Improved SRPP-Line StufeAus Klang & Ton 1/97
Ein Verstärkerkonzept, daß durch seine Einfachheit fasziniert, ist die sogenannte SRPP-Schaltung: Sie besteht nur aus einer einzigen Verstärkerstufe und kommt mit einer Doppeltriode, drei Widerständen und einem Kondensator aus. Sie hat einen relativ geringen Ausgangswiderstand von etwa 10 Kiloohm und arbeitet bereits ohne Gegenkopplung außergewöhnlich linear. Die Tatsache, daß ihre Verstärkung nahezu gleich der Leerlaufverstärkung der Röhre ist, hat ihr auch den Beinamen Mu-Folger gegeben. Mu oder auch µ ist geläufig als Bezeichnung der Leerlaufverstärkung. In dieser Konstellation wird das Eingangssignal an das Gitter der ersten Röhre angelegt und das Ausgangssignal an der Anode über einen Widerstand abgegriffen. Die Höhe dieses Widerstandes bestimmt den Strom, der durch die beiden Röhren fließt; R1 und R2 sind gleich groß, um an jeder Röhre die halbe Betriebsspannung abfallen zu lassen. Die zweite Röhre sitzt über der ersten und arbeitet durch die Beschaltung ihres Gitters immer gegenläufig zu dieser, was den durch beide hindurchfließenden Gesamtstrom konstant hält. Auf diese Weise erhält die untere Röhre V1 optimale Arbeitsbedingungen.
Das Klangbild einer solchen Stufe ist geprägt durch ein großes Maß an Ruhe und Selbstverständlichkeit. Klangfarben reproduziert sie tendenziell warm und ausdrucksstark, und man kann gut in den Aufnahmeraum hineinhorchen, wobei es leider an exakter Fokussierung fehlt. Kurz: Es ist das genaue Gegenteil dessen, was den Klang stark gegengekoppelter Transistorverstärker ausmacht - Ein Meister des Subtilen, der bezaubern kann, leider ohne die Fähigkeit, eine musikalische Darstellung wirklich auf den Punkt zu bringen.
Thermische DriftIn der Praxis gibt es noch ein weiteres Problem: Die Arbeitspunkte der Röhren laufen gerne aus dem Ruder, das Thema "guter Klang" ist dann endgültig erledigt. Abhilfe könnte eine getrennte Heizspannung für die obere und untere Röhre bringen, die sich potentialmäßig auf der Ebene der jeweiligen Kathode bewegt, was gleichzeitig bedeutet, daß Doppeltrioden mit nur einem Heizfaden nicht kanalgetrennt verwendbar sind. Diese Gründe schränken die praktische Verwertbarkeit der SRPP-Schaltung leider stark ein.
Halbleiter-StromquelleEin Ausweg aus diesem Dilemma ist der Einsatz einer halbleiterbestückten Stromquelle, die die obere Röhre ersetzt. Hierbei geht es nicht darum, den 'Transistorklang' durch die Hintertür wieder zum Zuge kommen zu lassen, sondern einzig und alleine darum, der aktiven Verstärkerröhre optimale Arbeitsbedingungen zu verschaffen. Diese untere Röhre arbeitet unter besten klanglichen Voraussetzungen, wenn sie einen möglichst hohen Arbeitswiderstand an ihrer Anode "sieht". Mit einer Triode als Stromquelle sind hier Werte um drei Kiloohm erreichbar, mit einer gut aufgebauten Halbleiterstromquelle liegt man dagegen deutlich oberhalb von einem Megaohm. Je weniger eine Röhre durch ihren Arbeitswiderstand belastet wird, um so besser kann sie ihre Qualitäten ausspielen - daraus resultiert der große Vorteil für die Halbleitervariante: Es braucht nicht viel Phantasie, sich vorzustellen, welche Bedeutung für das klangliche Endergebnis eine 300mal kleinere Last an der schwächsten Stelle einer Röhre besitzt.
Weitere VorteileAlterungserscheinungen wie bei der klassischen SRPP-Schaltung gibt es nicht, ebenso entfällt die Heizung für diesen Teil der Schaltung. Gegenüber der Betriebsspannung wird die Röhre über die Stromquelle mit 39 Dezibel entkoppelt. Eventuelle Reste von Brummspannungen ebenso wie andere Störungen bleiben daher außen vor oder erfahren zumindest eine starke Bedämpfung.
Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von Bauelementen mit hoher Steilheit für die Stromquelle ist die Niederohmigkeit des Ausgangs der Verstärkerstufe: Mit einem System der ECC88 erreicht man ohne Gegenkopplung bereits einen Ausgangswiderstand von weniger als einem Kiloohm, und das bei gleichzeitiger 28facher Verstärkung in einer Stufe. Setzt man ein moderates Maß an Spannungsgegenkopplung ein, dann sinkt der Ausgangswiderstand sogar auf unter 50 Ohm. Selbst lange Signalkabel zu den Endstufen lassen sich hiermit problemlos betreiben, und ebenso ist der direkte Betrieb eines Kopfhörers möglich. Die maximale unverzerrte Ausgangsspannung liegt bei 28 Volt effektiv, was in der Verbindung mit der niedrigen Ausgangsimpedanz sogar bestens geeignet ist, ein Pärchen Endstufentransistoren auszusteuern. Doch das würde an dieser Stelle zu weit führen; in diesem Heft stellen wir erst einmal eine Line-Stufe dieses Konzepts vor, die noch einige weitere Besonderheiten besitzt. Welche Röhre?Eine ideale, unserer Meinung nach die klangliche beste Röhre aus heutiger Produktion für eine hybride SRPP-Linestufe ist die ECC 88. Ihre amerikanische Bezeichnung ist 6DJ8, und professionelle Langlebensdauerröhren gibt es mit den Bezeichnungen E88CC und 6922. Klanglich nimmt vor allem die 6922 aus amerikanischer Militärproduktion eine Ausnahmestellung ein, aber auch Röhren aus russischer Produktion können gute Ergebnisse liefern. Eine PCC 88 ist mit Ausnahme der etwas höheren Heizspannung identisch und auch zu gebrauchen. Ihre hohe Steilheit von 12 mA/V garantiert einen niederohmigen Ausgang, und 300 Ohm äquivalenter Rauschwiderstand sind Garant für Ruhe auch in dieser Hinsicht - wenn da nicht die enorme Verstärkung wäre, die jedes bißchen Rauschen wie auf einem silbernen Tablett serviert. Ein bisschen GegenkopplungDen hohen Signal- und den damit verbundenen Rauschpegel am Ausgang der Line-Stufe mit Hilfe von viel Gegenkopplung auf ein verträgliches Maß zu reduzieren hieße, den Teufel mit dem Beelzebub auszutreiben. Der Ruin aller positiven Klangeigenschaften wie exzellente Feinzeichnung, klangfarbenreiche Darstellung und präzise räumliche Abbildung wäre die Folge. Doch auch hier gilt wie so oft im Leben: Erst die Dosis macht das Gift aus. 12 dB Spannungsgegenkopplung bringen die Verstärkung und das Rauschen auf ein tolerierbares Maß, der Eingangswiderstand erhöht sich von 20 auf 35 Kiloohm, und der Ausgangswiderstand sinkt auf 40 Ohm - ideal, um einen Kopfhörer oder andere niederohmigen oder hochkapazitiven Lasten zu treiben. In dieser Betriebsart, die einfach durch Hinzufügen von R5 zu bewerkstelligen ist, sinkt die Verstärkung auf 7. Keine GegenkopplungWir haben zeitweise einfach auf eine Gegenkopplung verzichtet und das Übermaß an Verstärkung sinnvoll genutzt: Die klanglichen Unarten eines Verbindungskabels zwischen Vor- und Endstufe kommen bei niedrigen Signalpegeln weitaus mehr zum tragen als bei hohen. Es ist daher klug, das Kabel mit einer möglichst großen Signalamplitude zu betreiben und erst am Endstufeneingang mittels Spannungsteiler den Signalpegel zurückzunehmen. Der Pegelabsenkung entsprechend sinkt gleichzeitig das effektive Grundrauschen der Vorstufe. Ein einfacher Spannungsteiler im Eingang der Endstufe, der leicht steckbar ausgeführt werden kann, ist in der Lage, genau dieses zu bewirken. Um eine lange Geschichte kurz zu machen: Beide Varianten haben ihre Meriten. Damit sich niemand den Kopf darüber zerbrechen muß, ob er nun mit oder ohne Gegenkopplung die glücklichere Wahl getroffen hat, ist sie auf der Verstärkerplatine abschaltbar gestaltet. Mittels zweier kleinen Dipschalter ist ein Vergleich innerhalb von Sekunden möglich. BetriebsspannungDas Netzteil einer Verstärkerschaltung besitzt immer eine zentrale Bedeutung für das klangliche Endergebnis. Problematisch stellen sich allerdings die klanglichen Eigenschaften der in vielen Netzteilen zu findenden Spannungsregler dar. Die dort üblicherweise verwendeten Serienregler besitzen zwar meßtechnisch beste Regeleigenschaften, können klanglich jedoch selten überzeugen. Ein tiefer Griff in die Kondensatorkiste, der das Portemonnaie erleichtert und den Verstärker schwerer macht, bringt da schon bessere Resultate. Und schließlich: Warum sollte man verläßlich laufende Verstärker durch hinzufügen von Silizium in pyrotechnisch aktive Bausteine verwandeln? In Bezug auf die Haltbarkeit von Transistoren bei hohen Spannungen (wo steht denn das Verfallsdatum?) hat die technologische Entwicklung immerhin deutliche Fortschritte gemacht; ein simpler Parallelregler verhilft heute selbst einigen Kilogramm Kondensatoren zu mehr Deutlichkeit. Geradezu erstaunlich sind die Resultate dieses Reglers schon bei Verwendung von nur 100 Gramm guter Netzteilkapazität, was die Grundregel "Viel hilft viel" allerdings nicht außer Kraft setzt.
Unsere Wahl fiel auf ein Netzteil, das simpel und effizient und dabei zukunftssicher, weil jederzeit aufrüstbar ist. Alle Bauteile dieser Spannungsversorgung einschließlich des Netztransformators befinden sich auf einer gemeinsamen Platine, die auch den Netzschalter und die Eingangssicherung trägt. Das Netzkabel wird über Schraubklemmen angeschlossen, und ein 20poliger Steckverbinder leitet die aufbereiteten Versorgungsspannungen direkt weiter. Wer sich damit nicht zufrieden geben will, findet auf der Platine Anschlußpunkte für weitere Kondensatoren, die die Siebkapazität bei Bedarf aufstocken. Schnelle Dioden, die auch hochfrequenten Netzstörungen zuverlässig folgen, verrichten ihren Dienst in der Gleichrichtung. Den Netzteilelkos sind Folienkondensatoren parallelgeschaltet, die nach klanglichen Aspekten ausgesucht wurden. Die Heizspannung für die Röhren ist geregelt und wird zur Schonung derselben langsam hochgefahren. Die Stabilisierung der Anodenspannung erfolgt mittels Parallelregler. Bauteile in der VerstärkerschaltungVerstärkerschaltungen gibt es wie Sand am Meer; die Finger zweier Hände reichen jedoch aus, um die Grundschaltungen, aus denen sie zusammengesetzt sind, aufzuzählen. Die klanglichen Qualitäten dieser Grundschaltungen zu beschreiben ist nicht einfach, da die Resultate je nach Art der verwendeten Bauteile und Einstellung der Arbeitspunkte völlig unterschiedlich ausfallen können. Umgekehrt wird ein Schuh daraus: Bauteile, die in einer Schaltung hervorragendes leisten, können sich in einer anderen Konfiguration als untauglich erweisen. Daher gilt ohne wenn und aber: Bauteilqualitäten lassen sich nur in der Schaltung optimieren, für die sie vorgesehen sind. In unserer hybriden SRPP-Schaltung besteht die Grundbestückung aus Metallfilmwiderständen vom Typ Beyschlag 0207, die preiswert und gut sind. Davon ausgehend wurde im ersten Schritt der besonders klangsensible Anodenwiderstand getauscht: Hier kamen nacheinander Vishay S102 Manganinfolienwiderstände, Audio Note Tantalwiderstände und Morganite Kohlemassewiderstände des Baujahrs '63 zum Einsatz. Die Manganinfolien- und Tantalwiderstände spielen deutlich besser als der Standard, kommen aber lange nicht an den Kohlenmassewiderstand heran, dessen Klangeigenschaften wohl am besten durch das Nichtvorhandensein von Fehlern zu beschreiben sind. Nach und nach wurden nun auch alle anderen Widerstände getauscht, wobei die Tendenzen immer gleich waren und in der Summe schon einen enormen Unterschied ausmachen. Lediglich der Katodenwiderstand blieb ein Metallschichttyp, da hier kein Unterschied hörbar ist.
Die Wahl der Auskoppelkondensatoren fiel auf Sprague MKP-Typen, deren Qualität sich nochmals deutlich durch parallelschalten von KP1832 und NSF's von 1960 steigern läßt. Die StromquelleNachdem diverse Varianten von Stromquellen aufgebaut und probegehört waren, kristallisierte sich als klanglich beste Version eine Schaltung heraus, deren Halbleiter-Bauelemente gegenläufige Temperaturkoeffizienten besitzen. Um das thermisch bedingte Abdriften der Arbeitspunkte zu minimieren, sind sie in ein mit wärmeleitendem Aluminiumoxyd gefülltes Kühlkörpergehäuse eingebaut. Als weiterer positiver Effekt dieses Einbaus ist eine Optimierung des mechanischen Resonanzverhaltens zu konstatieren, wobei Dieter Ennemoser mit seinen C37-Ideen wertvolle Anregungen gab. Auch bei der Realisierung des Gesamtkonzepts kamen seine Anregungen zum Tragen: Zum Beispiel ist eine nachträgliche Behandlung der Platine mit Ennemosers C37-Speziallack von Vorteil.
Räumliche QualitätenDie Stromquellen-Module nachträglich nocheinmal paarweise zu selektieren ändert am Klangcharakter wenig, bringt die räumliche Abbildung allerdings noch präziser auf den Punkt. Und genau das ist eine der frappierendsten Eigenschaften dieses Verstärkers: Er bildet das Geschehen im Aufnahmeraum exakt ab. Vieles vorher allenfalls Erahnbare gewinnt eine konkrete Gestalt, steht plastisch und greifbar im Raum. Dies gleicht der Situation eines zu spät kommenden Konzertbesuchers, der schon im Vorraum die Musik spielen hört, aber erst mit dem Eintritt in den Konzertsaal erlebt, wie die räumliche Anordnung der Musizierenden Gestalt annimmt. Die SRPP-Schaltung bringt die Musik auf den Punkt, ohne jemals hart oder scharf zu werden. Dabei ist diese Vorstufe keinesfalls ein Weichzeichner, sie bringt alles Vorhandene zu Gehör. In einer guten Kette wird sie für Begeisterung sorgen, in einer fehlerbehafteten darauf hinweisen, daß an anderer Stelle etwas nicht stimmt. Wohlgemerkt: Hier ist nicht die Rede von Standard-HiFi-Anlagen, sondern von mit viel Liebe und Enthusiasmus zusammengetragenen Musikwiedergabeketten bis in den sechsstelligen Preisbereich hinein. So geht es weiterWie aus den Abbildungen leicht ersichtlich ist, ist diese Line-Stufe Teil eines modularen Vorverstärker-Konzepts, kann aber natürlich auch unabhängig davon betrieben werden, denn die Anforderungen an eine Vorstufe weisen von Fall zu Fall große Unterschiede auf. Im einfachsten Fall kann die Line-Stufe rein passiv ausgelegt sein, also nur aus einem Potentiometer und einem Umschalter bestehen.
Andererseits ist ein komplett ausgestatteter Vorverstärker mit aktiver Line- und Phonostufe realisierbar. Und selbst eine fernbedienbare Lautstärkeregelung, eine Einschaltverzögerung, ein Tape-Buffer oder gar eine Klangregelung lassen sich realisieren. Das sind natürlich Dinge, die nicht jeder braucht, und genau deshalb ist das Gesamtkonzept ein modulares. Sich alle diese Möglichkeiten offenzuhalten und sie bei Bedarf jederzeit nachrüsten zu können, war das Ziel dieses Projekts. Gleichzeitig gehören kurze Signalwege, eine optimale Masseführung und eine einfache, verwechslungssichere Handhabung zu den wesentlichen Merkmalen. STECKBRIEF
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