FAQ - Häufig gestellte Fragen...
... über Kopfhörerverstärker
... über Phono-Vorverstärker
... über D/A Wandler
... über Kopfhörerverstärker
Eine kleine Abhandlung über Kopfhörer, Kopfhörerverstärker, Wirkungsgrade, Volt, dB, etc ....
Ein Kopfhörerverstärker ist ein Gerät zum Konditionieren eines Audiosignals, mit dem Zweck es auf die speziellen Besonderheiten eines Kopfhörers anzupassen.
Das klingt im ersten Augenblick nicht sonderlich sensationell und kann auch mit wenig Aufwand erledigt werden. Es zeigt sich aber (wie bei fast allen Dingen), das der Teufel im Detail steckt und ein gewisser Aufwand nötig ist, um möglichst einen Verstärker für alle Kopfhörer zu haben.
Hier sollten als erstes die Elektrostaten aussortiert werden. Auch Kopfhörer mit dem zwar sehr sinnvollen, aber leider nicht sehr verbreiteten symmetrischen Anschluss sind erst durch einen Adapter kompatibel mit den hier besprochenen Fakten.
Das Ziel soll sein, mit dem Kopfhörerverstärker einen (fast) beliebigen Kopfhörer so auszusteuern, das sich bei der bevorzugten Lautstärke das Poti zwischen 12 und 3 Uhr befindet. Es ist nämlich erwiesen, das ein Verstärker umso besser klingt, jemehr das Poti sich dem Rechtsanschlag nähert.
Betrachten wir zuerst die Quelle, also wo das Audiosignal herkommt. Im Allgemeinen wird in diesem Zusammenhang von Line-Signalen gesprochen.
Es gibt diverse Zuspieler wie CD- und DVD-Player. Hier kann man mit einem recht konstanten Ausgangspegel rechnen, in der Regel 1- 2 Volt.
Bei (Vor-) Verstärkern wird's schon variabler. Im einfachsten Fall reichen diese Geräte den empfangenen Pegel weiter, wer aber alte HiFi Vorverstärker, wie die Yamaha C-Serie besitzt, der weiss, dass da auch 10 Volt und mehr rauskommen können.
Wenn man Ipods und Derivate direkt anschliesst, kommt selten mehr als 1 Volt.
Viel variabler sind die Kopfhörer. Hier gibt es 2 Kenngrössen: Impedanz und Empfindlichkeit.
Generell kann man sagen, dass Kopfhörer mit hoher Impedanz unempfindlicher sind als Kopfhörer mit niedriger Impedanz.
Das stimmt zwar nicht immer, aber meistens. Die Empfindlichkeit von Kopfhörern wird unter Anderem in dB (Schalldruck) /mW angegeben. Die Extreme sind hier der AKG K1000 mit 74dB/mW und der Sennheiser HD25 mit 108dB/mW. Es braucht somit über 2500 mal mehr Leistung um den K1000 auf gleichen Schalldruck wie den HD25 zu bringen.
Erschwerend kommt hinzu, dass Kopfhörer mit hoher Impedanz meist auch viel Spannung brauchen um wirklich laut zu sein. Man braucht also Verstärker, die mit hoher Betriebsspannung arbeiten.
Um diese variabelen Bezugsgrössen einigermassen miteinander zu vereinbaren, muss man entweder Kompromisse schliessen oder sich was einfallen lassen.
Seit geraumer Zeit denken wir deshalb über sinnvolle Lösungen nach, variirende Eingangspegel und unterschiedliche Kopfhörer miteinander komfortabel zu verbinden. Uns ist dabei die 5-fach variable Vorstufe eingefallen, die wir PRE-GAIN genannt haben.
Dazu zwei extreme Beispiele (die fixe Grösse dabei ist der VIOLECTRIC HPAV100 mit einer fixen Verstärkung von 8 dB (2,5 Fach) bei voll aufgedrehtem Poti.
1. Beispiel:
Der (Vor-) Verstärker liefert eine Spannung von 4 Volt, der Kopfhörer braucht aber nur 2 Volt um 100 dB Schalldruck zu erzeugen.
Bei voll aufgedrehtem Poti würde der V100 bei 8 dB (2,5-facher) Verstärkung 10 Volt Spannung liefern, man dürfte also den Lautstärkeregler nur vorsichtig bedienen um keinen Hörschaden davon zu tragen. Weiter sollten laute Störgeräusche am Eingang des V100 vermieden werden, weil er die jetzt gnadenlos verstärken wird.
Durch die variabele Eingangsstufe PRE-GAIN kann man den Eingangspegel um 12 dB (1/4) vermindern, aus 4 Volt Eingangspegel wird somit 1 Volt. Dieses Volt verstärkt der V100 wiederum 2,5-fach, es werden also 2,5 Volt daraus und man kann jetzt das Lautstärkepoti fast voll aufdrehen.
2. Beispiel:
Der (Vor-) Verstärker liefert eine Spannung von 1 Volt, der Kopfhörer braucht aber 20 Volt um 100 dB Schalldruck zu erzeugen.
Bei voll aufgedrehtem Poti würde der V100 bei 8 dB Verstärkung 2,5 Volt Spannung liefern, viel zu wenig für den Kopfhörer.
Durch die variable Eingangsstufe PRE-GAIN kann man den Eingangspegel um 12 dB (4-fach) erhöhen, aus 1 Volt Eingangspegel werden 4 Volt. Diese verstärkt der V100 wieder 2,5-fach, es werden also 10 Volt daraus. Das ist zwar immer noch nicht genug aber deutlich näher dran, denn der Kopfhörer bringt jetzt 94 dB Schalldruck.
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Warum symmetrische Signale Vorteile haben:
Im Gegensatz zu unsymmetrischen Signalen werden symmetrische Signale über 2 Leitungen geführt (zuzüglich der Masseleitung).
Ein symmetrisches Signal wird erzeugt, indem das ursprüngliche Signal im "sendenden" Gerät invertiert (um 180° phasenverschoben) wird.
Auf der einen Leitung liegt also das Signal (a), auf der anderen das Signal (-a). Im "empfangenden" Gerät gelangt das symmetrische Signal auf einen Differenzverstärker. Dieser bildet die Differenz aus (a) - (-a) = 2a.
Auf dem Weg zwischen den Geräten können Störsignale (s) das Signal beeinträchtigen. Diese Störsignale sind gleichphasig und gelangen natürlich ebenfalls zum Differenzverstärker.
Dieser bildet die Differenz aus den Störsignalen (s) - (s) = 0.
Im Idealfall werden also alle Störungen auf der Leitung eliminiert.
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Warum ein aktiver Durchschliff sinnvoll ist:
Jedes elektronische Gerät hat einen Eingangwiderstand und eine Eingangskapazität.
Wenn mehrere Geräte passiv aneinander gekopppelt würden (z. B. über Y-Adapter), könnten über die sich mischenden Eingangsparameter der einzelnen Geräte Störungen und Instabilitäten auftreten.
Ein Pufferverstärker macht ein Signal zur Weiterverwendung elektronisch verträglich indem er es "auffrischt" und niederohmig wieder zur Verfügung stellt.
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Warum Operationsverstärker ideal für Kleinsignale sind:
Gern werden in High-End Geräten diskrete (mit Transistoren aufgebaute) Verstärker auch für die Vorstufen eingesetzt. Dies wird als Optimierung vermarktet, der teilweise exorbitante Mehraufwand muss vom Kunden bezahlt werden.
Ein Operationsverstärker (OPV) besteht aber ebenfalls aus Transistoren. Die Bauform des OPV bietet darüber hinaus unter Anderem den Vorteil der thermischen Kopplung der einzelnen internen Komponenten. Auch spielen Alterungsprozesse eine wesentlich geringere Rolle.
Durch die Vielzahl der angebotenen OPV-Typen kann für jeden Einsatzzweck der optimale OPV gefunden werden.
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Warum PRE-GAIN sinnvoll ist:
Zwei extreme Beispiele (die fixe Grösse dabei ist der HPA V100 mit einer Verstärkung von 8 dB (2,5 Fach) bei voll aufgedrehtem Poti.
1. Beispiel:
Der (Vor-) Verstärker liefert eine Spannung von 4 Volt, der Kopfhörer braucht aber nur 2 Volt um 100 dB Schalldruck zu erzeugen.
Bei voll aufgedrehtem Poti würde der Kopfhörerverstärker bei 8 dB (2,5-facher) Verstärkung 10 Volt Spannung liefern, man dürfte also den Lautstärkeregler nur vorsichtig bedienen um keinen Hörschaden davon zu tragen. Weiter sollten laute Störgeräusche am Eingang des Kopfhörerverstärkers vermieden werden, weil er die gnadenlos verstärken kann.
Durch PRE-GAIN kann man den Eingangspegel um 12 dB (1/4) vermindern, aus 4 Volt Eingangspegel wird 1 Volt. Dieses eine Volt wird wieder 2,5-fach verstärkt, es werden also 2,5 Volt daraus und man kann jetzt das Lautstärkepoti fast voll aufdrehen.
2. Beispiel:
Der (Vor-) Verstärker liefert eine Spannung von 1 Volt, der Kopfhörer braucht aber 20 Volt um 100 dB Schalldruck zu erzeugen.
Bei voll aufgedrehtem Poti würde der Kopfhörerverstärker bei 8 dB Verstärkung 2,5 Volt Spannung liefern – viel zuwenig für den Kopfhörer.
Durch PRE-GAIN kann man den Eingangspegel um 12 dB (4-fach) erhöhen, aus 1 Volt Eingangspegel werden 4 Volt. Diese verstärkt der Kopfhörerverstärker wieder 2,5-fach, es werden also 10 Volt daraus. Das ist zwar immer noch nicht genug aber deutlich näher dran, der Kopfhörer bringt jetzt 94 dB Schalldruck.
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Warum es sinnvoll ist, den Frequenzgang zu begrenzen:
Töne sind elektrischeWechselspannungen. Hören kann man diese als junger Mensch von ca. 20 Hz bis 20 kHz. Je älter der Mensch wird, desto weniger hört er vor allen Dingen die hohen Frequenzen.
Um diese Frequenzen ohne Verluste zu übertragen, muss der Frequenzgang eines Verstärkers möglichst breit und möglichst glatt sein.
Nach unten ist diese Grenze durch die Gleichspannung gesetzt, tiefer geht es nicht. Nach oben kann sich die Grenze grundsätzlich in (fast) jeder beliebigen Höhe befinden, jedoch wird das Gerät dadurch auch empfindlich für elektromagnetische Einstrahlungen.
Die hört man zwar erstmal nicht, sie mischen sich aber mit den Nutzfrequenzen und dann können sie hörbar werden.
Ein nach oben beliebig offener Frequenzgang zeugt also nicht unbedingt von bemerkenswerter Ingenieursleistung sondern eher von Verantwortungslosigkeit.
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Warum ein gutes Lautstärkepoti wichtig ist:
Ein Lautstärkepoti ist ein mechanisches Stellglied, das es im Weltmarkt beliebig günstig gibt. Zwar wird es inzwischen oft durch elektronische Schaltungen ersetzt, die haben jedoch bezüglich Dynamik, Rauschen und Verzerrungen deutliche Nachteile.
Widerstandsbahnen aus Leitplastik, hochwertige "Multitap"-Schleifer und getrennte Kammern für die einzelnen Sektionen sind für hochwertige Anwendungen wünschenswert. Um einen problemlosen Betrieb ohne Kratzen über Jahre sicher zu stellen, ist eine hohe Qualität unabdingbar.
Da der Markt für richtig gute Potis klein ist, haben Hersteller wie Noble oder Panasonic nichts mehr im Angebot. Deshalb ist mit die Spitze des Machbaren das RK27 Poti von Alps, was auch in Ihrem HPA V200 verwendet wird.
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Warum ein hoher Dämpfungsfaktor wichtig ist:
Jedes elektrodynamische System erzeugt nach einer Wirkung eine Rückwirkung.
Wenn die Schwingspule eines Kopfhörers durch den Verstärker ausgelenkt wird, entsteht ein (Fehl)-Strom, wenn sie wieder in ihre Ausgangslage zurück fällt. Dieser Strom muss so gut wie möglich unterdrückt werden und das gelingt am Besten wenn die Ausgangsimpedanz des Verstärkers so niedrig wie möglich ist. Dann ist nämlich seine Stromaufnahmefähigkeit so hoch wie möglich. Der Dämpfungsfaktor beschreibt also nichts anderes als das Verhältnis des Ausgangswiderstandes eines Verstärkers zu einer gegebenen Last.
Da technische Vorschriften fehlen, definieren wir bei VIOLECTRIC die Last (Impedanz der Schwingspule) mit 50 Ohm. Daraus ergibt sich zum Beispiel beim V200 (Dämpfungsfaktor > 800) die Ausgangsimpedanz zu < 0,06 Ohm.
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Warum eine hohe Betriebsspannung wichtig ist:
Ein Kopfhörer braucht zwar nicht viel Leistung, aus P = UxU / R ergibt sich jedoch, das bei gegebenem (Last-) Widerstand die Spannung quadratisch in die Leistung eingeht.
Je hochohmiger ein Kopfhörer ist, desto mehr Spannung braucht er also.
Dies hat nur bedingt mit der absolut erzielbaren Lautstärke zu tun: Musik lebt von schnellen Transienten, die hohe Anforderungen an die Übertragungstechnik stellen.
Und so kann ein schneller Impuls einen gewöhnlichen +/- 15 Volt Verstärker leicht an sein Limit bringen. Durch die mit +/- 30 Volt doppelt so hohe Betriebsspannung der VIOLECTRIC Kopfhörerverstärker gewinnen Sie doppelte Aussteuerungsfähigkeit.
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Warum ein Relais beim Ein/Ausschalten voll ist:
Jeder Verstärker verursacht während des Ein- oder Ausschaltvorgangs Störungen. Diese können die angeschlossenen Kopfhörer beschädigen. Das Relais trennt den Kopfhörer (und schützt ihn somit) von der Geräteelektronik, solange keine klar definierten Verhältnisse zu erwarten sind.
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Über den optionalen OPTO Eingang für V100 / V181 / V200
Der optionale optische Eingang akzeptiert 24 Bit Daten mit einer Abtastrate von 28 ... 110 kHz.
Die TOS-Link Schnittstelle übergibt die Daten an einen Empfängerbaustein für digitale Daten.
Von dort gelangen die Daten auf einen separaten D/A Wandler mit einer Dynamik von 110 dB und 100 dB THD+N.
Mit diesen Parametern liegt die erreichbare Qualität deutlich über dem CD Standard und erreicht knapp die analoge Performance der Kopfhörerverstärker.
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Über den optionalen USB Eingang am V100 / V181 / V200
Welche USB Geräte sind anschliessbar:
Bei den USB Optionen handelt es sich im USB-Sinn um einen Endpunkt, es ist deshalb eine “Typ B“ Schnittstelle eingebaut. Über die Schnittstelle kann eine Verbindung zu einem Host (PC oder LapTop) aufgebaut werden. Ein MP3 Player oder ähnliches ist hier nicht anschliessbar.
Der USB Eingang am V100 / V181 / V200 hat Priorität vor allen anderen Eingängen und schaltet sie beim Empfang gültiger Daten ab. Liegen keine Daten an, werden automaisch die analogen Eingänge freigegeben.
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Welche Qualität haben die USB Eingänge:
Die Option USB 16/48 akzeptiert digitalen Daten bis 16 Bit mit einer Abtastrate von 44.1 und 48 kHz.
Der USB Empfänger übergibt die aufbereiteten Daten an seinen integrierten D/A Wandler.
Die Qualität liegt auf einfachen CD-Niveau mit einer Dynamik von 105 dB und -95 dB THD+N.
Die analoge Gesamtperformance der Kopfhörerverstärker ist insgesamt deutlich besser.
Die Option USB 24/96 akzeptiert digitalen Daten bis 24 Bit mit einer Abtastrate von 44.1, 48 und 96 kHz.
Der USB Empfänger übergibt die aufbereiteten Daten an seinen separaten D/A Wandler.
Die Qualität des Wandlers liegt deutlich über CD-Niveau mit einer Dynamik von 110 dB und -100 dB THD+N.
Die analoge Gesamtperformance der Kopfhörerverstärker ist jedoch noch ein wenig besser.
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Warum es sinnvoll ist, die Lautstärke vom Host auf 100 % zu stellen:
Die Lautstärkeregelung des Host (Zuspielgerät) erfolgt immer digital. Das heisst, um das Signal leiser zu machen werden Bits im Datenstrom entfernt. Ein um 24 dB gedämpftes Signal (es werden 4 Bit weggeregelt) verfügt daher nur noch über 12 aktive Bits und damit unter anderem über einen Klirrfaktor von 0,4 %.
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Wie man die digitalen Daten noch verwenden kann:
Wenn die unsymmetrischen Cinch-Anschlüsse des Kopfhörerverstärkers als Ausgang geschaltet sind, liegen die gewandelten digitalen Daten in analoger Form auch hier an und können z. B. an einen Verstärker geleitet werden.
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Über Kopfhörerverstärker mit symmetrischem Ausgang:
Während eine symmetrische NF-Leitung in erster Linie dazu dient, eine weitgehend störungsfreie Signalübertragung zu gewährleisten, stehen bei einem symmetrischen Verstärker mit symmetrischen Ausgängen andere Dinge im Vordergrund.
Solche symmetrischen Verstärker sind grundsätzlich nichts Neues sondern schon lange bekannt z. B. im Autoradio, wo diese Technik gern hergenommen wurde (und wird) um bei begrenzter Spannung (12 V) 4-fache Leistung zu erzeugen.
Diese Schaltungstechnik wird gern auch Vollbrückenverstärker, Push-Pull-Verstärker oder BTL (bridge terminated load) genannt.
Beim Kopfhörerverstärker geht es im Kern aber nicht um die Maximierung der Ausgangsamplitude, da gibt es Geräte - unter anderem im Violectric Programm - die davon mehr als genug haben, auch an hochohmigen Kopfhörern.
Was ist es also dann ?
Ein „normaler“ Verstärker hat „Masse“ als seinen Bezugspunkt.
Die Amplitude des Nutzsignals schwingt möglichst gleich um diesen Bezugspunkt (sonst redet man von DC-Offset) und wird nur von der positiven und negativen Betriebsspannung begrenzt.
Über die Last (die Schwingspulen des Kopfhörers) wird diese Spannung über eine gemeinsame Leitung auf den Masseanschluss der Kopfhörerbuchse in Gerät zurück geführt und von da aus zum Fusspunkt des Trafos.
Da die Leitung und die Massefläche im Gerät aber nicht unendlich niederohmig ist, sonder selbst auch einen Widerstand hat und damit eine Last ist, wird der Bezugspunkt „Masse“, der ja eigentlich ruhen sollte, mit den Resten von Links + Rechts „verseucht“.
Das kann man messen und hören, nämlich als Übersprechen !!
Es ist leicht vorstellbar, das hier die Schaltung selbst, die Leitung des Kopfhörers, das Schaltungslayout und das Verhältnis zwischen Masse-Widerstand und Last-Widerstand tragende Rollen spielen.
Ein symmetrischer Verstärker (oder Vollbrücken- oder Push-Pull- oder BTL-verstärker) besteht deshalb aus 2 normalen Verstärkern pro Kanal, von denen einer das Normale, der andere das um 180 Grad gedrehte (invertierte) Eingangssignal an die Schwingspulen des Kopfhörer liefert.
Dadurch spielt die Masse als Bezugspunkt für die Last keine Rolle, da die Last jetzt zwischen der modulierten positiven und negativen Betriebsspannung hin und her gezogen wird. Hier ist der Begriff Push-Pull sehr bildhaft !!
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... über Phono-Vorverstärker
Warum ein Plattenspieler so gerne brummt
Die meisten Plattenspieler werden unsymmetrisch mit Cinch Kabeln angeschlossen. Das ist Schade den technisch besser und (fast) brummfrei wäre der symmetrische Anschluss. Ein üblicher Tonabnehmer ist von seiner Konstruktion her ein perfekter Dipol und es wäre ein Leichtes, hier die Vorteile der symmetrischen Leitungsführung anzuwenden. Erschwerend kommt hinzu, das Schallplatten aus technischen Gründen während der Herstellung "verzerrt" werden. Tiefe Töne werden dabei gedämpft, hohe Töne verstärkt. Der Entzerrer-Vorverstärker bewirkt während der Wiedergabe den gegenteiligen Prozess und muss dadurch die tiefen Töne – und damit auch das Leitungs-brummen – überproportional verstärken.
Wird ein Tonabnehmer hingegen symmetrisch angeschlossen so wird der bei unsymmetrischer Leitungsführung unvermeidliche Brummeintrag deutlich reduziert.
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Warum symmetrische Signale Vorteile haben
Im Gegensatz zu unsymmetrischen Signalen werden symmetrische Signale über 2 Leitungen geführt (zuzüglich der Masseleitung). Ein symmetrisches Signal wird erzeugt, indem das ursprüngliche Signal im "sendenden" Gerät invertiert (um 180° phasenverschoben) wird. Auf der einen Leitung liegt also das Signal (a), auf der anderen das Signal (-a). Im "empfangenden" Gerät wird das symmetrische Signal auf einen Differenzverstärker geleitet. Dieser bildet die Differenz aus (a) – (-a) = 2a.
Auf dem Weg zwischen den Geräten können Störsignale (s) das Signal beeinträchtigen. Diese Störsignale sind gleichphasig und gelangen natürlich ebenfalls zum Differenzverstärker. Dieser bildet die Differenz aus den Störsignalen (s) – (s) = 0. Im Idealfall werden also alle Störungen auf der Leitung eliminiert.
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Warum ein Instrumentenverstärker Vorteile hat
Wie oben beschrieben gehen die symmetrischen Signale auf einen speziellen Instrumentenverstärker mit differenziellen Eingängen, der eigentlich für Mikrofone gedacht ist.
Nun ist der Unterschied zwischen einem dynamischen Mikrophon und einem Tonabnehmer nicht so gross wie man annehmen könnte. Beide produzieren dynamisch - durch Spulen und Magnetismus – geringe elektrische Spannungen bei ähnlichen Impedanzen. Deshalb halten wir diese Art von Instrumenten-verstärken auch für Tonabnehmer für ideal.
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Warum eine Verstärkungseinstellung von aussen Vorteile hat
Der Instrumentenverstärker bietet als weiteren Vorteil, das auf einfachste Weise seine Verstärkung geändert werden kann. Anders als bei mit (mehrstufigen) Operationsverstärkern realisierten Schaltungen erfolgt dies praktisch ohne Reduzierung der Bandbreite, die deshalb auch bei bemerkenswerten 60 dB Verstärkung (Faktor 1000 !!) immer noch über 200 kHz beträgt.
Durch die frontseitige Verstärkungseinstellung sind auch unübliche Tonab-nehmer schnell und ohne Mühe einstellbar.
Die Einstellung erfolgt für den linken und rechten Kanal auf getrennten Wegen um die Übersprechdämpfung nicht zu beeinträchtigen. Durch die Verwendung von Präzisionswiderständen ist die Kanalgleichheit auf 0,25 dB genau.
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Warum eine Balanceeinstellung wichtig ist
Auch richtig gute Tonabnehmer haben einen eher negativ behafteten Wert in Ihren technischen Daten definiert: Die maximale Kanaldifferenz die bis zu 3 dB betragen kann. Dieser Wert gibt an, um wieviel dB der eine Kanal lauter ist als der andere. Das Ergebnis äussert sich in einem "schiefen" Klangbild weil die Mitte des Klanggeschehens leicht nach Links oder Rechts rutscht.
Mittels des fein auflösenden Balancereglers lässt sich das Klanggeschehen wieder dahin rücken, wo es hingehört.
Natürlich rastet der Balanceregler in seiner Mittelstellung !
Dabei ist der Balanceregler eigentlich gar keiner. Um die Übersprechdämpfung nicht negativ zu beeinflussen wird nur der rechte Kanal um maximal +/- 2 dB verändert.
Um die Laufzeiten, Phasendifferenzen, Klirrverhalten, Frequenzgänge etc. nicht einseitig zu beeinflussen, befindet sich die gleiche Schaltung inaktiv auch im linken Kanal.
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Über einstellbare Eingangsimpedanzen
Der "Moving Coil" (MC) Tonabnehmer mit seinen extrem kleinen Spannungen reagiert empfindlich auf die Eingangsimpedanz des Verstärkers.
Zur Anpassung stehen deshalb 8 unterschiedliche Impedanzen zur Verfügung, die 9. Impedanz (47k) ist die Standardimpedanz für "Moving Magnet" (MM) Tonabnehmer.
Der am besten passende Wert kann oft aus den technischen Daten des MC-Systems entnommen werden. Es können aber auch anderweitige Empfehlungen eingestellt werden - oder der "richtige" Wert wird durch Hören ermittelt.
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Über einstellbare Eingangskapazitäten
Der "Moving Magnet" (MM) Tonabnehmer mit seiner recht hohen Eigenimpedanz reagiert empfindlich auf Eingangskapazitäten des Verstärkers. Zur Anpassung stehen deshalb 16 unterschiedliche Impedanzen zur Verfügung.
Der am besten passende Wert kann oft aus den technischen Daten des MM-Systems entnommen werden. Es können aber auch anderweitige Empfehlungen eingestellt werden - oder der "richtige" Wert wird durch Hören ermittelt.
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Über unterschiedliche Kennlinien
Aus technischen Gründen wird eine Schallplatte mit einem "verzerrten" Frequenzgang produziert. Die tiefen Frequenzen werden dabei reduziert, die hohen hingegen überbetont.
Während des Abspielens korrigiert der "Entzerrer-(Vor)-Verstärker" den Frequenzgang idealer weise so, das er wieder linearer wird.
Dazu muss die Filterkennlinie bekannt sein, die während der Produktion der Schallplatte verwendet wurde. Es existieren jedoch Dutzende von Kennlinien, die bekannteste, am meisten verwendete und am weitesten verbreitete ist die RIAA Kennlinie, die einst von der "Recording Industry Association of America" erdacht wurde.
Nicht unwesentlich sind aber auch die Kennlinien nach "NAB" (National Association of Broadcasters) und "BBC" (British Broadcasting Corporation), weshalb sie im PPA V600 aktiviert werden können.
Beide Kennlinien wirken sich auf die Hochtonwiedergabe aus, wie auch die "FLAT" Kennlinie, bei der keine Dämpfung der Höhen erfolgt.
Daneben kann auch ein 20 Hz Hochpass (Rumpelfilter) nach IEC (International Electrotechnical Commission) zugeschaltet werden.
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Warum getrennte Signalwege wichtig sind
Die gebräuchlichste Bauform des Operationsverstärkers ist der Doppel-OPV. Es sind also 2 OPVs in einem Gehäuse. Wenn in solch einem OPV das linke und das rechte Signal gemeinsam verarbeitet werden, sind Störungen der Signale untereinander nicht auszuschliessen. Die Störungen sind zwar nur sehr kleiner Natur, wenn sich aber konstruktiv die Möglichkeit ergibt dies zu vermeiden, sollte es getan werden.
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Warum Operationsverstärker ideal für Kleinsignale sind
Gern werden in High-End Geräten diskrete (mit Transistoren aufgebaute) Verstärker eingesetzt. Dies wird als Optimierung vermarktet, der teilweise exorbitante Mehraufwand muss vom Kunden bezahlt werden.
Ein OPV besteht aber ebenfalls aus Transistoren. Die Bauform des OPV bietet darüber hinaus unter Anderem den Vorteil der thermischen Kopplung der einzelnen internen Komponenten. Auch spielen Alterungsprozesse eine wesentlich geringere Rolle.
Durch die Vielzahl der angebotenen OPV-Typen kann für jeden Einsatzzweck der optimale OPV gefunden werden.
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Warum ein Schaltnetzteil ideal für Phono-Vorverstärker ist
Ein Entzerrer-Vorverstärker verstärkt die tiefen Frequenzen und damit auch ein eventuelles Brummen von Netzteil überproportional. Oft kann man dann leider ein konventionelles Netzteil hören ...
Eine Lösung des Problems wäre, das Netzteil auszulagern. Das ist mit zusätzlichen Aufwand für Gehäuse und die Zuleitung vom externen Netzteil zum Vorverstärker verbunden. Aufwand, den der Kunde zahlen muss !!
Ein Entzerrer-Vorverstärker braucht nur wenig Leistung und er hat keine impulsförmige Stromaufnahme. Auch ist es sinnvoll wegen der Entkopplung der Spannungen, die Stromerzeugung nicht allzu weit von Verbraucher unter zu bringen.
Eine intelligente Lösung ist das Schaltnetzteil !
Der PPA V600 hat derer 2, eines für die positiven Spannungen und eines für die negativen. Beide liefern 24 Volt, die über Linearregler auf kräftige +/- 18 Volt reduziert werden. Die Schaltnetzteile arbeiten mit Frequenzen deutlich über 100 kHz. Um jegliche Verunreinigungen durch Schaltfrequenzen auszuschliessen wird zwischen den Schaltnetzteilen und den Linearreglern aufwendig gefiltert.
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... über D/A Wandler
Über das Resampling
Das Resampling ist eine mächtige Funktion, um verjitterte Signale in hochwertige Signale zurückzuverwandeln und um den Klang von Quellen mit 44.1 oder 48 kHz aufzuwerten, indem man sie auf eine höhere Bitrate transferiert. Das gilt besonders für den USB Eingang, dessen Qualität oft unter den suboptimalen Ausgängen von Computern leidet. Durch den Resampling Prozess wird jeglicher Jitter praktisch vollständig eliminiert. So ist kein "asynchron USB" nötig, welches eventuell die nächsten Probleme mit sich bringen würde.
Das alles ist kein grosses Geheimnis sondern wird durch sogenannte asynchrone Sample-Rate Konverter ermöglicht, die seit Mitte der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts verfügbar sind.
Während anfangs ein Sample-Rate Konverter bei einer Dynamik von knapp 100 dB nur in einem Verhältnis 1:2 bis 2:1 arbeiten konnte, sind heute Verhältnisse 1:16 bis 16:1 mit einer Dynamik und Klirrdämpfung über 140 dB machbar.
Im Prinzip wird der digitale Datenstrom in einem nur zu diesem Zweck bestimmten DSP taktneutral (asynchron) zerlegt und mit einer (fast) beliebigen Sample-Rate rekombiniert.
Durch obige Prozesse verschwindet jeglicher eventuell vorhandener Jitter praktisch vollständig, weiter können durch die höhere Sample-Rate die analogen Filter nach dem Wandler deutlich entspannter und "musikalischer" ausgelegt werden. Auch werden alle Eingangsdaten auf 24 Bit Wortlänge ergänzt, was für die digitale Lautstärkeregelung Vorteile bringt.
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Über die digitale Lautstärkeregelung
Die Vorteile einer digitalen Lautstärkeregelung sind offensichtlich: kein Kratzen, kein Rauschen, keine Kanalungleichheiten, kein Übersprechen.
Die Steuerung kann erfolgen durch Up-Down Tasten, Incremental-Geber oder richtige Lautstärkeregler - wie Violectric es macht.
Hier wird ein Poti mit linearer Kennlinie verwendet, weil die Regelung selbst im D/A Wandler dB-linear erfolgt.
Da diese Regelung aber immer noch nicht das übliche "analoge" Drehgefühl vermittelt, wird die Kennlinie des Potis in geeigneter Weise "verbogen".
Durch das Poti wird eine simple Steuerspannung geregelt. Die veränderte Spannung wird einem A/D Wandler zugeführt der ein digitales Wort erzeugt was wiederum dem D/A Wandler zugeführt wird. Dies alles erfolgt VOR der Wandlung.
Ein digitales 24 Bit Signal repräsentiert einen Dynamikumfang von 144 dB - viel mehr als im wirklichen Leben vorkommen kann !
Wer selbst einmal anspruchvolle Aufnahmen gemacht hat, der weiss, das es ziemlich unmöglich ist einen Dynamikumfang von mehr als 60 dB mit einem Mikrofon aufzunehmen - obwohl die Mikrofonhersteller gern eine Dynamik von mehr als 130 dB angeben ...
Das ist durchaus möglich wenn man eine Grille neben einem startenden Düsenjet aufnehmen möchte - aber wer macht das schon ?
Weiter dürften Sie Schwierigkeiten mit Ihren Nachbarn bekommen, wenn Sie lediglich 20 - 30 dB Dynamik in Ihrem Wohnzimmer ausleben wollten.
Das was in den diversen Hitparaden zum Besten gegeben wird verfügt über eine während der Produktion eingedampfte Dynamik von vielleicht 2-3 dB.
Auch sollte man beachten, das harmonische Verzerrungen nie kleiner sein können als der Dynamikbereich.
Es ist nicht möglich einen Klirrfaktor von -100 dB (0,001 %) mit 90 dB Dynamik abzubilden.
Es ist aber durchaus möglich, einen Klirrfaktor von -110 dB (0,0003%) mit einer Dynamik von 120 dB abzubilden.
Die besten heutzutage verfügbaren A/D Wandler bieten eine Dynamik von 120 dB und einen Klirrfaktor von -110 dB.
Viel davon geht im Produktionsprozess verloren durch bearbeiten, mischen, editieren und letztlich durch das bewusste begrenzen der Dynamik - auch bei klassischen Produktionen !
Die digitale Lautstärkeregelung erfolgt durch das verschieben des Signals von MSB (Most Significant Bit) nach LSB (Least Significant Bit).
Durch das verschieben eines Bits in Richtung LSB, es wird dabei durch ein Null ersetzt, erfolgt ein Dämpfung der Lautstärke um 6 dB.
Ein 16 Bit Signal von einer CD wird in einem 24 Bit Wandler auf 24 Bit ergänzt indem 8 LSB´s mit Nullen aufgefüllt werden.
Das so behandelte Signal kann jetzt um 8 Bit x 6 dB = 48 dB = Faktor 1 : 200 reduziert werden, ohne das das ursprüngliche Signal überhaupt berührt wird. Niemand wird bei einem so leisen Signal ein Aussage zur Qualität treffen können !!
Es ist Fakt, das ein 24 Bit Signal über maximal 20 "sinnvolle" Bits verfügt, meist sind es nicht mehr als 18.
Auch dieses Signal kann um wenigstens 4 Bit x 6 dB = 24 dB reduziert werden ohne den Signalinhalt signifikant zu verändern.
24 dB bedeutet bei einem analogen Lautstärkereger den Weg von Halb (12 Uhr) nach Voll.
Für uns ist also die digitale Lautstäkeregelung die Bessere Lösung ...
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Über den analogen Ausgangspegel
Anders als in der analogen Welt gibt es in der digitalen Welt einen ganz klar definierten maximalen Pegel, der als 0 dBFs bezeichnet wird. Dabei steht dBFs für "deziBel Full Scale". Von diesem maximalen Wert wird mit negativem Vorzeichen heruntergerechnet.
Die "Übersetzung" des digitalen Pegels in einen analogen Pegel erfolgt durch den D/A Wandler und ist äusserst variabel, wobei sich verschiedene Normen herausgebildet haben. In Deutschlands professionellen Kreisen (Rundfunk / Fernsehen) wird 0 dBFs digitaler Pegel zu +15 dBu analogem Pegel.
In anderen Ländern ist es - natürlich - oft anders ...
Nun entsprechen +15 dBu ca. 4.5 Veff Pegel, was für viele Audiogeräte schon zuviel sein könnte, da hier im Mittel mit 1 – 2 Volt zu erwarten sind. Deshalb kann über DIP-Schalter im Inneren des DAC V800 der MAXIMALE Ausgangspegel (bei voll aufgedrehten Poti) in folgenden Stufen angepasst werden: +24 / +18 / +15 / +12 / +6 dBu, wobei +15 dBu ab Werk voreingestellt sind.
Obige Werte gelten für die symmetrischen Ausgänge, für die unsymmetrischen Ausgänge stellen sich jeweils 9 dB niedrigere Werte ein, also: +15 / +9 / +6 / +3 / -3 dB.
Natürlich erfolgen alle Einstellungen aktiv, sodass die Ausgangsimpedanzen nicht beeinflusst werden. Durch die aktive Anpassung des analogen Ausgangspegels an die tatsächlichen Bedürfnisse werden die technischen Daten – wenn überhaupt – nur gering beeinflusst !
Weiter ist der analoge Ausgangspegel über ein Poti auf der Front einstellbar. Das Poti regelt digital, daher ist kein Kratzen, kein Übersprechen und kein Gleichlauffehler zu erwarten !
Da über der Regelung des Potis die Länge des digitalen Wortes und damit die Präzision beschnitten wird, sollte sich das Poti bei der maximalen gewünschten Lautstärke möglichst weit am rechten Anschlag befinden.
Die grobe Abstimmung des maximalen Pegels sollte wie oben beschrieben per DIP-Schalter vorgenommen werden.
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