AH MM-Phonovorstufe für Rotel RA935BXmk2
Entwicklungsdokumentation

Vorwort

Der kleine Vollverstärker Rotel RA935BXmk2 erfreut sich großer Beliebtheit unter Hififreunden mit beschränktem Budget. Er ist kompromißlos auf Klang gebaut und trotzdem günstig im Preis (ca. DM 600,-). Das ist nur möglich, weil Rotel weder Klangregler noch eine Phonovorstufe eingebaut hat.

Klangregler braucht man auch wirklich nicht, während man auf einen Phonoeingang auch heute noch nicht immer verzichten kann. Aber DM 400,- für eine externe Vorstufe von Rotel zu investieren sprengt leider das Budget. Deshalb habe ich eine selbstgebaute Phonostufe in das Gehäuse des Rotel integriert. Man erspart sich, ein Gehäuse bauen zu müssen, und das Netzteil kann man auch weglassen. Damit sind die teuersten Komponenten schon mal außen vor.

Vorgaben

Der Vorverstärker sollte folgende Vorgaben erfüllen:

unsymmetrischer MM-Phonoeingang mit 5mV Empfindlichkeit
keine Elkos als Koppelkondensatoren
keine DC-Offsetregelung, um Pumpen zu verhindern
simple Schaltungstechnik mit möglichst wenig vom Signal durchlaufenen Bauteilen
gemeinsame Spannungsregelung für beide Stereokanäle

Die Schaltung

Der Phonovorverstärker verstärkt das Signal eines MM-Tonabnehmersystems mit 50mV Empfindlichkeit auf Hochpegel und entzerrt es gleichzeitig nach der von der RIAA festgelegten Entzerrkurve (siehe [Hü97]).

Der Vorverstärker besteht aus einer einzigen Stufe mit aktiver Entzerrung (siehe Schaltplan ):

**Abbildung:** Schaltplan des Phonovorverstärkers
$\resizebox*{!}{0.95\textheight}{\includegraphics{rotel-sp-bw-lyx.ps}}$

Die Verstärkerstufe ist zugleich das Filter für die Pole 75 $\mu$ s, 318 $\mu$ s und 3180 $\mu$ s. Ich habe als ersten Anhaltspunkt die Werte für das Filternetzwerk einer Applikationsschaltung für den OP27 entnommen und dann mit Hilfe eines selbstgeschriebenen Simulationsprogramms die Werte so optimiert, dass man Standardbauteile verwenden kann und trotzdem der Frequenzgang in Ordnung ist (+/- 0.2 dB).

Ich habe dabei aus einer größeren Menge von Kondesatoren mit Hilfe eines Kapazitätsmeßgerätes die 10nF und 15nF Kondensatoren selektiert, so daß sie gleiche Kapazität haben und möglichst nah am Sollwert liegen. Auch die 100k $\Omega$ und 8,2k $\Omega$ Widerstände wurden mit Hilfe eines Widerstandsmeßgerätes auf Gleichheit selektiert.

Die Auskopplung zum Vollververstärker und zum Tonbandausgang erfolgt über den Kondensator $C_{1}$ (3,3 $\mu$ F). Dieser bildet zusammen mit dem 20 k $\Omega$ Poti des Rotel eine Hochpaß von 2.5 Hz Grenzfrequenz. $R_{5}$ sorgt dafür, daß es keine Umschaltknackse gibt.

Die lokale Spannungsregelung

Eine hochwertige Spannungsregelung erfordert hochwertige Bauteile. Allerdings ist es nicht notwendig, diese diskret aufzubauen, weil es mittlerweile gute integrierte Spannungsregler gibt. Ich habe mich für die einstellbaren Spannungsregler LM317 und LM337 entschieden. Die Standardfestspannungsregler aus der Reihe 78xx und 79xx rauschen stärker und regeln schlechter.

Durch $R_{16}$ und $R_{17}$ wird die positive Ausgangsspannung eingestellt, mit $R_{18}$ und $R_{19}$ die negative. $C_{4}$ (bzw. $C_{5}$ ) legt den Justierungseingang des Spannungsreglers wechselstrommäßig auf Masse und verbessert dadurch die Brummunterdrückung um gut 20 dB.

Mechanischer Aufbau

Ich habe eine einseitige mit Lötpunkten kaschierte Experimentier-Punktrasterplatinen im Europaformat verwendet. Die ,,Leiterbahnen`` wurden von Hand in Form eines dünnen Drahts auf die Lötpunkte gelegt und angelötet. Für die Masseleitungen wurde 1 mm dicker versilberter Draht verwendet. Die Platine wurde mit drei Abstandshaltern auf die Mutterplatine des Rotel geschraubt.

Literatur

Hü97: Andreas C. M. Hünnebeck.
Zur Theorie der Schallplattenentzerrung nach RIAA und IEC.
Andreas Hünnebeck's Hifi-Seite, December 1997.
PH89: Winfield Hill Paul Horowitz.
The Art of Electronics.
Cambridge University Press, Cambridge/New York/Melbourne, 2. edition, 1989.
ISBN 0-521-37095-7.
Skr88: Paul Skritek.
Handbuch der Audio-Schaltungstechnik.
Franzis-Verlag, München, 1988.
ISBN 3-7723-8731-4.
UT93: Christoph Schenk Ulrich Tietze.
Halbleiter-Schaltungstechnik.
Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/New York, 10. edition, 1993.
ISBN 3-540-56184-6.

Weiterführende Literatur

Für denjenigen, der die bestehende Schaltung modifizieren (oder auch eine eigene Schaltung entwickeln) möchte, kann ich folgende Literatur empfehlen:

[PH89] enthält sehr gute Erklärungen ohne allzuviele Formeln und sehr viele Praxishinweise.
[UT93] enthält viele der in [PH89] vernachlässigten Formeln und geht insgesamt den Dingen mehr auf den Grund; es ist allerdings ein gewisses Vorwissen hilfreich.
[Skr88] ist ein Eldorado der Audioschaltungstechnik, erfordert aber ebenfalls zum vollen Verständnis etwas an Vorkenntnissen.

Verbesserungen

Hier nun einige Vorschläge, wie man den Phonovorverstärker verbessern könnte; mangels eigener Tests allerdings ohne Garantie auf verbesserte Klangeigenschaften:

Verbesserungen der Spannungsversorgung:
- Kanalgetrennte Netztrafos und Siebung.
Einsatz anderer Operationsverstärker, in Frage kommende Typen sind:
- single: OP27, OPA 27, OPA134 (für laute Systeme), LT1028 (für leise Systeme)
- dual: LM833, OPA2134 (für laute Systeme)

Bauteile

Stückliste der Spezialbauteile

Tabelle 1: Spezialbauteile

Teil	Wert	Typ	Hersteller	Bezug
$C_{35/36}$	10nF/63V	FKP	Philips	RS
$C_{35/36}$	2 x 15nF/63V	FKP	Philips	RS
C	100nF/100V	MKS2	Wima	RS
$C_{33}$	3,3 $\mu$ F/63V	MKS4	Wima	RS
C	10 $\mu$ F/25V	Tantal E2	Philips	Mütron
$C_{44/45}$	220 $\mu$ F/40V	Elko B2 EK	ROE
$U_{10}$	LM317	U-Regler	Nat. Semiconductor	überall
$U_{12}$	LM337	U-Regler	Nat. Semiconductor	überall
$U_{7}$	NE5532	OP-Amp	diverse

Hinweise zur Beschaffung von Bauteilen

Tabelle 2: Anschriften der Distributoren

Distributor	Adresse	Telekom/Internet
Conrad-Elektronik	Klaus-Conrad-Str. 1	Tel:	0180/531-2111
	92240 Hirschau	Fax:	0180/531-2110
		WWW:	www.conrad.de
Meyer-Elektronik	Postfach 110158	Tel:	07223/52055
	76487 Baden-Baden	Fax:	07223/52777
Mükra-Electronic	Postfach 847	Tel:	07161/70031-33
	73008 Göppingen	Fax:	07161/71929
Mütron	Postfach 103067	Tel:	0421/3056-0
	28030 Bremen	Fax:	0421/3056-146
Neumüller-Fenner	Raiffeisenallee 10	Tel:	089/613795-0
	82041 Oberhaching	Fax:	089/613795-80
		WWW:	http://www.fenner.ch
Reichelt-Elektronik	Elektronik-Ring 1	Tel:	04422/955-0
	26452 Sande	Fax:	04422/955-111
		email:	Reichelt@Post.de
		WWW:	www.Reichelt.de
RS-Elektronik	Hessenring 13b	Tel:	06105/401-234
	64546 Mörfelden-Walldorf	Fax:	06105/401-100
		email:	rs-gmbh@rs-components.com

Über dieses Dokument

Dieses Dokument entstand auf einem Linux-Rechner (SuSE 6.3):

Es wurde mit LYX-1.1.5 erstellt und nach TEX exportiert. LYX ist ein graphisches Frontend zu L^ATEX. L^ATEX ist ein professionelles Buchsatzprogramm. Im Gegensatz zu üblichen Textverarbeitungsprogrammen ist L^ATEX anerkanntermaßen fehlerfrei, der letzte Bug wurde vor ein paar Jahren gefunden und behoben (und dieses honoriert). Die Schaltpläne wurden mit Hilfe des epsf-Pakets (\usepackage{epsf}) eingebunden.
TEX wurde mit L^ATEX-2e in dvi, dieses mit dvips-5.82 in Postscript, dieses schließlich mit ps2pdf (Aladdin Ghostscript 5.50) in PDF verwandelt. dvips ist der Postscript-Druckertreiber von L^ATEX. Ghostscript ist ein Druckertreiber für Drucker, die nicht Postscript-fähig sind. PDF (Portable Document Format) ist ein proprietäres Dateiformat der Firma Adobe.
TEX wurde mit latex2html-98.1p1 nach HTML verwandelt. Die nicht automatisch erstellten Verweise wurden mit Hilfe des html-Pakets (\usepackage{html}) erzeugt. latex2html ist ein Perl-Script, welches eine TEX-Datei liest und HTML-Seiten erzeugt. Perl ist eine mächtige betriebssystemunabhängige Interpretersprache und ersetzt die betriebssystemabhängigen Shellsprachen.
Der Schaltplan wurde mit Eagle 3.55r3 erstellt und mit ps2pdf (s.o.) von Postscript nach PDF verwandelt.
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The command line arguments were:
latex2html -html_version 3.2,latin2 -split 3 -link 1 -address ah@despammed.com rotel-mm.tex

The translation was initiated by Andreas HÃ¼nnebeck on 2003-11-03

ah@despammed.com

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