Inhaltsverzeichnis
Einleitung
08. Dezember 2015
Mit 15 Jahren begann ich, mich für das audiophile Hobby zu interessieren, und kaufte meine erste Anlage. Da ich weder das Geld noch den Platz für Lautsprecher hatte, hörte ich mit einem Kopfhörer, einem Jecklin Float Elektrostaten. Mit diesem außergewöhnlichen Kopfhörer verbinde ich sehr positive Erinnerungen, denn ich habe damit viele schöne Stunden mit Musik verbracht.
Auf dem Analog Forum 2013 der AAA hatte ich das Vergnügen, nach langer Zeit wieder einmal einen wirklich hochwertigen Kopfhörer hören zu können: einen Sennheiser HD 800. Ich war sofort wieder von dieser Art der Musikwiedergabe begeistert. Deshalb reifte in mir der Entschluss, einen eigenen Kopfhörerverstärker zu konzipieren.
Beschreibung der Hardware
17. Januar 2016
In den letzten zwei Jahren habe ich viele Konzepte durchdacht. Letztendlich habe ich mich für ein relativ einfaches Design entschieden, das auf integrierten Schaltkreisen basiert. Aufgrund meiner sehr positiven Erfahrungen mit dem OPA627 in meiner Frequenzweiche habe ich die Schaltung um diesen Operationsverstärker herum entworfen. Da dieser Baustein als normaler, nicht invertierender Verstärker verschaltet ist, lassen sich natürlich auch viele andere Typen einsetzen.
230V/AC Versorgung
Die 230V/AC Versorgung wird an die Flachstecker J2 und J3 angeschlossen. Die Erde wird mit J4 verbunden. Direkt am Eingang der Phase befindet sich die Sicherung F5. Sie ist für die Absicherung der gesamten Schaltung zuständig und sollte die geringste Selektivität aufweisen. Die X2-Kondensatoren C44, C47 und C48 dienen zur Entstörung der Netzspannung. Mit C43, C45 und BR1 werden eventuelle DC-Anteile in der Netzspannung herausgefiltert (C46 ist nicht bestückt). Mit R15, D10, D11 und C49 wird die Erde mit der (Signal-)Masse verbunden. An J5 kann eine externe LED zur Anzeige der Betriebsspannung angeschlossen werden.
- Schaltplan der 230V/AC Versorgung
Netzteil
Wie bei den meisten meiner Designs ist das Netzteil völlig überdimensioniert und als Dual-Mono Power Supply ausgelegt. Da ein üblicher Kopfhörer mit 6,3-mm-Stecker eine gemeinsame Masse für beide Kanäle hat, sind die Massen der beiden Netzteile allerdings miteinander verbunden. Da beide Netzteile identisch sind, beschreibe ich hier nur den einen Kanal.
Pro Kanal kommt ein 25VA Ringkerntrafo zum Einsatz. Da der Trafo nicht kurzschlussfest ist, sind die sekundärseitigen Spannungen mit Sicherungen versehen. An die beiden Ausgangswicklungen schließen sich Snubber-Netzwerke (R1, C1, C2 und R2, C11, C12) an, die den Schwingkreis – bestehend aus der Induktivität der Sekundärwicklung und den Sperrschicht-Kapazitäten der Gleichrichterdioden – bedämpfen. Anschließend werden die beiden Wechselspannungen von einem diskreten Brückengleichrichter mit Ultra-Fast Soft-Recovery Dioden gleichgerichtet.
Die symmetrische Betriebsspannung wird nach den zwei 22mF Ladeelektrolytkondensatoren mit klassischen Festspannungsreglern auf ±15V geregelt. Ich setze hier Typen von New Japan Radio ein (NJM7815/NJM7915). Als Ausgangskondensatoren kommen vier 4,7mF Panasonic FC Kondensatoren zum Einsatz. Zur optischen Kontrolle der Betriebsspannung dienen LEDs, die von der ungeregelten Betriebsspannung versorgt werden.
- Schaltplan der Betriebsspannungsversorgung
Verstärker
Da beide Kanäle identisch aufgebaut sind, beschreibe ich im Folgenden erneut nur den linken Kanal.
Es sind zwei Eingänge vorhanden. An LK1 wird eine unsymmetrische, an LK2 eine symmetrische Quelle angeschlossen. Das symmetrische Eingangssignal wird durch IC6 (INA134) in ein unsymmetrisches Signal umgewandelt. Mithilfe eines externen Schalters an J6 wird über Rel1 das Eingangssignal ausgewählt.
An das Relais schließt sich die Buchse J1 an. Hier wird eine Hälfte eines externen Alps-Stereo-Potenziometers (50 kΩ, logarithmisch) verbunden. Mit dem Potenziometer wird die Lautstärke eingestellt. Die Verstärkung der Signalspannung erfolgt mit IC5 (OPA627), der Ausgangsstrom wird vom Buffer IC7 (LME49600) geliefert. Da die Rückkopplung für IC5 hinter dem Buffer abgegriffen wird, bilden beide ICs eine Einheit. Mithilfe des DIP-Schalters lassen sich unterschiedliche Verstärkungsfaktoren (hier ca. 3dB, 10dB und 20dB) einstellen. Die Schaltung rund um den OP177 (IC8) ist ein Servo-Regler, der eine DC-freie Ausgangsspannung gewährleistet. Dadurch kann auf einen Koppelkondensator am Ausgang verzichtet werden.
- Linker Kanal des Verstärkers
- Rechter Kanal des Verstärkers
Einbau in ein Gehäuse
11. April 2016
Wie in den letzten Jahren üblich, verwendete ich ein Gehäuse von Modushop / Hi-Fi 2000 aus Italien. Die Bearbeitung habe ich mithilfe einer Datron M35-Fräsmaschine wieder selbst durchgeführt. Da alle Komponenten auf der Leiterplatte des Kopfhörerverstärkers untergebracht sind, müssen zusätzlich nur noch die benötigten Bedienelemente und Steckverbinder in das Gehäuse eingebaut werden.
Wie man auf dem Bild oben sieht, habe ich anstelle einer 6,3-mm-Klinkenbuchse eine 4-polige XLR-Buchse eingebaut. Ich habe meinen Kopfhörer an einen solchen Stecker angepasst, um ihn mit einem Brückenverstärker betreiben zu können. Ansonsten ist die Bedienung entsprechend der Schaltung sehr einfach gehalten. Links auf der Frontplatte befindet sich der Einschalter, daneben der Drehschalter für die Eingänge und auf der rechten Seite die Lautstärkeregelung. In der Mitte, oberhalb des Kopfhöreranschlusses, befindet sich die Betriebsspannungsleuchte.
Die Rückseite ist sehr einfach aufgebaut. Der Kopfhörerverstärker benötigt lediglich die beiden Eingänge – symmetrisch und unsymmetrisch – sowie die Netzbuchse.
