Einstufiger Verstärker für STAX

[kds315]

Falls jemand mal einen nur einstufigen Verstärker ohne Gegenkopplung für STAX nachbauen möchte (braucht einen kräftigen PRE der so mindestens 7-9 Veff liefert, z.B. den GUSTARD P26), hier nun die nur einstufige SRPP-Schaltung meines Audio-Freundes Joachim der mich ermuntert hat das zu posten, nachdem wir darüber sprachen.

Diese Push-Pull-Schaltung klingt wirklich ausgesprochen klar und hochdynamisch, den ECC99 Röhren geschuldet deren hohe Verstärkung und Linearität so etwas erst ermöglichen bei den notwendigen hohen Spannungen (+320V/-350V - da eignet sich ein gebrauchter SRM-T1S zB dafür). An den Ausgängen sollten noch 5k1 / 1/4W Schutzwiderstände platziert werden zum STAX-KH hin. Ich habe den mehrfach gehört (Joachim hat einige gebaut) und bin wirklich überrascht wie gut eine solche "simple" Schaltung klingen kann wenn man einen kräftigen Vorverstärker nutzt!

Hut ab Joachim!!
.
Das ist nur ein Kanal, man braucht zwei davon für R/L KH:

Schaltung einstufiger STAX-Verstärker Joachim Becker.jpg (242.05 KiB) 5028 mal betrachtet

[(C) Dr Joachim Becker, benutzt mit Genehmigung]

[Yoda]

Hallo,

Bin neu hier und nörgele auch gleich rum.
Seit einigen Wochen befasse ich mich intensiv mit dem Thema DIY-Röhrenverstärker für STAX-Elektrostaten, wobei ich die ausgetretenen Pfade verlasse und eigene Ideen umsetze. Gleichwohl bin ich natürlich auch daran interessiert, wie andere an dieses Thema herangehen. Und da ist mir eben diese Schaltung aufgefallen. Die Grundidee "einstufig" und ohne Gegenkoppelung finde ich sehr spannend.
Zunächst habe ich versucht, die Schaltung zu simulieren. Ergab Unsinn.
Nach genauerer Betrachtung fiel mir ein wahrscheinlicher Zeichenfehler auf. Die Gitterableitwiderstände der "unteren" ECC99 sollten wohl auf der -350V-Schiene liegen, nicht auf Masse. Dann ergibt das Ganze auch Sinn.

Simuliert erbringt die Schaltung respektable Werte bezüglich Linearität und Klirr und sollte sich mit ein paar Handgriffen in einen vollständigen Verstärker für "normale" Eingangsspannungen erweitern lassen.
Eine Frage habe ich dazu jedoch noch. Wenn man 8,5Veff in den Eingang füttert, kommen am Ausgang um die 300Veff heraus. Jedoch wird die Ua der ECC99 dabei massiv überschritten. Laut Dabla sind 400V zulässig, erreicht werden jedoch Spannungssptzen von ~550V, wenn eben hoch ausgesteuert wird. Können die ECC99 das? Gibt es irgendwo Datenblattangaben zur Ua-peak? (So, wie es z.B. bei der 6SN7 mit 1500V angegeben ist.)

Grüße

[kds315]

Kein Genörgle, hast völlig Recht; hatte ich nicht genau hingeschaut beim posten. Joachim betreibt mit asymmetrischen +700V über alles, da kann das Gitter auf Masse liegen, bei symm. +-350V allerdings nicht!

Und ja die ECC99 können das ab, STAX betreibt in seinen Schaltungen ähnliches. In meinen SRPP-ANTARES werkeln die 6SN7GTB unter ähnlichen Bedingungen bisher schadlos.

Diese Schaltung wurde übrigens entwickelt um mit Vorverstärkern zu arbeiten die recht hohe Ausgangsspannungen liefern; macht wenig Sinn das runterzuteilen um das dann wieder hoch zu verstärken! Gibt einen enorm klaren sauberen Klang dieser einstufige Verstärker; hatte den gehört bei ihm.

[Yoda]

Hallo,

In meinen SRPP-ANTARES werkeln die 6SN7GTB unter ähnlichen Bedingungen bisher schadlos.

Na klar, die 6SN7 ist ja auch mit 1500V Peak Positive Plate Voltage spezifiziert... bei der ECC99 gibt es weder dazu eine Angabe, noch zu einer Max Ua0.
Ich habe jedoch keine ECC99 vorliegen, nur eine handvoll 6N6P., zum matchen zu wenige. Aber die Schaltung wird wohl (etwas angepasst) auch mit 6SN7 funktionieren.

Diese Schaltung wurde übrigens entwickelt um mit Vorverstärkern zu arbeiten die recht hohe Ausgangsspannungen liefern;

Das ist mir schon klar. Allerdings gibt es solche symmetrischen Hochvolt-Linestufen recht selten und mir als DIYer ist es doch völlig egal, wo die Eingangsspannung nun her kommt, ob nun aus der Line oder aus einer Treiberschaltung. Wichtig ist doch nur, dass ich dies hier:

Gibt einen enorm klaren sauberen Klang dieser einstufige Verstärker

nicht durch irgendwelche Gegenkoppelungen und/oder falsch dimensionierte Treiberei verhunze. Ich glaube, das ich das hin bekomme.

Grüße

[kds315]

Joachim hat so ein Teil zum Testen zur Verfügung und würde dir den sogar zur Verfügung stellen, dann kannst du selber messen und hören sagte er mir.

Weiteres gerne als PM !

[Yoda]

Hallo,

Das ist sehr nett vom Joachim, bitte Grüße unbekannter Weise ausrichten. Im Moment würde ich aber sowieso nicht dazu kommen. Andere Projekte liegen noch vor dieser Realisierung... und ich muss mir ja auch erstmal noch eine Treiberstufe für dieses Projekt zusammen braten. Wenn ich dabei bin, kann ich die vier Röhren und das bischen drumrum auch gleich mit erledigen.
Aber vielen Dank trotzdem.

Grüße

[kds315]

Dann würde ich vorschlagen sich einen Rauenbühler ANTARES zu besorgen, der lässt sich leicht auf SRPP umbauen! Und der ist dreistufig, 100mV reicht dem am Eingang!

[Yoda]

Hallo,

Danke für die Empfehlung des ANTARES.
Allerdings ist der nicht so ganz meins. Eher verkörpert er das gesamte Gegenteil dessen, was meiner Philosophie zur analogen Wiedergabe entspricht.
Bei mir kommen nur Vakuum, darin enthaltene Bleche und Drähte, den umschließenden Glaskolben und außenrum nur Widerstände, Folien und kupferbewickeltes Eisen (oder dessen Legierungen) vor. Kein Sand, keine elektronischen Halbleiterhelferlein wie Spannungs- oder Stromregelungen, schon gar keine schaltungstechnischen Gegenkoppelungen. All dieses Zeug gehört zur dunklen Seite der Macht... der schnelle Weg, der einfache Weg.

Ich denke, diese wunderbare "einstufige" Endstufe (die keinesfalls eine SRPP ist!) wird in dieser Konfiguration schon sehr schön klingen:

Hier die Klirrerei bei 100 und bei 200Veff (bei 300V gewinnt dann schon der K3 die Oberhand)


Mit nur zwei ECC99 Systemen in der Endstufe unter etwas kupferbewickelten Eisen wird das wohl noch viel besser... aber ich bin eigentlich nicht angetreten, diesen Thread zu kapern... auch wenn hier schon seit Monaten nix los ist.

Grüße

[Yoda]

Das mit dem externen Picture-Hoster scheint nicht so wirklich hinzuhauen,,,
https://ibb.co/YpVFWTN
https://ibb.co/3htJrm5

[kds315]

Bachtliches Ergebnis der Simulation! 50dB Verstärkung mit nur zwei Stufen ist ja schon mal ein Wort.
Aber ihhh, Kondensatoren im Signalweg, wie furchtbar! :LACH:
Mit einer symmetrischen Versorgungsspannung müsste eine DC-Kopplung doch möglich sein?
Willst du dir das wirklich antun mit einem Signalübertrager im Ausgangskreis und Verzerrungen im Bass?
Joachim hasst Gegenkopplungen auch, da sei ihr beide ja nahe beieinander von Ansatz her!

Übrigens: Warum soll das denn keine SRPP sein in der Ausgangsstufe?

PS: das RC-Glied im Ausgangskreis ist zu hochohmig, schlecht damit Impulse übertragen zu wollen; ausserdem
unnötige Phasendrehung durch den Kondensator. Ein 5.1k Schutzwiderstand reicht doch völlig aus und erlaubt
genug Impulsstrom um schnelle Impulse abbilden zu können ohne in die Knie zu gehen! Simuliere mal Rechteck
dann solltest du das sehen.
PPS: Symmetrierpotis an den Kathoden der Ausgangs-ECC99 fehlen noch um einen Null-Abgleich machen zu können!

[Yoda]

Hallo.

Bachtliches Ergebnis der Simulation! 50dB Verstärkung mit nur zwei Stufen ist ja schon mal ein Wort.

Genau genommen sind es sogar 56dB. Am Eingang liegen nur -6dBv für die 50dBv am Ausgang an.

JaJa, die bösen Kondensatoren. Ich kann an den Dingern nix böses finden, zumindest nicht, wenn es sich um MKP in gediegener Industriequalität handelt und sie auch noch richtig dimensioniert sind.

Mit einer symmetrischen Versorgungsspannung müsste eine DC-Kopplung doch möglich sein?Mit einer symmetrischen Versorgungsspannung müsste eine DC-Kopplung doch möglich sein?

Natürlich ist das möglich. Allerdings will ich das nicht. Wenn nur die vage Möglichkeit besteht, dass im Fehlerfall die Ub am Ausgang erscheint, und das ist hier durchaus gegeben, weil bei Vollaussteuerung sowohl Ua als auch Ufk der Röhren überschrtten wird, will ich sicher sein, dass da nichts passiert.
Selbsttest: 300V DC mit 5,6kOhm macht bei Berührung (Finger, nicht über die Ohren!) noch Aua, mit 47kOhm nicht mehr.
Ich habe keine Angst vor hohen Spannungen, arbeite jeden Tag damit und muss die Gedanken beisammen halten. Auch laufen hier regelmäßig 845er Monoblöcke mit 1,25kV Betriebsspannung, aber die setze ich mir ja auch nicht auf den Kopf oder fummle beim Hören an den Lautsprecherterminals rum. Sicherheit geht bei mir vor Klang.
Zudem macht die RC-Kombi aus 47k||100nF weniger Frequenzgang- und Phasenfehler als ein einzelner 5,1kOhm Widerstand.

https://ibb.co/6BFmg13

Hier dann noch das Rechteck (1kHz):

https://ibb.co/vP1cGxt
Ich sehe da keine Probleme.

Willst du dir das wirklich antun mit einem Signalübertrager im Ausgangskreis und Verzerrungen im Bass?

Natürlich. Ich tat es ja auch schon. Allerdings ist die Annahme, dass es sich bei einem kupferumwickelten Eisen um einen Übertrager handelt falsch. Denke mal an eine Drossel mit viiiielen Heinrichen, dann funzt das durchaus super, auch mit Bass und Rechtecken. Schon aufgebaut, gehört und gemessen. Ich schrieb doch, dass ich die ausgetretenen Pfade verlassen habe.

Grüße

[kds315]

Na dann....ran!

[Yoda]

Hallo,

Nun, diese Antwort würde ich beinahe unter "Schnippisch" einordnen. Kenne ich schon und habe keinesfalls erwartet, dass mir bei dieverser Nörgelei und (vermeintlich) verqueren Ansichten nur absolute Gegenliebe entgegen schlägt. Klugscheisser mag eben keiner. Damit habe ich jedoch kein Problem.
Werde jedoch für weitere Betrachtungen zum Thema demnächst einen neuen Thread aufmachen... es passt halt nicht mehr hierzu.

Zwei Dinge möchte ich noch beantworten.

Übrigens: Warum soll das denn keine SRPP sein in der Ausgangsstufe?

SRPP bedeutet Shunt Regulatet Push Pull.
Bei richtiger Ausführung laufen die obere und untere Röhre jeweils im GEGENTAKT (PushPull). In dieser Schaltung laufen sie jedoch, wegen fehlender definierter konstanter Last, im GLEICHTAKT. Einfach mal die Patentschriften zur SRPP studieren.
Diese Diskussion wäre jedoch rein akademisch, da diese Schaltung bessere Ergebnisse liefert, als eine "echte" SRPP (was wiederum an dem Fehlen einer Last, denn ein Elektrostat ist eben eigentlich keine Last, liegt).

PPS: Symmetrierpotis an den Kathoden der Ausgangs-ECC99 fehlen noch um einen Null-Abgleich machen zu können!

Völlig klar. In der Realität. Es gibt in der Simulation nur exakt gleiche Röhren, ganz anders, als in der Realität. Eigentlich hätte ich auch kein Poti an den Kathoden der unteren Röhre zeichnen müssen... einFestwiderstand täte es in der Simulation auch.


Grüße

[kds315]

OK dann mach dein Ding; ich brauch das nicht hier. Scheint eh niemand anders zu interessieren

[Tüftler]

Scheint eh niemand anders zu interessieren

Da bist du auf dem Holzweg !

[Otium]

Also ich lasse mich ebenfalls gerne noch etwas belehren.
Und es lesen auch noch andere Leutchen mit.
In dieser Tiefe kann ich nur nichts sinnvolles beisteuern.

[SGeorg]

..vielleicht ist das von Interesse für den ein oder anderen:
https://www.pocnet.net/bastel/stax1/

[SGeorg]

..ich persönlich finde den Beitrag hier ( https://headwizememorial.wordpress.com/ ... eadphones/) sehr Interessant.

[Yoda]

Hallo,

Interessante Schaltungen, jedoch leider nicht zum Thema passend... weit weg von einstufig. Ich habe ja hier schon gefrefelt mit der Erweiterung um eine Eingangsstufe.
Werde das aber demnächst "wiedergut" machen...
Habe da Ideen mit der Ausnahmeröhre 6HS5.
Datenblatt: https://frank.pocnet.net/sheets/084/6/6HS5.pdf
Zerlegt: https://www.seventransistorlabs.com/tmo ... _6HS5.html

Ein µ von 300 bei einem Ri von 4,6k und einer zulässigen Anodenspannung von 5,5kV... Das sollte doch die absolute STAX-Röhre sein.
Geht dann auch einstufig mit ein paar hundert Millivolt am Eingang.
Mal schauen.

Grüße

[kds315]

Beeindruckende Röhre, na da bin ich ja mal gespannt was die Simulation zeigt! Da steht ja sogar der Hinweis auf Elektrostaten dabei!!

[Yoda]

Hallo,

...na da bin ich ja mal gespannt was die Simulation zeigt! Da steht ja sogar der Hinweis auf Elektrostaten dabei!!

Wenn das momentan im Netz gefundene Modell der 6HS5 halbwegs stimmt, wird das wohl ein Uber-Amp.
Bevor ich jedoch sowas veröffentliche, muss ich sicher sein, dass die Simus auch stimmen. Meint, dass ich zunächst erst einmal die Kennlinien solch einer 6HS5 aufnehmen muss. Dazu fehlen mir momentan ein paar Fassungen, aber die sind bestellt, Röhren habe ich. Dann muss da ein Modell abgeleitet werden und die aktuellen Simulationen überprüft werden. Dann müssen ein paar Hammond-Übertrager her, die dann als Drosseln herhalten müssen, evtl kann man da auch die Sekundärseite zum Antrieb dynamischer KH verwenden.
Bis jetzt sieht das alles recht vielversprechend aus. Veröffentlichen werde ich jedoch erst, wenn der Testaufbau steht und gemessen ist.

Grüße

[kds315]

[Yoda]

Hallo,

Natürlich hat das im Netz gefundene Spice-Modell der 6HS5 praktisch nichts mit der Realität gemein.
Der Uber-Amp relativiert sich also.
Hier eine Simulation mit dem gefundenen Modell:

https://ibb.co/bHspyh6
Ja, Spicy. John Broskie, bekannt von www.tubecad.com oder auch als "Aikido" hat den Ausdruck für Simulationen , die keine reale Entsprechung haben, geprägt. Wäre echt zu schön, um wahr zu sein. 1,77V am Eingang ergeben fast 600Vrms am Ausgang, mit weniger als 1% Klirr.
Nur ist das Modell der 6HS5 aus Datenblatt (also Phantasie-) Kennlinien abgeleitet.
Die Ralität ist eine andere.
Habe in der vergangenen Woche 8 Stück dieser Röhren eingebrannt und gemessen. Eine hat die ersten paar Stunden nicht überlebt , die anderen sieben haben völlig unterschiedliche Kennlinien ergeben. Weit weg von den Datenblatt-Kennlinien mit immenser Streuung...was bei solch einem steilen Biest (65mA/V)zu erwarten war.
Hier zwei Kennlinienfelder von Röhren, die recht dicht beieinander liegen:

https://ibb.co/SvzmnLc

https://ibb.co/Mnkd0v9
Hier dann beispielhaft die Ableitung eines Spice-Modells:

https://ibb.co/r72xGH7
Das Spice-Modell für die Simulation wäre dann dieses:
**** 6HS5_3 ******************************************
* Created on 11/16/2024 18:33 using paint_kit.jar 2.9
* www.dmitrynizh.com/tubeparams_image.htm
* Plate Curves image file: 6HS5_3.jpg
* Data source link:
*----------------------------------------------------------------------------------
.SUBCKT 6HS5_3 1 2 3 ; Plate Grid Cathode
+ PARAMS: CCG=26P CGP=1.8P CCP=1.9P RGI=2000
+ MU=246.4 KG1=180.1 KP=2005.2 KVB=5000 VCT=-0.165 EX=1.49
* Vp_MAX=800 Ip_MAX=50 Vg_step=0.4 Vg_start=0 Vg_count=9
* Rp=100000 Vg_ac=1 P_max=25 Vg_qui=-1 Vp_qui=500
* X_MIN=100 Y_MIN=31 X_SIZE=635 Y_SIZE=383 FSZ_X=1391 FSZ_Y=660 XYGrid=true
* showLoadLine=n showIp=y isDHT=n isPP=n isAsymPP=n showDissipLimit=y
* showIg1=n gridLevel2=n isInputSnapped=n
* XYProjections=n harmonicPlot=n harmonics=y
*----------------------------------------------------------------------------------
E1 7 0 VALUE={V(1,3)/KP*LOG(1+EXP(KP*(1/MU+(VCT+V(2,3))/SQRT(KVB+V(1,3)*V(1,3)))))}
RE1 7 0 1G ; TO AVOID FLOATING NODES
G1 1 3 VALUE={(PWR(V(7),EX)+PWRS(V(7),EX))/KG1}
RCP 1 3 1G ; TO AVOID FLOATING NODES
C1 2 3 {CCG} ; CATHODE-GRID
C2 2 1 {CGP} ; GRID=PLATE
C3 1 3 {CCP} ; CATHODE-PLATE
D3 5 3 DX ; POSITIVE GRID CURRENT
R1 2 5 {RGI} ; POSITIVE GRID CURRENT
.MODEL DX D(IS=1N RS=1 CJO=10PF TT=1N)
.ENDS
*$

Und dann eben noch ein zweites für die zweite Röhre...
Und dann ergibt sich folgende Simulation:

https://ibb.co/2KM6yd7
Und diese ist dann viel näher an der Realität.
Nur noch 430Veff am Ausgang bei gleicher Eingangtsspannung, aber ein "schöneres" Klirrspektrum.
Für mich immernoch ein Uber-Amp. Wenn man im normalen Leben der single endet Triode verfallen ist, jedoch mit zu viel Klirr auch nichts anfangen kann, wird das wohl ganz sicher ultimativ werden. Bin gespannt auf die Messungen der realen Schaltung und vor allem, auf deren Klang.

Grüße

[kds315]

Na ja, du wirst die ja wohl im unteren Kennlinienbereich betreiben und nicht kilovolts anlegen - nur ist das dort recht nichtlinear, nicht??

[Yoda]

Na ja, du wirst die ja wohl im unteren Kennlinienbereich betreiben und nicht kilovolts anlegen - nur ist das dort recht nichtlinear, nicht??

Nö, zwar gut gebrüllt, Löwe, aber das isses nicht.
800V Anodenspannung, wo ich mit meiner Kennlinienschreiberei hin komme, sind schon nicht so wenig. Gut, ok, für eine 211 oder 845 ist es noch im unteren Bereich. Aber, wenn man Trioden richtig verstanden hat, dann sind die da auch gerade"!
Hier mal die Kennlinien einer 801 von RCA:

https://ibb.co/60Bky4J
Das ist für mich der Inbegriff von Linearität! Besser geht nicht, außer noch einer lineareren 801! Habe ich schon gebaut...
Die Sache ist immer die gleiche... Höhere Steilheit = schlechtere Linearität. Da kannst machen, was Du willst, Physik kannst nicht überlisten. Und die 6HS5 ist da noch ganz gutmütig, mal abgesehen von ihrer Schwingfreudigkeit!1
Die 6HS5 passt schon, muss man nur aus einem 100ter Industriekarton die richtigen Exemplare auswählen....Dann wird das.

Grüße