CV 11

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Nachdem ich zwei Quad II Endstufen erfolgreich restauriert hatte, wollte ich mir als nächstes wieder ein Röhrenprojekt vornehmen.
Einige Zeit hatte ich mich mit dem Gedanken an den Selbstbau einer Endstufe oder auch zweier Monoblöcke getragen, als ich zufällig den CV 11 fand, um den es hier geht.
Diese Verstärker, die Teil des 1959 vorgestellten Studio 2 waren, sind nur in einer Stückzahl von 1.960 hergestellt worden (Angabe Herr Kaupp BraunSammlung Kronberg) und demzufolge heute ausgesprochen selten zu finden.
Vor allem im Kontext anderer Audio-Geräte aus der gleichen Zeit fasziniert der CV 11 durch seine ausgesprochene Schlichtheit. Das Gehäuse besteht lediglich aus dem Chassis, einer licht-grau lackierten Hülle aus Stahlblech und dem Bodenblech. Sogar auf einen Netzschalter wurde verzichtet. Der Verstärker wurde über das zugehörige Steuergerät CS 11 in Betrieb genommen.

Aufgrund der geringen Produktionszahl ist der CV 11 heute dementsprechend teuer. Auch ausgesprochene "Leichen", teilweise mit stark beschädigtem oder gar fehlendem Gehäuse gehen immer wieder für mehrere hundert Euro über den Tisch.
Um so erfreuter war ich, dass ich den hier vorgestellten Verstärker für einen moderaten Preis erwerben konnte.

Nachdem er bei mir angekommen war, präsentierte er sich, für sein Alter von über fünfzig Jahren, in einem ausgesprochen guten und vor allem weitgehend unverbastelten Zustand.

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Fast alle Bauteile schienen noch original zu sein und lediglich auf den Blechpaketen des Netztrafos und der Ausgangsübertrager zeigte sich leichter Flugrost.
Das verzinkte Chassis war aber vollkommen frei von Korrosion.
Am Gehäuse hatte natürlich der Zahn der Zeit genagt. Die Beschriftung auf der Rückseite war zwar größtenteils noch vorhanden, aber der Lack war deutlich verschmutzt und an einigen Stellen auch stark verkratzt.

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Auch wenn der Verkäufer den Verstärker als funktionstüchtig angeboten hatte war schon optisch zu erkennen, dass hier etwas im Argen lag.
Die vier rechts und links der Platine montierten EL84 von Valvo zeigten auf den Kolbeninnenseiten deutliche Spuren von Überhitzung.

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Auch die beiden Kathodenwiederstände, die unter dem Chassis montiert sind, müssen in der Vergangenheit deutlich überlastet worden sein.

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Und schließlich war an einem der parallel liegenden Elkos zu erkennen, dass hier Elektrolyt ausgetreten war.

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Zunächst einmal ein Hinweis zum Schaltbild:
Restauriert man einen CV 11, so sollte man beachten, dass es im Laufe der Produktionszeit bei einigen Bauelementen Anpassungen hinsichtlich ihrer Werte gab, die zumindest aus dem mir vorliegenden Schaltbild nicht hervorgehen. Dies betraf bei meinem Verstärker einerseits die Eingangsbeschaltung und andererseits das Netzteil.
An den Eingängen waren für R101 / R201 100KΩ statt 220KΩ und für R102 / R202 1MΩ statt 2,2MΩ verbaut. Für C101 / C201 betrug der Wert 47nF statt 22nF.

Auch die Becherelkos im Netzteil wiesen andere Werte auf, als im Schaltbild verzeichnet. C2 hatte eine Gesamtkapazität von 200µF. Hierfür waren 50µF des ersten, sowie 50µF + 100µF des zweiten Becherelkos parallel geschaltet. Der 100µF Teil des ersten Becherelkos bildete dann C1.

Trotz des verhältnismäßig guten Erhaltungszustands des Verstärkers, habe ich hier erstmals nicht nur defekte oder verbrauchte Bauteile getauscht, sondern gleich auch die Platine ersetzt.
Hintergrund war gerade der gute Zustand der Originalplatine. Diese möchte ich außerhalb des Verstärkers so erhalten, wie sie sich derzeit präsentiert.
Hatte ich zunächst überlegt die neue Platine mit einem der gängigen Programme (Target 3001! oder Eagle) zu erstellen, bin ich nach einigen Versuchen wieder davon ab gekommen.
Der Grund hierfür war, dass ich die Originalplatine nicht nur von ihrer Funktion, sondern auch von ihrem "organischen" Layout nachbilden wollte. Geschwungene Masseflächen sind aber wohl mit keinem der genannten Programme möglich.
Also habe ich einen anderen Weg gewählt und die Platine mit QCad nachgezeichnet.
Hierzu habe ich zunächst die Abbildung der Platine aus der Serviceanleitung des CV 11 maßstabsgerecht als Hintergrund auf einem eigenen Layer in eine QCad Datei eingebunden.
Als nächstes wurde dann das Lötaugenmuster für die Novalsockel erstellt und als eigener Block innerhalb der Zeichnung gespeichert. Im Gegensatz zu den Lötaugen für die anderen Bauelemente sind hier größere Bohrungen vorgesehen.
In einem weiteren Schritt wurden dann Lötaugenmuster für die beiden auf der Platine vorhandenen Bauteileraster erzeugt und ebenfalls als Block gespeichert. Die Blöcke wurden entsprechend der Originalplatine platziert. Schließlich wurden noch die einzelnen Lötaugen gesetzt, die einerseits dem Anschluss der Betriebsspannungen und andererseits der Verbindung zu den Endröhren dienen.
Nun folgte das Verlegen der Leiterbahnen entsprechend der im Hintergrund liegenden Abbildung der Originalplatine.
Als letztes wurde die umlaufende Massefläche gezeichnet und mit einer soliden Füllung versehen.

Hier ein Bild mit eingeblendetem Hintergrund.

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Und hier eines des fertigen Layouts.

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Gefertigt wurde die Platine dann von Dirk Ruffing, dem ich das Layout als .pdf Datei im Maßstab 1:1 zukommen ließ.

Bei der Wahl der Folienkondensatoren bin ich bei diesem Projekt von meiner üblichen Wahl (Vishay MKT1813) abgewichen.
Der Grund hierfür liegt darin, dass ich mit der Firma Electel aus Görlitz eine Hersteller gefunden habe, der MKP Kondenstoren in der geeigneten axialen Bauform herstellt.
MKP Kondensatoren weisen im Gegensatz zu den MKT Typen ein Dielektrikum aus Polypropylen statt aus Polyester auf.
Sie haben dadurch den Vorteil einer geringeren Temperatur- und Frequenzabhängigkeit der Kapazität gegenüber MKT Typen.
Ob man es hört? Ich weiß es ehrlich gesagt nicht, aber es spricht ja auch nichts dagegen, zumindest theoretisch besser geeignete Bauelemente zu verwenden.

Die beiden Keramikkondensatoren C102 und C202 in der Gegenkopplung habe ich durch 22pF Siver Mica Typen ersetzt, die ich noch in meinem Bestand hatte.

Für C106 und C206 habe ich Elkos mit gleicher Kapazität wie in der Originalschaltung und einer Spannungsfestigkeit von 63V aus der Serie 120 ATC von Vishay verbaut. Diese haben eine maximale Betriebstemperatur von 125°C, was an diesem Einbauort sicher nicht schaden kann.
Außerdem sind sie, bei einem Durchmesser von 10mm, 30mm lang, was den Maßen der originalen Elkos sehr nahe kommt.

Was die Siebkapazität im Netzteil angeht, so habe ich diese moderat erhöht. Prinzipiell habe ich die Schaltung mit den beiden Doppelelkos beibehalten, allerdings zwei 100µF + 100µF Becherelkos mit einer Spannungsfestigkeit von 500V von F+T verwendet, die ich bei Jan Wüsten bezogen habe.
So hat C2 nun einen Wert von 300µF und C1 einen Wert von 100µF.

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Bei den Widerständen habe ich fast ausschließlich solche vom Typ PO-593-0 von Vitrohm verbaut. Diese 2W Metalloxid Typen von guter Qualität haben die nötige Größe um auf der Platine nicht völlig verloren zu wirken und passen auch wegen ihrer leicht antiquiert wirkenden, matt grünen Oberfläche gut zu einem Verstärker aus den frühen 60ern.
Ganz wichtig ist aber auch deren Spannungsfestigkeit von 500V.

Hier ein Bild der annähernd fertigen Platine

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Da für die Kathodenwiderstände R113 und R213 kein passender Ersatz mit 135Ω zu bekommen war, habe ich an dieser Stelle zwei 270Ω Widerstände parallel geschaltet. Zusammen mit dem C106 und C206 bilden sie jeweils eine eigene "Baugruppe", die unter dem Chassis sitzt.

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Nachdem die neue Platine nunmehr fast fertig bestückt war, fehlte nur noch das Abschirmblech zwischen C101 und C201. Dieses habe ich aus einem 1mm starken Stück Kupferblech gefertigt, an dem im passenden Abstand jeweils ein Stück Schaltdraht verlötet wurde.

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Mit diesen Drähten konnte es dann auf der Platine verlötet werden.

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Aufgrund der Alterungsprobleme von Selengleichrichtern sollte dieser natürlich ersetzte werden.
Selengleichrichter haben bekanntermaßen die Eigenart, im Laufe der Jahrzehnte hochohmig zu werden und sich dann auch deutlich zu erwärmen.
Mein bisheriger Ansatz war das Ersetzen durch eine Silizium-Brücke und einen Serienwiderstand, dessen Wert ich zunächst überschlägig rechnerisch ermittelt, und dann experimentel optimiert habe.
Diese "Ersatzschaltung" hat jedoch den Nachteil, dass das Netzteil "weich" wird und während der Anheizphase der Röhren die Gleichspannung am ersten Netzteilkondensator sehr weit ansteigt.
Kurz gesagt, die Schaltung funktioniert zwar grundsätzlich, hat aber auch einige Nachteile.

Die hier verwendete Schaltung vermeidet diese Nachteile, indem sie die Kennlinie des Selengleichrichters nachbildet.

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Zunächst wird die Wechselspannung über die vier Dioden D11...D14 gleichgerichtet. Zur Unterdrückung von Störungen habe ich einerseits schnelle Dioden vom Typ BA159 verwendet und diese zusätzlich mit je einem Keramikkondensator gebrückt.
Der differenzielle Widerstand des originalen Selengleichrichters bei unterschiedlicher Belastung wird durch den Widerstand R11 nachgebildet.
Die Schwellenspannung des zu ersetzenden Gleichrichters wird mittels der darauf folgenden MOSFET Schaltung festgelegt.
Der MOSFET selbst ist über eine TVS-Diode geschützt.
Damit hier keine Missverständnisse aufkommen: Diese Ersatzschaltung für den nicht mehr ganz taufrischen Selengleichrichter ist nicht auf meinem Mist gewachsen.
Sie fußt vielmehr auf Überlegungen, die Horst Stumkat im Forum von www.radiomuseum.org veröffentlicht hat.
Mir war der Thread zwar schon früher einmal aufgefallen, ich hatte die Thematik aber wieder aus dem Auge verloren, bis mich Heinrich aus dem Braun-Hifi-Forum anlässlich der Diskussion über die Restaurierung dieses CV 11 wieder daran erinnerte.
Da die Bauteilwerte der Schaltung für jeden zu ersetzenden Typ von Selengleichrichter individuell ermittelt werden müssen, war ich sehr dankbar, dass Herr Stumkat dies für den B250/C250, wie er im CV 11 verbaut ist, für mich übernommen hat. Hier die grafische Darstellung der Simulation in MathCad.

B250C250

Nachdem ich einen ersten Versuchsaufbau realisiert hatte war schnell klar, dass die am MOSFET entstehenden Verlustleistung effektiv abgeführt werden musste.

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Hätte ich mir die Anmerkungen von Herrn Stumkat in der oben stehenden Grafik genauer angesehen, hätte mir das auch schon vorher klar sein können, denn er beziffert die Verlustleistung am MOSFET mit ca. 3W.
Da die Bauhöhe der Schaltung möglichst gering gehalten werden sollte, kam ein Kühlkörper auf der Oberseite der Platine, wie ich ihn im Versuchsaufbau verwendet habe, nicht in Frage.
Stattdessen habe ich den MOSFET unter der Platine montiert.

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Der Rest der Schaltung befindet sich auf der Oberseite der Platine.

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Hierbei ist der Lastwiderstand R11 mit ca. 2mm Abstand montiert, um für eine bessere Belüftung zu sorgen.
Auch wenn an dieser Stelle keine Belastbarkeit von 2W erforderlich wäre, habe ich für R12 und R13 die gleichen Vitrohm Widerstände verwendet, wie sie auch in der eigentlichen Verstärkerschaltung zum Einsatz kommen.

Die Schaltung ist mit einer Grundplatte aus Aluminium versehen.

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Zu dieser Grundplatte hat der MOSFET über ein Wärmeleitpad eine thermische Verbindung. Hier ein Bild des gesamten Aufbaus:

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Das komplette Sandwich findet dann dort seinen Platz, wo auch der originale Siemens B250/C250 montiert war.

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Auch diese Platine hat Dirk Ruffing für mich gefertigt. (Vielleicht sollte ich mir gelegentlich doch mal entsprechendes Equipment zulegen...)

Was nun noch fehlte war das Gehäuse. Wie schon weiter oben erwähnt, befand es sich gegenüber anderen Exemplaren, die ich bisher gesehen habe in einem vergleichsweise guten Zustand.
Zwar war der Lack verkratzt, aber weder Haube, noch Boden und Chassis wiesen größere Roststellen auf. So waren hier keine aufwändigen Vorarbeiten für die Lackierung erfoderlich.
Wie bei praktisch allen meiner Restaurierungsprojekte, hat das Lackieren und Bedrucken Herr Wölker aus Darmstadt übernommen.
Hier ein Bild der Rückseite des CV 11 mit bereits montiertem Abdeckglas vor dem Spannungswähler.

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Auch das Bodenblech erhielt eine neue Beschriftung.

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Was zur Komplettierung des Gehäuses noch fehlte war der Röhrenlageplan. Das originale Papierschild hatte über die Jahrzehnte doch arg gelitten und war an den Seiten eingerissen.
Die Nachfertigung ist nicht zu kompliziert, denn der Druck besteht nur aus geometrischen Objekten. So konnte ich es mit QCad gut nachzeichnen. Gedruckt wurde der Lageplan dann mittels eines Laserdruckers auf abgelagertem, schon leicht vergilbtem Papier.
Hier links das neue und rechts das alte Exemplar.

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Der Zusammenbau des Verstärkers ging dann flott von der Hand.
Bevor das Bodenblech verschraubt wurde, habe ich noch vier neue Gummifüße montiert, denn die alten waren ausgehärtet und versprödet. Glücklicherweise bekommt man baugleiche Füße noch im Fachhandel für Veranstaltungstechnik, wo sie als Füße für Flightcases angeboten werden.

Im jetzigen Zustand ist der Verstärker wieder voll alltagstauglich und wird in nächster Zeit durch den passenden Eigenbau eines Vorverstärkers (CVV 11) ergänzt werden, der bereits in Planung ist.

Zum Abschluss noch drei Bilder des fertiggestellten Endverstärkers.

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