General-Überholung Musical Fidelity

Vollverstärker als Basis von Mono-Endverstärkern

Man sieht dem Gehäuse bereits von außen an, dass die Geräte - wie die ganze A-Serie - irgendwie vom Vollverstärker A1 abstammen müssen. Vollends klar wird das beim Blick ins Gerät.

Die rot markierten Teile werden größtenteils bei jeder Revision bearbeitet oder getauscht, einige andere nach Bedarf erneuert.

Ausgangspunkt Vollverstärker

aus der A-Serie hatte ich vor diesem Gespann etliche Vollverstärker-Exemplare auf dem Tisch. Egal in welchem Zustand sie ankamen, aus allen konnte ich erstaunliches herausholen. Wenn man Ihre Konstruktionschwächen umgeht und den Verschleiß beseitigt, gehen die richtig gut. Am Deckel kann man die Hände, am Klang das Herz wärmen, puristisch, sauber, schnell - für ihre Preisklasse zudem sehr verdeckungarm, informationsreich, doch keineswegs über-analytisch. Räumlich spielen die kleinen Modelle (A1/A1-X/David) sehr schön, aber nicht wirklich richtig. Andererseits kann man weder in der Preis- noch in der Leistungsklasse eine bessere räumliche Abbildung erwarten oder finden, für weniger als 30 Transistor-Watt an einem normal dimensionierten Netzteil ist hier die Präzision sogar erstaunlich gut, eine Folge der speziellen Ruhestrom-Schaltung, die auf die Versorgung ähnlich wie eine Parallel-Stabilisierung wirkt.
Die größeren Exemplare (A100 etc.) machen das noch präziser, allen Vollverstärkern ist dabei eine nahezu identische Schaltung gemeinsam:
Da wäre einerseits die ausgereifte und ausgefeilte, minimalistisch-gutmütige  Endstufenschaltung mit geringer Last-Rückwirkung, Ruhestrom-Stabilisierung per Gegenkopplung und definiertem Innenwiderstand. Leider ist andererseits die immer gleiche, originale Vorstufenschaltung einfach billig, leicht effekthascherisch und ausfallträchtig - und war dem Entwickler von der Firmenleitung wohl so vorgegeben.

Die MA50(-X)-Endstufen zeigen deutlich, dass sich der Konstrukteur der Stärken und Schwächen der A-Serie völlig bewusst war, diese resultierende "Nummer größer"-Kombi mit der 3A(-X)-Vorstufe baut minimalistisch auf den vorhandenen Gehäusen und Platinen auf. Konzeptionell gegenüber den Vollverstärkern geändert - und zwar radikal - wurde aber ausschließlich die Schaltung der 3A(-X)Vorstufe, alle sonstigen Unterschiede hier an den Endstufen sind quantitativer Natur, deutlich mehr Gehäuse, Kühlfläche, Netzteilleistung.

Vom Vollverstärker zur Mono-Endstufe:

Zwei Gehäuse, jeweils mit Netzteilen in der A1(-X)-Vollverstärker-Größe, höhere Endstufen-Betriebsspannung, angepasstem Ruhestrom, dafür aber pro Gehäuse auch je zwei parallel geschaltete Einzel-Endstufen. Dieses Vorgehen erlaubt die Verwendung des Vollverstärker-Platinen-Layouts in nur minimal umdimensionierter Standard-Bestückung, wobei die Vorstufen-Bereiche im Layout zwar nicht verschwunden sind, aber nicht bestückt, ja nicht einmal gebohrt wurden.

Die Leistungsteile sind einfach an Ein- und Ausgang miteinander verbunden, im Gehäuse sitzen nach wie vor vier 4mm-Lautsprecherbuchsen, dadurch eignen sich die Geräte ohne Umbauten für Bi-Wiring.

Hochlast-Lautsprecher-Buchsen aus europäischer Fertigung, das Kabel angebracht mit zwei an der Hülle ineinander gesteckten und verlöteten Kupfer-Ring-Kabelschuhen

Die Mono-Blocks setzen auf die verteilte Nutzung der kompletten Ressourcen des Ausgangs-Geräts, die angepasste Gesamt-Netzteil-Leistung zieht über alle vier Endtransistoren am Lautsprecher. Die Abwärme verteilt sich entsprechend auf die doppelte Chip-Fläche und den kompletten Kühl-Deckel. Funktionieren kann das natürlich nur, wenn und weil die parallel geschalteten Verstärker-Zweige im Verstärkungsfaktor  und anderen Daten kaum voneinander abweichen, zudem muß der Ausgang "weich" genug sein, um keine gegenseitigen Belastungseffekte zu erzeugen. Hierzu ist die Konstruktion allerdings wie geschaffen, die Ausgangstransistoren werden in Emitter-Schaltung betrieben, die Ausgangsimpedanz ist höher als in der gängigen Kollektor-Schaltung, der differentielle Innenwiderstand und damit der Dämpfungsfaktor hängen hauptsächlich von der Gegenkopplungs-Schleife ab. Im Prinzip arbeiten schon bei der Standard-Schaltung zwei (komplementäre) Verstärker auf den gleichen Ausgang - hier werden es halt zwei Paare. Diese Schaltungsart ist für die Parallelschaltung einfach bestmöglich geeignet, die Auswirkung beschränkt sich auf die geometrische Addition der Verstärkungsfehler bei gleichzeitiger Verdopplung der Grenzdaten. Das kennt man von breiteren Tonbändern und MC-Vorverstärkern mit ganzen Transistor-Arsenalen: Rausch-und Verzerrungs-Abstände nehmen durch diese Maßnahme zu.

Nahaufnahme eines Endstufen-Zweigs bei der Revision eines früheren Geräts

Also holt die Parallelschaltung mit einfachsten Mitteln aus dem vorhandenen Endstufenkonzept ein Maximum heraus, der einzige wirkliche Schwachpunkt der Vollverstärker-Endstufen ist deren geringe Maximalleistung, mit der Verdoppelung landet man nun schon 3dB höher im "gewohnten" Bereich, die M50er sind kräftig genug um auch mittlere Lautsprecher-Wirkungsgrade ordentlich an zu treiben. Es steht in etwa dieselbe Nominalleistung wie beim A100(-X) und dazu sogar noch eine insgesamt deutlich höhere Netzteil-Leistung und Sieb-Kapazität zur Verfügung. Zudem hat man hier anders als bei den Lüfter-bestückten Groß-Vollverstärkern einfach völlig passive Kühlung - an zwei Deckeln.
Lässt sich schon gegen die kleineren Varianten in Sachen Endstufen-Konstruktion absolut nichts einwenden, hat man hier nun die volle Ausbaustufe des Konzepts bei optimaler Kanaltrennung und Betriebsruhe.

Behobene Konstruktions-Schwächen

Nun wird den MA50 und MA50-X-Monos eine sehr schlechte Halbwertszeit nachgesagt, nach dem Motto: "kauf Dir die ja nicht, die sind dauernd kaputt". Und was "naturbelassene" Blöcke angeht, muß ich den Unkenrufen leider einfach Recht geben, denn man hat, wie so oft bei Musical Fidelity, ein gutes Konzept mal wieder mindestens zeitweise schlampig umgesetzt. Insbesonders fällt bei fast jedem A100, A100-X, MA50 und diesen MA50-X auf, dass man im Fertigungslabor zu faul war, ein paar Kleinigkeiten nach zu rechnen. So sind im A1 und seinen Nachfolgern z.B. 12V-Zenerdioden im Eingangsbereich der Endstufen zur Stabilisierung der Versorgung eingesetzt - mit entsprechend richtig berechneten Vorwiderständen, die Vollverstärker laufen alle mit ca. +/-24V, die Zenerspannung und der benötigte Gesamtstrom der Schaltung sind bekannt und so hat man die Vorwiderstände mit 680Ohm und 2W Belastbarkeit für  etwa 18mA zugeführtem Strom ausgelegt - der Widerstand ist etwa 10fach überdimensioniert und bleibt bei 0,2W genauso kühl wie die Zenerdiode, die noch weniger zu leisten hat. Beim der A100/A120/A200/MA50-Serie allerdings wird die Endstufe mit 10V mehr gespeist, die stabilisierte Spannung bleibt nahezu gleich - insofern muß bei dieser Beinahe-Verdopplung der Spannung am Vorwiderstand mit mehr als der dreifachen Leistung  gerechnet werden - was mit den Betriebsstunden dann auch ganz schön das Material und die Lötstellen angreift. Beim A120/A200 (Avalon) hat man dem Rechnung getragen und die Widerstände erhöht, doch beim A100(-X) und den MA50(-X) wurden einfach weiter die Werte des A1(-X) bestückt. Und darum gehen die Geräte auch alle kaputt. Wenn man sie schon auf dem Tisch hat, dann sollte man die vier Vorwiderstände IMMER von 680 Ohm auf belastbarere 1,2KOhm erhöhen, dann stimmt der Strom wieder mit dem korrekt errechneten der A1-Schaltung überein. Auch diese beiden Blöcke zeigten die typischen Verschleißspuren, die sie mit der Zeit ebenfalls hätten sterben lassen, doch waren die Platinen noch nicht allzu verbrannt, nur im Zenerdioden-Bereich leicht gebräunt.

neue Zenerdiode, neuer Vorwiderstand, vorher falsch übernommene 680 Ohm, jetzt richtig berechnete 1,2 kOhm - alles wieder fest verlötet.

Einen weiteren hässlichen Punkt ähnlicher Art wiesen beide Blöcke noch auf, der Vorwiderstand der Betriebs-LED sah völlig verbrannt aus, war aber bei beiden immerhin noch intakt - das ist aber bei rechnerischen 0,53W ein weiterer Dimensionierungsfehler, nimmt man hier einen größeren 2-Watt MOX statt eines kleinflächigen 0,6W Metallfilm-Widerstands, ist diese Hässlichkeit für alle Zeit beseitigt.

Revision Endstufen

es werden

• alle kleinen Elektrolytkondensatoren gegen neue 105°C-Typen oder gar bessere Kondensator-Typen ausgetauscht. Die dabei verwendete Panasonic FC/FM/FK-Serie ist auch klanglich hervorragend. Die kleinsten Werte, die vier 1µF Eingangs-Kopppel-Konmdensatoren konnte ich sogar mit Wima-MKS02-Folienkondensatoren ersetzen, da diese inzwischen in passender Baugröße zu bekommen sind. In diesem Anwendungsbereich ist verglichen mit beliebigen Elkos von einem Vielfachen an Lebensdauer auszugehen.

das Netzteil eines früher mal revidierten  Geräts, mit geflicktem Brandloch - die hier angebotenen Geräte haben durchgehende Platinen ;-)

die Lade/Sieb-Kondensatoren des Haupt-Netzteils werden gegen EVOX-RIFA-Typen getauscht. Hier waren ursprünglich 6800µF 63V 85°C JAMICONs verbaut, die neuen 6000h@105°C (in etwa 96000h@65°C Betriebstemparatur)  Longlife-Kondensatoren sind zwar nur 35-Volt-Typen (gemessene Ladespannung bei 230V Netzspannung: 33,1V), doch haben die originalen Vollverstärker-Elkos auch nur 25V Nennspannung bei 24V Ladespannung, es ist also bei Marken-Kondensatoren kein echtes Problem, wenn man die Nennspannung halbwegs ausschöpft. Entscheidend ist für diese Umdimensionierung die verfügbare Baugröße und damit die (klanglich) günstigere Original-Montage-Position. Die Grundqualität der RIFAs ist dabei derart viel besser, dass sie das sowohl in der Lebensdauer, als auch im Klang mehrfach wett machen. Verwendet werden zudem 10000µF-Typen, denn eine moderate Erhöhung an dieser Stelle hat sich schon bei den Vollverstärkern bewährt, den Siebfaktor habe ich auch hier wieder auf den alten Wert hin angepasst, indem ich den Entkopplungswiderstand von 0,47Ohm auf 0,33Ohm senke - was wiederum auch eine klitzekleine Maximalleistungs-Erhöhung bewirkt.

Abbildung der Vorgänger-Boards: neues Netzteil, neues Lautsprecherkabel

• Die Endtransistoren können nach Ausfall eines der 8 Stück nicht original belassen werden, wenn ich kein exakt gleich bedrucktes Original-Exemplar übrig habe, kommen zwei Quartette der bewährten ON-Semi MJ15015/MJ15016 zum Einsatz, die Leistungsstärkere Variante der originalen 2N3055/MJ2955, 180W max. Wärmeleistung anstatt 115W - die restlichen Grenz- und Dynamikwerte sind gleich. Man beachte, dass ich alle eingekauften Leistungstransistoren dieses Typs stets nach ihrer Stromverstärkung ausmesse und beschrifte, beim Einbau kommen dann immer die besten Paarungen (bzw. hier Quartette) zum Einsatz. Bei der Wieder-Montage werden die Beine zur Sicherheit zusätzlich mit Gummi-Schläuchen versehen, um jeglichen Kurzschluß durch verdeckt verbogene Beine 100%ig auszuschließen - für so was war man bei Musical Fidelity wohl zu sparsam, das hätte eher Exposure so gemacht...
• Bei diesen Monos werden im Gegensatz zu den Vorgänger-Revisionen nach Bedarf alle Treiber- und Kleinsignal-Transistoren ebenfalls erneuert - denn oft sind jeweils unterschiedliche Hersteller und Chargen für die beiden Halbwellen eingebaut. Dafür setze ich BC550/560 (Eingang), BC546/556 (Vortreiber) und BD139/140 (Treiber) ein, zwar nicht in selektiertert Qualität, doch alle jeweils auch mit ihrem Komplementärtyp vom gleichen Hersteller und innerhalb eines Typs auch komplett aus einer Charge (Aufdruck Fertigungsdatum). So ist weitgehende technische Ähnlichkeit sicher gestellt, in der Folge sinken messbar sowohl die Offset-Spannung am Ausgang, als auch die Unterschiede in den Ruheströmen der einzelnen Zweige, diese Abweichung liegt jetzt ganz klar unterhalb der Toleranz der verwendeten Kollektor-Widerstände. Entsprechend dieser gezielten Transistor-Zusammenstellung nimmt auch das  Maß der Verzerrung gegenüber der schlampigen Originalbestückung ab.

• die Lötstellen werden nachgearbeitet und wo nötig die beschädigten Leiterbahnen mit den Anschlußdrähten der neuen Bauteile verstärkt.
• die Vorwiderstände der Zener-Stabilisierung werden auf genau den Zenerstrom dimensioniert, den die gleichen Zenerdioden in den Vollverstärkern abbekommen - siehe oben.
• Die Emitterwiderstände und die Kollektor-Anschlußleitungen werden erneuert.
• die Eingangs-Kabel werden zusammen gegen je ein Stück SommerCable (Onyx 2025) ausgetauscht
• Die Gleichrichterdioden werden gegen ON-Semi UR-Typen (ultrafast rectifier) getauscht.
• die Lautsprecher-Verkablung läßt sich nicht beliebig dick ersetzen, das wäre auch für das massearme Konzept kontaproduktiv. Die Buchsen werden jetzt mit einem LAPP LIYY 4x1,5mm2 verdrahtet, das ist bezahlbar und weit hochwertiger als das Original - und passt dennoch ins Konzept. Weiterhin werden neue, hochwertige, Lautsprecher-Buchsen eingebaut, aber nicht die Show- sondern die Arbeits-Variante - vollisoliert. ...damit man nicht mit einem abrutschenden Stecker gleich einen "tödlichen" Endstufen-Kurzschluß am blanken Metall riskiert. Die Parallelschaltung der Einzel-Ausgänge erfolgt wie im Original erst direkt hinter diesen Terminals, hier allerdings jetzt mit verlöteten Kabelschuhen.

Brandgefährlich

Was übrigens ÜBERHAUPT nicht bleiben darf wie es war, ist die Netzsicherung: im Original sind die Monos mit 5A träge abgesichert, da braucht man keinen Taschenrechner, um zu erkennen, dass ein Sekundär-Kurzschluss hier niemals die Primär-Sicherung auslösen könnte - 5A sind in etwa ein Kilowatt, ein heiler 100VA-Trafo kann eine solche Sicherung nie überlasten, der Kern kann so viel Energie nicht durch leiten. Als ich das erstmals gelesen hatte war mir auch klar, dass ein kleiner, an sich harmloser Endstufen-Fehler bei einigen dieser Geräte zu Löchern in der Platine führen musste und zum Verlust des ursprünglichen Trafos. Von Glück kann mancher Vorbesitzer reden, dass er keinen solchen gefährlichen Ausfall hatte und komplett abgebrannt ist, die Sicherung geht nämlich erst durch, wenn der überhitzte Trafo auch einen Primär-Kurzschluss bekommt - möglicherweise schützt natürlich auch der Trafo die Sicherung, indem er zuerst unterbricht. So sollte es jedenfalls nicht sein, wer weiß, welcher Teufel den Hersteller geritten hat, diesen Wert vorzusehen, die Sicherung hätte er sich bei so einer Fehlberechnung auch ganz schenken können.
Ich ersetze die Sicherung durch eine träge 1A-Sicherung, eine mit Keramik-Körper, bei der es keine Ermüdungsbrüche während des Einschaltens durch einen immer mehr durch hängenden Draht gibt. Das ist immer noch mehr als Faktor 2 über der Trafo-Leistung, doch es entspricht genau der Sicherung in den Vollverstärkern mit ihren gleich starken Trafo. Entsprechend ist jetzt auch ein 1AT-Aufkleber (1 Ampere träge)  neben dem Sicherungshalter.

Typisches bei der Revision - MA50(-X) in Bildern

Meine ersten Mono-Blöcke dieser Serie habe ich berabeitet, als ich die verschiedenen Vollverstärker schon recht gut kannte. Da lag beim ersten Blick nahe: das wird einfach, ist ja nur die Endstufe bestückt.

Weit gefehlt, die selben Fehl-Berechnungen wie beim A100/A200 führen auch hier zu derartigem Verschleiß und unberechenbaren Ausfällen - und damit auch zu vielen Fremdeingriffen/Vor-Arbeiten, dass man mit diesen Blöcken in der Regel alle Hände voll zu tun bekommt. Ausnahmen gibt es nur bei ganz selten genutzten Geräten - doch wer hat sich so was schon für die Vitrine gekauft?

Jedenfalls war bei all diesen Monos der Grund-Zustand schlecht. Grund war wieder einmal die Fehl-Dimensionierung der Zener-Versorgung in den Endstufen-Eingängen, die einen ganzen Rattenschwanz an Problemen nach sich zieht. Die Spannung ist eben höher, sämtliche Widerstands-Werte im Leistungs-Bereich waren nahezu unverändert vom A1(-X) übernommen, bei dem die die Leistungs-Berechnungen für +/-24Volt völlig korrekt waren - die gleichen Werte und Baugrößen können nicht ungestraft in der gleichen Schaltung auch für +/-34V verwendet werden.

Die Monos bringen mit einem 100VA-Trafo (wie beim A1) pro Gerät übrigens genauso so viel Netzteil-Leistung pro Ausgangs-Watt auf, wie die Vollverstärker - es ist eben einfach alles doppelt genommen. Bei gleicher Betriebsspannung ist im A200/Avalon dgegen je ein Trafo der A100-Klasse (also ca. 150VA) montiert - der Vorteil der Monos liegt also innerhalb der Familie nicht in der kräftigsten Austattung, sondern in der perfekten Trennung, noch besserer Kühlung und der Verteilung auf Vor- und Endstufe - wobei die Vorstufe ab Werk den originalen Vollverstärker-Endstufen haushoch überlegen ist.

Hier ein Platinen-Beispiel, bei dem vor mir jemand übel gebastelt hat, ohne dem konstruktiven Grund-Übel auch nur auf die Spur zu kommen. Ein beschädigtes, verschmutztes, verschlissenes und verbasteltes Gerät...

"rein gefrickelte" Ersatz-Widerstände - solche Vor-Arbeiten machen keinen Spass.

Deutlich erkennbar: in den überhitzten Zonen muß man die Bauteile sorgfältig verlöten und stabilisieren.

Da muss man einfach eine Etage tiefer einsteigen. Es haben sich meist auch schon Leiterbahnen rund um die Zenerdioden und Widerstände gelöst, locker Lötstellen sind hier eher an der Tagesordnung (bei den kleinen Vollverstärkern gibt's das eigentlich nicht). Und selbst bei den weniger belasteten, doch dicht gedrängten Widerständen im Umfeld zeigen sich deutliche Hitzespuren. Wie gesagt: das kommt nicht von der Endstufen-Leistung, das ist einfach... technische Dummheit in der Fertigung, ein eingebauter Schwachpunkt. Die ganze Mangelhaftigkeit der Fertigung und auch der Vor-Reparaturen zwingt einen zu wesentlich mehr Detail-Arbeit an den braunen Stellen, zur Erneuerung (und sorgfältiger mechanischer Stabilisierung. Auch die Transistoren selbst haben häufig Folge-Schäden. Beim den MA50(-X) kommt es sehr oft vor (übrigens auch beim den genauso betroffenen A100[-X]), dass man schlicht alle Halbleiter in Netzteil und Endstufe erneuern muß, weil absolut nichts mehr zuverlässig arbeitet.

Auch die MA50(-X) bekommen neue LAPP-Lautsprecherkabel.

Ein anderes Duo bei der Fertigstellung der Platinen - man sieht die dunklen Flecke

Ein Paar Monos bekommt neue Trafos - Durch Konstruktionsmängel hausgemachte Platinen-Defekte bei falscher Absicherung nehmen gerne mal einen einen Trafo mit. Die sind im Original übrigens brauchbar, jedoch nicht in jedem Fall von hoher Qualität - meine Ersatz-Tafos von Müller-Rondo sind dagegen durchgehend "Sahne".

radikal neu bestückt - richtig berechnete Widerstände, Entstör-Kondensator am Gleichrichter etc.pp.
Man beachte den Platinen-Aufdruck: "A1"(!)

End-Abnahme

Beim Endtest müssen Ruhestrom und Offset stimmen
- und natürlich jegliches Signal sauber von jedem Eingang zum Ausgang gelangen.
Dies ist übrigens auch das erste Mal im Verlauf, dass ich das Gerät in Betrieb nehme - zwar werden bei der Montage einige Bauteile und Gruppen geprüft, doch ein verschlissenes oder gar defektes Gerät werde ich mich hüten vor der Überarbeitung unter Strom zu setzen oder gar an wertvollen Lautsprechern anzuschließen - das kann einen möglichen Schaden nur unnötig vergrößern ohne für die Revision neue Erkenntnisse zu bringen.
Wenn beim Endtest auf dem Arbeitsplatz ausnahmsweise noch Probleme zeigen, muss man halt noch mal eine Runde zurück, z.B. bei zu unterschiedlichem Ruhestrom und/oder zu hohem Offset einen Satz gepaarte, neue Eingangs-Transistoren  in die Endstufen einbauen.
Und erst wenn alles stimmt, wird der Deckel wieder befestigt. Es folgt der Probelauf an meinem Lautsprechern. Wenn dann nach dem Heiß-Spielen immer noch alles in Ordnung ist und bleibt, erfolgt die obligatorische VDE-Messung und schließlich die Verpackung für den (Rück-)Versand.