Crescendo 3

Der dritte Monoverstärker im vollständigen Selbstbau. Er basiert auf der Vorlage des Crescendo 2. Dieser neue Verstärker wurde aber in vielen Details nochmals verbessert! Er basiert ebenfalls auf einer durchgehend symmetrischen Schaltungstechnik. Die Endstufen wurden in zwei Ausbaustufen aufgebaut. In den oberen Bildern ist noch die erste Ausbaustufe zu sehen. Später ist dann eine noch einmal verbesserte Stufe gefolgt. Diese war zwar nicht mehr so dramatisch, wie die erste Stufe. Hier wurde mehr auf die kosmetische Seite geachtet und die Anschlüsse noch einmal ausgetauscht.

Links ist die eher schlichte Frontansicht des Bolidenpaares nach der zweiten Ausbaustufe zu sehen. Und rechts das Ganze in der imposanten Rückansicht. Dort sind dann auch die neueren Anschlüsse zu sehen. Der audiotechnische Teil des Crescendo 3 ist insgesamt zwar mit dem Vorgänger Crescendo 2 vergleichbar, jedoch sind im Steuer- und Kontrollbereich einige Änderungen zum Einsatz gekommen. Auch im Netzteil ist eine Verbesserung vorgenommen werden. Der gesamte mechanische Aufbau ist komplett verändert worden, um die neuen und zusätzlichen Elemente mit aufnehmen zu können.

Der Leistungsteil arbeitet mit 4 Power-MOSFET's, von denen jeder einzelne eine Verlustleistung von 100 Watt verträgt. Alle eingesetzten Bauteile sind unter streng definierten Bedingungen ausgewählt und verarbeitet. Der Treiberteil arbeitet mit Videoleistungstransistoren, die für eine extreme Schnelligkeit des Verstärkers verantwortlich sind. Der Ausgang der Endstufe ist mit einer DC-Schutzschaltung versehen, die bei Gleichspannungen von mehr als + oder - 1,2 V den Lautsprecher sofort von der Endstufe trennt um Schäden am Lautsprecher zu vermeiden. Im Fehlerfall wird dies durch eine LED angezeigt. Diese DC-Schutzschaltung greift in keiner Weise in das Audiosignal ein!

Außerdem wird der Ausgang jetzt durch eine zweistufige Clippingkontrolle überwacht. Diese Schaltung zeigt eine Übersteuerung der Endstufe sofort über zwei extrahelle LED's an. Die beiden LED's leuchten jeweils bei Erreichen der -3dB und 0 dB Marke auf. Die -3dB Marke wird angezeigt, wenn der Verstärker exakt die Hälfte seiner Ausgangsleistung erreicht hat. Bei einem Verstärker von z.B. 100W leuchtet die LED schon bei 50W. Wird die tatsächliche Ausgangsleistungsgrenze erreicht, also 0dB, leuchtet die zweite LED. Dies ist dann auch schon der Anfangspunkt des Clipping's.

Clipping ist die Bezeichnung dafür, das Verstärker bei zu großer Eingangsspannung und fester Verstärkung eine Ausgangsspannung abgeben sollen, die größer ist, als die eigene interne Betriebsspannung. Das Ergebnis dabei ist ein Clippen des Ausgangssignals. Dies ist gefährlich für Lautsprecher und die können dadurch zerstört werden. 

HINWEIS:
Diese Situation kommt übrigens bei JEDEM teuren oder billigen Verstärker vor, auch wenn einige Hersteller behaupten, dieses Problem mit "Softclipping" zu umgehen. Das aber stimmt so nicht! JEDER Endverstärker hat eine "endliche" Versorgungsspannung und diese stellt auch die Grenze der Aussteuerbarkeit dar! Da hilft dann auch kein Softclipping mehr, so schön das Wort auch klingt. Abgesehen davon, das dieser Eingriff in das Signal auch in jedem Fall eine Verfälschung des Originals mit sich bringt. Ich selbst halte von solchen Tricks gar nichts! Lieber etwas mehr Power und die Situation bleibt weiter weg, oder gar nicht erst so weit "aufdrehen".

Die Endstufe wird von einer so genannten primären Einschaltverzögerung (Bild links) "sanft" eingeschaltet, damit nicht bei jedem Einschalten die Haussicherung herausfliegt. Der Grund dafür liegt im Hauptnetzteil, das mit einem 500 Watt starken Ringkerntrafo (Bild rechts) und den nachfolgenden hochkapazitiven Ladeelko's ausgestattet ist. Ein Ringkerntrafo hat die nachteilige Eigenschaft einen sehr niedrigen Innenwiderstand zu besitzen und der sorgt für einen entsprechend hohen Einschaltstrom! Aber eben dieser niedrige Innenwiderstand bietet auch den Vorteil, dass im Inneren des Trafos die Verluste kleiner werden (was man gerne in Kauf nimmt, weil damit der Dämpfungsfaktor verbessert wird). Die Ladeelko's tun ein Übriges zum hohen Einschaltstrom.

Auf den früheren Countdownzähler wurde komplett verzichtet. Die 0-Anzeige wurde durch eine LED ersetzt und zeigt einen fehlerfreien Betrieb an. Dafür wurde aber der Powerschalter durch satte Relais verstärkt. Der Grund liegt in den jetzt erheblich größeren Ladeelko's, die für den Schalter einen zu großen Einschaltstrom produzieren, so das der über kurz oder lang verbrennen würde. Die Relais übernehmen jetzt die Schaltarbeit im Leistungsbereich.

Eine neu erstellte Elektronik (linkes Bild) mit neuem Platinenlayout (man beachte die Packungsdichte) sorgt jetzt für die Einschaltverzögerung. Für die ersten drei  Sekunden liegt der mächtige Ringkerntrafo nach einem in Reihe geschalteten Lastwiderstand nur an etwa der Hälfte der Netzspannung. Diese Maßnahme sorgt dafür, das sich die Einschalt-Stromspitze auf ein verträgliches Maß begrenzen lässt. Nach ca. 3 Sekunden wird der Ringkerntrafo dann auf die volle Spannung von 230 V~ gelegt. Jetzt werden die Elko's erst so richtig aufgeladen.

So ganz nebenbei befindet sich auf der Kontroll-Elektronik-Platine auch noch die oben angesprochene DC-Kontrolle und eine sehr effektive Clippingkontrolle. Das Ganze geht natürlich nicht mehr ohne ein kleines, aber wichtiges Nebennetzteil (rechtes Bild), welches die Kontroll-Elektronik, die Anzeigen und auch das Lautsprecherausgangsrelais versorgt. Die Primärverzögerung und alle Schutzschaltungen werden von diesem Nebennetzteil versorgt.

Das Hauptnetzteil wurde gegenüber dem Crescendo 2 mit einem erheblich erweiterten Elko-Drossel-Elko Netzwerk ausgestattet. Nach dem Gleichrichter folgt zunächst ein Elko mit 10000 µF, gefolgt von einer Drossel mit 2 x 6,8mH. Jetzt kommt eine Kombination mit Elko's von 20000µF. Übrigens habe ich, ganz versteckt, einige 47nF MKH Kondensatoren parallel zu den "dicken" Elko's geschaltet. Diese sollen evt. eingestrahlte HF wirkungsvoll unterdrücken. Diese MKH's sind vor und nach der Drossel eingesetzt. Damit die dicken Elko's auf der Platine auch einen festen Sitz haben, sind sie mit Heißkleber auf der Platine zusätzlich fixiert.

Zusätzlich zu den ohnehin schon reichlichen Elko's habe ich noch mal 10000µF eingesetzt, damit eine weitere Stabilisierung, auch bei hohen Lasten gewährleistet ist. Direkt auf der Endstufen-Platine befindet sich dann noch einmal ein Elko mit 820µF, der vor Ort für eine weitere Stabilisierung sorgt. Alle Angaben über Elko's und Drosseln verstehen sich pro Spannung und Kanal. Dies hat in zweierlei Hinsicht Vorteile:

1. Der im Leerlauf bestehende Restbrumm, bedingt durch einen großen Ruhestrom wurde so stark reduziert, das er faktisch nicht mehr hörbar ist (auch nicht bei Boxen mit hohem Wirkungsgrad).

2. Als angenehmer Nebeneffekt wurde damit die Betriebsspannung noch mal stabilisiert. Dadurch ist die Ausgangsleistung noch einmal ein wenig angestiegen. Dies macht sich besonders an niederohmigen Lasten bemerkbar. Vergleichen Sie mal die Leistungen der Vorgänger- und dieser Endstufe.

Der Verstärker arbeitet mit einem so hohen Ruhestrom, dass dadurch ein "Klasse A" Betrieb bis zu 10 Watt realisiert wurde. Die damit verbundene höhere Betriebstemperatur erfordert natürlich eine gute Wärmeabfuhr, die aber schon beim Vorgänger durch einen reichlich dimensionierten Kühlkörper realisiert wurde! 

Der Eingang ist in einer 18 Karat vergoldeten, von guter Qualität stammenden  und isoliert montierten Cinchbuchse ausgeführt, während der Ausgang mit 18 Karat vergoldeten, isoliert montierten Polklemmen für bis zu 10mm² starke Kabel vorgesehen ist. Im Bild links ist noch die erste Ausbaustufe zu sehen. Rechts im Bild ist die neue Version zu sehen. Hier ist der Isolatorblock deutlich stabiler und sicherer.

Dieser Monoendverstärker arbeitet mit einer absolut symmetrischen Schaltungstechnik. Der Vorteil dieser Schaltungstechnik ist der äußerst homogene und räumliche Klang, den der Verstärker hier an den Tag legt. Selbst bei hohen Leistungen kommt diese Endstufe nicht aus der Ruhe. Sie klingt auch dann noch nicht gepresst. Das ist sicher auch auf das vernünftig dimensionierte, wie oben beschriebene, nochmals verbesserte Netzteil zurückzuführen. Aber auch direkt auf der Verstärkerplatine wurde noch einmal einiges verändert, um kürzere Signalwege zu erreichen. Auch die Vorort-Elko's wurden von 100µF auf 820µF verstärkt.

Wie in den Bildern auch gut zu sehen ist, habe ich die ursprünglichen Zement-Lastwiderstände aus dem ersten Crescendo gegen ein Batterie Kohlewiderstände ausgetauscht. Es sind 5 x 1R/1W parallel geschaltet. 

Nun wird sich der Eine oder Andere Fachmann sagen: Kohlewiderstände haben aber doch eine eigene Induktivität und kommen damit Spulen nahe. Diese kommen aber dem Signal nicht gerade entgegen. Damit haben sie grundsätzlich recht.

Dem kann ich aber beruhigend entgegen treten. Erstens sind die Induktivitäten sehr klein und zweitens ist durch die Parallelschaltung der "Spuleneinzelwerte" die Gesamtinduktivität noch mal auf ein fünftel geschrumpft! Damit sind die Induktivitäten vernachlässigbar klein. Also ist das kein Problem. Die jenigen, die jetzt denken, da gibt es doch schon fertige induktionsarme Lastwiderstände, bekommen auch hier wiederum recht von mir, aber das Platinenlayout war darauf noch nicht ausgelegt! So habe ich eben diesen kleinen Kunstgriff angewendet, der einen sehr ähnlichen Effekt hat.

Die Verdrahtung der Stromversorgung der Endstufe ist mit 2,5mm² ausgeführt, was bei Betrachtung der Verluste auf den kurzen Wegen innerhalb der Endstufe absolut ausreicht.

Zum Vergleich: In den Hausleitungen mit 230 V~ an den herkömmlichen Steckdosen liegt auch nur ein Querschnitt von 1,5 mm², und der reicht bekanntlich bis zu 3600 Watt oder 16 A in der Absicherung des Steckdosenkreises. Und hier werden oft weit längere Strecken ohne Probleme überwunden. Zugegeben, wenn hier mal ein paar Volt von 230 Volt fehlen ist das nicht so kritisch.

Dagegen ist die Leitung zwischen der Cinch-Eingangsbuchse und dem Verstärkereingang auf der Platine mit "4 x 0,75mm²" ausgelegt (siehe dickes blaues Kabel im Bild). Der Grund ist hier aber nicht der hohe Strom (der sowieso nicht vorhanden ist), sondern die symmetrische, in Kreuzungsform angeordnete Lage der abgeschirmten Innenleiter. Diese Anordnung sorgt für ein hervorragendes und aufgeräumtes Klangbild mit zusätzlicher Räumlichkeit. Auch der Skineffekt wird hier positiv unterstützt.

Die Lautsprecherleitung zwischen Platine und ist wiederum mit 4mm² verlegt, auch wenn hier der Weg kurz ist. Hier kam es mir wiederum auf die Unterstützung des Skineffektes an, der an anderer Stelle dieser Site ausführlich beschrieben ist.

An dieser Stelle möchte ich auch noch ein paar Worte zum Gehäuse sagen. Es ist nicht unbedingt wichtig, welche Gehäuseform oder Art eingesetzt wird. Entscheidend ist nur, das es gut und ausreichend gegen elektromagnetische Störfelder von außen abschirmt. Gegen Schwingungen von außen habe ich das gesamte Gehäuse nun auf Gummifüßen mit einer dicken Filzunterlage gelagert. Die Kombination der beiden verschiedenen Materialien hat prima dämpfende Eigenschaften, da die, wenn dennoch vorhandenen Resonanzen, sich wegen der unterschiedlichen Materialien gegenseitig auslöschen.

Im Brückenbetrieb mit zwei identischen Endstufen ereicht das Verstärkerpaar die gewaltige Ausgangsleistung von 800 W Sinus an 8 Ohm (statische Last). Der 4-Ohm-Betrieb ist damit allerdings nicht mehr zu empfehlen. Es würden dann aber dennoch fast 1000W an 4 Ohm erreicht, jedoch spricht bei dieser Leistung auch schon die Schutzschaltung an, was wiederum der Betriebssicherheit zugute kommt. Aus diesem Grunde empfehle ich keinen Brückenbetrieb an 4 Ohm!

Die Endstufe arbeitet in Klasse A mit einer Ausgangsleistung bis 10 W Sinus an 8 Ohm (statische Last), über 10 Watt wechselt die Betriebsart nach Klasse A-B / B. In punkto Ausgangsleistung hat sich sich nicht all zuviel gegenüber den Vorgängern getan. Die Trafospannung hat sich ja auch nicht verändert. Die technischen Daten haben sich im Dämpfungsfaktor aber schon verbessert.

Technische Daten

Anmerkung: Der Ursprung dieses Verstärkers liegt in einer älteren aber immer noch sehr guten Schaltungstechnik aus dem ELEKTOR-LABOR in Aachen.

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