Stax DA 100M, die etwas andere Endstufe

Ich habe mir die Bauteile auf der Verstärkerplatine näher angeschaut. Die Widerstände sind alle nicht- magnetisch, bis auf den Vorwiderstand für das Class A / Class AB Umschaltrelais. Daran habe ich also schon mal nichts geändert, alle Werte waren nach Stichproben in Ordnung.



Die Kondensatoren:
•C112/C113 die Entrauscher für die Zenerdioden Z101/Z102 gegen wima MKS2 RM5 Typen getauscht.
•C114/C115 gegen wima MKS2 10 uF/50V RM5 getauscht
•C117/C118 gegen Nichicon 100 uF/35V
•C110/C111 gegen Wima 2,2 uF /250V PP Typen getauscht
•Alle blauen Folientypen mit 10 nF waren beim nachmessen um 10% bis 30 % unter Sollwert. Ich habe sie also alle gegen Wima 10nF PP/250V getauscht
•Die Styroflex- Kondensatoren waren alle noch komplett klar, keine Risse oder andere Mägel zu sehen oder zu messen. Die sind daher dringeblieben.

Die Emitterwiderstände: Wenn man Reparaturgeschichten der Endstufe im Netz aufruft findet man fast immer Berichte über defekte Emitterwiderstände. Ich habe sie daher ausgelötet und nachgemessen. Sie differierten von 0,39 Ohm bis 0,59 Ohm. Sollwert ist 0,47 Ohm. Da die Endtreiber ja nur einen gemeinsamen Basiswiderstand haben kommt es mit den ungleichen Emitterwiderständen zu eine Schieflage der Belastung der vier Endtreiberpaare. Dies kann schnell zur Überlast und Zerstörung eines Endtreiber- Paares führen. Das möchte ich natürlich auf alle Fälle verhindern. Daher habe ich alle Emitterwiderstände erneuert. Hier habe ich auch, entgegen meiner sonstigen Wahl, wieder MPC Typen eingesetzt und keine Dale CPF Typen. Die Emitterwiderstände werden im Class A Betrieb recht hoch belastet und da glaube ich sind die schweren CPF Typen einfach die sicherere Wahl. Die neuen Widerstände lagen übrigens wieder in den Abweichungen unter 5%.
Und noch ein Wort zum Löten an dieser Platine: Stax hat die Verstärkerplatine mit silberhaltigem Lot verlötet. An den Emitterwiderständen ist dies auch noch zum Teil verbrannt. Das heisst ich habe alle Lötverbindungen mit bleihaltigem Lot neu verzinnt, abgesaugt, nochmal verzinnt, nochmal abgesaugt. Bei Bedarf auch 3 oder 4 mal. Nur so liessen sich die Bauteile beschädigungsfrei herausnehmen.
Das kleine Reais zum Umschalten des Ruhestromes hätte ich gerne erneuert,- ich habe es aber nicht gefunden. Also ist es geblieben.



Das war es auch schon an der Verstärkerplatine. Da ist nicht viel zu machen.
Die kleine Platine für die Schutzschaltung ist zum Glück wieder mit konventionellem Lötzin verlötet. Hier habe ich die Elkos erneuert.
•C304/C305 gegen einen bipolaren 100 uF Elko
•C309 gegen wima 1,0 uF MKS2
•C306/307 gegen gleiche Typen in neu
Das große Relais kann man wunderbar aufpolieren. Bei beiden Endstufen hat es aber fast keine Benutzungsspuren auf den Kontakten gehabt. Es bleibt also auch
Die Funkenlöschkondensatoren am Netzschalter habe ich erneuert, die waren an beiden Endstufen nieder.
Die Netzteilkondensatoren. Es sind pro Endstufe 4 X 22.000 uF/63V verbaut: Bei einer der beiden Endstufen war mindestens einer der Kondensatoren taub. Also habe ich neue gesucht. Die originale Größe beträgt D = 66 mm und H = 102 mm. Die Höhe darf etwas mehr oder weniger betragen, der Durchmesser muß eingehalten werden damit die Kondensatoren im Gehäuse befestigt werden können.
Ich habe lange gesucht und mich dann für Schraubtypen von IT-Tronic entschieden. Die haben D = 66 und H = 102. Die Spannungsfestigkeit ist 80V, das ist sehr gut und die Kapazität beträgt 39.000 uF. Das ist mir zwar eigentlich zu viel aber ich fand keine bessere Alternative. Die fast- Soft Recovery Dioden der Gleichrichterschaltung besitzen übrigens keine Snubber- Kapazitäten oder Dämpfer. Ob das so gut ist weiss ich nicht

Und ich hasse es diese dicken Lötfahnen der Netzteilelkos herauszulöten. Ich nehme dafür einen 150 Watt Dachdeckerlötkolben weil nur der genug Wärme auf die Lötstelle bringt und meinen kleinen Absaugkolben mit 80 Watt Heizleistung. Dann geht es gerade so.





hier sind sie alle schon mal ausgelötet
Und dann kann man alles schon wieder zusammenbauen.









So, nun nur noch Inbetriebnahme und Justage, dann kan ich endlich mal hereinhören in die seltenen Schätzchen

Richard

Super Beschreibung!

Danke für die tollen Bilder!


Ich habe selten eine so elegante Endstufenschaltung gesehen. Meine Bewunderung für die Stax Engineers.

- Johannes

Broesel02 (Beitrag #2) schrieb:

.... für das Class A / Class AB Umschaltrelais.

Ich kenne den Verstärker nicht. Ist diese Umschaltung vom User wählbar, oder geschieht das automatisch (ab wann)?
Habe jedenfalls keinen Schalter entdeckt, vielleicht aber auch nur übersehen.

Edit: Ein Schalter sitzt wohl neben C120, aber ob er von Außen betätigt wird oder intern sitzt ist nicht zu erkennen.
Aber der Schaltkontakt hat auch gar keine Verbindung zum Relais K101

Der Umschalter für Class A und A/B sitzt vorne auf der Front und kann sogar im laufenden Betrieb betätigt werden.

Ich habe das Relais falsch eingeordnet. Es ist wohl eher der Schutzschaltung als der Class A/B Umschaltung zuzuordnen. Die beiden weissen Kabel die im zweiten Beitrag auf dem vorletzt Bild auf der Platine unten zu sehen sind (gelb, weiss, weiss) schliessen, wenn sie verbunden werden per Schalter von vorne, den Widerstand PR 101 kurz und schalten damit den Ruhestrom um. Im Schaltplan ist das der Widerstand R170 /880 Ohm. Das gelbe Kabel endet blind.
Das Relais zieht wohl, wenn ich es richtig sehe, erst bei Anliegen der Spannungen an der Hilfsplatine an. Trotzdem hätte ich das Relais gerne gewechselt,- aber wie gesagt, ich habe kein Neues gefunden das 1:1 passt.

Richard

So, nun zur Inbetriebnahme und Justage.
Ich habe die Endstufen VOR dem zerlegen mit einer 200 Watt Birne in Reihe gestartet. Bei Endstufen gingen damit an. in der Schalterstellung "AB" mit dem geringeren Ruhestrom klappte es sogar mit einer 100 Watt Glühbirne.
Ich habe also mit der 200 Watt Glühbirne in Reihe und der Schalterstellung "Class A" die Endstufe eingeschaltet und erst mal geschaut ob alles gut geht. Dann habe ich die Glühbirne entfernt und den Ruhestrom über einen der Emitterwiderstände gemessen.
Rechnerisch sollte bei 100 Watt im Class A- Betrieb ein Ruhestrom von etwa 3,6 Ampere fließen. (I² = 100 Watt / 8 Ohm). Verteilt auf die 4 Endstufen- Paare also 0,9 Ampere pro Endstufentreiberpaar oder etwa 425 mV Spannungsabfall pro Emitterwiderstand.
Gemessen habe ich aber 200 mV Spannungsabfall am Widerstand bei originalversiegeltem Ruhestrom- Einstellpoti.
Das bedeutet das diese Endstufe ab Werk auf etwa 10 Watt Leistung im Class A- Betrieb justiert ist. Sicher, das ist immer noch viel aber es sind halt keine 100 Watt im Class A- Betrieb.
Man kann den Ruhestrom auf 425 mV hochdrehen. Aber dann regelt der Ruhestrom- Transistor Q113/Q114 den Ruhestrom gleich wieder runter. Und wenn man dann noch weiter aufdreht bekommt man ein Problem weil der Ruhstrom im kalten Zustand so hoch wird daß beim Einschalten die Endtreiber fliegen gehen.

Das hätte ich mir so nicht gedacht.

Der Offset lag noch bei beiden Endstufen heftig daneben aber ließ sich wieder gut einregeln.
Die deutlich geringen Class A- Leistung muß ja nun nicht unbedingt schlecht sein, auf alle Fälle wird es so im Hörsaal nicht so warm
Dann habe ich die Staxe in meinen Hörraum verfrachtet, angeschlossen und gehört.
Tja, was soll ich sagen: Das sind nun die ersten Endstufen die meine Kenwood L-07 M II deutlich deklassieren. In allen Bereichen, mit jeder Musik. Sie spielen dynamischer, kontrollierter, räumlicher, differenzierter und so weiter. Kurz:
Die Stax Endstufen spielen jetzt wieder in einer anderen Liga auf. Eine Liga von der ich bisher nicht geglaubt habe daß es sie gibt. Und nun bin ich auch überzeugt daß man auch heute noch für den Neupreis einen VW- Polo eine solche Endstufe nicht bekommt. Man wird wohl mindestens 2 Polos in die Waage werfen müssen

Richard

Ich finde es enorm spannend, Deinen Bericht zu lesen.

Hier wurde ja nicht nur einfach eine standard Schaltung mit großem Netzteil konstruiert, sondern eine raffinierte und innovative Schaltungstechnik angewendet. Stromsteuerung zwischen den Stufen, Folded Cascode, nicht-magnetische Bauteile, schnelle Transistoren, schnelle Gleichrichterdioden, spezielles Lot, etc.

Offensichtlich ein Rezept für besten Klang.

- Johannes

Hallo Richard, schön seit dem ersten Beitrag schwingt schon der Neidfaktor mit
Aber als Maschbauer würde mich am allermeisten die Kühlung interessieren, ob die das konstant hin bekommt.
Gruß Uwe

Broesel02 (Beitrag #7) schrieb:

...Rechnerisch sollte bei 100 Watt im Class A- Betrieb ein Ruhestrom von etwa 3,6 Ampere fließen. (I² = 100 Watt / 8 Ohm). Verteilt auf die 4 Endstufen- Paare also 0,9 Ampere pro Endstufentreiberpaar oder etwa 425 mV Spannungsabfall pro Emitterwiderstand. Gemessen habe ich aber 200 mV Spannungsabfall am Widerstand bei originalversiegeltem Ruhestrom- Einstellpoti. Das bedeutet das diese Endstufe ab Werk auf etwa 10 Watt Leistung im Class A- Betrieb justiert ist. Sicher, das ist immer noch viel aber es sind halt keine 100 Watt im Class A- Betrieb. Man kann den Ruhestrom auf 425 mV hochdrehen. Aber dann regelt der Ruhestrom- Transistor Q113/Q114 den Ruhestrom gleich wieder runter. Und wenn man dann noch weiter aufdreht bekommt man ein Problem weil der Ruhstrom im kalten Zustand so hoch wird daß beim Einschalten die Endtreiber fliegen gehen. Das hätte ich mir so nicht gedacht.

Das hat einen guten Grund, denn die verbauten Ausgangstransistoren haben nicht annähernd ausreichend große SOAs dafür !
Weder die im Bild gezeigten 2SC2565, noch die im Schaltplan gelisteten 2SC2525.

Die SOA Kurven in den jeweiligen Datenblättern sind zudem nur bei 25°C Gehäusetemperatur gültig. Im realen Betrieb liegen sie, je nach Erwärmung, nochmals deutlich darunter. Die 2SC2565 knicken bereits bei Vce=70V SOA-bedingt ab. Bei 100V (= knapp 2x Ucc vom Netzteil) vertragen sie nur noch etwa 0.5A.

Dabei bleibt noch unberücksichtigt, dass praktisch alle Lautsprecher wesentlich komplexere Lasten darstellen als ohmsche Widerstände, weshalb die dynamische Last auch nicht mehr mit einfachen Geraden/Grenzlinien in den SOA Diagrammen dargestellt werden kann. Die Lastkurven können vielmehr deutliche "Beulen" nach oben haben. Im ungünstigsten Fall ist eine rein induktive Last vorhanden, was in Nähe von Bass-Resonanzen der Boxen auch näherungsweise erfüllt sein kann.

Wahrscheinlich hast du beim Einmessen schon etwas Glück gehabt, dass keine Transistoren abgeraucht sind, denn selbst ohne Last sind sie dabei thermisch ordentlich strapaziert worden. Mit Last wäre ein Ausfall m.Mn. nach vorprogrammiert. Zudem war wohl der Umstand glücklich, dass die Bias Transistoren diese thermisch kritische Überlastung schnell genug erkannt haben. Sie wirken sich thermisch jedenfalls richtig, also leicht "untersteuernd" aus.

Reinrassige Class A Verstärker in der Leistungsklasse baut man am besten mit noch mehr bipolaren Ausgangs-Transistoren oder geeigneten MOSFETs. Oder man mogelt sich mit geringerer Versorgungsspannung und niederohmigen Lasten durch...

Man sollte das Ganze auch realistisch betrachten. Bei 10W ist es selbst mit "leisen" Boxen längst laut genug, dass die Übernahme-Verzerrungen nicht mehr ins Gewicht fallen, denn dann wird bereits die Intermodulation der Lautsprecher alles erschlagen.

Sicher,
hinterher sind alle schlau und könne dozieren warum das so ist. Ich habe es nicht anders erwartet.
Trotzdem irritiert es mich diese Abweichnung zwischen Werbung und Wirklichkeit. Da wird eine Endstufe für den Preis eines Kleinwagens vollmundig als 100 Watt Class A Endstufe beworben, bekommt hervoragende Tests, in allen Schriftstücken zu dieser Endstufe stehen die 100 Watt Class A- Betrieb.
Aber es sind nur Marketing-100 Watt. Die thermisch Auslegung der Endstufe kann diese hohe Verlustleitung gar nicht verkraften.
Immerhin, die 10 Watt im Class A- Heizbetrieb verkraftet die Endstufe. Man kann nach etwa einer Stunde Betriebszeit über dem Kühlblech der Heat-Pipe einen deutlichen warmen Luftstrom spüren. In Bezug auf die Thermik haben die Stax Ingenieure sicher ihre Aufgabe gut gemacht. Wenn man die Hand über dem Kühlkörper aufs Gehäuse legt ist es so warm daß man die Hand wieder wegzieht. Aber verbrennen tut man sich nicht. Und der übrige Platinenteil bleibt kühl. Ich werde mal ein Thermometer dranhalten.
Noch ein Detail: Gestern nach dem Abschalten kruschtelte es 2 Minuten später aus dem einen Lautsprecher. So lange dauert es offensichtlich bis sich die Netzteilkondensatoren genügend entladen. Und die allgegenwärtigen kleinen Wandwanzen, Schaltnetzteile, elektronische Dimmer und all dieser Schmutz sollte auf keinen Fall in der Nähe der Endstufe betrieben werden. Die Stax hört das alles mit und macht es aus dem Lautsprecher hörbar.

Richard

Hi Richard,

mal wieder großes Kino bei dir zuhause!
Bin schon ganz gespannt, die Kästl mal zu hören ;-))

Die Heatpipes kommen mir iiiiiergendwie bekannt vor - aus meinen M-02.
Sehen exakt so aus. Da haben wohl gewissen Hersteller auf den gleichen Lieferanten zugegriffen. ;-)
Was ich jetzt nicht verstehe, wieso beim Entladeprozess etwas in des LS zu hören ist.
Die werden doch über ein Relais getrennt. Das kann doch gar nicht sein oder habe ich bei der Beschreibung der Platine etwas missverstanden?
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Zitat:
[i]Die kleine Platine für die Schutzschaltung ist zum Glück wieder mit konventionellem Lötzin verlötet. Hier habe ich die Elkos erneuert.
•C304/C305 gegen einen bipolaren 100 uF Elko
•C309 gegen wima 1,0 uF MKS2
•C306/307 gegen gleiche Typen in neu
Das große Relais kann man wunderbar aufpolieren. Bei beiden Endstufen hat es aber fast keine Benutzungsspuren auf den Kontakten gehabt.
[/i]------
Gruß
Jo

Dieser Verstärker hat anscheinend kein Ausgangsrelais. Daher hört man auch etwas "Kruscheln" eine Weile nach dem Ausschalten.
Ist z. Bsp beim Quad 405 auch so ähnlich.

Richtig, Kein Relais im Ausgang. Das große Schutzrelais trennt die Versorgungsspannung der Endstufe ab, zum Beispiel bei zu hoher Temperatur.

Richard

Ah ok, für mich aber gerade bei einer wohltemperierten Class A Endstufe doch etwas irritierend.
Vielleicht gehört dieser Thrill zum Mythos derartiger Diven dazu
Ein Kostenfaktor kann es angesichts des Einstiegspreises ja wohl kaum sein.
Warum wurde daran wohl "gespart"?
Gruß
Jo

Relais waren und sind immer noch ein Schwachpunkt, gerade für Audiosignale mit hoher Leistung/Stromstärke.
Einerseits sollen sie im Bedarfsfall sicher trennen, aber gleichzeitig sollen sie geringe Übergangswiderstände haben.

Wenn man sich mit der Materie näher befasst, stellt man fest, dass es keinen idealen Kontaktwerkstoff gibt, der beide Kriterien gleichermaßen gut erfüllt.
Gold ist z. Bsp. sehr gut hisichtlich Kontaktwiderständen und Korrosionbeständigkeit, aber leider sehr schlecht hinsichtlich Strombelastbarkeit unter Schaltbedingungen, es brennt sehr leicht ab.
Andere Legierungswerkstoffe sind zwar sehr robust, neigen aber stark zu Oxidation und dementsprechend zu hohen, oft sogar nichtlinearen Übergangswiderständen. Für einen Durchlauferhitzer ist das OK, aber eben nicht für Hifi.

Bei diesem Stax muss man darauf vertrauen, dass die angeschlossenen Lautsprecher wenigstens noch so lange durchhalten, bis nach der Abschaltung seitens der eingebauten Überwachungselektronik auch noch die Energie aus den Siebelkos verbraucht ist.

Hi,

Broesel02 (Beitrag #7) schrieb:

... Das sind nun die ersten Endstufen die meine Kenwood L-07 M II deutlich deklassieren. In allen Bereichen, mit jeder Musik. Sie spielen dynamischer, kontrollierter, räumlicher, differenzierter und so weiter. Kurz: Die Stax Endstufen spielen jetzt wieder in einer anderen Liga auf. Eine Liga von der ich bisher nicht geglaubt habe daß es sie gibt. ...

Bei derart deutlichen Klangunterschieden könnten nicht nur dramatische Unterschiede in diversen Meßwerten, sondern auch ein Blindtest endlich die Diskussion über Verstärkerklang /subjektives Hören zu einem versöhnlichen Ende führen


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Damit wir uns richtig verstehen:
Ich schätze deine technisch informativen Restaurationsberichte hier im Forum sehr,
deine Hörtest-Zusammenfassung könnte hingegen 1:1 aus einer der HighEnd-Gazetten stammen ...

Gruss,
Michael

Was meine Höreindrücke angeht, bin ich nach so einer erfolgreiche Revision vielleicht auch etwas zu euphorisch. Das würde ich nicht ausschliessen
Und ich würde auch nicht ausschliessen daß Unterschiede die ich als groß und deutlich höre von anderen Menschen gar nicht wargenommen werden. Das habe ich jedenfalls schon häufiger festgestellt
Auf alle Fälle sind diese Stax DA 100M, wenn sie denn die gealterten passiven Bauteile ersetzt bekommen, auch heute noch sehr gute Endstufen.

Richard

Ich habe mal gelesen, dass eine der bekannten HiFi-Zeitschriften für den Lautsprechertest Stax Endstufen verwendete.
Leider kann ich mich nicht mehr erinnern, welche Zeitschrift das war.

- Johannes

Hallo zusammen,

gestern hatte ich das große Vergnügen, diese tollen Stax-Endstufen von Richard zu hören.
Tja, was soll ich sagen, die hier erzeugte Erwartung wurde nicht enttäuscht.

Da ich die vorher von Richrad bevorzugten Kenwoods an dieser Kette auch kannte und stets begeistert war, konnte ich den genannten Quantensprung absolut nachempfinden.
Der Detailreichtum im Hoch-Mitteltonbereich und der konturierte Bass, das soll mal eine andere Endstufe nachmachen.
Einfach ein Traum. Da hast Du echt großartige Endstufen an Land gezogen und deine Überarbeitung wird großen Anteil am Endergebnis haben.

Und obwohl wir gestern "nur" der anlagen Schiene gelauscht haben. bin jetzt schon auf den digitalen Ausritt gespannt! - war es einfach ein Hörgenuss und fantastisch, was der guten alten Rille zu entlocken ist!
Es ist eh schwer zu beschreiben, man muss es einfach erlebt haben.
Viele Grüße
Jo