1 NF-Röhrenverstärker in Zeiten digitaler Audiotechnik... 1

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1 Inhaltsverzeichnis 1 NF-Röhrenverstärker in Zeiten digitaler Audiotechnik Simulation elektronischer Schaltungen mit SPICE Kurzeinführung in SPICE Die Syntax von SPICE Bauelementebibliotheken Elementangaben Spezielle Anweisungen Gleichstromanalysen Zeitbereichs- oder Transientenanalyse Frequenzbereichsanalyse Ergebnisvariablen der Analysen SPICE Implementierungen für PC SPICE Analysen am Beispiel einfacher passiver Netzwerke Gleichstromanalysen am Beispiel zweier resistiver Spannungsteiler Zeitbereichsanalyse am Beispiel eines Spitzenwertgleichrichters Frequenzbereichsanalyse am Beispiel eines Baxandall-Entzerrernetzwerks Verstärkerröhren, Verstärker und SPICE-Modelle Grundlegende Eigenschaften von Elektronenröhren Eigenschaften der Röhrendioden Eigenschaften der Verstärkerröhren Verstärker Verstärkerröhrenkapazitäten Lineare Ersatzschaltungen für Verstärkerröhren und -Schaltungen Verstärkergrundschaltungen mit einer Verstärkerröhre Dimensionierung einer Verstärkerstufe Kopplung zwischen zwei Verstärkerstufen Rechenbeispiele: Verstärker mit Gegenkopplung über zwei Stufen 79 XI

2 XII Inhaltsverzeichnis 5.3 SPICE-Triodenmodelle Raumladungsmodelle für Trioden Heuristische Triodenmodelle Test der Triodenmodelle Test 1: Kennlinienfeldertest, Triode ECC Test 2: Arbeitspunktetest, Triode ECC Test 3: Differentielle-Kennwerte-Test, Triode ECC Test 4: Schaltungstest, Triode ECC SPICE-Pentodenmodelle Raumladungsmodelle von Pentoden Heuristische Pentodenmodelle Test der Pentodenmodelle Test 1: Kennlinienfeldertest, Pentode EL Test 2: Arbeitspunktetest, Pentode EL Test 3: Differentielle-Kennwerte-Test, Pentode EL Test 4: Schaltungstest, Pentode EL Auswertung der Tests der Verstärkerröhrenmodelle in 5.4 und Spice-Simulationen von Röhrenschaltungen in Beispielen Frequenzgänge und Frequenzgangabweichungen bei Entzerrerverstärkern Vorverzerrung des Verstärkereingangssignals Simulation von Bauelementetoleranzen Phaseninverterschaltungen Berechnung der Katodyne-Schaltung Berechnung der Paraphase-Schaltung Berechnung der Floating-Paraphase-Schaltung Berechnung der See-Saw-Schaltung Berechnung der Cathode-Coupled-Schaltung Vergleich der Phaseninverterschaltungen mit SPICE-Simulationen Moderne Doppeltriodenschaltungen für Audioverstärker Kaskodenschaltung SRPP-Verstärker Follower White-Cathode-Follower Anodenbasisschaltung mit aktiver Last Treiberverstärker für hohe Ausgangsspannungen Diskussion und Kombinationen der Doppeltriodenschaltungen Kombinationen von Doppeltriodenschaltungen Differenzverstärker mit Konstantstromsenken Simulierte Messung von nichtlinearen Verzerrungen Fouriertransformationen für periodische Signale DFT-basierte Fouriertransformation mit SPICE

3 Inhaltsverzeichnis XIII Testsignale der Messverfahren für nichtlineare Verzerrungen Simulationen der Messungen von nichtlinearen Verzerrungen Modellieren von Röhrenverstärkern mit Übertragern Spice Simulation eines Ultra-Linear-Verstärkers Der Anodenfolger als Grundschaltung Berechnung und Simulation von Anodenfolgerschaltungen Der Anodenfolger als Konzeptverstärker Aktivlautsprecher-Frequenzweichen mit Röhren Sallen&Key-Filter mit Einheitsverstärkern, Berechnungen und Simulation Simulationen der Tief- und Hochpassfilter mit nichtidealen Verstärkern Modifizierte Sallen&Key-Filter Röhrenschaltungen für Einverstärker-Filter zweiten Grades Eine Dreiwege-Lautsprecherfrequenzweiche SPICE-Simulationstechniken für Fortgeschrittene Anwenderdefinierte SPICE-Analysen mit der.meas-anweisung am Beispiel der Spannungsversorgung von Röhrenverstärkern Zur.meas-Anweisung in SPICE Spannungsversorgung von Röhrenverstärkern Gleichrichter und Ladekondensator Passive und elektronische Siebstufen in der Spannungsversorgung der Endröhren (Leistungsfilter) Die Funktionsquellen am Beispiel von Audiotests in der Transientenanalyse Drei einfache Übungen zur Verwendung der Funktionsspannungsquelle Sweep-Signale Burstsignale Rauschsignale (THD+N)-Monitor mit SPICE Rauschanalyse mit SPICE Einleitung Spektralfunktionen zur Beschreibung von Verstärkerrauschsignalen Thermisches Widerstandsrauschen Grundlegendes zur Schaltungssimulation mit Rauschgrößen SPICE und Widerstandsrauschen Rauschfreie Widerstände für die SPICE-Rauschanalyse Stromrauschen bei Widerständen Bewertete und unbewertete Rauschmessungen

4 XIV Inhaltsverzeichnis Röhrenrauschen Modellierung und Simulation von Röhrenrauschen SPICE Röhrenmodelle und Röhrenrauschen Rauschen bei Audio-Röhrenverstärkern Ein Beispiel zur SPICE-Rauschanalyse Rückkopplungen, Stabilität und Frequenzgangskorrekturen bei Röhrenverstärkern Einleitung mit Gliederung und Glossar Das einführende Beispiel: Die Kathodenbasisschaltung ohne und mit einer Stromgegenkopplung Spannungsverstärkung und Innenwiderstand Abhängigkeit der Spannungsverstärkung von den Röhrenparametern Innenwiderstand und Schaltungsausgangswiderstand Reduktion von der Ausgangsspannung überlagerten Störspannungen durch die Gegenkopplung SPICE-Simulationen an Kathodenbasisschaltungen mit und ohne Stromgegenkopplung Ergebnisse der Betrachtungen am einführenden Beispiel Übergang vom einführenden Beispiel zur allgemeinen Betrachtung Die Arten der Gegenkopplung Strom- und Spannungsgegenkopplung als Oberbegriffe Die drei bei Röhrenverstärkern gebräuchlichen Gegenkopplungsarten Rückkopplungen, Gegen- und Mitkopplung bei Audioverstärkern Gegenkopplung, die negative Rückkopplung (negative feedback) Rückkopplungstechniken in Verstärkern Die Schleifenverstärkung Die Schleifenverstärkung der Kathodenbasisschaltung mit Stromgegenkopplung Die Schleifenverstärkung der Anodenfolgerschaltung Die Schleifenverstärkung der Kathodenfolgerschaltung Messtechnische und simulationstechnische Erfassung der offenen Verstärkung bei globaler Gegenkopplung Die globale Gegenkopplung in Audio-Röhrenverstärkern Verbesserte Unempfindlichkeit gegen Systemparametertoleranzen beim Verstärker mit globaler Gegenkopplung Rückkopplung und lineare Verzerrungen beim Verstärker mit globaler Gegenkopplung

5 Inhaltsverzeichnis XV Rückkopplung und nichtlineare Verzerrungen beim Verstärker mit globaler Gegenkopplung Subsidiär-Rückkopplungen in Audio-Röhrenverstärkern Einfluß von Verstärkungsfaktor-Toleranzen beim Verstärker mit Subsidiär-Rückkopplung Lineare Verzerrungen beim Verstärker mit Subsidiär-Rückkopplung Nichtlineare Verzerrungen beim Verstärker mit Subsidiär-Rückkopplung Der Subsidiär-Rückkopplungsüberlagerer als Grundschaltung Ein Beispiel für eine Subsidiär-Mitkopplung Messtechnische Erfassung der Schleifenverstärkungen beim Verstärker mit einer Subsidiär-Rückkopplung Berechnung eines Verstärkers mit Subsidiär-Rückkopplung Simulationsbeispiel für einen Verstärker mit Subsidiär-Rückkopplung Ein besonderer Verstärker mit Subsidiär-Rückkopplung Der Phono-Entzerrverstärker in Aktiv-Topologie als Beispiel für eine frequenzabhängige Gegenkopplung Eine allgemeine Überlegung zum Gegenkoppeln Röhrenleistungsverstärker, Rückkopplungen, Stabilität und SPICE Röhrenleistungsverstärker und Transistorleistungsverstärker Elektroniklabor und SPICE-Simulation Grundlagen linearer rückgekoppelter Röhrenverstärker im Hinblick auf Verstärkerstabilität Verstärkerstabilität über den Frequenzgang V S.!/ Messung des Frequenzgangs der Schleifenverstärkung von typischen Röhrenleistungsverstärkern mit SPICE Frequenzgangskorrektur zur Erzielung stabiler rückgekoppelter Röhrenleistungsverstärker Verstärkereigenschaften in Abhängigkeit des Phasenrands Frequenzgangskorrektur mit Stufen-Gliedern Frequenzgangskorrekturen am Röhrenleistungsverstärker und ihre praktischen Ausführungen Anhang Röhrenmodelle Anhang Formelzeichen und Symbole Literatur Sachverzeichnis

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