Nelson Pass / FirstWatt F6

 

Als ich mich 2016 auf die Suche nach einem neuen DIY-Verstärkerprojekt machte, stieß ich bei diyAudio auf den zu dem Zeitpunkt aktuellsten Verstärker aus der FirstWatt Reihe von Nelson Pass. Den FirstWatt F6 (PDF). Das erste Mal im Forum erwähnt hat Nelson den schon  im Juli 2012. Vorgestellt dann auf dem Burning Amp Festival 2012 in San Francisco (PDF). 2014 gab es dann den Thread zum diyAudio F6. Seite Mitte 2015 gibt es dazu auch eine schöne Aufbauanleitung basierend auf den Platinen aus dem Shop.

2016 entschloss ich mich dann diesen Verstärker zu bauen. Die Platinen hätte man vielleicht noch selber ätzen können, aber an die Jensen Übertrager kam man so einfach nicht dran. Es gab sie im diyAudio-Shop, aber nur zusammen mit den Platinen. Allerdings waren die gerade ausverkauft. Es dauerte ein paar Wochen bis Platinen und Übertrager wieder lieferbar waren. Für den Preis von $119,-  + $17,- Versand landeten sie im Warenkorb und wurden bestellt. Nach gut 2 Wochen hatte ich dann auch Post vom Zoll und konnte nach bezahlen der fälligen Steuern mein Paket in Empfang nehmen. 

 

 

Der F6 arbeitet im Class-A Betrieb. Soll heißen, der produziert auch viel Wärme ohne anliegendes Musiksignal. Das ruft nach entsprechender Kühlung und das auch bei Stille oder leiser Musik. Also kommen solche Abartigkeiten 🙂  wie ein Lüfter im Gehäuse nicht in Frage.

Damit begann dann die Suche nach einem mir gefallenden Gehäuse in entsprechender Größe, welches die Wärme gut abführt. Im DIY-Bereich weit verbreitet sind die Gehäuse von Hifi2000. Die hatte ich auch schon mehrmals verwendet (SYMASYM 1 & 2), da gut und auch gut zu bekommen. Dieses Mal sollte es aber was anderes werden.

Ich fand dann ein schönes Gehäuse bei Audiophonics, leider war es auf unbestimmte Zeit nicht lieferbar. Gefunden habe ich dann das gleiche Gehäuse bei doukmall, einem Händler der über eBay verkauft. Der liefert zwar fast alles aus China, hat aber auch ein deutsches Lager und zufälligerweise kam dieses Gehäuse aus dem Lager in Bremen. Also nix mit Zoll und so  🙂  Für rund 200,- € kam dann ein Paket mit dem bestellten Gehäuse bei mir an.

 

 

Ein F6 möchte natürlich auch mit einer vernünftigen und potenten Stromversorgung ausgestattet werden. Die Versorgung die Nelson Pass vorsieht sieht so aus:

 

 

Daran habe ich mich auch mehr oder weniger gehalten. Das was ich geändert habe, steht weiter unten im Text. Das Prinzip der Schaltung ist aber erhalten geblieben.

Trafos für meine Selbstbauprojekte lasse ich gerne in Polen bei Toroidy fertigen. Sehr gute Qualität bei vernünftigem Preis. Die liefern nicht nur Stangenware, sondern wickeln auch auf Anfrage die Werte die man benötigt. 

300 VA bei 2 x 18V gehören aber zum normalen Lieferprogramm. Im Programm hat Toroidy 3 verschiedene Qualitäten von Ringkerntrafos. Normalerweise benutze ich immer die Audio Grade Trafos, für den F6 sollte es aber dann ein Supreme Audio Grade werden. Die Trafos werden, wenn man das Datum der Bestellung mit dem Datum der Fertigung vergleicht, immer nach Auftragseingang frisch gewickelt. Das war bisher bei allen meinen bestellten Trafos der Fall. Die Lieferzeit beträgt in der Regel um die 2 Wochen. Auch dieses Paket kam wohlbehalten bei mir an.  

Die Siebung besteht bei mir aus 8 Elkos von F&T mit jeweils 22.000 µF und 2 Widerständen, was dann CRC ergibt. Die 2 x 4 Widerstände á 0,47 Ω / 3 W habe ich durch 2 x 0,12 Ω / 25 W ersetzt.  Eine erste Stellprobe im Gehäuse durfte natürlich nicht fehlen.

 

 

Nachdem Platinen, Gehäuse und große Teile des Netzteils gekauft waren, fing ich an die Materialliste (BOM) des F6 abzuarbeiten. Wer den Thread aufmerksam ließt, wird bemerken, dass BOM und Wirklichkeit nicht immer zusammenpassen. Es stellte sich heraus, dass viele der Nachbauer Probleme hatten den Bias einzustellen. Änderungen ergaben sich für die beiden Zenerdioden und 2 Widerstände. Z1, Z2 sind bei mir jetzt 1N4735 mit 6,3V und R7, R8 sind 3k3. Mittlerweile gibt es aber einen Hinweis im Baubericht und die Materialliste wurde angepasst. Lesen lohnt sich aber trotzdem. 😉 Fast alle Teile gab es bei Bürklin. Ein paar Widerstände von PRP hatte ich noch von einem anderen Projekt, ein paar fehlten aber. Dir PRPs kaufe ich immer bei hificollective und die haben auch die Elkos von ELNA. Beides wurde in England bestellt.

Aber wer schon mal irgendwas von Nelson Pass nachgebaut hat weiß, dass er eigentlich immer gerne 2SJ74 uns 2SK170 JFETs am besten auch noch Grade B einsetzt. Von Toshiba so gut wie gar nicht mehr zu bekommen, von Linear Systems gehts noch, aber die JFETs müssen leider auch noch als gematchtes Pärchen daherkommen.  Fast alles was man auf EBAY findet ist Fake und darunter jetzt die herauszufinden die Echt sind ist kaum möglich. Als verlässliche Quelle für Original Toshiba JFETs hat sich u.a. Spencer Cheung (FET Audio) aus HongKong herausgestellt. Dort kaufen auch viele der Nachbauer von diyAudio.com. Ich habe damals für 2 gematchte Pärchen (Idss 9,5 mA, Spencer matcht alles auf 0,2 mA Toleranz) 290 HK$ (HongKong Dollar) bezahlt. Rund 35,- €. Das Paket von Bürklin war am nächsten Tag da, das Paket aus England in der selben Woche und der Brief aus HongKong war ca. 2 Wochen unterwegs. Alles kam unbeschadet bei mir an.

Bestückung der Platinen und Gedanken machen über den Aufbau gingen dann Hand in Hand. Wie man auf den Bildern unschwer erkennen kann, dient 3 mm Messingblech, auf die benötigten Maße zugeschnitten, als Stromtransportmedium. 

 

 

Auch das Gehäuse war noch ein wenig zu bearbeiten. In den Boden wurden die Löcher für Füße, Ringschellen für die Elkos, Gleichrichter und Trafo gebohrt. Die Kühlkörper links und rechts bekamen Löcher zur Befestigung der Platinen in die anschließend Gewinde für die Schrauben geschnitten wurden. Vorne rein kommen die beiden LEDs die normalerweise auf den Platinen sitzen und eine vom Netzteil versorgte. 2 x Blau und 1 x Weiß. In die Rückwand müssen Löcher für die Lautsprecher- und Chinchbuchsen gebohrt werden.

Etwas Arbeit macht immer das beschriften auf der, für die Maße des Gehäuses, eigentlich zu kleinen Fräse. Man kann Front- und Rückwand leider nicht in einem Durchgang fräsen, sondern muß nach der Hälfte der Arbeit die Rückwand umspannen um dann weiter zu fräsen. nicht schön, geht aber 🙂 Hier hilft auch ein Kollege mit viel Erfahrung 🙂   Die Schrift auf der Rückwand habe ich anschließend mit Farbe hinterlegt.

 

 

Die Messingstreifen wurden auch noch unter den Fräser gelegt. Ein + ein – und ein F6 sollten darauf zu sehen sein. Gesagt getan. Nach dem fräsen ging es ans polieren. Bis hoch zu 1000er Körnung und anschließend noch mit Polierpaste. Glänzt wunderbar. Nur anfassen darf man es nicht mehr, dann läuft es wieder an. Vergolden könnte helfen.

 

 

Nachdem die mechanischen Arbeiten mehr oder weniger erledigt waren, ging es ans Verkabeln und den Zusammenbau. Bei den IRFP240 MOSFETs wurden die Beinchen um 90° nach oben gebogen um sie zu montieren und auf der Platine zu verlöten. Als Isolation zwischen Transistor und Gehäuse kommt Kerafol Keratherm 86/82 zum Einsatz. Ich mag das mittlerweile lieber einsetzen als Glimmerscheiben, da ich mir damit die Wärmeleitpaste spare. Stromversorgungs-, Lautsprecher-, LED- und NF-Kabel (RG 174) wurden verlötet und die Platinen mit Abstandsbolzen auf die Kühlkörper geschraubt. Füße, Trafo, die beiden Gleichrichter und die Schellen für die Elkos wurden mit Schrauben am Boden befestigt. Die Elkos in die Schellen gesetzt, ausgerichtet und „festgezurrt“. Auf die gekürzten 4 Kabel für die 2 x 18 V Ausgänge des Trafos wurden Flachstecker gepresst und die dann auf die beiden Gleichrichter gesteckt. 

Als vorbereitende Maßnahme, vor dem verschrauben von Kühlkörper und Bodenplatte, wurden die 4 Potis (2 pro Platine, BIAS u. OFFSET) auf den Platinen in Mittelstellung gebracht. Ich habe die dafür in eine Richtung bis zum Anschlag gedreht und dann 12,5 Umdrehungen zurück. 

 

 

Die Kühlkörper werden dann mit drei Schrauben pro Seite an die Bodenpalette geschraubt. Die Kabel für die Stromversorgung der Platinen werden auf die richtige länge gekürzt, bekommen Ringösen aufgepresst und werden wie auch die Kabel von den Gleichrichtern zu den Elkos zwischen den Messingplatten und Elkos mit Schrauben befestigt. Ich hatte zwischendurch das Netzteil schon mal soweit zusammen um die Höhe der Ausgangsspannung zu testen. Lag bei beiden Kanälen unbelastet bei knapp unter  24 V. Soweit alles im grünen Bereich. Danach noch die Lautsprecher-, NF- und Stromkabel auf die richtige Länge kürzen. Aber so lang lassen, dass man die Rückwand abschrauben kann, ohne die LS-Kabel entlöten zu müssen. 🙂 Die NF-Kabel werden mit den Chinchbuchsen verschraubt, die Lautsprecherkabel gelötet und die Kabel für die Stromversorgung mit Flachsteckern gesteckt. Die Kabel für die Stromversorgung habe ich noch in Gewebeschlauch gesteckt. Sah irgendwie ordentlicher aus. Danach die Rückwand mit Bodenplatte und den beiden Kühlkörpern verschraubt. 

Kommen wir jetzt zum eigentlich spannenden Teil des Baus. Das erste mal die beiden Verstärkerplatinen mit Strom versorgen. An einen Trenntrafo angeschlossen stand er jetzt da und jeder kennt wohl diesen Moment wenn man den Verstärker einschaltet und dann den Trenntrafo hochregelt. Kurzschluss? Nein, puhh, Glück gehabt. Weiter gehts. 

Das einstellen von Bias und Offset ist eine kleine Geduldsprobe. Man benötigt mindestens 2 Multimeter. Mit 4 Stück kann man beide Kanäle gleichzeitig einstellen. Mit einem der Multimeter misst man die Spannung über dem 0,47 Ω Widerstand, mit dem anderen die Spannung (Offset) zwischen den beiden Lautsprecherklemmen des linken oder rechten Kanals, je nachdem welchen man gerade einstellt. Wer sich den Schaltplan anschaut, sieht das zwischen Poti und dem 0,47 Ω Source-Widerstand noch der 1000 µF Elko liegt. Die Spannung über dem Widerstand ändert sich also nicht instantan auf den neuen Wert, sondern etwas zeitverzögert, quasi in Zeitlupe. Ich habe den Bias bei mir auf 0,5 V eingestellt. Dann gewartet, da sich der Wert solange sich keine konstante Temperatur am Verstärker eingestellt hat immer wieder ändert. Einstellen, warten, einstellen, warten. Ich glaube im ganzen habe ich den Verstärker so ca. 6 Stunden laufen lassen. Danach trat dann so gut wie keine Änderung mehr auf. Den Offset, den man an den Lautsprecherbuchsen misst, stellt man mit dem Poti welches mit OFFSET beschriftet ist auf 0 V ein. Auf ein paar Millivolt kommt es nicht an. Auch dieser Wert muss dann jedesmal wieder durch verstellen des Potis eingestellt werden.

Bei 0,5 V Bias und 0,47 Ω Widerstand ergibt das dann einen Strom von 1,06 A. Bei meiner knapp unter 24 V Spannung vom Netzteil habe ich damit eine rund 25 W Heizung pro Kanal. Daraus wird dann auch ersichtlich, warum man auf ein nicht zu kleines Gehäuse mit angemessenen Kühlkörpern achten sollte. Einstellen von Bias und Offset am besten bei geschlossenem Gehäuse. Was natürlich nicht geht. Also Deckel runter, einstellen, Deckel drauf, warten. 🙂

Zum Abschluss, vorm verschrauben des Deckels, werden noch die 3 LEDs in die Front geklebt. Damit ist man wieder bei einem Thema über das man bei späterem Nachdenken nur noch den Kopf schüttelt. Man glaubt gar nicht, wie lange man sich mit der Farbe und der Helligkeit der LEDs beschäftigen kann.  😯 

Nachdem auch das geklärt war, fehlten jetzt noch die Schrauben im Deckel! Fertig ist er der FirstWatt F6!

 

Und natürlich die Frage aller Fragen: Und? Wie klingt er?

Eigentlich soll ein Verstärker das Signal am Eingang verstärkt am Ausgang bereitstellen. Mehr nicht. Natürlich verändert jeder Verstärker das Eingangssignal auf die eine oder andere Art und Weise. Der eine mal mehr, der andere mal weniger. Der eine mal besser, der andere mal schlechter. Die Art und Weise wie der F6 dies macht, ist definitiv auf der besseren Seite. Dies genau zu beschreiben, fällt mir schwer. Ich würde es sehr entspannt nennen. Unangestrengt wäre ein weiteres Adjektiv das ich im Zusammenhang mit dem F6 nennen würde. Man merkt im förmlich an, dass der Entwickler schon ein paar Jahrzehnte in diesem Geschäft tätig ist und er weiß was er da macht. Kein Jungspund, der meint dir alles direkt ins Gesicht schreien zu müssen sondern dir das Musikgeschehen sehr subtil rüber bringt. 

Sehr viele der Nachbauer auf diyAudio sind der Meinung, dass er etwas von einer Röhre hat. Vielleicht durch den Eingangsübertrager? Ich habe bisher leider zu wenig mit Röhrenendstufen Musik gehört um mir da eine Meinung zu bilden. Aber was nicht ist, kann ja noch werden! 

Gehört habe ich ihn bisher nur an meinen SBAcoustics 3-Way Classic und das was ich bisher gehört habe hat mich voll und ganz vom Konzept dieses Verstärkers überzeugt. Er macht in meinen Ohren alles richtig. Der Kombination aus Lautsprechern und F6 kann ich lange zuhören, ohne auch nur im geringsten zu ermüden oder dieses Gefühl zu bekommen, dass irgendetwas nicht stimmt. Und die Leistung von 2 x 25 W an 8 Ω reicht mir völlig.

Und er ist ohne Signal am Eingang totenstill. Kein Brummen, kein irgendwas. Einfach nur Stille. So wie es sein sollte und in diesem Fall auch ist. 

Mein Dank gilt mal wieder Stefan, dem Meister der kleinen isel-CNC   🙂