Phono-VorverstärkerAus Klang & Ton 3/97 | MM oder MC? | Betriebsspannung | Meßwerte | Klang | Fazit | Heute noch einen Plattenspieler als Programmquelle einzusetzen, kann verschiedene Gründe haben; einer ist die unbestreitbare musikalische Qualität, die ein guter Plattenspieler zu verbreiten mag, ein anderer das Interesse an Musik, die nicht als CD verfügbar ist. In beiden Fällen hängt das erzielbare Vergnügen nicht alleine von den Qualitäten des Laufwerkes, sondern in besonderem Maße von denen des Phono-Vorverstärkers ab, der das Signal aus der Rille aufbereitet.
Die Phonostufe zum modularen Vorverstärker, dessen Mainboard und Linestufe Themen der vorausgegangenen beiden Folgen dieser Serie waren, trägt diesen Bedürfnissen Rechnung. Um allen Anforderungen gerecht zu werden, sollte es sogar zwei Phonovorstufen geben: Eine preiswerte Lösung mit hohem klanglichen Anspruch, die allen Gelegenheitshörern gerecht wird, und eine ultimative Lösung, die höchstwertigen Plattendrehern angemessen ist. Von diesen ehemals zu ehrfurchgebietenden Summen gehandelten Präzisionsmaschinen konnten 99 Prozent der ambitionierten Musikliebhaber in vergangenen Tagen nur träumen. Heute sind viele dieser Objekte stiller Begierde zu einem Bruchteil des ehemaligen Preises gebraucht zu erwerben, sodaß sich alleine aus diesem Grund die Rückbesinnung auf den analogen schwarzen Tonträger wieder in verstärktem Maß lohnt. Und wer seinen Plattenspieler selber bauen will, findet bei Thomas Scheu aus Wuppertal neben exzellenten Bauteilen auch das nötige Fachwissen hierfür. Zwei Konzepte für eine Phono-Vorstufe (die Positionen 1) und 6) des Textkastens) entstanden im Rahmen des modularen Vorverstärkers. Beide sind in sich stimmig und können auf ein und derselben Platine aufgebaut werden. Ihr wesentlicher Unterschied liegt in der Verwendung von Stromquellen bei der aufwendigeren Schaltung, deren passives Entzerrernetzwerk zudem niederohmiger dimensioniert ist. MM oder MC?Im Verlauf der Entwicklung fiel die Entscheidung, auf die Anpaßbarkeit der Phonostufe an ein leises MC-System zu verzichten; die klanglichen Kompromisse einer MC-tauglichen Schaltung waren zu groß, und es ließen sich wesentlich bessere Resultate mit einem batteriebetriebenen Vor-Vorverstärker oder einem guten Übertrager erzielen. Die Entwicklung des Phonomoduls war ein willkommener Anlaß, verschiedene Konzepte (siehe Textkasten) aufzubauen und miteinander zu vergleichen. Neben acht verschiedenen hausgemachten Varianten standen noch fünf kommerzielle Geräte zwischen 2.000 und 20.000 DM zur Verfügung, was einen umfassenderen Überblick ermöglichte. Als Plattenspieler diente ein Garrad 401 mit einem SME 3012 Tonarm und verschiedenen Abtastern. Die Ausgangsspannung der MC-Systeme wurden über eine batteriegespeiste Transistorstufe auf MM-Niveau gebracht.
Um eine lange Geschichte kurz zu machen: Eine Variante spielte sich an allen anderen locker vorbei, gleich, ob sie sich mit den hausgemachten Prototypen oder den ausgewachsenen kommerziellen Geräten messen mußte. Sie besteht aus einer passiven Entzerrung, die zwischen zwei Verstärkerstufen in Improved-SRPP-Schaltung liegt. Diese Stufen werden hier mit einem durch eine Konstantspannungsquelle erzeugten Strom von etwa einem Milliampere betrieben, um das Stromrauschen klein zu halten. Der Ausgangswiderstand jeder dieser Stufen liegt - ohne interne Gegenkopplung - bei einem Kiloohm, was ideal ist, um das passive RIAA-Netzwerk niederohmig auszulegen, und zudem einen laststabilen Ausgang garantiert. Üblicherweise befindet sich am Ausgang der ersten Verstärkerstufe ein Koppelkondensator, der Gleichspannung von den folgenden Stufen und insbesondere dem Entzerrernetzwerk fernhält. Dort können dann handelsübliche einprozentige Kondensatoren mit 63 Volt Spannungsfestigkeit verwendet werden. Diese geringe Toleranz ist wichtig, um die RIAA-Kennlinie exakt einzuhalten. Wie ausgiebige Hörtests ergaben, beeinträchtigt der Koppelkondensator das Klanggeschehen allerdings deutlich, auch wenn er so groß ausfällt, daß die untere Grenzfrequenz dieses Hochpasses einige Oktaven unterhalb der Wahrnehmungsgrenze liegt. Aus diesem Grund wurde er hinter das RIAA-Netzwerk gelegt, wo er weitaus weniger Schaden anrichtet. Zudem kann er an dieser Stelle deutlich kleiner ausfallen, denn er "sieht" als Last nicht mehr das niederohmige Entzerrernetzwerk, sondern den hochohmigeren Eingang der zweiten Verstärkerstufe. Dadurch wurde es jedoch unumgänglich, für die Entzerrung spannungsfestere Kondensatoren einzusetzen, die nicht mit Toleranzen von einem Prozent erhältlich sind. Das bedeutet, jeden einzelnen Kondensator individuell ausmessen zu müssen, bietet dafür aber die Möglichkeit einer paarweisen Selektion der Bauteile, wovon die räumliche Abbildung merklich profitiert: Sie gewinnt an Plastizität und Stabilität.
BetriebsspannungEine Betriebsspannung von 240 Volt versorgt die Schaltung mit Energie. Jede einzelne Verstärkerstufe ist über einen Vorwiderstand und einen mit einem KP-Folienkondensator gebrückten Elko von der Betriebsspannung entkoppelt; die Stromquellen unterdrücken Störungen vom Netzteil nochmals um etwa 40dB. Masse und Betriebspannung werden über die 20 poligen Steckverbinder kanalgetrennt zum Netzteil geführt. Es ist problemlos möglich, den kompletten Vorverstärker im Doppelmonobetrieb mit getrennten Netzteilen pro Kanal zu betreiben. Eine kleine Adapterplatine macht's möglich; das zweite Netzteil kann direkt über die geschalteten Ausgänge des ersten aktiviert werden.
MeßwerteDank doppelseitiger Platine fallen die Signalwege sehr kurz aus, und eine zentrale Masseführung ließ sich realisieren. Der Fremdspannungsabstand der Schaltung liegt schon ohne schützendes Metallgehäuse bei 72 dB, übertrifft die maximal mögliche Dynamik der Schallplatte also um gut 10 dB, und dieser Wert läßt sich durch den Einbau in ein abschirmendes Gehäuse noch verbessern. Der Frequenzgang ist im Bereich von 20 Hertz bis 20 Kilohertz auf plus/minus 0,1dB linear, und die Verstärkung bei 1.000 Hertz liegt bei 41 dB (110fache Verstärkung), was für eine MM-Vorstufe im oberen Bereich üblicher Werte liegt. KlangDie beiden Pole, zwischen denen sich das Klangbild aufspannt, sind eine Ausstrahlung von Ruhe und fundamentaler, unangestrengter Kraft, die keines der anderen Schaltungskonzepte vermitteln konnte. Stimmen und Instrumente werden plastisch, stabil und atmosphärisch dicht im dreidimensionalen Raum abgebildet, was den Zuhörer die Entscheidung, 'wichtigeren Dingen' nachzugehen, schwerfallen läßt. FazitDas Phono-Vorverstärkermodul bietet höchste Klangqualität zu einem sehr fairen Preis. ---Einschaltverzögerung:Dieses zierliche Modul ist als kleine steckbare Platine ausgeführt, die einfach von oben in den vorgesehenen Steckplatz eingesetzt und mit zwei Abstandsbolzen mechanisch fixiert wird. Sie schaltet das Ausgangssignal erst frei, nachdem sich alle Arbeitspunkte des Verstärkers stabilisiert haben. Realisiert wurde sie mit dem Timer-IC 555, das in der angegebenen Dimensionierung von RT und CT nach etwa 17 Sekunden das Relais aktiviert. Eine Änderung der Verzögerungsdauer ist einfach durch Vergrößern oder Verkleinern von CT möglich; größere Werte erhöhen die Zeitspanne und umgekehrt. Im Ruhezustand legt das Relais die Ausgänge der Vorstufe über kleine 11-Ohm-Widerstände an Masse. Der Signalweg bleibt dabei erhalten, die Endstufeneingänge liegen also ebenfalls an Masse. Diese Lösung besitzt den unschätzbaren Vorteil, daß der Signalweg nicht durch die Einschaltverzögerungs- Platine und schon gar nicht über einen Relaiskontakt führt. Ihre Stromversorgung bezieht die Schaltung aus der Heizspannung des Line-Moduls, oder bei Betrieb mit einer Halbleiterschaltung aus deren Betriebsspannung. Ohne angeschlossenes Netzteil kann das Relais natürlich nicht öffnen, es bleibt also sehr ruhig im Lautsprecher... Ferner ist eine Betriebszustandsanzeige auf der Platine integriert, die in der Lage ist, über eine zweifarbige LED Auskunft über den momentanen Schaltzustand zu geben. So kommt man nicht zum falschen Zeitpunkt auf die Idee, angesichts des Verdachts zu niedrig eingestellter Lautstärke das Potentiometer aufzudrehen, um dann nach Aktivierung des Verstärkers seine Lautsprechermembranen vom Teppich kehren zu müssen. ---RIAA - muß das sein?Im Vinyl der Schallplatte sind die Musiksignale des linken und rechten Kanals in die beiden Rillenflanken eingeprägt. Beim Abspielen wandelt das Tonabnehmersystem sie in elektrische Signale um. Tiefe Frequenzen mit großen Wellenlängen und Amplituden beanspruchen viel Platz in der Schallplattenrille und führen deshalb zu extremen Auslenkungen der Nadel, hohe Frequenzen hingegen sind so klein, das sie nur schwerlich durch die Nadel abtastbar sind. Um dieses Mißverhältnis auszugleichen, werden bei jeder Schallplattenaufnahme die Höhen verstärkt und die Bässe abgesenkt. Die Kennlinie dieser Frequenzgangverbiegung ist allgemein verbindlich in den Fünfziger Jahren durch die Record Industrie of America Association, kurz RIAA, festgelegt worden. Ein Phonovorverstärker muß nun nicht nur die niedrige Ausgangsspannung des Tonabnehmersystems - etwa 5 Millivolt bei MM- und 0,5 Millivolt bei MC-Systemen - auf Vorverstärker-taugliches Niveau von etwa einem Volt bringen, sondern auch den Frequenzgang wieder geradebiegen oder, wie die Fachleute sagen, entzerren. Dafür gibt es zwei grundsätzlich unterschiedliche Vorgehensweisen: Bei passiven Entzerrerschaltungen sitzen die frequenzgangbestimmenden Bauteile zwischen zwei Verstärkerstufen und schwächen das durchlaufende Musiksignal in Abhängigkeit von der Frequenz unterschiedlich stark ab. Aktive Entzerrer liegen dagegen im Gegenkopplungspfad zwischen Ausgang und Eingang der Verstärkerstufen. Aktiv entzerrte Phonostufen besitzen daher immer eine Gegenkopplung; in passiven Phono-Vorverstärkern können die einzelnen Verstärkerstufen - jede für sich - gegengekoppelt sein oder auch nicht. Erfahrungsgemäß klingt eine aktive Entzerrung eher präsent, eine passive im Vergleich dazu wesentlich dezenter, wenn sie hochohmig ausgelegt ist. Bei niederohmiger Auslegung gewinnt das Klangbild deutlich an Kontur, Plastizität und Ausdruckskraft, ohne dabei ins Harte umzuschlagen. Die vor dem Entzerrernetzwerk liegende Verstärkerstufe muß allerdings entsprechend dimensioniert sein, damit sie die niederohmige Last treiben kann. STECKBRIEF
Bausatzname: Modularer Phono-Vorverstärker MPV 1, passend zum modularen Motherboard MMB 1
Ca.-Preise Komplettbausatz:
PREIS-LEISTUNGS-VERHÄLTNIS: DAS FIEL UNS AUF: + praktisch beliebig erweiterbares Modulkonzept |
