Röhrenverstärker

Klassischer Röhrenamp

Bei Röhrenverstärkern werden zur Verstärkung des Signals Elektronenröhren eingesetzt. Obwohl in der Elektronik üblicherweise heutzutage nur noch selten Röhren eingesetzt werden (aufgrund von Größe, Gewicht, Wärmeentwicklung, Langzeitstabilität und aufwendiger Spannungsversorgung), ist das bei Gitarrenverstärkern aufgrund der speziellen Übertragungseigenschaften nicht 

Über die Dynamik hinausgehend hat bei Röhren das Verhalten bei Übersteuerung (englisch „Overdrive“) des Verstärkers besondere Bedeutung: Dieses ist ein Zustand, in dem so starke Signale erzeugt werden, dass der Verstärker nicht mehr in der Lage ist, sie originalgetreu wiederzugeben. Die Folge ist eine Verzerrung des Signals.

Dabei lassen sich – bedingt durch den quasi modularen Aufbau moderner Röhrenverstärker (eine oder zwei hintereinandergeschaltete „Vorstufen“ sowie eine „Endstufe“) – unterschiedliche Verzerrungen erzeugen. Die Vorstufen werden üblicherweise mit Triodensystemen (Doppeltrioden ECC81, ECC82, ECC83) realisiert, die Endstufen mit Leistungspentoden (6L6, 6V6, EL84, EL34 u. a.). Übersteuert man die Vorstufe, erhält man schon ein verzerrtes Signal am Eingang der Endstufe und kann so, indem man die Endstufe herunterregelt, dieses verzerrte Signal mit relativ geringer Spannung an die Lautsprecher leiten. Von Vorteil ist dabei die geringe Gesamtlautstärke, allerdings ist der Klang verglichen mit dem einer verzerrenden Endstufe auch nicht derselbe.

Bei den ersten Röhrenverstärkern aus den 1950er Jahren konnte man die Vorstufen kaum übersteuern, sondern die Verzerrung wurde dadurch erreicht, dass man den Verstärker so laut wie möglich einstellte. Das bedeutet, die Endstufenröhren wurden übersteuert und der Übertrager (eine Form von Transformator zwischen Röhren und Lautsprecher zur Impedanzanpassung) ging in die Sättigung, was den berühmten Klang von Gitarristen wie etwa Jimi Hendrix oder Alvin Lee (Ten Years After) ausmachte.

Solch ein Signal als Kurve auf einem Oszilloskop ist nebenstehend abgebildet. Man sieht, dass die Signalspitzen abgeflacht werden. Mit steigender Leistung wird dieser Effekt stärker.

Nachrichtentechnisch gesprochen werden dem Signal bei Eintakt-Röhrenverstärkern zunehmend geradzahlige Harmonische (Obertöne) hinzugefügt und das Signal wird zunehmend weich begrenzt (soft clipping). Transistorverstärker arbeiten dagegen bis zur Maximalleistung linear; werden sie übersteuert, setzt die Begrenzung („Clipping“) schlagartig ein. Durch die näherungsweise Rechteckform des Signals treten sehr hohe Frequenzanteile (Fourieranalyse) und aufgrund der verwendeten Gegentaktschaltungen ungeradzahlige Harmonische auf.

Der Höreindruck des verzerrenden Röhrenverstärkers wird als „dichter“, „lauter“, „rauer“, „fetziger“ beschrieben als bei nicht übersteuerter Einstellung. Dieser Klang ist in allen Sparten der Rockmusik äußerst wichtig und als typischer „E-Gitarren-Sound“ Bestandteil z. B. der Musik-Stilrichtungen Hard Rock und Heavy Metal.

Vermutlich aufgrund des gutwilligen Übersteuerungsverhaltens und der aufgrund des höheren Innenwiderstandes der Röhrenverstärker ausgeprägteren Eigenresonanzen der Lautsprecher ist folgende Faustregel verbreitet: Gleiche Ausgangsleistung → Röhre klingt doppelt so laut wie entsprechende Transistorleistung. Allerdings ist dabei zu beachten, dass der Lautstärke-Eindruck (Lautheit) nur subjektiv zu beschreiben ist, mit steigender Ausgangsleistung nur etwa logarithmisch ansteigt und überdies von der Frequenz abhängt.

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DoctorSalvatore schrieb am 01.09.2013 21:22 answer

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