VV3 / Aleph P Ver. 1.7 Nachbau

Aleph P Vorverstärker

 

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

23.02.2006

Kurz nachdem ich beschlossen hatte, mir eine Aleph JX Endstufe zu bauen, bin ich zu der Überzeugung gelangt, meine ganze Verstärkerkette auf die Aleph Philosophie umzustellen. Ich habe also auch parallel zur Endstufe angefangen, mir Gedanken über den Vorverstärker zu machen. Es ist übrigens mein dritter DIY Vorverstärker, daher der Name VV III (Vorverstärker 3) – ich weiß, nicht sehr originell. Die Wahl fiel auf den Aleph P in der Version 1.7, und ich habe dieses Projekt dann auch vorrangig bearbeitet, um den Vorverstärker als zentrales Element in der Audio Kette als erstes fertigzustellen.

Die Verstärkerelektronik inklusive des Netzteils habe ich aus dem Original übernommen – bis auf das Dual Mono Konzept, von dem ich ein fanatischer Verfechter bin. Beim DIY Bau von Audio Komponenten ist man ja keinen kommerziellen Erwägungen unterworfen und kann seiner Phantasie und seinen Vorstellungen freien Lauf lassen. Die Steuerung basiert zum größten Teil auf meinen Ideen und insbesondere auf meiner Hard- und Software. Wenn man allerdings die Möglichkeiten ausschöpft, die die bestehende Hardware einem bietet, wird man schnell auf Parallelen in der Bedienung (z.B. der X-Serie von Pass Labs) bei anderen Projekten stoßen. Die Verteilung der Gesamtelektronik auf so viele Platinen ist gewollt und hat den Vorteil, daß man leicht einzelne Teile (z.B. die Volume Einstellung über die Relais) ändern kann, ohne den gesamten Vorverstärker neu designen zu müssen.

Eine Fülle von Informationen bzgl. der Audio Schaltungen von Nelson Pass erhält man auf PassDIY.com und diyAudio.com.

Selektierung der Halbleiter

23.02.2006

Die MOSFET’s müssen wegen der notwendigen Gleichheit in den beiden Verstärkerzügen des Differenzverstärkers möglichst identische elektrische Eigenschaften besitzen. Ich habe mir jeweils 50 Stück der IRF610 und IRF9610 aus einer Charge von Conrad besorgt. Halbleiter aus einer Charge kommen gewöhnlich von einem Wafer und sind deshalb in ihren physikalischen Eigenschaften sehr ähnlich.

Als Vorlage für die Selektion habe ich den Artikel How To: Matching Devices von Nelson Pass zugrunde gelegt. Die entsprechenden Meßschaltungen kann man hier einsehen.

Eine 12V/7Ah Batterie diente als Spannungsquelle. Sie stellt sicher, daß sich kein Regelsignal eines Netzteils auf der Gleichspannung befand. Die Spannung der Batterie wurde während der Messung kontinuierlich überwacht. Zur Messung der Gate-Source Spannung wurde ein hochgenaues Agilent 34401A Tischmultimeter mit maximaler Auflösung (6 Digits – 100μV) verwendet.

Meßaufbau zur Selektierung der MOSFET’s

Da die Temperatur einen sehr hohen Einfluß auf das Ergebnis hat, wurden die Transistoren so lange in der Meßschaltung belassen, bis sich ein stabiler Zustand einstellte (bis zu 5 Minuten – MOSFET’s handwarm). Außerdem wurde der Transistor während der Messung abgedeckt, damit Zugluft die Messung nach Möglichkeit nicht beeinflußte. Transistoren, die eine Abweichung von max. 1mV hatten, wurden als mögliche Kandidaten vorgemerkt und anschließend differentiell vermessen. Bei dieser Messung wurde die Meßschaltung 2× aufgebaut, die beiden Transistoren isoliert thermisch gekoppelt und anschließend die Spannung zwischen den beiden Gates (IRF610) oder den beiden Source (IRF9610) gemessen (siehe die entsprechenden Meßschaltungen).

Die beiden Pärchen mit den kleinsten Abweichungen beim IRF610 habe ich für die eigentlichen Verstärker vorgesehen. Die nächsten beiden in der Reihe wurden zum Einsatz in den unteren Stromquellen (zur Masse hin) verwendet. Natürlich sind dementsprechend die beiden Pärchen mit der kleinsten differentiellen Abweichungen des IRF9610 in die oberen Stromquellen gewandert. Das Ergebnis dieser Selektion wird sich nach dem Aufbau der eigentlichen Vorverstärker anhand der Differenzspannungen zwischen den beiden Ausgängen eines Kanals zeigen.

Betriebsspannungsversorgung der analogen Elektronik

25.02.2006

Die analoge Betriebsspannungsversorgung ist aus dem Original entnommen. Allerdings wurde sie im Gegensatz zum Aleph P in einer Dual Mono Version aufgebaut – beide Kanäle verfügen über einen eigenen Trafo (Ringkern, 2x30V/50VA) und einer eigenen Regelung. Es handelt sich dabei um eine Stabilisierung mit einem Sourcefolger (entsprechende Transistoren sind ja genügend vorhanden – siehe oben) und einer mit Zenerdioden erzeugten Referenzspannung (streng genommen handelt es sich um keine Regelung, da eine Rückkopplung nicht vorhanden ist). Am Ausgang sitzt ein Elko, der mit dem Betriebsspannungseingang des eigentlichen Vorverstärkers eine CRC Filterung bildet (1000μF – 3.3Ω – 2×1000μF).

Zu sehen ist hier das fertig bestückte Board (in der Rev. 1) :


Board der analogen Betriebsspannungsversorgung

Board der analogen Betriebsspannungsversorgung

Die eigentliche Schaltung wurde in der Revision 1 nicht verändert, sondern nur die Anordnung einiger Bauteile. Hinzugekommen ist jedoch im Eingang eine 4-fach Lüsterklemme mit 2 direkt verbundenen Anschlüssen zur Reihenschaltung der beiden Sekundärwicklungen des Ringkerntransformators (2x 30V). Die Lüsterklemme am Ausgang wurde ebenfalls um einen Anschluß erweitert. Dieser dritte Anschluß liegt an Masse und dient dazu, eine Verbindung über zwei antiparallel geschaltete Dioden (Brückengleichrichter) zur Erde zu ermöglichen (siehe unten).

Vorverstärker

25.02.2006

Bei dem eigentlichen Vorverstärker handelt es sich, wie die Überschrift natürlich schon vermuten läßt, um einen Aleph P in der Version 1.7. Das heißt also, daß die Stromquellen mit aktiven Elementen (sprich MOSFET’s) ausgeführt sind (in der ersten Version sind an dieser Stelle noch Widerstände zu finden). Als aktive Elemente kommen die beiden komplementären Typen IRF610 und IRF9610 von International Rectifier (siehe oben) zum Einsatz. Im Gegensatz zur originalen Schaltung habe ich anstelle der ZTX450 / ZTX550 Bipolartransistor die in Europa besser zu erhaltenen Typen BC550C / BC560C eingesetzt. Der Verstärker besteht aus zwei identischen Zweigen, die jeweils für ein Signal des differentiellen Eingangssignals verantwortlich sind. Diese Signale werden am jeweiligen Gate eingekoppelt und am Drain wieder abgenommen. Somit dreht jede Verstärkerhälfte die Phase um 180°. Am Verstärkerzug des positiven Eingangs greift man also das negative Ausgangssignal ab und umgekehrt.

Beide Verstärkerzüge sind über Widerstände gekoppelt (R51, R66, PGain, PG). Hier stellt man die innere Verstärkung der Schaltung ein. An dieser Stelle (PGain) greifen auch die beiden Gain-Regler (linker und rechter Kanal) des originalen Designs ein. Auf dem hier vorgestellten Board läßt sich an dieser Stelle ein Spindeltrimmer (PGain) einbauen, oder es werden auf einem externen Board gewünschte Widerstände vom Mikrocontroller geschaltet (dann werden die schaltbaren Widerstände an J5a, J5b angeschlossen). Im Endzustand ist diese Art der Bedienung vorgesehen. Das Potentiometer dient zur Inbetriebnahme und Tests auf dem Labortisch und wird beim endgültigen Einbau nicht mehr bestückt sein.

Wie im Original sind am Eingang Widerstände über einen 4-poligen DIP-Schalter zu- oder abschaltbar. Hiermit kann man eine Dämpfung des Eingangssignals voreinstellen. Damit läßt sich eine Gesamtverstärkung des Vorverstärkers auf die individuellen Wünsche des Benutzers einstellen.

Die AC-Koppelung des Verstärkers erfolgt mit 10μF/160V MKP4 Kondensatoren von Wima. Die insgesamt benötigten 8 Kondensatoren nehmen den Großteil der Platine ein. Alle 6 MOSFET’s sind auf einem L-förmigen Kühlwinkel untergebracht. Damit wird ein thermisches Gleichgewicht aller Transistoren erzielt. Sollte es nötig werden, kann an dem Winkel auch leicht ein Kühlkörper montiert werden.

Zu sehen ist hier ein Kanal des Aleph P mit einem Spindeltrimmer (blaues Teil in der Mitte der Platine) zur Gain Einstellung.


Aleph P Ver. 1.7 Vorverstärker

Aleph P Ver. 1.7 Vorverstärker

Erste Inbetriebnahme der Audioelektronik

23.02.2006

Nach der Fertigstellung der Audio Verstärker und der Betriebsspannungsversorgungen konnte ein erste Inbetriebnahme der Elektronik erfolgen. Zur Lautstärkeeinstellung habe ich ein gewöhnliches logarithmisches 10kΩ Stereopotentiometer am Ausgang der Verstärker verwendet. Der Gain wird hier noch mit einem Spindeltrimmer auf der Platine eingestellt und ist auf einen festen Wert gesetzt. Der angeschlossene Endverstärker hat einen Single Ended Eingang, und so konnte ich mit einem Potentiometer auskommen. Als Signalquelle habe ich einen CD Spieler direkt an die Eingänge der Elektronik angeschlossen. Da es sich auch bei diesem Gerät um eine Single Ended Elektronik handelt, habe ich die beiden Minus-Eingänge am Vorverstärker mit Masse verbunden.

Die Hörergebnisse sind mehr als ermutigend. Eine solche Klarheit und Detailzeichnung habe ich noch nicht mit meiner bisherigen Audio-Kette erzielt. Bis jetzt bin ich immer davon ausgegangen, daß mein Röhrenvorverstärker nicht der schlechteste ist und daß das begrenzende Element in der Kette eher bei den doch recht schwachbrüstigen Endstufen zu suchen ist – der Aleph P hat mich eines besseren belehrt.

!!! Kurz gesagt, ich bin total begeistert !!!

Auf dem nachfolgenden Bild ist der komplette erste Aufbau des Prototyps als Brettschaltung zu sehen. Über die Lüsterklemmen hinten rechts wird die Netzspannung zugeführt. Links davon (unschwer zu erkennen) befinden sich die beiden Ringkerntransformatoren (2 × 50VA). Davor sind die beiden Netzteile angeordnet – Wechselspannungseingang hinten, Gleichspannungsausgang vorn. Davor sind die beiden Aleph P Vorverstärkerplatinen zu sehen. Auf der senkrecht montierten Platine sind Cinch Buchsen für die Ein- und Ausgänge angebracht. Auf der rechten Seite dieser Platine ist dann auch das oben beschriebene Potentiometer zu sehen. Die Verdrahtung der Audio Signale habe ich mit RG174 durchgeführt.


erste Inbetriebnahme

erste Inbetriebnahme

Volume & Gain Einstellung

25.02.2006

Ich habe mich bei der Einstellung des Volume grundsätzlich an das Design des Aleph P gehalten, allerdings mit zwei weiteren Widerstandswerten und somit eine Erhöhung von 8 auf 10 Bit. Damit erziele ich eine Dämpfung von ca. -60dB. Die eingesetzten 1% Metallschicht Widerstände sind 62Ω, 124Ω, 249Ω, 499Ω, 1kΩ, 2kΩ, 4,02kΩ, 8,06kΩ, 16kΩ und 32,4kΩ. Gekauft habe ich von jedem Wert 100 Stück und jeweils 4 mit dem oben erwähnten Agilent Multimeter auf unter 0,1% abgeglichen. Somit ist ein sehr hoher Gleichlauf zwischen den beiden Signalpfaden und auch zwischen den beiden Kanälen gegeben.

Die beiden größten Widerstände in den Spannungsteilern (16kΩ und 32,4kΩ) liegen schon in der Größenordnung von Eingangswiderständen von Endstufen. Aus diesem Grund muß zur exakten Berechnung der Dämpfung der Eingangswiderstand der nachfolgenden Stufe mit in die Kalkulation einfließen (belasteter Spannungsteiler).

Für die Einstellung des Gain sind zusätzlich 4 Widerstände auf dem Board schaltbar. Die eingesetzten Widerstände sind 249Ω, 499Ω, 1kΩ und 2kΩ. Kombinationen dieser Widerstände sind parallel schaltbar. Somit lassen sich 15 Gain Einstellungen wählen. Auch hier sind die gleichen Widerstände der beiden Kanäle gegeneinander ausgemessen, um maximale Gleichheit zu bekommen.

Der Schaltplan dieser Platine besteht aus den Spannungsteilern und der Gain Einstellung sowie der Relais Ansteuerung.

In der Mitte der Platine werden die Schaltsignale der Relais über einen 26-poligen Pfostenstecker zugeführt. Obwohl diese Signale eher statisch sind (sie ändern sich ja nur bei Änderung des Volume oder Gain), habe ich beim Layout auf eine Trennung zwischen den analogen Signalen und den Steuersignalen geachtet – deshalb die mittige Plazierung des Steckers. Auf dem Board befindet sich auch noch ein Anschluß für eine LED, die ich als Betriebsspannungsanzeige der analogen Verstärker benutze.

Als Freilaufdioden habe ich entgegen den Angaben in der Stückliste 1N4148 eingesetzt. Für die eingesetzten Relais sind sie ausreichend dimensioniert und bauen auch kleiner als die angegebenen 1N4001.


Platine zur Volume und Gain Einstellung

Platine zur Volume und Gain Einstellung

Eingangswahlschalter

25.02.2006

Die Eingänge werden mit Hilfe von Relais umgeschaltet. Es stehen 5 differentielle Eingänge zur Verfügung. Zusätzlich kann noch ein Tape mit Hinterbandkontrolle angeschlossen werden. Als Besonderheit ist ein Relais vorhanden, das den negativen Kanal des gerade aktiven Einganges mit Masse verbinden kann. Damit ist es möglich, ein Gerät mit Single Ended Ausgang anzuschließen, ohne einen manuellen Kurzschluß des negativen Signalpfades durchführen zu müssen.

Auch hier gilt das oben gesagte für die eingesetzten Freilaufdioden.


Platine des Eingangswahlschalters

Platine des Eingangswahlschalters

Microcontroller Board

25.02.2006

Die Steuerung des Vorverstärkers wird mit einem Mikrocontroller durchgeführt. Als Bedienelemente dienen zwei Drehwinkelgeber mit Taster, zur Ausgabe der Informationen wird ein LC-Display mit 2 Zeilen und 20 Zeichen verwendet. Zusätzlich besitzt das Board noch einen Eingang für eine IR-Fernbedienung.

Mikrocontroller

Als zentrales Element der Schaltung kommt der Mikrocontroller AT89C51RC2 von Atmel zum Einsatz. Ich habe ihn ausgewählt, da er über einen internen Programmspeicher von 32kByte und ein 1kByte großes RAM verfügt. Die Taktversorgung des Controllers wird mit Hilfe von C1, C2 und X1 erzeugt. R1, D1 und C3 bilden die Reset-Schaltung des Controllers. Mit dem I²C-Bus EEPROM 24LC64 steht ein 8kByte großer, nicht flüchtiger Speicher zur permanenten Sicherung von Parametern und Daten zur Verfügung. Der I²C-Bus wird am 10-poligen Pfostenstecker PF2 herausgeführt. Mit LK1 wird der IR-Detektor der TSOP17xx Familie verbunden. Der 16-polige Pfostenstecker PF1 dient zum Anschluß des LC-Display’s (mit Hintergrundbeleuchtung). Der Kontrast dieses Display’s läßt sich entweder über den 10 Gang Trimmer P1 oder über das digitale Potentiometer DS1867 einstellen (diese Bauteile werden wahlweise bestückt). Mit Hilfe von Q1 läßt sich die Hintergrundbeleuchtung abschalten.

Encoder Eingänge

Das Board hat (wie oben schon erwähnt) zwei Drehwinkelgeber mit Taster als Bedienelemente. Der erste Drehwinkelgeber wird an LK5 angeschlossen und mit den Bauteilen R6…R11, C8…C10 und IC5A…IC5C entprellt. Die so aufbereiteten Signale werden dann direkt auf den Mikrocontroller gegeben. Der zweite Drehwinkelgeber hat eine identische Schaltung zur Entprellung der Tasten (R12…R17, C11…C13 und IC7A…IC7C). Zusätzlich wird das aufbereitete Ausgangssignal A dieses Drehwinkelgeber noch mit den beiden monostabilen Multivibratoren (74HCT123 – IC8A, IC8B) weiter verarbeitet. Diese stellen 2 ca. 0,1ms langen Signale bei Änderung des Signals A zur Verfügung (bei steigender oder fallender Flanke von A). Diese beiden Ausgangssignale der Multivibratoren werden dann mit Hilfe eines XOR Gatters (74HCT86 – IC6D) zusammengeführt und mit IC5D (74HCT14) invertiert. Es steht hier ein Signal zur Verfügung, das im Ruhezustand High-Pegel führt und bei einer Änderung von A einen 0,1ms langen Low-Impuls ausgibt. Dieser Drehwinkelgeber läßt sich somit durch einen Interrupt auswerten. Über LK7 und LK8 lassen sich noch zwei Taster anschließen, die auch wieder durch R20…R23, C16…C17 und IC7E…IC7F entprellt werden.

Betriebsspannungsversorgung

Mit Hilfe von Q2 und Q3 werden die beiden Relais REL1 und REL2 geschaltet. Mit ihnen stehen an den Klemmen LK2 und LK3 vom Controller steuerbare Netzspannungen zur Verfügung. An J10 läßt sich eine LED anschließen, die bei vorhandener Betriebsspannung immer leuchtet. LK1 dient zum Anschluß der Netzspannung (230Vac). Die Bauteile F1, TR1, BR1, IC4 und C4…C7 bilden die Betriebsspannungsversorgung des Controller Boards.

Bestückung des μC Boards

Das Bild zeigt das bestückte μC Board mit einem Textool Sockel für den Controller. Das digitale Potentiometer ist nicht bestückt, die Kontrasteinstellung wird hier durch ein manuelles Potentiometer durchgeführt.


Microcontroller Board mit Textool Sockel

Microcontroller Board mit Textool Sockel

I²C-Bus Relais Treiber Board

25.02.2006

Es sind insgesamt 42 Relais zur Audio Verarbeitung im Vorverstärker vorhanden. Da ich die Platinengröße auf Europakartegröße beschränken wollte, habe ich die Treiber für die Relais auf eine extra Platine ausgelagert und die digitale Ansteuerung über den I²C-Bus vorgenommen.

Das Board wird über PF1 oder PF2 an das Mikrocontroller Board angeschlossen. Die Betriebsspannungsversorgung der I²C-Bus Portbausteine PCF8574 (IC1, IC3, IC5, IC7, IC9, IC11) wird ebenfalls vom μC Board über PF1/PF2 bereitgestellt. Die Adressen der Portbausteine sind fest verdrahtet. Da diese Bausteine nicht in der Lage sind, größere Lasten zu treiben, sind die ULN2803A Darlington-Treiber Arrays nachgeschaltet (IC2, IC4, IC6, IC8, IC10, IC12). Die Betriebsspannung der Relais wird über LK1 angeschlossen. Die Trennung der beiden Betriebsspannungen hat den Vorteil, daß man eine freie Wahl der Spulenspannung der Relais hat. Außerdem kann dann das Netzteil des μC Boards wesentlich kleiner ausfallen.

An den 40-poligen Pfostensteckern PF3 und PF4 werden die Platinen für Volume / Gain und Input angeschlossen. Die Aufteilung der Signale auf den Steckern ist so gewählt, daß man das 40-polige Flachbandkabel aufspleissen und dann an den Enden (beginnend bei 1) ein 26-poligen und ein 10-poligen Pfostenverbinder aufcrimpen kann. Sinn dieser Vorgehensweise ist es, daß die Elektroniken in getrennte Gehäuse untergebracht werden, und die Verbindung der Relais Treiber und den eigentlichen Boards mit den Relais über 37 polige Sub-D Steckverbinder vorgenommen werden sollen.


Platine des I²C-Bus Relais Treiber Boards

Platine des I²C-Bus Relais Treiber Boards

Betriebsspannungsversorgung der Relais

25.02.2006

Bei der Betriebsspannungsversorgung der Relais handelt es sich um eine Regelung mit Hilfe des 3A Festspannungsreglers LM323 (IC1). Selbst wenn alle 42 Relais gleichzeitig geschaltet wären (was nie vorkommen kann), würde der Strom dieses Reglers ausreichen. Auch der eingesetzte 16VA Trafo und der 8A Brückengleichrichter sind mehr als ausreichend dimensioniert. Zusätzlich befinden sich auch noch Sicherungen (F2 und F3) für die Primärspannungen der Ringkerntransformatoren der Audio Betriebsspannungsversorgungen auf dieser Platine (Eingang LK2, Ausgänge LK3 und LK4). Eine LED läßt sich ebenfalls anschließen.


Platine zur Betriebsspannungsversorgung der Relais

Platine zur Betriebsspannungsversorgung der Relais

Beschreibung der Software

25.02.2006

Bei der Beschreibung des Mikrocontrollers wurde schon am Rande auf die Bedienung des Vorverstärkers eingegangen. Dem Benutzer stehen zwei Drehwinkelgeber mit Taster zur Verfügung, um Eingaben vorzunehmen. Als Ausgabe dient ein LC-Display mit 2 Zeilen und 20 Spalten.

Nach dem Einschalten des Vorverstärkers wird für eine längere Zeit ein Begrüßungsbildschirm ausgegeben. Während dieser Zeit ist keine Bedienung möglich. Die eingestellte Zeit (bei mir 60s) benötigt die analoge Betriebsspannung, um sich auf den Endwert zu stabilisieren. Erst nach Ablauf dieser Zeit wird der zuletzt (vor dem letzten Ausschalten) aktivierte Eingang wieder zugeschaltet. Anschließend wird Volume und Gain eingestellt (siehe unten) – bis zu diesem Zeitpunkt war der Ausgang deaktiviert. Als letztes erscheint das Hauptbild und signalisiert die Betriebsbereitschaft des Vorverstärkers. In der ersten Zeile ist mittig der aktuell durchgeschaltete Eingang angezeigt, und die zweite Zeile gibt die Einstellung der Volume Relais (für beide Kanäle getrennt, in Zahlenwerten von 1 bis zur maximalen Anzahl der Einstellungen oder in dB aus der Look Up Table) aus.


Standardausgabe

Displayausgabe im Normalbetrieb

Der Drehwinkelgeber des Volume ist Interrupt gesteuert. Zu jedem Zeitpunkt und in jedem Menüpunkt (siehe unten) kann man die Lautstärke verändern. Nach jeder Raststufe des Drehwinkelgebers wird die dann aktuell gültige Relaiskombination für die gewählte Lautstärke direkt eingestellt. Da sich die Drehwinkelgeber ohne Endanschlag in beide Richtungen drehen lassen, nimmt die Software keine Änderungen an der Einstellung mehr vor, wenn eine der beiden Grenzen erreicht wurde.

Wird der Taster des Volume-Drehwinkelgebers kurz gedrückt, werden die Ausgänge stumm geschaltet (Mute). Wird der Taster jedoch länger als 2.5s gedrückt, geht der Vorverstärker in den Stand-By Mode. Die Netzspannung der Relais-Spannungsversorgung wird abgeschaltet. Ob auch die Netzspannung der analogen Versorgungsspannung ausgeschaltet wird, hängt von der Voreinstellung im Stand-By Menü (siehe unten) ab. Ist der Vorverstärker in diesem Betriebsmode, läßt er sich durch einen Druck auf diesen Taster wieder einschalten. Man erkennt diesen Mode an der leuchtenden LED am Control Modul bei deaktiviertem Display. Außerdem ist die LED am Audio Modul nicht mehr eingeschaltet.

Über den Select Drehwinkelgeber werden die Eingänge umgeschaltet. Der entsprechende Schaltvorgang wird unmittelbar nach Erkennen der Drehrichtung ausgeführt und auch auf dem Display angezeigt. Beim Umschalten wird die gesamte Konfiguration des Einganges (siehe unten) ausgewertet, und entsprechend den hinterlegten Parametern wird die Lautstärke und das Relais für den Single Ended Betrieb geschaltet.

Ein Druck auf den Taster des Select Drehwinkelgebers ruft das Konfigurationsmenü des Vorverstärkers auf. Es existieren die folgenden Menüpunkte :

Tape InputTape Monitor ein- oder ausschalten
tape monitor on or off
Gaindie „innere“ Verstärkung des Aleph P wird geschaltet
the gain of the preamplifier is switched
Muteder Ausgang wird stumm geschaltet
the output is switched off
BalanceBalance Einstellung
balance input
Start VolumeVorgaben für die Volume und Gain Einstellung beim Einschalten
the volume the preamplifier use direct after turn on
Write VolumeAusgabe des Volume in dB oder als fortlaufende Nummer
the volume is written on the display with a number or the damping factor in dB
Input Config.Konfiguration der Eingänge – Name, Pegel, SE/Diff.
configuration of the inputs – name, volume, SE/diff, active/inactive
Stand Byanaloge Spannungsversorgung abschalten (ja / nein)
analog power supply switchable
DisplayEinstellung des Kontrastes
contrast of the display
Heat Up TimeEinstellung der Stabilisierungszeit beim Einschalten
waiting time for the power supply stabilisation after power on
Software VersionAusgabe der aktuellen Version der Embedded Software
output of the current version of the embedded software
Delete Memoryalle gespeicherten Parameter löschen
delete the EEPROM
QuitMenü verlassen
exit the menu

Mit dem Betätigen des Drehwinkelgebers wird der gewünschte Menüpunkt auf das Display gebracht und dann durch einen Druck auf den Taster aktiviert. Die Einstellung in den einzelnen Menüpunkten wird dann wieder mittels Drehen am Geber vorgewählt und durch einen erneuten Druck auf den Taster selektiert. Das angewählte Menü wird dann verlassen, und das Programm springt wieder auf den Hauptbildschirm.

Tape Input
Mit diesem Menüpunkt wird der Eingang des Tapes ein- oder ausgeschaltet. Ist der Tape Eingang geschaltet, wird auf dem Hauptbildschirm in der ersten Zeile dies entsprechend angezeigt. Im Unterschied zur normalen Ausgabe der Eingänge wird aber hier auch noch der geschaltete Eingang (zumindest mit Nummer – durchnumeriert von 1 bis 5) angezeigt. Dies gibt dem Benutzer die Information, von welchem Eingang er gegebenenfalls Aufnahmen machen kann. Ist der Tape Eingang aktiv, läßt sich trotz allem ein „normaler“ Eingang über den Select Drehwinkelgeber schalten.

Gain
Mit dem Gain wird der Widerstand RG eingestellt (siehe oben). Hiermit läßt sich die innere Verstärkung des Vorverstärkers vorwählen. Mit den 4 Relais / Widerständen auf der Volume / Gain Platine lassen sich insgesamt 16 Widerstandskombinationen schalten. Allerdings sind die Unterschiede bei einiger Einstellungen nur marginal, und ich habe sie nicht mit in die entsprechende Look Up Table aufgenommen.

Mute
Mit Mute wird der Ausgang stumm geschaltet. Hierbei werden alle Widerstände der Volume Einstellung auf Masse geschaltet und somit die Ausgänge vom Vorverstärker abgekoppelt. Wird Mute wieder deaktiviert, stellt sich selbstverständlich der Zustand vor der Aktivierung wieder ein (Volume, Gain und Balance).

Balance
Eine Koppelung der beiden Stereo Kanäle für eine Balance Einstellung mittels Potentiometer gibt es nicht. Der Spannungsteiler am Ausgang des Vorverstärkers für den Volume wird entsprechend der Einstellung der Balance asymmetrisch angesteuert. Die Balance läßt sich nur um maximal ±15 um den aktuellen Volume Wert herum einstellen.

Start Volume
Hier wird die Volume und Gain Einstellung beim Einschalten des Vorverstärkers definiert. Als erstes muß zwischen last und fixed gewählt werden. Bei last wird der letzte gültige Pegel (beim Ausschalten) wieder eingestellt. Wählt man diese Einstellung, wird das Menü an dieser Stelle beendet. Bei der Wahl von fixed wird ein vorgegebener Pegel eingestellt, der unmittelbar nach der Auswahl von fixed abgefragt wird. Als erstes ist der Wert für Gain und anschließend der für Volume einzugeben. Die Werte werden wieder mit dem Drehwinkelgeber eingestellt und mit dem Select Taster quittiert. Gestartet wird die jeweilige Einstellung mit dem letzten gültigen Wert.

Write Volume
Unter diesem Menüpunkt kann sich der User entscheiden, ob die Ausgabe des Volume mit einer laufenden Nummer (beginnend mit 1) oder als Dämpfung in dB erfolgen soll. Die Berechnung der dB Werte erfolgt unter Einbeziehung der Eingangswiderstände der angeschlossen Last (meist Endstufen). Bei der Zen V4 Endstufen ist es z.B. 47kΩ.

Input Config.
Das ist der aufwendigste Menüpunkt in der Parametrierung des Vorverstärkers. Hier läßt sich ein vordefinierter Name dem Eingang zuordnen, die Auswahl zwischen Single Ended oder Differential Betrieb vornehmen, eine Lautstärkekorrektur (Volume und Gain) einstellen und der Eingang deaktivieren. Ruft man dieses Menü auf, gelangt man als erstes auf ein eine Auswahl des Einganges (Input 1…5, Tape). Ist der Eingang selektiert, gelangt man auf das folgende Menü :

  • Name
  • Diff./SE Input
  • Level Correction
  • Gain Setting
  • Input on/off
  • Quit

Der Name des Einganges kann frei vorgegeben werden. Jeder Buchstabe wird mit dem Drehwinkelgeber vorgewählt und durch einen kurzen Druck auf Select Enter übernommen. Hat man alle Buchstaben des einzugebenden Namens ausgewählt, verläßt man dieses Menü durch einen längeren Druck (> 2,5s) auf den Enter Taster. Anschließend gelangt man wieder auf das Menü. Der ausgewählte Name wird fortan auf dem Hauptbildschirm für diesen Eingang in der ersten Zeile ausgegeben (wenn der Tape Eingang nicht eingestellt wurde – siehe oben).
Unter dem Menüpunkt Diff./SE Input wird, wie oben schon erwähnt, eingestellt, ob es sich um einen Single Ended oder eine Differential Eingang handelt. Bei einem Single Ended Eingang wird bei der Auswahl dieses Einganges ein Relais eingeschaltet, das den Minus Eingang des Vorverstärkers auf Masse schaltet (siehe oben).
Mit dem nächsten Menüpunkt gelangt man in die Level Korrektur. Hier wird ein Korrekturwert für die Volume Einstellung eingegeben. Die aktuelle Volume Einstellung wird bei der Anwahl dieses Einganges automatisch mit dem hier angegebenen Wert korrigiert. Damit lassen sich Lautstärkesprünge zwischen den Eingängen minimieren.
Die Grundeinstellung zur Lautstärkekorrektur wird allerdings mit der Vorwahl des Gain Setting eingestellt. Hier wählt man für jeden Eingang individuell die innere Verstärkung des Vorverstärkers vor. Mit beiden Parametern läßt sich eine feinfühlige Korrektur der Lautstärkesprünge zwischen den einzelnen Quellen durchführen.
Alle Eingänge können deaktiviert werden. Dies geschieht im Menüpunkt Input on/off. Ist ein Eingang deaktiviert, dann wird er bei der Eingangsumschaltung übergangen. Hiermit lassen sich nicht belegt Eingänge elegant entfernen.
Mit Quit kann man das Menü verlassen. Jede der hier beschriebenen Einstellungen wird direkt nach der Quittierung mit dem Select Taster in den Speicher übernommen.

Stand By
Im Stand By Betrieb ist die μC Elektronik weiterhin aktiv. Die Betriebsspannungsversorgung der Relais wird auf jeden Fall vom Controller abgeschaltet. An dieser Stelle kann der Benutzer auswählen, ob er die analoge Spannungsversorgung ebenfalls ausschalten möchte oder nicht. Schaltet man diese Versorgung nicht ab, hat man natürlich direkt nach dem Einschalten des Vorverstärkers einen thermisch stabilisierten Arbeitspunkt der Audio Elektronik. Werden die Verstärker nicht abgeschaltet, hat man auch eine verkürzte Wartezeit beim Einschalten – es muß sich ja nur die Spannungsversorgung der Relais stabilisieren, und das geht wesentlich schneller als die der analogen Betriebsspannung.

Display
Der Kontrast des LC-Display’s kann hier über das digitale Potentiometer eingestellt werden. Der hexadezimale Wert, der aktuell in das Poti geschrieben wird, wird ausgegeben. Das Menü wird wie immer über den Select Taster verlassen und der dann aktuelle Wert übernommen und auch beim nächsten Einschalten des Vorverstärkers eingestellt.

Heat Up Time
Hier werden zwei Zeiten in Sekunden eingegeben. Die erste Zeit – Cold Time – ist die Zeit, die nach dem Einschalten der Netzspannung gewartet wird, bis der Vorverstärker in den normale Betrieb schaltet. Die zweite Zeit – Warm Time – ist die entsprechende Zeit nach einem Stand By (ohne das die analoge Betriebsspannung abgeschaltet wurde – siehe Stand By).

Software Version
Hier wird der aktuelle Versionsstand der Software und das Datum mit Uhrzeit des Compiler-Laufs für 10 Sekunden angezeigt. Nach der Auswahl dieses Menüpunktes sind keine weiteren Aktionen erforderlich. Hinter der Versionsnummer findet sich noch ein Buchstabe (bis jetzt A oder RS), der Informationen über die Möglichkeit der bedingten Compilierung der Software gibt. Die Volume und Gain Einstellungen und die hinterlegten Wartezeiten sind in einer extra Datei untergebracht und werden benutzerspezifisch eingebunden.

Speicher löschen
Wählt man diesen Punkt, wird man als erstes gefragt, ob man wirklich den Speicher löschen möchte (nein / ja). Die Antwort nein wird als Default vorgegeben. Ja oder nein muß mit dem Select Taster quittiert werden. Wird ja ausgewählt, werden alle Einstellungen, die im EEPROM gespeichert wurden, gelöscht. Man hat somit eine Konfiguration wie nach dem ersten Einschalten. Bei der Wahl von nein wird das Menü ohne weitere Aktionen verlassen.

Quit
Das Menü kann ohne Änderung der Konfiguration über diesen Menüpunkt verlassen werden.

Verwendet man zur Kontrasteinstellung des Displays das digitale Potentiometer, so besteht natürlich die Gefahr, daß man eine aktuelle Einstellung hat, die das Display leer erscheinen läßt. Damit sind auch keinerlei Veränderungen des Kontrastes mehr möglich (man benötigt ja das Display, um überhaupt den Menüpunkt zur Kontrasteinstellung aufzurufen). Für dieses Problem gibt es eine Möglichkeit, die Parameter wieder auf Standardwerte einzustellen. Nachdem der Vorverstärker eingeschaltet wurde, und er sich im normalen Betriebsmode befindet (LED’s am Audio Modul blinken nicht mehr, Relais wurden geschaltet), gelangt man durch einen Druck von mehr als 2,5s auf den Select Taster auch wieder in das Menü, allerdings wird nun für einige Parameter Standardwerte vorgegeben. Es sollte auf dem Display wieder eine sichtbare Ausgabe erfolgen.

Inbetriebnahme aller Komponenten

23.02.2006

Nachdem alle Komponenten zur Verfügung standen (inkl. der ersten Versionen der Software), habe ich die oben beschriebene Brettschaltung erweitert. Die Verdrahtung wurde mit normalen „Baumarkt“-Litzen durchgeführt und in keinster Weise sauber verlegt – kurz gesagt, es sieht bescheiden aus. Alles ist auf engstem Raum zusammengequetscht. Trotzdem sind die klanglichen Ergebnisse hervorragend – kein Rauschen, kein Brummen …

zweiter Prototyp

vollständiger Prototyp

Auf dem Bild oben fehlt das Display, da es zur Zeit unmotiviert in der Gegend herumliegt – man erkennt das 16-polige Flachbandkabel, das nach links aus dem Bild heraus geht. Deshalb an dieser Stelle auch mal eine Aufnahme des Displays mit der Ausgabe des Startbildschirms während der Stabilisierungsphase (die ausgegebene Software-Version ist nicht mehr die aktuellste).

Display

Display des vollständigen Prototypen

Fernbedienung

15.02.2008

Die Fernbedienung basiert auf der Schaltung der Aleph P und verwendet ebenfalls den SAA3010 von Philips. Da sich die Bedienung meines Vorverstärkers vom Original unterscheidet, und ich zusätzlich noch die Bedienung meines zukünftigen D/A-Converters auf diese Fernbedienung legen will, müssen sich zwangsläufig Unterschiede ergeben. Abweichend vom Original, ist die Anzahl und Codierung der Tasten und die eigentliche Adresse im verwendeten RC5 Code (hier Adr. 7 – experimentell).

Die Fernbedienung sollte die Funktionen der beiden Drehwinkelgeber und der Taster ausführen können. Der Taster des Volume Drehgebers ist auf seine hauptsächliche Funktion (Mute) beschränkt. Es werden also 6 Taster für die Bedienung des Aleph P benötigt. Der D/A-Converter bekommt zur Bedienung einen Drehwinkelgeber mit Taster, somit werden also zusätzlich 3 Taster für diese Gerät gebraucht. Insgesamt ergeben sich damit 9 Taster, die die Fernbedienung zur Steuerung der beiden Geräte benötigt.


Da ich selbst eigentlich keine Fernbedienung benötige habe ich die Hardware bisher nicht aufgebaut. Aus diesem Grund findet man an dieser Stelle auch keine Schaltpläne. Entsprechende Routinen sind in der Software schon vorhanden, allerdings kann ich natürlich keine Aussage darüber machen ob es funktioniert

 

Ich hatte immer wieder Anfragen aus der DIY Gemeinde ob ich nicht mal weiter an der Software für die Fernbedienung arbeiten wolle – allerdings war mir meine knapp bemessene Freizeit für meine eigenen Projekte wichtiger. Letztendlich hat sich Daniel M. an die Arbeit gemacht und eine kleine zusätzliche Schaltung entworfen.

Ich habe die Software so geändert das ein negativer Impuls von mindestens 5ms Länge am freien Pin P3.4 die Lautstärke um einen Schritt erhöht und ein entsprechender Impuls an Pin P3.5 diese um einen Schritt erniedrigt. Auf dieser Basis hat Daniel dann seine Hardware entwickelt. Nachfolgend seine kurze Funktionsbeschreibung:

Zur Verwendung kommt ein Atmel Tiny 25, die Fusebits müssen nicht angepackt werden. Lediglich die Brown Out Detection sollte aktiviert werden (bei mir 2,7V).

Zur Funktion:
RC 5 Code.
Es wird Adresse 16 verwendet.
Bei Kommando 61 oder 12 wird ein 4 Sekunden Impuls an PB2 auf High ausgeführt (Standby On Off).
Bei Kommando 13 wird ein 30ms Impuls an PB2 auf High ausgeführt (Mute).
Nach drücken einer dieser Kommandotasten muss die Taste wieder losgelassen werden damit ein erneuter Impuls ausgeführt wird. So wird ein Doppelsteuern bei andauernd gedrückter FB Taste verhindert (gilt nicht für Volume ±)
Bei Kommando 16 wird die Lautstärke erhöht.
Bei Kommando 17 wird die Lautstärke verringert.

Hier der Schaltplan und ein Photo des Prototypen:

Daniel's Remote Control

Daniel’s Remote Control – Schaltplan

Daniel's Remote Control

Daniel’s Remote Control – Photo des Prototypen

Wer Interesse am Nachbau der Schaltung hat wendet sich bitte an (EMail Adresse verfremdet) :

meldano[ätt]web;de

Gehäuse

15.05.2006

Das Design ist an den aktuellen X1 Vorverstärker von Pass Labs angelehnt, ohne jedoch die aufwendige Gestaltung der Frontplatten nachzuempfinden. Auch die Bedienung unterscheidet sich ja durch den Einsatz eines zweiten Drehwinkelgebers anstelle der 4 Tasten.Die Elektronik jedoch erstreckt sich auch hier über zwei Gehäuse mit der folgenden Aufteilung :

  • Controller Gehäuse (Control Unit)
    • μC Board
    • I²C-Bus Relais Treiber
    • Betriebsspannungsversorgung der Relais
    • 2x Ringkerntransformatoren der analogen Betriebsspannung
    • 2x Betriebsspannungsversorgung der analogen Elektronik
    • Bedienungselemente & Display
    • Netzspannungsversorgung
    • Verbindung Masse – Erde
    • Verbindungen zum Audio Gehäuse
  • Audio Gehäuse (Audio Unit)
    • 2x Vorverstärker
    • 2x Volume und Gain Einstellung
    • 2x Eingangswahlschalter
    • alle benötigten externen Audio Verbindungen (XLR & Cinch)
    • Verbindungen zum Controller Gehäuse

Das Gehäuse und insbesondere auch die Frontplatten und Rückseiten wurden mit dem Frontplatten Designer der Firma Schaeffer AG entwickelt.

Frontplatte und Rückwand werden mit Hilfe von vier 345mm x 15mm x 15mm Alu-Stäben über kopfseitige M5 Sacklöcher miteinander verschraubt. Die anderen Gehäuseteile verbindet man dann mit M3 Verschraubungen an diesen Profilen.

Zu sehen ist die Vorder- und Rückseite des leeren Audio Gehäuse ohne Deckel. In die Rückwand sind alle benötigten Buchsen eingeschraubt. Die silbernen Kanten der schwarzen Gehäuseteile habe ich absichtlich nicht geschwärzt – mit gefällt der „technische“ Look, der ohne diese Schwärzung entsteht.


Frontseite der Audio Unit

Frontseite der Audio Unit


Rückseite der Audio Unit

Rückseite der Audio Unit

Hier nun das leere Control Gehäuse von beiden Seiten. An der Frontplatte, schön zu sehen, sind die beiden kreisförmigen Einfräsungen für die Drehknöpfe, der Ausschnitt für das Display und darunter der Durchbruch für den IR-Empfänger. Die Rückwand hat die Ausschnitte für die AC- und DC-Versorgung und die Sub-D Buchsen zum Anschluß der Relais.


Frontseite der Control Unit

Frontseite der Control Unit


Rückseite der Control Unit

Rückseite der Control Unit

Dann noch ein Photo von einem der beiden Drehknöpfen. Die Herstellung war nicht besonders einfach (den 1mm dünnen Außenring zu drehen) und das Ergebnis ist wirklich wunderschön geworden. Mein besonderer Dank gilt hier Enrico V., der einen Teil seines Wochenendes dafür geopfert hat.


DIY Drehknopf

DIY Drehknopf

Zum Abschluß dürfen (noch einmal) Enrico V. und insbesondere Rudolf B. nicht unerwähnt bleiben, sie haben sich um den Aufbau des Gehäuses bemüht und mir in vielen Detailfragen mit Rat und Tat zur Seite gestanden. Ohne sie wären diese wunderschönen Gehäuse in der Form sicherlich nicht entstanden.

!!! Vielen, vielen Dank dafür !!!

Die Freude an dem Anblick des fertigen Aleph P läßt die Freude an der Musik teilweise in den Hintergrund treten.

Verdrahtung des Vorverstärkers

04.03.2006

Die Beschreibung der Verdrahtung habe ich in drei Schaltplänen dargestellt. Der erste stellt die Verdrahtung des 230Vac Systems dar. Diese Verdrahtung bezieht sich ausschließlich auf die Control Unit. Im zweiten und dritten Schaltplan finden man dann die Signalverdrahtung innerhalb beider Gehäuse.


Blick in die offene Control Unit

Blick in die offene Control Unit

Bei dem 230Vac Systems handelt es sich nicht um eine reine Point-to-Point Verdrahtung. Hinzu kommen noch die Anbindung der Audio Massen (links und rechts) an die Erde und der DC-Filter. In beiden Teilschaltungen werden Brückengleichrichter eingesetzt.

Die Wechselspannung gelangt über den Netzfilter J1 und den beiden Sicherungen F1 und F2 ins Gerät und wird anschließend durch den zweipoligen Schalter S1 geschaltet. Der DC-Filter (BR1, C1, C2 und C3) befreit die 230V Wechselspannung von eventuell vorhandenen Gleichspannungsanteilen und entlastet so die beiden Audio-Transformatoren (Schuro Bestellnr. V-RKT-MS-SW 50.30). Eine Anleitung zur Dimensionierung ist auf saque.de zu finden. Der Brückengleichrichter ist so geschaltet, daß jeweils 2 Dioden in Reihe liegen und diese beiden Reihenschaltungen antiparallel verschaltet sind. Damit ergibt sich eine maximale Spannung von 1.2V über den Kondensatoren. Die Spannung ist gering genug, daß der jeweils falsch gepolte Elko keinen Schaden nehmen kann (man sollte jedoch mindestens 25V Typen verwenden).

Die beiden Audio-Massen werden jeweils über eine Hälfte des zweiten Brückengleichrichters (BR2) mit Erde verbunden. Hier liegen 2 Dioden antiparallel. Zusätzlich kommt noch ein Widerstand (5,1Ω) und ein Kondensator (100nF) pro Kanal hinzu. Somit sind beide Massen an das Potential der Erde angebunden, jedoch fließen in der Regel keine Ströme zwischen den Massen und der Erde (im Fehlerfall muß nur die geringe Durchbruchspannung einer Diode überwunden werden).

Die LED DS3 ist zwischen N und Erde (LED-Modul für 230Vac) geschaltet und zeigt direkt optisch, ob der N-Leiter im Vorverstärker mit dem externen L1 oder N verbunden ist. Somit kann sichergestellt werden, daß eine richtige Polung der Netzspannung vorgenommen wurde. Diese LED ist auf der Rückseite des Gehäuses zu finden. Die beiden Leuchtdioden DS1 und DS2 werden für die optische Anzeige der Betriebsspannungen (μC Board und Relais Power Supply) genutzt. Über XLR1 und XLR2 werden die analogen Spannungsversorgungen für die eigentlichen Vorverstärker geleitet.

Am Pfostenstecker PF1 des μC Boards wird das Display angeschlossen. LK4 ist der Eingang des Infrarot Empfängers IC1 (TSOP17xx). An den Klemmen LK5 und LK6 werden die beiden Drehwinkelgeber angeklemmt. A und B sind die beiden Ausgänge des Encoder Signals, und C ist der gemeinsame Bezugspunkt für A und B (hier GND). An D und E wird der Taster angeschlossen. PF2 ist der I²C-Bus Ausgang des μC Boards. Dieser ist mit PF1 des Relais Treiber Boards verbunden. Von PF2 auf diesem Board erfolgt der Anschluß der 9-poligen Sub-D Buchse für den externen I²C-Bus auf der Rückwand des Gehäuses. Mit PF3 und PF4 werden die beiden 37-poligen Sub-D Buchsen für den Anschluß der Relais der Audio Unit verbunden.

  • 230Vac Verdrahtung der Control Unit
  • Signal Verdrahtung der Control Unit

Blick in die offene Audio Unit

Blick in die offene Audio Unit

Für die interne Audio Verdrahtung benutze ich ein zweiadrig abgeschirmtes Kabel (auch bei den Single Ended Cinch Verbindungen). Die Ein- und Ausgänge auf der Rückwand der Audio Unit sind direkt mit den entsprechenden Ein- und Ausgängen auf den Platinen verbunden (nichts ist geschraubt, alles wurde verlötet). Auch wenn man damit einige Flexibilität verliert, so ist doch sichergestellt, daß man die bestmögliche Verbindung erhält.

Von den 37 Signalen der beiden Sub-D Buchsen (J1 und J2) werden 36 benötigt. Ich benutze Buchsen mit einer Crimpverbindung für Flachbandkabel. Diese Kabel müssen dann in zwei separate Kabel für Volume / Gain und Input aufgeteilt werden. Die Signale sind so auf den Steckern angeordnet, daß dies auf einfachste Weise möglich ist. Die beiden Leuchtdioden DS1L und DS1R befinden sich auf der Frontplatte der Audio Unit.


äußere Verbindungen der beiden Gehäuse an der Rückwand

äußere Verbindungen der beiden Gehäuse auf der Rückwand

Zu sehen sind hier die Verbindungen zwischen beiden Gehäusen. Ganz rechts findet sich die Erdverbindung zwischen beiden Gehäusen, links davon die beiden Flachbandkabel zum Anschluß der Relais (Volume und Input) an die Relaistreiber und die Verbindungen zur DC Stromversorgung der beiden Vorverstärker über 4-polige XLR.

Updates & Verbesserungen

23.02.2006

Es gibt natürlich nichts, was sich nicht noch verbessern lassen würde. Gerade auch beim Aufbau einer Entwicklung fallen einem hinterher immer wieder Dinge auf, die man eigentlich besser hätte lösen können.

[07.09.2005] Volume & Gain

Der Gain (die „innere“ Verstärkung) des Aleph P wird über den Gesamtwiderstand RG bestimmt. Je kleiner dieser Widerstand dimensioniert ist, desto höher ist die Verstärkung. Ich habe auf dem Board des Vorverstärkers einen 2kΩ Widerstand fest installiert und auf den Volume / Gain Boards die 2kΩ Widerstände gegen 124Ω getauscht. Somit erhalte ich die leiseste Einstellung, wenn kein Gain Widerstand zugeschaltet ist und die lauteste, wenn alle parallel liegen. Außerdem entfällt ein leises „Plopp“ Geräusch beim Umschaltet des Gain, wenn ein Widerstand permanent die Verbindung zwischen beiden Verstärkerhälften aufrecht erhält (bei der ursprünglichen Schaltung konnte es vorkommen, daß während des Umschaltmomentes kurzzeitig beide Vorverstärkerhälften getrennt wurden).

[23.09.2005] Volume & Gain

Eine für mich nicht befriedigend beantwortete Diskussion für und wider dem Nutzen von hochwertigen, nichtmagnetischen Widerständen hat mich neugierig auf eine eigene Bewertung gemacht. Ich habe mir also einen Satz Dale CMF-55-143 Widerstände (68,1Ω, 113Ω, 249Ω, 499Ω, 1kΩ, 2kΩ, 4,02kΩ, 8,25kΩ, 16,2kΩ und 32,4kΩ) besorgt und die beiden Volume / Gain Boards damit bestückt. Die Beurteilung des Ergebnisses ist natürlich in Ermangelung eines direkten A-B Vergleichs eher fraglich. Ich bilde mir ein, eine etwas gesteigerte Detailauflösung herauszuhören (z.B. eine Triangel im Hintergrund, die ich vorher so nicht wahr genommen habe). Aber wie gesagt, diese Aussage ist mit Vorsicht zu genießen.

Volume und Gain mit Dale Bestückung

Volume und Gain mit Dale Bestückung

Der blaue normale Metallfilmwiderstand rechts unterhalb des Pfostensteckers ist der Vorwiderstand der Leuchtdiode und hat nichts mit dem Audiosignal zu tun – deshalb keine Dale Bestückung an dieser Stelle.

[23.12.2005] Vorverstärker

Der Vorverstärker steht und fällt mit der Qualität der Koppelkondensatoren im Audio Signalpfad. Aus diesem Grund habe ich versucht, die an sich schon gute Kopplung mit den Wima MKP4 Kondensatoren weiter zu verbessern und parallel zu den Ein- und Ausgangskondensatoren 10nF Styroflex Kondensatoren (Reichelt Elektronik, Bestellnr. STYROFLEX 10N) gelötet. Die klangliche Beurteilung fällt ähnlich aus wie beim Einsatz der Dale Widerstände in der Volume Einstellung – auch hier wieder keine Möglichkeit zum direkten A-B Vergleich. Allerdings sind die Ergebnisse so, daß ich die Kondensatoren sicherlich nicht wieder entfernen werde.

Vorverstärker mit Styroflex Kondensatoren

Vorverstärker mit Styroflex Kondensatoren

[22.01.2006] Vorverstärker

Schon seit längerem hatte ich hier einen kompletten Satz an Dale Widerständen für die Vorverstärkerboards herumliegen. Außerdem habe ich noch ein paar Kleinigkeiten am Layout des Boards verändert (Leiterbahnen verrundet, zusätzliche Pads zur Aufnahme von Elko’s als Koppelkondensatoren im Ein- und Ausgang). Mit dieser Änderung habe ich die Boards (Revision 1) mit einer kompletten Dale Bestückung und den Wima’s als Koppelkondensatoren aufgebaut. Die am 23.12.2005 hinzugekommenen Styroflexkondensatoren habe ich wieder entfernt – ich habe letztendlich keinen Unterschied mit und ohne erhören können.

Mit der nun kompletten Dale Bestückung im Audio-Pfad des Vorverstärkers ist für mich die Diskussion für und wider eindeutig geklärt – der Vorverstärker hat deutlich gewonnen und für mich werden die Dale’s in Zukunft ein Muß in einem endgültigen Aufbau sein. Auch wenn mir letztendlich (wie schon mehrfach geschrieben) der direkte A-B Vergleich fehlt, ist der Zugewinn deutlich zu erhören.

Vorverstärker mit Dale Widerständen

Vorverstärker mit Dale Widerständen

Nachbauten des Aleph P

11.08.2006

An dieser Stelle möchte ich Nachbauten meines Aleph P Vorverstärkers veröffentlichen.

[06.12.2005] Uwe K.

Im Unterschied zu meinem Original sind die Transistoren im Vorverstärkerboard von Uwe stehend eingebaut und der Kühlkörper ist wesentlich größer. Das Layout entspricht auch nicht mehr ganz der ersten Version – alle signalführenden Leiterbahnen sind hier verrundet ausgeführt und die Masseverbindungen am Ein- und Ausgang sind jeweils nur noch einmal vorhanden.


Aleph P Nachbau von Uwe K.

Aleph P Nachbau von Uwe K.

Uwe hat weitere und bessere Bilder angekündigt …

[25.07.2006] Dragan P.

Dragan hat von meinen Schematics ein wunderschönes Controllerboard zur direkten Montage hinter der Frontplatte entwickelt. Es ist eine Kombination aus dem Microcontroller und dem I²C-Bus Relais Treiber Board. Das Display sitzt ebenfalls direkt mit auf der Platine (Rückseite).

Controller Nachbau von Dragan P.

Controller Nachbau von Dragan P.

Controller Nachbau von Dragan P.

Controller Nachbau von Dragan P.

Controller Nachbau von Dragan P.

Controller Nachbau von Dragan P.

Controller Nachbau von Dragan P.

Controller Nachbau von Dragan P.

[16.03.2008] Peter D.

Peter’s Aleph P kommt ohne eine Steuerung per Microcontroller aus. Die Auswahl der Eingänge und die Einstellung des Volume geschehen bei ihm mittels manueller Schalter. Im Unterschied zu meinem Aleph P benutzt Peter Mundorf MCap Koppelkondensatoren. Wie man unten sieht ist für diese Kondensatoren gerade noch ausreichend Platz auf dem Board.

Aleph P Nachbau von Peter D.

Aleph P Vorverstärker-Board von Peter D.

Aleph P Nachbau von Peter D.

Blick auf die komplette Elektronik des Aleph P

Aleph P Nachbau von Peter D.

Blick auf die Front bei geöffnetem Deckel