VV5 / Pass XP-30 & XOno Nachbau

VV5 / Pass XP-30 & XOno Nachbau

 

!!! Bitte keine Anfragen bzgl. Schaltplänen !!!

Solange Nelson Pass / Wayne Colburn die Schaltpläne nicht veröffentlichen werde ich sie auch nicht weiterreichen und so den kommerziellen Erfolg dieses wundervollen Vorverstärkers durch nicht genehmigte Weitergabe nicht gefährden.

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

24.03.2012

Auch wenn ich mit dem Aufbau meines VV4 Vorverstärkers (X0.2 und XOno) klanglich sehr zufrieden war hatte ich doch seit geraumer Zeit über einen Neubau nachgedacht. Insbesondere die Aufteilung der Komponenten über die Gehäuse und eine neue Steuerung mit zusätzlichen Erweiterungsmöglichkeiten waren es die mich 2011 zu dem Entschluß geführt hatten.

Mitten im Projekt – die X0.2 Leiterplatten waren schon bestückt – erhielt ich die Schaltpläne zu den neueren XP-10 und XP-20 Vorverstärkern aus dem Hause Pass Labs. Natürlich habe ich direkt meine Pläne geändert und den X0.2 Line Preamp durch die XP-20 ersetzt.

Kurz vor dem Aufbau des XP-20 Boards hatte ich dann allerdings so viele Informationen über die Unterschiede zwischen dem XP-20 und dem XP-30 zusammen das ich in der Lage war auch einen Nachbau der XP-30 aufzubauen ohne das mir dessen Schaltpläne vorgelegen haben.

Aus all den Erfahrungen und Überlegungen der letzten Jahre ist das folgende Konzept zu dem VV5 Vorverstärker entstanden:

  • Vorverstärker über 3 Gehäuse verteilt
    • linker und rechter Audio Kanal in jeweils einem eigenen Gehäuse
    • ein Kanal besteht aus einem XP-30 und einem XOno Nachbau
    • extra Board mit Relais Umschaltungen für die Ein- und Ausgänge
    • alle Ein- und Ausgänge mit symmetrischen und unsymmetrischen Steckverbindern
    • zusätzliches Gehäuse mit µC-Steuerung und Dual Mono Power Supply
  • Line Stufe mit einem Pass XP-30 Nachbau
    • XP-30 Line Stufe inkl. der unsymmetrische Ausgangsstufe
    • keine Eingangsumschaltung auf dem Board
    • Betriebsspannungsregelungen über Module steckbar
    • Platz für diverse Koppelkondensatoren am Ausgang
  • Phono Stufe mit einem Pass XOno Nachbau
    • die meisten DIP Schalter in der XOno durch Relais ersetzt
    • zusätzlicher Eingang durch zweite MC Stufe
    • Betriebsspannungsregelung über ein Modul steckbar
    • Platz für diverse Koppelkondensatoren am Ausgang

am 09.05.2013 hat der VV5 den Platz meines VV4 / X0.2 Nachbaus übernommen

Ich hatte ja eine Verbesserung der klanglichen Eigenschaften von der X0.2 auf die XP-30 erwartet. Die X0.2 ist zweifellos eine wirklich gute Vorstufe und ich habe über mehrere Jahre sehr zufrieden Musik mit ihr gehört. Das die Unterschiede aber letztendlich so deutlich ausfallen würden damit hatte ich nicht gerechnet. Das Auflösungsvermögen und der Detailreichtum der XP-30 ist einfach unbeschreiblich. Auch die XOno hat mehr als erwartet von dem neuen Netzteil – und den Koppelkondensatoren (?) – profitiert. Alles in allem ein großer Wurf mit dem ich mehr als zufrieden bin.

Am 03.10.2013 habe ich die Volume Boards mit dem Maxim Chip DS1882 gegen die Boards mit dem NJR Chip MUSES72320 ausgetauscht. Die Entscheidung von Wayne Colburn für den Einsatz dieser Chips in der XP-30 kann ich nun sehr gut nachvollziehen und kann nur jedem Selbstbauer den Einsatz dieser digitalen Potentiometer empfehlen. Die Verbesserungen sind mehr als deutlich.

Control Unit

24.03.2012

Dieses Modul dient zur Versorgung und Steuerung der Audio Units. Es kommt als einziges Modul im Vorverstärker mit 230V/AC in Berührung und besteht aus den folgenden Komponenten:

  • 230V/AC Netzeingang mit Netzfilterung
  • Detektion der korrekten Netzphase
  • 2 Transformatoren für die Versorgung der Audio Units
  • Netzteil für die Versorgung der Audio Units
  • Trafo und Netzteil für die Versorgung der Steuerung
  • Microcontroller Board zur Steuerung des Vorverstärkers

Als User-Interface verwende ich wieder zwei Drehwinkelgeber und ein LC-Display. Zusätzlich bekommt der Vorverstärker dieses Mal auch eine Fernbedienung mit der alle wesentlichen Bedienungen direkt vom Hörplatz aus vorgenommen werden können. Die Software basiert natürlich auf der von Aleph P und X0.2.

Steuerung

Das Microcontrollerboard bildet bei diesem Projekt eine Einheit mit dem Display und ist direkt hinter der Frontplatte angebracht. Wie in meinen anderen Projekten kommt auch hier wieder ein Controller aus der x51 Familie von Atmel zum Einsatz. Allerdings setze ich dieses Mal den AT89C51ED2 im PLCC44 Gehäuse ein. Dieser Baustein bietet 64kByte Programmspeicher und vor allen Dingen die Möglichkeit der In System Programmierung (ISP) mittels Bootloader über die serielle Schnittstelle. Dies gibt mir die Möglichkeit Änderungen an der Software auch im fertig aufgebauten Gerät ohne eine umständliche Demontage vornehmen zu können.

Wie oben schon beschrieben besteht das User-Interface aus 2 Drehwinkelgebern von Alps und einem 2×20 LC-Display von Electronic Assembly mit 12,7mm großen Ziffern – wie im X0.2 und Aleph P. Zusätzlich gibt es noch einen Taster mit dem der Vorverstärker – genauer gesagt lediglich das µC-Board inkl. Stromversorgung – ein- und ausgeschaltet werden kann.

Die Kommunikation mit den Audio Units findet ausschließlich über einen I2C-Bus statt mit einer vollständigen Potentialtrennung zwischen den Schaltungen. An diesem Bus hängen direkt auf dem µC Board auch noch ein 64kBit großes EEPROM und ein Chip zur Temperaturmessung mit dem die Innentemperatur des Gehäuses gemessen werden kann. Eine Ausnahme hiervon bildet der SPI-Bus für den MUSES72320 (siehe unten) der ebenfalls eine Potentialtrennung zur Audio Schaltung hin besitzt.

Als Besonderheit hat das µC Board noch einen zweiten separaten und vom ersten vollständig entkoppelten I2C-Bus herausgeführt. Dieser ist für zukünftige externe Erweiterungen vorgesehen.

Entgegen meiner bisherigen Designs kann man an dieses Board auch noch bis zu 16 Tasten, 12 LED’s und 4 Relais anschließen. Hiermit lassen sich zusätzliche oder alternative Bedienungen unabhängig von den Drehwinkelgebern realisieren (hauptsächlich für Dich Hans).

Einen Teil der LED-Ausgänge benutze ich für die Ansteuerung von externen Opto-Kopplern die in meinem Motor Driver sitzen. Hiermit informiere ich den Motortreiber über den aktuell verwendeten Tonabnehmer – eine Nummer zwischen 1 und 5 – wenn eine der 3 Phonoeingänge (siehe unten) geschaltet ist. Natürlich müssen beide Geräte – VV5 und Motor Driver – entsprechend gleich parametriert sein.

Wie auch bei meinen anderen beiden Vorverstärkern ist ein IR-Empfänger TSOP1736 ins System integriert. Im Gegensatz zu den Vorgängern habe ich diesmal allerdings auch eine Fernbedienung mit in das Bedienkonzept – die Software – aufgenommen. Für jeden der beiden Drehwinkelgeber gibt es 3 Taster auf der Fernbedienung (links, rechts und Enter) und so war nur eine geringfügige Änderung eines großen Teils der Software nötig.

Microcontroller Board

Microcontroller Board

Display auf der Rückseite des Microcontroller Boards

Display auf der Rückseite des Microcontroller Boards

Netzteil für die Versorgung der Steuerung

Der Anfang dieses Boards bildet ein 230V/AC DC-Filter zur Beseitigung von DC-Spannungen an den Primärwindungen der Transformatoren. An diesem Filter werden die beiden Trafo’s für die analoge Spannungsversorgung (extern montiert) und der Trafo zur Versorgung der Steuerung (auf dem Board montiert) jeweils über eine eigene Sicherung angeschlossen.

Der Transformator für die Steuerung ist ein 25VA Ringkerntrafo mit 2× 9V Sekundärwicklungen. An beiden Wicklungen ist ein Gleichrichter und ein Elko angeschlossen. Das Board stellt also 2 ungeregelte DC-Spannungen zur Verfügung. Die eine Spannung dient zur Versorgung des Microcontrollers und die zweite zur Versorgung der Relais. Die zweite Spannung wird auch als Remote Steuerspannung genutzt.

Die beiden Relais dienen zum ein- und ausschalten des Netzteils. Mit REL1 und einem externen parallel verschalteten Taster wird der Controller eingeschaltet. REL2 dient dazu die Spannung vom Controller aus abzuschalten. Der Kondensator C8 sorgt dafür das das Relais eine kurze Zeit selbstständig gehalten wird und so ein abschalten sicher gewährt werden kann – es wird ja der gleiche Taster genutzt wie beim einschalten, nur diesmal als Steuerbefehl an den Microcontroller.

Betriebsspannungsversorgung des Microcontroller Boards

Betriebsspannungsversorgung des Microcontroller Boards

Netzteil für die Versorgung der Audio Units

In der Control Unit wird auch die DC-Spannung für die Audio Units erzeugt. Natürlich handelt es sich um eine Dual Mono Versorgung mit jeweils einem Netzteil pro Kanal. Beide Netzteile sind allerdings – mit Ausnahme der Transformatoren – auf einer Leiterplatte untergebracht. Der einzige gemeinsame Bezugspunkt beider Netzteile ist die Anbindung der rechten und linken Masse über einen Widerstand und zwei antiparallel verschaltete Dioden an Erde.

Ein Netzteil besteht aus einem diskreten Gleichrichter mit Ultra Fast Soft Recovery Dioden von International Rectifier (HFA08TB60), einer CRC Filterung bestehend aus 4× 10000µF Elko’s und 2× 3,3Ω/2W Widerständen. Daran schließen sich Kapazitätsmultiplizierer mit Kleinleistungs-Bipolartransistoren an. Die DC Spannungen für die Phono- und Linestufe werden hinter diesen Stufen über eine RC Filterung (2× 1Ω/2W & 2× 2200µF) ausgekoppelt.

Analog Power Supply

Analog Power Supply

Ein Teil dieser Schaltung findet sich auch in den originalen Plänen der XP-20. Deshalb werde ich an dieser Stelle auf die Veröffentlichung meiner Schaltpläne verzichten.

230V/AC Versorgung des Vorverstärkers

Auf der Rückseite der Control Unit befindet sich die Netzbuchse mit Schalter und Sicherung. Hier wird der Vorverstärker komplett stromlos geschaltet. Im Normalfall ist der Schalter eingeschaltet und die analogen Schaltkreise sind in Betrieb.

Nach der Buchse folgt eine Schaltung zur Detektion der richtigen Phasenlage des Netzstecker, ein sich anschließender 3A Netzfilter von Schaffner und dann die Leiterplatte mit dem DC Filter und dem Netzteil für die Versorgung der digitalen Schaltkreise (siehe oben). An dieser Leiterplatte sind auch die Primärseiten der beiden 125VA Ringkerntransformatoren für die Versorgung der analogen Spannung angeschlossen.

Die Detektion der richigen Phasenlage des Netzsteckers geschieht natürlich nicht automatisch. Die Verdrahtung der Ringkerntransformatoren habe ich auf Gleichheit vermessen – Phasenlage von Primär- und Sekundärseite – und entsprechend verschaltet. Anschließend habe ich die Spannung zwischen den analogen Massen und der Erde gemessen, natürlich ohne das die Masse / Erde Verbindung gesteckt wurde. Die Schaltung zur Detektion der Phasenlage ist dann so verdrahtet das sie ein Signal an den Microcontroller liefert wenn der Netzstecker falsch gesteckt wurde, also die größere Spannung zwischen Masse und Erde zu messen wäre. Dies wird dann von der Software gemeldet.

Fernbedienung des Vorverstärkers

Bei meinen letzten beiden Vorverstärkern hatte ich eine Fernbedienung vorgesehen, habe sie aber nie implementiert. Beim VV5 war die Fernbedienung fester Bestandteil meines Pflichtenheftes.

Implementiert habe ich eine Fernbedienung auf RC5 Basis rund um den Senderbaustein SAA3010 und dem Empfänger TSOP1736. Der Empfänger wird direkt an die Buchse J1 des Microcontrollers angeschlossen (siehe oben). Implementiert habe ich 9 Tasten mit den Funktionen

Volume –MuteVolume +
Select LeftEnterSelect Right
Power OffReserve 1Reserve 2

Letztendlich habe ich also die Funktion der Drehwinkelgeber mit den Tasten der Fernbedienung nachgebildet. Dies hat die Integration der Fernbedienungsfunktionen in die Software des Vorverstärkers sehr vereinfacht.

Die Fernbedienung sendet die RC5-Standardadresse für Vorverstärker (16) aus. Auch die Funktionen Volume und Mute sind Standard im Befehlssatz eines Vorverstärkers. Die anderen Funktionen liegen auf freien Kommandos. Für die Einstellung der Lautstärke funktioniert somit auch eine kommerzielle Fernbedienung für Vorverstärker (z.B. die Fernbedienung meines CD-Players die eine Einstellung der Lautstärke für Vorverstärker integriert hat).

Audio Unit

28.03.2012

Dieses Modul beinhaltet einen Kanal der Audio Schaltungen und so muß es für einen Stereo Vorverstärker doppelt vorhanden sein. Ein Audio Unit besteht aus den folgenden Komponenten:

  • Nachbau eines XP-30 Line Preamps
  • Nachbau eines UGS6 Moduls als Basis für den Line Preamp
  • XOno Nachbau mit diversen Modifikationen und Verbesserungen
  • zusätzlicher zweiter XOno MC Eingang
  • CLC Filterung der DC-Spannung
  • Voltage Regulator Module für Line und Phono
  • Relais Board zur Umschaltung der Ein- und Ausgänge
  • I2C-Bus Board zur Steuerung des jeweiligen Audio Unit

XP-30 Nachbau

Mir liegen die Schaltpläne der ersten Variante der XP-20 mit dem digitalen Potentiometer Maxim DS1802 vor. Nach dem intensiven Studium dieser Schaltpläne, dem lesen von Testberichten über die XP-30 mit einem ausführlichen betrachten der Photo’s aus dem Inneren des Vorverstärkers und diversen Kommentaren in den Foren hatte ich so viele Informationen zusammengetragen das ich den Nachbau eines XP-30 angehen konnte.

Die Audio Schaltung des XP-30 unterscheidet sich in einigen wesentlichen Punkten von der der XP-20. Der Kern der Schaltung – das UGS6 Modul – ist aber bei beiden Vorverstärkern gleich. Hauptsächlich nutzt der XP-30 einen anderen Chip zur Volume Einstellung und am Ausgang befindet sich ein zusätzlicher Buffer.

Die ungeregelte Betriebsspannungsversorgung ist im wesentlichen gleich geblieben, der XP-30 hat jedoch – wie bei mir sowieso üblich – 2 Transformatoren. Es handelt sich also um eine echte Dual-Mono Konstruktion – auch im Hinblick auf den 3 Gehäuse Aufbau.

Der Volume Chip MUSES72320 war zu Baubeginn nicht in kleinen Mengen an Privatpersonen lieferbar und so habe ich mit dem Chip aus der zweiten Serie der XP-20 angefangen (Maxim DS1882). Um jedoch leicht einen Austausch durchführen zu können ist die gesamte Volume Schaltung auf einer Aufsteckplatine untergebracht.

Der Regelbereich des DS1882 umfaßt 63dB, der des XP-20 Vorverstärkers allerdings 83dB. Dies wird durch die Zuschaltung eines 20dB Dämpers erreicht. Dieser Spannungsteiler sitzt direkt hinter dem Eingang des Boards und verursacht je nach Stellung damit eine drastische Veränderung des Eingangswiderstandes. Um dies zu vermeiden habe ich mich entschlossen direkt hinter dem Eingang noch vor dem Dämpfer und Volume Chip einen zusätzlichen bipolaren B1 Buffer einzusetzen. Damit ergibt sich ein konstanter Eingangswiderstand und trotz allem ein Regelbereich von über 80dB mit dem Maxim Chip.

Volume Board mit Buffer, 20dB Dämpfer und DS1882

Volume Board mit Buffer, 20dB Dämpfer und DS1882

Solch ein Aufwand ist mit dem MUSES72320 nicht notwendig. Der Chip hat eine Dämpfung von über 100dB bei einem Widerstand von 20kΩ. Man kann also diesen Chip direkt ohne zusätzlichen Buffer oder Dämpfer an den Eingang des Vorverstärkers setzen und hat trotz allem noch einen akzeptablen und weitgehend konstanten Eingangswiderstand.

Volume Board mit MUSES 72320

Volume Board mit MUSES 72320

Im MUSES72320 Datenblatt findet man bei der Angabe zum Gesamtwiderstand einen minimalen Wert von 13kΩ und einen typischen Wert von 20kΩ. Dies sind schon erhebliche Abweichungen und so habe ich ein zusätzliches Widerstandsnetzwerk zur Kompensation von abweichenden Werten zwischen den Kanälen vorgesehen – auf dem Photo oben rechts der unbestückte Teil. Von den 10 Chips die ich besitze habe ich willkürlich 2 ausgewählt und in die Schaltungen gelötet. Gemessen habe ich dann eine Abweichung von 0,008dB der Gesamtverstärkung der Line Stufe im für mich wichtigsten Bereich bis hinab zu -40dB zwischen den beiden Kanälen. Damit ist die Kompensation natürlich völlig überflüssig.

Die digitale Ansteuerung der DS1882 geschieht mittels I2C-Bus, der der MUSES72320 mittels SPI-Bus. Beide seriellen Busse habe ich wie üblich gegenüber dem steuernden Microcontroller potential getrennt verdrahtet.

Als aktive Schaltung wird ein UGS6 Modul genutzt. Ich habe es wie im Original auf eine extra Leiterplatte gesetzt. Allerdings ist meines etwas größer in den Abmessungen und ich verwende bedrahtete Widerstände. Als weitere kleine Änderung gegenüber dem Original setze ich durchgehend 10-Gang Trimmer ein.

UGS6 Nachbau

UGS6 Nachbau

An den Ausgängen des UGS6-Moduls sitzen im XP-30 Buffer mit Kleinleistungs-MOSFET’s. Hinter diesen Buffern kommen nur noch Koppelkondensatoren um den letztendlich immer vorhandenen Offset des UGS Moduls zum Ausgang des Vorverstärkers hin zu entkoppeln. Im Gegensatz zum XP-20 – in dem Panasonic FC Elko’s und ECQ Kondensatoren verwendet werden – kommen im XP-30 mit Pass Labs gelabelte 10µF MKP Folienkondensatoren zum Einsatz. Ich verwende an dieser Stelle Obbligato Gold Premium Kondensatoren.

XP-30 Board ohne Zusatzplatinen

XP-30 Board ohne Zusatzplatinen

Die aktive diskrete Spannungsregelung des XP-30 habe ich auch auf eine extra Leiterplatte, ähnlich der des UGS Moduls, verlegt. Somit bin ich in der Lage andere Regelungen durch einfachen Tausch dieser Leiterplatte zu nutzen. Entgegen dem originalen Design, in dem Standard-Spannungsregler genutzt werden, setze ich diese diskreten Regler auch zur Versorgung der analogen Spannungen des digitalen Potentiometers ein. Die digitale Versorgung wird mit einem integrierten Regler von Linear Technology erzeugt.

Austeckboard mit diskretem Spannungsregler

Austeckboard mit diskretem Spannungsregler


Eine Veröffentlichung der Schaltpläne wird es an dieser Stelle nicht geben – siehe oben.

Zum Abschluß noch ein Photo mit dem kompletten XP-30 Nachbau inkl. aller Aufsteckplatinen (siehe unten). Links unten ist der Eingang der DC Spannung mit einer CRC Filterung. Darüber befinden sich die beiden Boards zur Spannungsregelung für die analogen Spannungen von UGS6, Buffer und SE Ausgangsstufe, sowie der Regler für die analoge Versorgung des digitalen Potentiometers (DS1882 oder MUSES72320). Mittig unten ist eine Schaltung die dafür sorgt das die analoge Spannung eher am digitalen Poti anliegt als die digitale. Dies ist sehr wichtig für einen störungsfreien Betrieb des DS1882. Direkt darüber ist die digitale Versorgung untergebracht. Auf der rechten Seite mittig findet sich das UGS6 Board und links davon die Ausgangs-Buffer. Unterhalb sieht man den diskreten Operationsverstärker für den Single Ended Ausgang. Oberhalb befindet sich das Board mit dem Potentiometer (hier das DS1882 Board). Links oben und unten außen sind noch die beiden Ausgangskoppelkondensatoren zu sehen. Es ist noch Platz für etwas größere Typen (z.B. Mundorf) vorhanden.

Komplettes XP-30 Board mit allen Zusatzplatinen

Komplettes XP-30 Board mit allen Zusatzplatinen

XOno Nachbau

Natürlich basiert die XOno auf den Arbeiten und Erfahrungen die ich mit meinem XOno Nachbau über die Jahre gemacht habe. Mein Laufwerk hat in der Zwischenzeit 2 Tonarme und so gibt es für mich die Notwendigkeit auch zwei MC-Eingänge im Preamp zur Verfügung zu stellen. Ich habe mich dazu entschlossen zusätzlich den Schaltungsteil des MC-Einganges der XOno auf einer zweiten Leiterplatte über der Hauptleiterplatte als zweiten MC-Eingang anzubringen.

Zudem finde ich es sehr unpraktisch das Gehäuse öffnen zu müssen um z.B. den Eingangswiderstand der MC-Stufe zu verändern. Ich habe deshalb in dem hier beschriebenen Design den Großteil der DIP-Schalter durch Relais ersetzt. Die Ansteuerung wird auch hier über einen I2C-Bus vorgenommen der inaktiv ist wenn nichts geschaltet wird – somit gibt es keine Störungen in die empfindlichen MC-Stufen hinein. Zusätzlich zu den Eingangswiderständen werden auch die Verstärkungen der MC-Stufen per Relais geschaltet.

Ein weiteres Relais in den MC Stufen basiert auf einer Empfehlung aus dem AAA-Forum. Es schließt den Eingang der jeweiligen MC-Stufe kurz. Hiermit soll der Tonabnehmer entmagnetisiert werden – was ich in der Zwischenzeit als sehr fraglich einstufe und ich somit die Ansteuerung dieser Relais aus der Bedienung herausgenommen habe.

Natürlich mußte ich auch dafür sorgen, dass sich die 3 ergebenden Eingänge – MC1, MC2 und MM – schalten lassen. Deshalb wurde die Umschaltung MC/MM am DIP-Schalter vor dem MM-Eingang ebenfalls durch Relais ersetzt. Ansonsten habe ich aber am MM-Eingang die DIP-Schalter belassen. Das spiegelt meine Präferenz für MC-Tonabnehmer wieder und außerdem mußte ich mit 8× I2C-Bus Portbausteinen für die XOno auskommen (begrenzter Adressraum).

Weitere große Veränderung habe ich bei der Betriebsspannungsregelung vorgenommen. Auf der XOno-Leiterplatte lassen sich die gleichen Spannungsreglermodule wie auf der XP-30 einsetzen. Vorgesehen sind erst einmal der diskrete Regler aus der XP-30 und ein Shunt-Regulator den ich z.B. bei der Hiraga eingesetzt habe.

Für die Koppelkondensatoren an den beiden XLR-Ausgängen ist jede Menge Platz vorhanden und auch schon einige Kondensatortypen vordefiniert. Eingesetzt habe ich Obbligato Gold Premium mit parallel verschalteten Silver Mica Kondensatoren. Der Koppelkondensator vom nichtinvertierenden Ausgang in den Eingang der Inverterstufe ist ein 10µF großer Panasonic ECQ-E Typ – auch hier mit einem parallelen Silver Mica.

Schaltpläne der XOno :

XOno Board mit aufgestecktem Spannungsregler Board

XOno mit aufgestecktem Spannungsregler Board

Schaltpläne des zusätzlichen MC-Einganges :

MC2 Input Board

MC2 Input Board

Zum Abschluß noch ein Bild mit der kompletten XOno für den VV5

XOno Board mit aufgesteckten MC2 Input & Spannungsregler Boards

XOno Board mit aufgesteckten MC2 Input & Spannungsregler Boards

CLC Filter

In der Control Unit wird die ungeregelte DC Spannung für die analogen Schaltungen erzeugt (siehe oben). In den Audio Units werden diese DC Spannungen noch einmal durch Elko’s und stromkompensierte Drosseln gefiltert bevor die Spannungen dann endgültig auf die eigentlichen Schaltungen (XOno und XP-30) gelangen.

CLC Filter

CLC Filter

Ein- und Ausgangsschaltung

Bei dem Design des Vorverstärkers lag mein Augenmerk auch darauf ohne größere Veränderungen am Gesamtkonzept das eigentliche Vorverstärker-Board austauschen zu können. Damit war es notwendig die Verschaltung der Ein- und Ausgänge – anders als bei meinem VV4 – auf ein externes Board zu bringen. Ich habe mich dazu entschlossen dieses Board direkt auf die Rückwand zu montieren um so die Verkabelungen so kurz wie möglich zu halten. Die notwendig Ansteuerung befindet sich auf einer zweiten Leiterplatte oberhalb der Audio Umschaltung.

Alle Ein- und Ausgänge werden mit Relais geschaltet. Durch die Relais sind die Audio Schaltkreise potentialgetrennt vom ansteuerenden Microcontroller. Geschaltet werden

  • 5× Line Eingänge – der erste Eingang ist fest mit der XOno verdrahtet
  • Tape Monitor Schleife
  • Differential / Single Ended Eingänge
  • Invertierte Phase bei den Differential Eingängen
  • Muting für Differential und Single Ended Ausgänge
  • 2× Differential Ausgänge
  • 2× Single Ended Ausgänge

Schaltpläne des Ein- und Ausgangs-Relais-Boards

Relais Board der Ein- und Ausgänge

Relais Board der Ein- und Ausgänge

Die Ansteuerung erfolgt über einen I2C-Bus aus der Control Unit und stellt somit sicher das kein Taktsignal anliegt solange nichts geschaltet wird. Zusätzlich zu der Ansteuerung der Relais auf dem Ein- und Ausgangsboard und der Relais der XOno findet sich auch noch ein Anschluß für die Volume Einstellung der XP-30 auf dem Board. Zudem ist ein Chip zur Temperaturmessung integriert mit dem sich die Innentemperatur der jeweiligen Audio Unit messen läßt.

Control Board der Ein- und Ausgänge

Control Board der Ein- und Ausgänge

Aufbau der Gehäuse

27.11.2012

Als Gehäuse habe ich 3 Stück Slim Line 02/350 2U 10mm Silver (1NSL02350B) von HI-FI 2000 gewählt. Diese Gehäuse sind für den geforderten Preis wirklich sehr ordentlich und sie sehen auch noch ganz annehmbar aus. Für die Bohrungen, Ausfräsungen und Beschriftungen verwendete ich auch dieses Mal ein Datron M35.

Auf dem Photo unten ist der Aufbau der Elektronik in der Control Unit zu erkennen. Direkt an der Frontplatte ist mittig das Microcontroller-Board, die beiden Drehwinkelgeber links und rechts vom µC Board und links außen der Power Taster montiert. Links unten im Gehäuse findet sich das Board mit der Schaltung zur Phasendetektion, darüber der Netzfilter und die Leiterplatte mit dem DC-Filter und dem Netzteil der Steuerung. Mittig im Gehäuse sitzen die beiden Ringkerntransformatoren des Audio Netzteils – wie immer individuell für mich von RONDO Ringkerntransformatoren gefertigt. Fast die gesamte linke Seite nimmt das Audio Netzteil ein – insbesondere wenn man die beiden Trafo’s mit einrechnet.

Blick auf die Elektronik der Control Unit von der Rückseite

Blick auf die Elektronik der Control Unit von der Rückseite

In den beiden Audio Unit’s habe ich die Boden- und Deckplatten mit Schwerfolie zur Resonanzunterdrückung beklebt (ADPOL). Die Abstandshalter für die Leiterplatten sind direkt auf die Bodenplatte geschraubt und so mußte die Schwerfolie mit entsprechenden Aussparungen versehen werden. Die Gehäusefüße sind selbstklebende Halbkugeln aus Sorbothane.

Blick auf die Elektronik der linken Audio Unit von der Rückseite

Blick auf die Elektronik der linken Audio Unit von der Rückseite

Die beiden Leiterplatten montiert auf der Rückwand sind das Relais Board zum schalten der Ein- und Ausgänge und darüber angeordnet das Control Board von dem aus die Steuersignale verteilt werden. Links im Gehäuse ist die XOno Leiterplatte mit ihren beiden Aufsatzplatinen untergebracht. Rechts davon befindet sich das XP-30 Vorverstärker Board. Ganz rechts im Gehäuse sieht man noch die beiden Boards der CLC Filter für XOno und XP-30.

Blick auf die Rückseite des kompletten VV5 Vorverstärkers

Blick auf die Rückseite des kompletten VV5 Vorverstärkers

Das Bild oben zeigt alle Units des Vorverstärkers aufeinandergestellt von hinten. Oben sieht man die Control Unit und darunter die rechte und linke Audio Unit. Alle Informationen zu den Ein- und Ausgängen sind oben zu finden.

Änderungen und Verbesserungen

11.05.2016

Natürlich läßt sich auch das Gute immer weiter verbessern und so habe ich das eine oder andere Detail in der Zwischenzeit geändert.

Netzteil für die Versorgung der Audio Units

In das Netzteil sind Snubber Netzwerke, wie ich sie hier beschrieben habe, eingebaut worden. Zusätzlich habe ich die Dioden der Gleichrichter gegen SiC Schottky Typen (Silicon Carbide) ausgewechselt.

Ein- und Ausgangsschaltung

Die Implementierung von Control- und Relais-Board der Ein- und Ausgänge hat mir seit dem Aufbau nicht wirklich gut gefallen. Ein Problem mit der Kommunikation zwischen dem Mikrocontroller und den MUSES-Chips war dann die Gelegenheit meine neuen Vorstellungen bzgl. dieser beiden Boards zu verwirklichen.

Die folgenden Punkte habe ich mir dabei in mein persönliches Pflichtenheft geschrieben:

  • Aufbau nur auf einem Board, Zusammenlegung von Control- und Relais-Board
  • Optimierung der SPI-Kommunikation zwischen dem Mikrocontroller und den MUSES-Chips
  • Anbindung der Audio Signale direkt an den Pin’s der Relais (kürzester Signalweg)
  • nicht gewählte Eingänge schalten auf einen definierten Lastwiderstand

Oberseite des Ein- und Ausgangsboards

Oberseite des Ein- und Ausgangsboards

Unterseite des Ein- und Ausgangsboards

Unterseite des Ein- und Ausgangsboards

Diskrete Spannungsregler

Die beiden diskreten Spannungsregler für den XP-30 Nachbau und der entsprechende Regler für die XOno sind ebenfalls von mir überarbeitet worden. Dabei habe ich 4 Dinge verändert:

  • Einbau eines Tiefpassfilters für die Referenzspannung im Regler
  • frequenzabhängige Regelverstärkung
  • fest eingestellte Ausgangsspannung pro Board
  • Verwendung von größeren Kühlkörpern unter Beibehaltung der Board-Abmessungen

Blick auf das XP-30 Board bestückt mit den neuen Spannungsreglerplatinen

Blick auf das XP-30 Board bestückt mit den neuen Spannungsreglerplatinen