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Röhren-Buffer und Nano-Ringkern. - Audio-Panda - 28.10.2026
Ich habe ein eigenes Verstärkerdesign entwickelt, das sich durch eine sehr hohe Klangqualität auszeichnet und mit vergleichsweise wenigen aktiven Bauelementen auskommt. Ursprünglich basierte mein Entwurf auf zwei Transistoren, wobei ein „Nano-Tor“ (ein Übertrager mit Nanokristall-Kern) als Puffer fungierte. Diese Konfiguration setzte klanglich Maßstäbe, war jedoch nicht als universeller Verstärker einsetzbar. Daher ergänzte ich sie um eine Pufferstufe mit 2SK170/2JK74-Transistoren – basierend auf einem Schaltungsentwurf von Nelson Pass –, die wiederum auf das „Nano-Tor“ arbeitete. Irgendwann stellte sich die Frage, ob man den Tieftonbereich von den Mitten und Höhen trennen und über separate Ausgänge des Verstärkers ausgeben könnte. Dies lässt sich mittels eines Trenntransformators auf Basis eines Nanokristall-Kerns realisieren, sofern man ihn mit zusätzlichen Wicklungen ausstattet. Selbstverständlich muss dieser Transformator auch die zusätzliche Leistung übertragen, die zur Ansteuerung der Ausgangsstufen des Verstärkers erforderlich ist. Zur Erläuterung: Anstelle einer einzigen Ausgangsstufe müssen nun zwei betrieben werden, was einen höheren Leistungsbedarf zur Folge hat. Somit stellte sich die Frage nach einer neuen Pufferstufe, die in der Lage ist, diese zusätzliche Leistung bereitzustellen.
Daraus entstand die Idee, einen Puffer auf Röhrenbasis zu entwickeln – konkret eine Doppeltriode, die in einer Differenzschaltung betrieben wird. Zwar lässt sich auf diese Weise die benötigte Leistung gewinnen, doch stellt sich die Frage: Wie bindet man das „Nano-Tor“ ein? Dies ist keine alltägliche Aufgabe für einen Nanokristall-Kern, da er äußerst empfindlich auf Gleichströme sowie auf jegliche Signale reagiert – unabhängig von deren Amplitude. Das bedeutet: Gelingt es, das Problem des Gleichstromflusses durch den Kern zu lösen, lässt sich selbst ein Signal mit sehr geringer Amplitude übertragen.
Sämtliche Versuche, den Gleichstromfluss in der Schaltung zu umgehen, führten in der experimentellen Erprobung zu keinem Erfolg. Da wir es jedoch mit einem Nanokristall-Kern zu tun haben, lassen sich dessen spezifische Eigenschaften gezielt nutzen. Es geht darum, eine Wicklung mit ausreichender Induktivität, aber sehr geringem Gleichstromwiderstand zu realisieren und diese in den Kathodenkreis der Röhre einzufügen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Ströme der beiden Trioden in Bezug auf den Nanokristall-Kern entgegengesetzt verlaufen, wodurch die Magnetisierung des Kerns kompensiert wird. Für diese Aufgabe ist eine Wicklung mit geringem Gleichstromwiderstand erforderlich, die zudem über einen sehr präzise ausgeführten Mittelabgriff verfügen muss. Sollte dieser Abgriff aufgrund eines Wicklungsfehlers nicht exakt in der Mitte liegen, findet im Nanokristall-Ringkern keine Kompensation durch die Ströme in den Kathodenkreisen der Röhre statt. Das Gelingen hängt also vom handwerklichen Geschick ab – eine Herausforderung, die ich erfolgreich gemeistert habe. Im Folgenden werde ich Messergebnisse präsentieren, die dies zweifelsfrei belegen.
RE: Röhren-Buffer und Nano-Ringkern. - curryman - 28.10.2026
Hallo Audio-Panda,
die Messergebnisse würden mich sehr interessieren. Wie sieht die AC Last bei den Messungen aus?
Gruß, Daniel
Hallo Audio-Panda,
die Messergebnisse würden mich sehr interessieren. Wie sieht die AC Last bei den Messungen aus?
Für die Kompensation der Ströme sind neben den identischen Wicklungen auch absolut identische Röhrensysteme nötig. Das stellt sehr hohe Anforderungen an die Selektion. Das könnte man ja auch ggf. Schaltungstechnisch lösen.
Gruß, Daniel
RE: Röhren-Buffer und Nano-Ringkern. - Audio-Panda - 28.10.2026
Bei der Entwicklung des Puffers habe ich praktisch alle Varianten ausprobiert – sowohl mit einer als auch mit zwei Röhren. Ich habe mich schließlich für die im Schaltplan dargestellte Lösung entschieden; die Bilder zeigen einige Phasen der Erprobung. Mit zwei Röhren hätte es eigentlich funktionieren sollen, doch der thermische Drift verhinderte einen stabilen Betrieb des Nanokristallin-Kerns, weshalb ich diesen Ansatz verwerfen musste. Bei der Variante mit nur einer Röhre trat in den Kathodenkreisen kein solcher thermischer Drift mehr auf. Die Spule mit Mittelabgriff wies einen Gleichstromwiderstand von 10 Ohm sowie eine Induktivität von 20 H auf, was einen stabilen Betrieb der Stufe gewährleistete.
So sieht das Rechtecksignal mit einer Amplitude von 3,2 V aus.
Im Folgenden sind weitere Amplitudenwerte aufgeführt: 100 mV, 20 mV, 10 mV, 5 mV und 2 mV. Ich kann auch noch geringere Werte zeigen; bis hinunter zu 0,2 mV sehen die Signale noch einwandfrei aus. Wie auf dem Oszillogramm zu erkennen ist, ist das 2-kHz-Rechtecksignal sehr sauber und weist keinerlei Störungen oder Verzerrungen auf. Dies entspricht der Grenze von -60 dB – der Hörschwelle des menschlichen Ohrs. Man hätte es bei diesem Wert belassen können, doch tatsächlich wurde eine Amplitude erreicht, die noch einmal um den Faktor 10 kleiner ist. Dies dient als Nachweis dafür, dass in meinem Puffer keinerlei Verzerrungen auftreten. Somit ist belegt, dass diese Signalpegel in der Schaltungsstufe sowohl messtechnisch (visuell) als auch akustisch einwandfrei verarbeitet werden.
Während ich schrieb, erreichten mich Fragen von Daniel. Die Parameterwerte habe ich von den Sekundärspulen des Nano-Toroids abgenommen. Was die Röhren betrifft: Es handelt sich um eine Doppeltriode in einem einzigen Glaskolben – das ist auch im Schaltplan zu erkennen. Es ist allgemein anerkannt – und wurde in der Praxis bestätigt –, dass die Röhrensysteme innerhalb eines solchen Kolbens exakt identisch sind. Ich habe mich ziemlich lange mit verschiedenen Typen von Doppeltrioden befasst, und alle bestätigten diese Regel: Die Röhren in einem Kolben sind hinsichtlich ihrer Parameter absolut identisch. Warum das so ist, konnte die Wissenschaft bis heute nicht erklären.
Eines habe ich noch vergessen: Die Parameter können sich zwar von Röhre zu Röhre unterscheiden, aber innerhalb eines Glaskolbens ändern sie sich bei beiden Trioden absolut identisch – auch das ist eine Faustregel aus der Praxis.