Röhrentechnik - RC-Filter, Kondensator's Zeitkonstante, Über Energiespeicher, Farad und die Zeitkonstante (2) slew rate, Anstiegszeit
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20.08.2008. - 18:44

Kondensator's Zeitkonstante


Über Energiespeicher, Farad und die Zeitkonstante (2)

17.02.2006


Wie schon in »Hören mit Röhren« erklärt, kann man diese Zeitkonstante eines Kondensators recht einfach berechnen. Hierbei wird das ohmsche Gesetz umgestellt und ergänzt, da ein Kondensator oft über einen Vorwiderstand aufgeladen wird.

Mit der Formel Τ = (R*C)/1000 erhält man einen Zeitwert (Ladezeitkonstante) in Millisekunden (mS) in der ein Kondensator (C, in nF) zu 63% der Ladespannung aufgeladen ist (R in Ohm).

Wichtig ist diese Berechnung z.B. bei der Bestimmung von Koppelkondensatoren in den einzelnen Verstärkerstufen, wobei R durch den Anodenwiderstand der vorherigen Verstärkerstufe bestimmt wird. Bei der Entwicklung von Kopplungen von Verstärkerstufen kommen also mindestens zwei Berechnungen zum tragen: die untere Grenzfrequenz und die Ladezeitkonstante.

Wurden z.B. in einem dreistufigen Verstärker gleiche Koppelkondensatoren eingesetzt (z.B. 220nF), so würde dies bei einem 30W-Verstärker bedeuten (16V Ausgangswechselspannung), dass nach 22mS 63% der maximalen Spannung (also 10V) erreicht ist. Dies entspricht einer Anstiegszeit (slew rate) von 2,2µS je Volt Ausgangsspannung. Bei 470nF Kondensatoren wäre die Anstiegszeit schon mit 4,7µS je Volt bemessen. (Aus »Hören mit Röhren«)

Speist man nun ein NF-Signal unterschiedlicher Amplitude (z.B. Musik) in den Stereoverstärker ein, dessen Kanäle identisch aber mit unterschiedlich hohen Koppelkondensatoren bestückt sind (z.B. ein Kanal mit 4,7µF (4700nF) Koppelkondensatoren), dann wäre eine leichte Laufzeitverzögerung zwischen den Kanälen wahrnehmbar (Hall-ähnlich). Möchte man einen stärkeren »Hall«, dann kann man es gerne mit grösseren Kondensatoren versuchen. Neben der Laufzeitdifferenz hat hier auch die Phasenverschiebung ein gewichtiges Wort mitzureden.

Um nun mit den Zeitkonstanten interessante akkustische Effekte zu erzielen, genügt es aber nicht, den Kondensator bis ins unermessliche zu erhöhen, dazu gehört mehr. Einen Ansatz hierzu findet man in der Gegen- oder Mitkopplung in einem Verstärker (in einem Halbleiterverstärker mehr als in einem Röhrenverstärker).

Röhren mögen in der Signalverarbeitung sehr schnell sein, können aber durch die Wahl falscher Koppelkondensatoren ausgebremst werden. In einem Röhrenverstärker machen also 470nF oder gar 1µF grosse Koppelkondensatoren keinen Sinn (bezogen auf eine möglichst niedrige untere Grenzfrequenz). Aufgrund der unweigerlich auftretenden Phasenverschiebung und Zeitverzögerung sollte das Design des Verstärkers noch einmal überdacht werden.





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Letzte Aktualisierung am 15.03.2007 - 10:55
 
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