Anatomie der Röhrenamps IV: Der Ausgangsübertrager

Damit Endröhren (EL34, 6L6, etc.), die mit Hochspannung von mehreren hundert Volt arbeiten, ihre Leistung an den Lautsprecher abgeben können, benötigt jeder Röhren¬verstärker einen Ausgangsübertrager. Dieser arbeitet nicht nur als Bindeglied zwischen der hochohmigen Röhrenschaltung und dem niederimpedanten Lautsprecher, sondern auch als ein wichtiges klangformendes Bauteil.

Elektronenröhren arbeiten gewöhnlich mit sehr hohen Spannungen und vergleichsweise kleinen Strömen. Die elektrische Ausgangsleistung, die das Produkt aus Strom und Spannung ist, kann aus dem Ausgangskennlinienfeld der Röhre ermittelt werden. Damit diese Leistung optimal an einen Lautsprecher abgegeben werden kann, wird der Ausgangsübertrager eingesetzt, der die hochohmige Röhre an den niederimpedanten Lautsprecher anpasst, deren Größenunterschied gewöhnlich Faktor 200 bis 1500 beträgt. Das Anpassungsverhältnis hängt nur von dem Windungs¬verhältnis von Primär- zu Sekundärseite ab. Die Röhre „sieht“ durch den Transformator eine hochohmige Last und arbeitet so im optimalen Bereich, während der Lautsprecher eine Spannungsquelle „sieht“, deren Impedanz in etwa gleich der Lautsprecherimpedanz ist.

In der Realität kann ein Ausgangsübertrager seine Aufgabe nur in einem bestimmten Frequenzbereich ausführen. Für einen Audioübertrager – also auch für den eines Gitarrenverstärkers – muss zumindest der Hörfrequenzbereich gut übertragen werden, wobei „gut“ bedeutet, dass der Betrags- und Phasenfrequenzgang innerhalb der Bandbreite möglichst konstant sein soll. Eine konstanter Frequenzgang bis zur maximal hörbaren Frequenz von ca. 16kHz-20kHz ist allerdings in den seltensten Fällen ausreichend, da die meisten Röhrenendstufen mit einer Gegenkopplung arbeiten und somit eine deutlich höhere Bandbreite benötigen.

Eine große Bandbreite wird in der Regel durch eine aufwändige Wickeltechnik erreicht, was den Ausgangsübertrager teuer macht. Viele Hersteller sparen Geld, indem der Ausgangsübertrager so einfach wie möglich aufgebaut wird, was sich in einer niedrigen Bandbreite zeigt. Sehr teure und qualitativ höchstwertige Übertrager findet man im HiFi-Bereich, die eine Bandbreite im dreistelligen kHz-Bereich aufweisen.

Eine höhere Bandbreite ist gleichbedeutend mit einer hohen Impulstreue. Die obere Abbildung zeigt die Bandbreiten zweier Ausgangsübertrager (links) und die dazugehörige Antwort auf einen kurzen Rechteckpuls (rechts).

Neben dem Einfluss der Bandbreitenbegrenzung auf den Klang sind nichtlineare Effekte gerade bei Gitarrenverstärkern von großer Bedeutung. Der Ausgangsübertrager arbeitet im Idealfall bei niedriger Aussteuerung weitgehend verzerrungsfrei und fügt dem Signal mit steigender Aus¬gangs¬leistung immer mehr subtile harmonische Oberschwingungen hinzu, bis er bei Vollaussteuerung seinen wichtigen Anteil an der charakteristischen Endstufenzerrung liefert. Hierbei hängt der Grad der Verzerrung davon ab, wie sich die magnetische Flussdichte im Trafo-Kern der Sättigungsfeldstärke des Kernmaterials nähert bzw. diese überschreitet.

Die Trafo-Auslegung muss bei einem Gitarrenverstärker also nicht nur nach rein technischen, sondern auch nach künstlerischen Gesichtspunkten erfolgen.

Unsere Ausgangsübertrager sind durch Dimensionierung, Aufbau und Wickeltechnik perfekt auf ihren Einsatz im Gitarrenamp abgestimmt. Es werden geringe Streuinduktivitäten und Koppelkapazitäten erreicht, wodurch die Bandbreite vergleichbar mit der von HiFi-Übertragern ist. Daraus resultiert das hervorragende Impulsverhalten, das unseren TPA301 auszeichnet. Überdimensionierte Kupferdrähte sorgen dafür, dass unsere Trafos auch unter Volllast kaum warm werden und die Lebensdauer praktisch unbegrenzt ist. Dies ist ein eindeutiges Qualitäts¬merkmal. Nicht zuletzt der Einsatz besonders hochwertiger Trafobleche mit hoher Sättigungsflussdichte ermöglicht flache Bauformen, sodass der TPA301 Überträger in das 1HE Gehäuse passt.

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