Dimitri’s Andromeda 300B SE versterker

Aaaah, de 300B. Hoeveel verhalen ik daar wel niet over lees. Welke buizenbouwer zijn site ik ook bekijk ik kom weer die gekke buis tegen. Vol verwondering lees ik dan de wilde verhalen over detail en focus, soundstage en nog wat van die mooie termen die ik zelf inmiddels ook gebruik maar niet kan plaatsen in dat 300B verhaal. Waarom niet? Nou ja… 

Ik heb daarom de Andromeda bedacht en gebouwd, omdat ik wil weten wat de 300B doet.

Meningen zijn als…

Ik heb met velen hierover gesproken en de mening van de afgestudeerden is dat het  geluid uit een single ended triode nooit zo zal kunnen klinken als dat van een dikke klasse AB versterker. Geen bas, geen vermogen dus ook geen dynamiek. De vervorming zal hoog zijn. Volgens velen is het een hype.

Wel een dure hype moet ik zeggen, want die buis is nog aardig aan de prijs ook. Maar goed denk ik dan bij mijzelf, het is wel een hele mooie buis om te zien. Een mooie grote fles met zeer imposante stukken metaal erin en zo een mooie keramische voet eronder. Aan de esthetische kant zal het zeker niet liggen en bovendien hebben wel heel veel mensen het erover met vrijwel allemaal dezelfde beschrijving.

Andromeda 300B SE

Tja en toen ik de Bill ging bouwen was ik ook sceptisch en achteraf dus zeer positief verrast. Kan het heus zo zijn? Is er een luisterervaring mogelijk voorbij de Bill? Joh ik verveel mij een beetje. Ik trek gewoon mijn stoute schoenen aan en ga gewoon een 300B versterker bouwen en zo is Andromeda geboren.

Jullie hebben vast al door dat ik het leuk vind om kosmische objecten te gebruiken of natuurkundige deeltjes. Andromeda is mijn grootste hoofdpijn project geworden maar ik heb er geen spijt van. Lees gauw door.

Eerst een paar eisen

Wel eerst even een paar eisen op papier gezet. Het is natuurlijk niet de bedoeling dat we eindigen met iets wat niet matcht met datgene wat ik voor ogen heb dus de eisen voor mijn project op een rijtje:

• Geen kostenbesparing mits verantwoord. Geen enkel component mag op het randje zijn en als een speakerklem daarvoor 27 euro per paar moet gaan kosten dan zij het zo.
  
  
• Kleine vormfactor. Maximaal 25x25x6 cm. Dat is wel een uitdaging gezien de hoeveelheid componenten die erin zullen gaan.
  
  
• Maximale audio kwaliteit. Hoogwaardige componenten en een ruimtelijk ontwerp waarin geen hoorbare neveneffecten zullen plaatsvinden zoals brom of oscillatie. Een zo vlak mogelijk respons hoort daar ook bij.
  
  
• Ten minste zo stil als de Protos. Dat houd in, geen brom, geen ruis. Alleen met je oor tegen de speaker aan en een gehoorapparaat in mag je iets kunnen horen.
  
  
• Het ontwerp moet goed ogen en kwaliteit uitstralen. Immers als alle spullen er goed uit zien zal het brein de muziek toch ietsje mooier maken en als het project slaagt wil ik wel een mooie buizenbak de kamer hebben sieren en niet een lelijk stuk karton de kamer doen vergallen.

Dit is voor iemand die voor het eerst een buizenversterker zou gaan bouwen een behoorlijke opgave. Maar goed, er is inmiddels ervaring en gelukkig ook wat kennis, dus het vertrouwen is er.

To DHT or not to DHT…

De direct verhitte kathode. Ja dat was nieuw voor mij. Een hele andere wereld moet ik zeggen. Er kwam ook van alles op mijn weg. Huh, vier pennen maar…. Hoe gloeit dat geval dan? Tja nog nooit heb ik twee massa’s op een draad gezien. Zeer ongebruikelijk kennelijk. Toch maar eerst maar eens inlezen dan.

Wellicht heb ik wat gaatjes in mijn elektronicakennis hier en daar. Enkele minuten later was het leed geleden. Ok de gloeispanning gaat door de kathode heen, helder. Makkelijk verhaal. Ik neem dus een zwevende tap op mijn voeding en dan maak ik daar keurig 5 volt DC van en voila de buis gloeit. Ja… dat werkt dus helaas niet zo makkelijk. Niet voor niks bestaat er zoiets als een speciale DHT gloei print maar ja ik wil zelf iets ontwikkelen.

Op onderzoek

Tijd voor uitgebreide research want na wat experimenten op de testbank werd het al gauw duidelijk dat de voltage regulator inderdaad de kathode swing stevig tegenstuurt en dan krijg je een nogal dof benauwend geluid op je eindtrap. Het heeft een aantal weken gekost maar uiteindelijk heb ik mijn eigen DHT glower ontwikkeld. Die geeft zeer strakke DC-spanning aan een kant en regelt de stroom aan de andere kant. De kathode kan dan vrij vermogen genereren en ook een voltage opbouwen indien nodig. Wel het geheel met transistoren gebouwd want FET’s deden het gewoon niet lekker in deze toepassing.

Wat moeten de puristen hier wel niet van denken. Het wordt nog beter. Om de stroom te regelen gebruik ik gewoon een opamp. De LM358 dit keer want die functioneert redelijk als je hem met alleen een positieve spanning voed. Na wat geknoei met een ampère meter en een trimmer had ik nu eindelijk de 300B aan het gloeien. 1,25 ampère strak en straks 100% bromvrij. Eindelijk, het echte werk kan nu beginnen.

Welke buis?

De UGT

De uitgangstransformator. Daarvoor ben ik weer bij Hammond uitgekomen. Ik ben werkelijk een liefhebber van het Hammond spul. Vooral omdat het altijd op voorraad is en gewoon helemaal prima werkt. Wel de goeie dit keer niet de mindere serie maar de echte Classics.

Ohw… dit gaat wat kosten maar dat geeft niet. Ik wil een goeie versterker en niet dat net niet verhaal. Dat zou echt doodzonde zijn. De Hammond 1627 SEA IT is. -1 db van 20 tot 25.000 Herz bij 30 watt RMS. Ziet er goed uit. Klikkerdeklik en er is geen weg meer terug… Nu is het alleen nog wachten tot de zwarte blokken er zijn. Na aankomst was ik even verrast door de grootte van die blokken. Loodzwaar en gigantisch zeg. Duidelijk over gedimensioneerd. Dit belooft wel wat.

In vergelijking tot de goedkopere transformatoren, die ik voor de kleinere projecten gebruik, zijn de Hammond UGT’s van de Classic series echt monsters. 10 kilogram per stuk. Allemachtig zeg… Hier zal het in ieder geval niet aan gaan liggen. De UGT’s van Bill zijn uit dezelfde serie en daar is qua geluid niets op aan te merken. Gelukkig wist ik van tevoren al hoe groot ze zouden zijn dus op het ontwerp hoefde ik niet veel aan te passen.

Fixed bias

Een eigen ontwerp betekent zelf iets verzinnen. Daar valt echter weinig aan te verknoeien bij een 300B buis. Maar de veel gebruikte dikke kathodeweerstand bevalt mij gewoon niet. En dan moet er nog zo een bypass-elco overheen. Nee dit gaat problemen geven. Ik zal niet zeggen dat het op de kathode bias manier per se slecht zou klinken, zeker niet. Ik lees alleen een hoop verhalen over de bypass-elco op de kathode en dat ligt mij niet lekker. Bovendien is het bij SET al heel lastig om een goeie diepe response op de bas te krijgen. Dat hoeft in principe niet, maar waarom zou ik de kans om een stukje extra power te krijgen laten liggen.

NRS

Dus we gaan gewoon lekker NRS (Negatieve Rooster Spanning) aanbieden. Oftewel de buis in toom houden met negatieve spanning. Kost weinig moeite om te bouwen en de prestaties zullen in de lagere tonen er flink op vooruit gaan en dat klinkt leuk. Wel nog even een goed meetpunt plaatsen zodat ik de gewenste ruststroom door de buis gemakkelijk kan afregelen zonder teveel geknoei.

Ja eerlijk is eerlijk de NRS print heb ik van Bill gejat en aangepast op een ander voltage bereik. We gaan natuurlijk het wiel niet opnieuw uitvinden. Ik merkte achteraf dat ik de beveiliging van Bill niet had mee gejat. Beetje onhandig maar ik ga ervan uit dat de trimpots van 4 euro per stuk niet zo snel zullen falen.

Beter goed gejat dan slecht verzonnen

Ja ik wou origineel zijn dus ik dacht aan een constant current source voor de voortrap. Zo krijg je een voortrap met ongekende lineariteit en een ruime keuze aan buizen die bruikbaar zijn. De IXYCS450M. Een chip die 40 watt bij 450 volt kan leveren. Even instellen met een weerstandje en voilà en ik heb de juiste ruststroom bij 400 volt voor mijn voorbuizen. Na wat gereken en geteken zou dit perfect moeten gaan met een ECC82 maar ja die klinkt me te glazig. Mooie buis hoor, mooi geluid maar ik hou meer van een zijdeklank.

6SN7, ECC99, 6SL7…

De 6SN7, ECC99, 6SL7 of een Russische variant daarop. Waarom nou altijd van die standaard productie buizen zou je denken. Ik heb daar zo mijn redenen voor. Ik wil over 30 jaar nog wel aan buizen kunnen komen en dat gaat eenvoudiger als je een buistype kiest dat ongeveer in ieder apparaat heeft gezeten sinds het bestaan van buizenelektronica.

Na wat gereken heb ik toch een versterking van iets als 70 mu nodig. Daar is de 6SL7 heel geschikt voor. Tungsol, bijvoorbeeld, maakt deze nog. Ik hoop er een net zo mooi zijdeachtig geluid eruit te kunnen persen als uit de 6SN7. Maar…. de Constant Current Source werkt niet. Defect? Niemand die het weet maar hij doet het niet. Weg mooi plan.

Cascade

Voldoende versterking

Na wat luistertests op de testbank dacht mijn gehoor er ook zo over. Die extra vervorming door het wegvallen van de lokale tegenkoppeling op de kathode weerstand maakt het geheel allemaal veel te wollig en dof. Ik hou van hele heldere en zuivere klanken dus weg met die bypass cap. Op de scope zie ik nog voldoende versterking. Wel net aan hoor. Voor LP’s heb ik dus toch nog een kleine extra voorversterker nodig. Ach, die bouw ik een andere keer wel.

Voeding

Rustig nou...

Gefaseerd

Achteraf had ik dat gefaseerd inschakelen nog veel beter kunnen uitvoeren. Gefaseerd in en uitschakelen was nog beter geweest. Ik had zelfs met de Arduino de kathodestromen kunnen meten om direct de B+ spanning af te kunnen schakelen mocht de NRS om een de een of andere reden wegvallen. Door op nog meer plekken te meten zou zelfs een foutcode kunnen worden gerealiseerd. Beetje overdreven? Zoals het nu is geloof ik het eigenlijk ook wel.

Uiteraard gaan we de voortrap weer strikt DC gloeien. Zo houden wij meneer 50 en 100 Hz ver bij de speakers vandaan. Omdat de voorbuizen indirect verhitte types zijn is een LM7806 al helemaal prima. Op de scope is bij volledige belasting wel een rimpel in de gloeispanning te zien maar die komt gelukkig niet terug op de anode. De rimpel is dus te klein om capacitief terug te koppelen in de buis.

Voedingstransformator

De transformator heb ik bij Amplimo laten wikkelen. Wat een service. Ik maak het niet vaak meer mee dat je iemand aan de lijn krijgt die niet alleen vriendelijk en behulpzaam is maar ook weet waar je het over hebt. Geen doorverbinden of onzinverhalen. Nee direct iemand aan de lijn met verstand van trafo’s. De kosten waren zo laag dat ik van mijn stoel viel toen ik de offerte zag. Geweldig.

Buiten de deur

Het ontwerp

Compact klein en plat. 20 x 21 x 6 cm is het kasje. Daarmee staan de buizen wel een beetje dicht op elkaar, maar niet te. De warmte moet nog wel ergens heen kunnen. Eigenlijk is het weer hetzelfde ontwerp als alle vorige keren, maar nu wel met een verbetering in het spuitwerk. Tegenwoordig coat ik het MDF met een laagje polyesterhars. Daarna schuur ik het met een fijne schuurmuis en dan pas gaat de grondverf erop. De foto’s liegen niet. Het resultaat is verbluffend.

De afvlakelco’s heb ik dit keer met O-ringen op het chassis geplaatst. Een trucje die ik al een keer eerder heb gebruikt. Daarmee wordt enorm veel ruimte bespaard op en in het chassis. Als de elco’s ooit los moeten zijn ze makkelijk uit te bouwen. Ziet er nog fraai uit ook met dat paarse kraagje.

En dan nog even meten...

Eerst kijken of alles goed schakelt en gloeit. Dat wel, maar er zijn wat probleempjes hier en daar. Door het inschakelen ontstaan er korte spijkers (inschakelpiekjes) en dat vindt onze Arduino niet helemaal leuk. Even een condensatortje hier en een weerstandje daar. Nu is het geheel stabiel. Tijd om de anode spanning erop te zetten. Ouch… er is een stevige doorslag naar de bodem.

Foutje, bedankt!

Het blijkt een ontwerpfoutje. Dat wordt opgelost met het aanbrengen van extra isolatie en het opnieuw te proberen. De scope zegt: “Dat ziet er goed uit jonge”. En inderdaad nergens een rimpel of een rare oscillatie te zien. Het geheel lijkt helemaal goed te werken. Alleen zijn de voltages zijn iets lager dan ik had beoogd. Maar goed, dan ga ik van 16,5 watt RMS naar 14 watt (wel erg optimistisch Dimitri! (ed.). Prima dan. We gaan deze bak maar eens aan de luidsprekers hangen en luisteren wat er gebeurt.

Inschakelen maar...

Ik vind het inschakel geluid wel heel leuk. Een heel lief zacht brommetje zodra de 300B’s beginnen te gloeien die meteen weer ruimte maakt voor stilte. Hemelse stilte. Geen ruis, geen brom. Niets… Let op, die luidsprekers zijn 94 dB /W en daar hoor je niets. Ik weet dat het geheel al werkt want met de eerdere ervaringen heb ik eerst even op de scope gekeken of alles wel werkt. Goed, daar gaat ie dan. Het moment van de waarheid was dan aangebroken en met een kloppend hart ging er een stukje muziek in de speler.

En er was geluid

Of wellicht beter gezegd muziek. Hoe ga ik dit beschrijven. Het eerste wat mij opvalt is uiteraard het gebrek aan vermogen. De zaal is veel kleiner om het zo te zeggen en dat is op alle fronten te horen. Kleine zaaltjes daar passen geen orkesten in. Maar daar hebben wij Bill voor. In kleine ruimtes stop je kleine bands of duetten of misschien wel een zanger/zangeres. Daar heb ik wel het nodige van in de kast staan. La Cygnyne van Saint-Seans, een duet met piano en cello. 

Adem

Wat een bizar geluid! De muziek ademt gewoon. Mijn haren gingen helemaal overeind staan toen de cello begon te spelen. Ja, er is minder diepte en er is een kleine stage, maar ook zo een enorme focus op het geluid. De muzikant staat voor je neus te spelen met de passie zoals die het had bedoeld.

Het is allemaal zo subtiel en tussen de noten in is er een diepe stilte. De dynamiek is zo krachtig op dat kleine vermogen. En hij kan zo laag, dat had ik van een Single Ended versterker helemaal niet verwacht. Er is een hoeveelheid onbeschrijfbare detail te horen en als je het geval hard zet blijft het geluid als zijde aan je oren strelen.

Tijd voor wat andere nummers

Bij de zangeressen hoor je niet meer dat vieze hoge geluid erdoorheen. Ik denk dat het overgangsvervorming is want ik hoor dat op alle klasse AB-versterkers, hoe goed ze ook zijn. De stemmen zijn natuurgetrouw en realistisch. Bij violen hoor ik het hout van de klankkast helemaal mee gaan. Dat hoorde ik bij Bill ook wel maar niet zo duidelijk.

Ik hoef voor de details gewoon niet meer mijn best te doen om ze te horen. Elke ademhaling, ieder tikje is hoorbaar. Piano klinkt hetzelfde als op Bill versterker, met een kleine maar. Iedere piano opname is licht vervormt door de compressie die ze moeten gebruiken. Die vervorming wordt op een bijzonder manier verdoezeld of in ieder geval onhoorbaar gemaakt. Mooie bonus. Harp is helemaal het toppunt. De lagen snaren klinken zo mooi rond. En je hoort het hout van de harp meetrillen. Dit is helemaal gestoord!

Luisterpanel

Misschien ben ik te hypet. Ik vind die buizen er zo mooi uitzien dat mijn brein er zelf iets van maakt. Dus tijd om de nodige sceptici uit te nodigen en ze uiteraard even negatief te beïnvloeden door erbij te vertellen dat deze versterker maar een beetje slappe hap is (“ja blablabla triodes, geen dynamiek, problemen, capacitantie, weinig vermogen slechts 14 watt per kanaal blablabla”).

Ze waren niet overtuigd, althans niet van mijn verhaal, wel die van de stem van de zangeres. De conclusie was unaniem en iemand durfde zelfs te mompelen dat de almachtige Bill deze focus niet haalt. Tja het is wel zo maar Bill kan orkesten in grote zalen aan en dat kan deze jongen niet. Het is gewoon een nieuwe luisterervaring voor deze stijlen van muziek. Beter dan Bill? Nee, en ook niet slechter. Het is een nieuwe dimensie een andere beleving van de muziek. Als je in een grote zaal wilt zitten pak je Bill en als je in een huiskamer wilt zitten met een bandje dan pak je Andromeda. Dat is eigenlijk wel een beetje hoe ik het zelf ervaar.

Conclusie

De 300B is geen hype. Het beschreven geluid is echt. Met gerust hart mag ik stellen dat ik nu twee versterkers heb waar ik nog lang veel luisterplezier van zal gaan hebben. Als je van Jazz, blues, duetten of zang houdt is dit wel een serieuze aanrader. Het is voor mij nu ook wel duidelijk waarom je bij veel geluidsliefhebbers vaak meerdere versterkers in de kast ziet staan. Volgende keer weer een klein projectje, iets heel kleins, liefs en leuks, omdat het kan. Maar voor nu even stevig genieten van wat platen. Omdat het kan!