Netzteil für einen Röhrenverstärker #2

Anforderungen an die Siebung

Wie viel Siebung soll nun sein und wie wird das berechnet? Oder präziser ausgedrückt: um wieviel müssen Wechselspannungsreste auf der Versorgungs-Gleichspannung gedämpft werden? Dazu müssen wir uns zunächst einmal mit der Angabe von Spannungsverhältnissen beschäftigen. Diese werden in Dezibel (dB) angegeben. Ohne das im Einzelnen herleiten zu wollen, sei das Folgende dazu gesagt:

Ein Spannungsverhältnis von

  • 1:1 entspricht 0dB
  • 10:1 entspricht dem Wert 20 dB
    Beispiel: man stelle sich vor, man schicke in eine black box 10Volt Spannung hinein und erhalte am Ausgang lediglich 1Volt, dann erfährt die Eingangsspannung eine Dämpfung von -20dB. Umgekehrt: schickt man eine Spannung von 1Volt in eine black box hinein und erhält an deren Ausgang 10Volt, findet eine Verstärkung von +20dB statt.
  • 100:1 entspricht 40dB
  • 1000:1 entspricht 60dB
  • 10000:1 entspricht 80dB

Die Spannungsverhältnisse stehen in logarithmischem Zusammenhang mit dem entsprechenden dB-Wert, dabei gibt es natürlich alle Zwischenwerte. (Anmerkung: hier geht es ausdrücklich um Spannungsverhältnisse!)

Spannungsverhältnisse werden multipliziert, ihre dB-Werte addiert. Beispiel:
einem Dämpfungsglied mit einem Dämpfungsfaktor von 100:1 wird ein gleiches nachgeschaltet. Eine am Eingang eingespeiste Spannung wird dann zwei Mal um den Faktor 100 vermindert:

100:1 mal 100:1 = 10.000:1
in dB ausgedrückt: -(40dB plus 40dB) = -80dB


Nun zu den Anforderungen an die Dämpfung der Störsignale auf der Versorgungsspannung. Freund Segschneider schreibt dazu:

In der idealen Welt ist der Gleichstrom unendlich gleich, er kennt keine Welligkeiten. Leider leben wir in der Wirklichkeit, und die ist oft alles andere als ideal. Wie groß dürfen die Verunreinigungen des Gleichstroms sein, das ist die entscheidende Frage. Glücklicherweise ist sie leicht zu beantworten. Wir müssen lediglich das Denken in Röhren beiseiteschieben und über aufgenommene Musik nachdenken. Gute Aufnahmen, ob nun auf CD oder auf LP, speichern circa 60db Signal (Anm. MiMü: nach obiger Aufstellung ist also die größte Signalspannung 1000 x so groß wie die kleinste Signalspannung). Das wurde mehrfach durch Messungen bestätigt. Ziehen wir darüber hinaus in Betracht, wie Menschen hören (können), dann müssen wir berücksichtigen, dass das menschliche Ohr Signale erkennt, die – sehr behutsam formuliert – gute 20db unterhalb des Rauschpegels liegen. Auch das ist vielfach bestätigt, freilich nicht durch Messen (bis heute können die Techniker da nichts messen), sondern durch Hören. Und da wir ja für MusikHÖRER konstruieren, nehmen wir das ernst.

Fassen wir diese erste Betrachtung zusammen, ergibt sich folgendes Bild: würden wir die Störsignale auf dem Gleichstrom, seien sie nun Restwelligkeiten oder andere Unregelmäßigkeiten, um 60db + 20db = 80db vermindern, dann wäre das Störsignal noch genauso laut wie das kleinste Musiksignal. Die Störsignale würden sich mit den Musiksignalen 1:1 mischen und natürlich auch miteinander intermodulieren. Das kann nicht wünschenswert sein.

Wollen wir also, dass die Störsignale – ähnlich wie der Klirr – mindestens 40db leiser sein sollen als das kleinste Musiksignal (40db entsprechen einem Klirr von 1%), kommen wir zu der (harten!) Forderung, dass unser Netzteil 80db plus weitere 40db, insgesamt also 120db Dämpfung und Welligkeitsunterdrückung leisten muss!

Die obige Aufzählung weiterdenkend finden wir, dass -120dB einem Spannungsverhältnis von 1.000.000:1 entsprechen. Das bedeutet, das Störsignal beträgt nur noch ein Millionstel des größten Signalpegels. Man kann es auch so ausdrücken: wir brauchen ein Netzteil mit einem Siebfaktor von 1.000.000 (1:1 Million). Die Dämpfung des Störsignals beträgt dann -120dB.

Kritische Naturen mögen nun einwenden, hier würden Äpfel mit Birnen verglichen. Man könne doch wohl die größte vorkommende Nutzsignalspannung nicht mit der ungedämpften Welligkeit der gleichgerichteten Anodenspannung vergleichen. Das geht allerdings ohne weiteres. Zur Erklärung hier noch mal eine Abbildung, die schon weiter oben zum Einsatz kam:

Trafotest Dauerbelastung
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Dabei handelt es sich um die Dauertest-Schaltung des Netztrafos. Gerade habe ich den in der Abbildung beschriebenen Testfall noch einmal hergestellt. Diesmal aber habe ich zusätzlich mit dem Oszilloskop die Welligkeit der Gleichspannung am Ladeelko (220µF) gemessen. Die Gleichspannung selbst beträgt 275V, deren Welligkeit liegt bei lediglich 3Vss, das entspricht etwa 1Veff und liegt somit durchaus im Bereich des maximalen Eingangssignals der Endstufe. Dieses eine Volt ist es auch, das in der noch zu errechnenden Siebkette um 120dB gedämpft werden soll.

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Gleichrichtung, RC-Glieder und Siebkette

Gleichrichtung

Untersuchen wir nun, was der Gleichrichter macht und was das für die danach zu besprechende Siebkette bedeutet. Zunächst sehen wir uns eine Wechselspannung an, so wie sie aus der Sekundärwicklung unseres Netztrafos kommt. Jeweils eine positive (rot) und eine negative (blau) Halbwelle ergeben eine volle Schwingung, die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde wird in Hertz (Hz) angegeben. Unsere Netzwechselspannung vollführt in einer Sekunde 50 Schwingungen, hat also die Frequenz von 50 Hz:

Wechselspannung

Der Brückengleichrichter unterdrückt nun die negativen Halbwellen und führt die an den beiden Trafoanschlüssen gegenphasig auftretenden positiven Halbwellen zusammen auf einen Punkt. Im Oszillogramm sieht das so aus, als würden die negativen Halbwellen gleichsam „nach oben geklappt“:

Brückengleichrichtung

Am Oszillogramm sieht man auch, dass die Welligkeit der entstandenen pulsierenden Gleichspannung die doppelte Frequenz der zugeführten Wechselspannung hat, aus der Netzfrequenz von 50Hz ist ein „ripple“ mit der Frequenz von 100Hz geworden. Wie wir später noch sehen werden, kommt uns das sehr zupass, da dies den Aufwand bei der Siebung der Gleichspannung für unseren Röhrenverstärker „halbiert“.

RC-Glieder und Siebkette

Ich habe mich bei meinen Netzteilen für den Einsatz von RC-Gliedern entschieden. Ein RC-Glied sieht folgendermaßen aus:

RC-Glied

Es handelt sich hierbei um ein Tiefpassfilter, d.h. es lässt bevorzugt Spannungen von tiefer Frequenz durch und dämpft Spannungen höherer Frequenz. Gleichspannungen werden unverändert durchgelassen. Wie stark die Spannung einer bestimmten Frequenz bedämpft wird, lässt sich in einer Formel fassen. Es gilt:

S = 2π * f * R * C

S = Siebfaktor
π = Kreiszahl = 3,14
f = Frequenz (in Hz)
R = Widerstand (in Ω)
C = Kapazität (in F)

Beispiel: unser zu dämpfender Wechselspannungsanteil hat eine Frequenz von 100Hz, der Widerstand sei 330Ω und der Kondensator 470µF. Dann beträgt der Siebfaktor

S = 2 * 3,14 * 100Hz * 330Ω * 0,00047 F = 97,4 (ohne Einheit!)

Der Siebfaktor S ist gleich dem Spannungsverhältnis der Wechselspannung am Eingang des RC-Glieds zur Wechselspannung an dessen Ausgang. In unserem Beispiel ergibt sich ein Spannungsverhältnis von 97,4:1. Das entspricht einer Dämpfung von -39,8dB. Das ist noch weit entfernt von den weiter oben geforderten 120dB für die Versorgung der Endröhre. Was tun?

Glückes Geschick, tirili! RC-Glieder lassen sich hintereinander schalten! Wir rechnen mal: zwei der eben berechneten RC-Glieder hintereinander haben bei 100Hz einen Siebfaktor von 97,4 * 97,4 = 9487. Nun haben wir ein Spannungsverhältnis von 9487:1 entsprechend einer Dämpfung von -79,6dB – das kommt unserem Ziel schon näher!

Da wir wissen, dass man in dB ausgedrückte Spannungsverhältnisse addiert, fügen wir unserer Siebkette (eine solche tüfteln wir hier gerade zusammen!) ein weiteres RC-Glied hinzu, indem wir noch einmal -39,8db hinzuzählen und kommen auf insgesamt -119,4dB Dämpfung. Hey – beinah Punktlandung! Das könnte man nun schon so lassen. Es gibt den ein oder anderen Grund, unsere Siebkette noch zu modifizieren. Davon später mehr …

Anmerkung: weiter oben wurde behauptet, dass das der Gleichspannung aufgeprägte Störsignal wegen seiner gegenüber der 50Hz-Netzspannung verdoppelten Frequenz von 100Hz halb so viel Aufwand bei der Siebung verursache. Dass das stimmt, sehen wir, wenn wir in unsere Gleichung bei sonst unveränderten Werten als Frequenz 50Hz einsetzen:

S = 2 * 3,14 * 50Hz * 330Ω * 0,00047 F = 48,7 (ohne Einheit!)

Tatsächlich ist der Siebfaktor nur noch halb so groß!

Wichtiger Link zu diesem Abschnitt: der dB-Rechner auf den Seiten von Sengpiel Audio!

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Spannungsabfall in der Siebkette

Wir haben gerade eine Siebkette gebildet aus drei Widerständen von je 330Ω und drei Kondensatoren von je 470µF. Das Netzteil sieht nun inklusive Gleichrichter und Ladelko so aus:

Beispielnetzteil
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Wir stellen uns jetzt vor, die zu versorgende Endröhre ließe einen Strom von 44mA fließen. O je, der fließt dann ja auch durch die in Reihe liegenden Längswiderstände in der Siebkette und ruft dort einen Spannungsabfall hervor! Der berechnet sich zu

U = R * I = 990Ω * 0,044A = 43,56V

Nur mal angenommen, die Einspeisespannung in den Endröhrenkreis soll 250V betragen. Dann muss der Trafo in der Lage sein, nach Gleichrichtung am Ladeelko eine Gleichspannung von 250 + 43,6 = 293,6V, also rund 295V zur Verfügung zu stellen! Und für den Trafo kommt es noch dicker: Es gibt ja noch einen zweiten Verstärkerkanal und je Kanal eine Vorstufenröhre und jede Röhre bekommt eine eigene Siebkette. Bei einem Vorröhrenstrom von sagen wir 4mA und dem der Endröhre von 44mA kommen wir auf eine Gesamt-Stromaufnahme einer gedachten Stereo-Endstufe von 2 * 4mA + 2 * 44mA = 96mA. Die Anforderung an den Trafo lautet also, bei einer Stromaufnahme der Endstufe von 96mA am Ladeelko um die 295Volt zu liefern. Das ist schon was!

Kleine garstige Bemerkung: wir ahnen, dass es keinen Sinn macht, eine Endstufe um einen zufällig vorhandenen Netztrafo herum zu stricken. Umgekehrt wird ein Schuh draus: die Endstufe gibt vor, was der Trafo zu leisten hat! Das macht in der heutigen Zeit, in der es kaum noch auf Bastler eingestellte Trafowickelbetriebe gibt, den Selbstbau von Röhrenendstufen nicht gerade leichter. Wohl dem, der über eine gut gefüllte Bastelkiste verfügt – vielleicht schlummert ja dort der passende Trafo …

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Wie viele RC-Glieder kann man sinnvoll hintereinander schalten?

Man stelle sich drei hintereinander geschaltete RC-Glieder vor, die bei der Frequenz 100Hz einen Siebfaktor von je 100 haben. Der gesamte Siebfaktor beträgt 100*100*100 = 1.000.000. Bei einer Frequenz von 50Hz beträgt der Siebfaktor des einzelnen RC-Glieds lediglich noch 50, der gesamte Siebfaktor ist 50*50*50 = 125.000. Das ist nur noch ein Achtel des Werts bei 100Hz.

Eine Siebkette mit dem Siebfaktor 1.000.000 bei 100Hz kann man natürlich auch mit vier RC-Gliedern aufbauen, die jeweils einen Siebfaktor von ca. 32 haben: 32*32*32*32 = 1.048.576. Bei 50Hz sinkt der Siebfaktor des einzelnen RC-Glieds auf 16. 16*16*16*16 = 65.536. Das ist ein Verhältnis von 1.048.576 / 65.536 = 16, also lediglich noch ein Sechszehntel des Werts bei 100Hz.

Es ist also besser, sich auf drei RC-Glieder zu beschränken, um die Dämpfung im Bereich der tieferen Frequenzen nicht zu gering werden zu lassen.

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Danny Boy (Londonderry Air)

Manch einer hält Sentimentalität für ein kitschiges Gefühl und da ist sicher einiges Wahre dran. Gelegentlich jedoch mag ich mir eine Anwandlung von Rührung durchaus erlauben. Ein zuverlässiger Auslöser für diesen Gemütszustand ist – für mich – die vermutlich an der Schwelle zum 17. Jahrhundert komponierte Melodie Londonderry Air, die im Jahr 1910 mit einem Text versehen wurde und seitdem unter dem Namen Danny Boy bekannt ist. In dem Lied geht es um Abschied von einem geliebten Menschen und die Hoffnung aufs Wiedersehen.

Viele bekannte Künstler haben sich des Liedes angenommen; allein in meiner Sammlung finde ich mehr als zehn Versionen, von denen mir die des späten Johnny Cash von der CD American IV: The Man Comes Around wohl die Liebste ist.

Die 1996 erschienene britische Sozial-Tragikomödie „Brassed Off“ beschreibt die Situation der Kumpel und ihrer Familien in den britischen Bergbaustädten Mitte der 90er Jahre. Zechen werden geschlossen, tausende Bergleute verlieren ihre Arbeit. Viele Mitglieder der fiktiven Bergarbeiter-Blaskapelle „Grimby Colliery Band“, angeführt vom kämpferischen Danny (Pete Postlethwaite), sehen vor dem Hintergrund der Schließung ihrer Zeche auch keinen Sinn mehr in der Musik. Schließlich bricht der gesundheitlich schwer angeschlagene Danny zusammen und landet im Krankenhaus. Darauf entspinnt sich im Film folgende Szene, bei der ich auch schon mal ein Tränchen verdrückt habe:

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Gestern in einer kleinen Dorfkirche in Ostwestfalen. Schon lange vor Beginn der Trauerfeier für einen lieben Menschen nimmt unsere Familie in den reservierten ersten Bankreihen Platz. Es ist noch Zeit, es läuft leise Musik.

Und da ist es wieder … Londonderry Air … Danny Boy …


And when ye come, and all the flow’rs are dying
If I am dead, as dead I well may be
Ye’ll come and find the place where I am lying
And kneel and say an Ave there for me.

And I shall hear, though soft you tread above me
And all my grave will warmer, sweeter be
For you will bend and tell me that you love me,
And I shall sleep in peace until you come to me.

Das perlt!

Glenn Gould
Glenn Gould © by Don Hunstein / Glenn Gould Foundation , via Wikimedia Commons

Genialisch-schrullige Menschen mag ich wirklich sehr. Das trifft auch auf den kanadischen Pianisten Glenn Gould (1932-1982) zu. Der ist besonders bekannt für seine Interpretationen der Werke Johann Sebastian Bachs. In meinem Plattenregal gibt es einige dieser Aufnahmen: die Goldberg-Variationen natürlich, aber auch die zwei- und dreistimmigen Inventionen, die Kunst der Fuge, das Italienische Konzert.

Beinahe ständig hört man Gould leise mitsummen – na ja, Keith Jarrett hat diese Angewohnheit auch, dem habe ich diese Schrulle aber längst verziehen und deshalb will ich auch mit Glenn Gould nicht allzu hart ins Gericht gehen.

Glenn Gould - Die zwei- und dreistimmigen Inventionen

Hin und wieder allerdings mache ich die Erfahrung, dass ich eine Gould-Aufnahme auflege und nach einigen Minuten wieder vom Plattenteller nehmen muss, weil ich plötzlich nervös und kribbelig werde – zuletzt beim Hören der Inventionen und Sinfonien Nr. 1-15. Ich habe lange überlegt, woher das kommt, aber ich finde keine Erklärung. Ähnlich nervöse Anwandlungen kriege ich beim gelegentlichen Versuch, Technomusik zu hören. Nicht, dass ich missverstanden werde: mir liegt es fern, Goulds Musik mit nerviger elektronischer Tanzmucke zu vergleichen. Mich fasziniert Goulds Bach-Interpretation sehr, aber meine Reaktion darauf ist wohl stimmungs- und tagesformabhängig – manchen Tags erscheint mir Goulds Bach eckig und kantig, mit allzu scharfen Konturen und das kann ich schlecht ertragen.


Wenn ich sicher gehen will, dass das nicht passiert, greife ich zu Bach-Aufnahmen von Friedrich Gulda (1930-2000). Auch der gehörte wohl zum Typus des schrulligen Genies. Als klassischer Pianist hoch gefeiert, spielte er bei Konzerten schon mal ganz andere Stücke als angekündigt, trat gar nackt mit Blockflöte auf. Er veröffentlichte „moderne Wiener Lieder“, zu denen er unter Pseudonym auch sang und wurde nicht zuletzt als Jazzmusiker bekannt.

Höre ich seine Aufnahme des wohltemperierten Klaviers von Bach, trägt mich die Musik mit sich. Ich schließe die Augen und im Kopf entstehen pulsierende, farbige Bilder geometrischer Figuren und Strukturen. Ist das schon Synästhesie? Dittsche würde wohl sagen „… das perlt!“ Damit hätte er wohl Recht, der neunmalkluge Bademantelträger. Ich drücke es anders aus: Friedrich Guldas Bach swingt!

Chick Corea & Friedrich Gulda - the meeting (LP 1983)Seitdem nun endlich auch Guldas legendäre Jazzplatte As You Like It im Hause ist und sich einigermaßen regelmäßig im CD-Spieler dreht, weiß ich, wie bei Gulda der Swing in den Bach kommt! Geahnt hatte ich das längst: seit 1983 begleitet mich die Live-Aufnahme the meeting, die Gulda gemeinsam mit Chick Corea beim Münchner Klaviersommer 1982 eingespielt hat – damals eilig gekauft, nachdem ich das Konzert im Fernsehen erlebt hatte. Jazz-Improvisation an zwei Klavieren, absolut hörenswert!

Friedrich Gulda - As You Like It (LP 1970)Doch zurück zu As You Like It. Schon das Label MPS (Musik Produktion Schwarzwald) des SABA-Erben Hans Georg Brunner-Schwer bürgt hier für hohe Produktions-Qualität – nicht umsonst wird diese Platte von audiophilen Hörern sehr geschätzt. Es geht die Mär, Brunner-Schwer habe seine Aufnahmen quasi im eigenen Wohnzimmer gemacht. In meinem Wohnzimmer jedenfalls macht sich Guldas Trio mit Johann Anton Rettenbacher (b) und Klaus Weiss (dr) ausgesprochen gut – die Schallereignisse sind in Richtung und Tiefe genauestens zu lokalisieren. Wie diese Aufnahme das kraftvoll-dynamische Spiel Guldas auf dem Piano einfängt, ist einfach atemberaubend!

Die Titelauswahl: keine Experimente, bis auf einen Titel Jazzstandards, folgerichtig heißt die Platte As You Like It – Was Ihr wollt. Das Album beginnt mit der Oscar Peterson-Komposition Blues for H.G., dem Produzenten H.G. Brunner-Schwer gewidmet. Locker-flockig (um mal diese gern verwendete Vokabel zu benutzen) swingt sich das gut aufeinander eingespielte Trio durch Klassiker wie What Is This Thing Called Love, All Blues oder Round Midnight und weiß einen dabei durchaus mitzureißen. Lediglich „Light My Fire“ – eine zu lang geratene Doors-Coverversion – nervt und langweilt.

Mit dem Track East Of The Sun (And West Of The Moon) – leider nur mit einem Standbild, das allerdings rechts Friedrich Gulda und links den Produzenten H.G. Brunner-Schwer zeigt – verabschiedet sich der Audionist nun in den Restsonntag!

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Netzteil für einen Röhrenverstärker #1

Vorwort

Nachfolgend beschreibe ich den Aufbau einer höchstwertigen, RC-gesiebten Spannungsversorgung für einen Röhrenverstärker mit der PL82 als End- und der PC86 als Vorröhre. Im Zusammenhang mit der von Wilimzig/Gysemberg veröffentlichten PL82-Endstufe („Höchst Empfindlich“) sind zu solchen Netzteilen bereits diverse Meinungen publiziert worden – unter anderem die, ein solcher Verstärker sei nicht mehr vorstellbar, da die Autoren es ablehnten, in Zukunft weiterhin Netzteile für Dritte zu berechnen. In Widerlegung dessen werde ich zunächst darstellen, welche Anforderungen solche Schaltungen erfüllen müssen und detailliert erklären, wie die erforderlichen Dimensionierungen zu bestimmen sind. Die Konstruktion einer RC-gesiebten Spannungsversorgung ist kein Hexenwerk – alles, was man dazu braucht, ist in der Literatur hinlänglich beschrieben. Unüblich ist es lediglich, eine Endstufe mit einer solchen Siebung auszustatten. Welche Vorteile es aber hat, wenn man es dennoch tut, wird ebenfalls erläutert werden.

Dem aufmerksamen Leser wird auffallen, dass das von mir beschriebene Netzteil für Spannungen von 260V für die Vor- und 245V für die Endröhre ausgelegt ist. Diese Daten korrespondieren mit einer Endstufenschaltung, die ebenfalls auf diesen Seiten veröffentlicht ist. Alle diejenigen, die die originale PL82-Schaltung dieserart mit Spannung versorgen wollen, finden in diesem Aufsatz das notwendige Rüstzeug für eine dazu passende Teile-Dimensionierung.

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Ein unbekannter Netztrafo

Achtung! Unbedingt Gefahrenhinweis zum Umgang mit hohen Spannungen beachten! Trenntrafo verwenden!

Ausgangspunkt meiner Überlegungen ist ein wunderschöner alter Netztrafo von GRUNDIG mit der Bezeichnung BV 9007-501, Kerngröße M85:

GRUNDIG-Trafo, Bild 1
Netztrafo GRUNDIG BV 9007-501

Zu meinem Glück hängt noch der Spannungswähler an den Anschlüssen der Primärwicklung, so dass ich mit deren Bestimmung keine Probleme habe:

GRUNDIG-Trafo, Bild 2
Primärspannungswähler

Ich entscheide mich, aus meinem Regeltrenntrafo (der schützt mich vor der gefährlichen Netzspannung, siehe den Gefahrenhinweis) 230 Volt (entspricht der Netzspannug) auf die Anschlüsse 0 und 220 Volt der Primärwicklung zu geben. Im Leerlauf messe ich daraufhin an den Sekundärwicklungen 7 Volt (das ist die Heizspannungswicklung), 21,5 Volt (diente früher eventuell der Erzeugung einer negativen Gittervorspannung) und 250 Volt (das ist die Anodenspannungs-Wicklung). Letztere soll uns nun weiter interessieren.

Um die Tauglichkeit des zu untersuchenden Netztrafos für Röhrenprojekte zu testen, muss ich untersuchen, wie er sich unter Belastung verhält. Dazu baue ich eine kleine Testschaltung auf:

Trafotest
Testschaltung für den zu untersuchenden Netztrafo

Die ist schnell erklärt: der Trenntrafo sorgt für eine galvanische Trennung der Testschaltung vom Lichtnetz. Die 230 Volt AC an seinem Ausgang speisen den Testling, und zwar an dessen 220 V-Primäranzapfung (in früheren Zeiten führte das Lichtnetz nur 220 V). Ohne Belastung liefert die Sekundärwicklung 250 Volt AC. Diese Spannung wird gleichgerichtet und vom 220µF-Ladeelko geglättet. Theoretisch stehen im Leerlauf am Elko nun 250 V x √2 = 353,5 V an, ich messe 345 V. Dies ohne Lastwiderstand am Ausgang, I = 0 mA. Dieses Wertepaar trage ich in ein kleines Diagramm ein, und zwar oben links:

Trafotest Belastungskurve
zum Vergrößern anklicken

Nun beginne ich, mit Hochlastwiderständen den Trafo zu belasten. Praktisch geschieht das so, dass ich dem Ladeelko einen Lastwiderstand parallel schalte und dabei die resultierende Gleichspannung messe, die am Lastwiderstand anliegt. Beispiel: belaste ich die Testschaltung mit einem Lastwiderstand von 5 kOhm, ergibt sich eine Spannung von 300 Volt. Laut Ohmschem Gesetz fließt ein Strom von 300 V / 5000 Ohm = 0,06 A oder 60 mA.

Wer’s nachmachen will, beachte bitte, hoch belastbare Widerstände zu verwenden. Um bei unserem Beispiel zu bleiben: der 5000 Ohm-Widerstand muss eine Leistung von 300 V x 0,06 A = 18 Watt in Wärme umsetzen!

Ich bastele aus vorhandenen Hochlastwiderständen verschiedene Werte zusammen, setze sie in die Testschaltung ein und erhalte entsprechende Messwerte, die ich in mein Diagramm einsetze. Die Ergebnisse liegen in einem weiten Bereich auf einer angenäherten Geraden – das war so zu erwarten und zeigt mir einerseits, dass meine Messungen plausibel sind. Andererseits ist das ein Zeichen dafür, dass der Trafo für den beabsichtigten Zweck brauchbar ist.

Jetzt wird’s noch mal spannend: ich will wissen, ob der Trafo auch einer Dauerbelastung standhält. Da ich nicht genügend hochbelastbare Widerstände in der Bastelkiste habe, helfe ich mir mit einer Glühlampe als Last. Ich baue die folgende Testschaltung auf:

Trafotest Dauerbelastung
zum Vergrößern anklicken

Zu meiner Freude stelle ich fest, dass der Trafo unter diesen Bedingungen nach 90 Minuten lediglich handwarm geworden ist und sich seine Betriebswerte nur unwesentlich geändert haben. Ich weiß nun, dass mir der Trafo bei einem Strom von 106 mA 274 V zur Verfügung stellt, also rund 280 Volt bei 100 mA (siehe auch Diagramm oben). Das ist eine Leistung von 28 VA. Dazu kommen 7 Volt Heizspannung bei geschätzten 4 A Belastbarkeit, also nochmals 28 VA, macht zusammen 56 VA.

Es gibt ein paar Faustregeln, wieviel ein Trafo zu leisten imstande ist:

  • Faustregel Gewicht: 40 VA je kg. Demnach hätte der GRUNDIG-Trafo bei 1,8 kg Gewicht eine Leistung von 72 VA
  • Faustregel Kernquerschnitt: (Querschnitt in cm²)². Demnach leistete der GRUNDIG-Trafo (Paketstärke (in cm) x Zungenbreite (in cm))² = (3,4 cm x 3,2 cm)² = 10,88² = 118 VA.

Nun ja, ich denke, die Wahrheit wird irgendwo dazwischen liegen. Immerhin habe ich nun das beruhigende Gefühl, mich mit den von mir ermittelten Betriebwerten im sicheren Bereich zu bewegen.

Der Trafo ist damit auf seine Tauglichkeit für ein Röhrenverstärker-Netzteil untersucht. Jetzt wollen wir sehen, wie aus der Trafospannung eine gut gesiebte Gleichspannung wird.

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Herbstlied

Hans Eckhard Wenzel, Poet und Liedermacher schon in der DDR, war mir vor ein paar Monaten noch völlig unbekannt, als ich im Radio WDR3 ein Konzert mit ihm und seiner Band hörte, aufgenommen in der Kulturkirche in Köln-Nippes. Ich war begeistert und sprach eine Freundin darauf an, die sich in der Liedermacherszene der neuen Bundesländer ganz gut auskennt und sofort Bescheid wusste. Sie versorgte mich mit einigen CDs, so dass ich mich einhören konnte, darunter das Album „Stirb mit mir ein Stück – Liebeslieder“ von 1986. Davon hier Wenzels Herbstlied „Feinslieb, Du lachst dazu“.

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Ein Musikant, ein Sprachkünstler sondergleichen, dem ich stundenlang zuhören kann. Und ein Philosoph ist er auch, wie man hier erfährt:

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Viel Spaß mit beidem!

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