RStAudio XOno 2019

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Aktueller Stand des Projektes (04.11.2019) :
  – XOno Schaltplan erstellt
  – XOno Leiterplatte erstellt
  – Controller Schaltplan erstellt
  – 2 XOno Leiterplatte geliefert (Prototypenbau)
  – XOno Prototypen aufgebaut

 

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

01.05.2019

Seit 2008 stelle ich Leiterplatten für einen Pass Labs XOno Nachbau zur Verfügung und es sind über die Jahre unerwartet viele aufgebaut worden. Leider geht der Goldstaub – also die herausragenden 2SK170 JFET’s von Toshiba – zu Neige. Der Lieferant, den ich immer empfohlen hatte, kann mittlerweile nicht mehr anbieten. Es wird also schwierig bis unmöglich eine originale XOno aufzubauen.

Ende 2018 entschloss ich mich einen MC-Vorvorverstärker auf Basis der XOno Topologie mit den 2SK2145 JFET’s von Toshiba als Einsteckkarte für meinen DPV1 Phonovorverstärker zu bauen. Sie sollte mir als Versuchsaufbau für eine neu zu designende XOno dienen. Diese Einsteckkarte habe ich Anfang 2019 mit großem Erfolg in Betrieb genommen und somit stand einem Redesign der XOno nichts mehr im Wege.

Das Schaltung sollte dabei aber nach wie vor so nahe wie möglich am originalen XOno Design angelehnt sein, allerdings mit ein paar sinnvollen Verbesserungen aus der Pass Labs XP-15 und meinen eigenen langjährigen Erfahrungen. Die folgenden Punkte habe ich mir in mein persönliches Pflichtenheft geschrieben:

  • Wahlweise Bestückung mit 2SK170 / LSK170 oder 2SK2145.
  • Referenzspannungsquelle anstelle der simplen LED für die Stromquellen des RIAA Verstärkers.
  • Moderneres Design des Inverters (XP-15).
  • Wahlweise Bestückung mit DIP-Schaltern oder Relais.
  • Wahlweise AC- oder DC-Kopplung an den Ausgängen der RIAA Stufe und des Inverters.
  • DC Versorgungsspannungseingang mit CLC Filter.
  • Diskrete Spannungsreglung mit modifiziertem Jung Regler.
  • Aufsatzplatine mit zusätzlichen Entzerrungskennlinien (Columbia, Decca, EMI & Teldec)
  • Microcontroller Leiterplatte für den Relaisbetrieb.
  • Überwiegende Verwendung von bedrahteten Bauteilen.

Beschreibung der XOno Hardware

14.11.2019

Das Ziel des Designs war es eine XOno mit erhältlichen Bauteilen zu entwickeln. Deshalb kann man die im Original verwendeten 2SK170 (Goldstaub) wahlweise durch aktuell erhältliche 2SK2145 ersetzen. Beim 2SK2145 handelt es sich allerdings um ein Doppel-JFET im 5 poligen SOT Gehäuse. Das Design dieser Phono Vorstufe hält sich weitestgehend am Original, mit einigen sinnvollen Veränderungen und Verbesserungen aus dem XP-15 Design und meinen eigenen langjährigen Erfahrungen.

MC Eingangsstufe

Die Schaltungstopologie der MC Stufe entspricht der XOno, lediglich die Einstellung der Verstärkung habe ich an den Ausgang dieser Stufe verlegt – wie im XP-15 Design. Dieses erschien mir sinnvoller als der direkte Eingriff in den Verstärkungsfaktor wie im Original. Beide Stufen des MC Vorvorverstärkers basieren auf den oben genannten JFET’s. Man kann die Stufe mit fünf 2SK170 oder aber mit entsprechend vielen 2SK2145 aufbauen. Das ergibt beim Einsatz der Doppel-JFET’s eine deutliche Reduzierung des Rauschens durch die doppelte Anzahl an parallel geschalteten JFET’s. Allerdings müssen die Arbeitspunkte an die Anzahl der Transistoren angepasst werden – andere Widerstandswerte.

Am Eingang der MC Stufe gibt es 8 schaltbare Widerstände zur Anpassung an den verwendeten Tonabnehmer. In der originalen XOno werden diese Widerstände durch einen DIP-Schalter auf der Leiterplatte geschaltet. Das kann man selbstverständlich auch mit dieser Leiterplatte so machen. Für diejenigen die es komfortabler haben möchten können aber auch Relais auf die Leiterplatte gelötet werden. In Verbindung mit dem optionalen Microcontroller Board lassen sich dann die Widerstände per Display und Drehwinkelgeber auswählen.

Auch die 3 Verstärkungsfaktoren der MC Stufe werden entweder an einem DIP-Schalter auf der Leiterplatte oder mit Relais per Mircocontroller eingestellt.

MM Phono Verstärker

In dieser Stufe kann man für den Eingangs-Differenzverstärker wahlweise 2SK170BL oder 2SK2145BL einsetzen. Es müssen ansonsten keine Anpassungen an anderen Bauteilen vorgenommen werden. Zudem gibt es eine wesentliche Verbesserung bei der Referenzspannung der Stromquellen gegenüber der originalen XOno. Ich setze hier nicht mehr eine roter LED sondern eine TL431 Referenzspannungsdiode ein. Damit ist der Arbeitspunkt nicht mehr abhängig von der verwendeten Charge eines Bauteils. Der TL431 hat eine spezifizierte Ausgangsspannung von 2,5V in der hier verwendeten Schaltungstopologie. Ansonsten entspricht dieser Verstärker dem originalen XOno Design.

Es können 3 Kondensatoren und 1 Widerstand am Eingang des MM Verstärkers geschaltet werden. Auch hier gilt das oben geschriebene: entweder man benutzt DIP-Schalter oder Relais in Verbindung mit dem optionalen Microcontroller-Board.

Inverter

Der Inverter sitzt am Ausgang der MM Stufe und ist dafür zuständig das invertierte Signal für ein symmetrisches Ausgangssignal zu erzeugen. Ich habe mich dazu entschlossen an dieser Stelle ein moderneres Design von Pass Labs zu nehmen – die IRFD9110 im Original werden extrem heiß. Der aktuelle Inverter verhält sich hier wesentlich angenehmer und ist klanglich mindestens auf gleicher Höhe.

Servo-Regler

In der originalen XOno sind der MM-Verstärker und der Inverter AC gekoppelt – es befinden sich 10μF Folienkondensatoren am Ausgang beider Stufen und am Eingang des Inverters. Man kann diese XOno auch so aufbauen und sich damit an das Original halten, der entsprechende Platz für die großen Folienkondensatoren ist vorhanden.

Es gibt allerdings auch die Möglichkeit auf diese Koppelkondensatoren zu verzichten wenn man die beiden Servo-Regler bestückt. Damit werden die Ausgänge der Stufen elektronisch gleichspannungsfrei gehalten. Dieses Schaltungskonzept habe ich zum ersten Mal mit sehr großem Erfolg in meiner DPV1 eingesetzt.

Das Netzteil

Im Original bekommt die XOno Leiterplatte seine DC-Spannungen vom externen Netzteil das in einem separatem Gehäuse untergebracht ist. Auch in meiner Design war und ist eine solche Aufteilung vorgesehen. Die ungeregelten Gleichspannungen werden dann auf dem Board der XOno auf die benötigten Betriebsspannungen geregelt. Pass Labs verwendete hochgesetzte 15V Spannungsregler (7815 & 7915) um die ±30V Betriebsspannung zu regeln. In meiner alten XOno habe ich an dieser Stelle variable Spannungsregler (LM317 & LM337) eingesetzt.

In dem jetzigen Design setze ich modifizierte Jung-Regler ein. Ich habe sie zum ersten Mal in meinem DHA verwendet und bin begeistert von der audiophilen und regelungstechnischen Performance dieser Regler. Zudem verwende ich auf der Leiterplatte vor diesem Regler eine C-L-C Filterung mit stromkompensierten Drosseln und einer Gesamtkapazität von 60000μF.

Photo’s aufgebauter XOno’s

Im Bild unten ist eine fertig aufgebaute XOno zu sehen. Hier ist es die Variante mit der Kondensatorkopplung und ohne Relais – also letztendlich der klassische XOno Aufbau.

RStAudio XOno 2019 mit AC Kopplung ohne Relais

RStAudio XOno 2019 mit AC Kopplung ohne Relais

Microcontroller Board

04.11.2019

Wie oben schon geschrieben gibt es als Option ein Microcontroller Board mit Hilfe dessen die Relais auf dem XOno Board geschaltet werden können. Für die Bedienung steht ein Display mit 2 Zeilen und 20 Spalten, sowie ein Drehwinkelgeber zur Verfügung.

Leiterplatten

01.10.2019

Zur Zeit gibt es keine Leiterplatten zu kaufen. Die unten gezeigte ist eine der Prototypen die sich im Aufbau und in der Erprobung befinden. Ich verkaufe erst wieder Leiterplatten wenn ich sicher bin das alles ordnungsgemäß funktioniert und ich für die Käufer eine Aufbauanleitung zur Verfügung stellen kann.

Oberseite der RStAudio XOno 2019 Leiterplatte

Oberseite der RStAudio XOno 2019 Leiterplatte