Nashville SE 20   Eintakt Hybrid Endverstärker  
Das Schaltungskonzept Eintakt-Endstufen wird eine hohe Detailtreue und Transparenz des Klangbildes bescheinigt. Die Arbeitspunkte ihrer Ausgangsröhren oder -transistoren liegen in den linearen Teilen der Kennlinien. Die Probleme der Gegentaktschaltung wie Übernahmeverzerrungen, spiegelbildlich asymmetrischer Kennlinien und Nichtlinearitäten im Anlauf der Kennlinien existieren nicht. Nachteile der Eintakt Schaltungen sind vor allem der schlechte Wirkungsgrad, die begrenzte Ausgangsleistung, hohe (verschleißende) Verlustleistungen und meist aufwendige Netzteile. Die Abbildung 1 zeigt den Schaltplan einer hybriden 25W Eintakt Endstufe. Die Schaltung ist so ausgelegt, daß alle aktiven Bauelemente in den linearen Teilen ihrer Kennlinien und somit bereits ohne Gegenkopplung verzerrungsarm arbeiten. Eine Leistungstetrode arbeitet als Kathodenfolger und treibt einen bipolaren Leistungstransistor. Der stromverstärkende Transistor ist von einem MosFet kaskodiert. Das Audiosignal wird von der Primärwicklug des Ausgangsübertragers in das Schirmgitter der Tetrode gegengekoppelt. Abbildung 2 zeigt den experimentellen Aufbau.      Abb. 1 und 2: Schaltplan und experimenteller Aufbau (zum Vergrößern anklicken). Zusätzliche Bilder hier. Die Treiberröhre Die Tetrode KT66 arbeitet als Kathodenfolger und treibt einen bipolaren Leistungstransistor. Die KT66 besitzt nahezu ideale Parameter für die Hybridendstufe. Die Anodenspannung beträgt 300V. Das Kathodenpotential beträgt +18V. Die Anodenverlustleistung liegt mit 17W deutlich unterhalb des zulässigen Maximums von 25W. R7 und R9 an den Gittern und der Anode unterdrücken parasitäre Oszillationen. Der IRFP240 MosFet dient als Stromquelle und stabilisiert sowohl den Ruhestrom der KT66 (60mA) als auch die Ruheströme der Transistoren (500mA). Durch einen R-C-R-C-R-C Tiefpassfilter misst das Gate den Spannungsabfall am Emitter des Leistungstransistors und stabilisiert den Ruhestrom des 2SC5200OTU bei 500mA. Die beiden Widerstände R10 und R13 im Schaltplan stellen ein 10k Trimmpotentiometer dar. Der stromverstärkende Transistor Die Stromverstärkung des bipolaren NPN Leistungstransistor 2SC5200OTU beträgt 100 (Abb. 3a). Für einen Ausgangsstrom von 1A benötigt die Basis einen Eingangsstrom von 10mA und belastet die KT66 damit nur geringfügig. Die Stromverstärkung des Leistungstransistors zeigt bis 2A eine sehr gute Linearität. (Abb. 3a). Der Ruhestrom beträgt 500mA und wird über die +18V an der Kathode der KT66 und den Emitterwiderständen vorgegeben. Die 3,9Ohm Widerstände in Reihe mit den drei parallelen Emitterkondensatoren von 1000µF dienen einer gleichmäßigen Stromverteilung und einer lokalen Gegenkopplung. Ein MosFet kaskodiert den bipolaren Transistor. Er hält die Emitter-Kollektorspannung bei konstant 12V und eliminiert den Miller Effekt. Der kaskodierende Transistor Der kaskodierende MosFet ist ein Industrietransistor IXFN32N120P (Abb. 4a). Die maximale Verlustleitung beträgt 1000W, die Spannungsfestigkeit 1200V (Abb. 4b). Seine Verlustleistung in der Schaltung liegt bei ca. 80W. Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers sollte unter 0.3K/W liegen. Das Ausgangssignal am Drain des kaskodierenden MOSFETs wird über einen Kondensator in das Schirmgitter der KT66 gegengekoppelt. Der Ausgangsübertrager Ausgangsübertrager ist ein LL1693/230 der schwedischen Firma Lundahl, ausgelegt für den Eintaktbetrieb. Die Primärwicklungen sind im Gegensatz zu den Lundahl-Datenblättern in einer Serien-/Parallelschaltung verbunden (Abb. 5). Dies erlaubt einen doppelten Ruhestrom bei gleicher Vormagnetisierung des Kerns. Die Primärinduktivität beträgt 4H, die primäre Impedanz 250Ohm bei 4Ohm sekundärseitiger Last. Beide Enden der Sekundärwicklung sind über 180 Ohm Lastwiderstände mit Masse verbunden. Dies entkoppelt die Sekundärwicklung gegenüber der Masse und mildert unerwünschte Effekte durch Streukapazitäten. Im unwahrscheinlichen Fall eines Kurzschlusses zwischen Primär- und Sekundärwicklung flösse ein Strom von 2A gegen Masse. Dagegen ist das Netzteil sekundärseitig mit 1,5A abgesichert. Eine Gegenkopplung aus der Sekundärseite heraus ist ausdrücklich nicht vorgesehen.        Abb. 5: Beschaltung des Ausgangsübertragers LL1693/230 für den Eintakt-Hybrid Endverstärker Eine detaillierte Beschreibung und Diskussion des Nashville SE 20  Endverstärkers sowie des Netzteils findet sich im englischsprachlichen Teil dieser Internetseite.
Abb. 4a and b: Leistungs-MosFet auf dem Kühlkörper montiert und sicherer Arbeitsbereichs. Abb. 3a and b: Stromverstärkung  und sicherer Arbeitsbereich der Leistungstransistors 2SC5200OTU
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