Cathodyne meets Loftin White

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Katodyn trifft Loftin u. White

Apart from the DC coupling, another important achievement of Loftin and White was to make the signal floating on the cathode level of the output tube. Exactly this gives a mucathodyn equal output impedances and makes the cathodyne output floating. This technique is the way to use a very low mu triode in the mucathodyne circuit.
Ein bedeutendes Element der Loftin und White Schaltung besteht darin, dass Ausgangssignal der Treiberstufe auf dem Katodenpotential der Endröhre schwimmen zu lassen.
Genau dies sorgt bei einem Katodyn für gleiche Ausgangsimpedanzen am Katoden- bzw. Anodenausgang im Bezug auf Masse, lässt den Ausgang schwimmen.
Wie man das machen kann ist ja schon vom Triodelington Blog (Klick) her bekannt:

These technologie was used in a conventional SE to eliminate the sonic influence of the cathode bypass cap. Now is is used again to realize the mucathodyne circuit:
Diese Topologie ist für ein niedrig-µ-Katodyn wie geschaffen! Ich habe mit der 6080=ECC230 eine Schaltung für einen line-pre versuchsweise aufgebaut:

R1_Eingangsabschluss – und Gitterableitwiderstand für die Katodenbasisstufe
R2_Arbeitswiderstand für die Katodenbasisstufe
R3_Gitterableitwiderstand für das Katodyn
R4_In Reihenschaltung mit R5, Katodenwiderstand vom Katodyn, Teilerwiderstand für die Kompensation nach Loftin u. White
R5_In Reihenschaltung mit R4, Katodenwiderstand vom Katodyn, Teilerwiderstand für die Kompensation nach Loftin u. White
R6_Gegengewicht zur katodenseitigen Belastung des Katodyn.
R7_Anodenwiderstand vom Katodyn

No negative feedback is required. The output impedance between the inverting and the non-inverting output is rp under all circumstances. The output is able to float now.
Die Gegenkopplung entfällt bei der niedrig µ-Version völlig. :-)
Im asymmetrisch- nichtinvertierenden Betrieb, d.h. invertierender Ausgang an Masse, sind zwei Katodenbasisstufen hintereinander geschaltet. Aufgrund des sehr niedrigen µ=1,5 der ECC230 kann man die Stufen praktisch fast als Anodenfolger betrachten.
In jeder Betriebsart - ob symmetrisch oder asymmetrisch, ob invertierend oder nicht – entspricht der Betrag der Spannungsverstärkung immer dem der beiden hintereinandergeschalteten Katodenbasisstufen ohne irgendwelche Rückkopplung.

Im asymmetrisch- invertierenden Betrieb, d.h. nicht-invertierender Ausgang an Masse, erhält man eine Katodenbasisstufe mit anschließender Anodenbasisstufe.
Erst durch die Mitkopplung wird die Anodenbasisstufe, bei Trioden mit extrem niedrigem µ, überhaupt katodenfolger-gleich in Analogie zum Anodenfolger oben.

Die Verstärkungsziffer der Anodenbasisschaltung beträgt µ/(µ+1) bei der 6080:
vu= µ/(µ+1)= 1,5/(1,5+1)= 0,6
Und bei diesem Wert kann man wohl schwerlich behaupten, dass die Katode da noch dem Gitter folgt. Deshalb halte ich bei solchen niedrig-µ-Röhren die Begriffe Katodenfolger und Anodenbasis ganz klar auseinander.

Bemerkungen zur Experimentier- Schaltung mit der 6080:

Der Ausgangswiderstand zwischen den Klemmen beträgt nicht 1/s wie bei den vorhergehenden Schaltungen, sondern ri der Triode in Katodenbasisschaltung. Damit ist diese Schaltung speziell auf Trioden mit extrem niedrigem µ zugeschnitten. Der Anodenfolger ohne Gegenkopplung ist hier die Referenz.

Bei Trioden mit einem so extrem niedrigen µ werden einem selbst grobe arbeitspunkttechnische Fehler verzeihen.
Ich habe da bei der Katodenbasisstufe minus 40V am Gitter gegenüber der Katode und die Spannung zwischen Anode und Katode ist sogar noch kleiner als die am Arbeitswiderstand R2.

R2 ist also immer noch 'long tail'. Man kann praktisch ohne Rücksicht auf den Arbeitspunkt am Spannungsteiler R5;R4 spielen, was die Arbeit an der Schaltung sehr leicht macht.
Wer einen Eingangskondensator nit scheut, kann den Gitterableitwiderstand an einen Abgriff von R4 legen um so den Faktor der Triode weiter zu verbessern. Es genügt eigentlich die Gittervorspannung so niedrig zu wählen, dass man zum Gitterstrombereich etwas Reserve hat. Die Passende Anodenspannung stellt sich die Triode selbst ein, egal wie hochohmig R2 gewählt wird. Stromquellen sind bei solchen Röhren nutzloses Beiwerk weil sich bei den üblichen Betriebsspannungen immer ein long-tail realisieren lässt.

Schon lange vom Tisch auch die Behauptung, dass solche Röhren nicht linear seien und eines hohen Anodenstroms bedürfen um 'linear' zu arbeiten.

Bei der Auslegung von R2 muss man beachten, dass er die Wechselstromlast von R3 treiben kann ohne den Faktor zu verschlechtern. Von einer DC-Kopplung würde ich an dieser Stelle absehen, da ich ja schon Cgh Klick weggelassen habe, was mir besser gefällt.

Interessant ist, dass der Wert des Gegengewichtes R6 dem Wert R2/µ parallel R3 entspricht. Da der Abgriff an R4;R5 bei dem extrem niedrigen µ ja sehr hoch liegt kann man wohl mit dieser Näherung rechnen.

Zum Abgleich schließt man den Katodenausgang an Masse und merkt sich den Betrag der Ausgangsspannung am Anodenausgang. Diesen Wert stellt man dann am Katodenausgang bei an Masse liegendem Anodenausgang durch Verschieben des Abgriffs an den Teilerwiderständen R4;R5 ein. Danach nochmal etwas Feinschliff mit Wechselseitigem Kurzschließen wie bekannt.

Ich denke mal so richtig zum Durchbruch wird das LW-Katodyn erst kommen, wenn passende Röhren zur Verfügung stehen. Die 6080 ist ja nicht gerade schnuckelig. Immerhin passt ja die Bezeichnung ECC230 zum Einsatzgebiet hier.

Letztes Update 05. Oktober 2014 12:24 (Link hinzugefürt)

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