Audiophile Röhrenverstärker mit der ECC99

Das Buch „Audiophile Röhrenverstärker mit der ECC99“ beschreibt den detaillierten Aufbau unterschiedlicher Röhrenverstärker. Basierend auf der Erkenntnis, dass der gute Klang eines Röhrenverstärkers unabhängig von seiner Ausgangsleistung und der tatsächliche Leistungsbedarf im heimischen Wohnzimmer gering ist, entstanden einfache und preislich überschaubare Verstärkerschaltungen. Für diese Projekte eignet sich die Röhre ECC99 perfekt. Aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Verlustleistung bei gleichzeitig niedrigem Innenwiderstand kann sie sowohl in Endstufen als auch in Vorverstärkern eingesetzt werden. In diesem Buch wird der Aufbau folgender Stereo-Verstärker beschrieben:

Der PPP99: Ein Parallel-Gegentakt-Verstärker mit einer Ausgangsleistung von 11 Watt. Der Verstärker ist ein so genannter Parallel-Push-Pull- beziehungsweise Parallel-Gegentakt-Verstärker. Pro Kanal arbeiten zwei ECC99 im Gegentakt. Eine ECC81 pro Kanal wird gleichzeitig als Vorverstärker und für die Phasenumkehr eingesetzt. Der Verstärker ist auf maximale Leistung und bestes Klangergebnis getrimmt.

Der PSE99: Ein Parallel-Single-Ended-Verstärker mit einer Ausgangsleistung von 4 Watt. Der Verstärker ist ein Parallel-Single-Ended mit jeweils einer ECC99 pro Kanal in der Endstufe und einer ECC81 für beide Kanäle in der Vorstufe. Der Verstärker wurde auf ein optimales Klangergebnis abgestimmt.

Der SE99: Ein Low-Cost Single-Ended-Verstärker, dessen Materialkosten bei etwa 120 €  (Stand 2022) liegen. Der Verstärker ist ein Single-Ended mit nur einer ECC99 in der Endstufe und einer ECC81 in der Vorstufe. Der Verstärker wurde auf Kostenminimum getrimmt, ohne dabei die Philosophie der Rausch- und Brummfreiheit zu vernachlässigen.

Des Weiteren werden drei Projekte vorgestellt, bei der die ECC99 als Vorstufenröhre eingesetzt wird: 

Der MM99: Ein Phono-Vorverstärker mit RIAA-Entzerrung für MM-Systeme. Der Vorverstärker hat eine Gesamtverstärkung von 42 dB bei sehr niedrigem Klirrfaktor. Er kombiniert die Einfachheit eines MM-Vorverstärkers mit nur zwei Verstärkerstufen mit einem passivem RIAA-Netz-werk, welches sehr präzise der RIAA-Entzerrer-Kurve folgt. 

Der NS99: Der „Natural Sound 99“, ein Röhrensoundkonverter. Dieser Vorverstärker wurde als Klangverbesserer für Transistor-Verstärker entwickelt. Ohne „echte“ Verstärkung beeinflusst er das Klangbild positiv, indem er eine zweiten harmonischen Ordnung hinzufügt. Er wird dabei zwischen einer Quelle, zum Beispiel einem CD-Player, und einem Transistor-Endverstärker eingeschleift.
 
Der KH99: Ein Kopfhörerverstärker (Hybrid), der den Spagat zwischen Röhrenklang und Funktionalität schafft. Damit erfüllt der Verstärker nicht nur die hohen Anforderungen an Rausch- und Brummarmut, sondern er kommt auch mit der kompletten Bandbreite der Impedanzen heutiger Kopfhörer klar. 

Das Buch beschreibt passend zu den elektrischen Schaltungen den detaillierten Aufbau der Elektronik auf Rasterplatinen und Lötleisten. Weiterhin wird der Einbau der Elektronik in ein entsprechendes Gehäuse sowie die brummfreie Gestaltung der Masseführung beschrieben. 

Röhrenverstärker einfach und effektiv vermessen

Ein weiteres Buch speziell für Praktiker entstand zum Thema „Verstärker Messen“. Es werden sehr gute und gleichzeitig günstige Möglichkeiten aufgezeigt, wie Audio-Verstärker präzise vermessen werden können. Der Kauf eines teuren Oszilloskops, einer Klirrfaktormessbrücke oder eines Signalgenerators sind dabei nicht notwendig. Dank moderner Technik können diese Geräte, fast komplett durch eine Soundkarte ersetzt werden.
 Aber auch mit „nur“ einem Multimeter in Kombination mit einem CD-Player und einer Sinus-Signal-CD können bereits zahlreiche Messungen durchgeführt werden. Es können sowohl die korrekte Funktion eines Verstärkers kontrolliert oder seine technischen Daten bestimmt als auch Abstimmarbeiten durchgeführt und Einflüsse analysiert werden, die durch Änderungen an der Schaltung oder durch den Tausch von Komponenten entstehen. Auch bei der Fehlersuche unterstützt die Messtechnik. Deshalb sollte sich jeder Hobbyelektroniker mit dem „Vermessen“ und den heutigen Messmöglichkeiten intensiv befassen. 

Dieses Buch ist in drei Abschnitte unterteilt. Im ersten werden die Messungen mit dem „CD-Player und dem Multimeter“ beschrieben. Diese Messmethode ist bereits so genau, dass sie ausreicht, um Verstärker auf ihre korrekte Funktion hinreichend genau zu untersuchen. Ohne weitere Anschaffungen können bereits zahlreiche aussagekräftige Messungen durchgeführt werden.

Im zweiten Abschnitt wird der Bau einer passiven Messbox beschrieben, nachdem das Potential einer Soundkarte als Messsystem aufgezeigt wurde. Diese Box unterstützt den Hobbybastler bei seinen Messaufgaben, gerade in Kombination mit einer Soundkarte. Mit ihr können die Eingangs- und Ausgangspegel angepasst werden. Zwei Lastwiderstände und ein Schutzmechanismus sind integriert, um die Soundkarte vor eventuellen Schäden durch Überspannung zu schützen. Weiterhin ist eine Widerstandsbrücke zur Messung des Impedanzverlaufs eines Lautsprechers vorgesehen.

Da auch der PC inklusive Soundkarte in jedem Haushalt Einzug erhalten hat, werden im dritten Teil des Buches Messungen mittels der PC-Soundkarte aufgezeigt. Die Genauigkeit ist dabei so hoch, dass auch die Höhe von Verzerrungen oder Intermodulationen bestimmt werden können. Die Genauigkeit übersteigt sogar die der meisten Oszilloskope, da diese meist eine Auflösung von „nur“ 8 bit besitzen. Oszilloskope mit 16 bit gehören bereits in den Profibereich. Eine einfache Soundkarte dagegen hat eine Auflösung von 24 bit. Zieht man das Rauschen ab, bleiben circa 20 bit für die eigentliche Messung übrig. Damit ist die Soundkarte einem normalen 8 bit-Oszilloskop um den Faktor 4000 überlegen, was die vertikale Auflösung (Spannungsauflösung) angeht. Die für die Messung und deren Auswertung notwendige Software ist ebenfalls kostengünstig erhältlich.

Röhrenverstärker und die Suche nach dem Heiligen Gral

Die Suche nach dem besten Röhrenverstärker ist wie die Suche nach dem heiligen Gral. Ein klangliches Optimum zu finden scheint gerade bei diesen Verstärkern unmöglich, da die eingesetzten elektronischen Bauteile keinesfalls perfekt sind. Hinzu kommt, dass sich Ausgangsübertrager und Röhren sowie deren Betriebspunkte gegenseitig stark beeinflussen. 

Die große Frage ist, welche technischen Eigenschaften einen Einfluss auf den Verstärkerklang nehmen und welche technischen Daten ein Röhrenverstärker haben muss, um gut zu klingen. Es wurden 33 Bücher und Zeitschriften der einschlägigen Röhrenliteratur nach Hinweisen auf den Verstärkerklang durchsucht. Sie wurden in diesem Buch zusammengefasst und bilden die Entwicklungsgrundlage für die Stereo-Röhrenverstärker, deren Aufbau in diesem Buch beschrieben sind.

Der 15EA7: Ein Single-Ended mit der Dualtriode 15EA7 und einer Ausgangsleistung von 4 Watt. Die beiden Triodensysteme der 15EA7 sind nicht identisch. Das eine Triodensystem hat eine sehr hohe Leerlaufverstärkung, das andere ist für eine Verlustleistung von bis zu 10 Watt ausgelegt und hat einen niedrigen Innenwiderstand. Für einen kleinen zweistufigen Verstärker, bestehend aus einer Vor- und einer Endstufe, wird genau diese Kombination benötigt. Diese Röhre ist somit ideal, um mit überschaubarem Teileaufwand einen kleinen Verstärker aufzubauen.

Der PP99: Ein Gegentakt-Verstärker mit einer Ausgangsleistung von 5,5 Watt. Der PP99 ist ein kleiner dynamischer Verstärker, der höchsten Klangansprüchen genügt und einen niedrigen Klirrfaktor aufweist. Pro Kanal arbeitet eine ECC99 im Gegentakt. Eine ECC81 pro Kanal wird gleichzeitig als Vorverstärker und für die Phasenumkehr eingesetzt.

Der P2SE99: Ein Parallel-Single-Ended-Verstärker mit einer Ausgangsleistung von 8,5 Watt. Der Verstärker ist ein Parallel-Single-Ended mit jeweils zwei ECC99 pro Kanal in der Endstufe und jeweils einer ECC81 in der Vorstufe. Der P2SE99 ist ein extrem gut klingender Single-Ended-Verstärker. Er holt alles technisch Machbare aus der Röhrentechnik heraus und übertrumpft dabei einen 300B-Verstärker in traditioneller Bauweise.

Der PMM99: Ein Phono-Vorverstärker mit RIAA-Entzerrung für MM-Systeme mit niedrigem Innenwiderstand und guter Kanaltrennung. Der Vorverstärker hat eine Gesamtverstärkung von 42,5 dB bei sehr niedrigem Klirrfaktor.

Der EQ99: Ein Vorverstärker mit Equalizer, Kanalumschalter und Bluetooth-Modul. Um dem High-End-Gedanken gerecht zu werden ist der Vorverstärker von exzellenter Qualität. Seine Kanaltrennung ist hoch und die entstehenden Verzerrungen sind gering. Das Buch beschreibt den detaillierten Aufbau der Elektronik auf Streifenrasterplatinen. Ein Ätzen von Platinen ist hier nicht notwendig. Weiterhin wird der Einbau der Elektronik in ein entsprechendes Gehäuse sowie die brummfreie Gestaltung der Masseführung beschrieben. Die Lautsprecher dürfen bei der Suche nach dem optimalen Klang nicht vernachlässigt werden. Sie haben in Kombination mit dem Wiedergaberaum den größten Einfluss auf das Klanggeschehen.

Im letzten Kapitel dieses Buches wird unser weltweit einzigartiger Lautsprecher vorgestellt. Aufgrund seiner außergewöhnlichen Konstruktion blendet er den negativen akustischen Einfluss des Raumes aus und gehört somit ebenfalls zum heiligen Gral des Musikhörens. 

Über Interesse an diesen von Dominic Melischko geschriebenen Büchern und Unterstützung seiner Arbeit würden wir uns freuen. Alle drei Bücher sind als gebundene Ausgabe oder als Taschenbuch über Amazon erhältlich. 

Bauanleitungen Röhrenverstärker

Dieses Buch enthält Anleitungen zum Aufbau von Röhrenverstärkern. Es entstand infolge von Rückmeldungen auf die beiden Bücher „Audiophile Röhrenverstärker mit der ECC99“ und „Röhrenverstärker und die Suche nach dem heiligen Gral“. Entsprechend den Wünschen der Leser wurden folgende Verstärker entwickelt:

Der ECL82: Ein kleiner Single-Ended-Verstärker, der mit nur einer Röhre pro Kanal auskommt. Die eingesetzte Röhre ECL82 enthält zwei unterschiedliche Röhrensysteme: eine Triode und eine Pentode. Die Triode übernimmt die notwendige Vorverstärkung und die  leistungsstärkere Pentode bildet die Endstufe. Sie läuft im so genannten Ultra-Linear-Betrieb. Dadurch befinden sich die Verzerrungen auf niedrigem Niveau.

Der PP99LC: Ein Low-Cost Röhrenvollverstärker, der nach dem Gegentaktprinzip arbeitet. Seine Materialkosten betragen ungefähr 220 €. Ziel der Entwicklung dieses Verstärkers war es, die Bauteilkosten auf ein Minimum zu reduzieren, ohne dass dabei beim Klang Kompromisse eingegangen werden.

Der PMM81: Ein Entzerrervorverstärker mit einem sehr hohen Verstärkungsfaktor. Er erreicht eine Verstärkung von 50 dB (bei 1000 Hz) und eignet sich für Schallplattenspieler mit  MM-Tonabnehmer. Damit ist es möglich mit leise spielenden Tonabnehmern eine vorhandene
Audiokette voll auszusteuern. Der Verstärker glänzt mit einem sehr niedrigen Klirrfaktor, einem niedrigen Innenwiderstand und einer sehr hohen Kanaltrennung. Sein passives RIAA-Netzwerk folgt sehr präzise der RIAAEntzerrer-Kurve.

Der PP99X: Ein kleiner dynamischer Gegentaktverstärker mit integriertem Zweikanalequalizer und einer Ausgangsleistung von 4,8 Watt. Er genügt höchsten Klangansprüchen und weist einen niedrigen Klirrfaktor auf. Insgesamt arbeiten in dem Verstärker fünf Doppeltrioden. Eine ECC81 pro Kanal wird gleichzeitig als Vorverstärker und für die Phasenumkehr eingesetzt. In den Endstufen arbeitet pro Kanal jeweils eine ECC99. Eine weitere ECC99 benötigt der Equalizer.

Der KH99X: Ein Kopfhörerverstärker (Hybrid) mit integriertem Zweikanalequalizer. Der Equalizer ermöglicht eine Anhebung und Abschwächung der Bässe und Höhen von ±12dB.
Dieser Kopfhörerverstärker schafft als Hybrid den Spagat zwischen Röhrenklang und
Funktionalität. Außerdem erfüllt er die hohen Anforderungen an Rausch- und Brummarmut und kommt mit der kompletten Bandbreite der Impedanzen der heutigen Kopfhörer klar.

Der PSE99-Evo: Ein Parallel-Single-Ended-Verstärker mit einer Ausgangsleistung von 4 Watt. Der Verstärker ist ein Parallel-Single-Ended mit jeweils einer ECC99 pro Kanal in der Endstufe und je einer ECC832 in der Vorstufe. Er ist eine Optimierung des PSE99 aus dem Buch „Audiophile Röhrenverstärker mit der ECC99“. Verbessert sind die Eingangsempfindlichkeit, die Kanaltrennung, das Verzerrungsverhalten und der Frequenzgang. Weiterhin werden hochwertige, speziell für den Single- Ended-Betrieb hergestellte Ringkernausgangsübertrager eingesetzt.

Die vorgestellten Verstärker haben jeweils eine gering Ausgangsleistung. Dass diese an
wirkungsgradstarken Lautsprechern mehr als ausreichend ist, wird in einem Technikkapitel aufgeführt. Eine bekannte Eigenschaft eines Röhrenverstärkers ist, dass er Verzerrungen produziert. In einem Kapitel wird dargestellt, was diese Verzerrungen sind, wo sie im Röhrenverstärker genau entstehen und wie sie sich zusammensetzen. Es wird sich zeigen, dass als Ursache für deren Entstehung nicht nur ein einzelnes Bauteil verantwortlich ist.

Das Buch beschriebt, passend zu den Verstärkern, den detaillierten Aufbau der Elektronik auf
Streifenrasterplatinen. Ein Ätzen von Platinen ist hier nicht notwendig. Weiterhin wird der Einbau der Elektronik in ein entsprechendes Gehäuse sowie die brummfreie Gestaltung der
Masseführung beschrieben.

Schaltungen audiophiler Röhrenverstärker

In diesem Buch sind die elektronischen Schaltungen der Röhrenverstärker aus den drei Büchern „Audiophile Röhrenverstärker mit der ECC99“, „Röhrenverstärker und die Suche nach dem heiligen Gral“ und „Bauanleitungen Röhrenverstärker“ zusammengefasst. Zu jedem Verstärker ist seine Philosophie und seine Entwicklungsgeschichte beschrieben. Weiterhin gibt es jeweils ein Schaltungsvorschlag für ein passendes Netzteil sowie die Beschreibung der brummfreien Gestaltung der Masseführung.

Aufgrund der hervorragenden technischen und klanglichen Eigenschaften der Röhre ECC99 wird sie in einigen der Schaltungen verwendet. Eingesetzt wird sie sowohl in den Endstufen der Single-Ended- und Gegentaktverstärker, als auch in einigen Vorverstärkern. Aber auch die gut erhältlichen Röhren ECC81, ECC83, ECC832, ECC86, ECC88, ECL82 und 15EA7
kommen zum Einsatz.

Stereo-Verstärker:
- 6 Single-Ended-Verstärker mit Ausgangsleistungen zwischen 1,4 Watt und 8,5 Watt
- 3 Gegentaktverstärker mit Ausgangsleistungen zwischen 4,8 Watt bis 11 Watt
- 1 Gegentaktverstärker mit integriertem Zweikanalequalizer (4,8 Watt)
- 1 Bi-Amping-Verstärker mit Röhren-Equalizer (46 Watt)

Vorverstärker:
- 1 Röhrensoundkonverter
- 1 Vorverstärker mit Zweikanalequalizer, Kanalumschalter und Bluetooth-Modul
- 1 Zweikanalequalizer mit einer Betriebsspannung von 30 V
- 3 Phono-Entzerrervorverstärker für MM-Systeme mit Verstärkungsfaktoren zwischen
42 dB und 50 dB

Kopfhörerverstärker:
- ein Kopfhörerverstärker (Hybrid)
- ein Kopfhörerverstärker (Hybrid) mit integriertem Zweikanalequalizer

Die Ausgangsleistungen der vorgestellten Stereo-Verstärker liegen zwischen 1,4 Watt und 11
Watt. In einem Technikkapitel wird aufgeführt, dass diese niedrigen Ausgangsleistungen an
wirkungsgradstarken Lautsprechern im heimischen Wohnzimmer mehr als ausreichend sind.