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Kom­men­ta­re schal­te ich frei, nach­dem ich sie mir ange­se­hen habe. Dabei kann es zu klei­nen Ver­zö­ge­run­gen kom­men.

Wegen ver­stärk­ten Auf­kom­mens von Kom­men­tar-Spam habe ich ein Plug­in instal­liert, das sol­che Stö­run­gen unter­bin­den soll. Soll­te ein berech­tig­ter Kom­men­tar nicht eini­ger­ma­ßen zeit­nah von mir frei­ge­schal­tet wer­den, ist er viel­leicht dem Plug­in zum Opfer gefal­len. In die­sem Fall bit­te per Email nach­ha­ken!

MiMü am 12.April 2017:

Vollverstärker mit 5654 und EL84

Recht­zei­tig zu Ostern fer­tig gewor­den – der Voll­ver­stär­ker mit 5654 und EL84

Recht­zei­tig zu Ostern fer­tig gewor­den – der Voll­ver­stär­ker mit 5654 und EL84

Schon lan­ge lag ich Seg­schnei­der mit mei­ner Vor­stel­lung in den Ohren, dem­je­ni­gen mei­ner bei­den Söh­ne, der kein Vinyl­hö­rer ist, einen Voll­ver­stär­ker bau­en zu wol­len. Der Sohn benö­tigt kei­nen (beröhr­ten) Pho­no­vor­ver­stär­ker, der auf zusätz­li­che Pege­lan­he­bung durch eine LINE-Stu­fe ange­wie­sen wäre und die sonst in Fra­ge kom­men­den Signal­quel­len sind hoch­pe­ge­lig genug - wozu dann die LINE? Es liegt also nahe, ledig­lich eine End­stu­fe mit Quel­len­wahl­schal­ter und Pegel­stel­ler haben zu wol­len.

Seg­schnei­der moch­te sich mit mei­ner Idee nur wider­wil­lig beschäf­ti­gen - er denkt eine Anla­ge immer in getrenn­ten Kom­po­nen­ten und dann gehört die LINE für ihn ein­fach dazu. Außer­dem ist ein Ver­stär­ker vom Schla­ge der in die­sem Blog schon bespro­che­nen PL82-End­stu­fe zwin­gend auf die LINE ange­wie­sen, da man aus tech­ni­schen Grün­den nicht ein­fach ein Poten­tio­me­ter als Pegel­stel­ler an den Ein­gang hän­gen darf.

Seg­schnei­der erklärt, war­um:

Der tech­ni­sche Grund ist ein­fach der: die Span­nungs­ge­gen­kopp­lung an der Vor­röh­re, wie sie zum Bei­spiel im PL82-End­stu­fen-Ent­wurf aus­führ­li­cher erklärt ist, ist dar­auf aus­ge­legt, vom vor­ge­schal­te­ten Gerät eine Quell­im­pe­danz ange­bo­ten zu bekom­men, die (a) unver­än­der­lich ist und (b) recht klein, etwa 1,5 kΩ oder weni­ger. Ist die vor­ge­schal­te­te Quell­im­pe­danz aber ein 100 kΩ-Poti, stimmt bei­des nicht mehr. Weder ist die Quell­im­pe­danz dann klein (klein in Rela­ti­on zu dem Git­ter­wi­der­stand von 100 kΩ!), noch ist sie kon­stant. Die Schal­tung wür­de also nicht mehr so funk­tio­nie­ren, wie sie berech­net ist.

Ent­spre­chend über­rascht war ich, als mein Freund mir neu­lich doch einen Vor­schlag für einen Voll­ver­stär­ker vor­leg­te.

Die Schaltung

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Schaltplan Vollverstärker mit 5654 und EL84

Schalt­plan Voll­ver­stär­ker mit 5654 und EL84

Las­sen wir zunächst Seg­schnei­der zu Wort kom­men:

Es wur­de bereits begrün­det, dass bei der Ver­wen­dung eines Poten­tio­me­ters am Ein­gang eine Span­nuns­ge­gen­kopp­lung von der Anode aufs Git­ter der ers­ten Röh­re nicht infra­ge kommt. Trotz­dem ist es aber wich­tig, eine mög­lichst sta­bi­le Ver­stär­kung der ers­ten Röh­re zur Ver­fü­gung zu haben, da der Ent­wurf eine Gegen­kopp­lung ver­wen­det, die natür­lich von der Ver­stär­kung der ers­ten Röh­re mit abhängt und die zudem direkt auf die Katho­de die­ser ers­ten Röh­re ein­kop­pelt. Des­halb wur­de hier eine Ein­gangs­röh­re aus­ge­wählt, die 5654, die nach mei­ner - selbst­ver­ständ­lich sub­jek­ti­ven und begrenz­ten - Erfah­rung recht sta­bil läuft, wenn man sie mit den Nenn­wer­ten betreibt - das sind 10 mA und 2 V an der Katho­de. Der Katho­den­wi­der­stand von 200 Ohm reicht gera­de so hin, um die Gegen­kopp­lung zu rea­li­sie­ren. Für die End­röh­ren wur­de eine regel­ba­re Fest­git­ter­span­nung ein­ge­setzt; sie erlaubt es, klei­ne­re Ungleich­hei­ten der bei­den End­röh­ren (wie sie durch Exem­plar­streu­ung oder Alte­rung auf­tre­ten kön­nen) aus­zu­glei­chen. Die Fest­git­ter­span­nung soll­te so ein­ge­pe­gelt wer­den, dass durch bei­de End­röh­ren ein gleich­ho­her Strom - also 34 mA - fließt. Auch dies dient einem sta­bi­len Betrieb des Ver­stär­kers.

Die Netzteile

Die bei­den iden­ti­schen Netz­tei­le des Voll­ver­stär­kers ver­wen­den zwei glei­che Trans­for­ma­to­ren alter Fer­ti­gung. Ich mag hier kein Fabri­kat ange­ben, denn dann könn­te es sein, dass ein Nach­bau­in­ter­es­sent auf das Auf­tau­chen des erhoff­ten Traf­o­pär­chens end­los war­ten müss­te.

Die rich­ti­ge Vor­ge­hens­wei­se ist die: man schal­te der Hoch­volt-Sekun­där­wick­lung eines viel­leicht infra­ge kom­men­den Tra­fo-Test­lings eine Gleich­rich­ter­brü­cke und einen Lade­el­ko von 47µF/450V nach. Die am Lade­el­ko lie­gen­de Gleich­span­nung wird mit ca. 45mA belas­tet (Hoch­last­wi­der­stän­de ver­wen­den). Ist der Tra­fo in der Lage, über einen Zeit­raum von einer Stun­de unter die­ser Belas­tung etwa 325V Gleich­span­nung am Lade­el­ko zu lie­fern und dabei nicht so heiß zu wer­den, dass man ihn nicht mehr anfas­sen kann, kann man ihn und sei­nen iden­ti­schen Zwil­ling ein­set­zen. Das kön­nen sehr vie­le Aus­bau-Netz­tra­fos aus der Röh­ren­ra­dio-Ära.

Bei die­sen Mes­sun­gen ist ein Trenn­tra­fo zu ver­wen­den, sie­he Gefah­ren­hin­weis. Das wei­te­re Vor­ge­hen beim Ent­wurf des Netz­teils ist hier beschrie­ben.

Sieb­ket­ten

Dazu hier das Schalt­bild mei­nes Netz­teils (für einen Kanal!):
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Netzteil (ein Kanal) Vollverstärker

Netz­teil (ein Kanal) Voll­ver­stär­ker

Bei Belas­tung mit 44mA ste­hen bei dem von mir gerech­ne­ten Netz­teil +329V am Lade­el­ko an. Dar­auf folgt eine drei­stu­fi­ge RC-Sieb­ket­te mit einer Dämp­fung (bei 100Hz Stör­si­gnal) von -110db. An deren Ende ste­hen bei 44mA Belas­tung +265V für die Ver­sor­gung der End­röh­re zur Ver­fü­gung. An die­sem Punkt setzt auch eine zwei­te, dies­mal zwei­glied­ri­ge RC-Sieb­ket­te an, die even­tu­el­le Stör­si­gna­le um wei­te­re 70dB dämpft und an ihrem Aus­gang bei 10mA Belas­tung noch +235V für die Ver­sor­gung der Vor­röh­re zur Ver­fü­gung stellt.

Die hohe Gesamt­dämp­fung von -180dB trägt wesent­lich dazu bei, dass der hier gezeig­te Auf­bau in Bezug auf Stör­si­gna­le abso­lut still ist. Ange­neh­mer Neben­ef­fekt: die durch die zwei­te Sieb­ket­te ent­ste­hen­de hohe Ent­kopp­lung der Ver­sor­gungs­span­nun­gen von Vor- und End­röh­re ver­hin­dert das berüch­tig­te Auf­schau­keln der End­stu­fe (motor­boa­ting).

Es hilft nix: mei­ne im Schalt­plan des Netz­teils ange­ge­be­nen Bau­teil-Wer­te stim­men zunächst mal nur für die Tra­fos, die ich ver­wen­de. Beim Ein­satz ande­rer Tra­fos ist die Dimen­sio­nie­rung der Sieb­ket­te wahr­schein­lich neu zu rech­nen. Wie das geht, ist ein­ge­hend beschrie­ben in mei­nem Bei­trag zu RC-gesieb­ten Netz­tei­len hier in die­sem Blog.

Gittervorspannungs-Netzteil

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Schaltplan Gittervorspannungs-Netzteil

Schalt­plan Git­ter­vor­span­nungs-Netz­teil

Die nega­ti­ven Git­ter­vor­span­nun­gen für die bei­den End­röh­ren wer­den mit einem eige­nen klei­nen Netz­teil erzeugt. Auf der Pla­ti­ne befin­det sich eine ein­fa­che Sieb­ket­te mit RC-Glie­dern, aller­dings mit sehr hoher Dämp­fung bezo­gen auf 100Hz. Die Sta­bi­li­sie­rung erfolgt mit einer Zen­er­di­ode, über Spin­del­trim­mer wer­den die bei­den Aus­gangs­span­nun­gen jus­tiert.

Gittervorspannungs-Netzteil

Git­ter­vor­span­nungs-Netz­teil

Die­ses Modul habe ich zwei Audio­freun­den zu ver­dan­ken - vom einen kommt die Schal­tung, der ande­re gab mir die Pla­ti­ne und den Tra­fo. Bei­den sei herz­lich gedankt!

Röhrenbestückung

Durch den Ein­satz von Aller­welts­röh­ren wie der 5654 und der EL84 eig­net sich die­ses Gerät her­vor­ra­gend zum tube rol­ling. Seg­schnei­der und ich haben in die­ser Rich­tung aller­dings noch wenig unter­nom­men - der­zeit wer­keln hier als SIEMENS gela­bel­te EL84 von VALVO - die 5654 sind blau gela­belt und eben­falls von VALVO. Das funk­tio­niert sehr zufrie­den­stel­lend, ist aber nur eine von vie­len Mög­lich­kei­ten. Der geneig­te Nach­bau­er möge selbst ent­schei­den, wie­viel Ener­gie (und Geld) er in wei­te­re Ver­su­che ste­cken möch­te.

Ausgangsübertrager

Der Schalt­plan ist auf die Ver­wen­dung von gut erhält­li­chen Aus­gangs­tra­fos der Fir­ma rein­hö­fer elec­tro­nic aus­ge­legt, und zwar der Typen 53.61U (mit M65-Kern) oder 53.71U (mit M74-Kern). Die­se Tra­fos stel­len ein ehr­li­ches Pro­dukt mit sehr gutem Ver­hält­nis von Preis und Leis­tung dar, mit dem das Hören bei Ein­satz im beschrie­be­nen Voll­ver­stär­ker rich­tig Spaß macht.

Es sei aber nicht ver­schwie­gen, dass Stei­ge­run­gen mög­lich sind, wenn man deut­lich tie­fer in die Tasche greift. Die Auto­ren bevor­zu­gen Aus­gangs­über­tra­ger mit Schnitt­band­ker­nen, mit deren Grö­ße man bei einem Ver­stär­ker mit zu erwar­ten­der Aus­gangs­leis­tung von unter einem Watt pro Kanal aller­dings nicht zu über­trei­ben braucht - ein SM65- oder SM74-Kern reicht hier alle­mal aus.

Wich­tig: bei Ver­wen­dung ande­rer als der hier genann­ten Über­tra­ger ist dar­auf zu ach­ten, wie hoch der Kup­fer­wi­der­stand von deren Pri­mär­wick­lung ist. 400Ω ist der hier gefor­der­te Wert. Bei weni­ger als 400Ω ist ein Wider­stand in Rei­he zu schal­ten (sie­he Schalt­plan), ist er höher, muss die Ver­sor­gungs­span­nung der End­röh­re um den Betrag erhöht wer­den, um den sich der Span­nungs­ab­fall am Aus­gangs­tra­fo erhöht.

Bei­spiel: bei einem Ruhe­strom der End­röh­re von 34mA fal­len an 400Ω Kup­fer­wi­der­stand der Pri­mär­wick­lung 0,034A x 400Ω = 13,6V ab. Bei glei­chem Ruhe­strom und ange­nom­me­nen Rcu von 600Ω wären es 0,034A x 600Ω = 20,4V. Die Ver­sor­gungs­span­nung der End­röh­re müss­te dann um den Unter­schieds­be­trag von 6,8V erhöht wer­den. Das macht Ein­grif­fe in die Sieb­ket­ten von End- und Vor­röh­ren erfor­der­lich. Even­tu­ell sind die Git­ter­vor­span­nun­gen der End­röh­ren nach­zu­jus­tie­ren.

Ein­satz als Kopf­hö­rer­ver­stär­ker

Im Pro­dukt­ka­ta­log der Fir­ma Rein­hö­fer fin­den sich Tra­fos, bei deren Ein­satz man mit dem hier beschrie­be­nen Voll­ver­stär­ker sicher­lich eine her­vor­ra­gen­de Kopf­hö­rer­wie­der­ga­be erzie­len kann. Gemeint sind die Typen 53.61U50 und 63.61U80.

Aktua­li­sie­rung 13.04.2017: Herr Bey­er von der Fir­ma Rein­hö­fer teilt mir soeben mit, dass der Pri­mär­wick­lungs-Kup­fer­wi­der­stand der Über­tra­ger 53.61U50 und 63.61U80 bei Beschal­tung auf 10kΩ Impe­danz 400 bis 420Ω beträgt. Damit sind sie im hier beschrie­be­nen Gerät ohne wei­te­re Ände­run­gen gegen die für Laut­spre­cher­be­trieb bestimm­ten Typen aus­tausch­bar.

Ein unerwartetes Problem und dessen Lösung

Nach­dem das Gerät fer­tig, getes­tet und für gut befun­den war, wur­de das Gehäu­se mit der zuge­hö­ri­gen Hau­be aus Stahl­blech geschlos­sen. Gro­ßer Schreck: nach dem Wie­der­ein­schal­ten lau­tes mecha­ni­sches Brum­men - das Gehäu­se gab ein Dau­er­ge­räusch von sich wie ein lau­fen­der Kühl­schrank. Die bei­den Netz­tra­fos ver­setz­ten das Stahl­blech in Schwin­gun­gen. Eigent­lich kein Wun­der: die obe­re Flä­che der Tra­fos und das obe­re Gehäu­se­blech haben nur ein paar mm Abstand.

Drei Maß­nah­men im Ver­bund mach­ten dem Pro­blem ein Ende:

  • zunächst klei­de­te ich das Stahl­blech­ge­häu­se mit einer alu­be­schich­te­ten gewe­be­ar­ti­gen Wär­me­schutz­fo­lie aus der Auto­in­dus­trie aus (von einem Freund, der in der Bran­che arbei­tet), seit­dem klingt die Hau­be beim Drauf­klop­fen nicht mehr ble­chern, son­dern tro­cken-dumpf wie ein Stück Holz – Anteil am Erfolg: 20%.
  • danach leg­te ich die das Pro­blem ver­ur­sa­chen­den (iden­ti­schen) Netz­tra­fos gegen­pha­sig ans Netz, dadurch hoben sich die bei­den magne­ti­schen Wech­sel­fel­der zum gro­ßen Teil auf – Anteil am Erfolg: 50%! (Eine Idee, die mir im Wald beim Hun­de­spa­zier­gang gekom­men ist).
  • schließ­lich kleb­te ich auf bei­de obe­ren Flä­chen der Tra­fos so vie­le Lagen der erwähn­ten Folie, dass bei Schlie­ßung des Gehäu­ses die­ses stramm auf den Tra­fos auf­liegt – Anteil am Erfolg: 30%. Ich neh­me an, vor die­ser Maß­nah­me war ober­halb der Tra­fos ein Schwin­gungs­bauch und jetzt ist dort ein Schwin­gungs­kno­ten ent­stan­den.

Nun hört man schon in einem hal­ben Meter Abstand nix mehr davon, nach­dem es vor­her den Hör­ge­nuss ordent­lich beein­träch­tig­te.

  • einen Pfeil hat­te ich noch im Köcher: ich hät­te einen der bei­den Netz­tra­fos gegen­über dem ande­ren auf der Hoch­ach­se um 90° ver­dre­hen kön­nen. Gut mög­lich, dass auch das eine heil­sa­me Wir­kung gehabt hät­te, aller­dings scheu­te ich den damit ver­bun­de­nen Umbau.

Fazit:

Der Ver­stär­ker ver­hält sich vom ers­ten Ein­schal­ten an elek­trisch abso­lut still - das heißt: kei­ner­lei Brumm, bei offe­nen Ein­gän­gen mini­ma­les Rau­schen (Ohr­kon­takt mit der Pap­pe des Green­co­ne), bei kurz­ge­schlos­se­nen Ein­gän­gen: nichts, not­hing, rien, nada, nien­te …

Das Klang­bild ist nach oben hin sehr luf­tig-offen, mit aus­ge­gli­che­nen Mit­ten und respek­ta­blen Tie­fen. Hohe Räum­lich­keit, dadurch Klang­er­eig­nis­se gut ort­bar, brei­te Büh­ne. Alles in allem ein äußerst zufrie­den­stel­len­des Ergeb­nis. Wie sagt man so schön: “… da staunt der Laie, und der Fach­mann (in die­sem Fall Freund Seg­schnei­der) wun­dert sich!”

Abschließend einige Bilder vom Aufbau des Vollverstärkers:

Alle Abbil­dun­gen © 2017 by Micha­el Münch
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