Nachdem von der Firma "Hoerwege" (www.hoer-wege.de)  der Nachfolger des DAC-UP PCM 1794 (http://www.hoer-wege.de/dac1794mk2.htm) herausgebracht wurde, nahmen wir dies zum Anlass, basierend auf der Hoerwege Platine einen kompromisslosen neuen Wandler aufzubauen. Schaltungstechnisch ist die DAC-UP PCM 1794/2 Platine schon optimal aufgebaut, so waren hier nur geringfügige Veränderungen notwendig. Ein Gewinn an Qualität lässt sich nur durch die Gestaltung des Umfeldes realisieren. Im Einzelnen wurden folgende Punkte realisiert:

1. Gehäuse: Hier galt es zwei Hauptpunkte zu optimieren: Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen und gegen akustische Störungen (Körperschall und Luftschall). Das Außengehäuse wurde aus 15 mm starkem EMS-Material aufgebaut, welches sehr gute elektromagnetische Schirmeigenschaften hat und auch akustisch nicht zu Resonanzen neigt. Eine entsprechend gute Kontaktierung wird durch Fingerstockmaterial in den Rahmensegmenten erzielt. Die Frontplatte besteht aus 5 Lagen vakuumverklebten Edelstahlplatten und genügt optischen und akustischen Anforderungen.
   


2. Innengehäuse: Alle Baugruppen, also USB-Eingang, Eingangswähler, Clock, Clock-Verstärker und natürlich der Wandler selbst, sind in hf-dichten Einzelgehäusen untergebracht. Das Gehäuse für den Wandler ist zusätzlich noch druckdicht bis 3 bar. Mit diesem Aufbau lässt sich sowohl das Eindringen von Störungen von außen, als auch die Beeinflussung der Baugruppen untereinander um mindestens 80 dB dämpfen. Bei gleichem Meßverfahren hat ein normales, verschraubtes Gehäuse nur eine Dämpfung von ca. 25 dB. Die Innengehäuse liegen elektrisch auf Schirmungsmasse (= Schutzleiter), nicht aber auf Audio- oder Digitalmasse.
   


3. Clock: In den meisten Wandlern kommt ein mehr oder weniger guter Quarz zum Einsatz, dessen Ausgangssignal mit HCMOS Chips verteilt, bzw. erzeugt wird. Hier sind noch deutliche Steigerungen möglich: Die benötigte Referenzfrequenz wird von einem Doppel-Ofen Quarzoszillator erzeugt, der nur ein sehr geringes Phasenrauschen und sehr hohe Stabilität hat. Im Vergleich zu normalen Quarzen sind die Werte mindestens um den Faktor 1000 besser. Stabilität 1 x 10 E-9, Phase Noise @ 1kHz – 130 dBc, @10 kHz – 140dBc) Da der Oszillator in einem Doppelofen-Design untergebracht sind, mach sich auch Temperaturschwankungen von außen praktisch nicht mehr bemerkbar. Oszillatoren mit der gewünschten Frequenz von 24,576 MHz gibt es leider nicht „von der Stange“ – also haben wir Oszillatoren nach unseren Spezifikationen fertigen lassen. Dieser Clock-Oszillator liefert bauartbedingt nur ein reines Sinus - Ausgangssignal. Dieses wird durch einen kommerziellen Präzisionsverstärker entkoppelt und um ca. 20 dB verstärkt. Das so gewonnene Signal durchläuft einen mehrstufigen Bandpassfilter und wird dann über Powersplitter auf die beiden 1794 bzw. den Sample Rate Konverter verteilt. In Versuchen haben wir festgestellt, dass ein Sinussignal , wie hier vorhanden besser klingt als ein Rechtecksignal. Auch die Powersplitter, die bis zu einer Frequenz von 2 GHz ausgelegt sind ermöglichen eine phasenstarre und jitterfreie Verteilung des Signals, was bei den sonst verwendeten Digitalbausteinen häufig nicht der Fall ist! Der Aufwand ist natürlich recht hoch, aber eben auch deutlich hörbar.
   


4. Stromversorgung: Alle Verbraucher: Analog rechter Kanal „+“, „-“ , Analog linker Kanal „+“ ,“-“, Digitalversorgung Eingang, Digitalteil Wandler, Clock werden über einzelne Batteriesätze versorgt. Der Batteriesatz für die Clock mit 2 x 12 V , 17 Ah befindet sich wegen seiner Größe und Gewichts in einem separatem Gehäuse, die übrigen 6 Batteriesätze mit jeweils 8 V, 5 Ah befinden sich im Wandlergehäuse. Als Batteriezellen werden die sonst hauptsächlich im Motorsport eingesetzten Cyclon-Zellen verwendet. Die einzelnen Batteriespannungen werden mit insgesamt über 350.000µF an hochwertigen Kondensatoren abgepuffert. Die Spannung für den Quarzofen ist doppelt stabilisiert und extrem rauscharm. Der Wandler ist darauf ausgelegt, dauernd mit Strom versorgt zu werden. Im „Operate“ Modus nur aus den Batterien, im „Standby“ Modus auch aus den Batterien, die aber durch zwei programmierbare Ladegeräte zusätzlich geladen werden. Diese recht teuren programmierbaren Ladegeräte sind deswegen nötig, weil man zusätzlich zum Ladestrom auch noch die Stromaufnahme der Schaltung selbst berücksichtigen muß. Die Zuführung der Spannungen zum Wandler selbst erfolgt über Filter und Durchführungskondensatoren, um Störungen auszuschließen. Genauso werden die Ladegeräte vom Netz getrennt und die Ladekabel im Gerät durch Relais abgeschaltet.
   


5. Wandlerbaugruppe: In Versuchen haben wir festgestellt, dass sich eine Ölkühlung sehr deutlich auf die Performance auswirkt! Aus diesem Grunde ist das Wandlergehäuse selbst druckdicht. Die gesamte Wandlerplatine befindet sich in einem Ölbad, welches mit einem externen Kühler auf konstanter Temperatur von ca 25° C gehalten wird. Man sollte die Temperaturunterschiede auf einer Platine nicht unterschätzen! Dies führt auch dazu, dass viele Geräte erst „warm laufen“ müssen. Durch äußere Einflüsse gibt es aber trotzdem eine Temperaturdrift und gleichzeitig werden manche Bauteile auch zu warm für optimale Ergebnisse. Als Öl kommt ein sehr spezielles Silikonöl zum Einsatz, welches sonst zur Kühlung von Hochfrequenz-Röhren-Verstärkern verwendet wird. Entsprechend herausragend sind die elektrischen Eigenschaften. Ein schöner Nebeneffekt der Ölkühlung ist eine weitere Verminderung der Mikrophonie - Empfindlichkeit.





Wandler mit externem Kühler, Schlauchlänge bis 5m möglich.



6. Für den RCA- Ausgang werden WBT Nextgen Silber Buchsen verwendet, für die interne Verkabelung des Digitalteils Van den Hul Triaxial-Kabel

Da der Originalwandler von Hoerwege schon sehr gute Messergebnisse erzielt, war zwar eine Steigerung feststellbar, aber natürlich nicht extrem groß. Zusätzlich arbeitet man auch schon an der Meßgrenze des Rohde & Schwarz UPD Audio-Analyzers, den wir einsetzen. Deutlich geringer ist natürlich Jitter und Intermodulationen ausgefallen. Im Gegensatz zu viele anderen Wandlern wurde sehr viel Wert bei der Entwicklungsarbeit darauf gelegt, dass der Wandler selbst keine hochfrequenten Störungen erzeugt. Auch sehr hochwertige Wandler erreichen breitbandig gemessen häufig nur Werte von ca. – 40 dBc.

Der Material und Arbeitsaufwand ist nicht unerheblich, ist aber durch die musikalischen Ergebnisse gerechtfertigt! 

Der nächste Plot zeigt die Summe aller Störungen, also Verzerrungen und Noise über den gesamten Frequenzbereich, ohne Filter aufgenommen. Diese Messung ist sehr aussagekräftig dafür, wie „ruhig“ ein Gerät wirklich ist!

Insbesondere wichtig ist auch, dass kein Anstieg im Hochtonbereich erfolgt. Mit entsprechenden „ Meßtricks“ ließen sich übrigens auf dem Papier noch weit bessere Werte erzielen!

Hier sieht man die Rückseite des Wandlers, mit den zwei großen runden mehrpoligen Buchsen für die Ladestromversorgung. Darunter das Feld für die digitalen Eingänge: Optisch, 2 x SPDIF/BNC, AES/EBU und USB In der Mitte der Anschluss für eine externe Clock, der auch als Clock –Ausgang für ein Laufwerk geschaltet werden kann. Darunter der Schnellverbinder für die Ölkühlung. Rechts unten die Audio-Ausgänge, darüber der zweite Schnellverbinder für die Ölkühlung.

Technische Daten

Ausgangsspannung: RCA: 2V RMS, XLR: 4V RMS
Ausgangsimpedanz: RCA 50 Ohm, XLR: 124 Ohm
Übersprechen zwischen den Kanälen: besser -92 dBc 20Hz-25kHz
Gesamtklirrfaktor + Noise
Gemessen mit Filter HP 20 Hz, LP 20 kHz besser – 100dBc
Gemessen ohne Filter, 300kHz Bandbreite besser – 94 dBc
Störspektrum bis 24 MHz besser – 80 dBc,
Intermodulationsprodukte besser – 88dBc

Frequenzgang/Kanaldifferenz besser 0,1 dB
Stromversorgung: 230 V AC, Stromaufnahme: 5 VA ( Netzteil für Relais),20 VA Ölpumpe und Lüfter, ca. 40 VA Ladegeräte
Betriebsspannung 230V AC, 110V AC möglich
Abmessungen und Gewichte:
Wandlerhauptgehäuse: 505 mm breit, 200 mm hoch, 538 mm tief, 38 kg
Externes Batteriegehäuse: 310 mm breit, 270 mm hoch, 270 mm tief, 14 kg
Ölkühler: 220 mm breit, 382 mm hoch, 78 mm tief, 3 kg
Empfohlene Ladegeräte ( 2 Stück benötigt): ALC 8500-2 Expert

Bezugsquelle: ELV-Elektronik

Warum baut eine auf Messtechnik spezialisierte Firma einen Trioden-Verstärker? Ganz einfach: Das Konzept ist bisher noch nicht völlig ausgereizt worden und dies wollten wir einfach einmal umsetzen.

Der Ansatz war folgender: In bestimmten Bereichen der Reproduktion, sind gerade Single Ended Trioden Verstärker sämtlichen anderen Konzepten überlegen. Oft geht dies mit den als "Röhren-Sound" bezeichneten Nachteilen einher. Schließlich sollte ein Verstärker Musik reproduzieren, ohne etwas hinzuzufügen oder wegzulassen. Also haben wir nach typischen konzeptionellen Fehlern im "üblichen" Aufbau und von Röhrenverstärkern gesucht und dafür Lösungen erarbeitet. Hierdurch entstand ein völlig neues Konzept für einen Verstärker.

Netzteil

Die Ausgangsbasis für jeden guten Verstärker ist ein gutes Netzteil. Wohl aus Kosten- und oder Gewichtsgründen wird hier bei herkömmlichen Konzepten gerne gespart. Das hier von uns aufgebaute Netzteil hat für jede der Versorgungsspannungen einen eigenen Transformator mit nachfolgender überdimensionierter Siebung und Regelung ( außer Anodenspannung der Endröhre). Damit wird vermieden, dass Kopplungen oder sonstige Beeinträchtigungen stattfinden. Im Einzelnen sind folgende Netzteile, jeweils auf Boards aus Resonanz dämpfendem Material aufgebaut:

1. Heizung der Treiberröhren: Stabilisiert, als Stromquelle ausgelegt. Siebkapazität 150.000µF/ 25 V. AC- Anteil auf der Versorgungsspannung < 0,03mV, Konstanz der DC-Spannung besser 0,01%
2. Heizung der Endröhre: Stabilisiert, als Stromquelle ausgelegt. Siebkapazität 60.000µF/63V, als C-L-C Filter mit Siebdrossel umgesetzt. AC-Anteil auf Versorgungsspannung < 0,1mV, Konstanz der DC-Spannung besser 0,01%. Durch dieses Konzept kann die Heizspannung direkt, ohne das leidige, Klang beeinträchtigende "Entbrummerpoti" an die Kathode angeschlossen werden.
3. Anodenspannung der Treiberröhren: Stabilisiert, mit einer Siebkapazität von 5.000µF /450V. AC- Anteil auf der Versorgungsspannung < 1mV. Konstanz der DC-Spannung besser 0,05%.
4. Bias-Spannung: Stabilisiert, mit einer Siebkapazität von 3.000µF/400V. AC- Anteil auf der Versorgungsspannung < 1mV. Konstanz der DC-Spannung besser 0,05%.
5. Anodenspannung der Endröhre: Versorgung mit 3 Phasen AC und damit schon nach der Gleichrichtung eine deutlich geringere Restwelligkeit, als bei einphasiger Versorgung. Hier kommt eine C- L - C Siebung zum Einsatz. Siebkapazität 30.000µF/500V sowie 200 µF/ 2kV Paper-Oil Kondensatoren.
6. Hilfsspannungen: 24 V DC für Sequenzer und 12 V DC für Lüfter. Separate Netzteile, die nicht mit der Audioschaltung in Verbindung stehen.

Allen Netzteilen gemeinsam ist die Verwendung Ultra - schneller Dioden, Hochwertigster selektierter Kondensatoren mit ausgesucht niedrigem ESR. Aufbau ohne Platinen, Point to Point Verbindungen mit hochwertigen, versilberten Leitungen. Durch den mechanischen Aufbau werden Einstrahlungen und Störfelder weitgehend eliminiert. Auch intern kommen Trennwände aus unserem EMS-Material zum Einsatz. Die Netzteilboards sind mit entsprechenden Maßnahmen weitgehend Mikrophonie unempfindlich.

Durch einen Sequenzer werden die einzelnen Spannungen langsam hochgefahren, um die Röhren zu schonen. Gleichzeitig ist eine Überwachungsschaltung eingebaut, die im Falle, dass eine Spannung außer Toleranz ist, Ein weiteres Hochfahren der Endstufe unterbindet, bzw. diese im Falle von Fehlfunktionen abschaltet.

Gehäuse

Normal sind Gehäuse von Röhrenverstärkern so aufgebaut, dass man die Röhren sehen kann. Meist sind noch in unmittelbarer Nähe die Trafos montiert. Damit ist das Signal, welches die Röhren durchläuft, verschiedensten Störungen ausgesetzt. Diese lassen sich aber minimieren:

1. Mikrophonie. Gerade Röhren mit ihrem filigranem mechanischen Aufbau und ihrer verhältnismäßig großen räumlichen Ausdehnung sind hier besonders empfindlich. Aus diesem Grunde wählten wir auch die GM-70 Triode, die vom ursprünglichen, militärischen, Einsatzzweck her, schon sehr Mikrophonie unempfindlich ist. Unser Konzept ist vollständig gekapselt. Da das Gehäuse komplett aus EMS Material besteht, wird im Verhältnis zum freien Aufbau der eingestrahlte Schallanteil um ca. 20 dB gedämpft.
2. RF-Einstrahlungen: Durch ihre relative große Anodenfläche, verbunden mit hochohmiger Konstruktion, stellen Röhren sehr gute "Empfangsantennen" dar. Durch den schon oben erwähnten gekapselten Aufbau erzielt man bei entsprechender Sorgfalt eine Schirmdämpfung von > 80dB.
3. Magnetische Streufelder: Die normalerweise bei Röhrenverstärkern eingesetzten Block-Transformatoren erzeugen relativ starke Störfelder. Aus diesem Grund haben wir für den Ausgangstrafo einen gekapselten Ringkerntrafo gewählt, der sich 15 cm vom Audio-Schaltkreis entfernt befindet. Durch den sehr schmalen und langen Aufbau der Gehäuse konnten die anderen Trafos räumlich möglichst weit entfernt platziert werden. Gleichzeitig werden durch die Trenn- und Außenwände aus EMS Material auch magnetische Störfelder wirkungsvoll gedämpft. Der Bereich um die Audioschaltung ist zusätzlich mit MU-Folie versehen.

Üblicherweise befinden sich bei Verstärkern alle Anschlüsse auf der Rückseite. Dies führt dazu, dass Einstrahlungen oder Kopplungen der dicht beieinander liegenden Leitungen möglich sind. Aus diesem Grund haben wir die Monoblöcke spiegelsymmetrisch aufgebaut. Die Lautsprecher-Klemmen (WBT-Nextgen) sind jeweils an der Außenwand relativ weit hinten angeordnet. Damit sind sehr kurze Kabel zwischen Lautsprecher und Verstärker möglich. Die Eingangsbuchsen (WBT-Nextgen) sind auf der gegenüberliegenden Innenwand angeordnet. Damit wird vermieden, dass sich Lautsprecher- und Signalleitungen auch nur nahe kommen. Bei dem häufig üblichen Aufbau, die gesamte Anlage zwischen den Lautsprechern aufzustellen, spart man so auch bei den Signalkabeln an Kabellänge. Pro Kanal sind zwei Eingangsbuchsen vorgesehen, damit bei z.B. aktiven Betrieb das Signal durchgeschleift werden kann. Die jeweilige Beschaltung erfolgt kundenspezifisch. Das geschirmte Netzkabel wird jeweils vorne an den Monoblöcken eingeführt, wo der größte räumlich Abstand zu den Signalleitungen besteht.

Die nächste mögliche Störquelle ist die Beeinträchtigung durch Körperschall.
Die Endstufen stehen auf höhenverstellbaren Spikes aus Edelstahl. Dies ist ein bekanntes Verfahren um Körperschallübertragung vom Boden auf die Verstärker zu verhindern. Das Gehäuse aus EMS-Material mit seinen ausgezeichneten akustischen Eigenschaften ist sehr resonanzarm. Zusätzlich sind die Aluminium - Kanten - Profile mit Quarzsand befüllt. Messungen mit einem Beschleunigungsaufnehmer zeigten keinerlei Resonanzspitzen!
Die empfindliche Audioschaltung befindet sich im hinteren Teil des Gehäuses und ist damit so weit wie möglich von den Lautsprechern entfernt.

Audioschaltkreis

An der Schalung ist im Grunde nichts Neues zu finden. Bewährte Schaltungen für Single Ended Trioden Verstärker gibt es schon lange. Durch entsprechende Auswahl von Bauteilen, Layout und Dimensionierung lässt sich eine Schaltung natürlich optimieren. Gerade in diesen Bereich wurde sehr viel Entwicklungsarbeit investiert. Der Bauteileaufwand ist von der Stückzahl recht gering, dafür aber von der geforderten Qualität extrem kostspielig. Die gesamte Audioschaltung ist Point to Point mit Reinsilberdraht ausgeführt. Als Montageplatte dient eine 3 kg schwere Sandwich - Platte, die, wie ein Plattenspielersubchassis an bedämpften Federn schwingend aufgehängt ist. Als Resonanzfrequenz wurden 2 Hz gewählt, die sich bei Plattenspielern bewährt haben. Durch diese Maßnahme ist der Audioschaltkreis vom Gehäuse mechanisch entkoppelt. Der Ringkern Ausgangsübertrager besitzt eine Sekundärwicklung aus Reinsilberdraht.

Technische Daten

Ausgangsleistung: 25 W RMS , 20 Hz - 45 kHz, THD & Noise < 2 %
Ausgangsimpedanz: 2, 4 und 8 Ohm
Rauschabstand, bezogen auf 5 Watt Ausgangsleistung > 80 dB
Impulsleistung ca. 50 W
Abmessungen: 25 cm breit, 54 cm hoch 102 cm lang
Gewicht: 94 kg
Eingangsspannung für Vollaussteuerung : 200mV - 2 V, kundenspezifisch.
Anzeigen: Ausgangsleistung, Bias, Anodenspannung, Status( rot = Aufwärmphase 1, gelb = Aufwärmphase 2, grün = Betrieb)<br>
Stromversorgung: 3 x 230 V AC, 3 x 2 A, andere Eingangsspannungen kundenspezifisch möglich. Inklusive Trenntrafo 3 Phasen, 3 x 1kVA und Netzfilter (separate Einheit).

Fertigung

Diese Endstufen werden nur auf Kundenwunsch gefertigt.

Entsprechend der Anlage des Kunden erfolgt eine Anpassung einzelner Parameter, wie Eingangsimpedanz, Eingangsspannung, Netzversorgung. Fest steht das Gesamtvolumen des Verstärkers. In gewissem Rahmen kann sich der Kunde die Gehäuseform selbst aussuchen. Die Oberflächengestaltung wird völlig nach Kundenwunsch durchgeführt, genauso wie die Art und Zahl der Anzeigen, Schaltmöglichkeiten, Eingangs- und Ausgangsbuchsen, sowie, falls gewünscht, eine Eingangspegelregelung.

Röhren: Als Endröhren werden GM-70, wahlweise mit Graphit- oder Kupferanode angeboten. Als Treiberröhren steht ein breiteres Spektrum zur Verfügung. Wir empfehlen NOS Sylvania, General Radio oder Mullard .

Klang

Der Entwickler ist zufrieden, ernsthafte Interessenten sollten sich selbst ein Bild bei einem individuellen Termin machen.

Preis: Auf Anfrage, je nach Ausstattung und Ausführung.

Gerade bei der Entwicklung hochwertiger High-End-Audio-Komponenten stellt sich bei Hörtests immer wieder die Frage, wie denn die reale Räumlichkeit der Aufnahme ist. Nur in wenigen Fällen sind Einzelheiten über die Aufnahme bekannt.

Deshalb erstellen wir zur Überprüfung der räumlichen Abbildung eigene Referenzaufnahmen, mit genau bekannten und reproduzierbaren Parametern.

Hierfür kommt eine modifizierte Studer A 807 mit einem Stereo-Mikrophonverstärker zum Einsatz. Als Mikrophone setzen wir zwei Schoepps Kondensatormikrophone an einer Jecklin-Scheibe ein. Gerade im direkten Vergleich mit diesen selbst erstellten Aufnahmen merkt man wie sehr sonst oft bei Aufnahmen manipuliert wird - insbesondere im Rock- Pop Bereich.

Eine aus Aluschaum hergestellte Isolationsplattform. Der Aluschaum hat eine ausgezeichnete Dämpfung und wird vor allem nicht so schnell durch Luftschall angeregt, wie glattflächige Plattformen.

Zur zusätzlichen Entkopplung ist die obere Lage schwebend auf einem Magnetfeld gelagert. Dieses Magnetfeld wird durch Neodym - Magnete erzeugt. Je nach Wahl dieser Magnete hat die Isolationsplattform eine Nutzlast von 5- 35 kg.

Die untere Trägerfläche kann wahlweise an Stahlseilen aufgehängt oder auf Spikes gestellt werden. Im Vergleich zu anderen Plattformtypen, die wir untersucht haben ist eine deutliche Steigerung in der räumlichen Abbildung und Detailwiedergabe erreicht worden, ohne dass in anderen Bereichen Nachteile aufgetreten sind.

Hier zur Entkopplung eines CD-Players, im Rack aufgehängt.

Zusätzlich sind noch seitlich am Rack Aluschaumplatten angebracht, um das direkte Auftreffen von Schallwellen auf den CD-Player zu verringern. Der abgebildete Musical Fidelity Tri-Vista CD-Player wurde von uns umfangreich modifiziert. Insgesamt wurden über 300 Bauteile getauscht und es wurde eine externe Master-Clock angeschlossen.

Prototyp eines neuen DA-Wandlers

Wir haben als Ausgangsbasis einen DA-Wandler der Firma Hoerwege (www.hoer-wege.de) verwendet. Diese Wandler sind von ausgezeichneter Qualität und besitzen ein herausragendes Preis-/Leistungsverhältnis.

Durch Optimierung der Peripherie (Spannungsversorgung, Gehäuse, etc.) entstand ein eigenes Konzept, welches hier näher beschrieben ist:

Von Burr Brown gibt es neue DA-Wandler, die 24 Bit und 192 kHz mit höchster Präzision wandeln, und das nach einem neuen Prinzip. Die PCM1794 teilen intern die Bits auf und wandeln die "oberen" 6 Bit im Multibit-, die "unteren" 18 Bit im 1-Bit-Verfahren. Anschließend werden die beiden "Datenpakete" aufsummiert, wobei intern ein bis zu 66stufiger, digitaler Code entsteht. Darauf folgt eine Stufe, die durch datengewichtete Mittelwertbildung das Rauschen reduziert, das durch Bauteiltoleranzen entstehen kann. Die Daten werden anschließend zu einem differentiellen, analogen Ausgangssignal gewandelt, am Ausgang stehen bis zu 7,8 mA Strom. Basierend auf diesem Wandler wurde von uns ein neuer DA-Wandler entwickelt. In der aufwendigen Version sind pro Kanal 4 DA-Wandler parallel geschaltet, wodurch quasi "nebenbei" symmetrische, analoge XLR-Ausgänge zur Verfügung stehen.

Praktische Umsetzung DA-Wandler

Will man die Möglichkeiten des PCM1794 voll ausschöpfen, wird jeweils ein Wandler im Monomodus betrieben. Die dann 4 Ausgänge pro Kanal werden separat von Strom zu Spannung konvertiert, gefiltert und anschließend in zwei Stufen zu einem unsymmetrischen Ausgangssignal aufsummiert. Die symmetrischen Ausgänge werden vor der zweiten Summierstufe ausgekoppelt. Durch diesen enormen Aufwand lassen sich statistisch regelmäßig verteilte Störungen stark reduzieren, so dass sich extreme Dynamikreserven und minimalste Verzerrungen realisieren lassen.

Praktische Umsetzung Bauteile

Nach dem DA-Wandler entscheidet die Qualität der Bauteile über das musikalische Ergebnis, also wurde nur das Allerbeste eingesetzt, z.B. Analog Devices OP-AMPs AD8610 / AD8620, eng tolerierte Glimmerkondensatoren im analogen Filter, induktionsfreie, unmagnetische DALE-VISHAY-Präzisionswiderstände im Signalweg, extrem rauscharme und schnelle Spannungsregler sowie schnelle PANASONIC-FC-Kondensatoren für die Stromversorgung.

Beschreibung der Platine

• Digitale Eingänge:

  Der DA-Wandler verfügt über 5 digitale Eingänge, 1x OPTO, 2x WBT-CINCH, 1x BNC und 1x AES/EBU direkt auf der Platine. Die Eingangswahl erfolgt durch einen hochwertigen Drehschalter, der direkt hinter den Eingangsbuchsen sitzt und zweipolig schaltet. So können z.B. von einem nicht angewählten Quellgerät auch keine Störungen über Masse zum DA-Wandler gelangen.

• Sample-Rate-Converter:

  16-24 Bit und 32-96 kHz Sample-Rate werden vom CS8414 empfangen. Dann übernimmt der AD1896 die asynchrone Konvertierung auf 192 kHz und 24 Bit. Durch diesen (Rechen-)Schritt lassen sich gigantische Störabstände und hohe Jitterunterdrückung erreichen. Der AD1896 rechnet nur die digitalen Daten "hoch", Bit-Clock und L/R-Clock müssen separat "erzeugt" werden. Deshalb stellen wir gleich auf der Platine, mit 5-ppm-Präzisions-Quarz und aufwendiger Schaltung, ultrastabil den Takt bereit. Als weitere Ausbaustufe ist geplant, hier hochwertigere Oszillatoren einzusetzen, die extern auf eine Zeitbasis synchronisiert werden können - z.B. Rubidium- oder Caesium-Normal.
  Für 192-kHz-Sample-Rate ist keine De-Emphasis definiert, eine (eventuelle, mittlerweile sehr seltene) aufnahmeseitige Höhenanhebung wird bei der Wiedergabe folgerichtig nicht korrigiert.

• Zum Aufbau:

  Der DA-Wandler ist mit den besten derzeit verfügbaren DA-Wandlern in der aufwendigsten Schaltungsvariante bestückt, das gleiche gilt für die OP-AMPs, Widerstände und Kondensatoren, die Signalpfade sind auf der doppelseitigen Platine so kurz wie eben möglich gehalten.
  
  Die 3 Funktions-Blöcke
  1. Eingangs-Sektion mit CS8414 und AD1896,
  2. 2x Mono 24-Bit/192-kHz-DA-Wandler PCM1794 und
  3. kanalgetrennte, analoge Ausgangs-Stufe mit je 3x AD8620, 1x AD8610 und BUF634
  können und sollten separat mit Strom versorgt werden. Die Stromversorgung auf der Platine ist aufgebaut mit extrem rauscharmen, ultraschnellen Spannungsreglern (REG-103) und sehr schnellen Speicherkondensatoren (insgesamt 30.000 µ PANASONIC-FC), breiten Leiterbahnen und großen Masseflächen.

Die analoge Ausgangsstufe

Pro Kanal "liefert" ein PCM1794 4 x 7,8 mA Strom als Ausgangssignal. Zwei AD8620 besorgen die Strom-zu-Spannungs-Konvertierung, anschließend folgt ein 6-dB-Filter, realisiert mit 0,1% DALE-VISHAY-Widerständen und 2%-Glimmer-Kondensatoren, der -3-dB-Punkt liegt bei ca. 82 kHz. Nach dem dritten AD8620 werden die symmetrischen XLR-Signale ausgekoppelt, bevor AD8610 und BUF634 das unsymmetrische Cinchsignal bereitstellen. Die Ausgangsimpedanz beträgt 100 Ohm, am XLR-Ausgang stehen bei 0 dB +/- 4 Volt, am Cinchausgang stehen bei Vollaussteuerung +/- 2,7 Volt, BUF634 liefert dazu bis +/-250 mA (!!!) Strom. Die Bandbreite der Ausgangsstufe nach dem Filter beträgt etwa 4 MHz (!!!), die Slewrate liegt bei rund 500 V/µs (!!!). Die Stummschaltung erfolgt mit insgesamt 3 Relais, dabei wird der "heiße" Leiter nicht unterbrochen, sondern nur auf Masse gelegt.

Stromversorgung

Der digitale Teil braucht +6-15V und etwa 180 mA (ungeregelt, +5V- und +3,3V-Spannungsregler sitzen auf der Platine). Die DA-Wandler benötigen +6-15V und etwa 160 mA (ebenfalls ungeregelt, auch hier sitzen die hochpräzisen Low-Drop-Spannungsregler REG-103 bereits auf der Platine). Der analoge Teil benötigt geregelte +/- 8-12V und etwa 200 mA. Wegen der hohen Bandbreite der Ausgangsstufe sollte die Stromversorgung so störungsarm wie möglich sein. Da der Stromverbrauch im analogen Teil auf der Plus- und Minusseite stark unterschiedlich ist (plus = 60-75 mA; minus = 110- 30 mA), ist die Versorgung der analogen Ausgangsstufe mit Akkustrom so ohne weiteres nicht möglich. Mittlerweile haben wir doch eine Lösung gefunden: Es kommt eine doppelte Akkuversorgung mit extrem rauscharmen und präzisen Reglern zum Einsatz. Befindet sich das Gerät im Stand-By-Modus, erfolgt die Versorgung der gesamten Schaltung über ein "normales" Trafonetzteil. Im Betriebsfalle wird dieses abgetrennt und die Versorgung erfolgt durch die Akkuversorgung mit nachgeschaltetem Regler.

Das Klangbild

Das Klangbild wird klar angenehmer, die Auflösung nimmt sogar noch zu, der Raum wird "tiefer", die Musiker hetzen nicht mehr über das Notenblatt, sondern formen jeden Ton intensiv aus usw. Die Intensität des Musikerlebnisses nimmt dramatisch zu, gute Musik entwickelt einen "Sog", dem man sich kaum entziehen kann!! Bei Auswahl der Komponenten und technischen Umsetzung wurde insbesondere darauf Wert gelegt, eine in sich stimmige Übertragung zu erreichen.
Nach unseren Erfahrungen ist es hierzu am besten, soweit wie möglich Störungen von außen zu eliminieren. Gerade dies macht sich in einer extrem hohen Detailauflösung bemerkbar, ohne dass das Klangbild kalt oder zu analytisch wirkt.

Neuer Prototyp eines Vorverstärkers. Das Gerät basiert auf einem völlig neuen Schaltungskonzept und befindet sich derzeit in der Erprobungsphase. Der getriebene technische Aufwand ist extrem. Das zugehörige externe Netzteil ist auf dem Bild nicht gezeigt.

Hier handelt es sich um eine Mosfet-Endstufe, die Minimum 100 W RMS an jede Last liefern kann. Besonders aufwändig wurde das Netzteil gestaltet. Die Endstufe ist völlig kanalgetrennt mit separaten Netzteilen für Leistungs- und Treiberstufen aufgebaut.

Insgesamt kommen Trafos mit einer Gesamtleistung von 3,7 kVA sowie eine Siebkapazität von 880.000µF zum Einsatz.

Wir verwenden diese Endstufe zur Ansteuerung der Baßhörner. Bei den hier benötigten Leistungen arbeitet die Endstufe im reinen Class A Betrieb.