Selbstbau-Verstärker

Alles was kleiner ist als gleich ein ganzes Heimkino ;)
Antworten
Benutzeravatar
Herm
Beiträge: 355
Registriert: Donnerstag 28. Juni 2012, 20:24
Wohnort: Moosinning

Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Herm » Mittwoch 12. Oktober 2016, 20:34

Wir bauen uns eine eigene Enstufe
Amp_Eyes.jpg
Hallo liebe Freunde der leichten Unterhaltung,

beim letzten Stammtisch habe ich mit einigen Heimkino-Verrückten gesprochen über meine DIY-Verstärker, warum ich diese selbt gebaut habe, wie ich die denn gebaut habe, was man dazu benötigt, etc.
Hier also ein paar Informationen dazu.

Warum macht man sowas?
Ich hatte mir eine Vor-/Endstufen Kombination gewünscht und hatte mir bereits bei einigen Foren-Mitgliedern ihr System anhören können. Für meine Kino-Baustelle war somit klar, dass ich nicht nur eine gute Vorstufe benötige (ich hab' mich für eine Lexicon MC-8 entschieden, die ich auf eBay günstig erwerben konnte), sondern auch in Vorstufen investieren muß. Ich habe zu der Zeit schon meine Surround-Arrays an der Wand und somit pro Kanal insgesamt 12 Chassis die mit Strom versorgt werden mussten. Für ein 7.x System hätte ich daher eine 7-Kanal Endstufe mit guter Leistung benötigt.
Getreu dem Motto "Selbst ist der Mann" hab' ich mich aber auch in das Thema Verstärker eingelesen und war hin- und hergerissen vom Thema mir auch meine Endstufen selbst zu bauen - zumal man für einfache Verstärker wirklich nur ein paar Bauteile benötigt. Nach mehreren Wochen überlegen hab' ich mich dann entschlossen das Ganze einfach auszuprobieren und hab' mir die notwendigen Teile bestellt. Wenn's nicht geklappt hätte, dann wäre ich einfach um ein paar Erfahrungen reicher gewesen.
Allerdings - ich war ungemein positiv überrascht. Mein Selbstbau Verstärker hat pro Kanal 68W und ist genug laut um damit meine Fronts und Surrounds zu befeuern. Vom Klang kann man keinen Unterschied zu einem gekauften Verstärker erkennen. Das kleine Ding hat genügend Stabilität und Dynamik um wirklich konstant Leistung abgeben zu können.

Welche Bausätze sind denn zu empfehlen?
Ich hab' mir einen Gainclone ausgesucht. Der Verstärker an sich ist lediglich ein kleiner Chip von Texas Instruments mit der Bezeichnung LM3886 und braucht nur ein paar Teile um an ein Netzteil angeschlossen zu werden. Den Schaltplan findet man oft im Netz, aber ich habe mich letztlich für diese Bauanleitung entschieden: http://dogbreath.de/Chipamps/GainCardCo ... dCopy.html.
Tipps & Tricks für den Aufbau hab' ich mir von dieser Seite geholt: http://www.decdun.me.uk/gaincloneFAQ.html#gcfaq3

Der Gainclone ist sicherlich ein sehr "einfacher" Verstärker mit "nur" 68W pro Kanal. Falls man ein wenig mehr haben möchte - eine sehr große Community schwört auf den Selbstbau eines SymAsym Verstärkers http://www.lf-pro.net/mbittner/Sym5_Web ... asym5.html. Um sich einen SymAsym aufzubauen, muss man aber deutlich mehr in ein stabiles Netzteil (Power Supply Unit = PSU) investieren, als dies beim Gainclone der Fall ist, und man benötigt dann schon eine geätzte Platine. Mit ca. 100€ für die Teile ist der SymAsym aber durchaus eine vermeindlich bessere Wahl als der einfache Gainclone.

Wie ist denn ein Verstärker aufgebaut?
Ich will hier nicht zu wissenschaftlich werden. Im Prinzip hat jeder Verstärker zwei Hauptkomponenten: Das Netzteil und den eigentlichen Verstärker.
Das Netzteil besteht (in meinem Fall) aus einem Ringkern-Trafo, der die Netzspannung (also eine Wechselspannung) in eine niedrigere Wechselspannung transformiert. Für den Gainclone braucht man hier eine Spannung von (wenn ich mich recht erinnere) ca. +20V und -20V. Ihr habt richtig gelesen - man braucht eine positive Spannung und eine negative Spannung. Um die negative Spannung zu erzeugen, benötigt man einen Trafo mit "Mittelabgriff", bzw. zwei Wickelungen. D.h. das Null-Potential ist in der Mitte der Trafo-Spule und wird als Leitung rausgeführt. Hier ist das eigentlich ganz gut dargestellt: https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 207222.htm.
Als Trafo findet man typischerweise im HiFi Bereich Ringkern-Transformatoren. Ich hab' aber auch schon "normale" Trafos gesehen, die verbaut wurden.


Nachdem man die Wechselspannung(en) von +/-20V erzeugt hat, muss aber noch eine Gleichspannung erzeugt werden. Dazu dient eine sogenannte Gräz-Brücke http://www.elektronik-kompendium.de/sit ... 807181.htm- im Volksmund auch "Gleichrichter" genannt. Nach der Gleichrichtung hat man dann zwar eine Gleichrichtung, aber noch keine Gleichspannung. Dazu muss die Spannung noch geglättet werden. Dies geschieht durch Kondensatoren, die (falls die Spannung abfällt) Energie abgeben und sich beim anliegen einer Spannung mit Energie aufladen. Also so ähnlich wie eine "Batterie" (die Elektriker unter Euch mögen mir den Vergleich verzeihen). Je größer (und damit leider auch teurer) die Kondensatoren, desto gleichmäßiger ist die Gleichspannung und - die Energiereserven des Verstärkers. D.h. der Verstärker bricht nicht so schnell ein, wenn kurzfristig beim Tonsignal eine hohe Verstärkung gefordert wird. (Wenn ich meine Verstärker vom Netz-Strom trenne, dann haben die Kondensatoren genug Energie gespeichert, dass ich ca. 2 Sekunden weiter Musik hören kann!).

Also zusammengefasst: Transformation der Netzspannung durch Trafo - Gleichrichtung - Glättung.

Der Verstärker an sich ist dann lediglich ein "Operationsverstärker" - also ein einfacher "Chip" - der das Eingangssignal verstärkt.

Was braucht man denn um einen Verstärker zu bauen?

Ich habe mir damals die meisten Bauteile bei Reichelt bestellt. Hier die Stückliste meiner Bestellung für einen Stereo-Verstärker (sorry for die krypischen Bezeichnungen, aber so war es dann in meiner Mail):

1/4W 22K 100
1W 220 10
7W AXIAL 4,7 1
CBP 2 2
DA 30MM 8
GLIMMER TOP 3 20
IB 2 10
KATALOG 1
KES 2SI 2
K-FLINK 1,6A 10
K-TRÄGE 1,6A 10
KUPFER 0,6MM 1
LM 3886 T 3
METALL 10,0K 100
METALL 680 100
MKS-4 100N 20
ML 209-5 1
MUR 860 8
PL 137000 4
PZ K 1
RK11K112-LOG10K 2
RKT 8018 2
SI 6018 1
WIPPE 1802.1108 2

Auftragswert = 101.34 Euro

Widerstände und "Kleinzeug" kauft man immer in 100 Packungen - ich glaub' darunter wird gar nichts verschickt. Die Stütz-/Glättungskondensatoren sind beim Gainclone relativ klein (2200uF wenn ich mich recht erinnere) und ich hab' diese bei eBay bestellt. Bitte bedenkt, dass ihr hier für einen Stereo-Verstärker (oder 2 Kanäle) 4 Stück benötigt.

Was ihr zudem noch benötigt ist:
Ein Lötkolben (logischerweise)
Einen Seitenschneider
Meine Empfehlung: Einen Satz Streifenrasterplatinen. Den Chip frei verdrahtet zu verlöten geht zwar, ist aber schon ein ziemliches Gefummel. Lieber die Bauteile auf einem kleinen Stück Loch- oder Streifenplatine aufstecken und dort festlöten. Weiterhin muss man auch die Gleichrichterplatine aufbauen, das geht ganz gut auf Streifenplatine.
Einige Platinenklemmen (für die Anschlüsse des Trafos an den Gleichrichter).
und - ganz wichtig - einen Kühlkörper für den eigentlichen Verstärker-Chip.
Weiterhin:
XLR-Buchsen oder wahlweise Chinch-Buchsen.
Wärmeleitpaste (dünn an die Rückseite der Verstärkerchips schmieren und dann die Isolationsfolie aufkleben bevor diese auf den Kühlkörper montiert werden).

Die teuersten Bauteile in dem Set sind: Der Kühlkörper (ich hab' einen großen Kühlkörper bei Pollin bestellt für ca. 5€ das Stück), die Glättungskondensatoren und die Ringkerntrafos.


Wie sieht das ganze dann aus, wenn man es verlötet hat?
68Watt_Kanal.jpg
So sah' mein erster Versuch aus bevor ich den Chip auf einen Kühlkörper geschraubt hatte. Im nachhinein hab' ich alle anderen Chips auf eine kleine Lochraster-Platine verbaut, da es schon ein ziemliches Gefummel ist bis der Chip auf dem Kühlkörper angeschlossen ist und alle Kabel angelötet sind.

Den kompletten "Kabelverhau" sieht man hier:
First_Amp_Check.jpg
Noch ein paar Tipps
  • Beim Kauf des Trafos darauf achten, dass die Gleichspannung, die man nach der Gleichrichtung erhält um den Faktor 1,4 höher ist als der Wert der Wechselspannung auf dem Trafo. Also z.B. ein 16V Trafo liefert nach einer Gleichrichtung eine Spannung von 16*1,4V=22,4V
  • Die Sicherungen nicht vergessen. Eine Sicherung direkt nach der Stromzufuhr vom Netz, zwei weitere nach der Gleichrichtung (eine für den + Strang, die andere für den - Strang).
  • Die Masse (also das Null-Potential) auf einem Punkt zusammenführen. Ansonsten besteht die Gefahr des Rauschens.
  • Lest Euch die Bauanleitung durch bevor ihr loslegt - die beiden Links die ich beigefügt habe enthalten viele Nützliche Tipps
  • Vorsicht beim Betrieb mit Netzspannung. Bei Arbeiten am Verstärker immer das Netzkabel ziehen und WARTEN. Die Glättungskondensatoren halten die Energie ziemlich lange!
  • Die LM3886 Chips müssen mit Isolation an den Kühlkörper geschraubt werden. Ansonsten besteht die Gefahr von Kurzschlüssen. Wichtig: Auch die Schrauben müssen isoliert sein.
Und was wenn ich mehr Leistung brauche? Z.B. Subwoofer
Nachdem ich ja schon beschrieben habe, dass ein Verstärker im Prinzip aus einem Netzteil (mit Glättung) und dem eigentlichen Verstärker besteht, kann man das gleiche Prinzip natürlich auch für Sub-Woofer Verstärker anwenden. Leider sind die Bausätze dann nicht mehr so "einfach". Ich hab' mich für meine vier Sub-Verstärker für Hypex-Module entschieden. Das Netzteil dazu hab' ich mir wieder selbst gebaut... Also gleiches Prinzip - nur die Trafos sind ein wenig größer (160W).
Hypex-Verstaerker_Teile.jpg
Hypex.jpg
So - jetzt bin ich auf Eure Fragen und Kommentare gespannt.

Viele Grüße,
Hermes

PS: Falls ihr erstmal mit einem ganz einfachen Verstärker anfangen wollt, dann kann ich Euch noch diese Schaltung ans Herz legen: http://bwir.de/miniverstaerker-mit-dem-lm386/.
Der Chip ist sicherlich kein "Soundwunder" mit gerade einmal 2Watt Leistung. Aber man kann ihn an einem einfachen kleinen Steckernetzteil oder sogar mit Batterie betreiben. D.h. es kann nichts kaputt gehen :). Und ihr werdet erstaunt sein wie "laut" es werden kann mit 2Watt Leistung. Ich hab' mir die kleine Schaltung mal zum Spaß aufgebaut um meine alten Brüllwürfel vom ersten AV-Receiver im Büro zu betreiben und muss sagen - da fehlt nichts. Die Bauteile gibt es z.B. bei Pollin.de für ein paar Euro, und innerhalb weniger Stunden/Minuten habt ihr ein Erfolgserlebnis...
Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.

Rezac
Beiträge: 130
Registriert: Montag 21. Dezember 2015, 06:09
Wohnort: Inning am Ammersee

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Rezac » Donnerstag 13. Oktober 2016, 06:40

Vielen Dank Hermes für die anschauliche Erklärung. Sobald ich meine zwei Portokassen Subs (mit SW 6.01) und die Maxi-Beep (Klang & Ton CT279) fertiggebaut habe, könnte ich mich an dieses Projekt wagen. Schließlich müssen die ja auch befeuert werden :grin:

Viele Grüße,
Reza

Benutzeravatar
flinke flasche
Beiträge: 3299
Registriert: Montag 16. Dezember 2013, 17:07
Wohnort: Laupheim
Kontaktdaten:

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von flinke flasche » Donnerstag 13. Oktober 2016, 07:25

Super, DANKE Herm,
werde ich mir nachher gleich mal durchlesen.

Wie schon am Stammtisch gesprochen eine sehr interessante Variante.

:thumbsup: :thumbsup: :thumbsup:
Grüße
Tobias


Mein Heimkino - Kammer 1

Benutzeravatar
Joker82
Beiträge: 2121
Registriert: Samstag 10. Januar 2015, 18:40
Kontaktdaten:

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Joker82 » Donnerstag 13. Oktober 2016, 07:33

Hallo Hermes,

toller Bericht und super Anleitung!

PS: Melde Dich, wenn getackert werden soll...
Beamer:Sony VPL-VW760ES|21:9/16:9(151")
Media/Sound/RC/Lights:Kodi|PS4|Marantz AV8805|DCX-2496 Pro|8 T.Amp E800|1 Proline 3000|7 BCC2 5BCC1+4| K13+1 Earthquake Sub(12.5)|HarmonySmart|iPadAir(Constellation)|FHEM

Benutzeravatar
flinke flasche
Beiträge: 3299
Registriert: Montag 16. Dezember 2013, 17:07
Wohnort: Laupheim
Kontaktdaten:

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von flinke flasche » Donnerstag 13. Oktober 2016, 08:42

So, jetzt mal durchgelesen.
Sehr geil :thumbsup:

Aber man sollte sich doch noch ein wenig einlesen bevor man anfängt.

Vielleicht machen wir mal einen Schritt für Schritt Anleitung :yes:

Die blaue LED ist bei dir nur eine An-LED oder signalisiert sie dir auch das Clipping?
Die 2 Regler an der Front sind Lautstärke-Regler? Hab ich glaub schon mal gefragt :hit: .
Grüße
Tobias


Mein Heimkino - Kammer 1

Benutzeravatar
Herm
Beiträge: 355
Registriert: Donnerstag 28. Juni 2012, 20:24
Wohnort: Moosinning

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Herm » Donnerstag 13. Oktober 2016, 09:58

flinke flasche hat geschrieben:...

Aber man sollte sich doch noch ein wenig einlesen bevor man anfängt.

Vielleicht machen wir mal einen Schritt für Schritt Anleitung :yes:

Die blaue LED ist bei dir nur eine An-LED oder signalisiert sie dir auch das Clipping?
Die 2 Regler an der Front sind Lautstärke-Regler? Hab ich glaub schon mal gefragt :hit: .
Ja - ein wenig einlesen ist durchaus angebracht... Man sollte sich auch einen Plan zeichnen, wie man den Verstärker aufbaut und was man beachten sollte. Die beiden Web-Seiten waren mein "Füllhorn" an Informationen.

Beim Aufbau fängt man am besten mit dem Netzteil an (gibt's übrigens auch fertig zu kaufen - sind dann aber nicht ganz billig). Erst einmal die Gleichrichterplatine aufbauen (mit Sicherungen), und zusammen mit dem Ringkerntrafo testen. Dazu dient ein einfaches Multimeter. An einem Strang muss man -22V (Gleichstrom) haben, am anderen +22V Gleichstrom. An einem dieser 22V Gleichstrom-Kreise hab' ich dann mit einem entsprechend dimensionierten Widerstand die blaue LED angeschlossen. So kann man pro Kreis sehen ob man Strom hat (denn gelegentlich kann gerade beim Einschalten, wenn die Trafos Strom ziehen durchaus eine Sicherung durchbrennen).

Die beiden Regler an der Front sind letztlich für die Lautstärkeregelung. Hierzu dient ein einfaches (logarithmisches) Potentiometer mit 10k Ohm, dass im Signalweg vom Eingang einbebaut wird. Ich glaub' die Poti's sind sogar auch auf der Einkaufsliste. Ehrlich gesagt - die Lautstärkeregelung ist ziemlich überflüssig, da man die Verstärker eh' auf Maximal Pegel einstellt, und die Vorstufe das Signal (und die Lautstärke regelt). Das war eher ein optisches Gimmick...

Für eine Schritt für Schritt Anleitung müsste ich am Wochenende mal einen Verstärker Schrittweise zusammenbauen und Photos machen... Mal schaun' ob ich das irgendwann hinkriege.

Gruß,
Hermes

Benutzeravatar
flinke flasche
Beiträge: 3299
Registriert: Montag 16. Dezember 2013, 17:07
Wohnort: Laupheim
Kontaktdaten:

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von flinke flasche » Donnerstag 13. Oktober 2016, 21:47

Hatte mal ausgerechnet was meine Nubert so an Watt wollen.
Daher wären die 68 Watt echt ausreichend und echt einen Test wert.

SPL(1W,1m,Stereo) = 85dB + 6dB = 91dB
SPL(1W,2m,Stereo)= 91dB - 6dB = 85dB

85dB --> 2 Watt
86dB --> 4 Watt
91dB --> 8 Watt
94dB --> 16 Watt
97dB --> 32 Watt
100dB --> 64 Watt
103dB --> 128 Watt

Kann man das so stehen lassen?
Also 100db höre ich so gut wie nie.
Grüße
Tobias


Mein Heimkino - Kammer 1

Benutzeravatar
wolfmunich
Beiträge: 7741
Registriert: Montag 10. Januar 2011, 15:58

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von wolfmunich » Donnerstag 13. Oktober 2016, 23:06

flinke flasche hat geschrieben:
Also 100db höre ich so gut wie nie.
In einem akustisch optimierten Raum sind kurzfristige Pegelspitzen von 110db und mehr kein Problem.
Gruß

Wolfgang

Benutzeravatar
Peter2236
Beiträge: 113
Registriert: Dienstag 8. September 2015, 12:13
Wohnort: Großmehring

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Peter2236 » Dienstag 18. Oktober 2016, 19:07

Vielen Dank nochmals für die ganzen Infos beim Stammtisch bzw hier.
Hat noch wer Lust bekommen sich selbst mal ne Endstufe zu bauen?
Ich werd evtl Platinen ätzen lassen, wenn wir ein paar bräuchten oder kann jemand selbst welche machen? Das wäre natürlich :clap:

Peter

Rezac
Beiträge: 130
Registriert: Montag 21. Dezember 2015, 06:09
Wohnort: Inning am Ammersee

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Rezac » Donnerstag 20. Oktober 2016, 15:21

Peter2236 hat geschrieben:Vielen Dank nochmals für die ganzen Infos beim Stammtisch bzw hier.
Hat noch wer Lust bekommen sich selbst mal ne Endstufe zu bauen?
Ich werd evtl Platinen ätzen lassen, wenn wir ein paar bräuchten oder kann jemand selbst welche machen? Das wäre natürlich :clap:

Peter
Ich wäre dabei

Benutzeravatar
flinke flasche
Beiträge: 3299
Registriert: Montag 16. Dezember 2013, 17:07
Wohnort: Laupheim
Kontaktdaten:

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von flinke flasche » Donnerstag 20. Oktober 2016, 15:55

Nach meinen Folienresonatoren und meinem Rack wäre ich auch für einen Versuch dabei, dauert aber noch.
Grüße
Tobias


Mein Heimkino - Kammer 1

Benutzeravatar
Peter2236
Beiträge: 113
Registriert: Dienstag 8. September 2015, 12:13
Wohnort: Großmehring

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Peter2236 » Freitag 21. Oktober 2016, 10:33

Wieviel wollt ihr denn haben? Also Platinen. Dann kann ich mal ein Angebot einholen

Benutzeravatar
gusi
Beiträge: 1124
Registriert: Donnerstag 19. Mai 2011, 19:06
Wohnort: Linz/Österreich

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von gusi » Freitag 21. Oktober 2016, 17:34

flinke flasche hat geschrieben:Hatte mal ausgerechnet was meine Nubert so an Watt wollen.
Daher wären die 68 Watt echt ausreichend und echt einen Test wert.

SPL(1W,1m,Stereo) = 85dB + 6dB = 91dB
SPL(1W,2m,Stereo)= 91dB - 6dB = 85dB

85dB --> 2 Watt
86dB --> 4 Watt
91dB --> 8 Watt
94dB --> 16 Watt
97dB --> 32 Watt
100dB --> 64 Watt
103dB --> 128 Watt

Kann man das so stehen lassen?
Also 100db höre ich so gut wie nie.
Hallöchen!

Ich vermute mal, dass Du mit SPL(1w/1m/Stereo) = 85 + 6 = 91 dB meinst, dass beide Lautsprecher zusammen (stereo) bei einer Leistung von 1 Watt in Summe 91 dB in einem Meter Abstand zum Lautsprecher liefern, oder? Pro Entfernungsverdopplung verliert man 6 dB, d.h. in 2 Metern Entfernung bleiben dann 91 - 6 = 85 dB übrig. Das nehme ich an, meinst Du mit der 2. Zeile, oder? Wenn ja, dann stimmt Deine Auflistung bis auf den Tippfehler: "86dB --> 4 Watt" sollte wohl "88 dB --> 4 Watt" heißen.

Ciao,
Christian.

Rezac
Beiträge: 130
Registriert: Montag 21. Dezember 2015, 06:09
Wohnort: Inning am Ammersee

Re: Selbstbau-Verstärker

Beitrag von Rezac » Montag 24. Oktober 2016, 12:32

Peter2236 hat geschrieben:Wieviel wollt ihr denn haben? Also Platinen. Dann kann ich mal ein Angebot einholen
ich würde zwei nehmen

Antworten