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Das TDA1541-Projekt |
Teil 3: Die filterlose Röhren-Ausgangsstufe |
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Unseren CD-Player haben wir mittlerweile gründlich überholt und gleichzeitig die
Ausgangsstufe für die passive I/V-Wandlung vorbereitet. In diesem Teil der TDA1541-Reihe
schließen wir den Umbau der filterlosen Ausgangsstufe ab und wagen dann einen ersten
Soundcheck. |
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Passive I/V-Wandlung "on the cheap" |
Passive I/V-Wandlung ist natürlich ein großer Begriff für zwei kleine Widerstände, aber genau
die Widerstands-"Funktion" benötigen wir, da wir am Ausgang des Moduls eine Spannung
haben möchten, aber von einem Strom gefüttert werden. Zur Erinnerung: Der TDA1541 mit
seinen Varianten liefert am Ausgang des Chips, an den Pins AOL und AOR, einen
signalabhängigen Strom und keine Spannung. |
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Die einfachste Form der filterlosen Ausgangsstufe mit passiver I/V-Wandlung besteht dann
logischerweise nur aus zwei Widerständen, die man so groß macht, dass man einen
verwertbaren Pegel an den Anschlussbuchsen erhält. Dem Datenblatt des Wandlers entnehmen
wir einen "full scale current" von typisch vier Milliampere. Dann wählen wir 470 Ohm für die
Widerstände und erhalten über den Daumen knappe 2 Vpp am Ausgang. Fertig? |
Ganz so einfach geht es dann doch nicht, denn der TDA1541 möchte die Knoten AOL und AOR
auf 0 Volt liegen sehen. Obwohl im Datenblatt ein "zero scale current" von Null angegeben ist,
zieht der Wandlerchip statisch etwa 2.15 Milliampere, was uns über den 470 Ohm
Widerständen einen Offset von etwa -1 Volt beschert. Das widerspricht zum einen der
Forderung nach 0 Volt an den Ausgangspins des Wandlers, zum anderen wird sich kein
angeschlossener Verstärker über ein Volt Gleichspannung am Eingang freuen. |
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Also nullen wir den Offset weg, indem wir den Bias-Strom des Wandlers durch einen
zusätzlichen Widerstand einspeisen. Diesen hängen wir an die geregelten +15 Volt des CD-Players,
denn die werden seit dem Ausbau der Operationsverstärker nicht mehr benutzt und
sind folglich innerhalb des Players die störungsärmste Versorgung. Damit liegen unsere
AOL/AOR-Knoten sicher innerhalb von +/- 5 Millivolt, und zum Schutz des nachgeschalteten
Verstärkers eliminieren wir diesen Rest durch einen -wenn auch ungeliebten-
Koppelkondensator. Sind wir durch? |
Mitnichten. Eine erste Inohrnahme - gleich mit Klavier, wozu sich lange aufhalten - fördert
deutlich hörbare Verzerrungen zu Tage. So bereitet Chopin nun wirklich kein Vergnügen, es sei
denn, man schätzt den Marshall-Bluesbreaker-Sound auch jenseits von Blues und Rock. |
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Passiv I/V und Klirr |
Die Erklärung ist eigentlich simpel, nur leider schweigt sich das Datenblatt des Wandlerchips
über die Tatsache aus, dass die harmonischen Verzerrungen am Wandlerausgang dramatisch
ansteigen, sobald die Knoten AOL und AOR bei Aussteuerung nicht mehr aktiv auf 0 Volt
gehalten werden. Also, nicht nur statisch (ohne Aussteuerung), sondern auch dynamisch
(unter Aussteuerung) müssen die Knoten auf 0 Volt liegen bleiben. Normalerweise spielt das
keine Rolle, da die typische, aktive I/V-Wandlung mit Operationsverstärkern sich gerade
dadurch definiert, dass die OPA bei Aussteuerung mit all ihrer Verstärkung versuchen, ihre
Stromeingänge auf (virtuell) Null zu halten. |
Demgegenüber wird ein (Signal-) stromdurchflossener Widerstand immer eine proportionale
Spannung in die Knoten AOL und AOR einprägen, die der Forderung entgegen steht, die
Knoten "in Ruhe zu lassen". Wäre unser bevorzugter Wandler beispielsweise ein AD1955, dann
fände unser passiver Ansatz tatsächlich ein jähes Ende. Nicht so mit dem 1541, denn der zeigt
ein so gutmütiges Verhalten, dass wir den Weg weiter beschreiten können, solange wir die
Widerstände klein halten, was allerdings eine zusätzliche, spannungsverstärkende Stufe
erfordert. |
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Passiv I/V plus Tube-Stage |
Nach einer spannungsverstärkenden Line-Stage müssen wir nicht lange suchen - die findet
sich im McIntyre-Regal. Mit unserem SRPP plus dem TPS-Netzteil haben wir bereits die
optimale Lösung, sobald man die Lautstärkesteuerung und natürlich die Quellenumschaltung weglässt.
Da die Tube-Stage etwa 25 Dezibel an Verstärkung liefert, können wie die
Wandler-Widerstände bis auf 33 Ohm reduzieren. Das reicht einerseits, um den Ausgangspegel eines
Vergleichs-Players zu erreichen, andererseits ist der Wert klein genug, um den Wandler-Chip
weitestgehend vom Klirren abzuhalten. |
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Wir benutzen den gleichen Trick wie oben, um den Gleichspannungsoffset zu eliminieren,
verzichten zusammen mit der Röhrenstufe aber auf den Koppelkondensator, denn die paar
Millivolt verbliebener Spannungsoffset stören unsere Tube-Stage nicht im geringsten. Die
Eingangsröhre behält aber ihren Gitterableitwiderstand. Damit ist sie "safe", auch wenn ihr
Eingang offen gelassen wurde, während andererseits ihr Wert von 100 bis 500 Kiloohm in der
Parallelschaltung die 33 Ohm nicht wirklich erniedrigt. |
Das Bild unten zeigt einen möglichen Aufbau der Line-Stage - natürlich noch ohne
umschließendes Gehäuse, denn das wird in Tateinheit mit dem neuen Gehäuse nebst Bedienteil
für den Player kommen. Eine Anregung mag sein, dass man die einzelnen Platinen auf einem
Blech montiert, das für das "richtige" Gehäuse als Zwischenboden dient. Auf diese Weise
können die Verbindungskabel unter dem Befestigungsblech verschwinden, so dass sich auch
bei einer Unterteilung in Einzelplatinen eine sehr aufgeräumte Optik ergibt. |
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Und wie klingt es? |
Als erstes fällt auf, dass das typische Grieselige/Körnige im Klangbild verschwunden ist, das
praktisch allen Consumer-Playern mit unserem Chipsatz eigen ist. Sehr ohrfällig wird das bei
exzellenten Aufnahmen wie beispielsweise Norah Jones "Feels like Home" (Blue Note Records
7243-5-90952-26). Es steht zu vermuten, dass dieser Griesel ein Artefakt der Verkopplung der
Player-Module über das gemeinsame Netzteil ist, was sich natürlich nicht so einfach beweisen
lässt. Da die Tube-Stage jedoch ihre eigene Versorgung mitbringt, und der Griesel definitiv
nicht mehr wahrnehmbar ist, scheint diese These zumindest nicht aus der Luft gegriffen zu
sein. |
Die räumliche Abbildung unseres modifizierten Players, wie übrigens auch die Feindynamik,
sind weitestgehend unverändert, was aber durchaus der Erwartungshaltung entspricht. Ein
wahrhaftiger Prüfstein in Sachen Schnelle und Dynamik ist das Album "Porz Gwen" von Didier
Squiban, bei dem virtuoses Klavierspiel auf gelungene Aufnahmetechnik trifft. Diese Disziplin
meistert unser Player mit Bravur, kann sich aber gegenüber dem Vergleichsplayer, einem
kundendienstbewährten Marantz CD56, nicht absetzen. Im Klavierspiel sind in der Regel
Verzerrungen sehr leicht zu entdecken, aber man hört weder harmonische Verzerrungen a´la
Bluesbreaker (siehe oben), noch disharmonischen Klirr heraus, die aus der Intermodulation
(vgl. letzter TecBlog) stammen würden. Messbar sind sie natürlich, schließlich hat der Player
kein Ausgangsfilter mehr, aber definitiv nicht hörbar. Das ist schon beachtlich, aber
andererseits ist das Oversampling noch aktiv, weshalb man diesen Punkt weiter im Auge
behalten wird. |
Einbußen gibt es leider auch zu vermelden. Der modifizierte Player hat nicht mehr ganz den
Punch/die Attacke des Vergleichsplayers, dingfest zu machen an Marla Glens "The cost of
Freedom" aus ihrem Debütalbum (Vogue 74321151342). Es ist zwar immer noch im grünen
Bereich, aber es fehlt eben der letzte Kick. Interessanterweise ist dies aber gerade die Stärke
unserer Röhrenstufe, weshalb wir diese als Verursacher getrost ausschließen können. Vielmehr
deutet nach diversen Umbauten alles darauf hin, dass der Wandlerchip selbst an Punch verliert,
sobald er eine passive I/V-Wandlung aufgebürdet bekommt. Grund zu klagen haben wir
trotzdem nicht: erstens reden wir über marginale Unterschiede, und zweitens holen wir in
Sachen Attacke mit dem Umbau auf non-Oversampling wieder auf, um dies schon mal
vorwegzunehmen. |
Was bleibt ist ein sehr sauber und detailreich aufspielender Player, der gerade bei Friedemanns
Quasi-Best-Of-Album "Memory Lane" (Biber 76821) mit einer geschmeidigen Gangart punktet, die
für stundenlangen Hörgenus bürgt. Kein schlechtes Ergebnis für ein zwar frisiertes, aber im
Kern 25 Jahre altes Gerät, oder? |
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Ausblick |
Die filterlose Ausgangsstufe steht, folglich steht der Umbau auf non-Oversampling an. Ohne
vorgreifen zu wollen: uns ist eine sehr smarte Lösung gelungen, aber mehr dazu im nächsten
TecBlog... |
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Bis zum nächsten Mal, |
Ihr Team von McIntyre-HiFi |
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