Freitag, 20. Dezember 2013

"1-Röhren-Endstufen"

Die Aussage, das ein jedes Bauteil, egal ob passiv oder aktiv, einen mehr oder weniger großen Einfluß auf das Musiksignal ausübt, hatte ich mir schon früh zu Herzen genommen. Später bekam ich eine Kopie des französischsprachigen Buches "Selection de L'Audiophile Tome 1" in die Hände, in dem eindrucksvoll durch Messungen belegt wurde, das angefangen vom Widerstand, über Kondensatoren und Schalter bis hin zu den Cinchbuchsen, zumindest "eine" Wirkung, anhand von Veränderungen des Klirrspektrums eines Signales, besteht, unabhängig von Röhre oder Transistor.

Mein 1. Röhrenvollverstärker (Bausatz), die "Ushida", zeigte schon eindrucksvoll, mit wie wenig Bauteilen, z.B. ein Vollverstärker, auskommen kann. Gerade mal drei aktive Stufen und eine handvoll anderer Bauteile (wenn auch teilweise recht schwergewichtige), waren für eine Leistung von 3,5 Watt ausreichend. 

Mehr Leistung braucht kein Mensch (die passenden Lautsprecher vorausgesetzt) !

Ein für mich, als "Platinen-Legastheniker", weiterer Vorteil der Röhrenschaltungen ist, der "fliegende" Aufbau. Die paar Bauteile können leicht über Lötleisten oder direkt an die Röhrenfassung gelötet werden, fertig ist der Verstärker. 

Nach meinem "300B-Bausatz-Disaster" (s.a. Post "Gibt es tatsächlich immer Besseres ?"), hab ich dann alles selbst in die Hand genommen. Gebaut hab ich u.a. den "Wilimzig"- und "Darling"-Amp. Endstufen mit jeweils nur zwei Röhren pro Kanal und einer Leistung zwischen 0,5 - 0,75 Watt.

Immer noch ausreichend laut !

Es war eigentlich nur noch eine Frage der Zeit und die logische Konsequenz, einen Verstärker mit nur einer Röhre bauen zu wollen. 



Endstufen mit nur einer Röhre

Damit meine ich keine Röhren, wie z.B. ECL86 oder die 6Em7, die Treiber- und Endröhre in einem Glaskolben beherbergen, sondern wirklich nur ein einziges System im Inneren, welches im Prinzip beide Aufgaben, die der Vor- und Endverstärkung, übernehmen kann.

Noch weniger geht an dieser Stelle nicht, außer es hätte jemand mittlerweile das berühmte "verstärkende Stück Draht" gefunden !

Um eine Endstufe mit nur einer einzigen Röhre hinzubekommen, braucht es allerdings Röhren mit hoher Steilheit (im englischen "gm" oder auch "transconductance" genannt, Einheit mA/V) und genügend Verstärkung (Einheit µ). Nicht das es solche Röhren nicht geben würde (eine Auswahl an "high gm" Röhren findet man z.B. im Internet unter "www.pmillett.com/pentodes.htm"), das Problem ist welche zu finden, die auch noch bei möglichst geringer Eingangsspannung, so um die 2V (was heutzutage eigentlich jeder CD-Player liefern können sollte), schon ausreichend Leistung abgeben können.

Damit wird die Auswahl aber schon kleiner !

Bei einem Gerät zur Musikwiedergabe dreht sich vorrangig alles um den Klang, aber nicht jede Röhre die speziell für HiFi-Zwecke entwickelt wurde klingt 1. automatisch "gut" und 2. welche die nicht für diese Zweck gebaut wurden, z.B. Regelröhren für Netzteile, zwangsläufig unbedingt "schlecht".

Eben das macht es auch heute noch spannend ! Es werden immer wieder Röhren "ausgegraben", die gute musikalische Fähigkeiten besitzen und sich vor den "marktbeherrschenden" Röhren, z.B. einer EL84, EL34, 2A3 und der angeblichen Königin der Trioden, einer 300B, in keinster Weise zu verstecken brauchen (eigene Erfahrung !). Der Nachschub solcher "Ausnahmeröhren" ist allerdings nicht gesichert, was sie für den Kommerz gottseidank uninteressant macht (was uns DIY'er wieder freuen dürfte !). Die neuzeitige ROHS-Verordnung ist eigentlich das Aus für "HiFi-Schmieden". Kleine Handwerksbetriebe, die es auch dem interessierten Laien ermöglicht haben in den Genuß von "Ausnahmeröhren" zu kommen.

Eine möglichst symmetrische "Kennlinienschar" soll auch so ein Indiz für guten Klang sein, auch geringe Eingangs- und Millerkapazitäten spielen scheinbar eine Rolle, welche einem "verlustlosen" Ansteuern und einem "ausgedehntem" Frequenzgang durchaus im Wege stehen können.

Auch der mechanische Innenaufbau einer Röhre (Mikrofonieeffekt, Brummneigung) und die verwendeten Materialien scheinen sich irgendwie auf den Klang auszuwirken.

Eingehender beschäftigt, hab ich mich damit allerdings noch nicht. Alles mehr durch Hörensagen und Eigenversuche herausgefunden.

Als wenn das nicht schon genug "Wenn" und "Aber" wären, hatte ich irgendwann auch noch die fixe Idee, das Ganze mit Akkus betreiben zu wollen (dazu später mehr). 
Wie man schon beim "Wilimzig" und "Darling-"Amp sehen konnte, bin ich irgendwann einmal auch auf "Modul-Bauweise" umgestiegen. Soll bedeuten, das Verstärkerschaltung und Netzteile in separaten Gehäusen gesteckt wurden. Das minimiert schon mal die Störeinstrahlung vom Netzteil auf die Verstärkerschaltung (wird umso wichtiger je empfindlicher die Verstärkerschaltungen werden, z.B. beim RIAA). So kann ich aber auch ein Netzteil mal "schnell" für eine andere Verstärkerschaltung hernehmen (in so fern die Spannungen und Ströme einigermaßen passen).

Ich hab mir hierfür die Aluminiumdruckgußgehäuse der Fa. Hammond ausgesucht. Das Ganze hat, wie immer, auch einen Haken. So gut sich die Gehäuse mit einfachsten Mitteln bearbeiten lassen, so begrenzt ist das "Platzangebot" im Inneren, weil sie nur in einigen, wenigen Größen verfügbar sind. Was bisher aber kein all zu großes Problem darstellte, weil ich mittlerweile sogar den Übertrager ausgelagert habe. Damit konnte ich das Gehäuse der Endstufen sogar nochmals verkleinern.



Damit nicht genug, der Vereinfachung !

Da wirklich gute Übertrager teuer und rar zu sein scheinen und ich nicht für jeden Röhrenversuch neue kaufen wollte, hab ich geschaut, ob es nicht mehrere Röhren gibt, die alle mit ein und demselben Ra zurecht kommen könnten.

Man hätte sich natürlich auch einen "universellen" Übertrager besorgen können, der mehrere primäre wie sekundäre Anzapfungen bereithält, wobei es sich beim genaueren Hinsehen, aber wieder nur um einen Kompromiss handelt, weil man u.a. wegen Streuinduktivitäten, Kapazitäten, etc. nur wieder klangliche Einbußen hinnehmen müsste.

Und so sieht die "Übertrager-Lösung" jetzt aus (die Plexiglashaube wurde aus der Not geboren, da ich keine passende Übertragerhauben herbekommen habe und frei herumstehen konnte ich sie auch nicht lassen).



Ist in einigen Belangen jetzt sicher ein "besserer" Übertrager geworden, u.a. weil er nur noch eine Primärimpedanz (Ra = 5 kOhm) besitzt, aber noch immer mehrere Sekundärimpedanzen, für  4, 8 und 16 Ohm (ein Kompromiss, um auch verschiedene Lautsprecher anschließen zu können) und das Kernmaterial amorph ist (Stichpunkt "Kernsättigung" und "Hochfrequenzverhalten"). Klanglich hat sich das, in meiner ganzen Anlagenkonstellation, wenn überhaupt, nur im Detailreichtum ausgewirkt.

Was mich wieder etwas nachdenklich gemacht hat. Entweder waren die bisher verwendeten Übertrager nicht so schlecht oder diese hochgelobten nicht so gut wie man sagt ? Aber das herauszufinden, ist eine Wissenschaft für sich. Zumindest arbeiten diese "effektiver", da ich ca. 5V mehr Anodenspannung zur Verfügung habe.

Um da Ganze jetzt etwas abzukürzen, hier die Röhren-Kandidaten, die aus meiner Sicht einen sehr guten Kompromiss zwischen Klang und Leistungsausbeute darstellen.

v.l.n.r. die 5842, D3a, E810F, 6C45, E55L und die EL5070



Die 5842 hat eine max. elektrische Verlustleistung von 4,5 Watt, ebenso die D3a. Die E810F hat 5 Watt, die 6C45 knappe 8 Watt und die E55L bzw. die EL5070 jeweils 10 Watt. Damit sind Musikleistungen zwischen 0,5 und 2 Watt möglich.

6C45





Ich beginne mit der 6C45, weil ich auch früher schon damit experimentiert hatte. Damals noch durch einen aktiven Vorverstärker, mit der 12B4A, getrieben. Ich hab das Ganze bloß wieder zu schnell zur Seite gelegt, weil ich der Meinung war, es würde nicht klingen (Einbildung ist auch eine Bildung !).

Hier handelt es sich um eine reinrassige Triode. Der innere Aufbau der Röhre finde ich recht interessant. Angeblich besitzt diese eine massive Titananode und soll u.a. im russischem Kampfflugzeug MIG, im Radar eingesetzt worden sein. Diese bekommt man gebraucht, aber auch noch aus neuer Fertigung, in unterschiedlichen Qualitäten zu einem annehmbaren Preis (ca. 15-30€).

Mit der 6C45 sind bei ca. 200V Betriebsspannung, so ca. 1-1,5 Watt zu erwarten. Ich hab mich aber wegen dem Akkubetrieb nach einem anderen Arbeitspunkt umschauen müßen. Hätte man sicher auch berechnen können, aber ich hab einfach mal im Internet gesucht und bin fündig geworden.

Hatte hier anfangs auch wieder, weil es einfach eine schnelle Sache ist, für die Gittervorspannungserzeugung einen Akku im Kathodenkreis eingesetzt. Ich weiß aus eigenen Versuchen, das ein Akku an dieser Stelle, den Klang zwar "detailreicher" und auch das "Bassfundament" kräftiger macht (ein Akku ist im Prinzip auch nur ein großer Kondensator !), aber was ich auch immer wieder feststellen mußte ist, weshalb Akkus letztendlich an dieser Stelle auch immer wieder rausflogen, dass das Klangbild zu höheren Lautstärken hin zu "aggressiv" (zu höhenbetont) wurde. Auf Dauer macht das Hören so keinen Spaß !

Letztendlich also doch wieder die klassische Variante, die gute, alte RC-Kombination.

Bei RC-Kombinationen hat man allerdings, bei niedrigen Kathodenwiderstandwerten (in diesem Fall 100 Ohm), dann wieder das Problem, den Widerstand mit einer relativ großen Kapazität überbrücken zu müssen (und das wo ich keine Elektrolyt-Kondensatoren mag), sonst verliert man im unteren Frequenzbereich an Verstärkung, womit das Klangbild evtl. wieder ins mitten- oder höhenlastige abrutschen kann. Aber ob und wie stark sich das letztendlich äußert, hängt u.a. auch von anderen Faktoren, z.B. den Lautsprechern selbst (Schalldruckverlauf über den Frequenzgang gesehen) oder auch vom Hörraum (glatte Wände und Böden oder Teppiche und Vorhänge) ab, aber auch von den persönlichen Hörgewohnheiten. Zusätzlich können auch "schlechte" Musikaufnahmen, das Klangbild in eine gewisse "Richtung" lenken.

Alles nicht so einfach, aber verrückt machen sollte man sich auch nicht. Wenn es klingt, kann es so falsch gar nicht sein !

Da diese Art von Endstufen eh schon wenig Leistung erwarten lassen, sollte man damit auch "sparsam" umgehen, soll heißen wirkungsgradstarke Lautsprecher >90dB, besser 95dB sind hier von Vorteil. Vielleicht wäre hier sogar ein "guter" Übertrager, mit einem Wirkungsgrad von >90% - wenn man der Werbung trauen darf - sinnvoll ?

Mit einem 220uf Kondensator, bekäme man bei einem 100 Ohm Kathodenwiderstand z.B. eine untere Grenzfrequenz (fg bei -3dB) von ca. 7 Hz hin (die Formel dafür gibt es in Büchern und im Internet !). Da ich aber den Spleen mit den Elektrolytkondensatoren habe und solche Werte für Folienkondensatoren nicht ohne eine gewisse Größe einhergehen, der Platz in meinen Gehäusen aber begrenzt ist, mußte ich einige Zeit suchen bis ich Passendes gefunden hatte (hab mir dann gleich eine kleinen Vorrat angeschafft - man weiß ja nie). Jetzt finde ich, passt es ganz gut und auch zu höheren Lautstärken hin wird es nicht mehr "lästig".

Ich versuche ja generell Folien- anstatt Elektrolytkondensatoren einzusetzen. Das hat seine Gründe, wenn auch heutzutage keine triftigen mehr. Elektrolytkondensatoren waren, von den technischen Daten her (denen man eine klangliche Beeinflussung nachsagt, z.B. tan δ, ESL, ESR, etc.), "schlechter" als Folienkondensatoren, aber auch deshalb, weil das als Dielektrikum verwendete Elektrolyt austrocknen konnte. Neuartige, speziell für HiFi-Zwecke entwickelte Elektrolytkondensatoren, sollen diese Verhalten nicht mehr oder nicht mehr so stark zeigen. Der Spleen ist mir allerdings geblieben !

Was die anderen Bauteile betrifft, achte ich zwar darauf, aber ich übertreibe auch nicht. Für "induktionsfreie" Widerstände oder Goldfolienkondensatoren hab ich persönlich nicht viel übrig. Ich denke die Schaltungsauswahl, der Arbeitspunkt, aber auch die Röhre und der Übertrager spielen eine größere Rolle.

5842





Hier handelt es sich wieder um eine Triode. Bei ca. 170V Betriebspannung fließen ca. 20mA. Leistungsmäßig sind ca. 0,5 Watt zu erwarten. Mit ca. 1000 Betriebsstunden und einem Preis von ca. 30€ nicht gerade "günstig", aber witzig sieht es schon aus, wie die Röhren nur so ca. 4 cm über das Chassis hinausschauen. Klanglich sehr schön.

D3a (7788, E810F, 6J52P)





Nachdem mehrere Versuche, einen weiteren "1-Röhren-Endstufen"-Kandidaten, der EL802, zum "Klingen" zu bringen, fehlgeschlagen sind (zu baß- und mittenlastig), bin ich nach kurzer Recherche auf die D3a umgestiegen. Bei der D3a handelt es sich um eine Pentode, die aber hier als Pseudo-Triode geschalten wird. Ich hatte da noch welche in meiner "Röhrenkiste" liegen. Der Umbau war eine Sache von 1 Std. und die ersten Töne sehr vielversprechend. Pa max. allerdings nur 4,5 W, ähnlich der 5842, also ist in Etwa auch mit 0,5 Watt Musikleistung zu rechnen, dafür hält sie 10.000 Stunden und man bekommt sie schon für 15€/St.


Dann hab ich herausgefunden, das die E810F äquivalent zur D3a ist. Die hat eine etwas höhere Pa (5 Watt) und verkraftet auch etwas mehr Strom (D3a Ia max. 30mA, E810F Ia max. 50mA). Die hat auch eine höhere Steilheit (D3a=35mA/V, E810F=50mA/V). Wenn man die jetzt einfach in die o.g. Schaltung einsetzt, dann stellt sich zwar ein etwas höhere Strom ein (was sie ja durchaus verkraftet), aber ansonsten ist alles im grünen Bereich. Ich finde sogar, das sie etwas "besser" klingt als die D3a und für 13€/Stück kann man nicht meckern.

Und es gibt auch noch ein russischen Äquivalent dazu, die 6J52P. Hab mir auch hier ein paar besorgt. Die sollen aber eine recht hohe Serien-Streuung haben, dafür eine Pa max. von 10W und einen Ia max. von 70mA (Steilheit ist mit 55mA/V ähnlich der E810F). Für ca. 5€/Stück (incl. Versand) sogar recht günstig, aber entscheidend ist der Klang.

EL5070 (8608) oder eben die E55L (8233)








Hier handelt es sich wieder um eine Pentode, die wieder im Triodenmodus geschalten wurde (Gitter g2 über einen 100 Ohm Widerstand auf die Anode und Gitter g3 auf die Katode). Eigentlich sind ja ca. 135V Ua und ca. 45mA Ia, bei einem Ra von 2,5 kOhm, die bessere Wahl für den Arbeitspunkt, weil hier ca. 2 Watt möglich wären, aber weil ich eben nur noch einen Übertrager und nur noch ein  Netzteil einsetzen wollte, hab ich mich für eine höhere Ua (170V), bei geringerem Ia (ca. 35mA) und einem Ra von 5 kOhm entschieden. Mit mehr Anodenspannung muß man dann schon aufpassen, das man nicht an das im Datenblatt angegebene Maximum der Röhre kommt. So sind vielleicht nur noch ca. 1,5 Watt möglich, aber auch das reicht mir.


Eigentlich hatte ich gehofft mit der E55L / EL5070 (im Triodenbetrieb), als „1-Röhren-Endstufe“, glücklich zu werden, aber irgendwie klappt das nicht so wie ich mir das vorstelle.

Da können einem schon mal Gedanken in den Kopf kommen, ob dieses Hobby überhaupt noch Sinn macht. Vielleicht doch einfach nur ein "Küchenradio" kaufen und gut ist ?


Ein Eingangsübertrager der 1:4 macht (hab mir sogar noch teure LL7903 von Lundahl besorgt), das Gitter der Röhre mit ca. -3,5V vorgespannt, bei ca. 2V Ausgangsspannung von der SBT, das sollte doch "dicke" reichen, oder ? 

Der RIAA-Vorverstärker hat da leider noch weniger Ausgangsspannung und sicher auch einen höheren Ausgangswiderstand als die SBT. Hier fällt die geringe Verstärkung, mit nur einer Röhre, noch mehr auf. 

Das Oszilloskop bestätigt zwar die Spannungsverstärkung der Übertrager, auch das die E55L irgendwann übersteuert, aber „gefühlt“, ist mir das mit dem RIAA dann doch noch zu leise.

Das Schlimme an all diesen Versuchen, etwas einfacher und besser zu machen ist, das auf jede Änderung eine Reaktion eintritt und ich bin mir langsam nicht mehr sicher, ob es sich dabei nicht mehr um "Verschlimmbesserungen" handelt.

Vielleicht stimmt ja bei mir das ganze Konzept, die Voraussetzungen dafür nicht ?

Der Eingangsübertrager könnte auch noch 1:8, aber dann passt das mit den Impedanzen nicht mehr. Da müsste die Quelle (SBT oder RIAA) dann schon minimal 600 Ohm können. 

Es ist zum Verrückt werden !

Dann bin ich spaßhalber bei der E55L mal auf Pentodenbetrieb umgestiegen. Da geht schon mal mehr, aber „eingebildet“ hört sich das ganze irgendwie nicht so „homogen“ an (keine Ahnung wie ich das sonst beschreiben könnte). Wahrscheinlich ist es genau das, was den Unterschied zwischen Trioden- und Pentodensound ausmacht ?

Momentan ruht das Ganze. Ich muss erst mal meine „Wunden“ lecken und überlegen wie es mit der Idee der „1-Röhre-Endstufe“ weitergehen soll. Weiterverfolgen oder ad Acta legen ?



Röhren mit etwas mehr Leistung würde es da schon noch geben, z.B. die 6HS5 oder die EML 20B, aber die eine (6HS5) benötigt sehr hohe Betriebsspannungen (bis zu 1300V) und die 20B kostet ein kleines Vermögen. Beides ist für mich nicht (mehr) sinnvoll !

Durch Zufall bin ich im Internet über die 6E5P gestolpert. Eine russische Tetrode mit 10,6 Watt (Anoden- und Gitterverlustleistung zusammen gerechnet ). 

Eine Tetrode hatte ich noch nie in Verwendung ! 

Die E55L hat sogar 11,5 Watt (Anoden- und Gitterverlustleistung), aber das kam mir zu leise vor. Ob das was wird ?

Die 6E5P ist optisch nichts besonderes (s. zweites Gerät von rechts), aber .......


...... mir sind die "inneren" Werte eh wichtiger !

Die 6E5P konnte mich aber auch mit den Eingangsübertragern nicht wirklich überzeugen, aber ich bekomme schon noch heraus, wo sich der "Kasus Knaxus" verbirgt !

Ich hab mir jetzt kurzerhand überlegt, solange das mit den Eingangsübertragern nicht geklärt ist, erstmal eine aktive Vorstufe zu bauen. Möglichst einfach, am Besten, mit nur einer Röhre, die aber zwei Systeme (Trioden) im Inneren trägt, z.B. die ECC99 oder die 5687. 

So ungefähr schaut das mit der 5687WB aus


Anfangs hab ich noch mit der EL84 herumprobiert, aber wenn ein Vorverstärker u.a. mehr Heizstrom "verbrät" als eine Endstufe, kann das letztendlich nicht der Sinn der Sache sein. War klanglich aber wirklich überzeugend. 

Hab mich dann aber auch wieder an die 12B4A erinnert. Hierbei konnte ich etwas interessantes feststellen. Beide, die E55L und die 6E5P, waren dabei als Trioden geschalten (Äpfel mit Äpfel vergleichen !?). Die E55L klang damit gewohnt "angenehm", aber ich finde, dadurch das sie jetzt bis an ihre "Grenzen" und auch darüber hinaus angesteuert werden kann, auch schon wieder etwas "aggressiv" und gar nicht mehr so schön.

Die 6E5P zeigte hier eine auffällig bessere Räumlichkeit (Tiefe, Breite) und dann war sie auch noch "detailverspielter". Einbildung oder Wunschdenken ? Bevor ich mich aber jetzt für oder gegen eine Röhre entscheide, werde ich nochmal ausgiebig hören.

Was sagt uns das und was lernen wir daraus ?

Was andere auch schon gesagt haben. Die "Kombination" macht letztendlich die Musik !

Das mit den Eingangsübertragern lässt mir aber noch immer keine Ruhe. Bei anderen "1-Röhren-Endstufen", wie z.B. mit der D3a, 5842 oder der 6c45 funktionierte das ganz gut, aber wahrscheinlich nur, weil die einfach weniger Eingangsspannung benötigen, um voll angesteuert zu werden. Dafür ist aber entweder die Leistungsausbeute (D3a, 5842) zu gering (ca. 0,5 Watt) oder die "negativen" Eigenheiten einer Röhre (6c45) kommen bei Grenzbelastung zu stark zum Tragen (klingt "hart", zu höhenbetont ! Wahrscheinlich steigen hier die ungeradzahligen Klirranteile stärker an ?).

Aber ich denke auch, das obwohl Röhren "leistungslos" angesteuert werden (können), ein gewisser "Strom" von Nöten ist, um u.a. die Miller-Kapazitäten im Zaum zu halten und was weiß ich noch alles.

Ich bin da jetzt nochmal über einen möglichen Kandidaten für die "1-Röhrenendstufe" gestolpert, die E80L. Als Triode geschalten, soll sie angeblich bis zu 2,8W leisten, was ich allerdings bei 250V Anodenspannung, 24mA Strom und einem Ra von 5kOhm, nicht ganz glauben kann. Soll die EL84 bei 250V und 35mA nur ca. 2W bringen. Irgendetwas stimmt da nicht ! Aber wir werden "sehen".

Was die Netzteile betrifft, würde ich gerne nur ein einziges für alle Endstufen (E55L, 6c45, 6E5P, EL84, E80L, etc.) verwenden wollen. Ein "alter" Engel-Transformator (N80/2) scheint hier momentan der beste Kandidat zu sein, aber hier mangelt es momentan an passenden Trafohauben. Seit die Fa. "Cubes for Tubes" keine mehr anbietet, wird es schwierig und teuer. Denke da mach ich mir welche aus MDF und lackier die letztendlich nur schwarz.

Mittlerweile kam ein neuer RIAA mit 4x D3a hinzu, der einen niedrigeren Ausgangswiderstand und eine höhere Verstärkung aufweist. Jetzt klappt das auch mit den Eingangsübertragern von Lundahl LL7903 (1:4). 

Geht doch !

Gehört wird jetzt erst einmal wieder mit der EL5070. 

05.01.2015

Es tut sich wieder etwas !

Jetzt ist gerade etwas Zeit über die Feiertage und da dachte ich mir, ich könnte doch mal ein paar Messungen machen, Frequenzgang, Leistung, etc.. 

Hätte ich das nur mal gelassen !

Hab natürlich meine aktuellen Vollverstärker-Monos mit der EL5070 hergenommen, aber egal was ich auch für einen "Arbeitspunkt" gewählt hatte (Ra=2,5 oder 5k, 140 oder nur 170V Betriebsspannung, 75 oder 135 Ohm Kathodenwiderstand, etc.), mehr wie 1,4 Watt "unverzerrte" Leistung (Zeitpunkt wo der Sinus des Ausgangssignals sich sichtbar verformte) war damit nicht möglich. Dazu musste aber auch erstmal der Arbeitspunkt symetriert werden, ansonsten wären es nur ca. 1,2 Watt gewesen. 

1,2 oder 1,4 Watt, was macht das schon für einen Unterschied, werden sie sagen, aber bei so geringen Leistungen muss man schon "sparsam" (effektiv) damit umgehen. Und ein bisschen Reserve möchte man ja auch noch haben.

Dann hab ich spaßeshalber mal die 6E5P hergenommen und man soll es nicht glauben, auch ohne den Arbeitspunkt großartig zu symmetrien, waren hier aus dem Stegreif schon "satte" 2,5 Watt möglich. Gemessen wurde mit einem Digital-Oszi am Übertragerausgang, der mit einem 8 Ohm Leistungswiderstand abgeschlossen war. Dann die am Oszi angezeigte RMS (effektiv) Spannung ins Quadrat, dividiert durch den Lastwiderstand.

Das gab mir jetzt wieder zu denken und hat mich veranlasst nochmal ein "bisschen" Hand an die Endstufen anzulegen an den Mono-Vollverstärkern (hier kommen die guten Lundahl LL7903 Eingangsübertrager erst mal wieder raus und die etwas "einfacheren" von Experience Electronics (E-1420) rein und anstatt die eine Eingangsbuchse als Vorverstärkerausgang zu nutzen, werden ich jetzt wieder zwei Eingänge daraus machen. Damit sind das jetzt erstmal wieder "vollwertige", eigenständige Mono-Vollverstärker, die jetzt allerdings erst mal wieder im Regal verschwinden, als "Offerings to the god of HiFi".

Die Lundahls kommen jetzt wieder in ein separates Gehäuse, sozusagen als eigenständige Vorverstärkereinheit (ist ja gut das ich die Gehäuse noch aufgehoben habe), die dann einfach wieder (so wie vorher schon mal) an die separate Stereo-Endstufe angeschlossen wird, die wiederum an einem separaten Netzteil und an separaten Ausgangsübertragern hängt.

Deja Vu !?




Freitag, 22. November 2013

Netzteile

Zu einem Röhrenverstärker passt eigentlich stilecht ein "Röhrennetzteil". Anstelle von Halbleiterdioden übernimmt hier eine Gleichrichterröhre die Aufgabe die Wechselspannung gleichzurichten. Eine Gleichrichterröhre benötigt aber auch wieder, wie schon die "Verstärkerröhren", eine Heizspannung. Wechselspannung ist hier aber vollkommen ausreichend.

Die jeweiligen Röhren-Netzteile meiner Geräte (Vorstufen, Endstufen) sind, bis auf die "Werte" der Bauteile, alle gleich aufgebaut. Mal eine Drossel, mal zwei, je nachdem wie stark die Siebung/Glättung ausfallen soll.



Trafo, Gleichrichterröhre, 1. Kondensator (Glättung), "Bleeder" Widerstand (damit nach Ausschalten der Netzspannung die Kondensatoren entladen werden), 1. Drossel, 2. Kondensator (Siebung), 2. Drossel und 3. Kondensator (Siebung). Im "Verstärker" (VorVor-, Vor- und End-) selbst befinden sich evtl. weitere RC-Siebglieder.



Die Röhren der Verstärkerschaltung benötigen ja auch Heizspannung, aber wo andere "sicherheitshalber" Gleichspannung verwenden, weil die (Wechselspannungs) Heizung in den Röhrenaufbau bzw. in die Schaltung einstreuen kann, funktioniert es bei mir, sogar an "empfindlicher Stelle", wie beim RIAA-Vorverstärker, auch mit Wechselspannung ganz gut. Allerdings verwende ich hierfür eine Heizspannungswicklung mit Mittelanzapfung.

Also für was eine Gleichspannungsheizung / -regelung einsetzen, wenn dadurch nur wieder neue Probleme auftreten können, wie z.B. Störungen durch "Schaltvorgänge" von Dioden, Ladespitzen durch zu große Kondensatoren oder durch die Regelvorgänge selbst.

Klar, ein Röhrennetzteil hat seine (Leistungs-) Grenzen. Wenn ich also der Meinung bin 50, 100 oder noch mehr (Röhren-) Watt für den "Heimgebrauch" zu benötigen, dann ist das vielleicht wirklich die falsche Technik.

Man kann halt nicht alles haben !

Allerdings würde ich auch keinen "Röhren-MC-VorVorverstärker" mit Röhren-Netzteil betreiben wollen. Das ist genau wieder das andere "Extrem". Hier geht es um die "Verstärkung" extrem kleiner, störanfälliger Signale. Schon alleine wegen dem viel zu hohen Energieaufwand den man hineinstecken muß, zu dem was hier verstärkt werden soll. Dann rauschen oft auch Röhren mehr als die Platte selbst oder die "Mikrofonie" schlägt zu.

Neben einem Übertrager zur Signalanhebung, ist an dieser Stelle, wenn es denn aktiv sein soll, 1. eine "Batterie-Stromversorgung" sinnvoll (es fliesen eh nur wenige mA). Ich habe aber auch durchaus passable Ergebnisse mit Röhren und Batterien/Akkus hinbekommen. Es rauscht halt ein bisschen, aber die Platte rauscht mehr.

Der Zweck heiligt die Mittel !

Je nach Verwendungszweck kommen bei mir unterschiedliche Gleichrichterröhren zum Einsatz, z.B. die EZ80/81 in RIAA-Vor- und Kopfhörerverstärker und die EZ80/81, GZ30, 5R4GY, 5R4WGA oder GZ34 bei den Endstufen.

Es gibt direkt, halb indirekt oder indirekt geheizte Röhren. Direkt geheizte Röhren sind z.B. schneller "betriebsbereit" als indirekte/halb indirekte geheizte. Also nicht unbedingt direkt geheizte Gleichrichterröhren mit Verstärkerröhren paaren, die indirekt geheizt werden ! Könnte mir vorstellen, das es den Röhren, die später "kommen", auf Dauer nicht gut tut, wenn man ihnen die Elektronen mit Gewalt aus der noch unbeheizten Elektrode "reißt".

Aber auch auf die Spannungsfestigkeit oder Stromlieferfähigkeit ist bei Gleichrichterröhren zu achten (unbedingt Datenbätter beachten !).

Auch auf die Gefahr hin, jetzt als Spinner abgetan zu werden, hab ich in unterschiedlichen Schaltungen immer wieder festgestellt, das sich unterschiedliche Gleichrichterröhren (typunterschiedlich) durchaus auf den Klang auswirken können. Andere gehen da sogar noch weiter. Sie sagen, das sogar typgleiche, aber Hersteller und Herstellungsdatum unterschiedliche Gleichrichterröhren anders klingen. Das konnte ich aber bisher nicht prüfen, weil ich nicht so viele unterschiedliche Röhren besitze. Möglich ist es aber ! Materialien und Fertigung wird sich immer wieder mal verändern.

Gut, besser, am Besten !?

Der für mich logische Schluß, nach einem Röhrennetzteil, war, nein, kein geregeltes Röhrennetzteil oder gar ein halbleiterbestücktes, sondern der Betrieb mit Batterien / Akkus. Liest man aufmerksam im Internet, dann scheinen aber Akku's meßtechnisch nicht die beste Spannungsquelle zu sein, sondern irgendwelche aufwendigen, halbleiterbestückten Regelschaltungen.

Meinetwegen, aber mein "Ding" ist es dennoch nicht !

Also hab ich mir einiges dazu überlegt (Reihen- oder Parallelschaltung von Akkus, Lademöglichkeit, etc.) und interessehalber auch in die Tat umgesetzt.

Hier für die Endstufen



Ich hatte mir eine Grenze von 14x12V = 192V gesetzt. Nach einer weiteren, kanalgetrennten Siebung standen mir für meine Endtsufen, je nach Stromkonsum, zwischen 170 und 180V zur Verfügung. Somit waren alle "1-Röhren-Endstufen", mit Änderungen im Arbeitspunkt und geringen Leistungseinbußen, uneingeschränkt nutzbar.

Später kam dann auch noch eine Konstruktion für die SBT, den Röhren-LINE-Vorverstärker und auch den Röhren-/FET-MC-VorVorverstärker hinzu



Über die Relais wurde von Laden auf Betrieb umgeschalten. Beim Laden lagen alle Akkus an ihrer jeweilig benötigen Spannung parallel (jeweils mit einer eigenen Schutzdiode versehen), im Betrieb für die Anodenspannung dann in Reihe und die Heizung weiterhin parallel, nur eben dann ohne die Schutzdioden.
  Anfänglich war ich eigentlich hin- und weg, von den scheinbaren, klanglichen Qualitäten der Akkuversorgung. Insbesonderes nachdem ich auch beim LINE-Vorverstärker, von Übertrager auf Röhre und dann nochmals, als ich die E55L-Endstufe auf Akkus umstellte. Auch die SBT schien davon zu profitieren (der MC-VorVorverstärker auf jeden Fall), aber im direkten Vergleich mit den guten, alten Röhrennetzteilen, war der Unterschied vielleicht dann doch nicht mehr so groß.

Das hab ich schon öfters festgestellt, das eine Komponente alleine "verbessern" scheinbar etwas bewirkt, aber dann an allen anderen Ecken auch noch was verbessern, scheint in Summe dann gar nicht mehr soviel zu bringen. Einbildung ?

Einen weiteren Nachteil, den ich nach kurzer Betriebszeit der E55L/EL5070 Endstufe mit Akkus feststellen konnte war, das die Anodenspannung relativ schnell sank. Das sollte normalerweise nicht sein, da die Akkus mit ihren 1,2Ah, die 70mA von den Endstufen durchaus länger "bringen" sollten. Aber ich denke fast, das einer oder mehrere, der gebraucht gekauften Akkus bereits ihre ihren "Zenit", was Haltbarkeit betrifft, überschritten hatten. Jetzt nochmal in neue Akkus zu investieren, lass ich jetzt erst einmal sein.

Aber aufgehoben ist ja nicht aufgeschoben ! Interessant war es allemal.

Ich hab momentan bei den Endstufen wieder auf "normale" Netzteile umgesattelt.

Des Weiteren wieder den passiven LINE-Vorverstärker (mit Übertragern) dran und darin wieder Kohleschichtpotis, anstelle der Stepper, eingebaut.

Irgendwie kommt man immer wieder zurück, auf das Einfache und Gute !

RIAA Vorverstärker (aktiv mit Röhren oder Halbleitern, Netz-, Batterie- oder Akkubetrieb)

Hätte ich jetzt noch ein MM-System, könnte ich dieses direkt an den RIAA Vorverstärker anschließen (es gibt aber auch "laute" MC-Systeme). Der RIAA-Vorverstärker hat ebenfalls die Aufgabe das Signal zu verstärken, aber zusätzlich muß er noch, die auf der Schallplatte "verzerrt" aufgenommenen Signale, wieder "entzerren".

Auch hier ging wieder eine lange Suche voraus. Wieder sollte es so einfach wie möglich sein, aber keinesfalls zum Nachteil des Klanges.





Zwischen zwei aktiven Stufen befindet sich das passive Entzerrer-Netzwerk, fertig. 

Gerade mal zwei Trioden pro Kanal, keine "aktive" Entzerrung über Gegenkopplung und auch sonst keine schaltungstechnischen Besonderheiten. Genau wie ich es mag ! Wieder kamen nur Folien-, bzw. Glimmerkondensatoren zum Einsatz und Dank symmetrischer Heizspannungswicklung brummt das Ganze, trotz Wechselspannungsheizung, relativ wenig. Also für was mehr Aufwand betreiben ?

Im Zuge meiner Versuche, Vor- und Endstufen auch mit Akkus versorgen zu können, hab ich mich auch hier nochmal auf die Suche gemacht.

Gesucht, gefunden, gebaut .........





Das Ganze läuft mit 24V, wobei ein Teil davon (12V) gleichzeitig mit für die Heizspannung verwendet wird. Es kommt auch Musik raus, und nicht einmal schlechte, aber die Verstärkung reicht leider nicht aus. 

Mist ! 

Aber jetzt noch mehr "Stufen" einzubauen, denke ich, macht keinen Sinn. Gut, man könnte den nachgeschalteten Line-Vorverstärker etwas mehr Verstärkung geben, aber ich bin mit meiner passiven Lösung momentan klanglich eigentlich sehr zufrieden.

Aufgehoben ist ja nicht aufgeschoben !

24.02.14

Ich wollte, nach den guten, klanglichen Ergebnissen mit dem MC-VorVorverstärker mit Halbleitern (LePacific), jetzt auch nochmal den dazugehörigen RIAA, ebenfalls mit Halbleitern, ausprobieren. Die RIAA-Schaltungen geht, wie schon der MC, auf "Hiraga" zurück und soll lt. Meinungen, ebenfalls gute Ergebnisse liefern. 

Das Ganze kommt mit nur zwei aktiven Stufen (FET-Transistoren) aus, dazwischen wieder ein passives RIAA-Netzwerk fertig.



Im klanglichen Vergleich ist das letzte Wort sicher noch nicht gesprochen, u.a. weil 1. Versuche auf Anhieb jetzt keine eindeutig, besseren Ergebnisse geliefert haben. Was Feinzeichnung und Dynamik betrifft, finde ich zwar die aktive Lösungen "besser", könnte aber auch nur an einer etwas "vorlauten" Höhenwiedergabe liegen.

12.06.2014

Ich war ja zwischenzeitlich nicht so aktiv und wenn doch dann eher bei den "1-Röhren-Endstufen" in Kombination mit einem "passiven" Vorverstärker mit Übertragern (1:4) oder aktiv (natürlich Röhre !) mit einer 5687WB.

Passiv geht zusammen mit der SBT (Squeezebox Touch) und der 6E5P als Endröhre ganz gut und auch ausreichend laut (bis zur Übersteuerung), aber Problem ist immer noch der Röhren-RIAA, der einfach zu wenig Ausgangssignal bringt (selbst die mit Halbleiter aufgebaute Variante ist da noch zu leise).

Wenn ich Übertrager verwenden will, müssen aber auch die Impedanzen passen. Der aktuelle Röhren-RIAA hat einen "relativ" niedrigen Ausgangswiderstand, so ca. 3-5kOhm, aber dann kann ich max. den Eingangsübertrager max. 1:2 "fahren" und dann wird es z.B. bei der Röhre E55L/EL5070 schon wieder knapp.

Ich versuche jetzt nochmal was anderes. Einen Röhren-RIAA mit 4x D3a (E810F, 6J52P, 7788). Damit soll die Verstärkung höher und gleichzeitig der Ausgangswiderstand (so ca. 600 - 1000 Ohm) auch noch niedriger sein.

So sehen die ersten Arbeiten dazu aus (das gebohrte Gehäuse stammt von meinem "Batterie-RIAA" (Fehl-) Versuch)



So, wieder ein Stückchen weiter (wird doch) ......



..... und fertig !





Geht ganz schön eng zu, aber hat auf Anhieb funktioniert.

Der 1. klangliche Eindruck ist sehr gut und die Verstärkung ist deutlich höher als vorher. Gut, es brummt noch etwas, aber 1. verwende ich wieder nur Wechselspannung für die Heizung und 2. ist vielleicht die Verlegung der Heizungspannungsleitungen noch nicht ganz optimal. 

Ich bin begeistert !

Um so weit zu kommen hab ich fast 40 Jahre gebraucht !?

Nachträglich bin ich, aus Platzgründen im Gehäuse, auf Akku-Bias umgestiegen


Funktioniert ! 

So jetzt kann ich die Eingangsübertrager für die Ansteuerung  meiner "1-Röhren-Endstufen" auch mit 1:4 fahren.

Ende !





29.03.2016

Von wegen Ende ! Es ist erst vorbei, wenn es vorbei ist :-).


Da ich nicht all zu oft Platten höre, hatte ich immer ein ungutes Gefühl, mit den Akkus im Kathodenkreis. Was wenn sie leer wären ? Was passiert dann eigentlich im 1. Moment des Einschaltens? Stellt sich die gewünsche Gittervorspannung dennoch "gleich" wieder ein ?

Ich hab kurzerhand die Akkus wieder raus und gegen die gute, alte RC-Kathodenkombi ausgetauscht. 1. gleicht diese durch Stromgegenkopplung Alterung aus und 2. hat sich das aus klanglicher Sicht, letztendlich immer als "angenehmer" für mich herausgestellt (ohne die anderen Möglichkeiten, wie LED-Bias, Konstantstromquelle (CCS), etc., je ausprobiert zu haben, weil ich einfach keine Halbleiter in meinen Röhrenschaltungen möchte).

Hab dann auch nochmal etwas nachgelesen, was die Unterschiede von "passiven" RC- und LCR-RIAA-Entzerrerschaltungen ist / sein soll, wieso es besser niederohmiger sein sollte, als zu hoch.

Für niederohmig, egal ob RC- oder LRC-RIAA, sprechen einerseits die geringeren "Verluste", wie Spannungsabfälle und geringeres Stromrauschen. Beim LRC-RIAA im Speziellen, das die benötigten Induktivitäten "kleiner" ausfallen können und einfacher zu fertigen sind (Haupt-, Streuinduktivitäten, Kapazitäten, etc.). Andererseits, werden bei "Niederohmigkeit", die Koppel-Kapazitäten wieder "größer", um eine möglichst niedrige , untere Grenzfrequenz hinzubekommen. Andererseits soll das Hochfrequenzverhalten großer Kapazitäten wieder "schlechter" sein. Evtl. müsste man vielen kleineren Kapazitäten arbeiten oder parallel zur großen, ein oder zwei Silber-Mica (Glimmerkondensatoren) schalten. Was davon jetzt das größere "Übel" ist, hab ich für mich noch nicht ganz geklärt.

Auch rauscht meine Schaltung (nicht brummen). Rauschen hat viele Ursachen, u.a. die Röhre selbst, aber auch alle anderen Bauteile machen da munter mit. Gut, es gibt Röhren mit niedrigem äquivalenten Rauschwiderstand, der aber für NF (Niedefrequenz) scheinbar nicht stimmen muss. Die Röhre 7788 wird z.B. mit 110 Ohm, die D3A mit 150 und die E810F mit 100 Ohm.

Eine Triode mit gleicher Steilheit, soll auch ca. 1,8 mal weniger rauschen als eine Pentode / triodisierte Pentode, was in der von mir verwendeten Schaltung der Fall ist.

Ich hab aber auch noch genug andere Bauteile, insbesonderes im Signalweg, die rauschen können. Es gibt z.B. rauscharme Widerstände, aber die kosten.

Momentan verwende ich, außer bei den Anodenvorwiderständen, Xicon Kohlefilmwiderstände, die zwar lt. Händler "rauscharm" sein sollen, aber vielleicht doch noch etwas mehr rauschen als z.B. Metallfilm. Werde ich evtl. bei Gelegenheit noch ausprobieren.


Mit einem LCR-RIAA-Netzwerk kann ich mich jetzt noch nicht ganz anfreunden, u.a. wegen den Kosten, aber auch, weil andere schon den Versuch gemacht haben, sozusagen "on the fly", zwischen RC- und LCR-RIAA hin- und herzuschalten. Es gab zwar Unterschiede, aber um einem den Vorzug zu geben, hat es nicht gereicht. Also denke ich, werde ich es erstmal bei der RC-RIAA belassen.


Damit ich die aktuell, funktionierende Schaltung (noch) nicht zerlegen muss, baue ich nebenher nochmal was, aus sowenig  wie möglich Neuteilen auf. Für das Gehäuse konnte ich mir ein gebrauchtes 19" Zoll Einschubgehäuse ersteigern.

Für die einzelnen Einschübe verwende ich 1,5mm starkes Aluminiumblech im Europaformat (160x100mm), die gleichzeitig auch als Schirmung zu den empfindlichen Verstärkerstufen hin dienen. Weit davon entfernt der Netztrafo mit Gleichrichterröhre (EZ40 oder 80), dann gleich kanalgetrennte Dosselsiebung, dann auch schon die kanalgetrennten RIAA-Module, die nochmals eine stufengetrennte Siebung beherbergen. Die MC-Übertrager werde ich auch gleich mit ins Gehäuse integrieren, aber so, das ich sie jederzeit wieder entfernen könnte oder gegen andere austauschen kann. Eben alles relativ "modular", für viel "Spielraum".


14.04.2016

Hier mal die 1. Ein-/Ausblicke auf mein Vorhaben



Eines der kanalgetrennten, RIAA Einschubmodule




17.04.2016

und weiter geht es ......









Ein bisschen Nostalgie hier (1000V- Styroflexkondensatoren im RIAA-Netzwerk), halbwegs gute Qualität da (F&T High Grade Koppelkondensatoren) und antiparallel geschaltete Widerstände, um evtl. "negative" Begleiterscheinungen (Induktivitäten und Kapazitäten) zu minimieren.

24.04.2016

Es geht nur langsam voran .......








19.05.2016

Hab jetzt doch nochmal umdisponiert !

Das Ganze hätte letztendlich sicher geklappt, aber irgendwie sprach mich das Design doch nicht so an.

Jetzt mach ich es wie schon beim letzten "1-Röhrenverstärker", in Munitionskisten






31.05.2016

...........es geht voran !

Noch nicht ganz fertiges RIAA-Teil,


Das bereits fertige Netzteil