Die folgende Schaltung aus [1] dient zur Einstellung der Tiefen (Bass) und ist für Röhrenvorstufen in NF-Verstärkern vorgesehen. Gegenüber der Mitteleinstellung des Potentiometers, bei der ein exakt konstanter Frequenzgang mit der “Verstärkung” 0,5 (d.h. einer Dämpfung um Faktor 2) vorliegt, können die tiefen Töne sowohl angehoben als auch gedämpft werden. Für ω→∞ kommt man unabhängig von der Potentiometerstellung auf den Verstärkungsfaktor 0,5. Diese Schaltung findet in [2] zusammen mit einer aktiven Röhrenstufe zur Höheneinstellung Anwendung, wobei auf die UKW-Doppeltriode UCC85 zurückgegriffen wurde. Literatur
- Blencowe, M.: Designing Tube Preamps for Guitar and Bass. Wem publishing, 2012, 2nd Edition, S. 198.
- Röbenack, K.: Audioverstärker mit Röhrenvorstufe - Einfache Schaltungen zum Selberbauen. Printed by CreateSpace, Juli 2014, ISBN 978-1500482206, Abschnitt 4.2.
Schaltung des Klangreglers
Berechnung des Frequenzgangs
Die Netzwerkgleichungen werden über Maschenstromanalyse aufgestellt. Für die erste Masche (Eingangsspannung $U_1$, über $R_1$, $C$ und $R_2$) erhält man
\[R_1I_1+\frac{1}{sC}I_1-\frac{1}{sC}I_2+R_2I_1-U_1=0,\]für die zweite Masche (über $C$ und $R_3$) ergibt sich die Beziehung
\[\frac{1}{sC}I_2-\frac{1}{sC}I_1+R_2 R_3=0.\]In Matrixnotation kann man die Gleichungen folgendermaßen formulieren:
\[\begin{pmatrix} R_2+R_1+\frac{1}{s\,C} & -\frac{1}{s\,C}\cr -\frac{1}{s\,C} & R_3+\frac{1}{s\,C}\end{pmatrix} \begin{pmatrix}I_1 \\ I_2\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}U_1 \\ 0\end{pmatrix}.\]Aus dieser Gleichung erhält man die Maschenströme $I_1$ und $I_2$. Die Ausgangsspannung $U_2$ ergibt sich aus
\[U_2=I_1\,R_2+a\,I_2\,R_3 =\frac{\left( \left( s\,C\,R_2+a\right) \,R_3+R_2\right) \,U_1}{\left( s\,C\,R_2+s\,C\,R_1+1\right) \,R_3+R_2+R_1} .\]Die Übertragungsfunktion ist der (komplexe) Verstärkungsfaktor zwischen $U_1$ und $U_2$:
\[G(s)=\frac{\partial U_2}{\partial U_1}= \frac{\left( s\,C\,R2+a\right) \,R3+R2}{\left( s\,C\,R2+s\,C\,R1+1\right) \,R3+R2+R1}.\]Amplitudenfrequenzgang
Für die Parameter $R_1=R_2=100\,k\Omega$, $R_3=1\,M\Omega$ und $C=10\,nF$ erhält man in Abhängigkeit von der Poteniometerstellung $a\in[0,1]$ folgenden Frequenzgang:
