Vollverstärker

Alchemist Nemo APD15A MKII

Im Kundenauftrag Oktober 2016 komplett revidiert

Eigenschaften:

• Phono MM
• 3 reine Line-Eingänge Cinch
• zwei Tape-Schleifen zusätzlich
• Lautsprecher-Terminals für Bi-Wiring vorgesehen (je 2 Terminal-Paare pro Kanal)
• Dual-Mono-Aufbau mit Kanal-getrennten Netzteilen - je 60.000µF Lade/Sieb-Kapazität pro Kanal
• Kurze Signalwege durch Achs-Verlängerungen von Schaltern und Reglern - die Stellglieder sitzen in Buchsen-Nähe und entfernt vom störenden Netzteil.
• Gehäuse fast ohne Gebrauchsspuren: Front nahezu perfekt, Deckel auch nahezu ohne jeden sichtbaren Kratzer, sehr gepflegt.

Ergänzend habe ich zu diesem Gerätetyp etliches hinzu zu fügen, was ich 2016 an zusätzlichen Erfahrungen an einem Kundenexemplar gesammelt habe

Ein Außen-Foto des Kunden Alchemisten habe ich 2016 nicht gemacht, daher hier stellvertretend das Bild meines ersten Forseti

Schöner Plan, gefährliche Konstruktionsänderungen, unfertig verkauft

Wie ich nachträglich bei der ersten Bearbeitung eines solchen Geräts schon erfahren durfte:
Sehr schönes Grundkonzept, hervorragender Klang - doch durch Heraufsetzen der Versorgungsspannung in der letzten Entwicklungsphase hatte man hier eine "brandgefährliche" Konstruktion abgeliefert. Eine große Zahl wichtiger Bauteile betreibt der Alchemist außerhalb ihrer Spezifikation, so dass es mir als reines Glück erscheint, dass man nicht bereits häufig von spektakulären Ausfällen gehört hat. Vielleicht ist das Gerät aber auch nur zu selten, als dass man davon leicht erfahren könnte.

Der Kunde, der mir 2016 seinen Alchemisten zur Revision geschickt hat, hatte auch meinen ersten Artikel dazu gelesen und war mit radikalen Sicherheits-Maßnahmen einverstanden, denn das Gerät kling zugegeben sehr schön.

Originalbestückung des Alchemisten, im Bild Varianten des TIP36C-Transistors vor TIP31C-Treibern

Auch hier waren bei 230V Netzspannung ca. +/-54V zu messen, sowohl die 50V-Netzteil-Elkos, als auch die 100V-Transistoren in der Spannungsverstärker-, Treiber- und Endstufe sind mit diesen 8% permanenter Überspannung einfach falsch ausgewählt. Die Netzteil-Kondensatoren verschleißen in so einem Modus üblicher Weise übermäßig schnell, kochen auf, wölben die Deckel, laufen aus. Bei den Transistoren darf einfach nie eine noch etwas erhöhte Netzspannung mit einer noch so kurzen Vollaussteuerung zusammentreffen, sonst "rumpelt's" - sollte dabei das Relais versagen, geht mit der Endstufe auch der Lautsprecher über den Jordan. Je nach Streuung der verwendeten Teile, ist eine Vollaussteuerung sogar ausreichend, 10% mehr werden die meisten Transistoren zufällig noch aushalten - aber nicht alle.

Zunächst kamen also wieder neue Epcos-Elkos mit 63V Spannungsfestigkeit ins Gerät, 105°C-Typen zudem. Die Bauhöhe ist ein klein wenig größer als bei den ausgebauten Exemplaren, doch wenn man die wegen der Endstufen ohnehin komplett auszubauende Platine an der Front einfach nach ein paar kleinen Anpassungs-Änderungen (Widerstand versetzen, Mutter anlöten) unter, statt auf die Front-Haltezunge schraubt, dann passt der Deckel wieder einwandfrei ohne Berührung drauf, ansonsten hat diese Maßnahme keine Nachteile, ist ohne vergleichendes Nachmessen gar nicht sichtbar.

Neue 10.000µF-63V-105°C-Elkos von Epcos

Der heikle Teil war dann aber die anpassende, das Gerät zu Ende entwickelnde

Konstruktions-Änderung

Was ich nämlich unbedingt wollte, war der Einsatz von längerfristig beschaffbaren Typen. Die größte Schwierigkeit dabei stellte die Auswahl der End-Transistoren dar, denn der 100V-Entwurfstyp hat ein paar Eigenschaften, die in dieser Kombination eigentlich nur bei europäischen Typen bis 100V Spannungsfestigkeit vorkommen. Die verwendeten TIP35/TIP36 halten innerhalb ihrer 125W Verlustleistung sagenhafte 25A Dauerstrom aus (für maximal 5ms sogar das Doppelte), andererseits sind sie im Vergleich zu spannungsfesteren japanischen Typen relativ langsam (Transitfrequenz 3MHz). Ersetzt man in einer Sziklay-Beschaltung wie dieser den Leistungstransistor durch einen schnelleren, würde die Kompensation vermutlich nicht mehr stimmen. Was würde man verwenden können?

Der beruhigende Grundgedanke stammte erst mal aus der 125W-Angabe, die im Prinzip den SOA-Bereich (safe operation area, sicherer Betriebsmodus) angibt. Unter den gegebenen Einsatzbedingungen würde stets die Maximal-Leistung der limitierende Faktor sein, Strom-schwächere Transistoren mit höherer maximaler Verlustleistung und Wärme-Abführung würden sich im Grunde eher sicherer betreiben lassen. Also wurde der Entschluss gefasst, etwas ganz weit verbreitetes zu verwenden, die Toshiba-Typen 2SA1943/2SC5200, 15A-Typen - die gibt es einer noch stärkeren Fassung mit 17A von Fairchild. Die leisten mit 150W mehr als die TIP35/TIP36 und sind mit 250V Spannungsfestigkeit absolut im sicheren Bereich, allerdings haben sie mit 30MHz eine zehnfach höhere Transitfrequenz, führen also normaler Weise zu verminderter Phasendrehung - das stabilisiert die meisten Schaltungen, bei Compound-Endstufen wie hier steht das aber keineswegs fest, eher ist in diesem Umfeld mit Problemen zu rechnen.

Was mit bei dieser Auswahl anfangs allerdings noch gar nicht bewusst war: die Schaltung selber benutzt zwar langsame Hochstrom-Typen mit zu wenig Spannungsfestigkeit, hat aber den möglichen Strom konstruktiv derart stark limitiert, dass die nun zur Verfügung stehenden "nur noch" maximal 34A immer noch 8,5-fach jeden Betriebsfall übertreffen.

Denn man hat die maximale Ansteuerspannung der Treiber-Transistor-Basen gegenüber dem Ausgang begrenzt, die Emitter arbeiten aber auf die lokalen Gegenkopplungs-Widerstände im Lautsprecher-Strom-Weg. Und so sind an jedem dieser 0,33Ohm-Widerstände maximal 0,6V möglich, das sind mal gerade ca. 2A pro Leistungs-Transistor. Bei ca. 4A läuft die gesamte Endstufe also relativ sanft in die Begrenzung, wie ein clippender Röhrenverstärker.

Das entspricht maximal ca. 2,8A effektivem Sinus-Strom und ermöglicht an 8Ohm immerhin ca. 60W pro Kanal (Formel: P=IxIxR), an 4Ohm ist es dagegen nur die Hälfte. Das ist ein eher ungewöhnliches Verhalten, was dem Besitzer aber auch nur auffallen wird, wenn er 4-Ohm-Boxen geringen Wirkungsgrades ordentlich laut betreiben will.

Es wäre auch nach der Modifikation ungefährlich, die Schaltung durch Ergänzung von zwei weiteren Dioden auf maximal ca. 8A Spitzenstrom umzumodeln, nicht mal 4 weitere Dioden für ca. 12A würden Ausfälle provozieren. Ich habe mich aber in Rücksprache mit dem Kunden entschlossen, hier nichts zu ändern, also ist der Verstärker nach menschlichem Ermessen durch Fehlbedienung (=Kurzschluss) von außen kaum kaputt zu kriegen. Das ist dennoch keine Aufforderung es zu probieren...

originaler Schaltplan der Endstufe, zum Vergrößern rechts klicken und "Grafik anzeigen" wählen

Als äquvalente Treiber hatte ich zunächst NTE-Typen im Blick und auch besorgt, da sind die Daten nahezu identisch mit den vorgefundenen TIP31/TIP32 in der hinreichend Spannungs-festen, aber nirgends aufzutreibenden F-Version. Da bin ich dann aber auf die technisch sehr ähnlichen, aber weitaus leichter zu beschaffenden MJE15032/MJE15033 (Spannungsfestigkeit 250V) umgestiegen. Für den Spannungsverstärker habe ich dann keinen weiteren MJE15032 eingesetzt, sondern den in diesem Einsatzbereich überaus bewährten Toshiba-Typ 2SA1930 (Spannungsfestigkeit 180V).

Nun war für alle kritisch unterdimensionierten Teile Ersatz gefunden, doch wie erwartet lief die Endstufe nicht akzeptabel, die Kompensation hinterließ einerseits ein unsymmetrisches Verhalten, andererseits waren weder Stabilität (Überschwingen/Nachschwingen/"ringing"), noch Anstiegszeit optimal. Die Asymmetrie ist der unterschiedlichen Strom-Lieferfähigkeit des Spannungsverstärkers in positiver und negativer Richtung geschuldet, dazu kommen die geringen Unterschiede der (wie gewohnt nicht in jeder Hinsicht komplementären) Treiber. Hier ließ sich ein Verhalten hinein probieren, das die Originalschaltung, die ich im einen Kanal zu Vergleichszwecken noch nicht umgebaut hatte, klar übertraf. Mit der gewählten Beschaltung mussten zwei Kondensatoren entfallen und die anderen beiden in den beiden Hälften etwas unterschiedlich bestückt werden.

Zwei weitere Unzulänglichkeiten waren bereits beim ersten Exemplar aufgefallen: der im eigentlich falsch gepolte Fußpunkt-Elko und die mit ca. 50mV sehr hohe Offset-Spannung. Im Grunde handelt es sich allerdings nur um ein einziges Problem, eine logische Verbindung beider Feststellungen:
Man hatte auch hier offenbar nicht nachgerechnet, als man die Gesamt-Versorgungs-Spannung erhöht hat, ja man kann an dieser Stelle im sogar zurück rechnen, wie hoch die Spannung ursprünglich mal war (ca. +/-30V). Der Quell-Widerstand des Differenzverstärkers (long tail pair) ist nämlich für eine Balance der Eingangs-Transistoren bei +/-54V viel zu niedrig, der Strom viel zu hoch. Der Zweig mit dem invertierenden Eingang bekommt hier knapp vier mal so viel ab, wie der eigentliche Eingang, normalerweise sind je 50% bei zwei Transistoren exakt gleicher Verstärkung und Temperatur optimal. Durch den hohen positiven Offset liegt nun auch die Basis des invertierenden Eingangs im positiven Bereich und der Elko war praktisch betrachtet richtig gepolt. Ein ausgemessenes Transistor-Paar hatte ich bereits eingebaut. Mit einer per zeitweilig eingebautem Trimmer hinein probierten Korrektur des Quell-Widerstands allerdings, der den Verstärker nun wieder in die perfekte Balance und den Offset beider Kanäle tatsächlich auf einen niedrigen einstelligen Millivolt-Wert gebracht hat, waren auch die Verhältnisse an der Basis wieder, wie sie eigentlich sein müssen: bei NPN-Transistoren ist in Balance in so einer Schaltung eigentlich immer eine negative Spannung an der Basis, also musste jetzt auch der Fußpunkt-Elko gewendet werden. Auf die gleiche ursprüngliche Spannung von +/-30V kommt man übrigens auch, wenn man unterstellt, die Strombegrenzung sei ausschließlich für den Betrieb mit 8-Ohm-Lautsprechern ausgelegt und würde genau da einsetzen, wo das Gerät auch diese ehemalige  Betriebsspannung erreicht

Fazit: der Ur-Alchemist wurde nur mit 55% seiner jetzigen Versorgungsspannung betrieben und von Schaltungs-Analphabeten in der Fertigung einfach nur "aufgedreht" - per höherer Trafo-Spannung, ohne weitere Anpassungen, ohne Berücksichtigung der Dimensionierung, der Schaltungs-Balance oder von Grenzwerten der Bauteile.

modifizierter Schaltplan der Endstufe, zum Vergrößern rechts klicken und "Grafik anzeigen" wählen

der endgültige, Spannungs-feste Aufbau

Gruß aus Absurdistan - ein real-satirisches DHL-Nachspiel

...oder: Mitarbeiter des Jahres im Kunden-Quälen gesucht...

Die Revision war mit dem Kunden gut abgesprochen und auch Transportschäden beim Versand des letzten Forseti mit DHL trotz festem Symphonic-Line-Kartons blieben nicht unerwähnt. Also hat der Kunde sich aus leichtem Sperrholz eine sichere. leichte Kiste, einen "Sperrholz-Karton" für sein Gerät gebaut, so war der Alchemist wohlbehalten und ohne Beanstandung hier angekommen.

Naja, ich sag's mal zynisch, auf dem Weg zur Werkstatt könnten Transportschäden ja auch mit weniger Mehraufwand behoben werden, als wenn sie erst nach der Bearbeitung auf dem Rückweg zum Eigentümer entstehen, also braucht wohl vor allem der Rückweg etwas mehr "Gestaltung". Zwecks optimalem Ärgernis könnte man schlecht verpackte Sendungen ja einfach werfen. Bei gut verpackten muss man sich jedoch was anders einfallen lassen. So oder ähnlich könnte sich das bei DHL wohl jemand gedacht haben. Das in der Holzkiste auf den Weg nach Hause gebrachte Gerät kam laut Sendungs-Verfolgung im Paketzentrum Feucht einfach nicht weiter, nach einigen Tagen sogar zu mir zurück.

Ich wusste noch nicht: So offensichtlich sicher darf man laut DHL-AGB nichts ohne satten Aufpreis verschicken, zumindest nicht nach Auffassung des DHL-Mitarbeiters, der dann hier tätig wurde. Wie sollen die es denn dann kaputt machen, wo bleibt denn da der Spaß?
Wer so was tut, soll vielleicht lieber gleich mal ordentlich für die DHL-Juristen spenden, die sonst die Ersatzansprüche abbügeln und so ja nichts zu tun haben.

So ähnlich mag derjenige sich das gedacht haben.

Da war er wieder, der Alchemist, was war falsch?

Auf dem Paket prangte nun ein Aufkleber, die Sendung sei unzureichend frankiert, weil Sperrgut. HÄ?!!!

AGB durchgelesen, das steht was von "Maße müssen eingehalten, Festigkeit und Stapelbarkeit gegeben sein", es sei eine "feste, schützende Verpackung außen aus Pappe oder Papier vorzusehen". Sieht man also außen weder Karton noch Papier, dann ist es Sperrgut, so hat sich das wohl der bewusste, aufmerksame DHL-Mitarbeiter gedacht. Das gibt die schwammige AGB-Formulierung auch durchaus her, wenn man das unbedingt so sehen will. Und die Sendung, die ja ansonsten schön gleichmäßig Quader-förmig, weder sperrig, noch zu groß, noch zu schwer und selbstverständlich für ein Papp-Paket absolut ausreichend frankiert war, wurde heraus gefischt, ein paar Extra-Tage gelagert und dann zurück gesendet, um von mir ein neues Port zuzüglich Sperrgut-Zuschlag zu verlangen. Das natürlich, während ich die ganze Zeit dringend auf die Bezahlung meiner im Paket liegenden Revisions-Rechnung wartete.
...halt, nee falsch, ich habe eigentlich nur gelangweilt darauf gewartet, nach viel Recherche und Telefoniererei endlich mal ein nach Holz aussehendes Paket in ein nach Pappe aussehendes umzugestalten.

Nun war die Sendung also endlich wieder da und der Retouren-Aufkleber drohte, dass die Sendungsnummer notiert sei und man also den Versand-Aufkleber auch bei Verpackungsänderung nicht mehr verwenden dürfe, sonst behalte man sich rechtliche Schritte vor.
Sehr schön!

DHL angerufen, die nette Telefon-Mitarbeiterin war aber den ersten Tag da und wusste bei so was nicht weiter. Ihr Chef meinte dann erst, ich solle doch einfach das Äußere ändern und den Aufkleber nochmals verwenden - ich klärte ihn erst mal über die rechtliche Bedrohung seitens DHL in diesem Fall auf, die Nummer sei gespeichert. Könne man mir denn nicht den Auftrag nachträglich stornieren und gutschreiben? Ja, könne man, mein Ärger kam wohl recht deutlich rüber. Klar zu merken, dass hier zwei am Telefon waren, die unter Dienstleitung zurecht etwas ganz anderes verstanden, als der Sperrgut-Spezialist in der Paket-Abfertigung.

Als ich später am Telefon die Lage dem wartenden Kunden mitgeteilt habe, kam sofort: "ich dachte, DHL hätte keine Beamten mehr..."

Jedenfalls habe ich schlussendlich aus dem Keller einen Karton geholt und für die Vermeidung des Sperrgut-Optik-Zuschlags geopfert. Der wurde aufwändig um das Holz-Paket geklebt, das Ganze bekam einen neuen Paketaufkleber und ging so endlich zum gleichen Preis wie bei der ersten Frankierung ohne Beanstandung und völlig Zuschlags-frei zum Kunden.

Die Optik zählt, ein Opfer-Karton muss her, schade drum!

DANKE lieber DHL-Mitarbeiter in Feucht, Du bist der Beste!

Gerne beschäftige ich mich stundenlang mit Deiner geistigen  Flatulenz...

Endlich alles richtig...

Jetzt sieht man auch den guten Schutz des Geräts nicht mehr, also wird so was ohne Aufschlag befördert und der Inhalt geht trotzdem nicht kaputt.

Ich frage mich allerdings, ob der Spitzen-Mitarbeiter nicht eigentlich auch sämtliche Karton-Verpackungen aufhalten müsste, die in modernem Stil mit transparenter oder schwarzer (Frischhalte-)Folie umwickelt sind, oder durch die Mehrfachnutzung an der Oberfläche überwiegend Klebeband aufweisen. Das ist doch auch keine Pappe, kein Papier. Nimmt man's ganz genau, dann ist das dann doch alles Sperrgut, oder? Könnte man da nicht jedes zurück schicken und kräftig irrsinniges Extra-Porto nachfordern? Die Leute freuen sich doch über gründliche Arbeit, da kann ich Euch ein Lied von singen. Ich kann gerne beraten, wenn man im Paketzentrum Feucht den Spacken-Schaden optimieren will. "Nur zertrümmern" war gestern, es gibt noch so viele andere Möglichkeiten, bis zur Pension vorschriftsmäßig und sinnlos Leute zu ärgern.

Es gibt noch viel zu tun, bis man alle Kunden los ist,
pack' es an, Spitzen-Mann!

...und nun

Schluss mit der Polemik.

Eigentlich tut es mir leid um die anderen, die meisten DHLer machen nämlich einen Spitzen-Job, ich habe hier total nette Zusteller. Und nur wenige ihrer Kollegen zerschmeißen Pakete, ganz wenige sind so vernagelt wie unser unbekannter "Spitzen-Mann" in Feucht.

Liebe DHL-Leitung, redet mal mit dem. Aber nur wenn er's absolut nicht versteht, sollte er freigestellt werden.

Transportschäden habe ich übrigens schon mit allen mir bekannten Paketdiensten gehabt, leider wurde so ein Schaden auch nie von irgendeinem Paketdienst angemessen reguliert. Ich versuch's auch gar nicht mehr.

Ach ja: lieber Kunde der das liest und mir was unbeschädigt her schicken will, Fazit, mindestens bei DHL:
außen immer Pappe - oder eben Papier drum wickeln, darf nie nach Holz aussehen, sonst teuer.

Weiterer Tipp für DHL-Sendungen (vor allem bei mehr als 10kg): das bezahlte Maximal-Gewicht möglichst auch maximal nutzen, dann wird die Sendung nämlich nicht so leicht geworfen.