Impedanzen und Röhrenamps

[Anonymous]

Woher kommt eigentlich das Impedanzumstellen bei Röhrenamps, das bei Transistoren entfällt. Was passiert da genau,und wozu brauche ich es?

 

[Banger]

Hi Christian,
Röhrenamps haben nach der Endstufe einen Ausgangsübertragen (ein Transformator), dessen Sekundärwicklung an die Lastimpedanz angepasst sein/werden muss. Niedrigere Widerstände machen dem Röhrenamp nicht allzu viel aus (im Gegensatz zu Transen), bei höheren Widerständen hast Du, grob erklärt, auf der Primärseite (also an der Endstufe) einen "Leistungsüberschuss", der aufgrund der höheren Impedanz nicht an die Lautsprecher gegeben werden kann.

 

[univalve]

Aber hallo! Zu wenig Widerstand ist genauso tödlich! Oder bin ich falsch informiert?

greetz
univalve

 

[Banger]

Aber hallo! Zu wenig Widerstand ist genauso tödlich! Oder bin ich falsch informiert?

Durch den Ausgangsübertrager ist die Endstufe ja von den Lautsprechern entkoppelt - so lange die Stromstärke auf der Sekundärwicklung nicht zu hoch wird, fliegt Dir die Endstufe auch nicht um die Ohren. Das ist zwar nicht schön, aber auch nicht tödlich ;-)

 

[univalve]

Aber hallo! Zu wenig Widerstand ist genauso tödlich! Oder bin ich falsch informiert?

Durch den Ausgangsübertrager ist die Endstufe ja von den Lautsprechern entkoppelt - so lange die Stromstärke auf der Sekundärwicklung nicht zu hoch wird, fliegt Dir die Endstufe auch nicht um die Ohren. Das ist zwar nicht schön, aber auch nicht tödlich ;-)

http://de.wikibooks.org/wiki/Gitarre:_Verst%C3%A4rker
dann nach Impedanz (fast ganz unten) schauen. Da steht, was ich meinte: Zu wenig macht Dir den Amp platt ;-)
Aber wurscht.

greetz
univalve

 

[Anonymous]

Aber hallo! Zu wenig Widerstand ist genauso tödlich! Oder bin ich falsch informiert?

Durch den Ausgangsübertrager ist die Endstufe ja von den Lautsprechern entkoppelt - so lange die Stromstärke auf der Sekundärwicklung nicht zu hoch wird, fliegt Dir die Endstufe auch nicht um die Ohren. Das ist zwar nicht schön, aber auch nicht tödlich ;-)

http://de.wikibooks.org/wiki/Gitarre:_Verst%C3%A4rker
dann nach Impedanz (fast ganz unten) schauen. Da steht, was ich meinte: Zu wenig macht Dir den Amp platt ;-)
Aber wurscht.

greetz
univalve

Hallo,

das ist auch so richtig. Afaik gilt: Zuwenig Impedanz ist tödlich, zuviel gilt dagegen als Safe Mismatch - da wird es ein wenig mehr Abwärme geben, und es wird leiser, aber 16 statt 8 Ohm sollten normalerweise gehen.

 

[Banger]

http://de.wikibooks.org/wiki/Gitarre:_Verst%C3%A4rker
dann nach Impedanz (fast ganz unten) schauen. Da steht, was ich meinte: Zu wenig macht Dir den Amp platt ;-)
Aber wurscht.

Nee, nicht wurst. Ich zitiere die Wikipedia und Konsorten ja auch gerne, aber auch diese Einrichtungen sind mitunter Ziel von Aberglauben. Ebenso wirst Du genügend Hinweise finden, dass ein 15W-Transenamp an einer 1000W-Box die sicherste Geschichte der Welt ist - stimmt auch nur sehr bedingt.

Aber zurück zum Thema - ein bissel Elektrotechnik.
In einem Transenamp hängt die Endstufe direkt am Ausgang. Ist hier ein zu niedriger Widerstand vorhanden, fließt ein zu hoher Strom. Gemäß der guten, alten Formel U = R*I => I = U/R verdoppelt sich also die Stromstärke, wenn bei gleichbleibender Spannung der Widerstand halbiert wird. Das führt unweigerlich zu einer erhöhten Erzeugung von Verlustwärme, welche die Endstufentransistoren je nach thermischer Stabilität früher oder später in den stinkenden Tod reißen.
Ein verdoppelter Widerstand führt analog zu einer Halbierung der Stromstärke; die Transistoren kraulen sich die Eier und liefern nur noch (π mal Daumen) die halbe Leistung - das war's aber auch schon.

In einem Röhrenamp kommt aber noch ein Transformator, der Ausgangsübertrager, ins Spiel.
Und hier empfehle ich mal wieder die Wikipedia als Lektüre - diesmal die physikalischen Fakten ;-)
Bei zu geringerer Lautsprecherimpedanz haben wir es hier mit einem Überlastbetrieb zu tun; wie beim Transistorverstärker erhöht sich die Stromstärke und somit die Verlustwärme auf der Sekundärwicklung - aber auch nur dort. Solange die Wicklungen der Hitze standhalten, führen die Endstufenröhren ein angenehmes Leben, erst wenn der Übertrager die Grätsche macht, wird's unangenehm. Bei ausreichend stabilen Ausgangsübertragern ist es also nicht allzu tragisch, wenn man eine negative Fehlanpassung am Ausgang hat.
Anders herum verhält es sich dann, wenn eine positive Fehlanpassung am Start ist; wir nähern uns dann dem Zustand des Leerlaufes, in dem nur noch die Primärwicklung als Induktivität dasteht - und jetzt geht's rund. Veranschaulicht gesagt wird die Endstufe ihre Leistung nicht los (wenn man vom ohmschen Widerstand des Kupferdrahtes und vom Blindwiderstand der Induktivität absieht. "Gegen den Wind pissen" ist eine harmlose Umschreibung dessen, was der Endstufe nun widerfährt; hinzu kommt noch eine Phasenüberlagerung, verursacht durch die Induktivität. (Übrigens der Grund dafür, warum positiv fehlangepasste Amps "weicher" klingen - das Ausgangssignal wird schlicht und einfach matschiger.)

Das soll jetzt natürlich nicht allgemeingültig bedeuten, dass alle Röhrenamps bei zu hoher Lautsprecherimpedanz abfackeln; wie geschrieben, kommt es auf die Dimensionierung des Übertragers und auf den Endstufentyp an; ein Class-B-Amp (Fender z.B.) ist hier prinzipbedingt gutmütiger als ein Class-A-Amp (Vox), der quasi ständig auf Vollgas läuft.

Ich danke für Ihr Gehör

 

[Anonymous]

Das soll jetzt natürlich nicht allgemeingültig bedeuten, dass alle Röhrenamps bei zu hoher Lautsprecherimpedanz abfackeln; wie geschrieben, kommt es auf die Dimensionierung des Übertragers und auf den Endstufentyp an; ein Class-B-Amp (Fender z.B.) ist hier prinzipbedingt gutmütiger als ein Class-A-Amp (Vox), der quasi ständig auf Vollgas läuft.

Ich danke für Ihr Gehör

Ok, danke für die Abhandlung. Aber wie sieht die Praxis aus? Wieviele Leute kennst Du, die ihren Hi-Watt oder Marshall auf 2 Ohm impedanz Boxenkombis laufenlassen? Da sind doch gute Ausgangsübertrager drin? Woher kommt das Gerücht, dass zu niedrige Impedanzen schädlicher sind als hohe? Wobei fliegen in der Praxis mehr Amps durch?? Vielleicht findet sich ja mal ein Amptechniker, der schon einige Sachen in der Hinsicht repariert hat, und sich hier dazu äussern kann.

Glücklicherweise sind viele Amps ziemlich gutmütig. Meine Peavey Endstufe hat bis jetzt jede Fehlanpassung (zu hohe Impedanz) überstanden. Bei meiner Engl hats einmal die Sicherung rausgehauen, weiss aber gar nicht ob es an sowas lag. Die Peavey hat sogar ohne Last (aus Versehen und nur kurze Zeit, schande über mich) nicht die Grätsche gemacht.

Bei mir ist insgesamt über die Jahre von etwa einem Dutzend Röhrengeräte und einer ähnlichen Zahl Boxen nur über 30 Jahre alter Amp kaputtgegangen sowie ein Speaker (Bei Bassspiel über 100 Watt Orange Amp sollte die Box vielleicht doch MEHR als 100 watt abkönnen ).

Soviel zur angeblichen Unzuverlässigkeit von Röhrengeräten, die ja von Anfängern und digitalfraks ab und zu mal befürchtet wird ...

 

[finetone]

... Vielleicht findet sich ja mal ein Amptechniker, der schon einige Sachen in der Hinsicht repariert hat, und sich hier dazu äussern kann...

Dann tue ich es mal ;-)

Fehlanpassungen haben bei Röhrenensstufen beleibe nicht so dramatische Auswirkungen wie bei Transistorendstufen (bei denen die minimale Impedanz nicht unterschritten werden sollte). Selbst bei einer Halbierung der Impedanz ist i.d.R. kein Schaden zu befürchten. Eine Verdopplung bzw. Halbierung der Impedanz führt in beiden Fällen zu einer Leistungsreduzierung um ca. 10...30%.
Theoretisch genommen müßte man auch eine von 50 auf 100 Watt umschaltbare Endstufe, bei der i.d.R. ein Endstufenröhrenpaar abgeschaltet wird, impedanzmäßig angepasst werden - macht aber keiner.

Bezogen auf den Frequenzgang ist ein höherer Lautsprecherwiderstand dann ohne Folgen, wenn die maximale Leistung des Amps unter üblichen Betriebsbedingungen nur kurzzeitig erreicht wird. Eine Fehlanpassung nach unten (zu kleiner Widerstand) hingegen ist etwas kritischer. Zumindest muß mit einem Rückgang der Wiedergabe niedriger Frequenzen gerechnet werden. Die Ursache liegt im Rückgang der magnetischen Induktion des Übertragers, wenn dieser mit einem zu geringen Belastungswiderstand betrieben wird.
Weiterer Hintergrund:
Die Impedanz(angabe) eines Lautsprechers bezieht sich auf einen mittleren Frequenzbereich von 300...1500Hz. In diesem Bereich ist der Lautsprecherwiderstand relativ konstant. Unterhalb 100Hz zeigt sich eine Resonanzspitze, die bei jedem (Gitarren)Lautsprecher durch die Eigenschwingung der Membran hervorgerufen wird. Sie kann die Impedanz zwei bis dreifach ansteigen lassen. (Hochtöner haben auch eine Eigenresonanz, allerdings liegt diese in einem anderen Frequenzbereich und ist nicht so ausgeprägt). Auch oberhalb 2000Hz steigt die Impedanz langsam an, da zunehmend der induktive Anteil der Schwingspule wirksam wird.
So gesehen stellt ein Lautsprecher eigentlich ständig eine mehr oder weniger starke Fehlanpassung dar, im Resonanzfall eben bis zu 100%. Somit schließt sich wieder der Kreis, was "Fehlanpassungen" anbelangt.

Meiner Erfahrung nach lagen die Ursachen für "abgerauchte" Ausgangsübertrager, die ich zur Reparatur bei mir hatte, meist andersartig:
Zum einen waren sie für die maximal zu erzielende Leistung zu schwach dimensioniert, was vor allem bei Amps der 50/60er Jahre vorkam. Damals kannte man den Begriff Endstufenzerre als Mittel der Musikdarbietung noch nicht wirklich und in der Bedienungsanleitung stand meist noch, dass man den Volumenregler nur soweit aufziehen sollte, dass der Amp nicht verzerrt
Meist aber waren defekte oder falsch eingestellte Endstufenröhren oder aber defekte Lautsprecher die Ursache dafür. "Tötlich" für den AT kann auf jeden Fall eine im Leerlauf (ohne Lastwiderstand) angesteuerte Endstufe sein.