GITEC Wissens-Archiv

Der Röhren-Modulverstärker

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Diesem Beitrag liegt ein Manuskript von Bernd Meiser zugrunde, das bei „Gitarre & Bass“ zur
Veröffentlichung eingereicht und das abgelehnt wurde.

Hier ein kleiner Ausschnitt von den experimentellen Röhrenamp-Modulen – konstruiert &
gebaut von unserem GITEC-Präsidenten Prof. Dr.-Ing. Manfred Zollner. Hierbei lassen sich z.B.
mittels intelligenter Umschaltung Endröhren-Paare unterschiedlichen Typs wahlweise mit
jedem der 10 installierten Ausgangsübertrager zusammenschalten. Die Trafo-Palette reicht
von knapp dimensionierten, billigen Typen bis hin zu üppigen, hochwertigen Elaboraten
renommierter Hersteller. Beim Abhören verschiedener Kombinationen stellen sich dann
häufig unverhofft verblüffende Überraschungsmomente ein. Die komplette Modul-Kollektion
(2x Netzteil / Preamp / Klangfilter / Treiber / 2x Endstufen) steht immer wieder einmal bei den
zweitägigen GITEC Sessions zum Anhören bereit.

So, ich werde nun mit der technischen (Kurz-)Beschreibung der Module starten, beginnend
mit dem sehr interessanten, mit sechs Röhren bestückten Vorverstärker ...

allgemein liegen die Bildrechte für diese Modul-Serie bei Prof. Manfred Zollner.

Vorverstärker

Die Vorstufe, die nicht weniger als sechs gleichartig aufgebaute frei anwählbare Röhren-
positionen enthält, dient vorrangig dem direkten Vergleich verschiedener Röhren mit Sockel-
Beschaltung des 12AX7-Typs. Im Bruchteil einer Sekunde lässt sich das Umschalten reali-
sieren und gewährt somit einen wirklich aussagefähigen Vergleich. Pro Röhren-Position lässt
sich der Kathoden-R in drei Stufen wählen, um verschiedene Arbeitspunkte zu generieren;
der Anoden-R ist zweistufig schaltbar. Es wurden NOS Typen, ebenso neue RoHS-konforme
billige und hochpreisige Röhren gleichen Typs der unterschiedlichsten Hersteller gegen-
einander verglichen, mit sehr interessanten & oft verblüffendem Ergebnis. Zur Anschauung
jetzt die Frequenzgang-Analyse aller 6 Vorröhren, betrieben über eine Widerstand von den
typischen 2x68kOhm parallel – typisch für Marshall oder Fender, die Stufen arbeiten in
Linear-Verstärkung (großer Kathoden-Elko)… interessant die obere Grenzfrequenz von nur
12kHz@-3dB – ein typischer Fall merklich vorhandener „Miller“ Kapazitäten ...

Schnell noch eine schöne Grafik über die Unterschiede zwischen den beiden klassischen
Marshall-Volume-Schaltungen. Beim JTM45 erkennen wir eine Höhenbetonung bei
Lautstärke-Reduktion. Beim Plexi hingegen bleiben die Höhen sehr lange auf hohem Niveau,
lediglich die Bässe lassen sich wunschgemäß reduzieren. Dadurch war der Plexi sehr tight
(auch hart) in den Bässen, Humbucker Pickups - insbesonders der Hals PU, wurden deutlich
entmatscht. Der entstehende Frequenzgang erinnert deutlich an die 60er Jahre Treble-
Booster.

Klangfilter

Weiter geht’s mit dem Tonverstärker (+ direkt angekoppelter Kathodenstufe) sowie mit den
Tonestacks ...

Im Klangfilter-Modul sind vier unabhängige Zweige verschaltet. Es wären da ein Fender-, VOX-
, Marshall- und einen Direkt-Zweig. Der Fender-Tonzweig lässt sich vom 5F6-A Bassman-Typ
zu einem Super-Reverb-AB763 „Blackface“ umschalten. Auch der Marshall lässt sich historisch
korrekt schalten, vom alten legendären JTM45 hin zu dem Plexi Super Lead #1959. Und auch
das Volume mit seinen verschiedenen Bright- und Einkoppel-Cs ist schaltbar ausgeführt.
Ebenso bei der Tonverstärker-Triode verschiedene Kathoden-Rs und Cs. Kurz, alle klassischen
Marshall-Varianten sind einstellbar. Ja, und dann noch der VOX AC30 Typ. Der Direkt-Zweig
mit einer linearen Trioden-Verstärkung schließlich sorgt dafür, dass das Signal ohne
merklichen Pegelverlust auch ohne die Anwahl eines Filters „durchgeschliffen“ werden kann.
Hier sei noch ergänzend erwähnt, dass die Tonverstärker-Triode mit direkt angekoppelten
Kathodenfolger (bei Marshall & VOX) alles andere als verzerrungsneutral arbeitet. Zur
Vertiefung dieses sehr interessanten - aber kaum beachteten Sachverhaltes sei das
Durcharbeiten meiner zu diesem Thema zweiteiligen G&B Kolumne in 7-8/2015 erwähnt.

Phaseninverter

Phaseninverter

Hier die drei im Phaseninverter-Modul verwendeten Prinzip Schaltbilder:

Bevor die Gegentakt-Endröhren angesteuert werden können, müssen dafür erst zwei
möglichst symmetrische, um 180 Grad zueinander verdrehte Signale generiert werden. Im
Laufe der Jahrzehnte entstanden verschiedene Konzepte – immer abgedruckt in den
Applikationsschriften der Röhren-Hersteller, die interessanterweise alle von Fender in seinen
Amps im Laufe der Jahre Anwendung fanden. In dem Phasen-Modul, wieder entworfen &
gebaut von Prof. Zollner, finden sich dann auch die wichtigsten Phasendreher-Konzepte
wieder. Zunächst das altertümliche „Paraphase“-Konzept, welches den Stand der Technik von
Anfang der 1950er Jahre darstellt. Das ist mäßig genau und auch noch von der Alterung der
Röhren abhängig. Dann die sog „Kathodyn“-Schaltung, sehr genau und wenig von den Röhren-
toleranzen abhängig. Der legendäre kleine 15Watt-Fender „Deluxe“ 5E3 „Tweed“, der nach
wie vor auch heute noch geschätzt ist, ist damit bestückt oder auch die früh-1970er Orange
Amps. Dann folgt das modernste Konzept, der Differenzverstärker (aka „long-tailed phase
inverter“), wie er z.B. in dem 1958 erschienenen Fender Bassman 5F6-A anzutreffen war,
ebenso in dem VOX AC30 oder den Marshall-Amps. Diese Schaltung ist im Modul gleich
zweimal vorhanden, einmal mit der 12AX7 und dann mit der 12AT7, wie z.B. in dem späteren
Fender Super Reverb AB763 „Blackface“ benutzt. Eine vollständige Aufzählung der
historischen Phase-Inverter Konzepte nebst deren technischer Beschreibung siehe im
zweibändigen Werk „Physik der E-Gitarre“ von Prof. Zollner.

Endstufen

Das 15 Watt Endstufen-Modul ist ein wahres Schlachtfeld für Tests der unterschiedlichsten
Art. Es stehen vier identisch aufgebaute Zweige zur Verfügung – 2x Gegentakt-Duette mit der
kleinen Power-Pentode EL84 (VOX AC15) sowie 2x Duette der kleinen Beam Power Tetrode
6V6GT (Fender Deluxe). Alles pro Gegentakt Röhrenzweig ist einstellbar... Kathoden-Bias,
fixed-Bias, class-A, class-AB, class-B, Schirmgitter-Rs, Eingangsgrenzfrequenzen ..., und es lässt
sich eine stattliche Anzahl der unterschiedlichsten Ausgangs Überträger - von klein & billig bis
renommiert & vermeintlich fein, mit den Röhren kombinieren. Es ergeben sich recht
beeindruckende Hörerlebnisse, die man so sicherlich nicht erwarten wird. Zur Reprodu-
zierbarkeit der Ergebnisse und Feststellung des Anodenstromes je Röhre hat das Modul eine
sehr variabel zu bedienende digitale Messeinheit integriert - sehr komfortabel. Durch das
doppelte Vorhandensein je Röhrenduett lassen sich z.B. verschiedene Arbeitspunkte bei
gleichem Röhrentyp akustisch direkt miteinander vergleichen oder aber Typen von
unterschiedlichen Herstellern. Das 15Watt-Modul ist an Test-Flexibilität nicht zu überbieten –
es lässt keine experimentellen Wünsche offen …

Um das kleine 15 Watt Endstufen-Modul praxisgerecht zu speisen, wurde ein eigenes
passendes kleines experimentelles Netzteil entworfen. Als Gleichrichter stehen umschaltbar
Si-Dioden und nicht weniger als vier Röhren-Doppelweg-Gleichrichter zur Verfügung (GZ34,
5Y3GT, 5U4GB, EZ81). Verschiedene Sieb-Möglichkeiten (div RC und LC) können gewählt
werden, um praxisgerecht das sog. „sagging“ einzustellen, um die von vielen Gitarristen
begehrte Endstufen-Kompression zu erreichen.

Das große 50 Watt Endstufen-Modul ist prinzipiell genauso gestrickt wie das kleinere 15Watt
Modul - das Konzept hat sich sehr bewährt. Lediglich die verwendeten Endröhren wurden ob
der neuen Leistungsklasse natürlich stärker gewählt. Da wären die Beam-Power Tetroden
6L6GC, KT66 & KT88 sowie die Power Pentode EL34. Auch hier wieder jede Menge (nämlich
10) Ausgangsübertrager zum Anwählen ... sogar ein mit passendem Übersetzungsverhältnis
gewählter Toroid-Netztrafo kann als Ausgangstrafo angewählt werden – mit überraschend
guter Performance! Diese Endstufe hat sage & schreibe ein Gewicht von 45kg, den vielen
Trafos geschuldet!

Hier noch schnell ein Blick unter die Haube des 50 Watt-Amps....

Blick unter die Haube des 50 Watt-Amps

Netzteil

Mit dem Netzteil, passend zum 50 Watt Modul, sind wir dann auch schnell durch. Hier sind
keine Röhren drin, Halbleiter-Gleichrichtung, Sagging einstellbar via verschieden zuschalt-
barer Hochlast-R‘s, LC-Siebung. Ausgangsspannung schaltbar 350V <=> 500V. Weiterhin
speziell gesiebte Ausgänge für die Kleinleistungs-Module wie Vorverstärker, Klangfilter,
Phaseninverter.

Damit wären wir im Schnelldurchlauf am Ende der Vorstellung dieser GITEC-Röhren-Module
angelangt. Also schnell zum Abschluss noch ein Gruppenbild - es fehlt nur das feine 15Watt
Endstufen Modul. Um nicht missverstanden zu werden: Das ist nix für’s Studio, und schon
gar nix für die Bühne – damit können aber grundlegende Erkenntnisse zur Funktion der
Module eines Gitarrenverstärkers gewonnen und Hörtests durchgeführt werden.