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ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON
SSB Audio GmbH
Sonnenweg 25 – 30827 Garbsen – Germany
www.ssb-audio.com
Inhaltsverzeichnis
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Inhaltszusammenfassung für SSB-Audio ADICON

  • Seite 1 ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON SSB Audio GmbH Sonnenweg 25 – 30827 Garbsen – Germany www.ssb-audio.com...
  • Seite 2: Inhaltsverzeichnis

    ADCs, Kopfhörerverstärker usw. zu konstruieren sind. Viele davon sind möglicherwei- se Märchen, andere dagegen wahr. In diesem White Paper möchte ich gern erklären, warum das Design des ADICON so ist, wie es ist. Es empfiehlt sich, den Text „Uwes Ansicht über den Klang von elektronischen Bauteilen und Geräten“...
  • Seite 3: Welche Daten Sollten Betrachtet Werden

    Was wäre also der Vorteil einer Vergrößerung der Bandbreite verbunden mit erhöhten Kosten? Sie werden verstehen, dass ich überzeugt bin: Überhaupt keiner. Bild: ADICON Amplitudengang vom Line-Eingang zum digitalen Ausgang @ 96 kHz Samplerate 1.1.2 Verzerrung Das gleiche trifft auf die Verzerrung oder THD (Total Harmonic Distortion) zu. Das menschliche Ohr kann vielleicht ungefähr 1% Verzerrung in Sinussignalen hören.
  • Seite 4: Rauschen

    Vielleicht 60 dB, möglicherweise 70 dB, das ist gerade mal ein Faktor von 1 : 1000 bis 1 : 3000. Der Dynamikbereich des ADICON liegt bei ca. 110 dB (1 : 300.000), wenn die Line-Eingänge ver- wendet werden. Das ist offensichtlich viel mehr als nötig. Aber mit einer entsprechend guten Signalquelle kann der Dynamikbereich der Signalkette so groß...
  • Seite 5 Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON Bild: Dynamikbereich und Rauschspektrum des ADICON, auf 20 Hz bis 20 kHz begrenzt Die obere Linie zeigt das Rauschspektrum des MM (Moving Magnet) Phono-Eingangs bei voller Empfindlichkeit (Gain = +20 dB). Die beiden Linien darunter zeigen die Rauschspektren der beiden Line-Eingänge, ebenfalls bei voller Empfindlichkeit (Gain = +20 dB).
  • Seite 6: Schaltungsbeschreibung

    Bild: Blockschaltung des ADICON Phonovorverstärker Der Phonovorverstärker, auch Entzerrer-Vorverstärker genannt, kann beim ADICON zu dem Signalpfad von Eingang 1 zugeschaltet werden. Er hat zwei Aufgaben: Er muss die niedrige vom Tonabnehmer kommende Ausgangsspannung verstärken und er muss den nicht-linearen Fre- quenzgang in einen linearen wandeln bzw.
  • Seite 7: Frequenzgang

    Kurve: Der Frequenzgang des ADICON Vorverstärkers (7 Hz Hochpassfilter) 2.1.1 Frequenzgang Der Phonovorverstärker im ADICON ist ein einstufiger Verstärker mit Entzerrer-Netzwerk in der Gegenkopplung. Dieses Entzerrer-Netzwerk ist genauestens berechnet. Der Effekt der Abwei- chung der Werte der Bauteile von den Nominalwerten kann einfach berechnet werden. Wegen der Genauigkeit von Metallfilmwiderständen und C0G Kondensatoren kann garantiert werden,...
  • Seite 8 Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON Bild: Abweichung vom angestrebten Frequenzgang bei 10 Durchläufen einer Monte Carlo Simulation mit 5% Kondensatoren und 1% Widerständen Das Thema der kapazitiven Last: Die zuvor genannten Abweichungen sind klein und vernach- lässigbar verglichen mit einem anderen Effekt, der bei Moving Magnet (MM-) Tonabnehmern auftritt.
  • Seite 9: Rauschen

    2.1.2 Rauschen Ich habe ein besonderes Augenmerk auf das Rauschverhalten des ADICON gelegt, weil dies eher kritisch werden kann als viele andere Aspekte im Design des ADICON. Rauschen wird durch die nicht ideale Eingangsstufe des Vorverstärkers produziert und kann als eine bestimmte Spannung, die am Vorverstärkereingang mit einer angenommen idealen (d.h.,...
  • Seite 10 Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON Zunächst muss man berücksichtigen, dass nicht nur der Vorverstärker, sondern auch der Ton- abnehmer selbst Rauschen produziert. Das liegt am ohmschen Widerstand der Wicklung des Tonabnehmers. Jeder ohmsche Widerstand produziert Rauschen, das sogenannte Wärme- oder Johnson-Rauschen.
  • Seite 11 Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON Oft wird der sehr rauscharme Op-Amp AD797 für diese Anwendung benutzt. Aber dieser teure Operationsverstärker ist für eine niedrige Eingangsrauschspannung optimiert, nicht für niedrigen Eingangsrauschstrom. Die Auswirkung ist kontraproduktiv, wie das folgende Diagramm zeigt: Bild: Drei Rauschquellen für das Beispiel eines AD797 kombiniert mit einem MM-...
  • Seite 12 Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON Bild: Drei Rauschquellen für das Beispiel eines OPA227 kombiniert mit einem MM- Tonabnehmer, bewertet durch die RIAA-Kurve und die ANSI-A-Kurve Die Eingangsrauschspannung des OPA227 ist höher als die des AD797, aber immer noch niedri- ger als das Johnson-Rauschen des Tonabnehmers.
  • Seite 13: Line-Eingänge

    2.2.1 Volume Control (Lautstärke-Einstellung) gegenüber Gain Control (Ver- stärkungs-Einstellung) Mit den Gain Control Potentiometern im ADICON ist es nicht möglich, das Eingangssignal auf Null herunterzuregeln. Stattdessen kann man das Eingangssignal nur um 10 dB verringern oder um...
  • Seite 14 In der Volume Control Schaltung werden zuerst alle Signale abgeschwächt und anschließend mit einem festen Verstärkungsfaktor verstärkt. Würde ich eine solche Charakteristik auch im ADICON verwenden, wäre die Auswirkung auf sein Rauschverhalten eine Art Katastrophe, weil der notwendige Verstärkungsfaktor des Verstärkers zusammen mit seinem Eingangsrauschen das Eingangsrauschen des ADC-ICs erheblich überstei-...
  • Seite 15 Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON Bild: Unterschiedliches Rauschverhalten bei Verwendung von Volume und Gain Control blaue Kurve zeigt den Dynamikbereich des ADCs von 111 dB (unbewertet). Dies ist der Fla- schenhals des Systems, der nicht umgangen werden kann. grüne Kurve markiert den Dynamikbereich des Eingangsverstärkers bezogen auf den...
  • Seite 16: Empfindlichkeit Und Verstärkungsbereich Des Line-Eingangs, Signalaussteuerung

    Quellen, also sollte der digitale Pegel nicht zu niedrig sein. Aus diesen Gründen muss der Verstärkungsfaktor für die Line- und Phonoeingänge einstellbar sein. Im ADICON steht ein Verstärkungsbereich von -10 dB bis +20 dB zur Verfügung, so dass Signale von 0.2 V bis zu 6 V zu 100% FS ausgesteuert werden können.
  • Seite 17: Kopfhörerausgang

    ADC-Schaltungen habe ich im Laufe der letzten Jahre mehrere entwickelt und verfeinert. Die Schaltung des ADICON ist ein weiterer Ableger davon. Dieser ADC besitzt als Anti-Alias Filter einen symmetrierenden Butterworth Tiefpassfilter zweiter Ordnung mit einer Eckfrequenz von ungefähr 190 kHz, der mühelos alle Alias-Effekte unterdrückt. Der Cirrus Logic CS5361 ist ein qualitativ hochwertiger Delta-Sigma A/D-Konverter mit einem Dynamikbereich von 114 dB (A- bewertet).
  • Seite 18: Stromversorgung

    Stromversorgung Der ADICON wird mit 12 V DC betrieben. Ein normaler 5,5/2,1 mm-Stecker kann verwendet wer- den. Um versehentlicher Trennung vom Netz vorzubeugen kann der Bajonett-Stecker des Netz- teils durch Drehen arretiert werden. Der Ein-/Ausschalter befindet sich auf der Rückseite. Ich hätte ihn lieber auf der Frontplatte gesehen, aber ich hatte nicht allein zu entscheiden.
  • Seite 19: Gehäuse

    Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON 3 Gehäuse Das Gehäuse hat Sonny entworfen. Er ist von uns derjenige mit viel Erfahrung bei der Gestaltung von (meiner Meinung nach) exzellent aussehenden, sehr präzise gefertigten und wirtschaftlich herstellbaren Gehäusen. Er entschied sich für ein robustes Stahlblechgehäuse, das Magnetfelder deutlich besser als z.B.
  • Seite 20: Innenansichten

    Seite ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGN DES ADICON Innenansichten...
  • Seite 21 SSB-AUDIO.COM Uwe Beis, 2015-05-19 SSB Audio GmbH Sonnenweg 25 – 30827 Garbsen – Germany www.ssb-audio.com...

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