Meine Schallwände, bestehend aus den Saba Schallwänden und den Dipol-Bässen, werden über eine Aktivweiche, die MiniDSP, betrieben. Dazu sind vier Endstufenkanäle nötig. Zwei sind in meinem Yamaha-Verstärker enthalten, und zwei in einer kleinen Class-D Endstufe. Das Ganze ist ein erheblicher Verkabelungsaufwand und störanfällig. Das soll sich jetzt ändern. Alles soll in einem Verstärker integriert werden. Dafür wird ein neuer Vorverstärker mit Klangregelstufe und eine stromsparende Class-D Endstufe benötigt.
Quattro Cavalieri in seiner Arbeitsumgebung
Konzept:
- Signaleingang umschaltbar zwischen Cinch-Eingang und Bluetooth-Audiomodul
- Klangregler von Tubeland Klangregler der Extraklasse – Bausatz Blue mit dem dazu passenden Bausatz für die Spannungsversorgung Symmetrisches Netzteil mit EI 42 5VA in 24V Version Bausatz
- miniDSP 2×4
- Chinesische Class-D Endstufe mit 350W Schaltnetzteil
- Möglichkeit, einen Röhrenvorverstärker oder andere Effektgeräte zwischen Klangregelstufe und MiniDSP einzuschleifen
Klangregler
Warum für den Klangregler einen Bausatz? Weil das enorm Zeit spart, und auch nicht teurer ist, als die Einzelteile zusammenzukaufen. Über den verwendeten Bausatz habe ich im Internet nichts gefunden. Aber das Konzept gefällt mir. Ich hoffe einfach, der Klangregler ist so gut wie er sich darstellt.
Die Bauanleitungen muss man sich bei Tubeland übrigens selber runter laden, sie werden nicht mitgeliefert. Das geht in Ordnung.
Da es zuerst benötigt wird, wird zuerst das symmetrische Netzteil aufgebaut. Das geht leicht:
Der Lieferumfang.
Fertig gelötet. Alles passte präzise zusammen. Gemessene Spannungen -23,2V und +23,6V. Könnte exakter sein. Sollte aber nicht hörbar sein. Ich hätte LM327 und LM337 bevorzugt, wenn ich das Netzteil selbst gestaltet hätte. Da lässt sich die Spannung exakt einstellen.
Kommen wir zur Klangregelstufe:
Das sind schon ein paar Teile mehr.
Die passen alle auf diese Platine. Die Lötpunkte sind sehr klein. Zum Glück hat mein Lötkolben eine frische Lötspitze.
Gegenüber der Anleitung gibt es eine unbeschriebene Änderung. Es müssen keine 68p Kondensatoren auf der Platinenrückseite und Huckepack auf Widerständen angelötet werden. Diese haben nun einen festen Platz auf der Platine. Ausserdem gibt es einen Fehler in der Stückliste. C34 ist dort der C24 auf der Platine.
So langsam nimmt das Form an. Ich baue alles wieder in bewährter Manier auf einer schwarz gebeizten Sperrholzplatte auf. Das ist auch später leicht variabel, wenn mal Änderungen gemacht werden sollen.
Bevor der Klangregler getestet werden konnte, mussten erst die Stromversorgung und der Bluetooth-Adapter in Betrieb genommen werden. Für die benötigten 5V und 12V wurden Steckernetzteile aufgesägt.
Als dann alles verkabelt war, kam aus dem Ausgang zusätzlich zur Musik noch deutlich vernehmbares Brummen. Ich habe lange nach der Ursache gesucht, und am Ende war es ganz einfach. Es musste die Masse des 12V Anschlusses X3-1 mit der Masse des +/-24V Anschlusses X1-2 verbunden werden. Das sollte zwar theoretisch nicht nötig sein, da über den 12V Stromkreis nur Relais geschaltet werden. Deren Schaltkontakte sind potentialfrei. Aber irgendwo suppt es doch ausreichend durch, dass es brummt. Die Bauteile sind auf der Platine halt schon sehr gedrängt angeordnet. Ich empfehle, die Masseverbindung zumindest in die Beschreibung aufzunehmen.
An einem zentralen Punkt lasse ich alle Massepotentiale zusammen laufen. Das verhindert Brummschleifen.
Übrigens ist die Klangregelstufe im Grundzustand überbrückt. Man muss erst die Kontakte X3-3 und X3-4 verbinden (da ist ein Schalter vorgesehen), um in den Genuss der Klangregelung zu kommen. Wenn ein Schalter hier angeschlossen werden soll, hier in Tipp: Ich empfehle einen 100 Ohm Widerstand in Reihe zum Schalter zu schalten, da der Schalter beim Schliessen gerne mal den Reset der Einschaltverzögerung auslöst. Dann ist sekundenlang Stille. Bei mir ist der Schalter mit ‘FLAT’ beschriftet.
Class-D Endstufe
Die Endstufe fand ich auf Ebay unter der Bezeichnung: “TPA3255 4 Kanal Digital Class D Leistungsstärker 315W”
Preis: 74 Euro mit Versand. Das Paket kam deutlich schneller an als angekündigt.
Nach allem was ich gesehen habe sind zwei TPA3255 verbaut. Man bekommt also viel für sein Geld.
Ein passendes Schaltnetzteil war auch schnell gefunden:
Mean Well LED Netzteil LRS-350 Serien 350W 36V Schaltnetzteil für 30 Euro. Das Ding verbraucht (nach Angabe) unbelastet nur 0,75W, also praktisch nichts. Leider hat es einen Lüfter. Allerding ist der geregelt, er läuft also nur wenn nötig. Und da ich die Leistung wohl nie abrufen werde, wird da auch nichts lüften. Ich wollte die Endstufe nur nicht unterversorgen.
Die Endstufe sollte dicke Elkos zur Unterstützung bei Stromspitzen bekommen. Damit beim Einschalten das Schaltnetzteil von diesen nicht praktisch kurzgeschlossen wird, soll der Strom durch einen kleinen Widerstand begrenzt werden. Nach ca. einer Sekunde kann dann der volle Strom fliessen. Dafür sorgt ein Relais, das den Widerstand kurz schliesst, sobald die Kondensatoren auf ca. 30V geladen sind. Das Relais ist ein KFZ-Relais, arbeitet also mit 12V. Deshalb benötigt es einen Vorwiderstand von ca. 150 Ohm/5 Watt.
Hier ist das Schaltbild dazu. Mit nur 3 zusätzlichen Bauteilen lässt sich so eine Einschaltstrombegrenzung einrichten.
Die 4 Kanäle der Endstufe konnten nun einzeln getestet werden. Sie funktionieren. Den Klang kann man so natürlich nicht beurteilen.
Ein Testbetrieb an zwei guten Boxen zeigte aber dann: Alles gut. Sauberer Klang. Eher etwas trocken, was wohl typisch für Class-D Endstufen ist. Nebengeräusche unterhalb der Wahrnehmungsschwelle, es gibt ja auch noch Flugverdrahtung. Die Höhen- und Bass-Regelbarkeit ist ausreichend. Ohne Klangregler möchte ich keine Musik hören. Das klingt mir zu neutral.
Die Leistungsaufnahme beträgt dabei 25W. Ruhestrom der Endstufe 100mA, das sind 22W, also deutlich weniger als angegeben.
Na dann kann ich das Ding ja fertig bauen. Erst mal die Verkabelung aufpeppen:
Sieht doch schon viel besser aus. Verwendet wurden Drähte aus Telefonleitungen. Die sind für die geringen Ströme in der Vorstufe völlig ausreichend. Grundgerüst ist aber eine zentrale Masseleitung über die gesamte Aufbaubreite aus 1mm Kupferdraht.
Die Frontplatte aus 3mm rohem Stahl, kann und darf rosten. Der Sicherungshalter ist auf der Front, das erspart einige Kabellängen mit Netzstrom.
Die Rückwand ist traditionell aus Presspappe. Hier gibt es neben den Lautsprecheranschlüssen und dem Aux-Eingang noch eine Möglichkeit, einen Vorverstärker oder Effektgerät zwischen Klangregelstufe und MiniDSP einzuschleifen. Ich denke da an Experimente mit Röhrenvorverstärkern. Ein Schalter schliesst die Anschlüsse kurz.
Entsprechend aufwendig ist die Verkabelung auf der Rückseite. Besonderes Augenmerk galt der Vermeidung von Masseschleifen. Die Signalmasse ist hier nur mit einem einzigen dünnen Draht an der zentralen Masseleitung angeschlossen. Die Abschirmungen der Signalleitungen sind jeweils nur einseitig mit Masse verbunden.
Auch insgesamt wird die Verkabelung immer aufwendiger. Hier fehlt nur noch das MiniDSP. Das wird erst kurz vor Umbau meiner Anlage eingesetzt. Da muss ich noch gucken, ob zusätzlich zur Masse der Stromversorgung eine Signalmasse angeschlossen werden muss. (Musste sie nicht)
Das MiniDSP hat schon einige Jährchen auf dem Buckel. Ich bin aber froh, dass ich es habe. Inzwischen ist es deutlich teurer geworden. Allerdings war das MiniDSP auch die Ursache für digitales Schnattern, das beim ersten Einschalten an den Schallwänden schliesslich aus den Lautsprechern ertönte. Grund war die Stromversorgung aus dem 5V Schaltnetzteil. Umgelötet auf die +24V der Spannungsversorgung für den Vorverstärker, und schon war alles ruhig. 5-24V sind zulässig, das Original-Netzteil ist mit 9V angegeben.
Hier das fertige Innenleben, wie es in das inzwischen fertig gestellte Gehäuse eingeschoben wurde. Der Bereich mit den Schaltnetzteilen hat noch eine Teil-Abschirmung erhalten.
Das rustiale Aussehen ist gewollt. Rustikal ist der Klang sicher nicht. Sehr detailliert und klar. Gefällt mir sehr. Der Yamaha-Verstärker war mir da etwas zu grell auf die Dauer. Den musste man mit dem Loudness-Regler eindämpfen, aber das klang dann weit weniger detailreich und räumlich.
Übrigens habe ich die Tweeter meiner Schallwände abgeklemmt. Die zerrten an meinen Trommelfellen. Ohne Tweeter werden aus meinen Schallwänden Breitband-Lautsprecher mit Bass-Fundamenten, und mit den typischen Merkmalen von Breitbändern: Punktschallquelle mit guter Räumlichkeit.
Projekt erfolgreich beendet 🙂
Da ich bei diesem Verstärker eine Möglichkeit geschaffen habe, einen Röhren-Vorverstärker einzuschleifen, kommt demnächst ein solches Projekt.