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State of the Art Dual Mono Röhrenendstufe GERMAN HIGHEND JS 001 SILVERLINE

Der erste Silber Gegentakt-Röhrenverstärker der Welt

 

 

 

Ausgangsleistung:        2 x 52 W  rms, bei 1,24 V Eingang

Übertragungsbereich:    5 Hz - 220 kHz

Rauschabstand:           100 dB

Technik:                  -  Class A - Triodenbetrieb

                              -  Getrennte Netzteile

                              -  Ohne Gegenkopplung

                              -  Jensen Silber Öl Papier 

                                 Koppelkondensatoren                                 

                              -  Silber -Ringkern -Ausgangsübertrager

                              -  Chrom oder Gold / Chrom

                              -  500 x 380 x 180 mm, 38 Kg

 

Ringkern-Ausgangsübertrager (Silber)

Der Ausgangsübertrager gilt als wichtigstes Bauteil eines Röhrenverstärkers und trägt mit seinen Eigenschaften wesentlich zum Schaltungsaufbau bzw. Klangergebnis bei.

Dieses Bauteil liegt direkt im Signalweg und beeinflusst durch seine Induktivität, Kapazität sowie des ohmschen Widerstandes den Frequenzverlauf und das Phasenverhalten des Verstärkers.

Betrachten wir den Ausgangsübertrager allein aus der Sicht der zu übertragenden Frequenz, so werden wir feststellen, das der AÜ diese Frequenzen weit über den hörbaren Audiobereich überträgt.

Durch die Einflüsse von Induktivitäten und Kapazitäten werden tiefe und hohe Frequenzen jedoch zeitlich verzögert übertragen.

So betrachtet erfährt das Audiosignal bei der Übertragung eine Veränderung des Phasenwinkels (bez. als differenzielle Phasenverzerrung).

Wichtig zu wissen ist nun wie diese Phasenkurve verläuft und somit das Audiosignal beeinflusst.

Jedes Signal erfährt also in einem AÜ eine zeitliche Verzögerung. Diese Verzögerung (wie klein sie aus sein mag) macht sich vor allem bei den höchsten Frequenzen unangenehm bemerkbar, weil dann jede Schwingung nur eine kurze Zeitdauer benötigt. Das bedeutet, dass höhere Frequenzen im Vergleich zu den tiefen verzögert werden können.

Angenommen nun, dass alle Frequenzen gleich zeitlich verzögert werden, dann wird sich das Klangbild erwartungsgemäß nicht verändern. Immer wenn ich meinen Kopf nach und nach einen Millimeter weiter vom Lautsprecher entferne, dann erreicht der Schall auch etwas verzögert meine Ohren. Der Klang, die Räumlichkeit und die Auflösung verändern sich über eine veränderte Hördistanz aber nicht. Folglich verhalten sich Schall und Verstärkung nicht unterschiedlich.

Wichtig ist jedoch zu betrachten, dass die höheren Töne einer längeren Verzögerungszeit unterliegen als die mittleren und tiefen Töne. Dann kommen die hohen Töne nämlich später an und vor allem wird das Transienten- Verhalten des Verstärkers beeinflusst.

Es haben sich viele Fachleute mit diesem Problem beschäftigt, und in der Literatur findet man Vorschläge für eine Messgröße, die die Unterschiede bei den Verzögerungszeiten bei unterschiedlichen Frequenzen veranschaulicht. Diese Größe ist die sogenannte differenzielle Phasenverzerrung.

Darum ist beispielhaft für den von Ir. Menno van der Veen entwickelten Ringkern- Ausgangsübertrager die differenzielle Phasenverzerrung errechnet und in Bild 1.1 dargestellt.

 

1.1 Phasenwinkel in Abhängigkeit der Frequenz

 

Was kann man dieser Kurve entnehmen? Bis über die Grenzen des Audiofrequenzbandes ist die Phasenverzerrung annähern gleich 0. Somit werden alle Frequenzen gleichermaßen verzögert, folglich gibt es hier keine Probleme. Erst oberhalb von 100 kHz beginnt die differenzielle Phasenverzerrung davon abzuweichen, und es werden höhere Frequenzen mehr als die tiefen verzögert. Da diese Erscheinung aber weit außerhalb des Audiobereichs liegt bemerkt man davon nichts, und die Wiedergabe der schnellen Transienten wird nicht verschlechtert.

Das berechnete Phasenverhalten und die berechnete differenzielle Phasenverzerrung sind auf die Situation beschränkt, bei der die Endröhren und der Ausgangsübertrager optimal aneinander gekoppelt und präzise aufeinander abgestimmt sind. Wählt man eine davon abweichende Konfiguration (beispielsweise den Betrieb der Endröhren als Pentoden),  dann beginnt die differenzielle Phasenverzerrung schon früher von den  0- Werten abzuweichen. Bei dem Entwurf  dieses Ringkern- Ausgangsübertragers wurde darauf geachtet das sich bei der Betriebsweise der Endröhren in Triodenarbeitsweise die günstigste Konfiguration ergibt.

Nun wird (im Kern) die Erklärung gegeben, warum unsere Verstärker, die mit Ringkern- Ausgangsübertragern gebaut wurden, in Trioden Arbeitsweise die Transienten am unverfälschtesten wiedergeben. Es treten dann nämlich  keine Abweichungen im Zeitbereich auf. Bei Pentoden- Betrieb kommt man dagegen nur mit Mühe unter die Grenze, ab der die differenzielle Phasenverzerrung hörbar wird.

Die Erkenntnisse, die man aus solchen Betrachtungen ziehen kann, zeigen das bei diesem Bauteil die Ausgangsspannung im Vergleich zur Eingangsspannung zwangsläufig nacheilt. Das kann man bei dem negativen Phasenwinkel ablesen, der bei höheren Frequenzen zunimmt. Bedeutsamer ist jedoch die differenzielle Phasenverzerrung, die angibt, ob manche Frequenzen mehr oder weniger als andere verzögert werden. Die Qualität der Transientenwiedergabe ist eng gebunden an den Betrag der differentiellen Phasenverzerrung.

Weitere Untersuchungen und Experimente mit den van der Veen Ausgangsübertragern zeigten, dass diese weitere besonders wertvolle Vorzüge gegenüber den Standart EI- Kern- Übertragern besitzen.

Durch den Einsatz neu entwickelter, spezieller Wickeltechniken und besonders selektierter Ringkerne waren wir in der Lage, sehr hohe Kopplungsfaktoren zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung zu erzielen. Das brachte natürlich auch sehr kleine Werte bei der Streuinduktivität mit sich.

Auch war es möglich, sowohl bei Wechselspannungen als auch bei Wechselströmen einen hohen Grad an Symmetrie bei diesen Übertragern zu realisieren. Zum Beispiel besitzt die Streuinduktivität der einen primären Wicklungshälfte in bezug auf die andere Wicklungshälfte sehr kleine Werte, kleiner oder gleich der niedrigen Gesamt- Streuinduktivität, womit ein hoher Grad an Symmetrie angezeigt wird. Dank dieser Eigenschaften besitzen die neuen Übertrager eine hohe Leistung, ohne dabei in das Gebiet der Kernsättigung bei gleichzeitig relativ kleinen Kerngrößen zu kommen.

Der Übertragungsbereich eines Ausgangsübertragers lässt sich aus den Parametern des Übertragers berechnen.

Nach einem mathematischen Verfahren wird der - 3 dB Frequenzbereich berechnet. Die untere- f -3L  sowie die obere Grenzfrequenz f -3H  werden bestimmt durch:

- die primäre / sekundäre Selbstinduktion Lp

- die primäre / sekundäre Impedanz Z aa

- das Leistungsverhältnis ?

Ohne näher auf die Berechnungsformeln einzugehen ergibt sich aus dem Ergebnis der sogenannte QF (Qualitätsfaktor) der die Anzahl der Dekaden angibt die der Ausgangsübertrager übertragen kann.

Der QF Faktor für die von uns eingebauten Ausgangsübertrager beträgt 5,5.

Die untere - 3 dB Grenzfrequenz errechnet sich mit 0,3 Hz, die obere unter Berücksichtigung des QF Faktors mit 217 kHz.

Diese Ringkern- Übertrager besitzen somit einen extrem großen Übertragungsbereich.

Durch den Einsatz von Reinsilber/ Gold bei der Primär- und Sekundärwicklung wurden all diese Eigenschaften noch einmal erheblich verbessert.

Das Verzerrungsverhalten eines Röhrenverstärkers ist abhängig von der Qualität des Ausgangsübertragers sowie vom Innenwiderstand der Endröhren.

Außerdem nehmen die Verzerrungen bei tiefen Frequenzen stark zu, je höher die Frequenz, desto kleiner werden die Verzerrungen. Sicherlich ein Grund weshalb Werte über den Grad der Verzerrungen oft bei 1 kHz angegeben werden.

Das Diagramm 1.2 zeigt das Verzerrungsverhalten K 3 (%), Ausgangsleistung (W) Endstufe JS 001, bei 25 Hz, KT 88 im Triodenbetrieb, Übertrager VDV 2100.

Zusammenfassend können wir festhalten, dass Ringkern- Ausgangsübertrager wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen EI- Übertragern aufweisen.

- höhere Kopplungsfaktoren zwischen Primär- und Sekundärwicklung

- kleinere Werte für die Streuinduktivität

- sehr hoher Qualitätsfaktor QF

- kleinere interne Primär- und Sekundärkapazitäten

- höherer Grad an Symmetrie

- geringere Kernverluste

- niederohmigere Ausführung der Wicklungen

- Minderung der Wärmeverluste

- besserer Dämpfungsfaktor

- keine differenzielle Phasenverschiebung im Audiobereich

- geringere Verzerrungen K....

- Verstärkeraufbau ohne Gegenkopplung möglich

 

Ausgangsleistung

Der Ausgangsleistung, gerade von Röhrenverstärkern, wird besonderes Augenmerk bei der Kaufentscheidung geschenkt.

Aus diesem Grund gehen wir etwas genauer auf diese Angabe der Verstärkerleistung ein.

Bekanntlich wird die Leistung in ...W / ...Ohm angegeben. Leistungsdaten wie Spitzenleistung, Dauerleistung, Musikleistung...... sind heute nicht mehr aussagefähig.  Die international gültige Leistung für Verstärker wird in W rms angegeben.

Was sagt nun eine Leistung von z. B. 50 W / 4 Ohm  tatsächlich aus?

Diese 50 W Leistung bestimmt den Leistungswert, den der Verstärker bei 4 Ohm rein ohmscher Last abgeben kann.

Nun wird ja normalerweise ein High End Verstärker nicht mit einem ohmschen Belastungswiderstand, sondern mit einem Lautsprecher betrieben.

Dieser stellt aber für den Verstärker über seinen gesamten Frequenzverlauf eine induktive Last dar. Diese Last liegt bei einem 4 Ohm  Lautsprecher in der Regel zwischen 3 - 8 ?.

Wichtig ist es aus diesem Grund zu wissen wie die Leistungsabgabe des Verstärkers bei diesen unterschiedlichen Belastungen liegt.

Je nach Schaltungsaufbau und Güte des Verstärkers lässt sich das anhand eines Impedanz / Leistungsdiagramms darstellen.

Als Beispiel zeigt Diagramm 1 den Impedanz- / Leistungsverlauf  der Röhrenendstufe JS 001, der für einen Röhrenverstärker als ideal bezeichnet werden kann.

Diagramm 2 zeigt den sehr viel schlechteren Impedanz- / Leistungsverlauf  einer OTL- Endstufe. Eine ausgewogene Klangwiedergabe ist hier nur an Impedanz- korrigierten Lautsprechern möglich.

Folglich ist es sehr wichtig, gerade bei Röhrenverstärkern, nicht  die Leistung  W / Ohm als Kaufentscheidung gelten zu lassen.

Jedem JS Röhrenverstärker liegt ein Leistungs- / Impedanzdiagramm bei.

Ermittlung der Messwerte der Röhrenendstufe JS 001

Verstärker: Dual Mono Endstufe, KT 88, 6N1P Svetlana

                     Triodenschaltung, ohne Gegenkopplung

Frequenzverlauf - 3 dB an 4 ?:   7 Hz - 218 kHz

Eingangsempfindlichkeit:  1,24 V

Ausgangsleistung:  52 W  rms

Dämpfungsfaktor an 4 ?:  18

Kommentar Menno van der Veen:

Der Verstärker zeigt ungewöhnlich gute Messwerte im Labor.

Der Frequenzverlauf ist hervorragend.

Die Rechteckwiedergabe ausgezeichnet.

Die Kanaltrennung überragend hoch.

Der Fremdspannungsabstand sehr hoch.

Die Verzerrungen bis zur Leistungsgrenze sehr niedrig.

Klang und Messwerte: Top Weltklasse!

Zwolle, NL, 02.09.2004


Letzte Änderung: 13. May. 2009, © German Highend