Miscellaneous

PAGE  03 

move to page 1 2 3 4 5   zurück  

Röhren und Röhrenverstärker -
eine längst vergangene Technik und dessen Wiederauferstehung.

Aufbau eines Stereo-Röhrenverstärkers mit je 6 EL34 pro Kanal für je 120 Watt pro Kanal.



Vorgeschichte: Ich hatte bereits vor ca. 8 Jahren mir "ultimative" passive Lautsprecherboxen für 200 Watt aufgebaut. Jede Box hat 12 Lautsprecher und eine sehr aufwendige Weiche. Die Bauanleitung wird später noch hier eingestellt.
Diese Boxen habe ich in meinem Bekanntenkreis mal zum Jux gegen 2 Infinty-Referenz Elektrostaten und einem Infinity Subwoofer "antreten" lassen und die Boxen für über 15.000,00 Euro haben nach Meinung aller Anwesenden eindeutig verloren. Allerdings haben meine "Kühlschränke" 
( 160cm x 50cm x 45cm ) einen Nachteil: Sie "saufen" beim Einschalten einen sehr tiefen Schluck aus der Pulle ( Einschaltstrom 14 bis 16 Ampere ! ). In den letzten Jahren wurden die Boxen von einem Denon A600 Verstärker angesteuert ( 2x 80 Watt ). Was ich nicht wusste, war dass dieser Verstärker intern mit integrierten Schaltungen des Typs SI1025H aufgebaut sind. Diese Hybrid-ICs sind nicht für diese Stromstärken ausgelegt. Der Einschaltstrom "killte" irgendwann im Laufe der Zeit den linken Kanal. Als ich dann mir den Schaltplan besorgte um den Verstärker zu reparieren war ich schockiert über die schlechte Absicherung der Endstufen. Aber das größte Problem war, dass diese Hybrid-ICs nicht mehr hergestellt werden und auch trotz intensiver Suche auch sonst nicht beschafft werden konnten. Als ersten Ersatz habe ich mir dann einen High-End MOSFET- Endverstärker aufgebaut mit 2 mal 200 Watt. Der hatte zwar einen glasklaren Klang, aber da ich eine umfangreiche Plattensammlung aus den Jahren 1935 bis 1980 habe ( über 1200 LPs ) war ich nicht sonderlich glücklich über das Ergebnis. Bei neueren CDs und Platten klang das Ganze richtig gut - aber - bei den älteren Platten war für meinen Geschmack der Klang zu "hart" oder irgendwie "technisch" oder "antiseptisch". Nach längerem Grübeln kam ich dahinter was mich störte: Diese alten Platten wurden alle noch zu einer Zeit aufgenommen, als die gesamte Studiotechnik und Aufnahmetechnik mit Röhren aufgebaut worden war. Die charakteristische Eigenschaft der Röhrenverstärker ist das "Clippen" des Verstärkers ( also die Spitzen der Frequenzen werden, wenn der Verstärker in die Vollausteuerung geht "beschnitten", also englisch "geclippt" ). Dies bedeutet bei der konsequenten Umsetzung des "High-End-Gedankens", dass dann bei der Wiedergabe dieser Platten unbedingt ein qualitativ hochwertiger Röhrenverstärker verwendet werden sollte. Der "antiseptische" Klang des MOSFET-Verstärkers wird verursacht von der "klinischen" Wiedergabe des Clippings.

Als nächstes wurde mir klar, dass bei meinen Boxen der Verstärker schon einen ziemlichen "Bums" braucht um diese "Kühlschränke" anzusteuern. Der angenehme Nebeneffekt wäre die Tatsache, dass die Boxen nicht mehr galvanisch gekoppelt wäre.... wenn die Boxen diese Saft ziehen wollen, bekommen sie nur das geliefert, was die sekundäre Wicklung des Ausgangsübertragers liefert. Ein Durchbrennen der Stufen wird damit praktisch unmöglich und die Boxen "laufen langsam" hoch - also quasi ein "Softstart", wo beim MOSFET-Verstärker eine seperate Schaltung erforderlich war.Auf Grund der erwünschten Daten des zu bauenden Verstärkers wurde nach und nach klar, dass ein Gehäuse sehr sehr stabil konzeptioniert werden müsste. Ich musste davon ausgehen, dass das zu erwartene Gewicht am Ende bei etwa 30 bis 35 Kg betragen würde. Am Ende entschied ich mich für 3mm gehärteten NE-Stahl - obwohl das Metall nur mit einem Plasmaschneider vernünftig bearbeitet werden kann - die Bearbeitung zu Hause also "flach" fiel. Die Maße waren ebenso heftig ( 60cm x 50cm x 15 cm ).

Als nächstes musste ich mir Gedanken darüber machen, wie ich den Platz im Gehäuse aufteilen würden. Da wären als erstes die Ausgangsübertrager auf M108-Kernen. Der Netztrafo war mit einem Kern von M120 auch nicht gerade "mini". Alleine diese drei Bauteile bringen satte 19 Kg auf die Waage. Die zu erwartenden elektromagnetischen Streufelder legten einen Aufbau nahe, bei dem ein möglichst großer Abstand zwischen diesen Bauteilen liegen sollte um Einstreuungen zu vermeiden. Darüber hinaus sollten die Kerne jeweils um 90 Grad zueinander gedreht sein. Alle drei Komponenten wurden auf dem Boden des Gehäuses festgeschweißt, damit die Stabilität gewährleistet wird. Anschließend habe ich etliche Stunden gegrübelt, wie die restlichen Komponenten in dem verbleibenden Raum verteilt werden. Immerhin sollten noch insgesamt - außer der beiden Endstufenplatinen noch 5 weitere Platinen für die Stromversorgung und Regelung und zwei relativ großen Drosseln Platz finden.

Damit die zusätzlichen Platinen noch Platz finden müssten die Endstufenplatinen sozusagen auf "Stelzen" gelagert werden. Dann wäre genug Platz vorhanden, damit für jeden Kanal je eine Platine für die elektronische Stromversorgungsreglung und eine Platine für die Siebung der Versorgungsspannung in der "Parkebene" untergebracht werden kann. Im "Mittelraum wäre dann genug Platz für die letzte Platine und die Siebdrosseln.

Als "Stelzen" für die hochgelegte Lagerung der großen Endstufenplatinen habe ich mich für je 6 je 14 cm hohe 5 mm Stahlgewindestangen entschieden. Diese wurden aus Stabilitätsgründen ebenfalls solide mit dem Boden verschweißt. Die  Gewindestangen würden dann auch sicherstellen, dass die Höhe der "oberen" Endstufenplatinen sozusagen "stufenlos nach Maß" eingestellt werden können.

Bevor die drei "Schwergewichte" an ihren endgültigen Positionen festgeschweißt worden waren, hatte ich natürlich schon einmal alle Komponenten lose im Gehäuse verteilt ,um die endgültigen Positionen zu ermitteln. dabei war ich zu der Erkenntnis gekommen, dass das Gehäuse trotz seiner üppigen Ausmaße reichlich knapp bemessen worden war. Wollte ich nun nochmals den Aufwand betreiben, um ein Gehäuse mit einer Tiefe von 55cm statt der vorhandenen Tiefe von 50cm zu besorgen ? Nach einigem tüffteln kam ich auf die Die Ausgangsübertrager an der Rückseite quasi als "Erker" herausstehen zu lassen, nachdem sowieso geplant war diese zu kapseln. Der verbleibende Raum würde ausreichen für die Kaltgerätebuchse, 2 Sicherungshalter und die 2 jeweils außen liegenden  Lautsprecherklemmenleisten.
Da im Gehäuse zum Teil hohe Spannungen geführt werden, habe ich zur Sicherheit auf der Innenseite alle Flächen mit mehreren Schutzschichten verschiedener Lacke "isoliert" ( Erst Grundierung, dann Plastikschutzlack, als nächstes eine Lage Hammerschlaglack und zum Abschluss nochmals eine  Lage Plastikschutzlack. Bei den Ausgangsübertragern wurden beim Einbau die Übertrager so eingebaut, dass die Anschlüssen für hohe Spannungen oben liegen und die sekundären Anschlüsse liegen unten. Als zusätzliche Isolation wurden unten jeweils zwei Streifen Pertinax mit Uhu Endfest300 eingeklebt und natürlich wurden die angelöteten Kabel noch zusätzlich mit Schrumpfschlauch isoliert.

Bei diesem Aufbau sind über dem Netztransformator und über dem Mittelabschnitt insgesamt drei Hauben geplant, welche erst nach Fertigstellung des Gerätes und dem Abgleich mit dem Oszilloskop mit dem Deckel verschweißt werden.

Die Ausgangsübertrager haben Anschlüsse für 4 Ohm, 8 Ohm und 16 Ohm Lautscprechersysteme sowie ein Anschluss für ein 100 Voltsystem. Die Gegenkoppelung wird vom 100 Volt-Anschluß aus über einen Widerstand ausgeführt.
Bei der Endstufenplatine wurde einiges an Aufwand betrieben. Als Eingangsstufe wird ein ECC83 verwendet, und als "Treiber" bzw. Phasendreher habe ich mich zunächst einmal für die "solide" Version mit den ECC82 entschieden. Beide Röhren werden selektiert nachdem ich diese auf meinem Röhrenprüfgerät ( Precession Aparatus Modell 4160 ) vollständig ausgemessen habe. Dasselbe gilt auch für die EL34 Sextette. 

Trotzdem habe ich die Schaltung so ausgelegt, dass jede einzelne EL34 über einen eigenen Trimmer mit einer individuellen Vorspannung versorgt wird. damit kann ein nahezu 100%-iger Gleichlauf aller Röhren im Sextett gewährleisten. In der Einmessphase werden jeweils immer nur zwei EL34 Paare mit dem Oszilloskop so eingestellt, dass das jeweilige Pärchen jeweils absolut symetrisch am Ausgang arbeitet. Erst nach dieser Einstellung werden dann die Pärchen untereinander symetriert. Danach wird erst die Gegenkopplung exakt eingemessen, damit das Ausgangssignal exakt dem Eingangssignal angeglichen bzw, der Klirrfaktor minimiert wird.

Der Eingang erfolgt über geschirmte Leitungen und einen mit MU-Blech gekapselten Eingangsübertrager. Die Kapsel wird direkt am zentralen Massepunkt geerdet für die Sicherung einer optimalen Abschirmung.
  Jede Endstufenplatine verfügt über eine zweistufige Spannungsstabilisierung.
Zunächst wird für jeden kanak die Anodenspannung über eine eigene Platine mit klassischer Kondensator und Drosselschaltung gesiebt. Jeder Versorgungszweig ist mit einer 15mH Drossel und zwei mal zwei 330 Mikrofarad Kondensatoren geglättet. Die dann noch verbleibende Restwelligkeit wird anschließend mittels eines POWER-MOSFETs so stabilisiert, dass die Anodenspannung "absolut" stabil ist ( Restwelligkeit < 0,25 Millivolt ). Darüber hinaus wird auf der Platine für die elektronische Regelung die allgemeine Vorspannung für die EL34 auf exakt -70 Volt stabilisiert ( Abweichung kleiner 0,1 % ).
  Die Röhrenheizspannung wird auf exakt 6,3 Volt mit Softstart exakt eingeregelt, mit einer theoretischen Restwelligkeit von unter 0,5 %.
  Die Ausschnitte im "Deckel" des Gehäuses sind bei allen Röhren im Radius um 7,5 Millimeter größer gewählt, als tatsächlich erforderlich wäre, damit sonstige Restwärme im Gehäuse hier problemlos entweichen kann.
     
  Hier ist die endgültige Anordnung der Komponenten ersichtlich. Die Stromversorgungsplatinen befinden sich unterhalb der Endstufenplatinen.
Wie man erkennen kann, hätte das Ganze ohne die weiter oben beschriebene "Erkerlösung" für die Ausgangsübertrager nicht gepasst.
    Bei der Fertigstellung des Verstärkers werden noch weitere Fotos und Details eingestellt.
  Diese Seiten sind noch in Bearbeitung !  

© Harro Walsh