Die Eingänge bis zur Endstufe
- Der Eingangswahlschalter
- Der Vor-Regler für Loudness
Von den fünf möglichen Eingängen, die mit dem Betriebswahl- schalter S12 aufschaltbar sind, aber nicht miteinander gemischt werden können, münden drei, nämlich der Radio-, Tonband und TV-Eingang, unmittelbar in den Hauptverstärker.
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Ein linearer und ein Loudness Regler
Vom Schalter S 12 gelangt die Signalspannung über den Vor- Regler P3 und den frequenzabhängigien Regler P 4 auf das Steuergitter des linken Röhrensystemes (Rö 3) vom Haupt- verstärker. Diese Hintereinanderschaltung eines frequenz- unabhängigen und frequenzabhängigen Reglers bietet besonders bei kleineren Räumen, für die nicht die gesamte Niederfrequenz- leistung des Verstärkers benötigt wird, Vorteile.
Mit dem Vorregler P 3 wird bei geöffnetem Potentiometer P 4 - entsprechend der gewünschten Maximallautstärke - die Steuerspannung für das erste System von Rö 3 eingestellt. Die Dosierung der jeweils gewünschten Abhörlautstärke erfolgt dann über P 4. Der sich dabei durch die Schaltelemente Cll, R20 und C15, R 27 ergebende Frequenzgang ist so ausgelegt, daß bei der Reglerstellung „Mitte" eine Anhebung der tiefen Töne, bei der Reglerstellung „Leise" eine kräftige Anhebung der tiefen und hohen Töne erfolgt (Bild 10). Damit wird ein Ausgleich für die bei kleiner werdender Abhörlautstärke abnehmende Ohrempfindlichkeit im Bereich der Tiefen und Höhen geschaffen (gehörrichtige Lautstärkeregelung).
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Im Zusammenwirken des Vorreglers P 3 mit den an der Rückseite des Verstärkers angebrachten Potentiometer P 1 und P 2 für den Radio- und Tonbandbetrieb können diese drei Eingänge pegelmäßig genau aufeinander abgeglichen werden.
Beim Umschalten zwischen diesen Tonfrequenzquellen entstehen somit keine Lautstärkesprünge. Zwischen dem ersten und zweiten Röhrensystem von Röhre Rö 3 liegt der Tiefen- und Höhenregler.
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Eine geschickte Gegenkopplung
Bei oberflächlicher Betrachtung scheint sich diese Anordnung nicht von den allgemein hierfür verwendeten Konzepten zu unterscheiden. Bei näherem Hinsehen stellt man jedoch fest, daß hier eine Gegenkopplungsanordnung, die zwischen den beiden Röhrensystemen liegt, für die Frequenzgangbeeinflussung mitbenutzt wird. Während P 5 für die mittleren und hohen Frequenzen durch die Kondensatoren C 22 und C 26 kurzgeschlossen ist, kann entsprechend dem gewünschten Frequenzgang für die Tiefen am Potentiometer P 5 - gegenüber der Bezugsfrequenz 1 kHz - eine mehr oder minder große Steuerspannung abgegriffen und somit eine Tiefenanhebung oder Absenkung erzielt werden.
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Die Einstellung der Höhen erfolgt durch das ebenfalls im Gegenkopplungsweg liegende mittelangezapfte Potentiometer P 6 derart, daß dem Steuergitter des zweiten Röhrensystemes von Rö 3 ein zusätzlicher mehr oder minder großer Anteil der hohen Frequenzen zugeführt wird.
Den Tiefen jedoch ist der Weg zum zweiten Steuergitter von Rö 3 über diesen Gegenkopplungszweig durch die geringe Kapazität von C 23 versperrt. Der Vorteil dieser Anordnung ist u. a. darin zu sehen, daß, unabhängig von der Reglerstellung der Potentiometer P 5 und P 6, der klirrfaktormindernde Gegenkopplungsfaktor weitgehend konstant ist.
Zwischen dem zweiten System der Röhre Rö 3 und der nachfolgenden Phasendrehstufe (System 2 der Röhre Rö 2) liegt ein über den Schiebeschalter S 11 zuschaltbares Höhenfilter. Dieses wird ab etwa 5 kHz mit einer Dämpfung von ca. 10 dB/Oktave wirksam und gestattet störendes Rauschen bei der Schallplatten- oder Tonbandwiedergabe zu mindern.
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Die Endstufe - (ein hochinteressantes Konzept)
Der Phasendreh-Röhre folgt der im Gegentakt geschaltete zweistufige Endverstärker (Rö4, Rö5, Rö6). Beide Endröhren arbeiten im B-Betrieb.
Um die bei B-Verstärkern gegebene Gefahr großer nichtlinearer Verzerrungen auszuschalten, ist u. a. von der sogenannten Ultralinear-Schaltung, d. h. Einbeziehung der Endröhrenschirmgitter in die Gegenkopplung, Gebrauch gemacht.
Ferner verläuft von der Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers, die den unmittelbaren Anschluß von 4-, 8-, und 16Ohm-Lautsprechern gestattet, ein kräftiger Gegenkopplungskanal zur Phasendrehröhre. Ein Teil ihres Katodenstromeis durchfließt über R63 und P10 die gesamte Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers.
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- Wenn Sie dieses Ausgangsübertrager- Konzept mit dem von Frank McIntosh von 1946 vergleichen, fallen jede Menge an Parallelen auf.
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(Otto Diciol kannte 1960 den McIntosh Verstärker MC240 nicht)
- MC240 Mono Endstufe und
- MC 275 Stereo Endstufe
Der in Bild 4 dargestellte Klirrfaktorverlauf, ebenso wie die sehr geringen Intermodulationsverzerrungen, finden wohl durch diese Gegenkopplungs- Schaltung ihre Erklärung.
Diese extrem starke Gegenkopplung, die sogar - ohne Gefahr der Selbsterregung - noch eine auf den gleichen Kanal wirkende Mit-Kopplung erlaubt, beweist des weiteren, daß bei der Dimensionierung des Ausgangsübertragers nicht gespart wurde.
Da bei B-Verstärkern die genaue Symmetrie der beiden Verstärkerhälften von wesentlicher Bedeutung ist, können in gewissen Grenzen auch Ungleichheiten der Anodenruheströme beider Endröhren mit Hilfe des Potentiometers P8 ausgeglichen werden.
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Hier zum Vergleich der McIntosh Verstärker 275
- Hier zum Vergleich der noch komplexere Mc 275 Output Transformer - rot umrandet
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- Anmerkung : Ich muß ja gestehen : Als ich zum ersten Male die großen MAC-Endstufen gesehen hatte, war mir nur das vermeintliche Mißverhältnis von diesem riesigen Netztrafo und den zwei wirklich gleich großen und damit ebenfalls riesigen Ausgangsübertragern des MC275 aufgefallen. Erst als ich in 2015 die roten Mc-Service- Handbücher mit den ganzen Schaltplänen der großen Röhrenendstufen geschenkt bekam, sah ich jede Menge Wicklungen in einem Mc-Ausgangsübertrager. Und das war völlig konträr zu Grundigs NF10 und NF20 und anderen deutschen Verstärker- Herstellern wie dem BRAUN CSV 13 und dem CSV 60.
Und wirklich, in einem uralten Bolex/McIntosh Prospekt stand es dann genau übersetzt, wie der Frank McIntosh das damals konstruiert hahtte.
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Ein Vergleich mit zwei sehr bekannten Verstärkern aus USA
Um den Aufwand und den Unterschied von Röhren-Endstufen dieser Zeit um 1961 bis 1963 zu verstehen, hier mal zwei Fisher Röhren-Endverstärker, die in sehr großen Stückzahlen in USA verbreitet waren. Das war aber die preiswerte Consumer Ware, die uns Deutschen das Wasser im Mund zusammen laufen ließ.
Es ist jeweils eine Hälfte einer 2 x 15 Watt Sinus Endstufe und einer etwa 2 x 25 Watt Sinus Endstufe - wie gesagt einfachster Bauart.
- Der Ausgangsuebertrager des "The Fisher" X-100 (etwa 2 x 15 Watt)
- Der Ausgangsuebertrager des "The Fisher" X-202 (etwa 2 x 25 Watt)
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Auch mit wenigen Kenntnissen der Röhrentechnik sieht der Laie, daß der Ausgangstransformator aus einer simplen Primärwicklung und einer ebenso simplen Sekundärwicklung besteht. Das ist eben die einfachste Art, die hohen Ausgangs-Spannungen der beiden Endröhren auf die Lautsprecher- impedanz herunter zu transformieren.
Altern die beiden End-Röhren unterschiedlich schnell, mußte kontinuierlich nachjustiert werden. Dafür hatten die großen Endstufen sogar ein Zeigerinstrument an Board.
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Zurück zu unserem ULTRA - die Vorverstärker
- Die Rückseite mit den Anschlüssen
Um auch den unmittelbaren Anschluß von Mikrofonen und niederpegeligen magnetischen Tonabnehmern zu ermöglichen, sind ein Mikrofonvorverstärker (System 1 der Röhre Rö 2) sowie ein zweistufiger Phono-Entzerrer (System 1 und 2 der Röhre Rö 1} fest eingebaut. Die Schaltung der Mikrofonvorstufe weist keine Besonderheiten auf. Den Überallesfrequenzgang des auf Mikrofonbetrieb geschalteten Gesamtverstärkers zeigt Bild 11 (weiter oben).
Dagegen erscheint es sinnvoll, auf die Schaltung des Phonoentzerrers näher einzugehen. Er hat die Aufgabe, den Frequenzgang magnetischer Tonabnehmer, der proportional der Schnelle ist, zu linearisieren. Durchweg begnügt man sich bei Phono-Entzerrern in nichtkommerziellen Verstärkern mit einer relativ einfachen Schaltung und einer einzigen Entzerrerkurve, die etwa in der Mitte zwischen den üblichen Soll-Entzerrerkurven verläuft, also einen Kompromiß darstellt.
Um die mit dem Hauptverstärkerteil des Telewatt-Ultra gegebenen Möglichkeiten voll auszuschöpfen, entschloß sich die Firma Klein & Hummel, den in der kommerziellen Technik üblichen Weg zu gehen. Hier findet man durchweg zweistufige Verstärker, die mit einem über zwei Röhren wirksamen frequenzabhängigen Gegenkopplungskanal die Entzerrung durchführen.
Da für Schallplatten noch keine international gültige Norm über den Verlauf der Schneidkennlinie besteht (Anmerkung : Wir schreiben 1960 !), werden bei kommerziellen Verstärkern mehrere Entzerrungsmöglichkeiten vorgesehen, die gleichzeitig die Höhen- und Tiefenlinearisierung bewirken.
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5 hauptsächlich vorkommende Schneidekennlinien
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- Bild 9. Teil-Schaltung des 40-W-Verstärkers Telewatt-Ultra
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Wie Bild 9 zeigt, ging man bei diesem Verstärker noch einen Schritt weiter. Man machte die Tiefen und Höhen der fünf hauptsächlich vorkommenden Schneide- kennlinien getrennt umschaltbar (S1 ... S5 für die Tiefen, S6 ... S10 für die Höhen).
So ist nicht nur die Möglichkeit gegeben, die Sollschneidkurven zu linearisieren, sondern es wurde auch zusätzlich eine Vielzahl von Entzerrungsmöglichkeiten bei der Schallplattenabtastung geschaffen. Wenn auch der Unterschied zwischen dem Klangbild der verschiedenen Entzerrungen nicht groß und damit nicht auffallend ist, wird doch dem Entzerrungsenthusiasten die Möglichkeit geboten, ein ihm optimal erscheinendes Klangbild reproduzierbar einzustellen.
Wie bei dem Schalter S 11 werden auch für die Schalter S 1 bis S 10 Kleinschiebeschalter verwendet, die sich in kommerziellen Geräten gut bewähren.
Für Kristalltonabnehmer und magnetische Tonabnehmer
Bei der Schaltung des Phonoentzerrers fällt weiter auf, daß er auch Anschlußbuchsen für Kristalltonabnehmer aufweist, obwohl deren Ampliludenverlauf - im Gegensatz zu dem der magnetischen Tonabnehmer - proportional der Nadelauslenkung ist. Bei Kristalltonabnehmern wird daher in gewissem Umfang die Schneidekurve der Schallplatten automatisch wieder linearisiert. Dies gilt jedoch nur dann, wenn der nachfolgende Verstärkereingang hochohmig (J> 1 M-Ohm) ist. Bei einem mittelohmigem Eingang entsteht infolge der kapazitiven Charakteristik des Kristalles ein dem magnetischen Tonabnehmer entsprechender Frequenzgang. Damit ist aber gleichzeitig die Möglichkeit gegeben, auch bei Benutzung von Kristalltonabnehmern die Wiedergabekurve optimal und ohne zusätzlichen Aufwand zu entzerren, d. h. zu linearisieren.
Aus dem Vorgesagten ergibt sich, daß bei Verwendung von Kristalltonabnehmern in Verbindung mit dem Phonoeingang des Telewatt-Ultra die Belastungswiderstände R2 bzw. R3 in den Frequenzgang mit eingehen und somit Bestandteil der Wiedergabeentzerrung sind. Buchse Bu 3 ist zum Anschluß der normalen Kristalltonabnehmer, Buchse Bu4 für keramische Tonabnehmer vorgesehen.
Ähnlich ist die Aufgabe der Belastungswiderstände an den Buchsen Bu1 und Bu2. Bu1 dient dem Anschluß relativ nieder-ohmiger magnetischer Tonabnehmer, während an die Buchse Bu2 mittelohmige magnetische Tonabnehmer, wie z. B. der Elac MST 2, anzuschließen sind.
Aus diesen Hinweisen auf die Anpassungsbedingungen der verschiedenen Tonabnehmer ergibt sich des weiteren, daß der gleichzeitige Anschluß von zwei oder mehr Tonabnehmern an den Phonoentzerrer zwangsläufig zu einer Änderung der eingangsseitigen Anpassungsbedingungen und damit zu einer Verschlechterung des Entzerrerfrequenzganges führen muß.
Die Vorverstärkerröhren sind entbrummt
Das Schaltbild läßt erkennen, daß die Heizung der Röhren Rö1 bis Rö6 an einem Entbrummer [P7) liegt. Besonders kritisch ist die Stellung des Entbrummers für die beiden Vorverstärker (Rö1 und System 1 der Röhre Rö2). Man wird daher beim Einstellen des Entbrummers einen Kompromiß wählen müssen, der für beide Vorverstärker einen noch befriedigenden Signal/Brummspannungsabstand ergibt.
Die sehr sorgfältig und streng durchgeführten Messungen und Untersuchungen an dem Verstärker ergeben, daß der Hauptverstärker die Bezeichnung High-Fidelity verdient und auch bei Benutzung der eingebauten Vorverstärker für Mikrofonbetrieb und Schallplattenabtastung eine gute Wiedergabe erwartet werden kann. Die Kurven der Bilder 5, 6, 10 und 11 wurden mit einem Pegelmeßplatz von Rohde & Schwarz aufgenommen und vom Registrierstreifen wiedergegeben, um den Vorwurf des „Frisierens" zu entkräften. Daher wird gebeten die beim Umkopieren entstandenen Unscharfen in Kauf zu nehmen.
Zu beachten ist beim Betrieb des Verstärkers, daß sämtliche Eingänge relativ hochohmig sind. Um Brummeinstreuungen zu vermeiden, sind abgeschirmte, möglichst kurze Eingangsleitungen zu verwenden. Diese sollen außerdem nicht parallel zu Netzleitungen geführt werden und einen möglichst großen Abstand von diesen aufweisen.
Durch die Zugabe einer gut verständlichen Bedienungsanweisung zum Telewatt-Ultra kann der Verstärker auch von einem Laien einfach bedient werden.
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