Stand V7.0 abgeschlossen 14.03.2019
Einige werden sich Fragen was ich mit "echter" Hybridendstufe meine, dazu eine kurze Ausführung.
Inzwischen sind im Netz viele sehr günstige Hybrid Endstufen aufgetaucht mit hoher Leistung und hübschen Design Gehäusen, einige davon habe ich zerlegt und näher untersucht, allerdings war das fast immer eine Endstufe in IC Technik oder Transistortechnik mit MOSFET Leistungtransistoren, also nichts anderes als eine Transistor/MOS Endstufe mit Röhrenvorstufe was aber nicht heißen muss das so eine Kombination schlecht klingt, meist waren diese sogenannten Hybriden aus Chinaexporten aber so schlecht gefertigt das man mit jeder Oldtimer Endstufe klanglich besser fährt und von einem echten Röhrenklang weit entfernt ist.
Der erste echte Hybrid den ich gehört habe und der mich begeisterte ist der Vollverstärker Kora Explorer 90si den ich an anderer Stelle schon vorgestellt habe. Der große Unterschied zu Transistor/MOS/ Hybriden ist der typische Röhrenklang der auch in einigen Tests bekannter Fachzeitschriften als echte Röhre in der Spitzen- und Oberklasse angesiedelt wurde, mit den Vorteilen einer kräftigen 90W MOSFET Endstufe.
Dabei ist bei einem echten Hybriden wichtig das sich kein normaler Transistor im Signalweg befindet. Der Vorteil von MOSFET Transistoren ist ein Verhalten das dem einer Röhren Triode sehr ähnlich ist mit allen Vorteilen und auch einigen Nachteilen, gerade der Triodenähnliche Klang mit dem vom Menschen als angenehm empfundenen Klirrspektrum ist dabei wichtig. Im Netz gibt es einige echte Hybrid Schaltung meist A-Class Single Ender, klanglich optimal, aber bei Ausgangsleistungen von bis zu 60W mit riesigen Netzteilen und Kühlblechen die jedem Heizlüfter Konkurrenz machen können, funktionsfähige Gegentaktendstufe sind kaum zu finden und meist aufwendig.
Eine echte Alternative stellt die Schaltung der Kora dar die mit zwei Komplementär MOSFET Pärchen arbeiten, ein Endstufentransistor Paar mit 40A HEXFETs und ein winziges Treiber MOSFET Pärchen mit 0,25A Id das als Verstärker Treiber und Arbeitspunktreglung arbeitet, durch hohe Eingangsempfindlichkeit beider Paare ist nicht mehr erforderlich und diese pure MOS Endstufe kann so schon von einem CD Player angesteuert werden, bei der Kora Endstufe sorgen ein DC Offset und ein BIAS Poti für die Arbeitspunkt- und Nullpunkteinstellung, leider recht unsymmetrisch.
Hybrid V1 - Aufbau nach der Kora 90 Schaltung
Hier mein erster Testaufbau als Monostufe, es fehlt noch die Vorstufenröhre, grausam die Justage da sowohl Offset und BIAS sich gegenseitig beeinflussen, eine A-Class Justage war so fast nicht möglich, ohne Gegenkopplung nicht verwendbar, mit der treibenden ECC81 und der an g1 rückgeführten Gegenkopplung ergab sich dann aber der schöne Kora Klang, nachteilig die unsymmetrische Verteilung der Spannungen und Signal Einspeisung.
Hybrid V2 - Aufbau mit neuer BIAS Schaltung mit MOS Treibern
Hier die von mir die geänderte Schaltung, der N und P-FET Teil sind jetzt komplett symmetrisch aufgebaut, das DC Offset Poti entfällt und wird durch eine über Kreuz symmetrisch geführte BIAS Reglung ersetzt, auch die Signal Einspeisung ist jetzt über zwei Kondensatoren symmetrisch ausgeführt. Nun läßt sich der Ruhestrom jedes Endtransistors getrennt und auch problemlos im A-Class Betrieb einstellen, aber auch klanglich ein Quantensprung, bei der direkten Ansteuerung vom CD Player kann auf die Gegenkopplung verzichtet werden.
Nun der Abschluss des Mono Testaufbaues mit der ECC81 als Treiberröhre. Für die Röhre ist ein geregeltes Netzteil erforderlich um beim Anlauf ein hohes Startbrummen zu vermeiden, nach aufheizen ist die ganze Schaltung aber völlig brummfrei, die Gegenkopplung wurde jetzt stark zurückgenommen. Trotz Sparnetzteil spielt die Endstufe selbst bei hoher Leistung sehr offen und sauber und überfordert meine Testbox mit ca. 80W Sinus an 8 Ohm schon ein wenig.
Hybrid V3 - Aufbau ohne MOS Treiber
Durch die geänderte BIAS Reglung stellte sich heraus das die MOS Treiber wenig Sinn machen, die neuen Hochleistungs FETs sind empfindlich genug um von der Röhre direkt angesteuert zu werden, klanglich arbeitete eine ECC85 am besten. Hier der erste Prototyp in einem Telefunken STM1 Gehäuse, es bringt gleich einen passenden Ringkerntrafo mit, der zweite untere Ringkerntrafo erzeugt die Heizspannung und die Anodenspannung hier auch wieder geregelt mit einem MOS FET um brummfreien Betrieb sicher zu stellen.
Die Schaltung wurde weiter verbessert, jeder Transistor kann jetzt mit einem Feingangpoti exakt eingestellt werden, bei optimaler Anpassung ergibt sich automatisch ein perfekter Nullabgleich, klanglich brachte der Wegfall der Treiber eine weitere Verbesserung, die Gegenkopplung konnte weiter zurückgenommen werden.
Hybrid V4 - Verbesserung der BIAS
Der erste Prototyp brachte noch ein kaum hörbares Grundbrummen was ich durch eine nähere Platzierung der Röhre an den Endtransistoren und weitere Verbesserung der BIAS Reglung fast komplett beseitigen konnte, die BIAS versorgt sich jetzt symmetrisch aus der positiven und negativen Spannungsversorgung der Endstufe, bei höherer Last wird der dann höhere Brummanteil gegenphasig auf die Endtransitoren gekoppelt was zu einer automatischen Reglung und Entbrummung führt ohne den Audioanteil zu beeinflussen, die Schaltung wurde weiter vereinfacht.
Hybrid V4.1 - mit aktueller Schaltung aber 200V FETs und Leistungen von 2 x 350W Sinus
Nachdem ich den V4 Prototyp zwei Wochen gehört habe hat er meinen bisherigen Favorit die Bell Labs Sanken Ringemitter-Endstufe von meinem Hörplatz Nr. 1 verstoßen, der Hybrid klingt einfach weniger aggressiv, runder, halt wie eine Röhre und hat dabei deutlich mehr Tiefgang als die Bell Labs Endstufen und wie diese werde ich den neuen Hybrid wieder in das Gehäuse einer Uher Referenz Endstufe einbauen.
Hier erst mal die erste Version mit einem 800VA Ringkerntrafo, eine zweite Version wird in dem Gehäuse aufgebaut in dem sich noch die Sanken Endstufe befindet, dort dann mit den zwei 750VA Japan Core Trafos und einem weiter verbesserten Netzteil.
Hier der erste Aufbau des Endstufenmodule, ich verwende hier eine NOS PCC85, sie passt ideal an die gleichgerichteten 6,3V~ die dann 8,9V passen gut zu den 9V Heizung der PCC85
Der fertige Aufbau der Hybridendstufen, die Wege zwischen der Treiberröhre und den Leistungs FETs konnte ich weiter verkürzen.
Hybrid V7.0 - mit aktueller Schaltung
An der V4.1 Schaltung wurde in der Testversion 5 und 6 wenig geändert, mit der V7.0 Schaltung wurde die Leistung wieder etwas zurückgenommen auf 130W Sinus was durch stärkre Endtransistoren erreicht wurde allerdings wieder nur ein Pärchen je Kanal auch weil mehrere parallele FETs klangliche Nachteile bringen, dazu kam meine neue Bassbasis mit zwei 18" (~50cm) was in einem 60qm Wohnraum keine höhere Leistung mehr erforderte.
Die Änderungen der V7 Version liegen im Bereich einer besser zu justierenden BIAS, einer verbesserten Einschalt- und Überwachungssteuerung und einem besseren Netzteil. Mit dieser Endstufe für den vorläufigen Eigenbedarf schließe ich das Projekt erst einmal ab.
Hier das entkernte Uher Referenz Gehäuse mit großen VUs und der bereits montierten Elko Platte.
Hier das komplette Netzteil mit EMI Filter, mit FET geregelten 300V Netzteil und der Zeit Ablauf Steuerung mit Überwachung.
Zuerst wird die Röhrenstufe eingeschaltet, nach Aufheizung und Stabilisierung der Spannung am Ausgang der Röhrenstufe wird der Ringkerntrafo für das Leistungsteil über einen Hochlastwiderstand mit einer kleineren Spannung zugeschaltet, tritt kein Offsetfehler mehr auf schaltet sich der Trafo auf Volllast.
Eine andere Ansicht
auf der Rückseite das Netzteil für den VU Verstärker und die RGB Led Hintergrund Beleuchtung, mit einer Fernbedienung kann jetzt für die VUs eine beliebige Farbe gewählt werden.
Das fertige Gerät, alle Baugruppen sind modular aufgebaut so das alles möglichst Service freundlich zerlegt werden kann.
Hier noch die Schaltung des VU Verstärkers, er steuert die großen Messgeräte an und dient zur Offset Erkennung.
Abschließend noch das Blockschaltbild der kompletten Endstufe, bitte nicht nach dem Schaltplan fragen den gebe ich momentan nicht heraus.
Das Projekt ist damit abgeschlossen.
mailto: info@roehrensockel.de