EE-810 - Single-Ended-Endstufe mit der

EE-810 - Single-Ended-Endstufe mit der legendären Röhre 300B
Die Röhre 300B wurde in der Anfangszeit der Röhrentechnik in den 30er-Jahren von Western Electric
entwickelt und in Audioverstärkern eingesetzt. Mit einer Röhre wurden im Single-Ended-Betrieb eine
Leistung von 6...8 W erzielt. In der damaligen Zeit war dies eine beachtliche Leistung, ausreichend für
die Beschallung von Kinosälen. Über die Jahrzehnte hinweg wurde diese Röhre bis heute von HiFiLiebhabern eingesetzt, da sie besonders wegen ihrer Linearität geschätzt wird.
Bei der 300B handelt es sich um eine direkt geheizte Triode, die mittlerweile wieder von vielen
Herstellern neu produziert wird und aus dem High-End-Bereich nicht mehr wegzudenken ist. Die
Leistung von 6...8 W ist nach heutigen Gesichtspunkten eher als gering einzustufen. Um eine höhere
Leistung zu erzielen, können zwei Röhren in Gegentakt-AB-Schaltung eingesetzt werden. Bei der
Gegentaktschaltung kommt es jedoch zur Unterdrückung der geradezahligen Harmonischen k2, k4, k6
usw. Um den typischen Röhrenklang zu erreichen, müssten diese auf künstlichem Weg erzeugt
werden. Dies ist jedoch nicht der Weg, der hier verfolgt werden soll. Eine andere Möglichkeit ist, zwei
Röhren in Single-Ended-Schaltung parallel zu betreiben. Dies wird hier genutzt, um einerseits die
hohe Qualität und den klanglichen Charakter einer Single-Ended-Endstufe zu erreichen und
andererseits eine höhere Ausgangsleistung zu erzielen. Damit steht genügend Leistung zur
Verfügung, um mit wirkungsgradstarken Lautsprechern auch grössere Hörräume ausreichend zu
beschallen. Die idealen Spielpartner für diese Endstufe sind Breitbandlautsprecher und Hornsysteme,
die eine möglichst minimalistische Frequenzweiche haben. Besonders mit Breitbandlautsprechern
ohne Frequenzweiche ist hier eine sehr plastische Wiedergabe zu erreichen.
Schaltungsbeschreibung
Der Verstärker ist komplett in Triodenschaltung aufgebaut. In der Eingangsstufe wird die Röhre
ECC81 eingesetzt. Prinzipiell wird in der ersten Stufe nur eine Triode benötigt. Derartige Röhrentypen
werden heute leider nicht mehr hergestellt. Die EC92 wäre hier gut geeignet, die ein System der
ECC81 darstellt, aber nicht mehr produziert wird. Deswegen wird hier die ECC81 eingesetzt, bei der
beide Triodensysteme parallelgeschaltet werden, was auch vorteilhafte niederohmige Beschaltung
ermöglicht. Der Kondensator C13 wird nur bei Schwingneigung der Schaltung eingesetzt, dies ist vom
Aufbau und der Verdrahtung abhängig. Die Treiberstufe ist mit der Röhre EL84 ebenfalls in
Triodenschaltung mit geringem Innenwiderstand aufgebaut (hier kann sowohl die EL84T mit Gitter 3
an Anode als auch die EL84 mit Gitter 3 an Kathode eingesetzt werden). Beide Stufen sind durch ihre
nicht überbrückten Kathodenwiderstände sowie durch R10, R17 und R18 moderat gegengekoppelt,
damit werden die Röhren auch bei Toleranzen und Alterung in ihren Arbeitspunkten gehalten. Bei der
Auswahl der Röhren wurde darauf geachtet, dass die Verstärkung in einem sinnvollen Bereich und
nicht zu hoch liegt, damit eine moderate Gegenkopplung genügt. Dies wirkt sich positiv auf den
klanglichen Charakter des Verstärkers aus. In der Endstufe werden zwei Röhren vom Typ 300B
eingesetzt.
Jede
Endröhre
hat ihre eigene Ruhestromeinstellung sowie getrennte
Kathodenwiderstände zur Entkopplung der Systeme und eine getrennte Heizspannung. Zur exakten
Einstellung der Verstärkung ist in der Vorstufe das Trimmpotentiometer P1 vorgesehen, um beide
Kanäle aufeinander auf Kanalgleicheit abzugleichen. Der Abgleich kann mit einem
Zweikanaloszilloskop erfolgen. Die Verstärkereingänge werden parallel geschaltet und mit einem
Sinussignal gespeist. Die Ausgänge werden mit dem Trimmpoti jeweils auf gleiche Pegel gebracht.
Die Treiberstufe muss an ihrem Ausgang das Signal zur Ansteuerung der Endröhren niederohmig mit
einer hohen Amplitude zur Verfügung stellen, da die 300B nur eine geringe Verstärkung aufweist. Bei
einer negativen Gittervorspannung von etwa -70 V wird für Vollaussteuerung ein Signal mit ungefähr
140 Vss Spannungshub benötigt. Zudem sollte die Treiberstufe hinreichend linear arbeiten, damit sie
nicht klangbestimmend wirkt. Dies wird durch eine relativ hohe Betriebsspannung für Vor- und
Treiberstufe erreicht. Die beiden Endröhren werden bei einem moderaten Arbeitspunkt mit 65 mA
(entspricht 3,06 V am Messpunkt M1 und M2) Ruhestrom pro Röhre betrieben. Bei diesem Konzept
steht nicht die Leistungsausbeute im Vordergrund, sondern ein möglichst lineares Verhalten der
Endstufe. Der Arbeitspunkt wurde so gewählt, das im Hinblick auf Symmetrie und Klirrverteilung das
bestmögliche klangliche Ergebnis erzielt wird und die Endröhren nicht zu sehr an der Leistungsgrenze
betrieben werden, was deren Lebensdauer zugute kommt.
Zur Vermeidung von Brummeinstreuungen müssen Vor- und Endröhren mit Gleichstrom geheizt
werden. Da die 300B eine direkt geheizte Kathode hat, ist für jede Röhre eine galvanisch getrennte
Heizung, also ein eigenes Netzteil nötig. Die Vor- und Treiberröhre werden von einem weiteren
Netzteil versorgt. Für die Endröhren und die Vor- und Treiberstufe wird eine Gleichstromheizung mit
Softstart verwendet. Auch die Hochspannung der Verstärkerstufen ist für größtmögliche Brummfreiheit
elektronisch geregelt. Am Eingang des Verstärkers ist ein Muting-Relais zur Stummschaltung
vorgesehen.
Im gesamten Vestärkerzug werden moderate, lokale Gegenkopplungen eingesetzt. Somit hat man die
Toleranzen der Bauteile sicher im Griff. Der Verstärker behält seine klanglichen Vorzüge und der
Einsatz selektierter Röhren ist nicht notwendig. Lediglich der Ruhestrom der Endröhren muss auf den
vorgegebenen Wert eingestellt werden. Durch die schwache Gegenkopplung ist der Betrieb an
komplexen Lasten problematisch. Mehrwege-Lautsprecher mit komplexen Frequenzweichen zeigen
sich hier als kritische Spielpartner. Die besten Ergebnisse erzielt man mit Breitbandlautsprechern,
Hornsystemen oder Zweiwege-Lautsprechern. Kommt eine Frequenzweiche zum Einsatz, sollten
einfache Filter bevorzugt werden. Die Endstufe zeigt dann ein ausgewogenes, lebendiges Klangbild.
Als Ausgangsübertrager wird ein hochwertiger Schnittbandkerntyp verwendet, der auf diese Schaltung
hin optimiert wurde und den Anschluss von Lautsprechern mit 4, 6 oder 8 Ohm erlaubt.
Technische Daten
Betriebsspannung:
Anodenstrom pro Endröhre:
Ra:
Eingangsspannung für Vollaussteuerung:
Ausgangsleistung vor Clippinggrenze:
380 V
65 mA
1,5 KOhm
0,7 V RMS
11 W
Frequenzgang bei maximaler Leistung:
20 Hz (-1,2 dB) ... 20 KHz (-0,3 dB)
50 Hz (-0,2 dB) ... 20 KHz (-0,3 dB)
20 Hz (-1,2 dB) ... 40 KHz (-0,8 dB)