Ultra High-End Transistoramp Sirius V4.0
Die Schaltung
Es handelt sich auch hier um einen gleichstromgekoppelten symmetrischen Verstärker. Die Eingansstufe bildet das rauscharme JFET-Paar SJ74 in Verbindung mit den 2SA1156 in Kaskode-Schaltung als Eingansdifferenzverstärker. Die Verstärkung dieser Stufe ergibt sich aus dem Verhältnis von R05x zu R03x = 6,8k/300, also ca. 22 (die Belastung durch T05x nicht berücksichtigt). Die zweite Stufe, ebenfalls in Kaskodeschaltung, bilden die Transistoren T05x in Verbindung mit T04x. Hier errechnet sich die Verstärkung aus dem Quotienten aus R07x+R08x und R09x = 102k/100, reduziert um den Spannungsabfall Ube, auf ca. 1000. Die letzte Stufe mit T06x arbeitet lediglich als Impedanzwandler und sorgt für eine niederohmige Ausgangsimpedanz. Die Ausgangsspannung wird über die Widerstände R19x und R20x auf die Sourcewiderstände der Eingangsstufe rückgekoppelt und sorgen hier für eine Verstärkung Uout/Uin = 1000. Berechnet man die Leerlaufverstärkung der Schaltung dann kommt man auf einen Wert von ca. 22000. Bei einem Verstärkungsfaktor von 1000 bleibt dann eine Schleifenverstärkung von 22 um Fehler zu korrigieren. Die Silver Micas C02x und C03x verhindern TIM bei hohen Frequenzen. Der Strom durch die Ausgangstransistoren wird über die Widerstände R11x eingestellt. Die LED’s liefern in der Summe eine Spannung von ca. 3,6 Volt an der Basis von T08x, daraus ergibt sich ein Strom von 15 mA. Die Gesamtstromaufnahme pro Kanal beträgt ca. 45mA. Von den 1,5mA die über die Transistoren T02x gegen -400V fliesen werden 0,5mA über die Konstantstromquellen T03x geleitet. Mit dem Trimmer R56 lassen sich etwaige Offsetspannungen ausgleichen. Die Kaskadierung der beiden Stromquellen T51 und T52 ergibt einen deutlich höheren Ausgangswiderstand der hier einige Gigaohm groß sein dürfte. Die selbe Topologie findet sich in der Endstufe wieder. Mit den Stomquellen T07x und T08x werden hier ebenfalls sehr hohe Ausgangswiderstände realisiert. Durch diese Maßnahme erhält man eine sehr gute Entkopplung von der Versorgungsspannung, das bedeutet eine erhöhte Unempfindlichkeit gegen Störungen auf der Versorgungsspannung.
Als Netzteil empfehle ich das geregelte Netzteil. Der Trafo benötigt die Ausgangsspannungen 2x340V/160mA und 2x15V/100mA.
Inbetriebnahme
ACHTUNG!
Man sollte nicht vergessen daß man hier mit nicht ungefährlichen Spannungen von über 400Volt arbeitet. Um sich selbst zu schützen sollte man bei angelegter Betriebsspannung niemals mit beiden Händen gleichzeitig an der Schaltung arbeiten.
Zum Abgleich der BIAS-Spannung am Ausgang wird der Verstärkereingang mit Masse verbunden und mittels R56 die Spannung an +Out und -Out auf einen gleichen Wert eingestellt. Mit R50 wird jetzt die Spannung zwischen +Out und Masse auf 0Volt eingestellt. Eventuell ist danach die Differenzspannung am Ausgang nochmals mit R56 auf 0Volt zu korrigieren. Dieser Vorgang ist nach ca. 20 Minuten, wenn die Transistoren ihre Betriebstemperatur erreicht haben noch einmal durchzuführen. Danach ist der Verstärker justiert und betriebsbereit.
Das Ergebnis
Bei der angegebenen Versorgungsspannung von +/-400 Volt bringt der Verstärker eine Ausgangsspannung von über 500Volt (=1400Volt Vss von Stator zu Stator). Der Frequenzgang misst 0 bis 50000 Hz, gemessen mit einem Lambda Nova Signature als Last. Die Leistungsaufnahme liegt bei etwa 80 Watt. Drift-Probleme mit den 2SJ74 am Eingang, anstelle der Dual JFET 2SJ109 konnte ich keine feststellen. Bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur um 20° C hatte ich einen Offset von gerade einmal 1 Volt gemessen, und das ist vernachlässigbar klein für einen Elektrostaten.
Trockene Bässe, präzise und klar im Hochtonbereich, insgesamt sehr transparent und detailreich sind kennzeichnende Eigenschaften für diesen Verstärker. Die Auflösung erreicht ein Niveau das jeden anderen Verstärker weit hinter sich lässt. Selbst der Alpha Centauri V2.0 kann da nicht mehr mithalten.
Der Verstärker kann alle Hörer der Pro-Reihe ansteuern, reduziert man die BIAS-Spannung auf 280Volt können alle Hörer der STAX-Reihe betrieben werden. Selbstverständlich können auch Elektrostaten anderer Hersteller wie Jecklin Float, Sennheiser oder Koss betrieben werden, hier ist darauf zu achten daß die jeweils richtige BIAS-Spannung eingestellt wird.
Das gesamte Paket mit Schaltplan, Stückliste, Layout, Bestückungsplan könnt ihr euch herunterladen. Die Platinenmaße für einen Kanal betragen 141 x 50 mm.
Meßergebnisse (Versorgungsspannung +/-400Volt, alle Spannungen RMS)
Abhängigkeit Klirrfaktor von Ausgangsspannung, f=1KHz:
100Volt: 0,007%
300Volt: 0.03%
400Volt: 0,09%
450Volt: 0,18%
500Volt: 1%
Abhängigkeit Klirrfaktor von Frequenz
Uout = 100Volt:
100Hz: 0,013
1KHz: 0,007%
10KHz: 0,012%
Uout = 300Volt:
100Hz: 0,03%
1KHz: 0,03%
10KHz: 0,06%
Kanaltrennung in Abhängigkeit der Frequenz bei 100Volt Ausgangsspannung:
100Hz: 70dB
1KHz: 55dB
10KHz: 38dB
Rauschabstand: 100dB
Ausgangswiderstand bei 1KHz: 300 Ohm
Frequenzgang (-3dB): 0 - 50000 Hz