STC Power Amplifier kit

English text see below

Was ist eine STC = Super Triode Connection ?

In den späten 90er Jahren kreierte der Japaner Shin-ichi Kamijo eine spezielle Schaltungstechnik, die es ermöglichte, den rauen Klang einer Pentoden-Endstufen dem einer weich klingenden Trioden-Endstufe anzunähern.
Dies wurde ermöglicht, indem er eine Art "nicht lineare lokale" Gegenkopplung vor dem Ausgangsübertrager einführte, die einen geringen Teil der modulierten Anodenspannung der Leistungs-Pentode auf die Anode (!) der vorgeschalteten Verstärkertriode rückkoppelte.

Dieser Schaltungskniff bewirkt hauptsächlich folgendes:
1.: Die Triode "sieht" jetzt den Fehler der Pentode mit all ihren nicht harmonischen Verzerrungen und "krummen" Frequenzgang. Dieser Fehler wird dem Pentoden-Audiosignal zugemischt. Durch die 180° Phasendrehung der invertierend arbeitenden Leistungsendstufe heben sich diese Verzerrungen nahezu auf, und auch der Frequenzgang wird begradigt. Man kann sagen, die Triode "kontrolliert" quasi die Leistungs-Endstufe.
2.: Da diese lokale Gegenkopplung an der Anode und nicht an dem Gitter angeschlossen ist, "bemerkt" die Triode von ihren eigens erzeugten (harmonischen) Verzerrungen nichts und addiert diese ebenso zu dem Audiosignal. Dies ergibt dann den wohlbekannten Trioden-Sound.

Aber warum nicht diesen Schaltungskniff auch bei einem Halbleiter-Endverstärker anwenden?

Das Ergebnis ist absolut verblüffend: Die Endstufe ist in ihrer Halbleiter-Charakteristik nicht mehr hörbar, da deren Fehler eliminiert werden; nur noch der warme Sound der Triode ist present und nichts weiter!
Es ist wirklich kein Vergleich zu den landauf / landab angebotenen Hybrid-Verstärkern, bei denen die Halbleiter-Endstufe ohne jegliche "Röhren-Kontrolle" vor sich hinwerkelt. Da bei diesen Verstärkern dem Audiosignal nur die (harmonischen) Verzerrungen der Vorstufen-Triode, nicht aber die Fehler der Endstufe hinzugemischt werden, sind letztere auch an den Lautsprechern present – und hörbar.

Den Bausatz erhalten Sie mit allen Teilen inkl. Tisch-Schaltnetzteil, Röhren und Gehäuse, damit Sie an einem ruhigen Abend ohne Hektik den Verstärker wie auf den Fotos abgebildet aufbauen und in Betrieb nehmen können. Die meisten Bauteile sind in SMD-Ausführung mit teuren MiniMelf 1% Widerständen im Signalpfad und bereits verlötet. Sie müssen also nur noch die bedrahteten Komponenten bestücken.

Dennoch, da bis zu 180VDC auf dem Board anliegen (für die Magischen Fächer) ist dieser Bausatz für Elektronik-Anfänger nicht geeignet.

  • Abmessungen (B x T x H inkl. Kühlkörper): 130 x 100 x 85 mm

  • Stromversorgung: Hohlbuchse 5,5/2,5 mm, positiv innen

  • Inklusive externem Schaltnetzteil und EU-Anschlusskabel: 20 VDC 3.3 A

  • Lautsprecher-Ausgang: 4 x verdrahtungsfreie Klemmanschlüsse bis 2,5 mm²

  • NF-Eingang: 2 x Cinch

  • Kopfhörer-Ausgang: 6,3 mm Neutrik Stereo Klinkenbuchse

  • Ausgangsleistung 2 x 15 Watt an 8 Ohm (Klirr < 3%)

  • Rauschen: < 150 µV

  • Frequenzgang bei 10 Volt Ausgangsspannung (-3dB): 10 Hz...200 kHz (!)

  • Röhren: Russische 6N3-P oder General Electric 5670 in STC Topologie und 2 x EAM86

  • Konstantstromheizung (Softstart) aller Röhren, stabilisierte Anodenspannung der Triode

  • Endstufe: STMicroelectronics STA540

  • Schutzschaltungen: Übersteuerung (Limiter), Überstrom (Polyfuse), Fehlanpassung, Übertemperatur

  • Leistungsaufnahme ohne Aussteuerung: ca. 12 Watt

What is STC = Super Triode Connection ?

In the late 90's the Japanese Shin-ichi Kamijo created special circuitry for tube amplifiers to bring the rough sound of a Pentode power amplifier closer to the soft sound quality of a Triode stage.
This was archived by adding a kind of "non-linear negative local" feedback by supplying a small amount of the modulated Anode voltage from the power Pentode before the putput transformer to the Anode of the preamplifier's Triode.

The special feedback circuitry results in:
1st: The triode now "sees" the limited frequency response and distortions due to the modulated Anode voltage of the Pentode. The feedback circuitry adds these errors to the audio signal. Due to the 180° phase shift of the inverting power amplifier stage (negative feedback) these distortions will be eliminated and the frequency response is flattened.  In a way, the Triode "supervises" the Pentode power amplifier stage.
2nd: Normally the feedback path is connected to the Triodes Grid but in this case it’s connected to the Anode so the Triode "sees" only the Pentode's distortions (and eliminates it) but not its own harmonic distortions.

But why not using such a circuitry for a semiconductor power amplifier?

The result is absolute astonishing! The end result is the well-known Triode sound! You do not hear the semiconductor “sound” with its distortions; only the warm Triode tube sound is present and nothing more!
There is no comparison to today’s tube / semiconductor hybrid power amplifier. Current Hybrid amplifier designs employ a semiconductor power stage that works autonomous without providing feedback control to the tube stage. The audio signal is feed through the preamplifier Triode tube stage without the benefits of feedback from the semiconductor power amplifier stage. Furthermore, there are distortions added by the semiconductor power amplifier stage. This results in a significant audible distortion on the speaker output compared to the STC architecture.

This kit comes fully inclusive with all parts including an external switching power supply, tubes and enclosures to build a plug-and-play amplifier as shown on the photo. Most parts on the board are SMT types with expensive 1% MiniMelf resistors in the audio path and are pre-assembled. You only need to mount and solder the through-hole components. This can be done in an evening!

Please note that up to 180V is present on the board (for the Magic Eyes Anode voltage) therefore this kit is not recommended for electronic beginners.

  • Dimensions (w x d x h incl. heatsink): 130 x 100 x 85 mm

  • Power connector: DC jack 5.5/2.5 mm, inner positive

  • Inclusive switching power supply (100...240VAC) with "figure 8" mains connector: 20 VDC 3.3 A

  • Speaker connector: 4 x board fitted Push button spring terminals as up to 2.5 mm²

  • Audio input: 2 x RCA jacks

  • Headphone connector: 1/8" Neutrik TRS jack

  • Output power: 2 x 15 watts @ 8 ohms (THD < 3%)

  • Self generated noise: < 150 µV

  • Frequency response @ 10 V output voltage: 10 Hz...200 kHz (!)

  • Tubes: Russian 6N3-P or General Electric 5670 in STC topology and 2 x EAM86

  • Constant current heating (Softstart) of all tubes and stabilized Anode voltage of the Triode

  • Amplifier stage: STMicroelectronics STA540

  • Protection circuit: Clipping (optical limiter), Overcurrent (Polyfuse), Overload, Overtemperature

  • Idle power consumption: ca. 12 VA


Die meisten Bauteile sind bereits vorbestückt
Most of the parts are just preassembled


Voll bestückte Leiterplatte
Fully assembled PCB

Download Aufbauanleitung / Assembly Manual
Download Bedienungsanleitung / Owners Manual

Kundenmeinungen

Peter B.:

"Sach ma Jürgen, denkst Du bei Deinen akustischen Arbeiten an die Rentner und Pensionäre und baust denen Hörhilfen?
Ich dachte immer, ich bin schwerhörig! Mit dem neuen Gerät fällt's gar nicht auf. Ich hör ja Sachen, von denen ich gar nicht wußte oder vergessen habe wie die klingen.
Die Diana Krall haucht mir hier gerade Liebeschmachtendes ins Ohr und es ist ja die Wonne. Die Highhat, der Stahlbesen auf dem Trommelfell der Snare. Was ist den hier los??
Das ist irgendwie Zauberei; ein Zauber! Das Gerät ist verzaubert.
Jetzt nochmal Donna Summer, die braucht gerade 'Hot Stuff'. Kaum zu glauben, was der Gitarrist da auf der rechten Seite so treibt.
Jetzt bin ich erstmal sprachlos! Das Ding peitscht, dass es eine Freude ist!! Die Klangfarben, die Impulsivität, Dynmaik; Emotion, was für ein geiler Groove; fein, fein, fein!!
Vielen Dank für die Mühe. Das haste doll hingekriegt!"

"Hallo Jürgen, da sitz' ich nun am Schreibtisch und höre mit Sennheiser HD800 und STC eine uralte Platte (CD auf Festplatte) am PC; J.S.Bach, eine von seinen a-moll-Fugen auf Gitarre gespielt vom Engländer Julian Bream.
Fein, sehr fein! :-)"

"Nachdem sich mein Sohn den ersten STC von Dir unter den Nagel gerissen hat und auch nicht mehr herausrückt, sah ich mich genötigt einen zweiten STC zu bestellen. Jetzt aber noch mit einem zusätzlichen Zuckerhäubchen obendrauf, nämlich mit der von Dir empfohlenen Triode von General Electric 5670! Ein noch wundervollerer Klang tut sich damit auf. Jetzt wo ich das Gerät ein paar Wochen habe und Festellen konnte, daß die Klangperformance mit zunehmender Laufzeit noch besser wurde, kann ich mich mit einem Lächeln nach hinten lehnen und mich darüber freuen, wieder dem Highend-und Highprice-Tumult der selbstgefälligen Obergurus der Szene ein Schnäppchen geschlagen zu haben. Für 300 Euro einen derart phantastischen Röhrenverstärker zu bekommen, grenzt an Zauberei. Das Ding klang ja von Anfang an auf unglaublich hohem Niveau. Die 15 Watt kann man noch herrlich nutzen, ein paar gescheite Lautsprecher dranzuhängen. Bei mir laufen Tangband-Breitbänder, aber mit einem zusätzlich angetriebenen aktiven kleinen Subwoofer. Das aber nur als Beiwerk nebenbei, was aber eine Nummer für sich ist. Für mich war ausschlaggebend, meinen Sennheiser HD800 an den Amp dranzuklemmen. Und da geht mit dem STC einfach immer die Sonne auf! Die Kette ist voll gültig. So klar und selbstverständlich, so warm und dynamisch, so fein, sanft und leise, so laut und böse, hatte ich es im Grunde noch nie gehört. Manche Sachen (MP3) oder wirklich schlechtes musikalisches Material klingt halt dann auch so. Doch damit läßt es sich prima leben. Antreiben dürfte der STC so ziemlich alles, was im Kopfhörersegment Rang und Namen hat. Der HD800 klingt damit einfach umwerfend. Es heißt manchmal, der HD800 könnte nicht tief. Was für ein fieser Unfug, dem Kopfhörer so etwas anzudichten. Die 'Fachmaten' sollten mal gescheite Hardware dranhängen, damit das was wird. Der Sennheiser geht ultratief. Das ist immer lustig, wenn man mal so was wie Saafi Brothers o.ä. hört. Das ging ja alles schon damals ganz prima mit dem Brüllwürfel mit den russischen Doppeltrioden, nur konnte der Kleine keine Lautsprecher bedienen, und fairerweise sei auch erwähnt, daß der kleine Minihybrid nicht ganz diese sagenhafte Auflösung hat. Mit dem STC bin ich, aber auch der Sohn, sehr glücklich und genieße meine günstige Errungenschaft jeden Tag. Absolutes High End! Schön, sehr schön gemacht Herr Grau!"
 

Hans-Gerd N.:

"Hallo Herr Grau, es ist soweit: zusammengefasst: So muss ein Verstärker klingen und so fabelhaft kann ein IC-Verstärker klingen. Nämlich überhaupt nicht nach IC, sondern nach einer erstklassigen Röhre! Endlich ist mein Wunsch nach einem bezahlbaren Röhrenverstärker mit ausreichend Leistung bei geringem Strombedarf (12,2W im Leerlauf) in Erfüllung gegangen. Hut ab, Herr Grau und Danke!
Nachdem ich den Zusammenbau ohne große Mühe durch die vorbildliche Anleitung bewerkstelligt hatte und die wenigen Messungen durchgeführt hatte, hieß es Probehören. Etwas hell vielleicht, aber mit sehr viel Ausdruck bei Stimmen und Details... Dann den ganzen Tag mit Radio laufen lassen und abends richtig reingehört.
Das war höchst beeindruckend. Jetzt war auch der Bass da bei gleich bleibend hoher Intensität von Stimmen und Details. Ich habe mehrfach geschaut und überlegt, ob ich wohl alles richtig gemacht habe, da dieses kleine Verstärkerchen extrem dynamisch und schnell daherkam.
Dann Zurückschalten auf den modifizierten NAD 3020i aus den 80ern. Da muss wohl etwas nicht stimmen, so lasch und ausdruckslos hatte ich ihn nun wirklich nicht in Erinnerung, aber besser konnte er es wohl nicht. Angeschlossen hatte ich einen Nachbau der Linn Khan, Original aus den 70ern, problemloser 8 Ohm-Lautsprecher. Am Nad hörte man irgendwie immer, dass die Khans mit Elkos aufgebaut waren wie im Original, immer etwas harsch, splashy. Es brauchte schon etwas vom Schlag einer Naim NAP250, um das in den Griff zu bekommen.
Jetzt laufen sie zur Perfektion auf an der kleinen Röhre und können auch beachtlich laut trotz des Wirkungsgrades von gerade 86,5dB/1W. Immer wieder faszinierend: diese Intensität!
Dann Quercheck mit hochauflösenden Selbstbauboxen, ein zweieinhalb-Wege-System (4 Ohm im Bass) mit zusätzlichem Hochtöner und ca. 90dB Wirkungsgrad. Die Post geht ab, auch hohe Lautstärken sind jetzt möglich. Sowohl mit dem modifizierten Lenco L75 mit Decca-Arm und Clearaudio Nanophono als PrePre wie mit dem von allem unnötigen mechanischen Gestänge befreiten Reibradler Dual PE3044 und eingebautem PrePre (IC-Schaltung aus einem Onkyo Vorverstärker aus den 80ern) musste ich mir zu meiner Freude eine erstklassige Wiedergabe anhören. Schwachpunkt: Bei Rechtsanschlag des Potis zeigen zwar die Röhren Vollaussteuerung an, aber noch nicht die Überlast-LED. Bin mir also nicht ganz sicher, ob ich Vollaussteuerung erreiche mit dem DUAL. In der Regel muß es aber auch wirklich nicht so laut. Weiterer Nachteil: MP3 klingt wie MP3, also nach dem, was es ist, ein Notbehelf.
Auf die Ausprobe mit meinem großen Garrard 401 mit Aro-Arm habe ich bisher verzichtet. Er ist so stark in die große Anlage integriert und nicht so ohne weiteres umzustöpseln.
Jetzt noch der Abschlusstest wieder an selbstgebauten PA-Lautsprechern mit 30er Baß und Horn bei ca. 94dB Wirkungsgrad, normalerweise als E-Drumm-Monitor eingesetzt. Dieses Verstärkerchen scheint ein Universalgenie zu sein! Fast schon so laut wie eine echte PA-Anlage bei gleich bleibend exzellenten Dynamik- und Detailqualitäten, einfach erstaunlich..."


Hartmut I.:

Hallo Herr Grau, habe das Verstärkerlein heute Vormittag in etwa 4 Stunden zusammengebaut. Alles passte und funktionierte sofort einwandfrei und problemlos. Echt ein toller Bausatz. Super durchdacht, gute Anleitung, ordentlich verpackt, alles top vorbereitet. Besser geht’s nicht.
Seit heute Mittag läuft er nun ununterbrochen an meinen Grundig Audiorama mit Platte und CD. Ich weiß gar nicht, was ich zuerst und als nächstes hören soll. Der Sound ist genauso, wie ich ihn mir gewünscht und vorgestellt habe. Soft, aber trotzdem mit hoher Transparenz und nicht zu scharf. Allerdings muss ich dazu sagen, dass ich schon bei dem bisherigen Verstärker einen Equalizer im Einsatz hatte und diesen auch jetzt noch dazwischen habe. Ohne diesen wäre es mir ein bisschen zu flach, was aber auch an den kleinen Audiorama liegen kann. Zusätzlich hatte ich bei den Bässen bisher mit einem aktiven Subwoofer nachgeholfen. Den brauche ich nun nicht mehr. Man hört jetzt auch deutlich den Unterschied zwischen Platte und CD.
Ganz ganz tolle Sache, Herr Grau. Vielen Dank! Sie haben einen zufriedenen Kunde mehr.
 


   

  Bitte beachten Sie, dass die aufgebaute Version für Kunden aus Deutschland nicht zur Verfügung steht.
   
General Electric 5670 Triode anstatt der russischen 6N3-P = 10 EUR Aufpreis
General Electric 5670 triode instead of the Russian 6N3-P = 10 EUR extra
   

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