1. Prolog

BSE, das klingt irgendwie nach einer Art von Verrücktheit - zum Glück hat mich aber nur ein harmloser Röhrenvirus erwischt...
... und was heißt überhaupt 300B, Eintakt, Triode und so weiter?

Doch erst einmal der Reihe nach: mir war nicht entgangen, dass nicht wenige anspruchsvolle Musikliebhaber Röhrenverstärkern beim Hören den Vorrang geben. Neugierig geworden, wollte ich selbst einmal herausfinden, was diese Zeitgenossen so in den Bann zieht. Nachdem ich einige Bücher über diese vorsintflutliche Technik gelesen und mir einige Röhrenverstärker bei Freunden angehört hatte, sprang der Röhrenvirus auf mich über.

Im Rahmen dieser Feldforschung kam ich zu der Überzeugung, dass es kein besonderes Problem sein sollte, eine hübsche Röhren-Endstufe selbst zu projektieren.

Als Arbeitstitel für mein erstes Röhrenprojekt wählte ich das Kürzel '300BSE'.

Ich nahm mir fürs erste den Bau von zwei 300BSE-Monoblöcken vor, die zusammen mit einem hochwertigen CD-Spieler und ebenso hochwertigen Lautsprechern eine minimalistische Stereo-Kette bilden sollen.

'300B'  bezeichnet eine häufig in der Highend-Domäne verwendete Röhre und 'SE' steht für die Bauart mit einer singulären Endröhre pro Kanal.

'Eintakt-Betrieb' nennt man ein Schaltungskonzept, welches das Eingangssignal weitestgehend intakt belässt. Das komplette Ton-Signal durchläuft hierbei in jeder Verstärkerstufe jeweils nur eine Röhre. Es entstehen keine Übernahme-Verzerrungen, sondern überwiegend harmonische, die zudem bei geringer Lautstärke gegen Null tendieren. Folgerichtig kann meist auf die klanglich umstrittene Gegenkopplung verzichtet werden. Hauptnachteil dieses Konzepts ist die verhältnismäßig geringe Ausgangsleistung dieser Geräte im Verhältnis zur Verlustleistung bzw. Stromverbrauch, sowie die Tatsache, dass man einen schwergewichtigen Ausgangsübertrager einsetzen muss, wenn man eine gute Basswiedergabe erreichen möchte.

Auf diese Verstärker-Architektur bin ich hauptsächlich deswegen gekommen, weil sie bei einfachstem Aufbau prinzipiell ein gutes klangliches Potential verspricht. Sie eignet sich daher meines Erachtens ganz besonders gut für ein ambitioniertes Anfängerprojekt.

Zudem werden besondere Messgeräte - außer vielleicht zur Fehlersuche - beim Nachbau nicht zwingend benötigt. Bei der Inbetriebnahme von einfachen Eintaktverstärkern fallen normalerweise keine Abgleicharbeiten an.

Bevor ich endlich den schönen Klang meiner Röhren-Endstufen genießen konnte, hat es mit einigen Unter- brechungen etwa vier Monate gedauert, in denen ich mich in die neue Materie eingearbeitet habe.

Ich hatte vorher zwar schon früher in der Industrie einige elektronische Laborgeräte entwickelt, aber noch nie einen Röhrenverstärker. Also informierte ich mich als erstes einmal im Internet über den Stand der Technik.
 

2. Schaltungs- und Bauteile-Definition

Von den kommerziell hergestellten Röhrenendstufen, gefielen mir diejenigen am besten, bei denen die Röhren nicht im Gehäuse versteckt, sondern zum Blickfang werden, so wie es auch bei den historischen Vorbildern der Fall ist. Auch schaltungstechnisch orientiert man sich stark an den klassischen Vorlagen, die geradewegs zu den Wurzeln der Audiotechnik, in die dreißiger Jahre des vergangenen Jahrhunderts zurückführen.

Ich finde es unterdessen nicht mehr überraschend - mancher Kenner, der schon vielerlei Audio-Gerät besaß und daher eigene Vergleiche anstellen kann, greift heute auf eines der ältesten Verstärkerkonzepte überhaupt zurück: den Eintakt- Triodenverstärker.

Die Triode ist übrigens die einfachste Art einer Verstärkerröhre. Sie hat neben Anode und Kathode noch ein Gitter (ein feines Drahtnetz), das heißt drei aktive Elemente, wie der Name schon vermuten lässt.

Um 1933 brachte die Firma Western Electric die Original 300B Triodenröhre heraus. We baute damals in den USA legendäre PA-Verstärker für Filmtheater. Ein einzigartiger Vorteil dieser hoch betagten Kult-Röhre ist, dass man sie auch heute noch im Original (NOS), als Neuauflage von Western Electric oder als Replika bekommt - in ganz unterschiedlichen Qualitäten und Varianten - je nach Geldbeutel. Die höchste Wertschätzung bei Kennern genießen dabei die so genannten NOS-Röhren. 'NOS' steht für 'New Old Stock'. Es handelt sich hierbei um ungebrauchte Lagerware älterer Provenienz. Die folgende Abbildung zeigt eine Variante aus moderner Produktion, die sehr schön gemacht ist, mit ihrem weißen, glasierten Keramiksockel.

Die 300B, die zudem auch noch eine recht imposante Größe hat, gefiel mir auf Anhieb mit ihrem sympathischen Retro-Look. Man sagt dieser Triode - ein hochwertiges Exemplar vorausgesetzt - einen überragend musikalischen Klang nach. Ich kaufte mir also als erstes einen Satz 300B-Röhren und legte mich damit schon fest.

Bei meiner Schaltung wollte ich ganz sicher gehen, eine Best-Practice-Güte zu erreichen und den essentiellen Kern einer 300B Schaltung herausarbeiten.

Da ich persönlich zu diesem Zeitpunkt - mangels ausreichender Kenntnisse in der Sparte Röhrenelektronik - nicht in der Lage war, meine Schaltung vollständig theoretisch zu berechnen, wählte ich einen anderen Weg.

Ich habe mir die Mühe gemacht, unzählige Schaltpläne von 300B-Eintaktern im Internet zu finden und diese auf Gemeinsamkeiten beziehungsweise Unterschiede zu untersuchen. Mein Ziel war dabei, sozusagen den puren '300BSE-Spirit' aus der Informationsmenge heraus zu destillieren. So kam ich letztlich auf die Vorstufe mit der 6SN7 Kaskade in Loftin-White-Schaltung. Man könnte diese Schaltung  quasi als Weltstandard bezeichnen, da sie in sehr ähnlicher Weise von vielen Herstellern verwendet wird.

Typische Vertreter dieser Gattung finden sich z.B. bei: Audio Note UK, JE-Labs/Angela Instruments, Sun Audio/Uchida, Reichert, Tambour/Raphael-Audio, Sound Practice/J.C. Morrison und Stoet, um nur einige zu nennen.

Bei meiner Auswahl ließ ich mich übrigens nicht nur von rein technischen Gesichtspunkten leiten, mich überzeugte nicht zuletzt die Stringenz des puristischen Schaltungs-Layouts. Die Schaltung sollte mir auch als 'Bild' zusagen.  

Das Röhren-Netzteil plante ich konventionell. Es arbeitet mit einer 5U4G Gleichrichterröhre und C-L-C Siebung. Meinen Netztrafo und die Drossel bezog ich von der Firma Reinhöfer Elektronik. Röhrennetzteile haben mit ihrer weichen Charakteristik gegenüber Netzteilen mit Siliziumgleichrichtern höchstwahrscheinlich einen  Anteil an dem sprichwörtlich warmen Röhrenklang durch 'Soft-Clipping'.

Da heute kaum mehr Elektrolytkondensatoren für eine Betriebsspannung von mehr als 450 bis 500V erhältlich sind, verwende ich in meinem HV-Netzteil eine Serienschaltung von zwei 450V-Typen mit jeweils der doppelten Kapazität. Den Spannungsteiler über den Kondensatoranschlüssen sollte man nicht vergessen. Ich nehme zwei 330K Widerstände, um eine gleichmäßige Aufteilung der Anodenspannung auf die beiden Elkos zu bewirken.

Diese Widerstände haben noch eine weitere nützliche Funktion: sie sorgen für eine Entladung der Kapazitäten innerhalb weniger Minuten nach dem Abschalten der Stromzufuhr. Der englische Fachausdruck dafür wäre 'bleeding resistor'. Hier geht es um mir um die elektrische Sicherheit.

Die Heizspannungen für die 6SN7 und für die 300B werden jeweils mit einem handelsüblichen, Silizium-Brückengleichrichter-Modul gleichgerichtet und grob C-R-C gesiebt. Die Schaltung ist für beide Stromkreise identisch und daher nur einmal im Schaltbild eingezeichnet. Mit einem dicken Experimentier-Widerstand - dem 'Siebwiderstand' - in der Größenordnung 1 Ohm werden die Heizspannungen unter Last exakt auf die Sollwerte eingestellt.  Die Heizung der Vorstufe muss 'mit einem Bein' irgendwo an Masse angebunden werden, damit sie nicht auf ein unkontrolliertes Potential hochläuft.

Ich hatte den Verstärker zuerst mit AC-Heizung gebaut, bekam ihn später aber nur mit DC-Heizung vollständig brummfrei. Dieser Punkt ist mir wichtig und hier durchaus wörtlich zu nehmen, da ich auch bei einem Röhrenverstärker keinerlei Brumm toleriere. Viele Röhrenfreunde sind an diesem Punkt nicht so kritisch wie ich und überhören geflissentlich ein leises Brummen an ihren Anlagen. Was sie dabei übersehen: Mit dem Hintergrundgeräusch werden zugleich Feininformationen und dynamische Abstufungen einer guten Musikaufnahme verschluckt.

Nach meiner bisherigen Erkenntnis tendiere ich zu der Ansicht, dass man eine 300B, oder eine der anderen, direkt geheizten Senderöhren im Eintaktbetrieb unbedingt mit Gleichstrom oder alternativ mit Wechselstrom hoher Frequenz heizen sollte. Im Gegentaktbetrieb wäre der Netzteilaufwand übrigens geringer, da würden sich symmetrische Brummanteile aufheben.

Was vielleicht weniger bekannt ist: bei ihrer Markt-Einführung war eine 300B als Batterie-Röhre, eine 45 als Wechselstrom-Röhre konzipiert.

3. Vorbereitungen

Entscheidenden Einfluss auf die erreichbare Klangqualität eines SE-Amps hat die Auswahl eines geeigneten Ausgangsübertragers. Zum Glück ist das Angebot gerade in neuerer Zeit wieder sehr vielfältig. Es finden sich genügend kleinere Firmen, die solche Trafos preiswert im Kundenauftrag fertigen, ebenso wie alteingesessene Produzenten.

Meine eher klassischen Ausgangstrafos sind bei diesem Projekt von der Firma Hammond aus Kanada, die schon seit vielen Jahrzehnten Ausgangstrafos guter Qualität im Programm hat. Der Firmenname ist übrigens nicht zu verwechseln mit dem Hersteller der legendären Hammondorgel.

Der Trafo hat die Bezeichnung 1627SE. Er war im Laufe seiner langen Produktionsdauer vom Hersteller zweimal optimiert worden und dürfte somit ein ausgereiftes Produkt sein, das auch noch preisgünstig ist, weil kein High-End-Aufschlag dafür genommen wird. So ein Trafo bringt übrigens allein schon etwa 5 kg auf die Waage.

Es gibt selbstredend noch weitaus höher entwickelte, schwerere und vor allem kostspieligere Audio-Transformatoren. Man versucht z.B. mit Silberdrahtwicklungen und amorphen Kernmaterialien eine höhere Güte zu erreichen.

4. Mechanischer Aufbau

Der Einfachheit halber entschied ich, praktisch alle Teile auf einer 4 mm starken Aluplatte zu montieren. So begann ich also zuerst einmal mit einem Entwurf dieser Trägerplatte auf meinem PC.

Das Layout habe ich bewusst großzügig ausgelegt. Einmal damit die Trafos genügend Abstand untereinander haben, um sich nicht störend elektromagnetisch zu beeinflussen, zum anderen, weil es ein typischer Anfängerfehler wäre, das Gehäuse zu klein zu planen. Neben den Chassisplatten habe ich auch noch die Bodenplatten mit Belüftungsschlitzen bei der Firma Schaeffer Apparatebau Berlin fertigen lassen. Das eigentliche Gehäuse - im Prinzip eine einfache Rahmenkonstruktion aus MDF-Material - wurde in einer Karlsruher Schreinerei hergestellt. Bei der Lackierung habe ich mich für ein Himbeerrot entschieden, da mein Design einen postmodernen Touch bekommen sollte. Die Montageplatte wird in diesen Rahmen bündig mit Silikonkleber eingeklebt, die Bodenplatte ist eingeschraubt. Mein Ziel war dabei, ein stabiles Gehäuse mit einem Minimum an sichtbaren Schraubverbindungen zu bekommen.

Runde Einbauinstrumente, massive Drehknöpfe und ähnliches findet man mit etwas Glück für ein paar Cent bei Elektronik-Reste-Rampen in der Wühlkiste. Für die Suche nach stilechtem und passendem Zubehör muss man sich Zeit lassen. Solche nostalgischen Bauteile sind heute schon echte Sammlerstücke. Ich werde sehr oft nach Tipps gefragt, wo man so etwas bekommt, habe aber selbst gewisse Schwierigkeiten, passende Materialien aufzutreiben.

5. Montage und Verdrahtung

Den Aufbau einer separaten Testschaltung auf einem Breadboard - bei komplexeren Konstrukten würde ich das so machen - habe ich mir bei diesem simplen Design gespart.

Elkos, Gleichrichterbrücken, sowie andere Bauteile mit radialen Anschlüssen, bilden bei meiner Art des prototypenhaften Aufbaus mit ihren kurzen Beinchen Lötstützpunkte für die freie Verdrahtung. Die Bauteile werden mit speziellem Silikonkleber auf das Aluminiumsubstrat aufgeklebt. Ein guter Silikonkleber ist relativ temperaturunempfindlich, hält auch auf Dauer zuverlässig und bleibt dabei etwas elastisch. Es ist aber zweckmäßig, eine geeignete Klebersorte vorher auszuprobieren. Billige Montage-Silikonkleber aus dem Baumarkt, die bei der Aushärtung Essigsäure freisetzen, wären beispielsweise nicht geeignet.

Meine Leitungsführung sieht vielleicht chaotisch aus, kann aber von mir aus so bleiben. Handwerklich sauber ausgeführte Kabelbäume bringen hier keine Vorteile, die Kabelbündel begünstigen sogar Einstreuungen von Störsignalen, auch wenn's viel ordentlicher und aufgeräumter aussieht.

6. Baustelle

Auf dem Bild kann man gut erkennen, wie ich die gewichtigen Teile für die Montage gelagert habe: zwei Arbeitstische wurden so weit auseinander gerückt, dass ich in der Lücke mein Verstärker-Chassis auf Styroporplatten ablegen und - nach dem Umdrehen - entweder von oben oder von unten bequem bearbeiten konnte.

7. Inbetriebnahme

Hier ist bereits ein Mono-Chassis fertig. Nur das Gehäuse fehlt noch.

Unglaublich, es lief wirklich so einfach: Bauteile zusammenlöten, die Schaltung durchsehen, eine Lautsprecherbox anschließen, den CD-Player dran und der Funktionstest konnte beginnen: Netzschalter drehen - Herzklopfen - was passiert? Aufatmen - der Zeiger im Amperemeter steigt gemächlich auf 70mA und die Musik erklingt.

Nach dem ersten Einschalten war ich überglücklich, weil alles völlig problemlos funktionierte. Die Ausgangleistung dieses Verstärkers habe ich anschließend mit 7 Watt gemessen.
   

8. Resümee

Erfolg auf der ganzen Linie - das macht Spaß!

Dieses Foto zeigt eine provisorische erste Zusammenstellung, passend arrangiert mit einer Serigrafie von Keith Haring (1982) aus unserer Sammlung.

Mit der Zeit brachten mir Hörvergleiche mit ähnlichen Verstärkern führender Marken sowie öffentliche Vorführungen einige Sicherheit über den gelungenen Einstand.

Die Freude am Musikhören hat enorm zugenommen, weil ich nun wieder bewusster die Ohren spitze.

Trotzdem nahm ich mir vor, als Fingerübung noch einen weiteren Verstärker aus der Königsklasse der Eintakt-Triodenverstärker zu bauen - bestückt mit der Senderöhre 211. Den Bericht darüber finden Sie hier.

Solche Lautsprecherschränke passen natürlich vom Stil und vom Wirkungsgrad her ideal zu einem Verstärker mit der 300B. Es sind originale ALTEC A7 'Voice of the theatre'  aus den Vierzigerjahren. Sie hatten früher einmal in einem amerikanischen Kino hinter der Leinwand ihren Dienst getan. Die alten Gehäuse aus Plywood wurden damals noch genagelt - und nicht geschraubt.