Wodurch entstehen die Oberschwingungen bei Röhrenaudioverstärkern?

"Oberwellen" entstehen an nichtlinearen Kennlinien der Elektronenröhren.

LG H.

eine Welle, deren Form nicht einer Sinuskurve entspricht, ist darstellbar als Überlagerung von Sinuswellen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache einer Grundfrequenz sind, sog. Oberschwingungen oder Harmonische. Der Übergang zwischen Wellenform und Obertonspektrum heißt Fourieranalyse bzw -synthese.

Alles, was eine Wellenform ändert, ändert damit auch das Obertonspektrum. Ein einfacher Fourieranalyzer ist direkt im Menschen eingebaut - nennt sich Innenohr.

Die Kathode der Röhren emittiert Elektroden, die sich zur Anode bewegen, Dazwischen ist das Gitter, welches den Elektronenfluß steuert. Wird nun die Gitterspannung sehr gering, kann sich die Zahl der Elektronen nicht weiter erhöhen, da einfach nicht mehr emittiert werden. Man spricht davon, dass die Röhre "in die Sättigung geht".

Diese Sättigung ist in der Kennlinie der Röhre kein harter Schnitt, sondern hat einen weichen Übergang. Das Signal wird verzerrt (die Verstärkung ist nichtlinear), aber durch den weichen Übergang klingt das musikalisch.

Beim Transistor ist das anders, hier ist die Betriebsspannung die Grenze, wodurch das Signal eher gekappt wird. Deshalb klingt eine übersteuerte Transistorstufe (ohne weitere Maßnahmen) ziemlich gräßlich.

Nochmal zum Thema Oberwellen: Eine oberwellenfreie Schwingung wäre eine Sinus-Schwingung. Sobald die Signalform von der reinen Sinusform abweicht, kommen Oberwellen hinzu. Man kann eine Signal entweder durch die Form der Schwingung beschreiben, oder durch eine Anzahl an Sinusschwngungen. Jede Signalform kann auch durch eine Summe aus Sinusschwingungen dargestellt werden (Fouriertransformation).

Wenn die Röhren nicht perfekt linear sind und zusätzliche Frequenzen erzeugen.

Rückkopplungseffekt würde ich sagen?