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Im englischsprachigen diyAudio Forum entstand die Idee zu einem Lautsprecher, welcher «open source» entwickelt wird. Jedermann darf sich an der Entwicklung beteiligen, und der Entwicklungsprozess ist offen dokumentiert. Nach einer längeren Diskussion wurden zunächst das Format und die wichtigsten technischen Eckdaten des Lautsprechers festgelegt. Unter dem Arbeitstitel «Monkey Coffin» wurden eine Reihe von verschiedenen Simulationen zur Machbarkeit und zur Auswahl der passenden Treiber durchgeführt. Nun gilt es, einen ersten Prototypen aufzubauen – wer das Projekt mit einem kleinen finanziellen Beitrag unterstützen möchte, kann dies hier tun.
Ich habe vor längerer Zeit einige Telefunken ECC801S Röhren erhalten. Diese Röhren sind eine «long-life» Version der weit verbreiteten ECC81/12AT7 Doppeltrioden. Einige dieser tollen Röhren mit Baujahr 1971 habe ich in verschiedenen Projekten verbaut, aber es sind noch einige Exemplare übrig. Diese stehen nun hier zum Verkauf.
Im englischsprachigen diyAudio-Forum wurde eine leistungsstarke und sehr durchdachte Endstufenschaltung entwickelt. HiFi-Bau hat vier dieser Endstufen aufgebaut. Diese Endstufen sind mittlerweile seit über einem Jahr kontinuierlich in Betrieb und klingen überragend!
Die technischen Details und der Werdegang der Honey-Badger Endstufen sind im Blog dokumentiert.
Das Ziel bei der Entwicklung dieses Röhrenverstärkers war, einen möglichst linearen (verzerrungsarmen) Verstärker zu realisieren. Die grundlegende Schaltung war durch die Pye 25 Endstufen inspiriert, wurde aber an entscheidenden Stellen mit modernen Mitteln verbessert, die in der Röhren-Ära noch nicht zur Verfügung standen. Zudem sollte der Verstärker möglichst mit bereits vorhandenen Bauteilen realisiert werden (daher der Name «MacGyver»).
Die technischen Details und der Werdegang des MacGyver-Verstärkers sind im Blog dokumentiert.
MacGyver? Nun ja, die Entwicklung und der ursprüngliche Aufbau des neuen KT66-Verstärkers folgte zunächst dem sogenannten MacGyver-Prinzip: man nehme das gerade verfügbare Material, ein paar gute Ideen, und baue daraus etwas tolles.
Damit der MacGyver-Verstärker aber auch optisch und haptisch etwas zu bieten hat, musste der mechanische Aufbau von Grund auf neu gestaltet werden. Dazu wurde ein Chassis aus CNC-gefrästen Aluminiumteilen aufgebaut. Das Gehäuse besteht aus lackiertem Schichtholz und wird oben von einer massiven Aluminiumplatte abgeschlossen.
Ich habe den HiFi-Bau Keller aufgeräumt. Dabei sind zwei schöne Raritäten aufgetaucht, die jetzt zum Verkauf stehen:
- Ein Paar der legendären Manger MSW Biegewellenschallwandler mit Neodym-Magneten. Mehr dazu hier.
- Ein Quartett EL34 Röhren (NOS Philips Miniwatt). Es handelt sich um die frühe und sehr gesuchte Version der EL34 mit Metallsockel (1952/1953). Die Röhren wurden nie benutzt (new-old-stock/NOS) und stecken noch in ihrer Originalverpackung. Mehr dazu hier.
Nach meiner schönen Erfahrung mit den Pye HF25 Monoblocks konnte ich es nicht lassen… im Keller lagen ein paar KT66 Röhren und einige andere Bauteile, die sich ganz gut zu einem Verstärker vom Konzept der Pye HT25 zusammenfügen. Aber eine plumpe Kopie wäre nicht besonders interessant gewesen. Zudem ist während den letzten 60 Jahren die Zeit auch bei der Röhrentechnik nicht ganz still gestanden. Ich liess mich also vom Konzept der Pye HF25 und ähnlichen Verstärkern inspirieren (z.B. Leak TL 12, Byrith 4-30, etc.) und habe daraus eine Schaltung für einen kleinen aber feinen Röhrenverstärker entwickelt.
Das übergeordnete Ziel war, einen möglichst linearen (verzerrungsarmen) Verstärker zu realisieren. Ich wollte dazu aber nicht auf ein starkes über-alles negativ-Feedback als Allerheilmittel für geringe Verzerrungen zurückzugreifen, weil sich dies klanglich negativ auswirkt. So habe ich mich bei der Entwicklung der Schaltung einiger moderner Möglichkeiten bedient, die früher nicht zur Verfügung standen:
- Die Eingangsstufe besteht aus einer sehr linearen 6SN7 Doppeltriode. Die beiden Triodeneinheiten sind parallel geschaltet, um die nachfolgende Stufe auch bei hohen Frequenzen bis weit über 100 kHz verlustfrei anzutreiben. Zudem habe ich anstelle des üblichen Lastwiderstands eine Induktivität eingesetzt, was die Linearität der Eingangsstufe weiter optimiert. Der Arbeitspunkt der Eingangsröhre wird mit einer äusserst niederohmigen NiMH-Batterie eingestellt. So wird an dieser Stelle kein Elektrolytkondensator im Signalweg benötigt.
- Der Phasensplitter ist ebenfalls mit einer 6SN7-Röhre aufgebaut. Diese ist als «Long Tailed Pair» (LTP) mit einer Konstantstromsenke (CCS) geschaltet, was wiederum der Linearität zugute kommt. Der Phasensplitter ist zudem ohne Kondensator im Signalweg direkt an die Eingangsstufe gekoppelt.
- Die Ausgangsstufe besteht aus zwei ebenfalls sehr linearen KT66-Leistungsröhren, die als Triode geschaltet im Gegentakt arbeiten. Der Arbeitspunkt wird mit einer festen Biasspannung so eingestellt, dass die Ausgangsstufe vollständig in Class-A verstärkt. Die Ruheströme der beiden KT66-Röhren werden von einer Tent Servo-Schaltung automatisch auf exakt gleiche Werte eingestellt, um eine konstante Magnetisierung des Ausgangsübertragers zu verhindern. So wird der dynamisch nutzbare Bereich des Trafos voll ausgenützt, und Verzerrungen bleiben minimal.
Ich habe die Verstärkerschaltung bereits in einem ersten Testaufbau umgesetzt. Schon beim erstmaligen Einschalten des Testaufbaus haben sich alle Arbeitspunkte und Signalspannungen genau wie geplant eingestellt. Der Verstärker funktioniert seither sehr zuverlässig und klingt bereits sehr gut (zumindest soweit ich das in der Werkstatt beurteilen kann). Bei einer Eingangssignalspannung von 1.95 V beginnt der Verstärker zu clippen und liefert dann eine Ausgangeistung von ungefähr 12 W (8 Ohm). Der Frequenzgang (-3 dB) reicht trotz des noch sehr experimentellen Aufbaus von ca. 4 Hz bis über 150 kHz!
Ein Kunde hatte ein Paar PYE HF25 Röhrenverstärker erstanden, die er mir zur Untersuchung vorbeibrachte. Diese Verstärker aus den späten 1950er Jahren wurden im Internet angepriesen als «…absolut seltene, wunderbar klingende Röhrenendstufen, in einem guten Zustand! mit einigen, normalen leichten Gebrauchsspuren, technisch voll funktionsfähig…». Nun ja, ich gebe zu, es kam Musik raus. Der eine Monoblock hatte leider eine Tendenz zum «Motorboating» und hatte einen sehr eingeschränkten Frequenzgang. Beide Endstufen waren oberhalb des Hörbereichs instabil.
Es war von Anfang an klar, dass die Endstufe im Laufe der Zeit verschiedentlich modifiziert wurde. Zum einen wurde eine geregelte Gleichspannung für die Röhrenheizungen eingebaut und andererseits wurde eine Einschaltverzögerung für die B+ Spannung nachgerüstet. Beides sind technisch sinnvolle Anpassungen. Ich habe diese beibehalten, auch wenn sie optisch nicht so recht zu der Ausstrahlung der 60 Jahre alten Geräte passen wollen.
Weiter wurden im Zuge der früheren Modifikationen Volume-Potis in die Endstufen eingebaut. Diese bewirkten im Zusammenspiel mit den Eingangskondensatoren allerdings eine störende Filterwirkung im hörbaren Frequenzbereich. Da der Nutzen dieser Potis in den Endstufen sowieso begrenzt war, habe ich diese wieder aus der Schaltung entfernt. Auch die restliche Audio-Schaltung wurde im Laufe der Jahre neu aufgebaut. Dabei wurden teilweise leider falsche Bauteile eingesetzt, und die Schaltung war stellenweise sogar falsch verdrahtet.
Nachdem alle Fehler in der Audioschaltung gefunden und behoben waren, war kein Anflug von Oszillationen oder anderen Instabilitäten mehr zu erkennen. Die 60 Jahre alten Endstufen zeigten jetzt beeindruckende Messwerte: der Frequenzgang läuft wie mit dem Lineal gezogen von <2 Hz bis 85 kHz, und transiente Testsignale werden sehr sauber wiedergegeben.
Viel wichtiger war aber der Hörtest. Die PYE HF25 klingen sehr sauber und unangestrengt, ganz ohne «Schönfärberei» wie sie bei Röhrenverstärkern häufig anzutreffen ist. Die PYE HF25 bieten feinen Röhrenklang und gleichzeitig kontrollieren sie die Lautsprecher sehr gut. Ich hatte die PYE HF25 zum Hörtest an relativ kleinen und unempfindlichen Lautsprechern angeschlossen, die typischerweise nicht als «röhrenfreundlich» gelten – und dennoch waren die PYEs meinen Class-D Endstufen im Bass ebenbürtig.
Schade, muss ich diese beiden KT66-Endstufen wieder zurückgeben!
Den Honey Badger Verstärker habe ich mit einem kräftigen Netzteil ausgestattet, welches ich mit soliden 35-A Gleichrichtern aufgebaut habe. Diese Gleichrichterdioden schalten den Ladestrom für die Pufferkondensatoren allerdings sehr «scharf» ein und wieder aus. Jeder Schaltvorgang führt im Zusammenspiel mit dem Netztrafo zu einer kurzen, aber heftigen und hochfrequenten Oszillation, die sich als unerwünschte Störung in der Gleichspannung äussert.
Diese Störungen in der Versorgungsspannung können die Klangqualität des Verstärkers beeinträchtigen, und sollten deshalb vermieden werden. Dazu können spezielle Gleichrichterdioden verwendet werden, die besonders sanft ein- und ausschalten und so die hochfrequenten Oszillationen am Netztrafo weniger stark anregen. Die Erfahrung zeigt aber, dass die Verwendung eines «Snubbers» mit konventionellen Gleichrichterdioden günstiger und vorallem auch effektiver ist. Dabei werden die Oszillationen durch eine Serienschaltung aus einem Widerstand (R) und einem Kondensator (C) so stark gedämpft, dass diese gar nicht erst entstehen können. Ein passend ausgelegtes RC-Glied («Snubber-Netzwerk») vermeidet die Störungen somit vollständig, wie das untenstehende Bild zeigt.
Die Klangverbesserung durch die «Snubber-Spannungsreinigung» ist subtil, aber dennoch gut nachvollziehbar. Der Klang wird angenehmer und scheint auf einem ruhigeren Hintergrund aufzubauen.
Wie bereits angekündigt entsteht in der HiFi-Bau-Werkstatt gerade ein «Blameless-Verstärker». Konkret geht es hier um den «Honey Badger Amp», der unter der Leitung von Peter Vogel (ostripper) und der Mitwirkung der diyAudio-Community entwickelt wurde. Das Ergebnis dieser Community-Entwicklung ist ein wohldurchdachter, kräftiger Verstärker mit einer sehr guten Performance.
In der HiFi-Bau-Werkstatt wurden gerade zwei Stereoverstärker aufgebaut. Diese sollen in einem Aktiv-Lautsprechersystem zu Einsatz kommen. Die Konstruktion ist bereits abgeschlossen und die Verstärker haben die ersten Funktionstests erfolgreich hinter sich gebracht.