Soulution Verstärker: Transistoren und Trafos – Bericht – fairaudio

Glücklicherweise musste er diesen Schritt nicht gehen, Soulution bereitet sich vielmehr gerade darauf vor, die preiswertere 5er-Serie auf den Markt zu bringen.

Dieser Exkurs zeigt, dass Spemot mit riesigen Produktionsrobotern, Fertigungsstraßen, Lagern, einem hauseigenen Ingenieursteam, Büros und ausgedehnten Kellerräumen, in denen weitere Maschinen und Lager bereitstehen, als Industrielieferant quasi vollgepackt ist. Soulution ist als Hersteller anspruchsvoller HiFi-Geräte in die Muttergesellschaft fest eingebettet, nimmt aber nur einen kleinen Teil der Räumlichkeiten in Anspruch. Der Zusammenbau der Geräte wird von nur zwei Personen sichergestellt, Christoph Schürmann verantwortet die Elektronik und Patrick Wiersma die Gehäuse. Die Design-Firma Greutmann Bolzern ist für das äußere Design verantwortlich.

Schürmanns Schaltung basiert auf hoher Bauteil-Dichte mit dicken Kupferschienen in der Signalführung und mehrstufigen Netzteilen, die weit stärker ausgelegt sind als man für notwendig halten könnte.

Der spannungsverstärkende Teil des Verstärkers – mit 12 MHz Bandbreite, ohne Feedback – wird vergossen und versiegelt, um neugierigen Augen entgegenzuwirken. Vierzehn bipolare Ausgangstransistoren von Sanken werden auf eine dicke, Temperatur-kontrollierte Kupferschiene montiert. Schürmann hat mir erklärt, warum seine Schaltung nicht – wie ja sonst häufig der Fall – auf eng tolerierte Transistorpaarungen angewiesen ist.

Hier sehen wir einen provisorischen Teilaufbau eines 700er Monoblocks, mit dem Trafo aus einer 710 Stereoendstufe – es soll kontrolliert werden, ob der Verstärker genug Platz aufweist für neue Leiterplatten, die durch die neuen CE-Anforderungen an den Stromverbauch im Standby-Betrieb notwendig werden.

Die Größe und das Gewicht der Soulution-Geräte werden durch die gerätespezifischen Anforderungen bestimmt, nicht durch irgendeine Norm. „Massiv“ trifft es wohl am besten.

Die Trafos bezieht Soulution von der schwedischen Firma Nortel nach eigenen Spezifikationen. Hergestellt werden sie in der Nortel-Fertigungsstätte in Sri Lanka.

Dieser Aggregateträger nimmt vier der bechergroßen 33.000 µF-Kondensatoren auf. Die Gesamtfilterkapazität des 700er Monoblocks beträgt 250.000 µF. Er enthält zehn geregelte Spannungsversorgungen, alle Gleichrichter sind diskret ausgelegt. Der Verstärker arbeitet bis 100 kHz uneingeschränkt linear, seine Anstiegsgeschwindigkeit liegt unter 0,4 Mikrosekunden.

„Die Verzerrungen sind insgesamt extrem niedrig und bestehen hauptsächlich aus der wenig störenden zweiten Harmonischen. Verzerrungen höherer Ordnung gibt es nicht.“ Weil die Schaltung auch ohne Feedback linear arbeitet, kann die Über-Alles-Gegenkopplung sorgfältig nach klanglichen Kriterien eingestellt werden – optimale Kontrolle der niedrigsten Frequenzen im Bass, Präzision der räumlichen Abbildung -, und muss sich nicht an der Verbesserung von Messwerten oder der Vermeidung von Oszillation ausrichten.

Ein Netzteilmodul

Die 240V, 1.000 VA Transformatoren für die 700 Monoblöcke, mit einem Stift zur Illustration der Größe

Vom Ende des Manufaktur-Bereiches aus sehen wir auf die Anlage zur Funktionskontrolle:

Teac/Esoteric Transportmechaniken für den SACD-Player

Ein Soulution-Vorverstärker mit abgenommener Deckplatte

Christoph Schürmann, Soulutions Elektronik-Entwickler, ist ein zurückhaltender und bescheidener Mensch. Er verfolgt das Ziel einer hohen Geschwindigkeit, also einer hohen Bandbreite (die gerne Probleme in der Stabilität verursacht) und einer dadurch bedingten Präzision. Mit seinem einzigartigen Spannungskontrollverstärker mit fest eingestellter Verstärkung und einer Bandbreite bis 80 MHz (linkes Bild; die aufrecht stehenden Platinen haben Silber-Anschlusspins; das Modul ist in Kunststoff vergossen) und einer dreistufigen Strom-Pufferstufe wurde die Feedback-Schleife des Verstärkers um den Faktor 10 verkürzt, um die Arbeitsgeschwindigkeit zu optimieren und Fehler zu minimieren. Seine Stromquellen arbeiten mit einer Bandbreite von 10 bis 100 MHz. Die Ausgangsimpedanzen dieser Netzteile werden sehr niedrig gehalten. „Das Signal passiert meine Spannungsverstärkungsstufe in ungefähr 10 Nanosekunden mit einer maximalen Fehleramplitude von 0,1 dB. Um dieses Niveau an Präzision zu erreichen, brauche ich natürlich konstante thermische Bedingungen.“

Schürmanns Ziel für Soulution war es, den üblichen Teufelskreis – in dem Geschwindigkeit, Bandbreite und Stabilität wechselseitig voneinander abhängig sind – zu durchbrechen. Normalerweise bringt ein Fortschritt bei einem Aspekt Nachteile bei einem anderen. Um einen echten Fortschritt im Verstärker-Design zu erreichen, musste eine Topologie mit niedrigem Verstärkungsfaktor entwickel werden, bei der die Messwerte garantiert stabil bleiben, unabhängig davon, welche Last oder wie viel Gegenkopplung vorherrschen. Zum Beweis zeigte er mir einige Messungen, von denen er behauptete, dass seine Mitbewerber sie nie veröffentlichen würden, weil sie nicht einmal in die Nähe der von ihm erreichten Werte kämen. Mehr über diese Messungen auf der nächsten Seite.

Hochgeschwindigkeitsschaltungen mögen keine rechten Winkel. Schürmanns Schaltungslayout verwendet deshalb gerne Diagonalen oder sogar Kurven, wie auch auf den folgenden Screenshots von seinem Computer zu sehen ist:

Die unten abgebildete Kupferschiene leitet in der Spitze Ströme bis zu 60 Ampere zu den Lautsprecheranschlüssen:

Auch die bipolaren Sanken-Ausgangstransistoren werden auf solide 6 mm-Kupferschienen verbaut. „MOSFETs werden gern verwandt, weil man leichter mit ihnen zurechtkommt als mit bipolaren Transistoren. Mir sind letztere lieber, aber das Beste aus ihnen herauszuholen bedeutet, dass man einige Herausforderungen zu meistern hat.“

Der Aufbau ist bei Soulution immer modular. Der 740 CD-Player kann beispielsweise leicht in einen 745 SACD-Player umgerüstet werden, indem man das JPL-2580 M Stream Unlimited CD-Laufwerk gegen einen Teac/Esoteric SACD-Schlitten tauscht und SACD-spezifische Wandlerplatinen hinzufügt.

Im Vorverstärker 720/721 verwendet Soulution relaisgeschaltete Vishay-Widerstände niedriger Impedanz für die Lautstärkeregelung. Angegeben werden eine Bandbreite von Gleichstrom bis 1 MHz, ein Signal/Rauschabstand von mehr als 140 dB – und mehr als 110 dB Kanaltrennung.

Das abgetrennte Gehäuse in diesem Vorverstärker-Exemplar enthält auf der rechten Seite den Prototypen eines Schaltnetzteils, mit dem Schürmann in seiner Werkstatt experimentierte, um den neuesten EU-Regeln und ihren Anforderungen an den Stromverbrauch im Standby-Betrieb gerecht zu werden. Viele Importe in die EU bekommen CE oder RoHS-Aufdrucke, ohne die kostspieligen Labortests absolviert zu haben, in der Hoffnung, dass sie beim Zoll nicht auffallen (was oft funktioniert, bis ein Wettbewerber sie einer Aufsichtsbehörde meldet und sie dann im Test versagen). Eine Marke mit dem Anspruch von Soulution muss selbstverständlich und jederzeit reproduzierbar allen Anforderungen entsprechen. Um die Konformität auch bei sich ändernden gesetzlichen Anforderungen zu gewährleisten, ist gelegentlich eine Überarbeitung eines Produkts erforderlich. Schürmann sieht dies als Teil seines Jobs.

Noch ein Blick auf die Kupferschienen: