DE102009003582A1

DE102009003582A1 - Röhrenverstärker

Info

Publication number: DE102009003582A1
Application number: DE200910003582
Authority: DE
Inventors: Sven Sylla
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-03-07
Also published as: DE102009003582B4

Abstract

Die Erfindung, betrifft einen Audio-Röhrenverstärker (12) mit wenigstens einer Verstärkerröhre (26, 50, 82), deren Ausgang mit einem Ausgangsübertrager (10) verbunden ist, welcher Ausgangsübertrager wenigstens eine Primär- und Ausgangswicklung (Wp, Wl) aufweist, welcher Röhrenverstärker eine Kompensationsregelung (20, 22, 28, 30, 32) mit einer Gleichstromquelle (20) aufweist, welche mit einer Wicklung (Wk) des Ausgangsübertragers verbunden ist, um ein Kompensationsmagnetfeld zu erzeugen, das dem durch den Gleichstromanteil im Ausgangssignal der Verstärkerröhre erzeugten Magnetfeld entgegengesetzt ist, wobei die Gleichstromquelle mindestens ein taktgesteuertes elektronisches Schaltelement (T1) enthält. Auf diese Weise lässt sich eine verlustarme Kompensation der magnetischen Sättigung des Ausgangsübertragers aufgrund des Gleichstromanteils in der Primärwicklung erzielen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Audioröhrenverstärker mit wenigstens einer Verstärkerröhre, deren Ausgang über Ausgangsübertrager mit einem Lautsprecher verbunden ist. Der Ausgangsübertrager hat die Aufgabe der Impedanzanpassung des Röhrenausgangs an den Lautsprecher.
In Klasse-A Röhrenverstärker kommen zumeist Ausgangsübertrager mit Luftspalt zum Einsatz, um auch tiefe Audiofrequenzen mit hoher Leistung übertragen zu können. Ein Übertrager ohne Luftspalt hat im Klasse-A Betrieb eine vergleichsweise erheblich geringere übertragbare Leistung, da der Ausgangsübertrager bereits ohne Tonsignal durch den Gleichstromarbeitspunkt der Röhre eine verhältnismäßig hohe einseitige magnetische Aussteuerung erfährt. Das Wechselstromsignal ist dem Gleichstromarbeitspunkt überlagert und steuert den Kern ebenfalls magnetisch aus. Bei Anliegen eines Wechselsignals wird die magnetische Sättigungsgrenze in einem Übertrager ohne Luftspalt schon bei sehr geringen Signalamplituden erreicht. Die übertragbare Leistung ist daher vergleichsweise geringer.
Es gibt die Möglichkeit mittels Kompensationswicklungen im Ausgangsübertrager die einseitige Aufmagnetisierung im Gleichstromarbeitspunkt zu vermeiden, genauer zu Null zu kompensieren. Auf diese Weise wird, auch ohne einen Luftspalt, die übertragbare Signalamplitude und magnetische Wechselsignalaussteuerung erheblich erhöht. Die übertragbare Leistung ist daher ebenfalls erhöht. Die Stärke des Kompensationsstroms und dessen Richtung werden so ausgewählt, dass ein entgegengesetztes magnetisches Feld erzeugt wird, welche das Magnetfeld kompensiert, das durch den Gleichstromarbeitspunkt der Röhre verursacht wird. Um das Magnetfeld vollständig zu kompensieren, muss das Produkt aus Wicklungszahl multipliziert dem Gleichstrom sowohl auf der Primärseite als auch auf der Kompensations wicklungsseite gleich sein. Es gilt: Np·Ip = Nk·Ik (p für primär, k für Kompensation). Np ist die Wicklungszahl der Primärwicklung Wp, Nk ist die Wicklungszahl der Kompensationswicklung Wk. Wicklungszahl und Strom ist theoretisch beliebig wählbar, solange das Produkt aus Wicklungszahl und Strom konstant bleibt.
Durch die Verwendung einer Kompensationswicklung ergeben sich, im Vergleich zu einem Übertrager mit Luftspalt und gleichem Volumen, zusätzlich ein breitbandigeres Übertragungsverhalten, da die erforderliche Primärinduktivität bei gleicher Wicklungszahl erheblich höher ist. Im Sinne einer möglichst tieffrequenten Leistungsübertragung bis unter 20 Hz ist eine möglichst hohe Primärinduktivität erforderlich.
Der Einsatz einer magnetischen Kompensation ist besonders bei Ringkerntransformatoren in obigem Sinne besonders vorteilhaft, da die Ringkerne eine sehr hohe Primärinduktivität ermöglichen. Zusätzlich bieten Rinkerntrafos eine sehr gute Kopplung zwischen den Wicklungen. Je besser die Wicklungskopplung, desto höher ist die obere übertragbare Signalgrenzfrequenz des Übertragers.
Als Gleichstromquelle zum Ansteuern der Kompensationswicklung werden Schaltungen mit einer Röhre oder einem Halbleiterelement, zum Beispiel einem Transistor verwendet. Jedoch ist die Verwendung einer zweiten Röhre zur magnetischen Kompensation häufig nicht wirtschaftlich, wenn man berücksichtigt, dass mit einer zweiten Röhre ein Gegentaktverstärker mit erheblich höherem Wirkungsgrad und höherer Ausgangsleistung aufgebaut werden kann. Im Falle der Verwendung einer Halbleiterschaltung kann die Wicklungszahl der Kompensationswicklung erheblich reduziert werden, da mit dem Halbleiter vergleichsweise höhere Ströme bei geringeren Spannungen möglich sind. Da in beiden Varianten die Primär- und Kompensationswicklungen magnetisch gekoppelt sind, liegt an der Kompensationswicklung bei Anliegen eines NF-Signals eine dem Wicklungsverhältnis Np/Nk (p für primär, k für Kompensation) entsprechende Wechselspannung an. Die Kompensationsstromquelle muss über den gesamten Signalaussteuerungsbereich an einem entsprechenden Spannungshub an der Kompensationswicklung arbeiten können.
Obwohl die obigen Lösungen effektiv die Sättigung des Ausgangsübertrages durch den Gleichstromanteil in der Primärwicklung verhindern und die Verwendung eines Luftspaltes vermeiden, zeigen sie leider eine vergleichsweise hohe Verlustleistung in der Kompensationsstromquelle. Der Anwender wird hier entweder eine oder mehrere zusätzliche Röhren oder gekühlte Halbleiter akzeptieren müssen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Audio-Röhrenverstärker der oben genannten Art derart weiterzubilden, dass bei Beibehaltung der obig genannten Vorteile der Kompensationswicklung, eine vergleichsweise geringere Verlustleistung in der Kompensationsschaltung realisiert wird.
Ziel der Erfindung ist weiterhin eine Verstärkeranordnung, z. B. ein Stereoverstärker, mit mehreren Verstärkern der vorstehend genannten Art.
Die kompensierende Gleichstromquelle weist erfindungsgemäß ein elektronisches Schaltelement auf. Durch die Verwendung des getakteten elektronischen Schaltelements lässt sich eine sehr verlustarme Kompensation des durch den Gleichstromanteil der Primärwicklung erzeugten magnetischen Feldes erzielen. Selbstverständlich kann als elektronisches Schaltelement jede Art von elektronischem Schalter, z. B. Transistor, Thyristor verwenden, welches derart ausgebildet ist oder getaktet wird, dass es nur aus und einschaltet, d. h. leitet oder sperrt. Der die Kompensationsleistung steuernde Schalter ist also ein lediglich zwischen zwei Schaltzuständen schaltendes Element, das durch Frequenz- und/oder Schaltzyklus-Steuerung in der Lage ist, über die Schaltzeiten und/oder die Schaltfrequenzen einen gewünschten Strom einzustellen. Dieser hochfrequente Taktstrom wird vorzugsweise durch Induktivitä ten und/oder Glättungskondensatoren geglättet. Entsprechend kann zur Kompensationssteuerung ein Schaltnetzteil oder Gleichstromsteller verwendet werden. Die Frequenz des elektronischen Schaltelements liegt deutlich oberhalb der maximalen Übertragungsfrequenz des Audio-Verstärkers und ist somit nicht hörbar. Bevorzugte Taktfrequenzen lägen somit beispielsweise zwischen 50 kHz und 5 MHz, insbesondere 100 kHz und 2 MHz.
Vorzugsweise enthält die Gleichstromquelle einen Gleichstromwandler oder -steller. Dieses Bauelelement enthält sowohl das getaktete elektronische Schaltelement als auch Glättungselemente wie z. B. Induktivitäten und/oder Kapazitäten, die das getaktete Signal glätten, so dass ein Gleichstrom erhalten wird, der zur Kompensation des Gleichstromanteils im Ausgangssignal des Verstärkers verwendet wird.
Vorzugsweise wird der Gleichstromwandler mit einem Schaltelement ausgestattet, der durch einen Pulsweitenmodulator angesteuert wird. Der Gleichstromwandler enthält zudem ein Filter, das die hochfrequenten Wechselstromanteile vom Ausgangsübertrager und Lautsprecher fernhalten. Eine Gleichstromquelle lässt sich mit einem derartigen Gleichstromwandler auf einfache Weise realisieren und ebenso einfach steuern bzw. regeln. Der Pulsweitenmodulator wird vorzugsweise durch einen Regler angesteuert, der den Strom durch die Kompensationswicklung mit einem Referenzwert vergleicht. Auf diese Weise wird der Strom durch die Kompensationswicklung auf einfache Weise dem Referenzwert nachgeführt und konstant gehalten.
In dem Ausgangsübertrager kann eine separate Kompensationswicklung vorgesehen sein oder eine der beiden Wicklungen des Ausgangsübertragers wird gleichzeitig als Kompensationswicklung verwendet.
In einer exakt kompensierten für beliebige Röhrentypen (Triode, Penthode etc. in Klasse-A Betrieb) geeigneten Schaltung, ist daher eine Stromerfassungseinrichtung direkt in der Primärwicklung vorgesehen, welche den Gleichstromanteil des Röhrenarbeitspunkts der Röhre erfasst.
Möglich mit Einschränkungen, aber schaltungstechnisch einfacher zu realisieren, ist die Erfassung des Stromes an der Röhrenkathode. Im Falle einer Triode muss keine Stromerfassungsschaltung in der Primärwicklung vorgesehen sein, sondern es kann der Kathodenstrom an einem auf Masse bezogenen Messwiderstand erfasst und als Referenzwert für die Kompensationsstromregelung verwendet werden, wobei hier die Kompensation nicht exakt wäre, da sich der aussteuerungsabhängige Gitterstrom mitgemessen würde. In der Praxis ist diese Art der Messung jedoch möglich und praktikabel, da der Gitterstrom vergleichsweise gering ist und eine exakte Kompensierung des Magnetfeldes nicht unbedingt erforderlich ist.
Eine besonders energiesparende Ausbildung der Erfindung wird erzielt, wenn man die mittels Gleichstromwandler gewandelte Energie für bestimmte Funktionen und Verbraucher im Röhrenverstärker selbst oder außerhalb des Röhrenverstärkers verwendet. Wird ein einfacher Hochsetzsteller als Gleichstromsteller verwendet, so wird der Freilaufstrom über die Freilaufdiode bevorzugt verlustarm an die speisende Eingangsspannung des Hochsetzstellers zurückgeführt, oder entmagnetisiert sich über einen Verbraucher des Verstärkers, welcher z. B. eine Hilfsversorgung des Verstärkers und deren eingeschlossene Lasten sein kann. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Verstärkers insgesamt abermals erhöht werden.
Eine besonders energiesparende Ausbildung der Erfindung wird erzielt, wenn man die Erzeugung sämtlicher notwendiger Versorgungs- und Hilfsspannungen ebenfalls mit einem Gleichspannungswandler realisiert, der direkt am Wechselspannungsnetz arbeitet und in dem die Funktion des Gleichstromwandlers zur Vormagnetisierung verlustarm integriert ist.
Die Grundidee der Erfindung bezieht sich auf die Realisierung sämtlich möglicher Strom- und Spannungsquellen mit getakteten Schaltern, die im Vergleich zu linearen Strom- und Spannungsquellen unabhängig von der Art der Schaltungstopologie eine vergleichsweise geringere Verlustleistung aufweisen. Gleichstrom- oder Spannungswandler können mit beliebigen Schaltungstopologien realisiert sein, und mehrere Ein- und Ausgänge aufweisen.
Eine energiesparende weitere Ausbildung der Erfindung wird realisiert, wenn die Energie in eine Last, wie zum Beispiel eine Steuerelektronik, gespeist wird, und/ oder an bestimmte Gleich- oder Wechselspannungsquellen im Verstärker rückgespeist wird. Sogar eine Rückspeisung in das allgemeine Wechselspannungsnetz (230 V oder 115 V) ist möglich.
Der Kompensationsstrom kann auch gleichzeitig zur Bestromung der Röhrenheizung verwendet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann im Verstärker eine Schaltung zur Ausregelung alters- oder typbedingter Arbeitspunktverschiebung vorgesehen sein, die entweder dafür sorgt, dass über eine Gittersteuerung der Gleichstromanteil im Anodenkreis der Röhre über weite Röhrenkennlinientoleranzen hinweg direkt konstant geregelt wird, oder bei einer alterungs- oder typbedingten Änderung des Gleichstromarbeitspunktes der Kompensationsstrom entsprechend nachgeregelt wird. Im ersten Fall wird sowohl der Arbeitspunkt der Röhre, als auch der Gleichstrom der Kompensationsstromquelle auf den gleichen Referenzwert geregelt. Im zweiten Falle wird der Primärstrom des Ausgangsübertragers vermessen und dient dann als Referenz für die Regelung des Kompensationsstromes.
Im Falle von Mehrkanalverstärkern sind die Kompensationswicklungen vorzugsweise in Reihe geschaltet.
Bei Stereobetrieb wird vorzugsweise der Wicklungssinn der Kompensationswicklungen so gewählt, dass bei einer gleichsinniger Aussteuerung und gleicher Amplitude der linken und rechten Endröhre, der Spannungsabfall an den beiden in Serie liegenden Kompensationswicklungen wiederum theoretisch zu Null kompensiert wird. Dies wird erreicht, indem die in Serie geschalteten Kompensationswicklungen der zwei Ausgangsübertrager in einem Stereoverstärker in der Polarität entgegengesetzt verschaltet sind. Die Summenspannung beider Wechselspannungsabfälle an den Kompensationswicklungen ist dadurch eliminiert oder zumindest stark reduziert. Ausgehend von der Annahme, dass in einem typischen Musiksignal tiefe Frequenzen phasengleich und mit vergleichsweise höherer Amplitude auftreten als bei hohen Frequenzen, wird mit dieser Maßnahme der erforderliche Regelhub des Gleichstromwandlers erheblich reduziert und somit die Qualität der Kompensationsstromquelle verbessert.
Da das Musiksignal besonders in den tiefen Frequenzen größtenteils gleichphasig und im Vergleich zu höheren Frequenzen mit größerer Amplitude auftritt, erfordert ein typisches Musiksignal einen geringeren Regelhub im Gleichstromsteller bzw. Gleichspannungswandler. Auf diese Weise kann die Schaltung des Gleichstromsteller vereinfacht werden.
Selbst man den Gleichstromwandler grundsätzlich auf den maximal möglichen Hub (Volle Amplitude, 180° phasenverschobenes Signal) auslegt, führt die obige gegensinnige Serienschaltung der Kompensationswicklungen zu einer Qualitätserhöhung der Kompensationsregelung durch den abnehmendem Regelhub.
Diesem so erhaltenen Gleichstrom kann zudem gezielt ein zusätzliches Wechselsignal überlagert werden, um Störsignale wie zum Beispiel Brummen am Ausgang des Verstärkers entgegenzuwirken.
Magnetische Kompensation bietet erhebliche Vorteile in Audioröhrenverstärkern.

• Magnetische Kompensation ermöglicht den generellen Verzicht auf den Luftspalt in Ausgangsübertragern in Klasse-A Röhrenendstufen.
– Daraus resultiert bei vergleichsweise gleichem Übertragervolumen eine erheblich bessere Übertragungsqualität des Tonsignales und eine höhere Übertragungsleistung
– Daraus resultierend sind die Ausgangsübertrager bei gleicher Qualität und Leistung kompakter realisierbar

Durch die Verwendung eines effizienten Gleichstromwandlers oder Gleichstromtellers in der Gleichstromquelle für die magnetische Kompensation wird zumindest einer der folgenden Vorteile in modernen Röhrenverstärkern, insbesondere Eintaktröhrenverstärkern, realisiert:

• Gegenüber linear arbeitenden Gleichstromquellen bietet die Verwendung eines Gleichstromwandlers weitere Vorteile der magnetischen Kompensation:
– Vergleichsweise nochmals erheblicher kompakterer und leichterer Aufbau, da der Gleichstromwandler die bei der Verwendung einer linearen Kompensationsstromquelle notwendigen aufwendigen Kühlmaßnahmen überflüssig macht
– Reduzierung der Verlustleistung von Röhrenverstärkern im Sinne des Umweltschutzes und der EuP-Richtlinie
– Reduzierung der Gerätebetriebsstromkosten
– Erhöhung des Gerätewirkungsgrades auf nahezu das theoretische Maximum eines Klasse-A Röhrenverstärkers im Sinne möglicher künftiger EU-Wirkungsgradvorgaben, wenn der Gleichstromwandler sowohl für die Kompensationsfunktion als auch für die Versorgung sämtlicher Baugruppen verwendet wird. Auf diese Weise zeigen alle Komponenten, ausgenommen der Röhre selber, eine minimal mögliche Verlustleistung.
– Mehr Freiheiten im Gerätedesign durch kompaktere und leichtere Ausgangsübertrager

Die Erfindung schließt sämtliche Schaltungstopologien für Gleichstromwandler mit galvanisch getrennten oder nicht getrennten Energiespeichern ein, die einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad aufweisen.
Die Erfindung ist unabhängig von der verwendeten Schaltung der Arbeitspunkteinstellung. In einigen Ausführungsbeispielen wird der Arbeitspunkt über eine geregelte negative Gittervorspannung eingestellt, da bei dieser Art im Vergleich zur automatischen Gittervorspannungsregelung ein genauer Stromarbeitspunkt über einen langen Lebenszeitraum der Röhre gehalten werden kann, obwohl sich die Röhrenkennlinien durch Alterung geändert haben.
Die Erfindung ist insbesondere für die Anwendung in HIFI Röhrenverstärkern mit hoher Übertragungsbandbreite konzipiert.
Auch bei Gegentaktverstärkern kann die magnetische Kompensation mittels Gleichstromwandler Vorteile bieten. Da bei der Verwendung von Ringkerntransformatoren im Gegentaktbetrieb auch geringe Stromabweichungen zur schnellen Sättigung des Magnetmaterials führen können, ist es häufig notwendig Röhren mit gleichen Kennlinien zu verwenden. Der Aufwand dieser Selektion ist erheblich und die Funktion ist zusätzlich Alterungseffekten unterworfen.
Die Verwendung einer Kompensationswicklung kann die magnetische Auswirkung unterschiedlicher Gleichstromarbeitspunkte in den beiden Gegentaktröhren, verursacht durch nicht gepaarte Röhren kompensieren und gleichzeitig Alterungseinflüssen entgegenwirken. Auf diese Weise müssen die Röhren nicht nach Einhaltung der Kennlinien speziell selektiert werden.
1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Kompensationswicklung im Ausgangsübertrager eines Röhrenverstärkers nach dem Stand der Technik.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. In dieser zeigen:
2 ein schematisches Schaltbild mit der Ansteuerung der Kompensationswicklung durch einen Gleichstromsteller,
3 ein Schemaschaltbild eines Kanals eines verlustarmen Stereo-Röhrenverstärkers mit Ansteuerung der Kompensationswicklung durch einen Hochsetzsteller und mit Nutzung des Kompensationsstroms zur Röhrenheizung ohne Ausregelung altersbedingter Arbeitspunktverschiebung,
4 den Spannungsverlauf eines typischen NF-Signales im Spannungsknoten G der Schaltung aus 3
5 die Verwendung einer Gleichstromquelle für zwei in Serie geschaltete Kompensationswicklungen der Ausgangsübertrager eines Stereo-Verstärkers,
6 ein Schaltbild weitgehend identisch zu 3 mit Rückspeisung der Energie auf die Versorgungsspannung,
7 ein Ausführungsbeispiel mit einer Penthode mit automatischer Kompensation bei alterungsbedingter oder typenbedingter Arbeitspunktverschiebung der Endröhre,
8 ein Ausführungsbeispiel bei Verwendung einer Triode mit geregelter Gittervorspannung auf die Röhrenalterung nur einen geringen Einfluß hat,
9 ein Ausführungsbeispiel einer Triode mit automatischer Gittervorspannungserzeugung wobei der Kompensationsstrom wahlweise auf den Primärwicklungsstrom oder auf den Kathodengleichstrom geregelt wird.
10 ein Ausführungsbeispiel mit einer direkt geheizten Triode, und einem Tiefsetzsteller als Gleichstromwandler,
11 ein Ausführungsbeispiel weitgehend analog 7 mit einer Schaltung zur Reduzierung des Geräuschspannungsabstandes, verursacht durch Wechselspannungsanteile in der Versorgungsspannung Vs,
12 ein Ausführungsbeispiel mit einer Ausgangswicklung W1 die gleichzeitig als Kompensationswicklung genutzt wird.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Kompensationsschaltung mit Kompensationswicklung nach Stand der Technik bei einem Eintakt Klasse A Verstärker. Dargestellt ist der Leistungsteil eines Röhrenverstärkers. Der Lautsprecher SP3 ist über einen Ausgangsübertrager 10 zur Impedanzanpassung mit dem Ausgang des Röhrenverstärkers 12 gekoppelt. Die Verwendung eines für die Übertragung des Audiosignals nachteiligen Luftspaltes im Ausgangsübertrager 10 kann grundsätzlich durch die Verwendung einer Kompensationswicklung Wk vermieden werden.
Der Ausgangsübertrager 10 besteht aus drei Wicklungen: der Primärwicklung Wp, die Kompensationswicklung Wk und die Ausgangswicklung für den Lautsprecher W1, die miteinander auf einem Kern gewickelt und magnetisch gekoppelt sind. Die Stromquelle Ip treibt ohne NF-Signal einen konstanten Gleichstrom durch die Primärwicklung Wp, was dem Arbeitspunkt der Endröhre entspricht. Diesem Gleichstrom ist ein Wechselstromanteil überlagert, der identisch mit dem verstärkten NF-Signal der Audioquelle ist. Ohne weitere Maßnahmen wäre der Ausgangsübertrager auch ohne NF-Signal unerwünscht zunächst einseitig magnetisiert. Zur Kompensation des durch den Gleichstrom verursachten Magnetfeldes wird nun über eine Kompensationswicklung Wk und eine Gleichstromquelle 14 ein Strom eingeprägt, der dem durch Ip verursachten magnetischen Feld im Ausgangsübertrager entgegenwirkt, so dass sich beide magnetischen Felder idealerweise zu Null addieren. Die durch Ip verursachte Gleichstrommagnetisierung wird auf diese Weise kompensiert. Vs und Vh sind Gleichspannungen zur Versorgung.
Um das Magnetfeld vollständig zu kompensieren, muss das Produkt aus Wicklungszahl multipliziert dem Gleichstrom sowohl auf der Primärseite als auch auf der Kompensationswicklungsseite gleich sein. Es gilt: Np·Ip = Nk·Ik. Np ist die Wicklungszahl der Primärwicklung Wp, Nk ist die Wicklungszahl der Kompensationswicklung Wk. Wicklungszahl und Strom ist theoretisch beliebig wählbar, solange das Produkt aus Wicklungszahl und Strom konstant bleibt.
2 zeigt das stark vereinfachte Blockschaltbild der magnetischen Kompensation unter Verwendung eines verlustarmen Gleichstromwandlers 16. Identische oder funktionsgleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Gleichstromwandler 16 wandelt den in den Eingang IN fließenden Strom oder die an IN anliegende Spannung so an einen oder mehrere Verbraucher 18 um, dass der/die angeschlossenen Verbraucher 18 am Ausgang OUT innerhalb ihrer festgelegten Spannungs- und Stromgrenzen betrieben werden kann/können. Diese Umwandlung geschieht möglichst verlustarm durch Verwendung von periodisch arbeitenden elektronischen Schaltern und Energiespeichern, wie Kondensatoren, Transformatoren und Spulen. Der Vorteil gegenüber der den zuvor erwähnten linearen Stromquellen liegt im besseren Wirkungsgrad und der daraus resultierenden geringeren Wärmeentwicklung.
Da der Gleichstromwandler 16 die Leistung nur umsetzt, wird Leistung zweckmäßig auf eine Weise verwendet, um bestehende oder zusätzliche Funktionen im oder außerhalb des Röhrenverstärkers zu versorgen. So kann z. B. in Reihe mit der Kompensationswicklung Wk auch die Röhrenheizung der Verstärkerröhre des Röhrenverstärkers 12 geschaltet sein.
Ebenfalls sind alle möglichen Verbraucher 18 denkbar, die durch den Gleichstromwandler versorgt werden. Entsprechend angeschlossene Verbraucher sind alle Verbraucher, die bestimmte Funktionen im oder außerhalb des Röhrenverstärkers aufweisen, wie zum Beispiel die Heizung der Röhren, die Versorgung der Elektronik oder der Betrieb eines Lüfters. Bei Rückspeisung der Energie in das allgemeine Wechselspannungsnetz (230 V Netz) ist das Netz ebenfalls als Verbraucher anzusehen.
Die Schaltung in 3 stellt einen Kanal eines Stereoröhrenverstärkers dar. Sie zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung einer Kompensationsstromquelle 20 (22/18/32/30/28) mit einem einfachen Hochsetzsteller 22 und gleichzeitiger Versorgung der Röhrenheizung 24.
Der Verstärker weist als Verstärkerröhre eine Triode 26 auf, die von einem NF-Signal am Eingang NF-In gespeist wird. Die Schaltungsteile sind in Funktionsblöcke B1 bis B7 unterteilt. Die Endröhre 26 arbeitet im Eintaktbetrieb. Der Arbeitspunkt der Röhre 26 wird durch die Arbeitspunktelemente R3, C2 und R2 'automatisch' eingestellt. Ohne Audiosignal fließt daher ein Gleichstrom Ip durch die Endröhre 26 und durch die Primärwicklung Wp. Zur Kompensation des Magnetfeldes im Ausgangsübertrager wird ein konstanter Gleichstrom Ik in die Kompensationswicklung Wk eingeprägt. Der Strom Ik ist unabhängig von der Wechselspannungsaussteuerung der Endröhre 26, und ändert sich daher nicht. Der Kompensationsstrom Ik fließt gleichzeitig durch die Röhrenheizungen 24 und eine Stromerfassungsschaltung 28, die in Serie zur Kompensationswicklung Wk liegen.
Der Leistungsteil des Gleichstromwandlers 22 der Gleichstromquelle 20 ist hier als Hochsetzstellertopologie realisiert. Der Schalter T1 des Hochsetzstellers 22 wird durch ein pulsweitenmoduliertes Signal angesteuert. Die Schaltdrossel des Hochsetzstellers L1 entmagnetisiert sich in den Verbraucher 18. Die Ausgangsenergie des Gleichstromwandlers 22 wird hier in die Hilfsquelle Vh zurückgespeist. Der Verbraucher ist in diesem Falle die Hilfsversorgung Vh und deren angeschlossene Lasten. Es können jedoch – wie vorstehend ausgeführt – damit auch andere Verbraucher betrieben werden.
Legt man an den Eingang des Verstärkers 12 ein Audiosignal, so liegt dieses auch an der Kompensationswicklung Wk an. Ein konstantes Tastverhältnis des Schalter T1 würde daher zu einem unerwünschten aussteuerungsabhängigen Kompensationsstrom Ik führen, da sich die Spannung an der Spule L1 ändert. Aus diesem Grunde hat die Gleichstromquelle 20 vorzugsweise eine Regelung, die den Kompensationsstrom Ik aussteuerungsunabhängig auf einen konstanten Gleichstrom regelt. Die Regelung umfasst die Stromerfassungsschaltung 28, einen Regler 30 und einen Pulsweitenmodulator 32, der Leistungsteil besteht aus dem Hochsetzsteller 22. Der Sollwert für die Regelung wird durch die Referenzspannung Ref im Regler 30 realisiert. Die Röhrenheizung 24 kann mehrere beliebig verschaltete Heizwendel beinhalten. Zweckmäßigerweise werden hier sämtliche Röhren versorgt, die in dem Röhrenverstärker 12 verwendet werden.
In der Schaltdrossel L1 des Hochsetzstellers 22 fließt ein hochfrequenter Wechselstrom, der durch die Schaltfrequenz des Hochsetzstellers verursacht wird. Um zu vermeiden, dass dieser Stromrippel durch die Heizwendel fließt, wird der hochfrequente Stromanteil im Bereich der Röhrenheizung 24 über den Kondensator C3 abgeleitet. Ähnliches gilt für den zweiten Kondensator C4, der beispielhaft in einem Filterblock 34 eingesetzt und so dimensioniert ist, dass der hochfrequente Wechselstrom abgeleitet wird, die Audiofrequenz aber nicht kurzgeschlossen wird. Der zweite Kondensator C4 gewährleistet die Einhaltung der geforderten EMV Störabstände. An Stelle des ersten und zweiten Kondensators C3 und C4 können auch andere Filter – zum Beispiel ein schmalbandiges Filter hoher Güte – eingesetzt werden, die einen möglichst niedrigen Widerstand bei der Schaltfrequenz des Gleichstromwandlers aufweisen und gleichzeitig eine möglichst hohen Widerstand bei maximaler Signalfrequenz am Ausgangsübertrager erlauben. Die Stromerfassungsschaltung 28 wird vorzugsweise mit einem Differenzverstärker fester Verstärkung realisiert. Dieser setzt den differenziellen Spannungsabfall am Messwiderstand R1 in ein auf die Reglermasse bezogenes Signal um. Auch andere Arten der Strommessung sind möglich, zum Beispiel die Erfassung des Schalterstromes.
Die Bandbreite des geschlossenen Regelkreises ist so dimensioniert, dass der Kompensationsstrom bei der maximalen Nf-Signalfrequenz und bei maximalem Spannungshub im Spannungsknoten G konstant gehalten werden kann.
Die in den Blöcken 22 bis 34 (B1 bis B7) gezeigten detaillierten Schaltungen sind nur Beispiele und können auch auf andere Weise ausgeführt werden. Eine exakte Kompensation schlägt in diesem Ausführungsbeispiel allerdings fehl, wenn der Gleichstromarbeitspunkt der Röhre sich ändert, wie zum Beispiel durch Alterung.
Idealerweise ist die Schaltung so zu dimensionieren, dass der Spannungsabfall Vz an der Heizung 24 ohne Audiosignal genau die Hälfte der Hilfsspannung Vh entspricht. Im Knoten G zeigt sich die Spannung Vh/2. In diesem Arbeitspunkt kann der Hochsetzsteller symmetrische gleich hohe Pegel von nahezu Null Volt bis auf das Spannungsniveau Vh hochsetzen. 4 verdeutlicht diesen Zusammenhang. Ein in beide Richtungen gleicher Aussteuerhub ist jedoch für die einwandfreie Funktion nicht unbedingt erforderlich. Bei dem verwendeten Hochsetzsteller entspricht die maximale mögliche theoretische Signalspitzenspannung an der Kompensationswicklung genau der Heizspannung.
In 4 ist die Spannung eines typischen NF-Signales im Spannungsknoten G von 3 mit maximal möglicher Amplitude aufgezeichnet. Der Hochsetzsteller 22 ist hier in der Lage, jeden momentanen Spannungspunkt auf das Niveau Vh anzuheben. Zur Verdeutlichung des Anheben dienen die Pfeile. Die Kompensationsregelung kann nicht mehr einwandfrei arbeiten, wenn die Spannung am Knoten G von 3 die Hilfsspannung Vh überschreitet oder die Masse (GND) unterschreitet. Um einen möglichst hohen symmetrischen Aussteuerungshub zu ermöglichen, befindet sich die Spannungswert am Knoten G idealerweise auf dem Spannungsniveau Vh/2. Eine weitere Erhöhung von Vh erweitert nicht die Aussteuerungsfähigkeit des Tiefsetzstellers, da nur in die eine Richtung mehr ausgesteuert werden kann.
Diese Schaltung arbeitet ohne weitere Maßnahmen an Röhren, deren Heizung mit konstantem Strom gespeist ist. Verwendet man Röhren, für die eine Spannungsquelle zur Heizung empfohlen wird, müssen zusätzliche Maßnahmen vorgenommen werden, um die Heizspannung auf zulässige Werte zu begrenzen.
Die Regelgeschwindigkeit der Kompensationsstromquelle ist so zu dimensionieren, daß der Regler Frequenzen bis zur maximalen Übertragungsfrequenz (typisch 20 kHz) mit maximalen Signalhub möglichst genau ausregeln kann.
5 zeigt eine Verstärkeranordnung 35 mit zwei Verstärkern 12a, 12b für den Stereobetrieb. Die Funktionsblöcke jedes Kanals sind weitgehend identisch mit der in 3 gezeigten Schaltung.
Hier wird eine Gleichstromquelle 20 mit nur einem Hochsetzsteller 22 und seiner Ansteuerung 18, 28, 30, 32 zur Kompensation der für Stereobetrieb notwendigen zwei Ausgangsübertrager 10a, 10b verwendet. Diese Methode kann auch für mehr als zwei Kanäle erweitert werden. Die Kompensationswicklungen Wk der beiden Ausgangsübertrager 10a, 10b sind hier in Serie geschaltet. Es wurde hier der Wicklungssinn so gewählt, dass bei einer gleichsinniger Aussteuerung und gleicher Amplitude der linken und rechten Endröhre, der Spannungsabfall an den beiden in Serie liegenden Kompensationswicklungen zu Null kompensiert wird. In diesem Falle wird der praktische Aussteuerungshub des Hochsetzstellers 22 reduziert und die Qualität der Kompensationsstromquelle verbessert. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass in einer Musikaufnahme nicht zwangsläufig die tieferen Frequenzen gleichphasig und die hohen Frequenzen mit niedrigeren Pegeln auftreten.
Ein einziger Gleichstromwandler 22 kann die Kompensationswicklungen sämtlicher Ausgangsübertrager 10a, 10b versorgen. Es kann jedoch auch für jeden Kanal ein separater Gleichstromwandler verwendet werden kann. Natürlich kann der Wicklungssinn der Kompensationswicklungen auch so geschaltet sein, dass die Spannungsabfälle in der Summe nicht zu Null kompensiert werden. Der Hochsetzsteller muss dann jedoch einen höheren Wechselspannungshub ausregeln.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Rückspeisung der Energie auf die Versorgungsspannung. Der Gleichstromwandler oder -steller ist als Hochsetzsteller 22 ausgebildet. Der Entmagnetisierungsstrom in der Drossel L1 wird nun in der Freilaufphase über die elektrische Verbindung 40 in die Spannungsversorgung Vs zurückgeleitet, und von dort aus für die Versorgung der Röhre 26 verwendet. In diesem Falle muss der Hochsetzsteller 22 extreme Tastverhältnisse ausregeln können.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Kompensation bei alterungsbedingter oder typenbedingter Arbeitspunktverschiebung der Endröhre am Beispiel einer Penthode. Bei allen bisher genannten Beispielen wurde davon ausgegangen, dass der Gleichstromanteil des Röhrenstromes konstant ist, also der Arbeitspunkt der Röhre unverändert bleibt. Der Arbeitspunkt einer Röhre mit automatischer Gittervorspannungserzeugung ändert sich jedoch typbedingt und über die Lebensdauer der Röhre. Dies hat zur Folge, dass die Wirkung der magnetischen Kompensation mit der Zeit reduziert wird. Der Gleichstrom Ik in der Kompensationswicklung ändert sich über die Lebensdauer nur geringfügig, da eine Regelung auf eine Referenzspannung erfolgt. Die vorliegende Ausführungsform der Erfindung trägt diesem Umstand Rechnung.
Die Figur zeigt eine Ausführungsform mit einer Mehrgitterröhre 50. Bei einer Mehrgitterröhre, hier eine Penthode 50, kann nicht davon ausgegangen werden, dass der Anodenstrom gleich dem Kathodenstrom ist. Bei Einsatz einer Penthode addieren sich Gitterströme zum Anodenstrom und ergeben als Summe den Kathodenstrom. Voraussetzung für eine exakte magnetische Kompensation ist entweder die Stabilisierung des Anodenstromes und des Kompensationsstromes auf den gleichen Referenzwert, oder die Erfassung des momentanen Anodenstromes der Röhre und verhältnismäßig langsame Nachregelung der Kompensationswicklung auf diesen Arbeitspunkt. Es kann vorteilhaft sein, zusätzlich zur Verwendung einer Kompensationsstromquelle Ik alterungsunabhängig den Anodengleichstrom Ip möglichst konstant zu halten.
7 zeigt eine Schaltung 52, 54 umfassend einen Stromwandler 52, der den Spannungsabfall am Messwiderstand R1 in einen auf Masse bezogenen Strom umwandelt. und einen zweiten Regler 54. Die Schaltung hält sowohl den Anodenstrom konstant und gleichzeitig stellt sie den Arbeitspunkt der Röhre automatisch ein. Gezeichnet ist nur ein Nf-Kanal, der zweite Kanal ist identisch ausgeführt, und wird an die gleiche Referenzspannung Ref angeschlossen.
Die Referenzspannung Ref in dem Regler 30 und dem zweiten Regler 54 ist identisch und dient als alleinige Referenz. Die Änderung dieser Spannung Ref führt zum Anstieg oder Abfall der Gleichströme sowohl in der Anodenwicklung Wp als auch in der Kompensationswicklung Wk, die Toleranz der Referenzspannung ist daher ohne Einfluss auf die Kompensationswirkung.
Der Anodenstrom wird in dem Stromwandler 52 erfasst und in ein, auf Masse bezogenes, Signal umgewandelt. Der zweite Regler 54 vergleicht diese Spannung mit der Referenzspannung Ref, die als Sollwert für den Regelkreis dient. Bei einer Abweichung der Spannungen regelt der Regelverstärker 56 die Gitterspannung der Röhre 50 und legt so den Arbeitspunkt fest.
Die Regelkreisgeschwindigkeit der Kompensationsstromquelle Ik liegt erheblich über der Geschwindigkeit der Konstantstromquelle zur Einstellung des Arbeitspunktes der Endröhre. Der Hochsetzsteller muss auf die gesamte gewünschte NF-Signalbandbreite reagieren (20 Hz...20 kHz typ), also eine verhältnismäßig hohe Regelbandbreite aufweisen. Die Regelgeschwindigkeit des Reglers 54 liegt verhältnismäßig tief bei etwa 50 ms, entsprechend einer unteren Grenzfrequenz von 20 Hz.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Verwendung einer Triode 26 als Leistungsröhre gezeigt. Eine Regelung des Anodenstromes auf einen konstanten Wert ist im Gegensatz zu 7 hier nicht notwendig, weil der Kathodenstrom nahezu identisch mit dem Anodenstrom ist. Es gilt die Regel: Anodestrom plus Gitterstrom ergibt den Kathodenstrom. Der Gitterstrom einer Triode ist vergleichsweise gering und kann häufig vernachlässigt werden. Aus diesem Grunde wird in diesem Beispiel der Arbeitspunkt der Röhre über die Erfassung des Kathodenstromes geregelt. Wechselspannungsanteile werden in der Stromquelle 60 mit dem Glättungskondensator C2 kurzgeschlossen.
9 zeigt eine ähnliche Schaltungsanordnung entsprechend 3. Im Unterschied zu 3 ist in dieser Schaltung im Anodenstrom in Reihe mit der Primärwicklung Wp eine zweite Stromerfassungseinrichtung 70 vorgesehen, deren Ausgangssignal über einen Tiefpass 72 zur Filterung des NF-Anteils und über einen Schalter 74 auf den Referenzeingang 76 des Reglers 30 geführt ist, wodurch die Höhe des Kompensationsstroms Ik selbsttätig auf die Höhe des Gleichstromanteils im Primärstrom Ip geregelt wird. Dies bewirkt eine automatische Anpassung des Kompensationsstroms an veränderte Bedingungen z. B. aufgrund Röhrenalterung oder Röhrentyp. Durch Betätigung des Schalters 74 lässt sich der Referenzeingang 76 des Reglers auch mit dem Kathodenstrom beaufschlagen, bei dem über den Kathodenglättungskondensator C2 der Wechselstromanteil kurzgeschlossen ist.
Bei der vorliegenden Anordnung mit einer Triode würde also allein die Zuführung der Kathodengleichstrominfomation auf den Referenzeingang 76 des Reglers 30 ausreichen, um die gewünschte Nachführung des Kompensationsstroms an den Gleichstromanteil in der Primärwicklung Wp zu erzielen. Bei einer Penthode hingegen müssten die Stromerfassungseinrichtung 70 und der Tiefpass 72 vorgesehen werden, weil hier der Anodenstrom vom Kathodenstrom abweicht und daher eine Stromerfassung des Gleichstroms durch die Primärwicklung des Ausgangsübertragers nur im Anodenzweig sinnvoll ist.
Anstelle des Schalters ist es auch möglich, nur die Stromerfassung 70, 72 im Anodenzweig oder die elektrische Verbindung 78 zur Kathode der Verstärkerröhre 26 vorzusehen und den Referenzeingang 76 fest damit zu verbinden.
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verstärkers 80 mit einer direkt geheizten Triode 82. Im Kompensationskreis ist zwischen der Kompensationswicklung Wk und der direkt beheizten Kathode 24 die Stromerfassungsschaltung 28 angeordnet. Der dort gemessene Stromwert wird dem Regler 30 zugeleitet, der mit dem Pulsweitenmodulator 32 zur Ansteuerung des Schalters 86, z. B. des P-FET eines Gleichstromwandlers in Form eines Tiefsetzstellers 84 verbunden ist. Im Anodenzweig ist ein Stromwandler 52 mit der Primärwicklung in Reihe geschaltet. Der Ausgang des Stromwandlers 52 ist über einen zweiten Regler 54 und einen hochohmigen Widerstand R3 direkt auf das Steuergitter der Röhre 82 gelegt, um eine negative Gitterspannung zu erzielen. Die Regelung hält den Arbeitspunkt der Röhre unabhängig von Alterung und Typenstreuung konstant. Die Triode arbeitet hier ohne Kathodenwiderstand. Der negative Anschluß der Hilfsspannung Vh ist nicht identisch mit dem negativen Anschluß von Vs. Der Regelverstärker 56 im zweiten Regler 54 muss einen dafür geeigneten Aussteuerungsbereich aufweisen, der vergleichsweise hohe negative Spannungen zulässt.
Als Gleichstromwandler 84 ist hier zweckmäßig ein einfacher Tiefsetzsteller eingesetzt. Der Strom der Kompensationswicklung Wk wird in der Stromerfassungsschaltung 28 erfasst, und in ein, auf Masse bezogenes, Spannungssignal umgewandelt. Der Ausgang der Stromerfassungsschaltung wird an den Eingang des Reglers 30 gelegt. Der Komparator des Pulsweitenmodulators 32 vergleicht das Ausgangssignal des Reglers 30 mit einer linearen Spannungsrampe und erzeugt ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM), das den Schalter 86 bzw. T1 des Tiefsetzstellers 84 ansteuert. Der Regler 30 regelt auf diese Weise den Strom in der Kompensationswicklung unabhängig vom Anodenwechselstrom auf einen konstanten Wert. Der durch die Aussteuerung des Verstärkers bedingte Wechselspannungshub an der Kompensationswicklung Wk darf den Arbeitsbereich des Tiefsetzstellers 84 nicht verlassen. Die Spannung am Ausgang des Tiefsetzstellers darf Null Volt nicht unterschreiten, da in diesem Fall der Tiefsetzsteller seinen Arbeitsbereich verlässt.
11 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Reduzierung des Geräuschspannungsabstandes, verursacht durch Wechselspannungsanteile in der Versorgungsspannung Vs. Die Schaltung ist im Wesentlichen identisch mit der Schaltung der 7 zur Ansteuerung einer Penthode 50.
Die der Versorgungsspannung Vs überlagerten Wechselspannungsanteile führen zu einer geringen Änderung des Anodenstroms. Der Versorgungsspannung Vs sind üblicherweise 100 Hz Wechselspannungsanteile überlagert, die durch eine nichtideale Versorgungselektronik nicht ausreichend bedämpft werden. Eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit der Arbeitspunktregelung oberhalb 20 Hz würde zwar die Wechselspannungsanteile kompensieren aber auch zu einer unerwünschten Dämpfung des Lautsprechersignales selbst führen. Aus diesem Grunde unterschreitet die Regelgrenzfrequenz die minimal anliegende Signalfrequenz, in der Regel um die 20 Hz. Ohne weitere Maßnahmen wären Wechselspannungsanteile der Versorgungsspannung Vs im Lautsprecher unerwünscht hörbar, der Geräuschspannungsabstand des Verstärkers wäre nicht optimal.
Zur Erhöhung des Geräuschspannungsabstandes wird daher Schaltung der 7 um eine Vorsteuerung 90 erweitert. Die Vorsteuerung 90 bewirkt, dass ein bestimmtes Maß der Versorgungswechselspannung Vs auf den Regler 30 so einwirkt, dass die durch die Änderung der Versorgungsspannung verursachte Änderung dem Anodenstrom entgegenwirkt und diesen ideal zu Null kompensiert. Dieser Einfluss wird auch allgemein Vorsteuerung genannt. In der Vorsteuerung 90 wird die zu kompensierende Wechselspannung phasenrichtig aus der Versorgungsspannung Vs gefiltert und dem Regler 30 zugeführt.
12 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem die Sekundärwicklung W1 an die der Lautsprecher angeschlossen ist, gleichzeitig als Kompensationswicklung verwendet wird. Durch die Sekundärwicklung W1 fließt sowohl der Kompensationsgleichstrom, als auch der Lautsprecherwechselstrom. Ein Kondensator C1 hält die am Wicklungswiderstand abfallende Gleichspannung vom Lautsprecher fern.
Die in den Zeichnungen genannten Funktionselemente wie Stromerfassungsschaltung, Regler, Stromwandler, Pulsweitenmodulator und die Elemente zur Schaltung der Kathode sind exemplarisch durch eine Kombinationen elektronischer Bauelemente dargestellt. Es soll klargestellt sein, dass diese Funktionselemente auch durch andere Bauelemente oder Schaltungen realisiert werden können. Für die Erfindung kommt es lediglich auf die Funktion der mit den Buchstaben B1 bis B11 bzw. auf die mit entsprechend numerischen Bezugszeichen bezeichneten Funktionsblöcke bzw. Schaltungen an. Die Kombination von Funktionen der Ausführungsbeispiele untereinander sind ausdrücklich enthalten.

Claims

Audio-Röhrenverstärker (12) mit wenigstens einer Verstärkerröhre (26, 50, 82), deren Ausgang mit einem Ausgangsübertrager (10) verbunden ist, welcher Ausgangsübertrager wenigstens eine Primär- und Ausgangswicklung (Wp, W1) aufweist, welcher Röhrenverstärker eine Kompensationsregelung (20, 22, 28, 30, 32) mit einer Gleichstromquelle (20) aufweist, welche mit einer Wicklung (Wk) des Ausgangsübertragers verbunden ist, um ein Kompensationsmagnetfeld zu erzeugen, das dem durch den Gleichstromanteil im Ausgangssignal der Verstärkerröhre erzeugten Magnetfeld entgegengesetzt ist, wobei die Gleichstromquelle mindestens ein taktgesteuertes elektronisches Schaltelement (T1) enthält.
Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromquelle durch einen Gleichstromsteller (20) gebildet ist.
Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Gleichstromstellers (20) mit einer Last (18) des Verstärkers oder mit einer Hilfsspannungsversorgungsquelle (Vh) verbunden ist.
Verstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (T1) des Gleichstromstellers (22) durch einen geregelten Pulsweitenmodulator (32) angesteuert ist.
Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsweitenmodulator (32) durch einen Regler (30) angesteuert ist, der den Strom durch die Kompensationswicklung (Wk) mit einem Referenzwert (Ref) vergleicht.
Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kompensationswicklung (Wk) eine Stromerfassungsschaltung (28) verbunden ist, deren Signal dem Regler (30) zugeführt ist.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswicklung (Wk) in Reihe mit einer Last des Verstärkers, insbesondere mit der Röhrenheizung (24) der Verstärkerröhre, geschaltet ist.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (Wp), Kompensationswicklung (Wk) und Ausgangswicklung (W1) des Ausgangsübertragers auf einem luftspaltlosen Ringkern magnetisch gekoppelt sind.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Stromerfassungsschaltung (70) zur Erfassung des Gleichstromanteils im Anoden- und/oder Kathodenstrom vorgesehen ist, welche den erhaltenen Gleichstromwert als Referenzwert einer Regelungsschaltung (30) der Gleichstromquelle (20) zuführt.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend eine Schaltung (52, 54) zur Nachregelung des Arbeitspunktes der Verstärkerröhre (26, 50, 82), welche den Kathodenstrom oder den durch eine Stromerfassungsschaltung (52) gemessenen Anodenstrom als Grundlage für den Referenzwert eines Differenzverstärkers oder Komparators verwendet, der das Röhrengitter ansteuert.
Stereo- oder Multikanal-Verstärkeranordnung (35) mit einem Verstärker (12a, 12b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für jeden Audio-Kanal.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswicklungen (Wk) der Ausgangsübertrager (10a, 10b) jedes Kanals in Reihe geschaltet sind.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kompensationswicklungen (Wk) aller Verstärker (12a, 12b) eine gemeinsame Gleichstromquelle (20) vorgesehen ist.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 11, 12 und 13 dadurch gekennzeichnet, dass die in Serie geschalteten Kompensationswicklungen der zwei Ausgangsübertrager in einem Stereoverstärker in der Polarität entgegengesetzt verschaltet sind.
Verfahren zur Kompensation der durch den Gleichstromanteil in einer Primärwicklung (Wp) eines Ausgangsübertragers (10) verursachten magnetischen Sättigung, bei welchem Verfahren einer Wicklung (Wk) des Ausgangsübertragers ein Strom zugeführt wird, der ein durch den Gleichstromanteil in der Primärwicklung erzeugten magnetischen Feld entgegengesetztes Feld gleicher Größe erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation ein binäres Signal variabler Frequenz und/oder Taktung geglättet und dem Ausgangsübertrager zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom durch die Kompensationswicklung der Röhrenheizung (24) und/oder einem anderen Verbraucher (18) des Verstärkers zugeführt wird.
Verfahren zur Unterdrückung von unerwünschten Wechselspannungsüberlagerungen hervorgerufen durch unsaubere Versorgungsspannung, dadurch gekenn zeichnet, dass das störende Wechselspannungssignal erfasst und der Kompensationssregelung als Kompensationsreferenz zum Referenzsignal addiert wird.