"Günstige" 1-2W Röhrenendstufe

UPDATE

Da mir die hohe THD komisch vorkam und man sie eigentlich hören müsste, habe ich den kompletten Messaufbau noch mal in Frage gestellt. Im Grunde gab es zwei Ursachen für die hohe THD:

• Das Aufnahme Gerät selbst erzeugt selbst bei geringer Aussteuerung bereits deutlich >1% THD
  
• Ich hatte die Funktionsweise von ARTA/STEPS falsch interpretiert. Während bei der 2-Kanal Messung der FR die Differenz zwischen Eingangskanal und Loopback Kanal ermittelt wird, bezieht sich die THD Messung nur auf den Eingangskanal. Damit ist THD der Audio Devices NICHT vernachlässigbar
  

Hier nun die mit Audiogeräten <0,01% durchgeführten Messungen. Die aktuell verwendete Audio Quelle bringt leider nur max. 3,3dBu Ausgangspegel, was ca. 0,75W Leistung an 8 Ohm erzielt. Sollte aber für Nahfeld Beschallung mehr als ausreichen. Der Ruhestrom betrug rund 30mA:

FR ATR10


THD ATR10


Der Vollständigkeit halber nochmal die THD Messung mit dem ATRA0211 (FR ist weitgehend identisch)


P.S.: Der Grund für den Unterschied zwischen den Übertragern wurde im "Sparbrötchen" Thread dankenswerterweise ausführlich erklärt.

UPDATE 2

Auf Basis der Erklärung zu den Unterschieden der AÜ habe ich die Schaltung nochmal auf höheren Ruhestrom umgebaut und die Messungen wiederholt. Der Verstärker liefert nun bei 3,5dBu Eingangspegel (1kHz) knapp ein Watt, was an der leicht reduzierten Gegenkopplung liegt. Bei diesem Pegel wurden auch die Messungen durchgeführt.

Während sich die FR kaum verändert hat, verbesserte sich die THD deutlich:



Die Änderung wirkt sich beim ATRA0211 im Bassbereich eher negativ aus, was bestätigt, dass der AÜ für deutlich weniger Ruhestrom ausgelegt ist als der ATR10. Ab 100 Hz aufwärts profitiert die Schaltung jedoch wieder vom höheren Ruhestrom, trotz geringerer Gegenkopplung.



Nach dieser Messreihe habe ich nun den ATRA0211 im Verstärker eingebaut. Er erscheint mir als der bessere Kompromiss, zumal der ATR10 nun nicht mehr (neu) nachgekauft werden kann und er eigentlich für ein anderes Projekt vorgesehen war. Hier ist der Ruhestrom auch noch höher, was den ATRA0211 schon allein vom Datenblatt her ausschließt.

Damit schließe ich das Projekt für mich nun ab und höre damit Musik im Arbeitszimmer

Ach ja, der finale Schaltplan:

Hallo Andreas,

vielen Dank für die Vorstellung Deines "Sparbrötchen"-Projektes. Wegen der Übertrager zwar zunächst nicht mehr ganz Sparbrötchen-konform, aber mit den ATRA0211 von Jan dann eigentlich ja doch noch (31,77 € pro AÜ sind sicher durchaus noch im Rahmen, denke ich).

Die Messungen sind ebenfalls interessant. Du hast nun anscheinend einen sehr guten Kompromiss zwischen Ruhestrom, Übertragerinduktivität und Luftspaltgröße gefunden. Je größer der Lufspalt, je weniger Vormagnetisierung durch den Ruhestrom aber je niedriger die Induktivität. So direkt habe ich die Zusammenhänge bei meinen bisherigen Röhrenprojekten noch nie betrachte / beachtet. Eigentlich habe ich immer nur auf das Übersetzungsverhältnis geschaut und noch auf den max. Gleichstrom, den der AÜ-Hersteller angegeben hat. Daher sind die Untersuchungen zur Verdeutlichung der Zusammenhänge hier sehr anschaulich.
Interessant wäre es sicher auch noch, wie sich der Conrad-Netztrafo (ohne, aber auch mit eingesägtem Luftspalt) hier im Vergleich messen würde. Aber so einen Trafo hattest Du, glaube ich nicht, zu Hause.

Sehr schön finde ich, dass Du alle Bauteile in der rel. kleinen "Kiste" unterbringen konntest. Mir liegt auch immer viel daran, dass die Gehäuse nicht zu groß werden. Wie schaut es mit dem "Brummbären" aus?

Ansonsten wünsche ich viel Freude beim Musik-Hören mit dem Amp.

Beste Grüße
Steffen

PS: Was betreibst Du für Lautsprecher an dem Amp ?

Guten Morgen Steffen

Ich habe den Trafo zwar hier, brauche den aber ohne Luftspalt Der Verstärker brummt quasi gar nicht. Ja, wenn man das Ohr auf die Membrane legt, hört man was, aber selbst im Nahfeld mit etwas mehr als einer Armlänge Abstand ist es nur wahrnehmbar, wenn man wirklich bewusst darauf achtet. Da gab es für mich keinerlei Handlungsbedarf dies zu optimieren. Aktuell habe ich die Visaton Aria dran: https://www.visaton.de/en/products/2-way-speakers/aria Wenn ich endlich die BR Rohre wiederfinde, baue ich die noch ein. Ich hatte sie ursprünglich weggelassen, da die Aria als Satelit mit Subwoofer vorgesehen waren. Ich bin noch nicht dazu gekommen die Endstufe an meinen großen Breitband TML Lautsprechern zu testen.

Grüße,

Andreas

Hallo Andreas,

dass Du den Trafo noch (andersweitig) brauchst, verstehe ich, zumal das "Zersägen" auch "nicht so Ohne" ist.

Dein Amp ist ja insgesamt ziemlich kompakt, was mir gefällt und die Netztrafos sind räumlich nah an den Ausgangsübertragern. Ich denke, dass die relative Hochohmigkeit (Ra ca. 22kOhm) bei meiner "Sparbrötchenvariante" meinen Aufbau so empfindlich gegen magnetische Einstreuungen macht. Und Kopfhörer sind auch noch mal "spezieller" als Lautsprecher wegen der "akustischen Lupe".

Ich hatte mir vor 2 Jahren mal einen Amp mit PCL82 und 125BSE gebastelt ( Klick und Klick), bei dem ich mit der Anordnung der Komponenten auch weniger Probleme hatte (Ra ca. 10k und PCL82 Endpentode im Triodenmodus). Mal schauen ... wie ich das bei meinem "Sparbrötchen"-Aufbau" nun löse.

In Bezug auf die Lautsprecher habe ich mich aktuell auf die B80-Breitband-Chassis von Visaton "eingeschossen", die "Björn"-Box hatte mir gefallen. Ob die 82 dB Kernschalldruck reichen, muss ich aber erst herausfinden. Eigentlich wollte ich was als Horn bauen, um einen besseren Wirkungsgrad zu erzielen, aber die Lautsprecherboxen sollen auch nicht zu groß werden und da habe ich wieder die "Quadratur des Kreises" bzw. die Physik (Boxenvolumen vs. Wirkungsgrad), die dem entgegen steht. Im Lautsprecher-Unterforum hatte ich schon mal ein wenig gefragt und mich informiert, aber aktuell gefällt mir der B80 für eine kompakte Lautsprecherbox am besten (auch weil man für die Visaton-Chassis wegen der verfügbaren Quasi-Freifeld-Simulationsdateien mit dem kostenlosen BoxSim-Tool sehr viel (praxisgerecht) simulieren kann, was Lautsprechergeometrien, (Baffle-Step-)Entzerrglieder und ggf. Frequenzweichen anbelangt.) ... aber mal schauen ... entschieden ist noch Nichts.

Viele Grüße
Steffen

Hallo Steffen

Hut ab, der kleine sieht echt toll aus!

Also, die Björn Box hat schon einen recht schlechten Wirkungsgrad. Das würde ich mir nochmal überlegen. Sie kommt zwar ein bisschen weiter runter als die Aria, viel Tiefbass ist aber auch nicht zu erwarten. Ich würde mich auch nicht so sehr auf einen Hersteller einschießen. Hier kannst Du recht schnell mal Chassis vergleichen und durchkalkulieren: http://mh-audio.nl/Calculators/BRH.html. Der B80 ist nicht wirklich günstig. Für etwas mehr gäbe es den TB W3-1878, der bereits ab 3-4L eine deutlich bessere Figur macht, allerdings etwas Zuwendung bei der Entzerrung braucht. Den würde ich nur mit aktiver Entzerrung betreiben, aber das trifft wohl auf viele BB Systeme zu, vor allem Kompakte. Mehr in Richtung des B80 geht der Markaudio Alpair-6 zu einem günstigeren Preis. Ist ein halbes Zoll größer, aber das lohnt sich m.E. gegenüber dem Alpair-5. Oder der TB W3-2141.

Grüße,

Andreas

Hallo Andreas,

erst mal vielen Dank für das Lob! Amps und Boxen sind bei mir meist leicht Steam-Punk-mäßig gestaltet, so etwas gefällt mir.

Und ja, mit dem Wirkungsgrad der "Björn" hadere ich auch immer noch etwas. 82 dB sind nicht die Welt. Als fertigen Bauvorschlag gibt es noch die CT317 mit dem B80. Diese Box soll 84 dB leisten, ist allerdings ein "Minihorn" und daher schwerer holztechnisch zu bauen.

Wirkungsgradtechnisch deutlich besser (90dB) wären die PowerSat aus K+T 2/2018 mit Omnes Audio BB 8.01, die ich als fertigen Bauvorschlag noch gefunden hatte. Allerdings sind die Boxen mit 29 x 29 x 29 cm schon ganz schon "fett". Die Coaxial-Chassis BB 8.01 sind auch recht preisintensiv, ca. 120€ pro Chassis und aktuell auch nicht erhältlich.

Den Link zum Kalkulator habe ich mir mal gespeichert. Sehr interessant!.

Die Maße der Björn-Box (205 x 178 x 205 mm) wären für meine Belange schon recht ideal, wobei es eher um das Gesamtvolumen geht, den "Blumenkübel" kaufe ich sowieso nicht.

Die B80 sind nicht so teuer, wie sie in den Suchmaschinen erscheinen. Gersbach bietet sie für knapp 48 € an und Völkner / Digitalo für knapp 53 (versandkostenfrei). 50 € wären auch ungefähr das, was ich als finanzielle Obergrenze für ein Chassis für meine Belange (am "Sparbrötchen"-Amp) ansetze.

Für meinen oben verlinkten PCL82-Amp hatte ich seinerzeits auch kleine Schreibtisch-Boxen gebaut. In diesen werkeln Faital Pro 3FE25-8-Ohm-3''-Breitband-Chassis. Diese kommen eher aus dem PA-Bereich und leisten 91dB (1W/1m), außerdem sind sie mit ca. 15€ pro Chassis auch vergleichsweise günstig.
Allerdings hatte ich damals bei der Entwicklung des Entzerrgliedes ( Klick), die Erfahrung gemacht, dass die Chassis-dB's bei einigermaßen linearer Entzerrung nacher in der fertigen Lautsprecherbox durchaus massiv sinken können. In meinem Beispiel von 91dB (Datenblatt des Chassis) auf ca. 83 dB in der fertigen (Baffle Step) entzerrten Box. Die 83 dB sind aber mit meinem bescheidenen nicht wirklich kalibriertem DIY-Mess-Equipment entstanden und daher mit "Vorsicht" zu genießen. Aber sie wären, wenn sie stimmen, dann auch nicht mehr weit entfernt von der "Björn"-Box (82 dB), die dann wiederum den Vorteil hätte, dass die Entzerrung einfacher und preiswerter ist und auch die Impedanzkorrektur (zumindest nach meinen BoxSim-Simulationen) sich vergleichsweise sehr linear gestalten lässt (was mit dem Faital-Chassis eher nicht so easy ist).

Deine Chassis-Vorschläge habe ich mal zusammen gefasst (vielen Dank auch dafür ), zusätzlich habe ich noch Visaton B80 und Faital-Pro 3FE25-8-Ohm aufgeführt (siehe weiter unten im Text).

Die Mark-Audios sind interessant, scheiden aber leider aus, weil ich am "Sparbrötchen" die 8 Ohme brauche. Am interessantesten sieht für meine Belange der Tang Band W3-2141 aus. Ich schaue die Tage mal, ob ich hier Boxenbau-Anregungen finde.

Am liebsten ist mir halt ein halbwegs erprobter Bauvorschlag mit Entzerrglied. Ich habe mal mit den Faital-Pro 3FE25-8-Ohm eine komplette Entwicklung "durchgemacht" (meine erste "Berührung" mit so etwas überhaupt). Das war alles extremst interessant und ich habe dabei enorm viel gelernt, auch durch die umfassende Unterstützung des Forums (siehe oben verlinkter Thread), aber aktuell würde ich es mir doch gern etwas leichter machen, weil der Hauptfokus eher auf dem Röhren-Amp liegt.

Ich mag also nicht Prototypen von Lautsprechergehäusen basteln, um hier nach vielen Versuchen ein Optimum des Volumens, der Schallwand und der Chassisanordung (ggf. mit BR-Kanal oder TML-Faltung) zu finden. Und mein Vorrat an Spulen und bipolaren Elkos zum Testen und Ausprobieren hält sich auch eher in sehr bescheidenen Grenzen. Daher ist es eine "Krux". Das BoxSim-Tool, was sehr verlässliche Simulationen erlaubt, arbeitet (nach meinen bisherigen Informationen und Erfahrungen) nur gut, wenn man die Option "Chassis laden aus Datein" einsetzt, dabei wird ein real gemessener Amplituden- und Phasengang des entsprechenden Chassis genutzt (Quasi-Freifeld). Das ist dann schon sehr "handfest", Diese Messdateien gibt es leider fast nur für die Visaton-Chassis, es sei denn Jemand hat sich Mühe gemacht, ein anderes Chassis vermessen und die Quasi-Freifeld-Messung als Datei mit Amplituden und Phasengang zur Verfügung gestellt.

Im Lautsprecher-Unterforum wurde mir abgeraten Lautprecher alleinig auf Basis der Thiele-Small-Paramter der Chassis zu entwickeln bzw. zu simulieren.
Andererseits gibt es ja auch AJ Horn und weitere Simulations-Tools. Diese Tools arbeiteten dann auch "nur" mit den TSP. Keine Ahnung, wer nun mehr "Recht" hat. Wie gesagt im Bereich Lautsprecherentwicklung bin ich eher ein "Noob".


Chassis-Parameter (Übersicht)

TB W3-1878 (3" (8cm) Mitteltöner/Breitbänder)
Belastbarkeit (max): 25 Watt
Impedanz: 8 Ohm
Frequenzgang: 75 bis 20.000 Hz
Empfindlichkeit: 88 dB 1W/1m
Preis: ca. 109€ / Stück

Mark Audio Alpair 6 R (6cm Fullrange drive unit)
Belastbarkeit: 15/30 Watt
Impedanz: 4 Ohm
Frequenzgang: 70-24000 Hz
Kennschalldruck: 86 dB
Preis: ca. 65€ / Stück

Mark Audio Alpair 5 (3'' (8cm) Fullrange drive unit)
Belastbarkeit: 15 Watt
Impedanz: 4 Ohm
Frequenzgang: 90-25000 Hz
Empfindlichkeit: 86.7 dB 2.83V/1m
Preis: ca. 49€ / Stück

Tang Band W3-2141 (3" (8cm) Breitbänder)
Belastbarkeit: 25/50 Watt
Impedanz: 8 Ohm
Frequenzgang: 75-20000 Hz
Empfindlichkeit: 87 dB 1W/1m
Preis: ca. 49€ / Stück

Faital Pro 3FE25 (3" (8cm) Breitbänder) [8 Ohm Ausführung]
Belastbarkeit: 20/40W
Impedanz: 8 Ohm
Frequency Range :100 - 20000 Hz
Sensitivity: 91dB 1W/1m
Preis: ca. 15€ / Stück

Visaton B80
Belastbarkeit: 35/50 Watt
Impedanz: 8 Ohm
Frequenzgang: 80-20000 Hz
Empfindlichkeit: 85 dB 1W/1m
Preis: ca. 49€ / Stück

Beste Grüße
Steffen

Hallo Steffen

Beim Markaudio hatte ich nicht aufgepasst. Gibt es den nicht auch mit 8Ohm?

Womit willst Du denn zuspielen? Ich bin immer noch der Meinung (und da nicht allein), dass man solche Boxen am besten aktiv entzerrt. Das erspart nicht nur viel Fummelei mit den passiven Bauteilen, sondern auch deren Dämpfung. Ein miniDSP kostet so ab 100 Euro und leistet dies unabhängig vom Zuspieler. Oder halt Software auf dem PC.

Ich persönlich stehe ja nicht so auf die bis ins letzte µ vorberechneten BR Boxen. Aber in der Größe ist TML halt nicht machbar. Schlag mich nicht, aber ich denke, in der Größe reicht eine Box im goldenen Schnitt mit passendem Volumen und BR Rohr aus. Die Schallwand ist so klein, da sind Optimierungen eh kaum möglich. Aktiv eingemessen und entzerrt braucht es auch keine komplexen Berechnungen für passive Bauteile. Just my 2 cent.

Hallo Andreas,

unter Mark Audio Alpair finde ich Chassis mit 8-Ohm-Impedanzen leider nur bei den größentechnisch größeren Ausführungen.

Das aktive Entzerren wird im Lautsprecherunterforum hier auch immer empfohlen. Ich bin da immer etwas zwiegespalten. Eigentlich will ich mir möglichst alle Wege / Zuspieler offen halten, was für die passive Entzerrung spricht. Ich habe einen recht hochwertigen DIY-R2R-DAC hier samt Netzwerk-Streamer ( Klick). Auch will ich in naher Zukunft mal wieder Vinyl hören, dazu fehlt aber noch ein (DIY-)Phonoentzerrer. Und zumindest bei diesen beiden Zuspielern würde ich ungern einen DSP dazwischen haben.
Aber klar, effektiver Entzerren lässt sich aktiv, entweder mit PC-Software oder dem miniDSP. Und Alltags-mäßig kann ein kleinerTube-Amp samt kleinen Boxen ja durchaus an einem PC "hängen". Ich werde da wohl noch ein paar Nächte drüber schlafen.

Der Michael Uibel hat auf seiner Homepage eine ganze Anzahl an kleinen Tischlautsprechern als Bauvorschlag (Klick). Diese sind alle aktiv entzerrt (Equalizer APO auf Win-PC oder MiniDSP).

Mit dem Vorberechnen wird das schon so sein, wie Du auch schreibst. In der Größe wird es wohl bei der BR-Anordnung bleiben, wobei es auch noch diese Mini-Tischhörnchen gibt (CT 317 und andere), aber "Hörnchen" sind schwerer zu berechnen und auch zu bauen. Was ich auf jeden Fall vermeiden will, ist ein Prototypenbau von Holzgehäusen.

Beste Grüße
Steffen

Moin Steffen

Für halbwegs lineare Regalboxen gibt es ja unzählige Vorlagen. Bedingt durch die physikalischen Grenzen kommen die halt alle nicht weit runter im Bassbereich. Die Aria ist nun mit BR Rohr ausgestattet und der Bass ist erstaunlich gut. Nur halt nicht besonders tief. Und die ist schon ein 2-Wege System.

Ein völlig anderer Ansatz wäre der hier: https://transmissionlinespeakers.com/en/designs/ Ja, nicht einfach zu bauen. Aber wenn es nur mal ein Prototyp sein soll, lässt sich die Hado auch ohne CNC Fräse bauen. Die anderen Sandwich Konstruktionen eher nicht

Rein theoretisch sollte es auch möglich sein, eine TML ausreichend mit Dämpfung zu linearisieren, dass eine komplexe Entzerrung überflüssig wird. In der Praxis scheitert das aber spätestens am Raum. Direkt an der Line bzw. als Summe zwischen Treiber und Line gemessen sind meine TML ganz ok, im Raum nicht mehr wirklich und dass lässt sich eigentlich nur aktiv entzerren. Oder man lebt damit. Im Nahfeld sieht das vermutlich wieder ganz anders aus, aber das hab ich mir noch nicht so genau angesehen.

Ich bin mir auch noch nicht so sicher, ob ich den MiniDSP / Dirac brauche oder nicht. Ich habe meinem Vorverstärker eine standard Klangreglung spendiert, die eigentlich ausreichen sollte die etwas mittenlastigen Lautsprecher zu linearisieren und eine näherungsweis günstige Raumkurve zu erzeugen. Leider ist der Vorverstärker noch nicht fertig, daher fehlt noch der Test im Raum. Im Zweifel habe ich aber auch kein Problem damit, ihn zwischen Vorverstärker und Endstufe zu hängen, um ungünstige Raumeigenschaften zu bekämpfen. Die Qualität von dem Ding ist schon echt gut.

Grüße,

Andreas

Hallo Andreas,

die kleinen TML-Boxen sehen ja "niedlich" aus, für den Schreibtisch oder auch das Sideboard eine sehr interessante Sache, finde ich. Die "Hado" ließe sich auch noch am Küchentisch basteln (mit Brettern, die der Baumarkt zusägte).
Ich habe mir die Seite mal gespeichert. Dank Dir für den Link.

Zu TML generell wurde mir mal gesagt, dass diese einen prinzipbedingten "Buckel" (schmalbandiger Amplitudeneinbruch im unteren 3stelligen Frequenzbereich) aufweisen, der in etwa wir folgt aussieht (mal mehr, mal weniger stark ausgeprägt).


[Quelle: Klick]

Um das linear zu bekommen, müsste dann sicher in der Tat eine aktive Lösung her. Allerdings kann man (weil schmalbandig) ggf. auch damit leben.

Und ja solch Klangsteller haben ab und an schon Vorteile, auch wenn Einige diese nicht mögen. Ich denke den Baffle-Step von Breitbändern kann man mit Höhen- und Tiefensteller schon einigermaßen (wenngleich nicht perfekt) ausgleichen. In meinem PCL-82-Amp hatte ich damals eine Baxandall-Klangstellung eingebaut. Die arbeitet auch recht gut, erfordert halt eine Röhrenstufe mehr, um die Pegelverlsute aufzuholen.

Ich bin aktuell am Skizzieren und Ermitteln der Maße für das "Sparbrötchen"-Röhren-Amp-Gehäuse. Wenn ich das fertig habe, werde ich mich noch mal näher mit den Lautsprechern befassen.

Beste Grüße
Steffen