Audiophiler Verstärker mit DSP

Aktueller Bauzustand

Meine Sabas und Dipol-Bässe laufen zur Zeit an einer Yamaha M35 Endstufe. Das klingt schon sehr schön. Nun baue ich einen eigenen Verstärker, und hoffe klanglich auf noch mehr.
Der ZCA (Zero Component Amplifier) genannte Single-Ended MOSFET-Amp aus einem amerikanischen Forum ist dort sehr beliebt und wird hoch gelobt. Ich vertraue einfach mal darauf, dass es eine gute Wahl ist. Eingangsseitig braucht er noch einen Vorverstärker. Da ich bereits einmal einen Röhren-Vorverstärker aus gleichem Forum gebaut habe, und der gut klang, verwende ich die Schaltung wieder.
Ziel des Ganzen ist es, schon bei geringer Lautstärke ein möglichst vollständiges und räumliches Klangbild zu erhalten.
Wir werden sehen bzw. hören, ob das klappt.

Konzept:

Die Schaltungen sehen so harmlos aus. Aber da sind eine Menge teurer Komponenten dabei. Es lohnt auch nicht an guten Kondensatoren oder dem passenden Trafo zu sparen. Bei einem Verstärker, dessen Signalweg so derart reduziert ist, macht sich schlechte Bauteilequalität sofort im Klang bemerkbar.
Und so summieren sich die Bauteilekosten zur Zeit auf 450 Euro. Für 4 Kanäle wohlgemerkt. Für Stereo wären es vielleicht nur 250 Euro.
Kosten-Highlights: 2 Röhren 32 Euro, 4 Ausgangskondensatoren ‘audio grade’ 60 Euro, zwei Siebdrosseln 45 Euro, Trafo 50 Euro, 6 Siebelkos 80 Euro, 4 Kühlkörper 24 Euro …und jede Menge Kleinkram.

Dazu kommen bisher ca. 75 Euro Materialkosten für die beiden Gehäuse.

Ich teile Verstärker und Stromversorgung in zwei Gehäuse auf. So lassen sich beide optimal und ohne Platznot aufbauen. Und mein Hifi-Rack wird nicht überladen.
Ausserdem kann ich die besonders teure Stromversorgungseinheit dann auch für zukünftige Projekte verwenden. Die erzeugt 2x24V bei bis zu 300W Gesamtleistung. Es liessen sich also auch Endstufen versorgen, die auf 48V oder auf +/-24V laufen.

Im Endstufengehäuse kann ich natürlich auch alternative Endstufenschaltungen einsetzen. Es gibt genug interessante Möglichkeiten.

Gehäusebau

Das Holz ist Bambus. Im örtlichen Baumarkt gibt es diese sehr sauber gearbeiteten 72x42mm Kanthölzer als Unterkonstruktion für Holzterrassen. Die dunkle Färbung ist bereits vorhanden, ich habe nur eine Schicht Holzöl eingerieben und nach Durchtrocknung Antikwachs. Das Holz ist extrem hart und schwer. Es sieht edel und wertig aus, und das war die Absicht dahinter.
Lautstärkepoti und Schalter auf der Front, sowie die Anschlussterminals und Cinchbuchsen auf der Rückseite sind passend ins Holz eingelassen.
Die Kühlkörper sind an 60x60mm Winkeln montiert, und diese wiederum auf ein Bodenblech aus 3mm Alu. Auf diesem liegen auch die Hölzer auf und sind von unten angeschraubt. Eigentlich sehr simpel.
In das 3mm Bodenblech lassen sich Gewinde M3 oder M4 schneiden, so lässt sich einfach was festschrauben.

Sichtbare Metallteile werden mit Ofenrohrlackspray geschwärzt. Der wird bei 160-200 Grad im Backofen eingebrannt, bis es nicht mehr qualmt und stinkt. Die Lackierung ist bis 690 Grad hitzefest. Ich verwende den Lackspray gerne für Kleinteile. Man erreicht recht schnell eine fertige und robuste Lackierung in schwarz-matt.

Röhren-Vorverstärker

Von einem früheren Aufbau des 4S hatte ich noch die Stromversorgung über. Damals hatte ich das so großzügig aufgebaut, dass nun noch zwei Röhrensockel auf die Platine passen:

Da ich auf die Bestellungen warte, hatte ich Zeit, eine Abschirmung aus Kupferblech zu fertigen. Die Trafohaube ist aber nur zum Spass.

Als Röhren verwende ich die 12AU7 (=ECC82). Die klangen für meinen Geschmack bei diesem Aufbau am besten.
Die Ausgangskondensatoren sind auch schon da: 0.47µF Orange Drops. Falls die enge Anordnung der Drops nebeneinander zum Übersprechen führt: Da liegen nur jeweils zwei Kanäle einer Stereo-Seite nebeneinander, also Hoch/Mitteltonkanal und Basskanal. Auch die Röhren sind auf linke Seite und rechte Seite aufgeteilt. Die Stereo-Kanäle sind also gut getrennt.

Die Eingangs-Wechselspannung hole ich aus dem Ringkerntrafo der Endstufe. Alle insgesamt 4 Heizwicklungen werden in Reihe geschaltet und können dann an 24-25VDC ungeregelt betrieben werden. Hier die Verkabelung auf der Rückseite:

Als Lötpunkte für den Anschlus von Kabeln verwende ich gerne Drahtschlaufen. Im Falle der Signalausgänge sind diese gleich aus den Anschlussdrähten der Kondensatoren entstanden. Das ist effektiv, stabil und unterbrechungsfrei. Masselötpunkte habe ich da auch schon herausgeführt.
Jetzt fehlen nur noch ein paar Widerstände. Diese werden point-to-point auf der Platinenrückseite verlötet.

Netzteil

Fertiges Netzteil. Die gelben Stecker sind für jeweils 24DC, der kleine Rundstecker liefert 18VAC für den Röhrenvorverstärker.
Detail der Kondensatoranschlüsse.

Alle großen Elemente des Netzteils werden auf das Deckblech des Gehäuses montiert. Das Blech, der Trafo und die beiden Spulen sind mit Ofenrohrlackspray geschwärzt (Trafo und Spulen waren nicht im Backofen!).

Das Netzteil hat einen 300W Ringkerntrafo mit 2x24VAC sekundär. Mit dem zuerst verwendeten 2x18VAC-Trafo ergab sich unter Last eine zu geringe Gleichspannung. Jetzt liegen da 2×25-26VDC an. Unbelastet sind es 2x31V.
Damit beim Einschalten nicht jedesmal das Licht flackert, habe ich aus Restteilen eine Einschaltstrombegrenzug gebaut:

Die beiden 100Ohm/15W Widerstände in Parallelschaltung sind totaler Overkill. Hier fliesst nur für wenige Millisekunden Strom durch, bevor das Relais sie überbrückt. Aber ich hatte sie halt gerade auf Lager und sie sehen gut aus 🙂 (Und falls das Relais mal nicht schaltet, verbrennen die Widerstände auch nicht…)
Aus Platzgründen liegen die Gleichrichterdioden auf der Rückseite. Der Platinenrest wäre sonst zu klein gewesen.

Wie lange genau die Schaltung den Strom begrenzt kann ich nicht bestimmen. Jedenfalls gibt es keine Auffälligkeiten, wenn ich den Trafo einschalte. Also das Licht flackert nicht und es ist kein Knistern zu hören. Was will man mehr 🙂

Allerdings brummt irgendwas am Netzteil. Ob der Trafo brummt? Ich weiss es nicht. In den ersten Sekunden nach dem Einschalten ist es besonders deutlich, danach wird es weniger, bleibt aber nicht konstant. Insgesamt ist es so leise, dass ich es an der späteren Hörposition nicht höre. Aber wie wird das unter Last? Wir werden es sehen.