Einfacher aber hochwertiger DIY-Vorverstärker

[David]

Kleine Änderung - ich kaufe ein fertiges Gehäuse (habe endlich etwas halbwegs passendes gefunden) von Fischer Elektronik. Es ist ein bisschen größer als notwendig (60x160x60), aber es kostet nicht viel und erspart mir viele Stunden Arbeit. So massig und schwer wie ich es gerne hätte ist es natürlich nicht, aber was soll's.

Wenn sich die Sache bewährt und ich mehrere Stück von diesem Vorverstärker bauen muss, kann ich immer noch die Gehäuse selbst fertigen.

Jetzt entsteht einmal so etwas wie ein Prototyp.

[Dezibel]

Aha, die verwenden die single OPA's aus der Audio Family ....

Danach kommt noch so etwas wie eine Miniendstufe, aber da wurde anscheinend die Schrift entfernt.

Das werden solche Audio Buffer sein ....

http://www.national.com/ds.cgi/LM/LME49600.pdf

Mit solchen Teilen kann man natürlich feine Verstärker bauen.

Grüße, dB

[David]

Ich denke, das wird es auch sein, die Optik passt jedenfalls.

[Uwe Mettmann]

Hallo David,

ich bin gerade auf deine Bilder deines hochwertigen Vorverstärkers gestoßen. Dabei sind mir einige Dinge aufgefallen.

Wichtig ist, dass die Cinchmasse im Gerät keinen Bezug zum PE hat. Dies lässt sich am besten realisieren, wenn das Gerät Schutzklasse II ist. So wird das ja auch bei den meisten Audiogeräten realisiert. Dein verwendetes Netzteil lässt Schutzklasse II nicht zu. Natürlich kannst du auch die Audiomasse getrennt von der Gehäusemasse halten. Bei dieser Lösung ist es aber komplizierter eine gute Immunität gegenüber Störeinkopplungen zu reichen.

Du verwendest ein Schaltnetzteil. Dagegen spricht eigentlich nichts, allerdings ist beim Einsatz von Schaltnetzteilen in Audiogerätes einiges zu beachten, um ein perfektes Resultat zu erreichen.

Sekundärseitig betragen die hochfrequente Störungen von Schaltnetzteile meist ein Vielfaches von den Störungen auf der Primärseite. Für die EMV-Bewertung ist meist auch keine Messung der sekundären hochfrequenten Störungen notwendig, so auch bei dem von dir gewählten Netzteil. Dies kann man an der verwendeten Norm EN 55022 erkennen, die keine Messung der Funkstörspannung auf der Sekundärseite fordert.

Während der Messung der Funkstörspannung auf der Primärseite braucht die Sekundärseite kein Massebezug/Erdbezug zu haben. In der Praxis ist aber oft ein Erdbezug vorhanden. Dadurch steigen bei manchen Schaltnetzteilen die hochfrequenten Störungen stark an (bis zu 20 dB).

Auch wenn die hochfrequenten Störungen auf der Spannungsversorgung deiner Audioschaltungen liegen, so wird das wahrscheinlich nicht zu hören sein und wohl auch keine klanglichen Auswirkungen haben, denn der Frequenzbereich der Störungen liegt weit ab vom hörbaren Frequenzbereich. Ich denke aber, so eine Lösung widerspricht deinem Anspruch auf Perfektion.


Gruß

Uwe

[David]

Hallo Uwe!
Ein interessantes Thema das du hier anschneidest. Ich denke hier alles richtig zu machen, bin aber für Tipps durchaus offen.

Die Fakten:
-> Die Cinchbuschsen sind vom Gehäuse isoliert. Die XLR-Buchen sowieso.
-> Das Gehäuse geht über die Netzbuchse an die Erdung.
-> Die Audiomasse ist mit dem Nullleiter der Versorgungsspannung verbunden.
-> das Schaltnetzteil hat primärseitig einen Erdungsanschluss. Ich bin mir sehr sicher (da unzerlegbar), dass es sich dabei um eine abschirmende Schutzkappe gegen die Schaltfrequenz handelt.

Somit entspricht dieses Gerät der Schutzklasse 1.

Genau so sind auch die Einbaumodule meiner Aktivboxen gemacht.

Spricht aus deiner Sicht etwas gegen diesen Aufbau?

[Uwe Mettmann]

-> Die Cinchbuschsen sind vom Gehäuse isoliert. Die XLR-Buchen sowieso.

Dadurch werden hochfrequente Störungen, die sich auf den Cinchleitungen befinden, nicht mehr auf das Gehäuse ableiten sondern könnten in das Gerät eindringen. Somit muss die NF-Schaltung eine entsprechende Störfestigkeit aufweisen.

-> Das Gehäuse geht über die Netzbuchse an die Erdung.

Schon klar, denn das ist ein Muss bei Schutzklasse I Geräten.

-> Die Audiomasse ist mit dem Nullleiter der Versorgungsspannung verbunden.

Du meinst sicherlich Schutzleiter. Nun, wenn noch ein anderes Gerät der Anlage Verbindung zum Schutzleiter oder zur Erde (z.B. durch einen Antennenanschluss) hat, so gibt es Probleme mit Brummschleifen oder mit anderen Störproblematiken. Um hier im Vorfeld vorzubeugen, sollte man nur Geräte verwenden, deren Audio-Masse eben nicht mit dem Schutzleiter verbunden ist.

Ich will es mal ganz klar sagen. Auf Grund der Verbindung Cinchmasse -> Schutzleiter würde ich deinen Vorverstärker niemals zu kaufen.

-> das Schaltnetzteil hat primärseitig einen Erdungsanschluss. Ich bin mir sehr sicher (da unzerlegbar), dass es sich dabei um eine abschirmende Schutzkappe gegen die Schaltfrequenz handelt.

Abgesehen davon, dass Schaltnetzteile nur selten ein Metallgehäuse haben, so ist ein Metallgehäuse auch nur bedingt eine Abhilfe gegen Störungen auf den Leitungen.

Schaltnetzteile haben übrigens einen Erdanschluss aus Sicherheits- oder EMV-Gründen. Ohne Erdanschluss lassen sich die Sicherheits- und EMV-Anforderungen auch einhalten, nur ist es mit Erdanschluss erheblich leichter (geringere Isolationsanforderungen, geringere Sicherheitsabstände, größere und damit wirkungsvollere Endstörkondensatoren). Somit habe die meisten Schaltnetzteile trotz Schutzleiteranschluss kein Metallgehäuse.

Spricht aus deiner Sicht etwas gegen diesen Aufbau?

Ja, das bereits von mir Gesagte.

Ich empfehle dir ein konventionelles Schutzklasse II Netzteil. Dann ist die Cinchmasse nicht mit dem Schutzleiter verbunden, du kannst bei Bedarf die Masse der Cinchbuchsen mit dem Gehäuse verbinden und du hast auch keine Störungen eines Schaltnetzteils.

Ich möchte damit nichts gegen Schaltnetzteile sagen, nur die Auswahl ist problematisch, zumal man normalerweise nicht die Möglichkeiten hat, die hochfrequenten Störaussendungen messtechnisch zu erfassen. Ich spreche hier durchaus aus eigener Erfahrung. Ich habe mal in eine Firma gearbeitet, die Telefonanlagen herstellt. Es wurden oft keine eigenen Netzteile entwickelt sondern Zukaufnetzteile verwendet, die selbstverständlich alle Anforderungen entsprachen. In Verbindung mit den TK-Anlagen gab es in der Entwicklungsphase mit Schaltnetzteilen aber sehr häufig Probleme, weil die hochfrequente Störaussendungen auf den Ausgangstelefonleitungen zu hoch waren. Ursache waren fast immer die sekundären hochfrequenten Störaussendungen der Schaltnetzteile, die dann auch auf den Telefonleitungen zu messen waren. Anzumerken ist dazu noch, dass die Funkstörspannunggrenzwerte für Telefonleitungen fast um Faktor 10 höher sind als für 230 V Leitungen! Dieses Problem trat selbst bei Schaltnetzteilen von renommierten Firmen auf (Namen nenne ich hier keine).

Also, wenn selbst große Firmen Problem bei der Wahl des richtigen Schaltnetzteils haben, so wird es umso problematischer für dich werden. Daher empfehle ich dir die Verwendung eines konventionellen Netzteils.

Wenn du doch ein Schaltnetzteil verwenden möchtest, dann nur eins der Schutzklasse II (Funk-Tonstudiotechnik hat solche) und lasse dir die Messprotokolle der Funkstörspannung von der Sekundärseite geben. Mit Sicherheit wirst du fast immer auf taube Ohren stoßen, weil die meisten Netzteilhersteller diese Messung niemals durchgeführt haben.

Lasse dir von dem Netzteilhersteller auch bestätigen, dass sich die Funkstörspannung nicht erhöht, wenn sekundärseitig Masse- oder Schutzleiterbezug besteht.


Gruß

Uwe

[David]

Du meinst sicherlich Schutzleiter.

Nein, denn dann wäre ja die Audiomasse doch mit dem Gehäuse verbunden. Deshalb habe ich den Nullpunkt der Versorgungsspannung "Nulleiter" genannt. Davon ausgehend gibt es +/-15 Volt Betriebsspannung. Und dieser Nullpunkt ist auch die Audiomasse. Sie ist somit vom Gehäuse isoliert.

Wie gesagt, lasse ich mich hier gerne eines Besseren belehren. Aber sehr viele Verstärker sind so gebaut wie ich es mache. Allerdings habe ich mir noch keinen serienmäßigen mít Schaltnetzteil diesbezüglich angesehen.

[Uwe Mettmann]

Nein, denn dann wäre ja die Audiomasse doch mit dem Gehäuse verbunden. Deshalb habe ich den Nullpunkt der Versorgungsspannung "Nulleiter" genannt. Davon ausgehend gibt es +/-15 Volt Betriebsspannung. Und dieser Nullpunkt ist auch die Audiomasse.

Dann hast du dich etwas missverständlich ausgedrückt. Nullleiter ist die alte Bezeichnung für den Neutralleiter des 230 V Netzes.

Sie ist somit vom Gehäuse isoliert.

...und das Metallgehäuse hat keinerlei schirmende Wirkung mehr.

Aber sehr viele Verstärker sind so gebaut wie ich es mache.

Das sagt rein gar nichts aus. Inzwischen macht die Audiotechnik kaum Fortschritte sondern häufig leider auch deutliche Rückschritte. Zu diesen Rückschritten gehören z.B. ungeschirmte Cinchkabel bzw. mit nur einseitig aufgelegtem Schirm und eben auch Audiogeräte mit Schutzleiteranschluss.


Gruß

Uwe

[David]

Dann hast du dich etwas missverständlich ausgedrückt.

Ja, habe ich auch geschrieben, aber jetzt ist es klar, es ist der Bezugspunkt der Stromversorgung Plus und Minus. Und dieser Anschluss ist gleichzeitig die Audiomasse. Das Gehäuse geht an die Netzerdung.
Also entspricht es der Schutzklasse 1.

...und das Metallgehäuse hat keinerlei schirmende Wirkung mehr.

Das ist aber bei Schutzklasse 2 auch nicht der Fall.

Und jetzt eben die Frage - bzw. warum ich schrieb: "ich lasse mich gerne eines Besseren belehren". Ich muss ja nur einen Draht ändern und schon ist alles in dieser Hinsicht anders.

Denn: eine weitere Variante wäre, keine Netzerdung zu verwenden und die Audiomasse ans Gehäuse zu legen.

Das ist für mich wirklich relativ wichtig, vor allem im Zusammenhang mit meinen Aktivlautsprechern. Hier auch deshalb, weil davon auszugehen ist, dass sie an einem anderen Netzanschluss betrieben werden.

Also, was ist deiner Meinung nach die beste Variante, wenn man die gesamte Kette betrachtet?

[Uwe Mettmann]

Das ist aber bei Schutzklasse 2 auch nicht der Fall.

Doch, bei deiner jetzigen Lösung fungieren die Cinchleitungen als Antennen und können die Störungen ungehindert in das Gerät leiten.

Bei Schutzklasse II kannst du bedenkenlos die Audiomasse mit der Gehäusemasse verbinden, ohne externe Brummschleifen zu riskieren. Wenn du das z.B. (auch) direkt an den Cincheingangsbuchsen machst, können die Störungen nicht mehr in das Gerät eindringen, sondern werden auf das Gehäuse abgeleitet.

Denn: eine weitere Variante wäre, keine Netzerdung zu verwenden und die Audiomasse ans Gehäuse zu legen.

Mit dem jetzigen Schaltnetzteil geht das nicht. Außerdem sind einige Sicherheitsanforderungen zu beachten, damit ein Gerät mit Metallgehäuse als„schutzisoliert“ gilt. Es ist aber durchaus machbar. Die Sicherheitsanforderungen findest du in der EN 60065. Allerdings ist es mühsam sich das Ganze über die Norm zu erarbeiten. Da du aber öfters Geräte baust, solltest du dir überlegen, ob du dir die Mühe nicht trotzdem machst.

Das ist für mich wirklich relativ wichtig, vor allem im Zusammenhang mit meinen Aktivlautsprechern. Hier auch deshalb, weil davon auszugehen ist, dass sie an einem anderen Netzanschluss betrieben werden.

Also, was ist deiner Meinung nach die beste Variante, wenn man die gesamte Kette betrachtet?

Mir ist auch schon eine Lösung eingefallen, wobei das Gerät sogar weiterhin Schutzklasse I bleiben kann. Der Haken der Lösung ist, dass du dann auch für die Cincheingänge das Aufsteckmodul SIA-5 brauchst. Wenn das für dich o.k ist, stelle ich dir die Lösung heute Abend vor. Jetzt habe ich leider nicht genug Zeit.


Gruß

Uwe

[D. Achenbach]

Um den ganzen "Problemen" aus dem Weg zu gehen, gehen mittlerweile doch sehr viele Hersteller den Weg, externe Netzteile zu verwenden. Mit dem Nachteil, dass die immer am Netz nuckeln.

Vielleicht wäre das auch eine Lösung für dich, David.

Die Audiomasse kann somit ans Gehäuse.
Eine Trennung von Schutzleiter und Audiomasse ist bei XLR auch nicht immer gegeben. Hab schon oft gesehen, dass bei Fertigkabeln eine Brücke zwischen 1 und dem Gehäuse, was die Trennung dann zunichte macht. :G

Gruß
Dieter

[David]

Wieder einmal ist es so, dass jeder Hersteller macht was er für richtig hält.

Und wieder einmal ist es auch so, dass der Endverbraucher von all' dem keine Ahnung hat (muss er auch nicht!) und "irgendwas" (nur was diese Dinge betrifft) zusammen schaltet.

[David]

Um den ganzen "Problemen" aus dem Weg zu gehen, gehen mittlerweile doch sehr viele Hersteller den Weg, externe Netzteile zu verwenden. Mit dem Nachteil, dass die immer am Netz nuckeln.

Vielleicht wäre das auch eine Lösung für dich, David.

Das zahlt sich aber bei so einem winzigen Verstärker gar nicht aus und bei den Aktivboxen wird die Sache nur unnötig kompliziert. Auch wäre das relativ kostpielig, denn dazu sind dementsprechende Anschlüsse notwendig (siehe ASR-Emitter).

Gar nicht so einfach, hier alles "richtig" zu machen. Noch dazu, weil das ja dann höchstwahrscheinlich mit Fremdgeräten ohnehin alles wieder zunichte gemacht wird.

[David]

Mir ist auch schon eine Lösung eingefallen, wobei das Gerät sogar weiterhin Schutzklasse I bleiben kann. Der Haken der Lösung ist, dass du dann auch für die Cincheingänge das Aufsteckmodul SIA-5 brauchst. Wenn das für dich o.k ist, stelle ich dir die Lösung heute Abend vor. Jetzt habe ich leider nicht genug Zeit.

Hallo Uwe!
Vorweg einmal danke für deine Bemühungen.

Ansonsten - klammern wir den Vorverstärker aus, denn der ist nur einmal so etwas wie ein Prototyp.

Konzentrieren wir uns bitte lieber auf die Aktivboxen. Hier scheint es nach letzten Erkenntnissen am besten so zu sein (auch wegen der Schaltnetzteile), die Audiomasse mit der Erdung - bzw. mit dem Gehäuse (Kühlplatte und innenliegendes Blechgehäuse) zu verbinden.
Dann ist die Sache Schutzklasse 1 und die Abschirmung ist sichergestellt.

Spricht da etwas dagegen?

[Reno Barth]

Hier scheint es nach letzten Erkenntnissen am besten so zu sein (auch wegen der Schaltnetzteile), die Audiomasse mit der Erdung - bzw. mit dem Gehäuse (Kühlplatte und innenliegendes Blechgehäuse) zu verbinden.
Dann ist die Sache Schutzklasse 1 und die Abschirmung ist sichergestellt.

Spricht da etwas dagegen?

ja, das Risiko, dir Brummschleifen einzuhandeln (so weit ich das verstanden hab...)

lg
reno