Kopfhörerverstärker mit C3g von Heinrich Siemens?

So weit mir bekannt war das ein recht gut dokumentiertes DIY Projekt.
Schaltpläne und Beschreibung habe ich denke ich noch irgendwo im Fundus.
Grüsse

Hi,

vielen Dank für deine Antwort. Ich suche eine Möglichkeit das Gerät schon aufgebaut zu erwerben. Die Schaltpläne habe ich, leider nicht die Zeit und Technik dieses selbst zusammenzubauen.

Wenn man den Begriff in google eingibt, findet man sehr schöne Geräte, genau so etwas suche ich.

Danke und LG
Daniel

Hallo Daniel,

warum soll es unbedingt der genannte KHV mit der C3g werden? Die Schaltung arbeitet m.E zufriedenstellend nur mit halbwegs hochohmigen Kopfhörern und mit rel. hohem Eingangspegel.

Im Bauplan von Heinrich Siemens wird die C3g, die eine Pentode ist, im Triodenmodus betrieben. Im Arbeitspunkt beträgt der Innenwiderstand der Röhre in der Schaltung 2,3 kOhm. Der Kopfhörer wird an der Anode über einen Kondensator angekoppelt, liegt wechselspannungsmäßig also parallel zum ri der Röhre und zieht somit die (unbelastete, theoretische) Arbeitsgerade gewaltig in eine andere Position. Ich kann mir nicht vorstellen, dass wenn man Kopfhörer mit heutzutage üblichen Impedanzen von 32 Ohm anschließt, hier einen "Musikgenuß" erfährt, dazu wird die Röhre viel zu niederohmig belastet.

Dann sieht der Ersteller der Schaltung ein delta Ug von 2 Volt vor, d.h. der Kopfhörerverstärker wird ohne weiteren Vorverstärker nur an Quellen mit rel. hohem Ausgangspegel, wie z.B. CD-Player, einsetzbar sein. Die heute auch möglichen kleinen DACs liefern hingegen Ausgangspegel von max. ca. 0,8 Volt (U_SpitzeSpitze).

Die Kapazität von 10µF des Auskoppel-Kondensators erscheint mir rel. niedrig angesetzt.
600Ohm Kopfhörerimpedanz und 10µF ergeben an dem sich ergebenden Hochpaß eine untere Grenzfrequenz von 37 Hz, was noch Okay ist. Bei 32 Ohm als Kopfhörerimpedanz landet man mit 10µF hingegen bei 497Hz, was dann keinesfalls mehr ausreichend ist.

Auf einen Punkt muss man bei OTL-KHV (OTL = ohne Ausgangstransformator) auch immer hinweisen: Die Kopfhörer sind von der Anodenspannung (hier 195 V) nur durch den Auskoppelkondensator getrennt. Der Autor hat in der Schaltung aus Sicherheitsgründen 600V MKV-Typen eingesetzt. Aber dennoch, gerade bei Kopfhörerverstärkern, ist auch das für mein Dafürhalten riskant. Bei Durchschlagen des Kondensators liegt die volle Anodenspannung am Kopfhörer!

Ich habe mir selbst vor 3 Jahren einen OTL-Kopfhörerverstärker gebastelt, allerdings einen mit einer 6080 / 6A7S als Ausgangsröhre. Diese Röhre ist niederohmiger und lässt sich mit niedrigeren Anodenspannungen betreiben, bei einer gleichzeitig höheren Strombelastbarkeit und folglich einem niedrigeren Innenwiderstand. Aber auch hier sollte man am Ausgang zumindest eine Sicherung und antiserielle Z-Dioden bzw. eine Supressordiode vorsehen, damit im Fehlerfall der Kopfhöhrer von einer zu hohen Spannung getrennt wird.

OTL "geht und fällt" mit der Kopfhörerimpedanz, ab 300 Ohm Kopfhörerimpedanz mag das Konzept mit stromstarken Röhren passable Ergebnisse erzielen. Mit Hörern unter 300 Ohm Impedanz würde ich einen Röhren-KHV mit Ausgangsübertrager einsetzen.

Viele Grüße
Steffen

PS: Ich wollte das C3g-KHV-Konzept von Heinrich Siemens nicht schlecht reden, dennoch aber auf mögliche Probleme hinweisen.

PSS: Die C3g ist auch nicht gerade preiswert.

PSS: Es gab auch mal komplette Bausätze für Röhren KHV, z.B. bei Welter Audio Electronic, aktuell werden dort aber leider keine Bausätze mehr angeboten. Der KHV-Bausatz mit der 6A7S von Bottlehead wäre evt. noch interessant. Dort ist auch das Gehäuse mit dabei. Die Firma sitzt aber in den USA.

Ein Kopfhörerverstärker mit Ausgangsübertrager (Konzept von Hans Borngräber) wurde im Reichelt Magazin vorgestellt. Dort ist auch ein Warenkorb mit allen benötigten Bauteilen vorkonfiguriert.

Achja ... In der Bucht gibt es gerade einen gebrauchten Röhren-KHV, der schaltungstechnisch dem Konzept von Heinrich Siemens relativ ähnlich sieht.

Exzellente Betrachtung, Erklärung und Zusammenfassung.
Vielen Dank für den Beitrag.

Vielen Dank Steffen für deine Erklärungen. Die letzten Kopfhörer, welche ich erstanden habe, haben 600 Ohm Impedanz, da schwächeln alle meine Verstärker. Deswegen die Idee mit dem C3g.

Das mit den 195V am KH, beim Defekt eines Kondensators ist aber ein Ausschlusskriterium, dieses habe ich nicht bedacht, danke!

LG
Dani :-)

Hallo Daniel,

ein Kopfhörer mit einer Impedanz von 600 Ohm benötigt, um eine Leistung von 100 mW zu erzeugen, eine Spannung von 7,75 Volt_eff, und einen Strom von 12,9 mA_eff (U = sqrt(P*R), I = sqrt(P/R). 7,75 Volt_eff entsprechen ca. 22 Volt_SpitzeSpitze. Besonders mit der vergleichsweise hohen Spannung tun sich viele Kopfhörerverstärker schwer, insbesondere solche (Halbleiterverstärker), die nur mit einer Betriebssspannung von 5 Volt, z.B. aus dem USB-Port, versorgt werden. Diese können zwar ausreichend Strom liefern und damit niederohmige Kopfhörer (100 mW @30Ohm benötigen: 57,8 mA_eff und 1,7 Volt_eff) problemlos antreiben, hohe Spannungen am Ausgang für hochohmige Kopfhörer können sie aber nicht bereitstellen.

Mit einer Kopfhörerimpedanz von 600 Ohm könnte man Röhren-technisch und mit dem OTL-Konzept (also ohne Ausgangsübertrager) schon etwas machen.

Um eine hohe Betriebsspannung zu vermeiden, würde ich eine stromstarke Ausgangsröhre einsetzen, z.B. die 6AS7G / 6080. Für einen OTL-KHV kann man diese Röhre kann man schon mit etwas unter 100 Volt bzw. unter 150 Volt als Betriebsspannung einsetzen. Weiterhin würde ich diese Röhre in Anodenbasisschaltung (Kathodenfolger) betreiben. In dieser Betriebsart wird das Ausgangssignal (das, dass der Kopfhörer über den Koppel-Kondensator erhält) an der Kathode der Röhe abgegriffen und liegt somit auf einem sehr viel niedrigeren DC-Spannungspotential als wenn es an der Anode der Röhre abgegriffen wird. Im C3g-Amp nach Heinrich Siemens wird die C3g in Kathodenbasischaltung betrieben, so dass das Ausgangssignal an der Anode abgegriffen wird, mit besagtem Gefährdungspotential aufgrund der hohen Spannung. Heinrich Siemens hat dies deshalb gemacht, weil er nur eine Röhre pro Kanal vorgesehen hat. Mit der Kathodenbasisschaltung realisiert man eine Spannungsverstärkung, während man mit der Anodenbasisschaltung lediglich eine Stromverstärkung (die Spannungsverstärkung liegt unter 1) erreicht. Daher benätigt man für eine Endröhre in Anodenbasisschaltung immer noch eine weitere Vorröhre, welche die Spannungsverstärkung übernimmt.

Einen Ausgangsschutz würde ich dennoch immer vorsehen. Dieser ließe sich durch 2 anti-seriell geschaltete Z-Dioden (oder eine bidirektionale Supressordiode) in Verbindung mit einer Sicherung direkt am Ausgang realisieren. Überschreitet die Ausgangsspannung einen bestimmten Wert (z.B. 30 V_SpitzeSpitze) würden die Z-Dioden leitend, es würde dadurch eine passend dimensionierte Sicherung auslösen und den Ausgang, sprich den Kopfhörer, von der Schaltung (und der Spannung) abtrennen. Dieses Konzept ist bei Loetstelle_net als Schaltplan dargestellt.

In Bezug auf die 6AS7G / 6080 in Verbindung mit niedrigen Betriebsspannungen und einem OTL-Kopfhörerverstärker fand ich die Web-Seiten von Bernd Fischer (www.röhrenkiste.de) sehr interessant, auch die Bauprojekte sind IMHO sehr gut dokumentiert.
Einen OTL-Kopfhörerverstärker mit nur 75 Volt Betriebsspannung gibt es hier und einen mit 150 Volt Betriebsspannung gibt es hier.

Die andere Möglichkeit wäre ein Röhrenkopfhörerverstärker mit Ausgangsübertrager. Wenn die Sekundärseite des Ausgangsübertragers massefrei lässt hat man hier eine sehr hohe Sicherheit. Gleichzeitig kommt man aufgrund der Impedanztransformation, die der Ausgangsübertrager bewerkstelligt, mit stromärmeren, also kleineren Röhren aus. Das Problem liegt hier aber in der Beschaffung und dem rel. hohen Preis der Ausgangsübertrager.

Viele Grüße
Steffen

PS: Für meine 600-Ohm-AKG-KH hatte ich mir diesen OTL-KHV mit besagter 6AS7G / 6080 gebastelt ...

Wow Steffen,

wenn Du den mal irgendwann verkaufen möchtest, sage Bescheid! Sieht, neben deiner elektronischen Erfahrung, auch noch super aus!

Kannst Du zu dem Bausatz aus Übersee etwas sagen? Gibt es hier eine Absicherung des Ausgangs? Hier ist ja wohl auch nur eine Röhre verbaut, im Gegensatz zum C3g? Gibt es vielleicht irgendwo so einen Bausatz um deinen Verstärker nachzubauen?

Sorry, dass ich die ganzen Abhandlungen zur Schaltung nur bedingt nachvollziehen kann. Ich habe zwar mal vor 30a Energieelektroniker und auch mit einem Lötkolben umzugehen gelernt, habe aber danach eine ganz andere Profession erlernt. Ich habe nach einem stressigen Tag/Nacht meinen T70 von Beyer gerne an einer C200 betrieben und genossen, leider schwächelt die Kensonic nun bei den 600Ohm Kopfhörern. Und das würde ich gerne ändern.

Danke und LG
Dani :-)

Hallo Dani,

Dankeschön für das Kompliment.
Verkaufen tue ich meine Eigenbauten leider nicht, dazu hängt das Herz dann doch zu sehr an den Geräten, auch weil immer recht viel Zeit (und "Herzblut") in so ein Projekt fließt, bis es dann so final ist.

Zu dem 6080/6AS7G-Röhren-KHV-Bausatz von Bottlehead kann ich leider nichts direkt sagen. Mir war der Bausatz nur bei meinen ersten "Gehversuchen" mit KHV in Röhrentechnik vor einigen Jahren bei Recherchen aufgefallen. Das Manual, was auch den Schaltplan enthält, habe ich auch via Google finden können (Klick).
Die Verstärkerschaltung ist relativ einfach gehalten. Verwendet werden 2 Röhren, die jeweils 2 Triodensysteme enthalten. Die 6080/6AS7G arbeitet als Endstufe in Anodenbasisschaltung und realisiert eine Stromverstärkung. Die 12AU7 (ECC82) werkelt als Vorstufe und realisiert die notwendige Spannungsverstärkung. Beide Röhrenstufen sind DC-gekoppelt, ein Koppelkondensator zwischen den beiden Röhrensystemen wird dadurch vermieden.
Die Basisversion des "Crack 1.1 OTL Headphone Amplifier Kit" kostet lt. der Webseite von Bottlehead $315. Dafür erhält man zwei Röhren (1x 6080 und 1x 12AU7), die Röhrensockel, einen Netztrafo sowie die weiterhin benötigten elektronischen Kleinteile. Die Metallgrundplatte zur Montage mit allen Ausparungen und die Holzseitenteilen sind ebenfalls Bausatzbestandteil. Auch das Potentiomter und die Buchsen sind mit dabei. Also im Grunde ist der Bausatz komplett.
Was an Versandkosten und besonders an Zollkosten hinzukommt weiß ich leider nicht.

Da der Schaltplan im veröffentlichtem Manual einsehbar ist, habe ich mal mein LT-Spice bemüht und die Schaltung simuliert. Das sieht dann wie folgt aus (Lastimpedanz = 600 Ohm):

Frequenzgang


Amplitudengang


Der Frequenzgang sieht IMHO sehr gut aus. Was in der Simulation auffällt ist, dass die Spannungsverstärkung der Schaltung nicht sonderlich hoch ist (ca. 15,5 dB, das entspricht einem Verstärkungsfaktor von knapp 6-fach). In der Simulation erreicht man im 600-Ohm-Kopfhörer eine Leistung von ca. 100mW, wenn am Eingang des Amps eine Spannung mit einer Amplitude von 1,9 Volt anliegt, was 1,34 Volt_effektiv entspricht. Der Klirrfaktor beträgt dabei ca. 3,7%, was aber nicht unbedingt "abschreckend" ist.

Im DIY-Audioblog ist der Bottlehead-KHV auch aufbautechnisch schön bebildert, allerdings die "Ausbaustufe" mit zusätzlicher Halbleiterelektronik, welche aber IMHO nicht unbedingt nötig ist.

Über eine Schutzschaltung am Ausgang verfügt der Amp des Bausatzes leider nicht. Das Kathodenpotential der 6080 liegt auf 111 Volt DC, diese Spannung könnte also im Fehlerfall (Durchschlagen des Auskoppel-Kondensators) maximal am Kopfhörer anliegen. Da der Amp aber freiverdrahtet aufgebaut wird, sehe ich hier nicht unbedingt ein Problem, hier noch je Stereokanal eine Suppressordide und eine Feinsicherung hinzuzufügen (und den Auskoppelkondensator (als Elko ausgeführt) durch einen spannungsfesten hochwertigen Kondensator zu ersetzen (kann man, glaube ich gesehen zu haben, auch direkt gegen Aufpreis mitbestellen)).

Zum Accuphase C-200 gratuliere ich Dir, da hast Du ja einen richtig schönen Vorverstärker. Laut Datenblatt gibt der Kopfhörerausgang 250mW @8 Ohm, für höhere Impedanzen ist leider kein Wert angegeben. Aber, wie Du schon geschrieben hast, wird die Ausgangsspannung des Kopfhörerausgangs nicht ausreichen in 600 Ohm eine ausreichende Leistung zu erzielen. Der Line-Ausgang schafft hingegen 10 Volt_eff, allerdings wird ein Impedanz-Minimum von 1 kOhm angegeben. Damit könnte man den Bottlehead-KHV auf jeden Fall spannungsmäßig beaufschlagen.

Eventuell könnte man auch nach industriell gefertigten Röhren-Kopfhörerverstärkern schauen, aber ich fürchte, dass man hier bei hohen dreistelligen (wenn nicht sogar vierstelligen) Kaufpreisen liegt. Hier habe ich aber nicht so die Marktübersicht. Reußenzehn wäre noch eine kleine Manufakur, die Röhrenverstärker in Handarbeit fertigt. Ich habe gerade mal nachgesehen ... Der aktuelle Röhren-KHV dort, der Harmonie III - Masterclass, liegt auch bei knapp 1300 Euro, also schon "ne Menge Holz". Durch die Ausgangsübertrager ist das Gerät IMHO aber sehr sicher.

Vom Schiit Valhalla OTL KHV liest man hin und wieder Gutes (Review), mit 399 Euro ist das Gerät auch nicht ganz so preisintensiv. Allerdigs sind hier auch nur zwei rel. kleine nicht so strompotente Röhren eingesetzt, so dass hier wahrscheinlich die Ausgangsstufe als White Cathode Follower (WCF) konzipiert ist.

Zu kommerziellen Fertiggeräten (KHV) gibt es hier im Forum auch einen Kaufberatungs-Thread (Klick). Das ist zwar eigentlich ein Thread zur Kopfhörer-Kaufberatung, aber es werden auch DAC's und KHV mit behandelt.

Es gibt hier auch noch ein eigenes Röhren-Unterforum (Klick), dort sind die Röhrenexperten in Bezug auf Selbstbau-Röhrenamps unterwegs. Vielleicht kann man dort noch weitere Anregungen erhalten.

Viele Grüße
Steffen

PS: Je nach Deinem Zeitvorrat würde ich tendenziell eher schon zu einem Bausatz oder Ähnlichem raten, weil man beim Aufbau immer etwas dazu lernt (und etwas selbst "erschafft" ), aber das musst Du letztendlich selbst entscheiden.
Schade ist, dass es zumindest in Deutschland (meines Wissens nach) aktuell keinen Bausatzanbieter mehr für Röhrenverstärker gibt. Warum z.B. Welter-Electronic keine Bausätze mehr anbietet, weiß ich nicht. Aber auch bei Elektor findet sich Nichts mehr. Früher war das Angebot an Bausätzen für kleine Röhrenverstärker hierzulande deutlich besser.
Experience-Electronics fiel mir noch ein, die Firma hat viel mit dem Elektor-Verlag zusammen gemacht. Aber die Preise dort bewegen sich (leider) auch auf sehr sehr high-endigem Niveau.

Aus Fernost gibt es wohl z.B. in der Bucht deutlich mehr, auch Fertigplatinen mit Röhren, allerdings ist hier die Gefahr auch groß, einen Fehlkauf zu tätigen oder sicherheitstechnisch bedenkliche Artikel zu erwerben.

HalloSteffen,

vielen Dank für deine Zeit und die vielen Erklärungen!

Ich habe mich jetzt in das Reußenzehn Model verliebt. Ist schon komisch, habe viele Jahre ein paar 100 Meter von ihm gelebt aber leider nicht kennen gelernt.

Leider steht auf dessen Homepage, dass er wohl gesundheitlich kompromittiert und deswegen der Shop geschlossen ist. Ich hoffe er hat nichts ernstes!

Ich würde schon so ein Teil nehmen, gerne auch ein Älteres! Leider sind sie wohl so gut, das man keine auf dem Gebrauchtmarkt findet. Die letzte Harmonie wurde wohl 2018 für 550 verkauft.

Da muss ich wohl weitersuchen....
Danke und LG
Dank :-)

Hallo Dani,

der Reußenzehn-KHV macht in der Tat einen sehr guten Eindruck. Weiter unten auf der Beschreibungsseite zum Harmonie III - Masterclass sind auch ein paar Presseartikel verlinkt, die sich alle samt sehr gut lesen.

Thomas Reußenzehn ist so etwas wie ein "Urgestein" in der Entwicklung und Herstellung von Röhrenverstärkern, er kommt wohl aus der Musikerszene. Was ich beeindruckend finde ist, dass er, so weit ich das gelesen habe, quasi alle Geräte selbst fertigt (als 1-Mann-Betrieb). Er wickelt sogar die Ausgangsübertrager selbst (Klick) mit speziell dafür hergestellten Maschinen. Alle seine Aufbauten sind handverdrahtet und er setzt ausschließlich auf übersichtliche Schaltungen, also solche ohne viel "Zusatzkrams", was nicht negativ ist.

Dass er gesundheitliche Probleme hat wusste ich noch gar nicht. Laut Musiker-Board (ich habe mal kurch gegoogelt), scheint er leider schon länger (seit 2019) erkrankt zu sein. Ich hoffe sehr, dass er nichts Schlimmes hat.

Dann musst Du wahrscheinlich den Gebrauchtmarkt die nächsten Wochen genauer beobachten. Viele Erfolg dabei!

Viele Grüße
Steffen

Hallo,

ich wollte mich nur noch mal bedanken, ich habe jetzt eine Harmonie 3 geordert und bezahlt. Der Thomas ist zum Glück wieder absolut genesen und wird uns hoffentlich noch lange erhalten bleiben :-).

Am Freitag werde ich sie abholen, leider wird sie dann gleich von meiner Frau konfisziert. Sie rückt sie dann erst wieder am 24.12. raus ;-).

Vielen Dank nochmal für die vielen Anregungen.

LG
Dani :-)