,7kOhm/5,3kOhm=1,45). Die Frage ist, erfordert diese Fehlanpassung bereits Maßnahmen?

Hatte mal irgendwo gelesen, daß eine Fehlanpassung sekundärseitig um den Faktor 2 (in beiden Richtungen) problemlos sei. Das sollte dann primärseitig auch gelten.
Falls nicht, wäre die einfachste Maßnahme einen Widerstand von 0,45x8 Ohm= 3,6 Ohm in Reihe zum Speaker zu schalten. Die dabei auftretende Leistungsreduzierung bis zum Speaker wäre auch nicht unbedingt von Nachteil.

Zur Anoden-Spannungsreduzierung auf 230V:
Kann man V3+ zwischen den beiden Elkos C146 und C148 abgreifen (463V / 2)?
PS: Keine gute Idee! Simulation zeigt, daß die Spannung auf <50V zusammen bricht...
PS2: Ein "Symmetrierwiderstand" von ca. 24kOhm parallel zu R178 zieht die Spannung auf die gewünschten ca. 230V hoch!
Muß noch überprüft werden, ob im Standby die ca. 10mA Kathodenruhestrom weg fallen, und dann die Spannung auf ca. 400V hoch geht (Spannungsfestigkeit der Elkos = 350V!).
Und: Wie "hart" muß die Spannungsversorgung einer 1W-Endstufe sein? Nicht, daß der "sag" zu groß wird...

[Stratitis]

Die halbe V3+ zwischen den Elkos abzunehmen, ist keine gute Idee. Die 220k Widerstände dienen der Spannungssymmetrierung bzw. der gleichmäßigen Spannungsverteilung auf die Elkos (und nebenberuflich als Bleeder). Bei Belastung geht die Spannung dann in die Knie und die Widerstände wahrscheinlich in Rauch auf.
Besser wäre hier ein variabler Spannungsregler mit Leistungstransistor, gibt es günstig als Bausatz bei TT, muss je nach Leistung und Strombedarf aber (einfach) modifiziert werden.
Der Innenwiderstand Ri von Röhren hat wenig mit den geforderten Aussenwiderständen Ra (Raa) zu tun, der ist die Primärimpedanz und errechnet sich nach ohmschen Gesetz immer aus dem zulässigen maximalen Wechselspannungs- und Wechselstromhub an den Endröhrensystemen. Für 12AU7 liegt er bei den 1 Watt Amps mit B+ von etwa 230 - 250V bei 22 kOhm. Ich vermute (weil ich auf die Schnelle keine Daten für den Ot vom HT-5 gefunden habe), wird Raa beim OT vom HT-5 auf Grund der hohen B+ (V3) auch in diesem Impedanzbereich liegen und wird somit verwendbar sein (mit 12BH/ oder 12AU7)
Leistungsreduzierung mittels Längswiderstand am Lautsprecher ist "suboptimal". Der Gleichstromwiderstand addiert sich nämlich zur Lautsprecherimpedanz und die wird durch das Übersetzungsverhältnis des Übertragers auf die Primärseite übersetzt. Bei Verdopplung der Sekundärimpedanz verdoppelt sich halt auch die Primärimpedanz. Dabei geht nichts kaputt, viel leiser wird es auch nicht, nur klingt es anders. Lautstärkehalbierung gibt es auch erst, wenn die Verstärkerleistung um 90% gesenkt wird.
Für solche Zwecke und Leistungsbereiche eignet sich ein sogenannter L-Regler ganz gut, kosten zwischen 15 - 25 Euro und halten die Impedanz bspw. auf 8Ohm.

capricky

[Stratitis]

Besser wäre hier ein variabler Spannungsregler mit Leistungstransistor, gibt es günstig als Bausatz bei TT, muss je nach Leistung und Strombedarf aber (einfach) modifiziert werden.

Ja, das ist dann schon mehr Aufwand, als ich eigentlich vor hatte (ein paar Widerstände anpassen). Das geht schon fast in Richtung "Power Scaling".
Wenn ich die Betriebsspannung also von rund 460V auf 230V halbiere, macht es dann noch einen Unterschied, ob ich den Röhrentyp tausche? Oder kommt mit beiden Röhrentypen ungefähr das gleiche heraus?
Wäre das Übersteuerungsverhalten und damit der Klang ungefähr gleich?

Der Innenwiderstand Ri von Röhren hat wenig mit den geforderten Aussenwiderständen Ra (Raa) zu tun...

Mit der Definition von Ri und Raa muß ich mich nochmal beschäftigen, aber ich gehe davon aus, daß beide Werte irgendwie im Verhältnis stehen.

Raa ist die Primärimpedanz und errechnet sich nach ohmschen Gesetz immer aus dem zulässigen maximalen Wechselspannungs- und Wechselstromhub an den Endröhrensystemen.

Das versuche ich gerade zu verstehen. Ist das der differentielle Widerstand delta Ua / delta Ia ?

Leistungsreduzierung mittels Längswiderstand am Lautsprecher ist "suboptimal". Der Gleichstromwiderstand addiert sich nämlich zur Lautsprecherimpedanz und die wird durch das Übersetzungsverhältnis des Übertragers auf die Primärseite übersetzt.

Es war genau meine Überlegung, dadurch die Primärimpedanz etwas anzuheben (unter der Annahme die 12AU7 bräuchte eine höhere Sekundärimpedanz). Die abschwächende Effekt wäre nur eine Nebenwirkung.

...klingt anders.

Das wäre die zu schluckende Kröte, macht sich das denn schon bei rund -3dB bemerkbar?

Für 12AU7 liegt er bei den 1 Watt Amps mit B+ von etwa 230 - 250V bei 22 kOhm. Ich vermute (weil ich auf die Schnelle keine Daten für den Ot vom HT-5 gefunden habe), wird Raa beim OT vom HT-5 auf Grund der hohen B+ (V3) auch in diesem Impedanzbereich liegen und wird somit verwendbar sein (mit 12BH7 oder 12AU7)

Das wäre gut!

Ich werde mal versuchen mit meinem LCR-Meßgerät die Primärimpedanzdes Ausgangsübertragers bei sekundär angeschlossener Box oder 8 Ohm Last zu messen.
Bei welcher Frequenz wäre das sinnvoll? Habe 1kHz bzw. 120Hz beim LCR-Messgerät zur Wahl.
Welchen Z-Wert brauche ich denn, beide Primärwicklungen in Serie (Pin 1-5) oder die einzelnen Primärwicklungen (Pin 1-3 bzw. 3-5)?

Was mir noch aufgefallen ist:
Die Betriebsspannung des Phaseninverterstufe läge dann mit 359 V über der reduzierten Betriebsspannung der Endstufe (230V).
Es gäbe dann sicher Probleme bei Ug>Ua (normaler Betrieb eine Triode wäre das dann nicht mehr)...

[Stratitis]

Ich habe gerade sehr viel zu tun, u.a. auch mit einem ähnlichen "Pflegefall Ämp" wie dem Blackstar HT-5, einem Roland Bolt 30, der mich sogar "gebissen" hat. , der braucht gerade meine komplette Aufmerksamkeit, so dass ich aus Zeitgründen nicht so detailiert auf die Probleme deines HT-5 eingehen kann.

Jetzt nur soviel - man kann die Impedanzen an einem Ausgangstrafo nicht messen, sondern nur berechnen. In guter Näherung bzw. ausreichender Genauigkeit nach den Ohmschen Gesetzen.
Ein Ausgangsübertrager ist halt auch nur ein Wechselstromtransformator wie ein Netztrafo, der Wechselspannungen und Wechselströme in einem Verhältnis transformiert, dass von den Windungszahlen der Primär- und Sekundärspulen bestimmt wird.
Induktion kann man messen, die ist hierbei aber nebensächlich.

...Das versuche ich gerade zu verstehen. Ist das der differentielle Widerstand delta Ua / delta Ia ?

Ja!

Was mir noch aufgefallen ist:
Die Betriebsspannung des Phaseninverterstufe läge dann mit 359 V über der reduzierten Betriebsspannung der Endstufe (230V).
Es gäbe dann sicher Probleme bei Ug>Ua (normaler Betrieb eine Triode wäre das dann nicht mehr)...

Diese Phaseninverterstufe ist das eigentliche Dauerproblem dieses HT-5, den es mindestens schon in der 3. Version gibt und nicht besser wird. die "verballert" soviel Energie, wie die Röhren mit Heizung. Es macht überhaupt keinen Sinn, den Inverter mit solch hoher Betriebsspannung laufen zu lassen. Trotzdem würde er genauso schlecht oder recht auch weiter an der Endröhre mit abgesenkter B+ funktionieren. Bias an der Endröhre muss natürlich angepasst werden.
Alles in allem viel zu viel Aufwand für die Kiste, ein L-Regler (als Attenuator) wie bereits erwähnt bewirkt das Gleiche, einfach, schnell und kostengünstig.

capricky

[Stratitis]

OK, jedenfalls vielen Dank für Deine Hilfe soweit.
Ich bleibe mal am Ball, weil mich das Prinzip "power scaling" (=variable B+Reduzierung) interessiert.

L-Pad/Power-Soak/Power-Brake etc. mag in Grenzen auch funktionieren (nichts anderes macht ja der Power-Schalter 5W/1W/0,1W an der Rückseite des Bugera G5, wobei die 0,1W-Stellung schon ziemlich anders klingt). Am Prinzip des Leistungsabschwächers gefällt mir auch nicht, die Endstufenröhren dabei ständig auf Vollgas zu fahren und dabei natürlich auch schneller zu verschleißen (ganz besonders bei Röhren die mit 460V statt der spezifizierten 300V betrieben werden).

Kein Mensch würde einen alten VW Polo erst mit scharfer Nockenwelle von 75PS auf 110PS tunen, um dann in der Stadt mit auf Vollgas blockierter Drosselklappe die Geschwindigleit auf 50/30km/h oder weniger mit ständig schleifender Bremse herunterzubremsen...
(Ich weiß, der Vergleich hinkt, und ist absichtlich etwas überspitzt formuliert).

PS: Laß Dich nicht nochmal beißen!