Aufbau der Ausgangsstufe

Als Spannungsverstärkung wird eine sogenannte Single-Ended-Triodenstufe mit einer 5687er-Triode eingesetzt, welche die Spannung um etwa den Faktor 13 verstärkt auf eine zweite Stufe gibt, die einen Ausgangstransformator treibt. Der Ausgangstransformator hat ein sehr grosses Übertragungsverhältnis von 25:1 und weist dadurch einen niedrigen Ausgangswiderstand auf. Dieser geringe Ausgangswiderstand ist nützlich, um für den nachfolgenden Verstärker das Signal möglichst «hart» zu treiben und nicht von allfälligen Kabellängen und ähnlichem abhängig zu sein.

Die Röhren-Ausgangsstufe unseres Projekt-DACs.

Thema Leitungsanpassung

Bei der S/PDIF-Übertragung via Koaxialleitung beträgt die Ausgangsimpedanz der Quelle 75 Ohm, der sogenannte Wellenwiderstand des Kabels ebenfalls, und beim Empfänger sollte die Eingangsimpedanz dann auch 75 Ohm betragen. Eine Impedanz ist eine Art Widerstand, welcher sich aber aus verschiedenen Komponenten zusammensetzt. Ein Kabel hat nicht nur den ohmschen Kupferwiderstand, sondern auch eine Kapazität (Kondensatoreigenschaft) sowie eine Induktivität (Spuleneigenschaft).

Stellen Sie sich vor, sie lassen mit der ausgestreckten Hand ein Seil hängen und geben oben mit der Hand einen Zwick darauf: Es breitet sich eine Welle nach unten aus, am freien Ende schwingt das Seil aus und es wird vom schwingenden Ende wieder eine Welle nach oben zurückgeworfen. Dieses Verhalten der Welle, welche «zurückkommt», wird Reflexion genannt. Wenn Sie dasselbe Experiment mit dem Ende des Seils, fixiert am Boden, durchführen, wird es am festgebundenen Ende einen Zwick geben. Auch in diesem Fall wird eine Welle zurückgeworfen, also reflektiert.

Wenn sie das lose Ende aber mit der korrekten Dämpfung am Boden befestigen, wird die Energie dort umgesetzt und die Welle somit nicht mehr reflektiert. Mit elektrischen Impulsen verhält es sich prinzipiell genau gleich: Eine Leitung, die korrekt abgeschlossen ist, reflektiert das Signal somit nicht und überlagert damit also auch nicht die späteren Impulse, welche gesendet werden.

Exotische Lösung für die Röhrenheizung

Indirekt geheizte Trioden wie die 5687er werden fast immer mit Gleichstrom oder Gleichspannung geheizt. Diese Gleichspannung wird typischerweise durch einen einfachen Regler-IC oder im edleren Falle mittels ausgeklügelter diskreter Regelschaltung erzeugt. Aus klanglichen Gründen haben wir uns hier jedoch für eine sehr exotische Variante mittels Wechselstromheizung entschieden. In der Regel führt eine solche AC-Heizung zu erheblichem Brumm, der in einer solchen Verstärkerschaltung inakzeptabel ist.

Ein einfacher Trick (der scheinbar wenig bekannt ist) besteht darin, das Spannungspotential der Heizspannung über die Kathodenspannung anzuheben, wodurch der Brumm drastisch reduziert wird. Das ist schaltungstechnisch absolut trivial zu realisieren, indem man mittels Spannungsteiler rund 20V Gleichspannung erzeugt, diese mit einem Kondensator etwas «abstützt» und die Heizung «hochlegt», indem der eine Anschluss der AC-Heizung mit diesem Potenzial verbunden wird.

Unser gewaltiges DAC-Netzteil – so gross und schwer wie eine Endstufe!