<- elektrische Funktionsweise am Röhrenverstärker

 

Koppelkondensatoren

Betriebs-(Gleich)-Spannungen innerhalb einer Verstärkerstufe zu belassen und dennoch Signalspannung von Stufe zu Stufe zu leiten, ist Aufgabe der Koppelkondensatoren.

<- Kondensatoren - eine LowLevel Sicht

 

Signalspannung

Die angestoßene Stimmgabel schwingt hier beispielgebend im "berühmten Kammerton-A", also mit 440 Hertz.

440 Hertz anhören

Trifft der Ton über die Luft dabei auf eine bewegliche Oberfläche (wie eine Mikrofon-Membran) wird diese hieraus in Zwangs-Schwingung versetzt. Einem Fahrraddynamo ähnlich generiert  eine  solche dynamische Mikrofon-Kapsel der Schwingungs-Bewegung angemessene elektrische Spannungen. Jeder 180° Richtungswechsel der Membranschwingung bewirkt dabei eine Umkehr der elektrischen Polarität.

Die Größen aller so erzeugten Spannungsänderungen zeigen nacheinander, als Abfolge betrachtet, einen 440 Hertz flinken Wechselspannungs-Verlauf der gleichmäßig um seinen elektrischen Nullpunkt pendelt. Dieses "elektrische Pendant" zur akustischen Kammerton-A -Luftschwingung, ist die Signalspannung. Für eine kraftvolle Lautsprecher-Wiedergabe soll sie nun verstärkt werden:

"Aktive Bauelemente", das sind Transistoren...

...oder deren technische Vorläufer: die Elektronen-Verstärkerröhren...

...sind einzig mit einem Steuer-Eingang ausgestattet und darüber befähigt: eine größere Spannung und/oder einen stärkeren Strom aus einer zT. weit geringeren Spannung oder Strom, stufenlos und flink zu ändern. -also zu verstärken.

In weiterer Verschaltung mit zumeißt "Passiven Bauelementen", dazu zählt der ganze große Rest, Kondensatoren, Spulen, Widerstände... lassen sich damit arbeitsfähige Baugruppen verschiedenster Funktion zusammenstellen. Eine Möglichkeit ist obige Verstärkerstufe. Dabei wäre am Eingang die schwache Stimmgabel-Mikrofon-Signalspannung anzuschließen. Am Ausgang kann dann die verstärkte Signalspannung entnommen werden. Damit die Signalspannung am Eingang eine größere Spannung lenken kann, muß diese "größere Spannung" als Betriebsspannung über hier Widerstand, Röhre und Widerstand angeschlossen zur Verfügung stehen. Die Höhe einer verwendeten Betriebsspannung ist vom Anwendungsfall, den Vorgaben an Ein- und Ausgang, und daraus abgeleitet: der Bauteilwahl bestimmt. Theoretisch wäre jede Spannung möglich. Grundsätzlich ist sie so gewählt, daß dabei ein vorgesehener mittlerer Strom über die Schaltung, aus hier Widerstand, Röhre und Widerstand besteht.

<- Widerstand/Spannung/Strom-ein Wassermodell

<- Funktionsweise am Beispiel: Röhrenverstärker

In Verstärkerschaltungen durchläuft die Signalspannung idR. mehrere Verstärkerstufen nacheinander um step by step, immer weiter verstärkt, letztlich einen Lautsprecher kraftvoll ansteuern zu können. Damit das Signal diesen Weg findet muß der Ausgang der Vorstufe mit dem Eingang der Folgestufe verbunden sein. Eine direkte Verbindung über ein Stück Draht ist meißt nicht möglich, da hierüber die Betriebsgleichspannung der vorliegenden Stufe verboten auf die Folgestufe trifft. Es muß also ein Weg bestehen, welcher ausschließlich nur die Signalspannung von Stufe zu Stufe weiter leitet:

Der Bergsee entspricht dem Minuspol und Pluspol ist das Tal.

Je höher der Berg(See) über dem Tal gelegen, desto größer ist auch die angenommene elektrische Spannung in diesem Modell.

... soweit noch unklar?

vorab ein Wassermodell

***

Ein Rohr, verlegt vom Bergsee hinab in's Tal, stellt dort nun Wasser zur Verfügung.

Im zusätzlich angebrachten Steigrohr steht dabei die Wassersäule berghoch, weil...

...Flüssigkeiten in oben offenen und miteinander verbundenen Gefäßen gleichen Füllstand anstreben.

1.)

2.)

3.)

1.) Zwei eigenständige Versorgungs-Seen sollen nun im Tal, über ein Rohr miteinander verbunden sein. Liegen beide Bergsee-Wasserspiegel, oder angenommene Gleichspannungen in exakt gleicher Höhe vor, gibt es kein Problem.

2.) besteht diese Verbindung jedoch bei unterschiedlicher Höhe der Wasserspiegel, bzw. der elektr. Spannungen kommt es zum ungewollten Ausgleich.

3.) Wäre statt der direkten Rohrverbindung nun eine angemessen umfangreiche Gummimembran als Trennlage gespannt, welche der unterschiedlichen Wasserlast etwas durchgebogen standhält, ist ein Ausgleich-Desaster nach Bild 2.) ausgeschlossen. Diese trennende Membran ähnelt der Funktion: "Spalt", bzw. Dielektrikum und beschreibt einen Koppelkondensator. -Ein Gleichstrom kommt hier nicht durch.

Koppel-C

Zu verstärkende Signalspannung ist Wechselspannung. Wie ein Bleigewicht an seltsamer Kurbelscheibe plumst sie hier in den ersten Versorgungssee. Dabei wird Wasser verdrängt was den Wasserspiegel etwas ansteigen läßt. Diese Mehrlast wird die Gummimembran weiter zur anderen Seite drücken. Der "Einplumps-Impuls" wird hindurchgereicht. Die Wechselbewegung läßt beide Wasserspiegel jetzt um ihre Höhe schwanken, ohne das ein See den anderen befüllt. Mit einem Schwimmer auf der Oberfläche des zweiten See wäre die schwankende Wasserlast zu sehen.

So läßt sich über Koppelkondensatoren eine Signalspannung durch verschiedene Verstärker-Stufen führen, ohne dabei deren Betriebs-Gleichspannungen mit abzuleiten.

<-_Kondensatoren - eine LowLevel Sicht

Funktionsweise am Beispiel Röhrenverstärker

RaikWagner@gmx.de

dezemBär 2011

(2010)