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Ladung diese Elektronen nicht zum Schirmgitter durchlässt. Pentoden finden häufig in Endstufen Verwen-
dung.
4.6.4 Eigenschaften der Röhre
Im allgemeinen entstehen bei der Übersteuerung sowohl von Transistorschaltungen als auch von röhrenbasierten
Schaltungen Verzerrungen verschiedenster Arten. Diese in der Realität recht komplexen Phänomene werden
zur einfacheren mathematischen Beschreibung in lineare und nichtlineare Verzerrungen unterteilt. Lineare
Verzerrungen entstehen bei frequenzabhängigen Verstärkungen oder Dämpfungen, wie sie in allen Filtern oder
Klangregelungsschaltungen vorkommen. Linear verzerrte Signale enthalten am Ausgang dieselben Frequenz-
anteile wie am Eingang, nur mit anderer Phasenlage und Amplitude. Bei nichtlinearen Verzerrungen entstehen
zusätzliche Obertöne und Klirrkomponenten, die im Eingangssignal nicht vorhanden sind.
Wird z. B. die einfachste aller Schwingungen, eine Sinusschwingung mit fester Frequenz f, übersteuert, so
entstehen neue Schwingungen mit Frequenzen 2*f, 3*f, usw., die ganzzahlige Vielfache der Ursprungsfrequenz
sind. Diese neu gewonnenen Frequenzen werden als Obertöne oder Harmonische bezeichnet, die weiterhin in
geradzahlige und ungeradzahlige Harmonische unterteilt werden.
Die Röhre erzeugt nun, im Gegensatz zum Transistor, bei Übersteuerung vorwiegend geradzahlige Har-
monische, die vom Menschen als angenehm empfunden werden. Wichtig ist dabei auch die Tatsache, dass
die Röhre viel kontinuierlicher als der Transistor Verzerrungen produziert. Man spricht deshalb häufig auch von
einer Sättigung der Röhrenstufe. Die Übersteuerung von Transistoren bewirkt eine krass einsetzende rechtek-
kige Verformung des am Eingang anliegenden Sinussignals, das am Ausgang dann ein sehr extremes Oberton-
spektrum enthält.
Um die nichtlinearen Verzerrungen zu messen, verwendet man die Messgröße Klirrfaktor, die sich unterteilt in
Gesamtklirrfaktor [k] und Teilklirrfaktoren [k
einer einzelnen Harmonischen zur Spannung des verzerrten Gesamtsignals. So bezeichnet man den Anteil an
geraden Harmonischen mit k
Der Gesamtklirrfaktor wird aus der Wurzel der Summe der quadrierten Klirrfaktoren zweiter und dritter Ordnung
gebildet. Da höhere Harmonische das Messergebnis kaum noch beeinflussen, werden diese vernachlässigt.
Bei Röhrenschaltungen beschreibt der Klirrfaktor k
Weiterhin spielen auch die Frequenzbereiche, in denen die Verzerrungen auftreten ein wichtige Rolle, da das
menschliche Gehör speziell im Sprachbereich sehr differenziert unterscheidet.
4.6.5 Das Beste beider Welten
Trotz vieler Versuche ist es den Herstellern und Entwicklern bis heute nicht überzeugend gelungen, diese
positiven Eigenschaften der Röhre mit anderen Mitteln zu simulieren. Darüber hinaus ist die natürliche Fähig-
keit der Röhre zur weichen Begrenzung nur mit erheblich größerem Schaltungsaufwand nachahmbar. Deshalb
verbindet man heute hochwertige Halbleiter- mit der nötigen Röhrentechnik, um die gegenwärtigen Bedürfnisse
der Studiotechnik zu befriedigen. Dabei wird die Röhre nicht mehr in ihrer ursprünglichen Funktion als Mittel
zur Verstärkung benutzt, sondern dient mehr der spezifischen Klangformung.
TUBE ULTRAFEX T1954
]. Der Teilklirrfaktor ist definiert als das Verhältnis der Spannung
n
, k
, ... und ungeraden Harmonischen mit k
2
4
=
k
n
Formel zur Berechnung des Teilklirrfaktors
=
k
Formel zur Berechnung des Gesamtklirrfaktors
einen vom Menschen als angenehm empfundenen Effekt.
2
4. TECHNISCHER HINTERGRUND
, k
1
U
n
U
ges
+
2
2
k
k
2
3
, ... .
3
21
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