Experimentierschaltung mit BJTs
Schutzmaßnahmen für die Endstufe im Kraftverstärker
Bei einem Kraftverstärker kann es vorkommen, dass eine Endröhre fehlerhaft arbeitet. Um andere Röhren und den Verstärker selbst zu schützen, müssen Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Diese werden hier beschrieben.
Gitteremission oder Isolationsfehler können einen kleinen Gitterstrom herbeiführen. In konventionellen Schaltungen mit Gitterableitwiderstand ruft dieser Strom einen Spannungsabfall am Gitterableitwiderstand hervor, welcher der negativen Gittervorspannung entgegenwirkt. Dadurch schaukelt sich der Anodenstrom zunächst unbemerkt hoch, was zur Zerstörung der Röhre und des Apparates führt. Dies ist eine der häufigsten Fehlerursachen in konventionellen Verstärkern sowie Röhrenradios und tritt besonders gerne nach Überlastung der Endröhre auf. Die galvanische Kopplung vermeidet dies bekanntlich. Das Gitter müsste schon den kompletten Ruhestrom des Katodenfolgers übernehmen, um die Gitterspannung gefährlich zu verfälschen. Insofern ist der galvanisch an die Endröhre(n) gekoppelte Katodenfolger eine sehr wirksame Maßnahme gegen diesen Effekt.
Natürlich kann der Katodenfolger selbst eine Gefahrenquelle darstellen, wenn er einen Gitter-Katodeschluss oder noch übler, einen Überschlag zur Anode macht. Letzteres kommt durchaus vor, wenn die Anode des Katodenfolgers mit der Anode der Endpentode verbunden ist. Das Gitter der Endröhre wird dann u.U. zerstört. Als Gegenmaßnahme hilft hier ein Schutzwiderstand, der sich kleinsignalmässig nicht als Serienwiderstand bemerkbar machen soll. Bei Gegentaktschaltungen lässt sich das sehr elegant, mit einem gemeinsamen Schutzwiderstand für beide in Gegentakt arbeitende Katodenfolger, realisieren. Ist dieser Widerstand entsprechend hochohmig oder gar eine Stromquelle, so bekommt man gratis einen anodengekoppelten Differenzverstärker.
Ein ganz heißes Eisen ist ein Gitter-Katodenschluss in einer Endröhre. Dieser betrifft auch parallel geschaltete Endröhren. Der Stromfluss reicht u.U. nicht aus die Netzsicherung auszulösen, was bei Ausfall der negativen Gittervorspannung noch möglich sein kann. Eine Schutzschaltung die auch bei Ausfall der negativen Vorspannung oder bei einem Gitter-Katodenschluss in einer Endröhre anspricht, sollte daher in keinem Kraftverstärker fehlen. Wie das beim 6 x EL34 amp gemacht wird zeigt das Schaltbild:
Hier kommt wieder der galvanisch gekoppelte Katodenfolger als Retter ins Spiel. Ohne Rücksicht auf Koppelkondensatoren nehmen zu müssen, ermöglicht er es relativ niederohmige Sense Widerstände von je 56KΩ zum Stromknoten P (P= Protect) zu führen. Unterschreitet der Strom am Knoten P einen Mindestwert, hier etwa 1mA, schaltet die open collector Stufe die im Verstärker vorhandene STBY und Anodenspannungs Verzögerungsschaltung sofort in Bereitschaft, d.h. anodenspannungsfrei, sobald ein Fehler in der Endstufe auftritt. Das elektromechanische Analog dazu wäre ein Relais das bei kleiner 1mA abfällt.
Ein paar zusätzliche 0,8mm Bohrungen und schon ist die Schaltung mit auf der Leiterplatte des Verstärkers untergebracht.
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