Gegentakt-Verstärker in AB-Betrieb für EL34 / 6L6GC
in Anlehnung an die Schaltung des legendären "Grommes 260A"
von Ernst Rößler
Beim Durchstöbern verschiedener Internetseiten, die sich mit Audio-Röhrenprojekten befassen,
stieß ich vor einiger Zeit auf eine Gegentakt-Schaltung aus dem Jahre 1958. Urheber war die Fa. Grommes/Precision
Electronics in USA, die schon damals HI-FI- Verstärker produzierte. Die Schaltung zeigt einen Monoblock mit 2 x 6550 /
KT 88 in der Endstufe, dessen Vorstufen DC-gekoppelt sind. Außerdem wurden die Schirmgitterspannung der Endröhren
sowie die Anodenspannung der Vorröhren mit Hilfe einer 6L6 GB stabilisiert. Auch die Gittervorspannung der Endstufe
wurde mittels einer Stabilisatorröhre OB2 geregelt. Dieser Verstärker hatte zu seiner Zeit erhebliches Aufsehen
erregt und außerordentlich gute Kritiken bekommen. Im übrigen kann man diese auf der Webseite der Fa. Grommes
(diese Firma exisitiert heute noch!) nachlesen, denn genau diese Monoblöcke werden zur Zeit in limitierter Auflage
nochmals produziert und angeboten! (zu stolzen Preisen natürlich!) -
Das Bild der Originalschaltung :
(Mit der Maustaste das Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)
Da ich nach diversen SE-Projekten in Verbindung mit meinen Canton-Boxen Ergo 1200 (90 dB) den Wunsch hatte, jetzt einmal
einen Verstärker zu bauen, mit dem ich meine Musik auch einmal in der von mir geliebten höheren Lautstärke
hören konnte, und mich nicht wieder der inzwischen beiseitegestellten Transistorendstufe bedienen wollte, beschloß
ich, die Schaltung nachzubauen.
Wenn ich auch beruflich mit Elektronik absolut nichts zu tun habe, (ich bin Augenoptikermeister) so beschäftigte ich
mich doch schon um zarten Alter von ca. 12 Jahren (ich bin jetzt 54) mit der Röhrentechnik, baute Audions,
Zweikreis-Empfänger und vor allem auch HF-Schaltungen, was dann auch mit 18 Jahren den Erwerb der A-Lizenz
Amateurfunkprüfung zur Folge hatte. Mein Interesse am Bau von Audio-Röhrenverstärkern begann allerdings erst
vor etwa einem Jahr. Nach diesem kleinen Exkurs zu meiner Person kehren wir jetzt aber schnell wieder zum Thema zurück :
Nach diversen Versuchen wurden an der Originalschaltung folgende Veränderungen vorgenommen:
1. Ich wollte keine Monoblöcke, sondern einen Stereo-Vollverstärker bauen
2. Die Endstufe wird in Ultralineartechnik betrieben
3. Die "Dual Damping Control" Schaltung wurde nicht übernommen.
4. Die Spannungsversorgung wurde komplett neu geplant; es werden Silizium Dioden statt Gleichrichterröhren
benutzt. Gleichstromheizung und Anodenspannungsverzögerungsschaltung wurden neu hinzugefügt
5. Die Anodenspannungen der Vorstufen- und Phasenumkehr/Treiberröhren werden statt mit einer 6L6GB mit Hilfe
des IC's VB408 stabilisiert
6. Die Kathoden der Endröhren werden nicht über eine Meßbuchse am Gehäuse "beerdigt",
sondern über einen 1 Ohm Widerstand auf der Platine. Dort ist ein Meßpunkt der auf Kathodenpotential liegt,
vorgesehen. Dieser wird mit einer Bananenbuchse an der Gehäuserückwand verbunden, um dort die Kathodenströme
mit Hilfe eines Meßinstrumentes im Millivoltbereich direkt ablesen zu können. 1 mV Spannungsabfall an 1 Ohm
entspricht bekanntlich 1mA! - Mehr dazu im Abschnitt Abgleich und Inbetriebnahme
Der Aufbau sollte möglichst einfach und mit heute problemlos erhältlichen Bauteilen realisiert werden;
außerdem entschied ich mich, die Schaltung auf 3 Platinen aufzubauen ( je 1x Verstärker für Kanal R &
L, 1x Netzteil ). Dies gewährleistet ein hohes Maß von Nachbausicherheit, da Verdrahtungsfehler weitgehend
ausgeschlossen sind.
Hier nun die Schaltung, so wie der Verstärker letztendlich aufgebaut wurde:
(Mit der Maustaste das jeweilige Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)
Grundsätzliches zur Verstärkerschaltung :
Es können sowohl EL 34, 6L6 GC, 6550 oder KT 88 eingesetzt werden, wenn der Netztrafo in der Lage ist, den
erforderlichen Strom für die eingesetzten Röhren zu liefern. Natürlich muß die Primärimpedanz der
Ausgangsübertrager den Endröhren angepaßt sein. Ansonsten sind keine Schaltungsänderungen erforderlich.
Die hier beschriebene Version ist für EL 34 oder 6L6 GC ausgelegt.
Die Phasenumkehr- und Treiberröhre 12 BH 7A kann auch durch den Typ ECC 99 JJ Tesla ersetzt werden.
Bemerkenswert ist noch, daß es in dem Verstärker nur 2 Koppel-C's gibt, vom Treiber zur Endstufe. Ansonsten wird
DC-Kopplung angewandt. Das ist sicher mit ein Grund für die Breitbandigkeit dieser Schaltung.
Wem die ECC 82 und 12 BH 7A in Vorstufe und Phasenumkehrstufe zu "mickrig" sind, kann auch die altbewährte
6 SN 7 an deren Stelle verwenden. Auch dies ist ohne Schaltungsänderung problemlos möglich. Bei mir läuft ein
solches Exemplar seit einigen Wochen. Vom Design ist das sicherlich eine sehr schöne Lösung! Auch hierfür
habe ich ein Platinenlayout entwickelt.
Anstelle der ansonsten üblichen 1k-Widerstände am Steuergitter der Endröhren wurden hier HF-Breitbanddrosseln
eingesetzt, die HF-Schwingungen der Endstufe verhindern. Auch im Eingang der Verstärkerschaltung wird eine HF-Drossel
von 1 mH direkt am Steuergitter eingesetzt. Sie sperrt hochfrequente Signale und verhindert, daß aus unserem
Verstärker unter ungünstigen Voraussetzungen (Nähe zu starken Sendestationen) ein Empfänger wird.
(Hier haben die leidvollen Erfahrungen eines Amateurfunkers mit Störeinstrahlungen in allen möglichen Geräten
wie Hi-Fi Anlagen, Heimorgeln etc. ihre Auswirkungen hinterlassen ...)
Die Anodenspannung für die ECC 82 und die 12 BH7 A bzw. ECC 99 werden mit dem IC VB 408 (Conrad) stabilisiert. Am
Ausgang des IC's stehen ca. 280 - 290 V an, sofern die Werte von R13, R19 und R20 genau eingehalten werden. Wer will, kann
R19 durch ein 50 K-Poti (0,6 W) ersetzen, um die Spannung auf beiden Endstufenplatinen exakt und gleich einzustellen (285 V
sind hier erwünscht). Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, da man auch durch Ausmessen und Paaren der
Widerstände Spannungsdifferenzen kleiner 3 V erzielen kann, was durchaus tolerierbar ist.
Manch ein Hi-Fi Freak mag vielleicht angesichts des 50 k-Trimmpotis im Eingang der Schaltung entsetzt sein. Ich benutze es
zur Balance-Regelung, weil die Verstärkerschaltung sonst keinen Ansatz bietet, mit Ausnahme der Arbeitspunkteinstellung
durch P2 oder der regelbaren Gegenkopplung (P3), aber da wollen wir wohl nicht drüber diskutieren. Wem es nicht
gefällt, der kann es aber auch weglassen und das Lautstärkepoti in der Frontplatte direkt mit der Drossel verbinden.
Bis jetzt habe ich jedoch keine nachteiligen Erfahrungen machen können.
Das Netzteil ist auf einer Platine im Europa-Format (100 x 160 mm) aufgebaut und stellt alle erforderlichen Spannungen zur
Verfügung. Die Gleichspannung für die Heizung der ECC 82 und der 12 BH 7A (ECC 99 ) wird mit Hilfe des LM 338K
stabilisiert und kann mit P1 auf 6,3 V eingestellt werden.
Außer der Einschaltverzögerung, die bei den angegebenen Bauteilwerten in weiten Grenzen mit P2 vorgewählt
werden kann, bietet es keine großen Besonderheiten. Das Relais, welches von dem integrierten Schaltkreis NE 555 direkt
angesteuert wird, sollte allerdings Goldkontakte besitzen. Ich verwende eines vom Typ E 3208, welches von
Experience-Electronic geliefert wurde.
Zum Aufbau:
Das Platinenlayout wurde mit Target 3001 light entwickelt. Isoliert habe ich die Platinen mit einem lötbaren
Plastikspray-Lack, die Details des verwendeten Plastiksprays :
Name : Teslanol Uni Plast
Hersteller: Teslanol AG , CH 3426 Aefligen
Tel. 0041344452033
Fax 0041344452017
Da die Röhrenfassungen auf der Lötseite angebracht werden, sind alle Bauteile im Inneren des Verstärkers
zugänglich. Die Platinen werden mit M3 Schrauben und einer 5mm Abstandshülse montiert. Die Öffnungen für
die Fassungen sowie die Bohrungen für die Befestigungsschrauben mit Senkung wurden bei der Herstellung der
Gehäuse-Deckplatte gleich im CNC-Verfahren mitgefräst, so daß keine mechanischen Arbeiten am Gehäuse
mehr erforderlich waren. Gleiches gilt für die Trafoausschnitte und die Bohrungen für alle Elemente in Front- und
Rückplatte.
Die Platinen besitzen Bohrungen unter einigen Potis, so daß diese durch in der Gehäusedeckplatte ebenfalls
eingeplante 3 mm Bohrungen von außen für den Abgleich zugänglich sind (BIAS, BIAS Balance und LS-Pegel).
Postscript Dateien bieten beste Auflösung. Einfach in Corel Draw oder anderes Vektor-Zeichenprogramm importieren
und dann drucken oder auf Film belichten lassen, das ergibt höchste Kantenschärfe und beste Maßhaltigkeit !
Das Layout der Platinen als JPG Datei:
Grommes260A_Amp_Layout
Grommes260A_NT_Layout
Bestückungspläne als JPG Datei:
Grommes260A_Amp_Best_Plan
Grommes260A_NT_Best_Plan
Das Gehäuse besteht aus schwarz eloxiertem, 2,5 mm starkem Aluminium und wurde von der Fa. Schaeffer Apparatebau in
Berlin gefertigt.
Die Verbindungen zwischen den Platinen und den externen Bauteilen wurden mit Lötnägeln (1,3 mm) auf der Platine
und Kontaktfedern an den Kabelenden hergestellt. Dies ist im Aufbau- und Versuchsstadium sehr praktisch, da man Platinen
ohne große Löterei aus- und wieder einbauen kann. Wenn das Projekt abgeschlossen ist, sollte man jedoch der
Lötverbindung den Vorzug geben, da Kontaktfedern oxydationsanfällig sind. Auf den Abbildungen sind noch die
Kontaktfedern zu sehen, die mit Hilfe von Schrumpfschlauch isoliert sind.
Bitte nicht vergessen: Die Heizungsanschlüsse der beiden Endröhren müssen auf der Leiterbahnseite der Platine
vor dem Einbau der Platine verdrahtet werden! (Siehe Bild!)
Der Netztrafo und die AÜ's wurden von der Fa. Gerd Reinhöfer Electronic
gefertigt. Hier die Daten :
NT: Typ 52.26 - M102B / 325V 0,6A / 45V 0,6A / 6,3 - 8V 3A / 2x 6,3V 3,5 A
AÜ: 2 x Typ 53.23 - 6,2K / 4 Ohm.
Die Verkabelung der einzelnen Gerätekomponenten ist im Beschaltungsplan dargestellt :
(Mit der Maustaste das Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)
Inbetriebnahme und Abgleich:
Nach Abschluß aller Verkabelungen wird zunächst ohne eingesetzte Röhren die Netzteilplatine überprüft.
Nach dem Einschalten muß an Punkt D eine langsam ansteigende Gleichspannung meßbar sein, die mit dem 5 k
Spindelpoti auf 6,3 V eingestellt wird.
Diese Spannung wird später, nach dem Einsetzen der Röhren, nochmals kontrolliert und evtll. korrigiert. An Punkt
C steht die negative Gittervorspannung mit ca. -60V. Mit dem Poti 2 (250k) kann die Verzögerungszeit für das
Zuschalten der Anodenspannung eingestellt werden. Diese ist bei den gewählten Bauteilwerten zwischen ca. 30 und 60 sec.
regelbar. An Punkt A muß nach Anziehen des Relais eine Spannung von ca. 455 V= zu messen sein.
Anschließend werden die Trimmpotis auf den Verstärkerplatinen folgendermaßen voreingestellt: P1 - 5 in
Mittelstellung, P6 Linksanschlag (Draufsicht auf die Platinen-Bestückungsseite).
Folgende Spannungen müssen meßbar sein:
An den Endröhrenfassungen von PIN 2 zu PIN 8 jeweils 6,3V ~
Weiterhin auf Masse bezogen:
ECC 82 und 12 BH 7A (ECC 99) Pin 4,5 6,3V=
PIN 5 Endröhren (Steuergitter) ca. - 55..60 V=
PIN 3 und 4 ca. 455 V=
an R13 ca. 285 V=, Spannungsabfall über R13 ca. 1,25 V
Wenn alle Meßwerte ok sind, ausschalten und Endröhren einsetzen. Bitte unbedingt spätestens jetzt die LS-Boxen anschließen !
Je nach verwendeter Endröhre muß nun der Ruhestrom eingestellt werden.
Den Ruhestrom für AB Betrieb kann man überschlagsmäßig wie folgt berechnen:
IR = (Pa / Ub) x 0,7
Bei der 6L6 GC ergibt das in unserem Fall 30 / 455 x 0,7 = 0,046 A = 46 mA.
Da wir den Kathodenstrom messen, in dem der Schirmgitterstrom ebenfalls enthalten ist, und der Spannungsabfall am AÜ
durch dessen ohmschen Widerstand nicht in Ub eingerechnet ist, können wir mit diesem Richtwert in keinem Fall zu hoch
liegen und die Röhren beschädigen.
Jetzt wird der Ruhestrom wie folgt eingestellt :
P6 Linksanschlag, Meßgerät im Millivoltbereich an MP1 (Buchse V1 Rückseite Gehäuse), und Masse
(Schwarze Buchse). Warten, bis Anodenspannung zugeschaltet wird.
Sollte der Verstärker jetzt schwingen, vor der Messung bitte Verstärker ausschalten und GK- und Masse-Anschluß
an der Sekundärwicklung des AÜ's vertauschen.
Mit P6 auf 46 mV abgleichen. Dann Meßgerät an MP1 und MP2 anschließen. Mit P5 auf 0 mV abgleichen.
Anschließend erste Messung widerholen und erneut auf 46 mV einpegeln.
Diesen Abgleich führen wir an beiden Verstärkerplatinen durch.
Verstärker ausschalten und ECC 82 und 12 BH7 A oder ECC 99 einsetzen.
Einschalten und auf Anodenspannung warten.
Meßgerät an PIN 6 ECC 82 anlegen. Mit P2 auf 80V einstellen. Achtung: durch die Änderung des Arbeitspunktes bei der angewandten DC-Kopplung braucht die Schaltung ca. 3 sec.,
bis die Spannung steht. Bitte immer nur kleine Veränderungen vornehmen und dann abwarten!
Jetzt ist der Verstärker für den ersten Hörtest bereit.
Mit P3 kann die Gegenkopplung mehr oder weniger stark eingestellt werden, je nach persönlichem Geschmack. P4 wird auf
minimale Verzerrungen eingeregelt, wobei das erfahrungsgemäß ohne Sinusgenerator und Oszillograph schlecht
möglich ist. Wer diese Meßmittel nicht besitzt, lasse den Regler in Mittelstellung.
Somit ist der Abgleich abgeschlossen.
Der hier beschriebene Verstärker ist jetzt seit ca. 4 Wochen bei mir in täglichem Gebrauch und treibt ein Paar
Canton Boxen vom Typ Ergo 1200 an. Ich bin sehr beeindruckt von den äußerst kräftigen Bässen und den
glasklaren Höhen, die auch schwierige Zischlaute absolut sauber wiedergeben. Eine Klangregelung erscheint völlig
überflüssig. Mehr will ich zum Klangbild hier nicht ausführen, man muß es einfach hören !
Bitte unbedingt beachten: Der Verstärker arbeitet mit Spannungen, die bei Nichteinhaltung der allgemein
gültigen Vorsichtsmaßnahmen und Vorschriften lebensbedrohlich sein können. Der Verfasser übernimmt
keine Verantwortung für Sach- oder Körperschäden, die beim Nachbau des oben beschriebenen Gerätes
entstehen.
Ernst Rößler, 55232 Alzey
email : e.roessler@antzoptik.de
Es folgen Layout und Bestückungsplan des Verstärkers mit Octal-Vorröhren-Bestückung.
Es folgen Fotos des fertig aufgebauten Verstärkers.
Die verwendeten Trafos von Gerd Reinhöfer sind hier gut erkennbar. Die verwendeten Ausgangsübertrager mit der
Bestell-Nummer 53.23 (M102b) hier im folgenden Bild erkennbar, sind für die Endröhren 6L6 GC bis KT 88 ausgelegt.
Will man den Amp jedoch für die 6L6GC festlegen, so genügt der Aü mit der Best.-Nr. 53.14 (M102a).
Soll die EL 34 Verwendung finden, ist der AÜ mit der Best.-Nr. 53.18 die erste Wahl.
Wer sich den vom Ernst gebauten Verstärker nachbauen will und sich auch genau das gleiche
Gehäuse nachbauen möchte, für den stelle ich hier die Original-Dateien ein, die mit dem CAD-Programm welches
man sich von Schaeffer-Apparatebau Berlin herunterladen kann, erstellt
wurden. Aber - Vorsicht ! Die Ausschnitte der Trafos sind für die im Artikel beschriebenen. Werden andere
Trafogrößen verwendet, so sind selbstverständlich die Dateien anzupassen! Ebenfalls die Bohrungen der
Chinchbuchsen auf der Rückseite sowie die Bohrung für den Netzschalter auf der Frontseite müssen ggflls.
angepasst werden!
Wer an diesen Platinen interessiert ist, jedoch nicht inder Lage sich diese selber herstellen zu können kann sich
diese auch bei Ernst bestellen. - Nur bohren muss man sich die Platinen noch selbst.
Seit gestern Abend hat mein neuestes (vielleicht auch mein letztes) Projekt seine Testphase hinter sich und diese
erfolgreich bestanden. Es ist der gleiche Verstärker mit 2 x 6 SN 7, aber als Parallel-Gegentakt Ausführung, mit
einem ganz dicken Netztrafo (EI 150) von Experience Electronic und 4 x KT 90 pro Kanal. Natürlich läuft der auch
mit weniger dicken Flaschen, wie z. B. EL 34. Die AÜ's sind auch von Gerhard Haas (Experience Electronic) und sind
genau wie der NT allererste Sahne! Die ganze Sache läuft auch hier, trotz der momentan fliegenden Testverdrahtung,
absolut brummfrei.
Zum (vorläufigen) Abschluß dieser Seite stelle ich das Schaltbild, Layout sowie den Bestückungsplan dieses
Parallel-Gegentakt-Amps incl. dem angepassten Netzteil vor.
Zunächst die Schaltungen des Parallel-Gegentakt-Amps und des angepassten Netzteils:
(Mit der Maustaste das jeweilige Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)
Es folgt das Layout der Platinen als Postscript-Datei :
Der Bestückungsplan des Parallel-Gegentakt-Netzteils:
Die fertig bestückte Platine des Parallel-Gegentakt-Verstärkers, von der Bestückungsseite gesehen :
Bilder des Testaufbaus :
Zu den Parallel-Gegentakt-Dateien schreib mir Ernst die folgenden Zeilen:
Hallo Jochen,
wie versprochen erhältst Du als Anlage noch die fehlenden Dateien für die Parallel-Gegentakt-Version meines
Verstärkers.
Das Netzteil mußte noch leicht angepaßt werden, der 25-W-Widerstand ist für den Stromfluß beider
Endstufen zu schwach bemessen, ich habe jetzt jeder Endstufe ihren eigenen Widerstand verpaßt, der jetzt nicht mehr
auf der Platine sitzt, sondern zur besseren Kühlung auf die Gehäuse-Deckplatte geschraubt wird.
Die Siebelkos von 47 µF werden jetzt direkt am AÜ angelötet und befinden sich ebenfalls nicht mehr auf der
NT-Platine.
Der Verstärker marschiert hervorragend, es ist wirklich nur die Endstufe geändert, die Ansteuerung funktioniert
mit der 6 SN 7 ganz problemlos.
Das Schaeffer Gehäuse ist bestellt, der Verstärker wird in ca. 3 Wochen fertiggestellt sein, dann folgen die Fotos
dazu.
Gruß Ernst.
Mittlerweile hatte Ernst das Gehäuse bekommen und den Parallel-Gegentakt-Amp fertig aufbauen können. Ernst
schrieb mir nun folgende eMail:
Hallo Jochen,
jetzt sind auch die Sovtek KT66's alle eingetroffen und ich kann Dir ein paar Bilder vom Parallel-Gegentaktverstärker
zusenden. Er steht jetzt schon an seinem endgültigen Platz im Wohnzimmer neben dem Eigenbau Vorverstärker, der im
Design auch dazu paßt.
Alternative Spannungsversorgung für den modifizierten Grommes 260A-Nachbau
Der im folgenden beschriebene Schaltungsaufbau stellt eine Alternative zu dem ursprünglich vorgestellten Netzteil
für den Grommes 260A Nachbau dar.
In diese Schaltung sind alle inzwischen gemachten Erfahrungen eingeflossen. So wird jetzt auch der Endstufe über die
Aü's eine geregelte Anodenspannung angeboten, welche über eine vernachlässigbar geringe Restwelligkeit
verfügt. Für die Regelung sorgt ein IRFP450 N-Channel-Mosfet, welcher seine Referenzspannung über drei in
Reihe geschaltete Z-Dioden erhält.
Der Spannungsregler für die Gleichstromheizung von Vorstufe und Treiber wurde durch einen Low Drop vom Typ LT1084
ersetzt, die Si-Gleichrichter durch Schottky-Dioden.
Sowohl der IRFP450 als auch der LT1084 müssen auf einer angemessenen Kühlfläche montiert werden.
Diese Schaltung kann unverändert sowohl für die PP-Version, als auch für die Parallel-Gegentakt Version
des Grommes-Amps eingesetzt werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß die Anodenspannungswicklung des
Netztrafos den geforderten Strom problemlos liefern kann.
(Mit der Maustaste das Schaltbild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)
(Mit der Maustaste das jeweilige Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)
Es folgt das Layout der neuen Netzteil-Platine als Postscript-Datei :
