Workshop: Fairchild 670 Nachbau, Röhrenkompressor

T-Pad Attenuator

Für die Herstellung der beiden „Input-Gain“ Drehschalter musste ich ein bisschen intensiver im Internet recherchieren, da diese im original Fairchild nicht nur aus einem normalen Poti bestehen, sondern aus einem dreilagigen Poti. Ein sogenannter „T-Pad Attenuator“. Der Vorteil dieser T-Pad Regelglieder ist die konstante Impedanz sowohl am Eingang als auch am Ausgang. Die ausgangsseitig variable Impedanz eines normalen Potentiometers würde zu einer Störung des linearen Frequenzverlaufs führen.

Das Schaltbild eines T-Pad Reglers sieht wie folgt aus:

R1, R2 und R3 sind keine Festwiderstände, sondern die drei Ebenen des Potis. Wenn R1 und R2 kleiner werden, wird R3 größer. Der Drehschalter benötigt bei 21 Schalterstellungen 63 Widerstände, die allesamt berechnet werden müssen. Die erwünschte Gesamt-Impedanz beträgt 600 Ohm. Die Einzelwerte der Widerstände ergeben sich aus Formeln, die im Internet leicht zu finden sind. Mit Hilfe dieser Formeln habe ich eine Excel Tabelle erstellt, die das Ausrechnen der Widerstandswerte sehr vereinfacht hat. Der Pegelunterschied zwischen den einzelnen Schaltstufen entspricht genau 1 dB. Das ergibt bei 21 Schaltstufen einen maximalen Regelbereich  von -20 dB bis 0 dB.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau T Pad Tabelle

Widerstandswerte für den 21-stufigen „Input Gain“ T Pad-Drehschalter

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Bild 5

600 Ohm T-Pad Drehschalter

Bei diesen beiden Input-Gain-Schaltern ist der Schleifer der Ebene 1 der „Input“ und der Schleifer der Ebene 2 der „Output“. Die Masse geht an das untere Ende von R3. Dies ist der „Drahtring“ am vorderen Teil des Drehschalters, der alle einundzwanzig R3s verbindet.

Verkabelung der Frontplatte

Die Verkabelung der Frontplatte erfolgt am besten mit abgeschirmtem Kabel. Die Länge sollte so gewählt werden, dass die Frontplatte bei Bedarf abgenommen und neben dem Fairchild abgelegt werden kann. Spätestens beim ersten Röhrenwechsel wird man das zu schätzen wissen.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Bild 14

Richtige Länge der Kabel zur Frontplatte

Komplett verkabelte und eingebaute Frontplatte

Die Trimmpotis

Beim original Fairchild 670 befinden sich rechts unten drei Trimmpotis. Mit dem ersten wird die Anodenspannung von 240 Volt eingestellt. Die beiden anderen dienen der Anpassung der Kompressionsstärke. Diese beiden mit „DC Threshold“ bezeichneten Trimmpotis wurden früher im Werk voreingestellt. Die Wirkung kann man jedoch eher mit der Einstellung des „Knees“ vergleichen. „Softknee“ auf der einen Seite und „Hardknee“ am anderen Anschlag des Reglers.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Trimmer original

Original Fairchild, Trimmer für Anodenspannung B+, DC-Threshold left & right

Bei meinem Nachbau habe ich auch hier 21-stufige Drehschalter verwendet, um die Möglichkeit der einfachen Verstellung und einer exakten Reproduzierbarkeit nutzen zu können. Das Klangverhalten des Kompressors kann dadurch sehr viel flexibler verändert werden, als es beim Original der Fall ist. Zusätzlich befinden sich auch noch ein Drehschalter für den hardwired Bypass und die beiden schwarzen Regler für die Feineinstellung der VU-Instrumente.

Das Poti zur Justierung der Anodenspannung habe ich aus Sicherheitsgründen innerhalb des Gehäuses zwischen Rückwand und Hauptplatine angebracht. Eine versehentliche Verstellung kann die acht teuren 6386 Röhren ziemlich schnell zerstören. Die 240 Volt müssen eigentlich nur bei einem Röhrenwechsel neu eingestellt werden.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Bild 15

Fairchild 670 Nachbau, Bypass-Schalter, DC-Threshold und VU Zero Adjust Regler

Endspurt

Innen an der Rückwand befinden sich zusätzlich zu den vier Ground-Lift Schaltern die beiden Relais-Platinen für die Bypass-Funktion, die 5 Volt Spannungsversorgung für die Relais sowie die Stabilisierungs-Platine für die Heizspannung der acht 6386 Röhren. Diese wird, getrennt von den anderen Röhren, separat gefiltert und geglättet. Dies hilft, Einstreuungen und Brumm-Effekte zu minimieren. Eine „Soft-Start“ Funktion schont zudem die teuren 6386 Röhren. Die beiden Digitalanzeigen sind kleine Messgeräte. Gemessen werden die Betriebsspannung der Bypass-Relais (linke Anzeige, 5,0 Volt) und die Heizspannung der 6386 Röhren (rechte Anzeige, 6,1 Volt). Unten im Bild kann man auch das Poti zur Einstellung der Anodenspannung erkennen.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Bild 19

Die normale Heizspannung der JJ 6386 LGP Röhren beträgt 6,3 Volt. Bei meinem Nachbau habe ich diese auf nur 6,1 Volt eingestellt. Die Funktion der Röhre wird dadurch in keiner Weise beeinträchtigt, es reduziert jedoch den Verschleiß des Glühfadens in der Röhre.

Der Nachbau nähert sich dem Ende, es ist alles eingebaut und funktioniert perfekt.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Bild 17

Fairchild 670 Nachbau fast komplett

Qualitätskontrolle

Jetzt muss nur noch der Deckel angeschraubt werden. Als i-Tüpfelchen werden jetzt noch die Audiowerte gemessen und mit dem Original verglichen. Man kann dem Nachbau attestieren, in keiner Disziplin schlechter zu sein als das Original. Fremdspannungsabstand, Klirrfaktor, Gleichtaktunterdrückung und Frequenzgang sind perfekt.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Audiomessgeraete

Von oben nach unten: Messgerät für Fremdspannung, Frequenzgang, Klirrfaktor

Technische Daten

Beim folgenden Bild kann man den identischen Frequenzverlauf beider Kanäle sehen (untere violette Linien). Die beiden oberen Kurven zeigen den Frequenzgang bei 10 dB Kompression. Eine leichte Höhenanhebung, abhängig von der Kompressionsstärke, ist unter anderem mitverantwortlich für den charakteristischen Fairchild Sound.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Frequenzgang

Gemessener Frequenzverlauf bei 0 dB und bei 10 dB Kompression

Das Rauschen nach CCIR Norm bewertet liegt bei -80 dB und ist somit sogar 14 dB besser als beim echten Fairchild 670. Bei einem maximalen Pegel von +27 dBm ergibt das einen nutzbaren Dynamikumfang von 107 dB. Die Gleichtaktunterdrückung bei einem Eingangspegel von 0 dB @ 1 kHz liegt bei -68 dB. Die Übersprechdämpfung  L/R >80 dB @ 1 kHz. Der gemessene Klirrfaktor liegt bei einem Eingangspegel von +15 dBm bei erstaunlichen 0,25 %.

Interessierte können hier das Manual des Originals aufrufen:

Wie klingt der Fairchild 670 Nachbau?

Der Klang ist phänomenal und besteht nicht nur einen Vergleich mit guten Plug-ins. Als ich einen original Fairchild 670 eines guten Freundes zur Reparatur hatte, ergriff ich natürlich die Chance beim Schopf und verglich dieses Original mit meinem Nachbau. Ein Klangunterschied war anfänglich hörbar, aber relativ leicht durch entsprechende Anpassung der Regler anzugleichen. Mit dem kleinen Unterschied, dass man für den Marktpreis dieses Originals locker fast 8 Nachbauten anfertigen kann.

Fairchild 670 Nachbau Pfeffer echt und nachbau

Original und Nachbau

Als Nachteil muss man jedoch vermuten, dass ein Fairchild 670 Nachbau sich wahrscheinlich nicht so leicht verkaufen lässt wie ein Markengerät, sollte man sich von diesem trennen müssen.

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Bild 18

Nachbau in voller Fahrt

Generelles zum Selbstbau

Selbstverständlich benötigt man für so ein großes Projekt einige gute Werkzeuge. Eine gute Lötstation ist Pflicht, ein paar gute Messgeräte auch. Gute Seitenschneider, gutes Lötzinn und auch ein paar Werkzeuge zur Metallbearbeitung sind hilfreich.

Natürlich sollte man auch gut mit einem Lötkolben umgehen können und bereits Erfahrung im Aufbau von Röhrengeräten haben. Ein Fairchild 670 Nachbau ist mit Sicherheit kein Projekt für einen DIY- Anfänger. Wenn man einen Schaltplan interpretieren kann hilft es auch beim Verständnis des Geräts. Fairchild 670 Schaltpläne in hoher Auflösung findet man auf der Seite von audio.kubarth.

Einer der grössten Vorzüge beim Selbstbau eines solch komplexen Geräts ist die Tatsache, dass man es bei Bedarf auch selber reparieren kann. Da man es selber gebaut hat, weiss man später ziemlich genau über die Funktionsweise der einzelnen Teile Bescheid.

Für den Bau dieses Kompressors habe ich ungefähr fünf Monate gebraucht.

Achtung Lebensgefahr !

Wichtig ist, dass man die Gefahren von Röhrengeräten kennt und respektiert. Im Fairchild 670, egal ob Original oder Nachbau, kommen lebensgefährliche Spannungen bis 700 Volt vor. Ein paar alte Elektriker-Regeln sollte daher unbedingt stets beachtet werden.

1.) Nie im oder am Gerät arbeiten, wenn das Stromkabel noch steckt.

2.) Auch nach dem Trennen vom Stromnetz sind die Glättungskondensatoren noch immer mit Hochspannung geladen. Daher immer nur mit einer Hand im Gerät arbeiten. Die andere Hand am Körper oder in der Luft. Sollte man doch mal versehentlich an Hochspannung greifen, fliest der Strom nur an einer Seite des Körpers am Rand des Körpers zu den Füßen am Boden. Wenn man mit beiden Händen im Gerät werkelt, kann bei einem Stromschlag der Strom seitlich von einem zum anderen Arm fließen. Und da ist bekanntermaßen das Herz dazwischen.

3.) Mindestens genauso wichtig ist die einwandfreie Erdung aller Metallteile des Stahlgehäuses. Hierzu ist es unbedingt notwendig, alle Verbindungen zwischen Metallteilen des Gehäuses vom Lack zu befreien, sprich bis aufs Metall abzuschleifen. Der Übergangswiderstand von benachbarten Metallteilen sollte kleiner als 0,3 Ohm sein. Nur dann ist ein Schutz durch den Erdleiter bei einem Defekt im Gerät gewährleistet!

Help

Es gibt übrigens eine weltweite DIY Fangemeinde. Im Internet findet man fast zu jedem DIY Projekt viele gute Hinweise und Tipps. Ein sehr gutes und umfängliches Forum ist GroupDIY

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau InnenSeitenansicht

Innenleben aus ungewohnter Perspektive

Fairchild 670 Pfeffer Nachbau Tubeglow

Hier noch ein paar Soundbeispiele. Die Gain-Reduction liegt bei allen Einstellungen bei ca. 8 – 10 dB.

Drumloop Original unbearbeitet

Time Constant 1

Time Constant 2

Time Constant 3

Time Constant 4

Time Constant 5

Time Constant 6

Vorderansicht Fairchild 670 Nachbau

Vorderansicht Fairchild 670 Nachbau

Fazit

Der Nachbau eines Fairchild 670 Kompressors ist eine echte Herausforderung. Es ist sicherlich kein Anfängerprojekt. Man sollte gut löten können, elektronische Grundkenntnisse haben und viel Geduld mitbringen. Nachdem man dann aber fertig ist, kann man das Gefühl genießen, den klassischen Studio-Kompressor schlechthin zu besitzen. Der Klang ist amtlich, die Haptik einzigartig und der Anblick ein wahrer Genuss.

Plus

  • Preis, im Vergleich zu einem Original Fairchild Kompressor sehr günstig
  • Haptik
  • Klang
  • könnte man leicht selber reparieren
  • alles Neuteile, lange Lebensdauer zu erwarten

Minus

  • Preis, absolut betrachtet relativ hoch
  • Verkauf wahrscheinlich relativ schwer

Preis

  • Materialpreise: je nach Wahl der Bauteile ca. 5.000 bis 6.000 Euro
Klangbeispiele
Forum
  1. Profilbild
    AMAZONA Archiv

    DAS ist doch einmal ein Projekt, das mir Respekt abringt. Super Bernd!

    Die Audiofiles muss ich mir dann noch in Ruhe anhören.

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    andybee

    Ja, das Projekt ist super, gibts schon seit ein paar Jahren, mittlerweile ist der Platinensatz V3 erhältlich! Schöner Bericht! Klasse!

  3. Profilbild
    tantris  

    Haltet mich für taub, meinetwegen. Ich höre aber zwischen dem unbearbeiteten und den bearbeiteten Sounds keinen Unterschied. Mag sein, dass die Amplitude und Frequenz „optimiert“ sind, aber ist das Ergebnis 5000 Euro wert?

    • Profilbild
      Bernd Pfeffer  

      Hi tantris,
      die klanglichen Unterschiede sind da, sogar auf meinem Laptop hörbar; vor allem bei der Timing Stufe 1. Es sind natürlich keine riesigen Unterschiede, aber die will man ja auch gar nicht, sondern eher subtile & harmonische Klangverbesserungen. Schliesslich ist der Fairchild ja ein Mastering Werkzeug.
      Achte evtl. mal speziell auf die Hihat.
      Mit einem EQ wäre das so nicht darstellbar, da der Fairchild, wie jeder gute Kompressor, auch dynamisch Obertöne hinzufügt, und nicht nur statisch den Frequenzverlauf ändert. Gerade diese Kleinigkeiten machen später dann den gewissen Unterschied aus… Ob jemandem das über 5.000 EUR wert ist wird allerdings jeder für sich selber bewerten müssen ;-) Liebe Grüße, Bernd

    • Profilbild
      mofateam

      Echt ? Ich höre sogar ueber die Laptopspeaker einen deutlichen Unterschied…
      Achte mal auf den Puch ud die Räumlichkeit….

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    ursomat

    Tolles Projekt und sehr gelungene Umsetzung!

    Was hast du für die Optik investiert? Also Gehäuse, originalgetreue VU und Drehregler?

    Was ich mich auch schon sehr lange frage, warum sind diese Geräte eigentlich unten offen?

    • Profilbild
      Bernd Pfeffer  

      Hi ursomat,
      das Gehäuse kostet in der Form 600 US$. Die VUs jeweils ca.160 EUR und die Drehknöpfe unterschiedlich, z.Teil nur in ebay USA erhältlich für Preise zwischen 5 und 35 US$ pro Drehknopf.
      Tja, und unten offen sind die eigentlich nicht. Es kommt normalerweise noch eine Blende davor, die genau einen Auschnitt für die Frontplatte hat. Mir gefällts so allerdings besser ;-) greets, Bernd

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    iggy_pop  AHU

    Wow! Rockt!
    Ich bewundere Leute, die sich zur Not ihr Equipment selbst bauen können. Oder reparieren, sollte es notwendig sein.

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    MidiDino  AHU

    Ich persönlich halte den / das Fairchild 670 für das gelungenste Gerät zur Dynamik-Bearbeitung, das je gebaut wurde. Respekt zum Selbstbau-Projekt! Doch ich könnte mir ein solches Projekt nicht leisten, auch weil ich ein technischer Analphabet bin. Ein Lötkolben in meiner Hand würde bei allen, die ich privat kenne, Suizid-Gefahr assozieren lassen ;-) Aber ich bin mit der digitalen Nachempfindung, die ich mir bereits vor Jahren gekauft habe, sehr zufrieden und nutze diese für die Summe.

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    Armin Bauer  RED

    Hallo Bernd,

    super Projekt und allergrößten Respekt für Recherche und Ausführung.
    Habe ja auch schon mit dem Gedanken gespielt mir mal Preamps selbst zu löten, habe dann aber die Investition bei einer reellen Chance von 50:50, dass es dann auch spielt, lieber gelassen.
    Hätte dir jetzt empfohlen, ran an die nächsten Klassiker, aber wenn ich dein Profil anschaue, du hast ja soweit Alles durch. Oder was liegt als Nächstes an?

    Grüße
    Armin

    • Profilbild
      Bernd Pfeffer  

      Hi Armin,
      danke fürs Lob ;-) Och, ich finde schon noch was. In der näheren Betrachtung für meinen nächsten Nachbau liegen momentan z.B. der Neve 33609, der Altec 436c, oder ein REDD 47 Preamp. Mal sehen… ;-) Liebe Grüße, Bernd

  8. Profilbild
    steme  

    Na, das ist doch mal was: Ein Super Projekt und ein Super Bericht mit lecker Photos ! Ganz grosser Respekt Herr Pfeffer ! Ich bin echt beeindruckt. Und bevor jetzt wieder jemand die Nase ruempft und sich beschwert warum so ein exobitantes Projekt hier vorgestllt wird: Einfach mal lesen zum geniessen und sich unterhalten lassen. Ich werde das bestimmt niemals nachbauen, aber darum geht es auch gar nicht. Sondern nur darum, wie jemand mit viel Herzblut und Leidenschaft einen Traum in unserem Genre realisiert. Unter dem Aspekt finde ich das sogar direkt inspirierend. Danke.

  9. Profilbild
    Marco Korda  AHU

    Hallo Bernd,
    das ist wirklich fantastisch, was Du da geleistet hast. Ich bin sehr beeindruckt. Ich habe noch nie jemals mit dem Lötkolben hantiert, bin aber nicht uninteressiert. Was würdest Du denn einem Rookie raten? Womit kann man anfangen/experimentieren, ohne sein Haus zu verpfänden für „nothing at the end“ und trotzdem mit ansprechendem Resultat?
    Lieben Dank für Deine Antwort

  10. Profilbild
    Joghurt  AHU

    Erstklassige Geschichte Bernd! Gut geschrieben und ein geniales Gerät. Den ein oder anderen Synth habe ich selbst bereits zusammengelötet, von Röhren lasse ich aber beherzt die Finger, da hört bei mir der Spass auf.

  11. Profilbild
    AMAZONA Archiv

    Dieser Artikel steckt an, aber ich nutze die Zeit lieber fürs musizieren und mein Antrag bei Petrus den Tag 34h lang werden zu lassen wurde bis heute nicht bearbeitet. Schönes Gerät mit subtiler Wirkung für viel Geld und Arbeit zeigen mir, leider nicht für mich. Schade. Trotzdem ein Traum.

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    AMAZONA Archiv

    500,-EUR für die Platine?
    Da werden dann sicher 4/5 Entwicklungskosten bei sein. Ich kenne Hobbyprojekten wo Platinen von alten Heimcomputern in extrem kleinen Stückzahlen bestellt wurden und da waren die Kosten immer unter 100,-EUR. Die Größe der Platine war ähnlich aber bei Hobbyprojekten kommen keine Entwicklungskosten dazu. Dort macht sich dann einer allein die ganze Arbeit die Platine in Eagle oder KiCad nach zu zeichnen und nimmt dann nichts dafür.

    • Profilbild
      Bernd Pfeffer  

      Wenn einer nichts für seine Arbeit nimmt, ist sie theoretisch auch nichts wert. Wenn einer gute Arbeit macht ist er auch durchaus berechtigt einen angemessenen Preis dafür zu fordern. Im Preis der Platinen ist ja auch das ca. 150 seitige Baumanual incl mehrerer Teilelisten je nach Budget . Daher finde ich den Preis absolut in Ordnung. Im übrigen ist die Hauptplatine eine mehrschichtige Platine die mit sehr viel Grips erstellt wurde. Eine Platine zum „nachzeichnen“ gab es beim Fairchild leider nicht, denn der war, wie im Text ja auch gezeigt als „Point to Point“ aufgebaut.

  13. Profilbild
    mofateam

    Respekt. Werde ich aber nie hinkriegen….

    „gute Lötstation ist Pflicht“

    Kannst Du mir da einen Tipp geben ?

  14. Profilbild
    AMAZONA Archiv

    RESPEKT! Würde mich reizen, allerdings scheue ich vor Röhren Projekten immer wegen der Hohen Spannungen zurück. So bleib ich beim Synth_DIY

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