Vollverstärker

Creek CAS4040

komplett revidiert mit neuer Endstufenschaltung:
diskrete statt der obsoleten integierten Darlingtonschaltung
und Ruhestromeinstellung statt Übernahmeverzerrung.
Netzteil mit Müller-Rondo-Trafo und SiC-Dioden

Preis mit 3 Jahren Garantie*
*Erläuterung siehe Garantiebestimmungen
ab 753,-€ (Mitnahmepreis)
bei Inanspruchnahme Skonto

Eigenschaften:

Neuer Netztrafo Müller-Rondo 40Vac 100VA
Alle kleinen 85°C Elektrolytkondensatoren gegen Panasonic FM/FC/EB/AMX erneuert
die Endstufen (Stromverstärker) sind eine Eigenkonstruktion zum Ersatz der obsoleten Darlington-Transistoren, im Gegensatz zum Original mit Ruhestrom-Abgleich und thermischer Ruhestrom-Kompensation. Verwendete End-Transistoren: BD911/BD912
Netzteil Gleichrichter und Elko neu (Cree SiC-Dioden und Kemet/Evox-Rifa PEH536 105°C)
Phono-MM-Eingang Chinch (NE5532)
Alle Line-Pegel-Eingänge Chinch
Eine Tape-Schleife, CD- und Tuner- Eingang
Gehäuse Gebrauchsspuren aber allgemein gut erhalten.

Frontansicht

Wenn man sich's einfach vorstellt

...aber erst mal die Prämissen, unter denen dieses Eigengerät auf den Tisch kam: Gleichzeitig wurde ein CAS4040-Kundengerät bearbeitet. Und bei dem lief alles "wie geschmiert, mal abgesehen von konstruktiv eingebauten Mängeln. Das andere Gerät war nämlich alles andere als baugleich: andere (bessere) Anordnung des Netzteils, bei gleicher Breite weniger tiefe Platine, die Potentiometer im Layout so weit hinten, dass sie sich unmöglich an der Front befestigen/sichern ließen. Bei beiden Geräten war die Feststellung: die Endstufe läuft mindestens weitgehend ohne Ruhestrom. Beim anderen Gerät völlig ohne, bei diesem durch ein paar (mit 3 Stück zu wenige) Dioden vorgespannt, so oder so wurden ungewöhnlich hohe Übernahmeverzerrungen in Kauf genommen. Die Schaltung hat so oder so mit gängigen Topologien von Creeks aus den 90ern herzlich wenig zu tun. Statt einer wohlgeordneten Aufteilung in differentielle Eingangsstufe, Spannungs- und Stromverstärker mit symmetrischer Versorgung ist hier eine Stufe in Emitterschaltung hinter die andere gestaffelt, jede nochmals mit entkoppelter Versorgung (also mit etlichen Zeitkonstanten und Ausgleichsvorgängen). Für eine schnelle Analyse ein Alptraum, so schlicht wie es zunächst aussieht. Und die Basis und Krönung ist die einseitige Betriebsspannung samt Lautsprecher-Ankopplung per großem Elektrolytkondensator.
Nun jedenfalls war der Entschluss: ich ergänze eine Ruhestrom-Schaltung und stelle ein Minimum an Ruhestrom ein, weil das um Welten sauberer klingt - die Zielsetzung den 100Pfund-Verstärkers muss ich ja in diesen Fällen SO nicht weiter führen und alles billigst und extra schlecht lassen um den Penny umzudrehen. Ich hätte lieber mal gehört was EIGENTLICH in dieser einfachen Schaltung steckt.

Der Deckel

Beim Kundengerät: kein Problem, da waren die originalen BDT64/BDT65 noch intakt, klitzekleine Überlappung der Kennlinien durch einen Ruhestrom im einstelligen Milliampere-Bereich - schon war alles gut und wirklich sauber und wohlklingend.
Kam abschließend das eigene Gerät an die Reihe. Da ging erst mal der Kampf los mit dem Gleichrichter, der hier inmitten der Bauteile des Endstufen-Eingangs und der Klangregelung sitzt und damit unvermeidlich Oberwellen von 100Hz ins Signal streut.
Dieses Verhalten konnte ich deutlich reduzieren, aber nicht vollkommen beseitigen, der Störspannungsabstand ist also nicht der beste Messwert des Geräts - this is by design...

Beim ersten CAS4040 hatte ich bereits überlegt, ob und wie man die Bootstrap-Schaltung im Spannungsverstärker optimieren kann, die Teile wurden angepasst, alle Elkos kamen neu ins Gerät, die Zuleitung vom Balance-Regler zum Eingangstransistor der Endstufe wurde geschirmt ausgeführt und der Koppelkondensator durch einen kleineren Folienkondensator ersetzt, ein Schirmblech zwischen Klangregel-Kondensatoren und Netzteil eingefügt.
Die Endstufe war bei diesem Gerät repariert und mit etwas anderen, aber noch erhältlichen Darlington-Transistoren bestückt.
Und dann kam die Phase, in der mich das Gerät zur Verzweiflung zu treiben drohte. Nach Einstellung des Ruhestroms, Prüfen der Verstärkung am Lastwiderstand mit langsam aufgedrehtem Trenntrafo - alles überaus erfolgreich wie beim Kundengerät auch schon, überlebte immer wieder mindestens eine Endstufe nämlich das Einschalten nicht. Egal was ich gemacht habe, es sammelten sich immer mehr die kaputten Darlington-Transistoren, ohne dass mir eine Idee kam, was denen im Einschaltaugenblick den überhaupt zustieß. Das Kundengerät war schließlich nahezu identisch bestückt gewesen und zeigte keinerlei Probleme dieser Art, das hätte ich von dem Kunden sofort erfahren.
Es wurde auf Schwingneigung getestet, gerechnet, ob der Strom in einen 8-Ohm-Lautsprecher über einen 3300µF-Elko denn überhaupt einen kritische Höhe erreichen KÖNNTE, doch NICHTS bot einen Hinweis, die Hypothese war, dass der Ruhestrom unter Last einen "thermal runaway" machte - doch warum das nicht auch beim anderen Gerät? Gut, da hatten wir etwas andere Transistoren, die ich hier nicht 1 zu 1 ersetzen konnte.

Rückseite

Es hat mich Tage gekostet und viel Überlegungen, denn selbst die Beschaffung von Originaltransistoren brachte nichts. Bzw. brachte beim akuten Timing nichts.
Ich tippte auf den Eingangstransistor in den Darlingtons, rüstete erfolglos eine Basis-Strombegrenzung nach und schließlich beschloss ich, "sauber" umzusteigen auf beschaffbare Transistoren ebenfalls im TO220-Gehäuse, die Wahl fiel auf die sehr wohlklingenden Mesa-Typen BD911/BD912. Die bekamen als Treiber nun wie beim Nachfolger-Creek robuste BD139/BD140 zugeordnet und für den Ruhestrom wurden zwischen die Treiber noch je ein KSC3503 im isolierten Gehäuse montiert, ein weiterer zur Kühlkörper-Kompensation neben die Leistungstransistoren geschraubt. Wäre ja gelacht.
Nur: auch die hielten nicht. Ich hatte schon die ganze restliche Schaltung umgekrempelt, die Spannungsverstärkerstufe war inzwischen ebenfalls auf KSA3503 umgestellt, alle Zeitkonstanten waren geprüft, teils zurück gebaut, die wichtigste hatte ich durch Verdopplung verlangsamt. Es wurde besser, aber alle paar Mal passierte es IMMER noch.
Bis mir der Gedanke kam: Der Trafo!? der war unterschiedlich zum Kundengerät. Tatsächlich war in diesem Exemplar die Leerlauf-Spannung am Ladekondensator satte 69V. Das waren beim anderen Gerät deutlich unter 60V gewesen (!).
Und jetzt ging mir ein Wert auf, in dem sich die originalen Transistoren ganz besonders unterschieden: die Maximal-Leistung. Keiner der noch erhältlichen TO220-Darlington-Transistoren noch die von mir verwendeten Standard-Transistoren weisen die Maximal-Leistung der ursprünglich verwendeten auf. Das hat bei dem Kundengerät aus zweierlei keine Rolle gespielt: Betriebsspannung deutlich niedriger und originale Transistoren im Einsatz. Im einmal eingeschalteten Zustand ist die Maximalleistung ohnehin nicht im geringsten gefragt.
Doch im Einschaltaugenblick, da hatten sich die überhöhte Spannung aus dem bei Creek wohl nur zeitweise verwendeten anderen Trafo, die zwischendurch zu schnelle Zeitkonstante beim Hochlaufen durch einen kleineren Koppelkondensator und die geringere Spitzenleistung zu einem tödlichen Cocktail gemischt: Der obere End-Transistor muss nämlich bei einem flotten Hochlaufen am Maximum des Aufladestroms für den Lautsprecher-Kondensator deutlich mehr Restspannung aushalten, als es bei der niedrigeren Leerlaufspannung des Kundengeräts der Fall war. Und dabei wurde stets für ein paar Millisekunden die absolute Maximalleistung überschritten, der Transistor ging defekt.

Übersicht innen

Kurzum beschloss ich, einen vorhandenen Müller-Rondo-Neu-Trafo mit "nur" 40V Nennwechselspannung einzubauen. Seitdem arbeitet der Verstärker einwandfrei, beim Einschalten kann nichts mehr passieren - genau wie beim Kundengerät. Den vorher mit einem 80V-Typ erneuerten Netzteil-Ladekondensator habe ich nun auch durch einen hochwertigen 63V-Typ ersetzen können, denn die mit 69V vorher so gefährlich hohe Leerlaufspannung hat sich auf 59V verringert. Interessant dabei: der neue Trafo hat zwar sowohl eine geringere Nenn-Spannung als auch eine kleiner Nenn-Leistung. Doch misst man die unter Last an der Clipping-Grenze abgegebene Sinus-Leistung des Verstärkers an 8 Ohm, dann liegt die exakt genauso hoch wie mit dem ausgebauten Trafo. Der neue Trafo ist zudem besser verarbeitet und brummt mechanisch weniger.

diskrete Strom-Endstufe auf Extra-Board

Nun ließ sich das Gerät erstmals mit der neuen BD911/BD912-Ausgangsstufe im AB-Betrieb beurteilen, eingestellt wurden 20mA Ruhestrom, die für diese Typen sehr gut passen. Die Treiber-Transistoren schalten im Nulldurchgang selber nicht ab, da sie einen gemeinsamen Emitterwiderstand ohne Bezug auf den Ausgang besitzen.

Neuer Netztrafo von Müller-Rondo

Eingang-, Phono-Bereich und Umschaltung

Der Verstärker spielt nach dieser Art Umbau einfach grandios. Er hat Ähnlichkeit mit dem ION Obelisk dieser Zeit, nur klingt er deutlich sauberer. Und Dank der SiC-Dioden im Netzteil auch tief und knackig. Letzter verbleibender Wermutstropfen ist bei diesem Layout die Einstreuung vom Gleichrichter, er ist also für Hochwirkungsgrad-Lautsprecher, die so was laut hervor kehren, nur bedingt geeignet. Ansonsten geht er im Niveau auch nun über seine Nachfolger klar hinaus, kein Wunder bei dem Aufwand.