Kopfhörerverstärker
von B. Kainka, Röhrenradios selbst bauen
Literatur: Neues aus Jogis Röhrenbude
Eine der wichtigsten Anwendungen der Röhre ist der Audioverstärker. Mit der vorhandenen Röhre können Sie zwar keinen High-End-Leistungsverstärker bauen, es reicht aber für Kopfhörerverstärker mit dem besonderen Röhrenklang. Hier werden einige Versuche vorgestellt, die Ihnen den Weg in die die Audio-Verstärkertechnik ebnen. Vielleicht findet Ihre E90CC einmal ihren endgültigen Einsatz in einem Stereo-Kopfhörerverstärker für den besonderen Hörgenuss.
Bauen Sie einen Kopfhörerverstärker mit der einfachsten möglichen Schaltung. Der Kopfhörer liegt direkt in der Anodenleitung. Dass dabei ein Gleichstrom durch den Kopfhörer fließt, ist zwar eher ein unerwünschter Nebeneffekt, der relativ geringe Strom schadet jedoch nicht. Da die E90CC zwei Trioden enthält, kann der Verstärker gleich für Stereobetrieb ausgelegt werden.
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Ein Kopfhörerverstärker
Der Kopfhörerstecker wird direkt mit der Schaltung verbunden. Der gemeinsame Anschluss liegt hier an +6 V. Bei Betrieb mit einer höheren Versorgungsspannung über 60 V wäre das aus Sicherheitsgründen nicht möglich, bei einer Betriebsspannung von nur 6 V ist es aber kein Problem.
Der Eingang des Verstärkers wird z.B. mit dem Ausgang der PC-Soundkarte oder eines MP3-Sticks verbunden. Verwenden Sie den 6,3-mm-Adapter zum Übergang auf ein Stereokabel.
Der Stereoverstärker
Der Verstärker hat bei Verwendung des mitgelieferten Stereo-Ohrhörers bereits einen guten Klang, aber noch eine geringe Lautstärke. Die Ursache für die geringe Ausgangsleistung ist in der Fehlanpassung am Ausgangs des Verstärkers zu suchen. Eine Impedanz von 32 Ohm passt nicht optimal zu dem geringen Anodenstrom.
Ein Ohrhörer hat wegen seiner geringen Größe keinen besonders guten Wirkungsgrad und benötigt etwas mehr Leistung. Mit anderen Kopfhörern ist meist mehr Lautstärke zu erzielen, auch wenn sie ebenfalls nur 32 Ohm haben. Falls Sie einen Kopfhörer mit einer höheren Impedanz von z.B. 600 Ohm besitzen, können sie eine gute Lautstärke und einen angenehmen Klang erwarten, sodass dieser einfache Verstärker bereist einen echten Hörgenuss verspricht.
Mehr Anodenstrom
Die geringe Versorgungsspannung von 6 V ist ein Handicap beim Aufbau eines ausreichend lauten Kopfhörerverstärkers, insbesondere bei Verwendung eines niederohmigen Ohrhörers. Man kann jedoch die Kennlinie mit einer positiven Gittervorspannung so weit zu größeren Strömen hin verschieben, dass die Röhre bei Anodenströmen betrieben wird, die sonst nur mit wesentlich mehr Anodenspannung erreicht werden. Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass nun ein relativ großer Gitterstrom fließt. Der Eingang wird dadurch niederohmiger. Speziell im Einsatz an einem Gerät mit einen niederohmigen Ausgang fällt dies jedoch nicht ins Gewicht.
Positive Gittervorspannung
Legt man einen Gitterwiderstand von 10 kOhm nicht an Masse sondern an die Betriebsspannung von + 6V, dann fließt ein Gitterstrom von etwas weniger als 0,6 mA. Am Gitter stellt sich eine positive Gitterspannung von 0,3 V ein. Die Röhre liefert einen Anodenstrom von 1,7 mA. Damit wird bereits eine wesentlich größere Lautstärke möglich.
Mehr Lautstärke durch mehr Anodenstrom
Nun soll der Gitterstrom noch weiter erhöht werden. Mit einem Gitterwiderstand von 1 kOhm erreicht man eine Gittervorspannung von 1,3 V und einen Anodenstrom von ca. 6 mA. Der Eingang wird zwar noch niederohmiger, kann jedoch immer noch von einem Geräteausgang z.B. eines Walkman oder eines MP3-Stick angesteuert werden.
Verkleinerung der Gitterwiderstände
Mit dieser Schaltung erreicht man auch mit niederohmigen Kopfhörern eine Lautstärke, die bereits für einen entspannten Musik-Genuss geeignet ist. Der Vergleich mit und ohne den Röhrenverstärker zeigt zwar keine echte Leistungsverstärkung, aber einen deutlich anderen Klang. Die entscheidenden Gründe dafür sind:
- Die leicht gekrümmte Kennlinie der Röhre und die bei höherer Aussteuerung entstehenden Veränderungen des Klangs
- Ein relativ hoher Innenwiderstand der Röhre und damit eine geringe Bedämpfung des Schallwandler-Systems
- Ein weicher Übergang in die Begrenzung und ein günstiges Verhalten bei Übersteuerung
RC-Kopplung
Wenn man den Gleichstromanteil durch den Kopfhörer vermeiden will, sollte entweder ein Ausgangsübertrager oder ein Ausgangskondensator eingesetzt werden. Insbesondere bei 600-Ohm-Kopfhörern ist die Kondensatorkopplung günstiger als ein direkter Anschluss an die Anode. Die Schaltung verwendet Anodenwiderstände von 1 kOhm und einen Ausgangselko von 100 µF.
Kondensatorkopplung
Der RC-gekoppelte Stereoverstärker
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