Ausführliche Dokumentation (PDF, 14,9 MB) - EMSP - TU Berlin

TIGRIS Elektronik GmbH TU-Berlin Plasma-Lautsprecher BLACK CAT PLASMA
Der Oszillatorteil und die Abschirmung.
Die im Sommersemester 2006 bewährte Schaltung (zurückgehend auf U. Haumann, siehe
www.plasmatweeter.de) wurde praktisch unverändert beibehalten, jedoch in einigen Details
modifiziert. Der Oszillatorteil wurde vollständig abgeschirmt.
Beim mechanischen Aufbau des Oszillatorteils wurde bewußt ein anderer Weg eingeschlagen, als
man ihn bei den kommerziell erhältlichen Plasma-Hochtönern meist sieht: Das Abschirmgehäuse
wurde so ausgeführt, daß eine Schallabstrahlung nach allen Seiten möglich ist. Die meisten
kommerziell erhältlichen Plasma-Hochtöner nutzen dagegen einen den Schall richtenden Trichter.
Zudem wurde das Gehäuse so ausgeführt, daß die Güte der Tesla-Coil nicht durch in ihrer Nähe
befindliche Metallteile beeinträchtigt wird. Dies wird zum Einen durch eine großzügige Bemessung
des Gehäuses aber auch durch eine Anordnung der Komponenten in zwei „Stockwerken“,
entsprechend des Signalflusses, erreicht.
Die Abmessungen des Gehäuses wurden so gewählt, daß die Gehäusewände nur so nahe an die
Tesla-Coil herankommen, daß sich in dem durch es umschlossenen Bereiches 95% des von ihr
erzeugten magnetischen Flusses befinden. Damit sollen ohmsche Verluste durch Induktion in das
eine Kurzschlußwindung darstellende Gehäuse vermieden werden. Hierzu ist ein Radius von 10cm
um die Spule von Metallwänden freizuhalten.
Die die Abschirmung durchdringenden Leitungen wurden mit Durchführungskondensatoren durch
diese hindurchgeführt.
Anstelle der bisher verwendeten EL519 wird nun die PL519 verwendet, da deren geringerer Heizstrom
(bei höherer Spannung) die Zuführung der Heizenergie durch das Anschlußkabel erleichtert. Es
wurden zudem verschleißarme Spezialelektroden von Magnat anstelle der bisherigen Wolfram-
Schweißelektroden verwendet. Eine Betriebsanzeige wurde hinzugefügt, die das Anschwingen des
Oszillators und damit den richtigen Zeitpunkt für das manuelle Zünden der Plasmaflamme anzeigt.
Der Kondensator C1 verhindert, daß die Anodengleichspannung auf die Tesla-Coil und damit die
Elektrode gelangen kann. Da die Elektrode prinzipiell berührbar ist, darf an dieser Stelle keine
lebensgefährliche Gleichspannung anstehen. Bei einem Kurzschluß zwischen Elektrode und dem
kapazitiven Abgriff für die Mitkopplung verhindert C1 eine positive Gleichspannung am Steuergitter
der Oszillatorröhre, die zu deren sofortiger Zerstörung führen würde. Ein derartiger Kurzschluß kann
etwa durch eine Fehlleitung der Plasmaflamme in Folge von Luftzug auftreten. Der in der
Originalschaltung vorgesehene Kondensator vor dem Steuergitter kann entfallen, da C1 ausreicht.
Da C1 sicherheitsrelevant ist, wird hier ein HF-Leistungskondensator mit einer Nennspannung von
mehreren kV eingesetzt.
Die HF-Schwingung wird durch, kapazitiv gekoppelte, Rückführung der Spannung an der Elektrode
auf das Steuergitter der Oszillatorröhre erregt. Damit ist die Oszillatorfrequenz immer gleich der
Eigenfrequenz der Tesla-Coil, womit dann die Änderung dieser Eigenfrequenz durch die
unterschiedliche Größe der Plasmaflamme bei verschiedenen Modulationsgraden durch den
Oszillator nachvollzogen wird. Die Modulation erfolgt durch Variation der Schirmgitterspannung der
Oszillatorröhre mit dem Audio-Signal. Mit steigender Schirmgitterspannung der Oszillatorröhre erhöht
sich die Verstärkung der Oszillatorröhre, was dann zu einem Mehr an HF-Leistung führt. Die
Oszillatorröhre wird mit 700V versorgt. Die Spannung an der Elektrode beträgt ca. 10 kV.
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