Backes & Müller Aktivlautsprecher BM6

Die BM6 müssen auf Grund ihres Alters restauriert oder repariert werden. Die elekronischen Komponenten: Kondensatoren, Elkos, Relais, Potentiometer, ICs altern oder sollten durch technisch bessere Komponenten ersetzt werden.

Die bei Backes und Müller typische Art der Rückkopplung zur Regelung der Lautsprecherchassis über eine Sensorspule im Schwingspulenkörper stellt den Reparateur vor große Herausforderung auf Grund der sehr hemdsärmeligen Herstellungsweise in den 1970/1980er Jahre.

Die kleineren Modelle von Backes und Müller habe ich bereits im Jahre 2015 intensiv bearbeitet. Mein Bericht dazu findet sich im Forum Aktives-Hören.de

Bericht zur Restauration eines Paares BM6 , erste Generation.

 

Und hier einige Bilder (unkommentiert):

Nachbau HEA Verstärker

Die Geschichte des Nachbaus startet ein paar Seiten weiter unten.

Reparaturobjekt : Ein HEA Wien Stereo Verstärker 1600, Baujahr 4. April 1968

Hier der Schaltplan aus dem Radiomuseum.

Schaltplan HEA1600
Schaltplan HEA1600

Das Gerät und damit die Bauteile sind inzwischen 54 Jahre alt. Wie im Schaltplan zu sehen ist, besteht die Halbleiterbestückung in der Vorstufe aus zwei Silizium Transistoren (BC109) und ansonsten in Germanium Transistoren.

Für eine sichere zukünftige Funktion müssen auf jeden Fall alle ELKO Kondensatoren ausgetauscht werden. Das Gerät zeigt nach dem Einschalten noch gute Funktionen. Allerdings ist ein starkes Rauschen zu vernehmen. Der linke Kanal streut darüber hinaus aperiodisches Prasseln ein. Die Widerstände sind allesamt Kohlepresswiderstände. Diese Art Widerstände neigt zum Altern und gerade bei Widerstandswerten im Kilo-Ohm Bereich zum Rauschen und ggf. Prasseln.

Metallfilmwiderstände haben dieses Verhalten nicht.

Frontansicht des Verstärkers
Die Knöpfe lassen sich nur mit Kraft nach vorne abziehen
Die Elkos sind am Ende ihrer Lebenszeit angekommen
Undichter Elko
Erneuerte Kondensatoren (NOS)

Test

Linker Kanal alter Tranistor ohne Load

Rechter Kanal neuer Transistor ohne Load

Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB:

+1.64, -1.42

+1.54, -1.52

Noise level, dB (A):

-61.2

-63.9

Dynamic range, dB (A):

61.5

64.5

THD, %:

0.043

0.468

IMD + Noise, %:

0.675

0.701

Stereo crosstalk, dB:

N/A

N/A

Ca. 60 db Rauschabstand ist deutlich zu schlecht. Auch sind die unterschiedlichen Verzerrungswerte außerhalb der Norm.
Der Tausch der insgesamt 38 Widerstände gestaltet sich recht aufwändig, da ich zur Ergebniskontrolle immer nur max. 3 Widerstände ausgetauscht habe und anschließend eine neue Messung durchführte, um zu sehen, ob die Maßnahmen zur Verbesserung der Werte beitragen.
Da ebenfalls ein leichtes Knistern/Krachen bei Betätigung der Regler zu vernehmen war, habe ich die Regler ausgelötet und im Ultraschallbad gereinigt. Nach Wieder-Einbau war das Knistern verschwunden.
In Summe wurden 38 Widerstände ausgetauscht, alle Elkos durch neue hochwertige Typen ersetzt und die ersten 3 Transistoren gegen modernere und rauschärmere Typen ersetzt.

  • Für T101/201 und T102/202 wurde je ein BC550C eingesetzt.
  • Für T103/203 wurde ein AC151 VII (rauscharm) eingesetzt.

Als Ergebnis reduziert sich das Rauschen um mehr als 15 dB !
Nach erfolgreicher Reparatur ging der HEA Verstärker zurück an seinen Besitzer.
Bei mir war aber jetzt die Neugier geweckt:  Wie gut könnte diese Schaltung mit aktuellen, hochwertigen Bauteilen aufgebaut werden, und was wäre an Verbesserungen zum alten Gerät zu erwarten ?

Aufbau mit neuen Bauteilen

Nach dem Erstkontakt zu einem Verstärker mit Germanium-Transistoren war ich wegen des besonderen Klangs nun doch neugierig geworden.
Wie würde sich die „alte“ Technologie mit modernen und hochwertigen Bauteilen machen ?
Dazu noch ein stärkeres und stabilisiertes Netzteil, um die doch etwas schmale Leistung zu steigern und ein vernünftiger Trafo.

Eine selbst entworfene doppelseitige Platine, hochwertige Panasonic Kondensatoren, Kiwami oder Dale Widerstände und ein gutes geregeltes Netzteil. Das neue Netzteil liefert ca. 33V stabilisiert. Lediglich bei den Germanium Transistoren muss ich auf alte Lagerware (New Old Stock – NOS) zurückgreifen. Verzerrungen  und Rauschen sinken deutlich.

Hier die Messungen des Nachbaus:

Verbesserte technische Daten durch Neuaufbau
Prototyp Aufbau
Lautstärkesteller mittels ALPS Poti
Talema Trafo 2 * 15V, 25 Watt
Netzteil mit 3 * 2200uF/63V Pufferkondensatoren
Verstärkermodul, Pufferung 2200uF/63V doppelseitige Platine
Rechter Kanal
Die grünen sind Kiwami Kohleschichtwiederstande 1%
Panasonic 105 Grad, LowESR Typen

 

Treibertransistoren AC128K/176K matched Pair
Leistungstransistoren unter der Bodenplatte
Ein und Ausgänge des Prototypen

Entwicklung eines eigenen Boards in EAGLE

Auf Basis der unten aufgeführten Schaltung habe ich mir doppelseitige PCBs in den Abmessungen 100 * 100 mm anfertigen lassen.

EAGLE Schaltung als Basis für das eigene Board

Da die Leistungstransistoren T105 und T107 zur Kühlung auf dem Gehäuseboden verschraubt werden, sind die Anschlüße dafür einzeln herausgeführt. (B, C, E – T105 bzw. T107). Auch der NTC ist über Schraubklemmen an der Unterseite des Boards verbunden und auf das Bodenblech geklebt.
Die Anschlüsse POT (IN, OUT, GND) und SIG (IN, VOUT, GND) sind über Schraubklemmen herausgeführt, so dass ein Poti für die Lautstärke oder auch ein Klangnetzwerk (siehe Originalschaltung oben)  über diese Anschlüsse angeschlossen werden kann. Auf das Klangnetzwerk habe ich hier im Sinne des unverfälschten Klanges verzichtet.

 
PCB – Bestückungsseite
PCB – Lötseite
Part Value Device Package
C1 1uf WIMA o.ä. Radial, 5 mm
C2 47uf/25V Elko Radial, 2,5 mm
C6 400p Styroflex Axial, 7,5 mm
C8 47uf/25V Elko Radial, 2,5 mm
C9 1000uf/50V Elko Radial 10 mm
C10 470u/25V Elko Radial 10 mm
C11 125u/25V Elko Radial, 2,5 mm
C12 1000uf/50V Elko Radial 10 mm
C13 1000u/50V Elko Radial 10 mm
C14 2200u/50V Elko Radial 10 mm
D1 BA314 Stabi Diode 0,6 – 0,7 V DO41-10
NTC 500  R NTC P642
R1 39K Widerstand Axial 0,25W 15mm
R2 4K7 Widerstand Axial 0,25W 15mm
R3 2700K Widerstand Axial 0,25W 12,5 mm
R4 48 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R5 500 R 20Gang Trimmer Trimmer
R7 1k5 Widerstand Axial 0,25W 15mm
R8 33k Widerstand Axial 0,25W 15mm
R9 10k Widerstand Axial 0,25W 15mm
R10 48 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R11 5k6 Widerstand Axial 0,25W 15mm
R12 330 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R13 560 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R14 1k Widerstand Axial 0,25W 15mm
R17 100 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R22 47 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R23 0,5 R Widerstandsdraht gewickelt 15mm
R26 15 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R27 47 R Widerstand Axial 0,25W 15mm
R30 0,5 R Widerstandsdraht gewickelt 15mm
T101 BC550C NPN , Si Kleinsignal TO18
T102 BC550C NPN , SI Kleinsignal TO18
T103 ACY12 PNP, GE , rauscharm TO18
T104 AC128K, matched Pair PNP, GE, Treiberstufe TO18
T106 AC176K, matched Pair NPN, GE, Treiberstufe TO18
T105 AUY20 III PNP, GE Leistungstransistor TO-3
T107 AUY20 III PNP, GE Leistungstransistor TO-3
       

 

Im Ergebnis steigt die Sinusleistung von 6 Watt an 5 Ω auf 10 W an 8 Ω bzw. 15 W an 4 Ω. Der Klang ist sehr ähnlich einem Röhrenverstärker – Klang-qualitativ kann dieses kleine Verstärkerchen prima mit meinen großen QUADs (303, 405 und 606) mithalten.

Recapping eines NAD 3020A von 1982

Der NAD 3020 wurde seit 1978 ca 1,1 Mio. mal verkauft. Diese große Menge ist nicht nur durch den damals sehr günstigen Preis von ca. 380 DM zu erklären. Die mit dem NAD Verstärker erzielte Klangqualität und relative technische Robustheit trug dazu bei, das dieser NAD und seine Nachfolger zu einer Legende wurden. Die britischen Entwickler liessen die Geräte in Taiwan und später in China fertigen, was in den ersten Jahren zu einer relativ hohen Ausfallrate geführt hat. Aber wenn ein Gerät erst mal lief, dann lief es…..

Wer mal einen NAD Verstärker hatte, hat ihn meist lange behalten. Inzwischen sind die Geräte über 40 Jahre alt, damit sind die Alterungserscheinungen auch signifikant für klangliche Verschlechterungen und Ausfälle. Dazu kommen ggf. noch schlechte Haltungsbedingungen (Verschmutzungen und Korrosion), so daß Kanalausfälle, verschlechtertes Wiedergabeverhalten und knisternde Potis eher zum Normalbild gehören, als ein Verstärker, der noch wie am ersten Tag funktioniert.

Katalogbild des NAD 3020

Hier mal ein paar Fotos zum Zeitpunkt des Erwerbs des Gerätes im Januar 2023:

Rückseite mit Soft Clipping Schalter
Rückseite mit Eingangsbuchsen, besonders schön: Die Wahl für ein MM oder MC Phonosystem
Blick ins Innere: Horror !
Da ist definitiv eine intensive Reinigung fällig
40 Jahre hinterlassen ihre Spuren

Folgende Schritte für die erforderliche Reinigung habe ich durchgeführt:

Zerlegen des Gerätes, um die Hauptplatine waschen zu können:

  • Aussaugen des Gerätes mit Staubsauger und weichem Langhaarpinsel
  • Zerlegen des Rahmens, auch die untere Verstrebung
  • Sämtliche Schraubverbindungen der vorderen Bedienelemente lösen
  • Entlöten der Verbindungen des Trafos mit der Hauptplatine
  • Entlöten der dickeren Kondensatoren von der Hauptplatine (alle Kondensatoren größer als 470 uf)
  • Entlöten der TO-3 Endstufentransistoren
  • Demontage des Kühlkörpers

Damit lässt sich die Hauptplatine im Stück mit den anhängenden Zusatzplatinen (Kopfhöreranschluß, Leistungsanzeige, Phono-Switch und Lautstärkesteller) zum Waschbecken transportieren. Mit Warmwasser und weicher Bürste oder Zahnbürste lässt sich der gröbste Schmutz entfernen.

Das reicht aber nicht: In einer flachen Schale habe ich die Platine zunächst in Spiritus eingeweicht und dann mit der Zahnbürste oben und unten bearbeitet. Dadurch bildet sich ein weislicher Film auf der Platine, der wiederum mit Isopropanol Alkohol abgespült und gebürstet werden kann. Sämtliche Potis, Buchsen und Schalter wurden mit Kontakt 61 Spray behandelt.

Die Trocknung lässt sich mit einem Fön etwas beschleunigen. Die Endstufentransistoren und Isolierglimmer habe ich im Ultraschallbad gereinigt. Die alte Wärmeleitpaste musste allerdings mit Küchentüchern beseitigt werden.

Nach der Reinigung und dem Austausch der Kondensatoren

Zur Montage habe ich die alten Glimmerplättchen mit neuer Wärmeleitpaste versehen. Auf der gereinigten Platine wurden dann die Kondensatoren von klein nach groß schrittweise ersetzt. In der unten angehängten Liste sind die Positionen der Kondensatoren und ihre Werte aufgeführt, so dass jeder damit seinen Einkauf starten kann.

Weitere Aktionen

Die Potentiometer zur Einstellung der Ausgangsspannung (20K Potis) wurden durch Piher 25K Potis ersetzt. Damit liess sich die Ausgangsspannung auf bzw. mV einstellen.

Darüber hinaus habe ich die Lautsprecher Ausgangsklemmen durch Banana Buchsen ersetzt. Um ein Ausbrechen der Platine zu vermeiden habe ich ein Stückchen Plexiglas eingepasst und direkt als Verstärkung auf der Platine verschraubt.

Der Erfolg des Kondensatoraustauschs ist bemerkenswert. Bspw. hat sich der Frequenzgang deutlich linearisiert:

Anbei der Schaltplan des 3020B:

und das Servicemanual für den 3020B bzw 3120: