Röhrenverstärker - Verstärker-Netzteil, Elektronischer Drosselersatz: Brummfilter mit Gyrator (8)
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04.07.2008. - 00:25

Verstärker-Netzteil


Elektronischer Drosselersatz: Brummfilter mit Gyrator (8)

01.11.2006


Mit kaum einer Handvoll zusätzlicher Bauteile ist es möglich, wenn man sich den Segen moderner Elektronik nicht ganz verschliesst, die Siebkapazität einer Drossel noch zu steigern. Einen hohen Sympathiewert erhält die Schaltung auch dadurch, dass sich die meisten Bauteile in jedem guten Sortimentsregal befinden bzw. sich befinden sollten. Die Rede ist von einem Gyrator.

Als Gyrator (Dualinverter) bezeichnet man in der Elektronik ein Zweitor mit der besonderen Eigenschaft, dass der Betrag des Eingangswellenwiderstandes mit zunehmenden Betrag des Lastwellenwiderstands am Ausgang sinkt. Das heißt, ein Gyrator zeigt bei kapazitiver Ausgangsbelastung ein induktives Eingangsverhalten. Faktisch kann man damit eine Kapazität in eine Induktivität umwandeln.

Gyratoren kommen eigentlich aus der HF-Technik. Aber auch in der NF-Technik sind Gyratoren meist in Klangregelnetzwerken zuhause. Während der HF'ler darauf bedacht ist, den Gyrator möglichst schnell zu machen (damit er eine Drossel auch wirksam ersetzen kann), braucht sich der NF'ler keine Gedanken darum zu machen. Lediglich der Transistor könnte einem Kopfzerbrechen bereiten.

Bei Verwendung einer elektronischen Drossel sollte man darauf achten, dass der verwendete Transistor (auch MOS-FET) einen möglichst hohen β-Faktor und für den anzuwendenden Fall auch die erforderliche Spannungsfestigkeit und Belastbarkeit aufweist. In einigen wenigen Fällen muss der Transistor gekühlt werden (riesengrosse Kühlkörper sind aber nicht nötig).

Gyrator im Netzteil

Was ein Gyrator leisten kann zeigt die obige Grundschaltung: für R1 und R2 werden jeweils 18k-Widerstände eingesetzt. R3 ist mit 47Ω dimensioniert. C1 bestimmt hierbei die simulierte Induktivität: je 2µF Kapazität entspricht etwa 1H Induktivitäts-Ersatz. Das heisst, mit 10µF Kapazität könnte man eine Induktivität von 5H »erzeugen« und 33µF würden dafür sorgen, dass die Siebwirkung dieses Gyrators dem einer 15H-Drossel entspricht.

Die Bauteilauswahl ist unkritisch. Während für R1 und R2 2W-Widerstände vollkommen ausreichen, kann für R3 (je nach Belastung) ein 2 bis 5W-Widerstand eingesetzt werden. Auch der Transistor ist relativ unkritisch: von BU180 bis BU208 ist alles drin (was man eben da hat). Der Kondensator kann in dieser Schaltung mit höchstens 10V dimensioniert werden (theoretisch reicht sogar noch weniger). Dann ist sogar ein 100µF-Kondensator (für den Geldbeutel) schmerzfrei einsetzbar.

Ein kleiner Ladekondensator am Schluss sorgt dann dafür, dass der Leistungsverstärker nicht anfängt zu pumpen (100µF reichen vollkommen aus, wenn vorher 470µF eingesetzt wurden). Dem Kondensator schliesst man sinnigerweise noch einen kleinen KP-Kondensator (10nF bis 100nF) parallel, um das Eigenrauschen des Transistors noch etwas zu drücken.

Schlussbemerkung:
200mV Restbrummspannung sind natürlich für einen Vorverstärker oder gar einer Eintaktendstufe zuviel. Für eigene Berechnungen (auch die des finanziellen Aufwandes) setzt man am besten 10mV an. Verschlechtern kann man sich immer noch. Aber das findet man bei der Netzteilkonzeptionierung selber heraus.

Auch gibt es keinen »idealen Gyrator«. Man kann zwar den theoretischen Induktivitätswert mit einfachen Mitteln auf über 1.000 steigern, in der Praxis dürfte dieser Wert aber nicht erreichbar sein (realistisch wäre bei überschlägig errechneten 1.000H ein Wert von (unter) 100H, von dem man im weiteren ausgehen sollte). Auch hier gilt - nicht mit den theoretischen Henry übertreiben!



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Letzte Aktualisierung am 15.03.2007 - 11:25
 
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