Erklärungen und ein wenig Mathe zur Stromquelle

Die SE-Verstärker arbeiten alle mit einer sogenannten dynamisierten Strom-quelle. Das bedeutet, dass sich das Verhalten der Stromquelle in Abhängigkeit des Stroms durch den Lautsprecher ändert.

 

Die Ausgangsstufe ist im Grunde genommen nichts anderes als eine modifizierte SRPP-Schaltung, die schon seit vielen Jahrzehnten, hauptsächlich in der Röhrentechnik, Verwendung findet.

Modifiziert ist die Stromquelle dahingehend, dass durch die Wahl zweier niederohmiger Widerstände ein Verhalten zwischen reinem Eintaktbetrieb und reinem Gegentaktbetrieb eingestellt werden kann.

Diese Stromquelle hat einen, je nach Laststrom, mehr oder weniger negativen Innenwiderstand und erhöht somit effektiv den Lastwiderstand, den der untere Endtransistor "sieht".

Diese Lastwiderstandserhöhung mag auf den ersten Blick ein wenig seltsam anmuten. Wenn man sich aber vor Augen führt, dass die Stromquelle parallel zum Lautsprecher liegt, kann man einfach zeigen, dass ein negativer Innenwiderstand parallel zu einem positiven Widerstand einer Erhöhung des Gesamtwiderstandes (Lautsprecherimpedanz) entspricht (vorausgesetzt der negative Widerstand ist betragsmäßig größer als der Lastwiderstand, was hier jedoch immer gegeben ist).

 

Ein einfaches Beispiel soll dieses Verhalten zeigen.

Gegeben ist ein Lautsprecherwiderstand von beispielsweise 4 Ohm. Die Stromquelle hat, sofern ihr Ausgangsstrom nur geringfügig größer als ihr Ruhestrom ist, z.B. einen Widerstand von -5 Ohm. Daraus ergibt sich nun ein Gesamtwiderstand von +20 Ohm, also eine effektive Verfünffachung des Lautsprecherwiderstandes. Um diesen Faktor wird somit der untere Endtransistor entlastet, allerdings nur, wenn der Laststrom nicht viel größer wird als der Ruhestrom der Stromquelle. Erhöht sich der Laststrom (Lautsprecherstrom), erhöht sich auch der negative Innenwiderstand der Stromquelle, mit dem Ergebnis, dass der effektive Gesamtwiderstand fällt und der untere Endtransistor somit wieder stärker "arbeiten" muss.

Dies kann man auch sehr gut am Klirrfaktorverhalten des Verstärkers erkennen.

Sobald der Lautsprecherstrom etwa 20% über den des Ruhestroms ansteigt (der prozentuale Faktor ist abhängig vom Verhältnis der beiden niederohmigen Widerstände), erhöht sich auch der Klirrfaktor. Deshalb ist es notwendig, einen recht hohen Ruhestrom fließen zu lassen.

 

Die vollständige Übertragungsfunktion dieser Ausgangsstufe ist in dem PDF-Dokument "Ermittlung des Wirkungsgrades" auf der dritten Seite im rot/schwarzen Kasten zu finden.

Exakt so verhält sich die Ausgangsstufe wenn sie mit einem (Musik)Signal angesteuert wird.

 

So, genug der Erklärung. Grau, grau ist alle Theorie und interessant ist nur das, was hinten rauskommt ... sagte einst schon Helmut Kohl.

Und meiner Meinung nach kommt hinten ein prima klingender Verstärker heraus.

Allgemeines zur Stromquelle.pdf
Adobe Acrobat Dokument 1.8 MB
Innenwiderstand der Stromquelle.pdf
Adobe Acrobat Dokument 708.1 KB
Ermittlung des Wirkungsgrades.pdf
Adobe Acrobat Dokument 9.2 MB

letzte Änderung

- 23.01.2024 -

English (auto-detected) » German