Tipps & Tricks

An dieser Stelle möchte ich ein paar allgemeine Informationen bzgl. der Entwicklung und dem Nachbau von DIY Audio Equipment geben.

 

Inhaltsverzeichnis

Doppel-JFET Ersatz

24.01.2016

Leider stellt Toshiba die Doppel-JFET’s 2SK389 (n-Kanal) und 2SJ109 (p-Kanal) nicht mehr her. Auch die unten aufgeführten Einzeltransistoren von Toshiba werden mittlerweile nicht mehr produziert. Allerdings gibt es direkten Ersatz von Linear Systems. Gerade aber die Einzeltransistoren sind noch gut zu bekommen – sogar gematched. Bei den Doppeltransistoren ist Vorsicht geboten, es kursieren viele Fakes auf dem Markt.

 OriginalErsatz / ReplacementBemerkung / Comment
n-Kanal2SK389BL2× 2SK170BLToshiba
2× 2SK370BLToshiba
LSK389BLinear Systems
2× LSK170BLinear Systems
2SK2145BLToshiba, Dual-JFET, SMD, Common Source
p-Kanal2SJ109BL2× 2SJ74BLToshiba
2× 2SJ108BLToshiba
2× LSJ74BLinear Systems

Auf dem Photo unten sieht man am Beispiel der XOno wie man 2× 2SK170BL als Ersatz für den 2SK389BL einsetzen muß.

2× 2SK170BL als Ersatz für einen 2SK389BL

Korrekter Anschluß der Netzphase

19.11.2012

Bekanntlich kann man einen Netzstecker in zwei mögliche Positionen in die Steckdose stecken. Es sollte eigentlich keinen Unterschied zwischen beiden Positionen geben, allerdings sind nicht alle Geräte netzseitig symmetrisch aufgebaut. Aus diesem Grund lohnt es sich die folgende Messung an seinen Audio Geräten durchzuführen und die Netzstecker entsprechend den Meßergebnissen „korrekt“ in die Steckdose zu stecken.

  1. Es müssen alle Verbindungen des zu messenden Audio Gerätes zu den anderen Komponenten der Audio Anlage getrennt werden. Es darf nur noch der Netzstecker selbst mit dem Gerät verbunden sein.
  2. Mit einem handelsüblichen Digitalmultimeter mißt man nun die AC-Spannung zwischen dem Schutzleiter der Steckdose und einem Massepunkt des Audio Gerätes. Am einfachsten geht das am Außenanschluß eines Cinch Steckers.
  3. Nach dieser ersten Messung schaltet man das Gerät aus und dreht den Netzstecker in der Steckdose um 180°. Anschließend wird das Gerät wieder eingeschaltet.
  4. Nun wird wieder wie unter 2. beschrieben die AC-Spannung gemessen.
  5. Die Messung mit der kleineren Spannung ist die korrekte Audio Position des Netzsteckers.

Wie man sieht benötigt man kein überteuertes Phasen-Meßgerät aus dem Audio Handel. Alles was man dazu braucht ist ein billiges Digitalmultimeter aus dem Elektronikhandel. Der schöne Nebeneffekt dabei ist das man mit diesem Meßgerät auch noch diverse andere Messungen durchführen kann.

In einem DIY Audio Gerät kann man sich zusätzlich eine 230V Leuchtdiode zwischen einer Phase und der Erde schalten um die korrekte Zuordnung der Phase optisch zu signalisieren. Dann braucht man die oben beschriebene Messung nur einmal bei der Verdrahtung des Gerätes durchzuführen und schließt anschließend die Leuchtdiode so an, daß sie bei der korrekten Phasenlage nicht leuchtet (oder aber auch anders herum – je nach Geschmack). Wie man so etwas macht kann man z.B. bei der 230V Verdrahtung meines Aleph P (LED DS3) sehen.

DC-Filter für die 230V/AC Netzzuleitung

22.01.2016

Eine Beschreibung des DC-Filters habe ich zum ersten Mal bei www.saque.de gefunden.

Welche teilweise „dramatischen“ Veränderungen bei dem Einsatz einer DC-Filterung in der 230V/AC Zuleitung eines Audio Gerätes auftreten habe ich bei meiner kleinen Zen Endstufe erleben können. Seit dieser Zeit kommt der im nachfolgenden beschriebene Filter in jede Netzzuleitung meiner DIY Audio Komponenten.

Der physikalische Effekt dieses Filters ist leicht erklärt :
Analysiert man einmal genauer die Spannung aus der Steckdose, so kann man je nach geographischer Lage und Tageszeit teilweise erschreckende Ergebnisse bekommen. Die Spannung ist nicht immer unbedingt sinusförmig und führt auch des öfteren Gleichspannungsanteile mit sich. Genau um diese Gleichspannungsanteile geht es hier, sie verursachen eine Vormagnetisierung der Transformatoren in den Audio Geräten was sich im Klang des Gerätes stark bemerkbar machen kann. Der hier beschriebene Filter „blockiert“ diese DC-Anteile und verhindert so sicher die negativen Effekte der Vormagnetisierung der Netztransformatoren – es ist also kein Voodoo im Spiel !!!

Die Schaltung des beschriebenen DC-Filter ist z.B. bei der 230V Verdrahtung meines Aleph P zu sehen (BR1, C1, C2, C3). Die Kapazitäten verhindern den DC Anteil und die Dioden des Brückengleichrichters sorgen dafür das die Spannung an den Kondensatoren nicht zu groß werden kann (hier 2 Diodenstrecken ≈ 1,2V). Ich habe zwei Kondensatoren parallel verschaltet, was den Vorteil hat das sich die Kapazitätswerte addieren. Allerdings nimmt man in Kauf das während einer Halbwelle der Netzfrequenz immer ein Kondensator falsch gepolt ist. Aus meinen Erfahrungswerten geht das aber gut solange man die maximale Spannung auf 1,2V begrenzt und die Kondensatoren eine Spannungsfestigkeit von mindestens 25V haben. Will man aber hier auf Nummer sicher gehen sollte man zwei Kondensatoren in Reihe schalten (entweder beide Minus-Pole oder beide Plus-Pole zusammmengeschaltet) und erhält somit einen bipolaren Kondensator auf Kosten der Kapazität (sie halbiert sich).

Bei der Dimensionierung des Filters muß man davon ausgehen das die Spannung bei maximalen Strom über den Kondensatoren kleiner als die Diodenspannung bleiben muß. Am Beispiel meiner Zen Endstufe möchte ich die Dimensionierung hier einmal durchführen.

Der Trafo hat auf der Sekundärseite 2× 15V / 5,7A. Dies ergibt eine Leistung von

    \[ P = U \cdot{} I = 2 \cdot{} 15\mbox{V} \cdot{} 5.7\mbox{A} \approx 171\mbox{VA} \]

und damit ein Strom auf der Primärseite (wenn man den Trafo als verlustfrei annimmt) von

    \[ I = \frac{P}{U} = \frac{171\mbox{VA}}{230\mbox{V}} \approx 0.74\mbox{A} \]

Bei zwei Dioden in Reihe muß die resultierende Spannung über der Impedanz der Kondensatoren kleiner als 1,2V sein. Damit ergibt sich

    \[ X_C \le \frac{1.2\mbox{V}}{0.74\mbox{A}} \approx 1.62\Omega \]

Aus

    \[ X_C = \frac{1}{2 \pi{} \cdot{} f \cdot{} C} \]

ergibt sich damit für die Kapazität

    \[ C = \frac{1}{2\pi{}\cdot{} f \cdot{} X_C} = \frac{1}{2\pi{} \cdot{} 50\mbox{Hz} \cdot{} 1.62\Omega} \approx 1900\mu\mbox{F} \]

Setzt man nun einen Kondensator mit 1900μF ein hat man allerdings keine Reserve für den DC-Offset (bei einer Class A Endstufe), da ja der Spannungsabfall über der Impedanz des Kondensators schon so groß ist das die Dioden des Brückengleichrichters leitend werden. Aus diesem Grund wird man die Kapazität größer wählen müssen. In meinen Zen Endstufen habe ich 2× 10000μF eingesetzt. Als guten Anhaltswert kann man also von folgender Voraussetzung ausgehen :

pro 100VA ≈ 10000μF

Diese Dimensionierung ergibt einen Spannungsabfall über der Impedanz XC des Kondensators von

    \begin{eqnarray*} U_C & = & I \cdot{} X_C \\        & = & \frac{P}{U_{AC}}\cdot{}\frac{1}{2\pi{}\cdot{} f \cdot{} C} \\        & = & \frac{100\mbox{VA}}{230\mbox{V}}\cdot{}\frac{1}{2\pi{}\cdot{} 50\mbox{Hz} \cdot{} 10000\mu\mbox{F}} \\        & \approx & 0.14\mbox{V} \end{eqnarray*}

Damit ergibt sich eine Sperrwirkung von mehr als 1V (bei 2 Dioden in Reihe) für den DC Anteil in der 230V Wechselspannung. Für meine Zen Endstufen ergibt sich letztendlich ein Wert von

    \[ U_C = \frac{171\mbox{VA}}{230\mbox{V}}\cdot{}\frac{1}{2\pi{}\cdot{} 50\mbox{Hz} \cdot{} 20000\mu\mbox{F}} \approx 0.12\mbox{V} \]

Zwei Beispiele aus dem „realen“ Leben (Quelle: saque.de) :
Mark Levinson nimmt 3 Dioden und 40000μF für eine Class A Endstufe mit einem 1000VA Trafo (entspricht 4000μF pro 100VA) und Teac eine Diode und 6600μF für eine angegebene Maximalaufnahme von 400VA (entspricht 1650μF pro 100VA).

Die Dimensionierung von Mark Levinson entspricht nicht meinen Berechnungen, allerdings kann der DC-Anteil durch die 3 Diodenstrecken (≈ 1,8V) größer werden und es läßt sich durch die größere Spannungsreserve der 3 Dioden ein kleinerer Kondensator einsetzen. Im Endeffekt sollten sich ähnliche Verhältnisse wie oben beschrieben einstellen. Die Schaltung von Teac halte ich für unterdimensioniert und somit mehr oder weniger für nutzlos. Allerdings handelt es sich wahrscheinlich nicht um eine Class A Endstufe und die maximale Leistungsaufnahme wird ehr selten erreicht – dann wird es wohl im Normalbetrieb funktionieren.

Snubber Netzwerk

21.04.2014

Betreibt man einen Trafo zusammen mit einem Gleichrichter – was ja bei fast jedem Netzteil der Fall ist – so stellt sich in der Regel auf der Gleichspannung eine hochfrequente Schwingung ein. Es gibt ein paar sehr gute Artikel auf dem Netz die diesen Effekt beschreiben und auch theoretische und mathematische Modelle herleiten wie man ein Netzwerk entwirft die diese Schwingung bedämpft und letztendlich verhindert. Leider benötigt man für diese Berechnungen genau Daten des Trafo’s und der Gleichrichterdioden. Diese zu ermitteln ist mitunter nicht gerade einfach.

Auf diyaudio.com finden man eine sehr interessante Diskussion über die Ermittlung der Netzwerkparameter mit Hilfe einer Testschaltung deren ausführliche Beschreibung im ersten Beitrag als pdf-File herunter zu laden ist.

Simple, no-math transformer snubber using Quasimodo test-jig

Ich habe mir die Meßschaltung aufgebaut und zum ersten Mal in meinem XA30.5 Nachbau Snubber Netzwerke eingebaut. Auf den folgenden beiden Bildern sieht man die Messung des Trafo’s ohne (links) und mit (rechts) angepasstem Snubber Netzwerk für eine Sekundärwicklung meines Trafo’s.

Der Kanal B (hier blau dargestellt) zeigt die Schwingung an einer Sekundärwicklung des Trafo’s. Man beachte die horizontale (500ns) und vertikale (10V) Auflösung.

SB1pro & Vinyl Reinigungsflüssigkeit

19.11.2012

Ich bin stolzer Besitzer einer SB1pro PWM (Plattenwaschmaschine) von Sven Berkner. Bei der Maschine handelt es sich um einen Punktsauger bei der die Reinigungsflüssigkeit per Knopfdruck auftragen wird und das Nachsetzen des Distanzfadens automatisch funktioniert. Mir ist die Machine zum ersten Mal 2010 durch einen Vortrag von S. Berkner auf dem Analog Forum in Krefeld richtig bewußt geworden und ich erstand sie dann einige Zeit später. Diesen Schritt habe ich nie bereut, die Maschine funktioniert praxisgerecht und äußerst zuverlässig. Zudem hat Herr Berkner einen wirklich außergewöhnlichen Support. Die Maschine erhielt mittlerweile schon zwei Verbesserungen aus der laufenden Serie die ich auch noch kostenlos eingebaut bekommen habe – das nenne ich Support !!!

Gleich nach dem Kauf der Maschine habe ich natürlich die beigelegte Reinigungsflüssigkeit genutzt, war aber auch direkt auf der Suche nach einer geeigneten Rezeptur um die Flüssigkeit selbst herstellen zu können. Suchen mußte ich nicht lange da die Kollegen vom Stammtisch der AAA direkt den richtigen Tipp hatten, den ich hiermit auch einem breiteren Publikum zur Verfügung stellen möchte.

Menge / QuantityChemikalie / Chemical
500mlDr. Wack 1:300
250mlIsopropanol
250mlEthanol
2,5ml25% Ammoniaklösung / 25% Liquid Ammonia

Die Dr. Wack Flüssigkeit ist ein Scheibenreinigerkonzentrat Dr. Wack 1:100 super den man mit destilliertem Wasser im Verhältnis von 1:300 mischt. Das destilierte Wasser sollte natürlich so „sauber“ wie möglich sein, wir setzen hier hochreines Ampuwa ein. Das Scheibenreinigerkonzentrat bekommt man übrigens im Autozubehörhandel.

Der Zusatz der Ammoniaklösung in einem Verhältnis von 1:400 ist ein Tipp von Sven Berkner.

Diese Flüssigkeit leistet erstaunliches. Ich hatte eine neue Schallplatte mit offensichtlichen Rückständen vom Preßvorgang den die originale Reinigungsflüssigkeit nicht direkt beseitigt bekommen hat. Nach einer Einweichzeit von ca. 5 Minuten mit der oben angegebenen Rezeptur war der Spuk vorüber und es klang genau so wie man es von einer neuen Schallplatte erwarten kann. Auch meine bis zu 35 Jahre alten nass abgespielten Platten sind wieder trocken ohne nennenswerte Störgeräusche abzuspielen.