OTL Kopfhörerverstärker

Ich wollte schon seit längerer Zeit einen Röhren Kopfhörerverstärker bauen. Nach kurzer Recherche fand ich im Internet diese Seite auf der ein sehr schöner, übertragerloser Kopfhörerverstärker beschrieben wird. Für eine bessere Kanaltrennung habe ich 2 6AS7 verbaut, wobei jede Triode nur ein mal belegt ist, tauscht man also die Röhren, wird die jeweils andere Triode genutzt.

 

Verbaut ist die russische Variante der 6AS7 (6H13C) sowie die Militärversion der ECC82 (JAN5814).

Warum Röhren?

Sucht man im Internet nach Hifi-Schaltunden findet man recht schnell Aussagen, welche in esoterische Bereiche abdriften. (Es soll leute Leute geben, die hören auch ob ihr Netzkabel aus hochreinem Silber denn auch richtig herum eingesteckt wurde...). Ich persönlich glaube nicht an derartige "Phänomene", das Hören von Musik bleibt aber ein sehr subjektiver Prozess. Würde ich daran glauben - vielleicht würde ich das dann auch hören. Von daher sind auch meine Ansichten bezüglich "Klang" rein subjektiv. 
Ich bin der Ansicht, dass ein schöner Röhrenverstärker auf jeden Fall besser klingt als ein irgendein kostenoptimierter PWM-Verstärker. Ob richtig gute Transistorverstärker besser klingen oder nicht kann ich nicht beurteilen, da ich solche nicht besitze. Davon abgesehen hat ein schöner analoger Röhrenverstärker mit glimmenden Röhren meiner Meinung nach viel mehr Charakter als ein mit modernen Teilen aufgebauter Halbleiterverstärker, auch wenn der Klang unverändert bleiben sollte. Es ist eine "ursprünglichere" Variante des Musikhörens. (Ich muss aber zugeben in diesem Verstärker zwei Mosfets zur Spannungsstabilisierung verbaut zu haben..)

Heiznetzteil

Jede der 6AS7 benötigt 2,5A bei 6,3V - hinzu kommen noch die beiden ECC82 mit je 300mA bei 6,3V bzw. 150mA bei 12,6V. Das ist schon eine recht anständige Leistung, die sich nicht mehr so einfach mit Halbleitern regeln lässt (Switchmode möchte ich vermeiden). Da ich ohnehin schon damit zu kämpfen hatte die Temperatur möglichst niedrig zu halten habe ich keine Regelung für die Heizspannung eingebaut. Als nächstes braucht man einen Trafo welcher in der Lage ist die nötige Leistung zu liefern. Dafür wollte ich gerne einen Halogentrafo verwenden - diese sind sehr billig zu beziehen und in der Ringkern-Variante auch recht kompakt. Ich hatte zudem noch einen 12V/4A Trafo rumliegen. Dazu kommt ein leicht überdimensionierter Gleichrichter und zwei 4700uF Glättungselkos. Um die Röhren mit 12,6V zu heizen habe ich die beiden Heizwicklungen der 6AS7 in Reihe geschalter. Dazu parallel sind die beiden ECC82 in 12,6V Konfiguration geschaltet. Den Trafo habe ich später aber ausgebaut und durch einen 8A Trafo ersetzt, da er zu heiß wurde. (die "4A" waren wohl sehr optimistisch gemeint)

Rein theoretisch ergibt sich bei 12V~ Eingangsspannung ein Scheitelwert von ca. 17V - dieser kann bei einer Belastung jedoch nicht gehalten werden. Generell ist die Ausgangsspannung dieser 12V Trafos stark lastabhängig. Bei 2,5A Belastung lag die Ausgangsspannung meines Halogentrafos bereits deutlich unter den angepriesenen 12V. Trotz Spannungseinbruch ist die gleichgereichtete Spannung jedoch immernoch deutlich höher als 12,6V. Meine erste Idee war die Verwendung von Lastwiderständen um die überschüssige Leistung schlicht zu "verbraten" (die Bohrungen in der Mitte des Chassis waren für die Belüftung der Lastwiderstände vorgesehen). Nach ein paar Versuchen stellte sich das jedoch als eine schlechte Idee heraus. Auch wenn die abfallende Leistung nur ca. 2W pro Widerstand betrug (dem sollte 5W MOX Widerstände ja problemlos standhalten) - diese 2W thermische Leistung müssen erst einmal abgeführt werden. Das Chassis war durch den Gleichrichtier, die Röhren und die Regelung der Anodenspannung ohnehin schon alles andere als kalt. Also habe ich die Widerstände wieder ausgebaut und ein paar Windungen von Heiztrafo entfernt, bis die Heizspannung passte. Dabei muss immer wieder unter Last getestet werden, um nicht zu viele Windungen zu entfernen!

Anodennetzeil

Da die 6AS7 im Class-A Betrieb läuft ist der Ruhestrom entsprechend hoch. Jede der 6AS7 genehmigt sich etwa 120mA, die Anodenspannung ist dafür aber mit ca. 120V recht niedrig. Auch für die Anodenspannung sollte natürlich wieder ein recht günstiger Trafo her. Also habe ich einen 230V -> 2x115V/400mA Trenntrafo (Ringkern) bestellt. Diese Trafos sind im Internet für ca. 30EUR zu haben. Zur Regelung der Anodenspannung wurde die auf genannter Seite präsentierte Mosfet-Schaltung verwendet. Ich habe noch eine kleine Platine dazu entworfen und je ein Netzteil die beiden Chassis-Seiten montiert. (die Elkos sind eventuell etwas überdimensioniert) Die Mosfets sind unter der Platte montiert und mit Glimmerscheiben isoliert ans Chassis geschraubt um die entstehende Hitze sofort abzuführen. Zusätzlich habe ich über den Mosfets ein paar Löcher ins Chassis gebohrt um eine gute Luftzirkulation zu erreichen. Jeder Kanal hat eine eigene Anodenwicklung und ein eigenes Netzteil. 

Der verwendete Trafo ist mit 400mA natürlich etwas überdimensioniert, dafür behält er aber einen kühlen Kopf. Die Schaltung kann mit einem direkt gleichgerichteten 115V Trenntrafo betrieben werden - dabei werden die Regler aber schon recht warm. Um den Leistungsabfall an den Reglern zu reduzieren habe ich einfach ein paar Wicklungen vom Anodentrafo entfernt.

NF-Teil

Der NF-Teil ist in guter alter Tradition frei verdrahtet. In der Mitte ist eine Konstruktion aus 4 Lötleisten eingebaut, um die Bauteile abzustützen. Kanal 1 belegt die 1. Triode der 6AS7, Kanal 2 die 2. Auf diese Weise können die Röhren vertauscht werden um die jeweils andere Triode zu nutzen. Als Ausgangskondensatoren kommen an Stelle der beiden 50uF Elkos zwei große 50uF Folienkondensatoren zum Einsatz. Diese sind mit Stahlblech an die Seiten des Chassis geklemmt. Das Lautstärkepoti ist ebenfalls mit einem Stück Stahlblech montiert. Um "Rumbratereien" am Poti zu vermeiden habe ich an diesen Stahlblech noch eine Lötleiste agebracht. Das Poti kann so als komplette Einheit mit Blech und Anschlussleiste ausgebaut werden.

Gehäuse

 

Bei ersten Tests hatte ich recht große Probleme mit der Wärmeabfuhr - die Röhren, die Anodenspannungsregler und vor allem der Heizgleichrichter erzeugen ordentlich Hitze. Es ist klar, dass ein Röhrenverstärker warm wird - so warm dass man sich am Chassis verbrennen kann soll es dann aber doch nicht sein. Zur Lösung des Problems habe ich die Verlustleistungen in den Netzteilen durch das Entfernen einiger Windungen von den Netztrafos verringert. Zusätzlich habe ich das Chassis mit diversen Belüftungsbohrungen versehen um einen Hitzestau zu vermeiden. Das Gehäuse steht auf ca. 10mm hohen Füßen und ist unten mit einem Lochblech versehen um eine gute Luftzirkulation zu ermöglichen. Das Chassis wird nach wie vor recht warm - durch die Optimierungen bleibt die Temperatur jedoch in einem vertretbaren Bereich. ~100W Eingangsleistung bei ein paar hundern Milliwatt Ausgangsleistung - irgendwo muss die Leistung ja hin.

2016 J. Weigelt - www.janelo.net