Geschichte

 

Schon als Jugendlicher habe ich mit Röhren aus alten Radios gebastelt. So entstanden dann diverse Exemplare von Kurzwellen- und Rundfunkempfängern, Tonband-Verstärkern und anderen Geräten, u. a. auch Konverter zum UHF-Empfang des Fernsehens aus dem Westen. Die Halbleiter waren zwar schon erfunden, ihr Siegeszug in Form von Transistoren und integrierten Schaltkreisen ließ aber noch ein paar Jahre auf sich warten. Dann jedoch waren die Röhren für die überwiegenden Anwendungsgebiete „out“.

Röhrentechnik ist aber heute wieder ein Wachstumsmarkt. Seit dem historischen Tiefpunkt in den 1980-er Jahren steigen die Produktionszahlen wieder kontinuierlich an; vor allem osteuropäische und amerikanische Firmen haben sich hier etabliert. Der Grund hierfür ist unter anderem, dass mit Röhren aufgebaute elektronische Geräte für den Audiobereich einen besseren Klangeindruck hinterlassen, obwohl sie doch in den meisten Messparametern gegenüber Geräten mit Halbleiterbestückung schlechter abschneiden.
Wie kommt das?

 

 

 

Der Hintergrund

 

Jeder elektronische Verstärker soll möglichst nur die Signale wiedergeben, die an seinem Eingang angelegt werden, und zwar unverfälscht.

Typische Messparameter, nach denen Verstärker allgemein qualifiziert werden, sind z. B. Klirrfaktor und Frequenzgang. Dabei beziehen sich solche Messungen aber immer nur auf einen einzigen reinen (also Sinus-) Ton. 

Nun ist es aber so, dass jedes Schallereignis aus einer Unmenge von gleichzeitigen Einzeltönen besteht.  Gelangen mehrere Einzeltöne gleichzeitig an den Eingang eines Verstärkers, so werden im Verstärker immer mehr oder weniger ungewollte Mischprodukte gebildet, die neben den erwünschten Signalen eben auch am Ausgang des Verstärkers messbar sind.

 

Die Qualifizierung der Verstärker hinsichtlich solcher Mischprodukte erfolgt deshalb in Messwerten wie Intermodulation und Differenztonfaktor.

Es hat sich gezeigt, dass ein Klirrfaktor in der Größenordnung von 1 % als nicht so störend empfunden wird, wenn ansonsten nur kleine Mischprodukte auftreten. Dagegen bewirkt ein Differenztonfaktor von 0,1 %, dass die Musik als glanzlos empfunden wird und ohne Lebendigkeit.

 

Röhrenverstärker zeichnen sich durch extrem niedrige Mischprodukte aus. Die Ursache hierfür liegt in den weitgehend linearen Kennlinien ihrer Röhren und daraus resultierend einer geringen notwendigen schaltungstechnischen Gegenkopplung. Bei Verstärkern mit Halbleiterbestückung im Signalweg lassen sich dagegen vergleichbare oder erst recht bessere Werte nur mit ganz erheblichem Aufwand realisieren.

 

 

 

Es geht los

 

Der Zufall wollte, dass ich Gelegenheit hatte, einen industriell hergestellten Röhrenverstärker zu hören. Obwohl seine elektrische Schaltung sehr einfach aufgebaut war (der Preis war auch dementsprechend), beeindruckte mich der angenehm warme und klare Klang dennoch. Kann man so was selber bauen? 

Was lag also näher, als sich auf die Suche zu begeben nach einem Röhrenprojekt, wo die alten Kenntnisse und Erfahrungen mit den Möglichkeiten der Nachwendezeit „verheiratet“ werden können.

Obwohl es im Handel genug Bausätze für Röhrenverstärker gibt, überzeugte mich letztendlich ein Projekt einer Firma aus Berlin. Im Rahmen von Studien- und Diplomarbeiten wurden hier die Schaltungen von über 100 verschiedenen industriell hergestellten Röhrenverstärkern untersucht, woraus dann zunächst erst einmal ein „universell konfigurierbarer“ Verstärker entstand, mit dem diese verschiedenen Schaltungen nachgebildet werden konnten. Nach Auswertung eines umfangreichen Feldversuches, bei dem die Zuhörer die einzelnen Schaltungen bewerten mussten, erfolgte dann in einer zweiten Stufe die Optimierung der Schaltung.  Es wurde sehr exakt und fundiert an dem Thema gearbeitet. Selbst die Eignung gleicher Röhrentypen, aber unterschiedlicher Hersteller wurde untersucht.

Als Ergebnis entstand der „Black Cat 2“, dessen Unterlagen für private Zwecke zum Download zur Verfügung gestellt wurden. Entsprechende Links zum Projekt finden sich auf den Seiten der TU Berlin und auch auf „Jogis-Röhrenbude“.

 

 

Besonderheiten des Schaltungskonzeptes

 

  • Durchgängiges Schaltungskonzept als differentieller Verstärker über alle Stufen
  • Keine Halbleiter im Signalweg
  • Einsatz einer Siebdrossel (10H) in der Anodenspannungsversorgung, damit hoher Fremdspannungsabstand
  • Getrennte Anodenspannungsregelung für beide Kanäle
  • Getrennte Gitterspannungsregelung für beide Kanäle
  • Getrennte Heizspannungsregelung für jede der 4 Vorstufenröhren
  • Separater Sanftanlauf (e-Funktion) der Heizspannung aller Vorstufenröhren, um Heizfadenbruch bei Kaltstart zu verhindern
  • Arbeitspunkte der Endstufenröhren können bei Röhrenwechsel bequem von außen eingestellt werden,
    ohne dass der Verstärker geöffnet werden muss (Kontrolle mittels LED-Anzeigen an der Rückseite)
  • Stummschaltung der Kanäle während der Einschaltphase (ca. 20 Sekunden)
  • Stromversorgung für optionalen Phono-Vorverstärker bereits integriert
  • Servicefreundlichkeit durch konsequenten Einsatz industrieller Steckverbinder

 

 

 

Ich habe aus dem „Black Cat“ letztlich einen „White Cat“ gemacht, indem ich dem Verstärker ein Edelstahlgehäuse spendiert habe. Alle dazu notwendigen Konstruktions- und Fertigungsunterlagen wurden von mir mit einem 3D-CAD-Programm erstellt.

 

 

 

 

 

Technische Daten

Leistung

2 x 41 Watt (RMS)

Amplitudenfrequenzgang

10 Hz … 40 kHz innerhalb +/-0,1 dB (!)

Phasenfrequenzgang

-12 grad … +12 grad innerhalb 10 Hz … 40 kHz

Klirrfaktor

0,033 %

Differenztonfaktor

0,002 %

Fremdspannungsabstand

>100 dB

 

 

 

Fazit

 

Über Geschmack lässt sich ja bekanntlich streiten. Es bleibt jedem selbst überlassen, ob ihm die von mir gewählte Konstruktion gefällt. Ich bin mir allerdings sicher, dass es bei der Einschätzung der klanglichen Leistung kaum unterschiedliche Auffassungen geben wird, wenn man mal einen BC 2 gehört hat. Wer das "Gänsehaut-Gefühl" kennt, weiß was ich meine.

 

Mittlerweile habe ich mehrere Exemplare dieses Röhrenverstärkers in Betrieb genommen. Bei allen von mir gebauten Geräten war ich überwältigt von der Sauberkeit und Klarheit des Signals; die räumliche Auflösung und Zuordnung z. B. von Instrumenten ist hervorragend. Ich habe mich ertappt, dass bestimmte CD's von mir jetzt häufiger gehört werden, weil sie den richtigen Verstärker "gefunden" haben. Umgekehrt gilt das allerdings auch, denn der BC 2 macht aus einer schlechten Aufnahme bzw. Abmischung keine gute.

 

Die Realisierung des Verstärkerprojektes bedeutet zwar für den ersten Blick einen hohen Aufwand. Hinsichtlich des Preises der am Markt befindlichen vergleichbaren Verstärker lohnt sich der Selbstbau allerdings mit Sicherheit.

 

 

 

Phonoverstärker

 

Röhrenverstärker werden konzeptionell so ausgelegt, dass eine oder mehrere Signalquellen angeschlossen werden können, zwischen denen umgeschaltet werden kann, wie auch hier beim BC2. Als Signalquellen kommen dann die üblichen Verdächtigen in Frage wie CD-Player, Tuner oder diverse Decks für DAT bzw. Minidisk, aber auch Plattenspieler.

Aus physikalischen Gründen, auf die ich an dieser Stelle nicht weiter eingehen will, haben Schallplatten im Gegensatz zu den anderen Signalquellen einen zwar standardiserten, aber nichtlinearen Frequenzverlauf, der bei der Wiedergabe korrigiert werden muss. Diese Aufgabe übernehmen Phonoverstärker, die einen Frequenzverlauf nach der sogenannten RIAA-Kurve besitzen und gleichzeitig das meist schwache Audiosignal auch gleich noch verstärken.

Natürlich gibt es bekanntlich viele Wege nach Rom. Deshalb existieren eine Reihe von verschiedenen Schaltungen, die alle mehr oder weniger die geforderte Entzerrerkurve realisieren.

Im Rahmen der bereits erwähnten Diplom- und Studienarbeiten wurden auch diese Schaltungen untersucht und in einem ähnlichen Feldversuch wie beim "Black Cat" klanglich bewertet. Als Ergebnis entstand letztlich ein Phonoverstärker, dessen Unterlagen für private Zwecke ebenfalls zum Download auf den o. g. Internetseiten zur Verfügung gestellt wurden.

 

Das Äußere des Phonoverstärkers habe ich konsequenterweise dem des „White Cat“ angepasst. Auch hier wurden alle dazu notwendigen Konstruktions- und Fertigungsunterlagen von mir mit einem 3D-CAD-Programm erstellt. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Spannungversorgung des Phonoverstärkers durch den BC 2. Beide Geräte werden über ein mehrpoliges Kabel miteinander verbunden, welches neben den Leitungen für die Stromversorgung des Phonoverstärkers natürlich auch die Leitungen der beiden Audiosignale enthält.

 

 

 

 

Mein erster Höhreindruck hatte mich nicht enttäuscht, obwohl mir dafür nur ein alter DDR-Plattenspieler mit Tangentialarm zur Verfügung stand, der mit Sicherheit den Phonoverstärker nicht ausreizen konnte. Bei späteren Tests an mit magnetischem System ausgestatteten Mittelklasse-Turntablen von Pioneer©  und DUAL© sah das schon ganz anders aus. Kraftvolle Bässe und gute Ortung in den Höhen bestätigten bei beiden Geräten den exakten Verlauf der Kennlinienentzerrung im Phonoverstärker.

 

Für die, die es nicht wissen: Platten sollten zuweilen gewaschen werden. Das schont nicht nur das Vinyl und das Abtastsystem, man "vermisst" auch bei gewaschenen Platten das all so bekannte typische Knistern. Man muss dann schon manchmal hinsehen, um genau zu wissen, was gerade als Signalquelle am Röhrenvestärker angewählt ist. Perfektionisten haben sich für das Waschen der Platten professionelle Geräte angeschafft und verwenden auch eine spezielle Waschlösung. Aber es kann natürlich auch weniger Aufwand betrieben werden, um gute Ergebnisse zu erzielen. Das ist jedem selbst überlassen.

 

Aber auch bei Schallplatten gilt: Aus einer schlechten Abmischung bzw. Pressung kann auch ein Röhrenverstärker nicht sehr viel machen.

 

Noch ein Kommentar zu den Bildern: Sie wurden schnell und deshalb nicht so professionell aufgenommen, um erst mal mit dieser Web-Seite an den Start gehen zu können. Vielleicht ändere ich das noch mal.