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17 May 2019, 11:57

Einen Röhrenverstärker bauen, Teil 2: Einkanal-Prototyp und Zusammenbau der Lautsprecher

Einen brandneuen Röhrenverstärker mit dem Design des RH84 und Standardbauteilen bauen.

In Teil 1 habe ich in groben Umrissen das Design und die Auswahl der Komponenten geschildert. Nun wird es um den Bau des Prototyps und eines Lautsprecherpaars mit hohem Wirkungsgrad für den Verstärker gehen.

Grundlagenwissen zu Röhren

Der von Röhrenverstärkern erzeugte Klang wird oft als „warm“ bezeichnet. Ich glaube, dies liegt zum Teil am optischen Eindruck (dem Glühen der Röhren), aber ein Röhrenverstärker klingt definitiv anders als ein Halbleiterverstärker. Wenn alle anderen Bedingungen gleich sind, ist der Klang des Röhrenverstärkers weicher, da er eine leichte Verzerrung erzeugt, die musikalische Oberschwingungen hervorruft.

Mir war klar, dass ich ein wenig über Röhren nachlesen musste, um zu erfahren, womit ich es eigentlich zu tun hatte. Eine Röhre dient der Steuerung des Stromflusses. Sie besteht aus zwei oder mehr Elektroden in einem von einer Glashülle umgebenen Vakuum.

Unser Verstärker verfügt über 2 Röhren pro Kanal: Eine Doppeltriode und eine Fünfpolröhre. Die einfachste Röhrenart ist eine Diode, die eine beheizte, Elektronen emittierende Kathode und eine Anode enthält. Strom kann nur in einer Richtung durch das Gerät fließen – von der Kathode zur Anode. Die Triodenröhre verfügt über ein zusätzliches „Steuergitter“, das, wie der Name schon sagt, den Elektronenfluss steuern und somit zur Signalverstärkung verwendet werden kann. Die Fünfpolröhre funktioniert auf ähnliche Weise.

Röhren haben eine begrenzte Lebensdauer, weil in der Regel das Filament oder Heizelement durchbrennt. Daher werden sie so gebaut, dass sie ausgewechselt werden können; die Elektrodenkabel sind mit Stiften auf der Unterseite der Röhre verbunden, die in einen Röhrensockel gesteckt werden.

Prototyp

Die nächste Stufe bestand im Bau eines Prototyps für einen Kanal. Wir konnten ein Labornetzteil zum Testen verwenden, daher ging es jetzt nur um die Verstärkerschaltung und nicht um die Stromversorgung.

Meine erste Aufgabe bestand darin, den Schaltplan zu „übersetzen“ und herauszufinden, wie die einzelnen Teile miteinander verbunden waren. Per Laser schnitt ich aus MDF eine Halterung für die Röhrensockel, den Transformator und die Anschlussplatine. Dann versuchte ich mit dem Schaltplan für den Verstärker, den Schaltbildbeschriftungen für die beiden Röhren und ihren Datenblättern, die richtigen Anschlüsse und die optimale Anordnung herauszufinden.

Zunächst legte ich die Komponenten auf die Anschlussplatine. Das schien mir eine gute Möglichkeit, Ordnung zu halten und mir klar zu machen, wie die Teile miteinander verbunden waren.

Um mir das Leben leichter zu machen, habe ich alle Widerstände beschriftet – ich weiß, dass es nicht sehr schön aussieht, aber da ich mich noch nicht so lange mit Elektronik beschäftige, fand ich es einfacher, als mir alle Farbcodes zu merken. Anschließend musste ich das Layout verschlanken und die Menge der Kabel reduzieren, indem ich die Komponenten nach Möglichkeit direkt miteinander verband. Da ich einen MDF-Sockel benutzte, konnte ich die Verbindungen darauf aufzeichnen und beliebig oft korrigieren, bevor ich mich festlegte.

Als ich mit der Anordnung zufrieden war, konnte ich mit dem Löten beginnen.

Punkt zu Punkt


Da ich das erste Mal mit einer „Punkt-zu-Punkt“-Verkabelung arbeitete, hatte ich mir einige Zeit lang Abbildungen des Innenlebens von Röhrenverstärkern anderer Leute angesehen, bis ich eine genaue Vorstellung hatte, wie die Teile zu verbinden waren. Weil der Aufbau zu Testzwecken diente und demontiert werden sollte, sobald alles wie gewünscht funktionierte, mussten wir gut genug löten, um die Verbindung herzustellen, aber nicht so gut, dass sie später nicht mehr getrennt werden konnte. Deshalb habe ich die Kabel nicht wie sonst immer vor dem Löten an den Anschlüssen eingehakt.

Ich habe versucht, das Layout so übersichtlich wie möglich zu halten, um etwaige Fehler besser zu erkennen und endlich ohne die Anschlussplatine arbeiten zu können. Dem Prototyp ist zwar anzusehen, dass er ein paar Mal verbessert wurde, doch bei der endgültigen Version wird mir wahrscheinlich eine sauberere Arbeit gelingen.

Lautsprecher


Da wir mit dem Verstärker in der Werkstatt Musik hören wollten, brauchten wir ein paar passende Lautsprecher, die gut mit der relativ geringen Leistung eines kleinen Eintakt-Röhrenverstärkers funktionierten. Wie im ersten Beitrag dieser Serie beschrieben, hatte ich Fostex FE83En-Breitbänder und ein Gehäuse-Set, das ich nur noch lackieren und montieren musste.

Um das Gehäuse zusammenzubauen, habe ich die MDF-Platten zusammengeklebt, festgeklammert und den Klebstoff trocknen lassen. Ich habe die Rückwände weggelassen, um die Breitbänder leichter mit den Eingangsbuchsen verkabeln zu können. Inzwischen denke ich, wenn ich das gesamte Gehäuse zusammengeklebt und lackiert hätte, wäre zwar die Verkabelung etwas umständlich geworden, doch ich hätte einen saubereren Gesamteindruck erzielt.

Die „Tuff Cab“-Lackierung wurde mit einer Rolle aufgetragen – zunächst eine relativ dünne Schicht und dann noch mehrere weitere, bis eine gute Schutzschicht entstand. Wir ließen jede Farbschicht über Nacht trocknen, bevor die nächste aufgetragen wurde.

Anschließend wurde jeweils das Breitband an der Vorderseite festgeschraubt und die Abdeckung eingepasst.

Danach habe ich an den Rückseiten der Gehäuse Einsätze für die Neutrik-Lautsprecheranschlüsse (046-4690) gebohrt und diese entsprechend angebracht.

Sie mussten dann nur noch mit dem Chassis verbunden werden. Schließlich konnten die Rückwände und die Gehäuseecken montiert werden.

Weitere Schritte

Wir müssen den Einkanalverstärker nun testen, bevor wir für die endgültige Stereoversion zwei Stück davon zusammenbauen. Da wir mit hohen Spannungen arbeiten, werde ich besonders vorsichtig sein und sicherstellen, dass immer eine zweite Person dabei ist. Auch auf dieser Webseite sind ein paar sinnvolle Vorsichtsmaßnahmen aufgeführt.

Mit dem Netzteil steht uns noch Tüftelarbeit bevor und wir wollen das Ganze in ein entsprechend attraktives Gehäuse einbauen. Es ist also noch einiges zu tun. Halten Sie die Augen offen, weitere Posts folgen!

I currently look after production at AB Open. I have a background in the arts, environmental conservation and IT support. In my spare time I do a bit of DJing and I like making things.

17 May 2019, 11:57

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