Endstufe Black Devil MK2


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Die Geschichte

In den 80er-Jahren wurde unsere Endstufe Black Devil entwickelt und in der Zeitschrift Elrad veröffentlicht. Dieses Projekt war lange Zeit sehr beliebt, da die Endstufe einen sehr guten Klang hatte und einfach aufzubauen war. Eine spätere Version dieser Endstufe wurde im Buch "Audioschaltungen" als "HiFi-Monitor-Endstufe" veröffentlicht.

Da dieses Endstufenkonzept hervorragende klangliche Eigenschaften aufweist, haben wir uns entschlossen, ideses Projekt wieder aufleben zu lassen. Das Grundprinzip der Endstufenschaltung wurde nahezu unverändert übernommen, es wurden jedoch einige Details optimiert unter Berücksichtigung der heute verfügbaren Bauteile.

Das Netzteil

Die Stromversorgung hat einen entscheidenden Einfluß auf die Qualität einer Endstufe. Dies beginnt bereits mit dem Netztransformator, der einen niedrigen Innenwiderstand und eine hohe Stromlieferfähigkeit aufweisen muß und auch bei voller Last die Sättigungs-grenze nicht erreichen darf. Zur Gleichrichtung werden Schottkydioden eingesetzt, beim Ladeelko werden mehrere Low-ESR-Elkos mit geringerer Kapazität eingesetzt.

Wie auch bei der Urversion der Endstufe Black Devil wird im Netzteil eine Strombegrenzung zum Schutz der Endtransistoren bei Überlast eingesetzt. Diese Strombegrenzung ist so konzipiert, daß sie kurzzeitig einen hohen Impulsstrom liefern kann, den Dauerstrom aber soweit begrenzt, daß die Endstufe bei kurzer Überlast nicht beschädigt wird. Durch dieses Konzept wird ein sehr gutes Impulsverhalten der Endstufe erreicht, so daß auch leistungsstarke Impulsspitzen ohne Komprimierung wiedergegeben werden.

Das Netzteil ist nur für eine Endstufe ausgelegt, für Stereobetrieb werden zwei Netzteile und zwei Transformatoren benötigt. Grund dafür ist die Bemessung der Spitzenströme und der Strombegrenzung. Ein Spezial-Netztransformator für zwei Netzteile kann auf Anfrage angefertigt werden.

Die Endstufe

Die Endstufe arbeitet mir nur einer Betriebsspannung, was einen Auskoppelkondensator vor dem Lautsprecher erfordert, um Gleichspannungsanteile fernzuhalten. Diesen Elko haben wir durch mehrere kleine Low-ESR-Elkos ersetzt, parallel dazu liegt ein MKP-Kondensator. Dadurch wird über einen weiten Frequenzbereich ein möglichst kleiner Innenwiderstand erzielt, was der Klangqualität zugute kommt. Auch am Eingang wird ein MKP-Kondensator eingesetzt, in der Gegenkopplung ebenfalls Low-ESR-Elkos.

Durch das verwendete Schaltungsprinzip zeigt die Endstufe ein Klirrverhalten, welches dem einer Röhrenendstufe ähnlich ist. Dominant ist der Klirrfaktor k2, die höheren Faktoren zeigen ein abfallendes Spektrum. Sofern geeignete Meßgeräte zur Verfügung stehen, kann die Klirrverteilung durch den Symmetrieabgleich optimiert werden, so daß k3 und weitere höhere Anteile minimiert werden.

Der Lautsprecher wird über ein Relais auf der Platine geschatet, die Steuerung übernimmt ein diskret aufgebauter Controller auf der Netzteilplatine. Beim Einschalten der Endstufe müssen zuerst die Kondensatoren geladen werden, bis sich ein stabiler Zustand einstellt. Damit dieser Einschaltvorgang keine Störgeräusche im Lautsprecher verursacht, wird dieser erst mit einer Verzögerung zugeschaltet.

Neben der Strombegrenzung im Netzteil ist auch an der Endstufe eine Strombegrenzung vorgesehen, um die Abwärtskompatibilität mit früheren Versionen sicherzustellen. Diese Variante der Strombegrenzung ist jedoch bei High-End-Anwendungen nicht erwünscht, da Sie je nach vorliegenden Randbedingungen bereits im Bereich höherer Ausgangs-leistungen das Audiosignal nachteilig beeinflussen kann. Aus diesem Grund kann die Strombegrenzung deaktiviert werden.

Mit eingeschalteter Strombegrenzung ist die Endstufe kurzzeitig kurschlußfest. Ein länger anhaltender Kurzschluß kann trotz Strombegrenzung zu thermischer Überlastung führen und muß in jedem Fall vermieden werden.

Clipping

Röhrenverstärker zeigen bei Übersteuerung eine weiche Begrenzung des Signals, Halbleiterverstärker hingegen zeigen eine harte Begrenzung. Tritt dieser Fall ein, entstehen Obertöne hoher Leistung, welche die Lautsprecher, insbesondere Hochtöner, gefährden können.

Der Controller auf der Netzteilplatine verfügt auch über einen Clippingindikator, der bei eintretendem Clipping den Lautsprecher sofort abschaltet. Dazu wird das Ausgangssignal unter Berücksichtigung der Versorgungsspannung der Endstufe betrachtet, somit wird auch ein vorzeitiges Clipping durch ein Absinken der Versorgungsspannung bei Überlastung erkannt. Der Lautsprecher wird nach zwei Sekunden wieder zugeschaltet, wenn kein weiteres Clipping erkannt wird.

Der Aufbau

Die Endstufe Black Devil MK2 ist als Monoblock konzipiert. Pro Kanal werden eine Endstufe, ein Netzteil und ein Netztransformator benötigt. Die Kühlkörper befinden sich mit auf den Platinen. Dadurch fallen diese zwar etwas größer aus, dafür ist das mechanische Problem der Kühlung elegant gelöst, was den Aufbau maßgeblich vereinfacht.

Die Endstufe selbst ist anschlußkompatibel zu allen vorhergehenden Versionen, auch ein bereits vorhandener Netztransformator kann weiter verwendet werden. Lediglich der Controller benötigt eine Zusatzspannung von 15 VAC, die beim aktuellen Netztransformator bereits vorgesehen ist.

Technische Daten:

  Ausgangsleistung: > 50 W an 4 Ohm
  Eingangsempfindlichkeit: ~ 1,6 V
  Fremdspannungsabstand: < -92 dBV
  Frequenzgang: 18 Hz...40 kHz: +/- 0,1 dB
  Klirrfaktor: < 0,03 % bei 20 W
  Betriebsspannung: 60...63 VDC / Netzteil: 44 VAC
     
  Platinengröße Endstufe: 200 x 160 mm
  Platinengröße Netzteil: 100 x 160 mm

Die Abbildung zeigt eine Endstufenplatine mit zugehörigem Netzteil.
Abbildung stellvertretend, tatsächliche Bestückung kann abweichen.

Preise und Lieferzeit

  Monoblock Black Devil MK2  
       
  BD-MK2 Bausatz mit Platine 239,00 € / Stück
    Endstufe, 1 Kanal  
       
  BD-NT2 Bausatz mit Platine 135,00 € / Stück
    Netzteil mit Controller, 1 Kanal  
       
  NTR-36-15 Netztransformator, 1 Kanal 138,00 € / Stück
       
  Lieferzeit   ca. 20-30 Werktage

Die Komponenten werden nur auf Bestellung angefertigt.

   
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