Omtec Vorstufe VA-602, Revision

      Omtec Vorstufe VA-602, Revision

      Liebe Freunde,

      kürzlich bekam ich einen Vorverstärker der deutschen Marke Omtec, Modell VA-602, mit Totalschaden (dazu unten mehr). Da dieses Ding sowohl sehr selten ist (m.W. sind da nicht mehr als ca. 10 von gebaut worden) also auch in einigen Aspekten ganz interessant, berichte ich hier ein wenig. Hier erst einmal zwei Bilder vom geöffneten Gerät:



      Das Netzteil ist extern, und war nicht mehr dabei. Laut Frontplatte sollte es "Phono" geben, aber innen sind nur 4 Hochpegelstufen (diskret aufgebaut), von denen 2 für die normalen Ausgänge und 2 für die komplett unabhängigen Bandausgänge gebraucht werden. Ein genauerer Blick auf die Platine:



      Links die Einheiten für die Bandausgänge, dann zwei diskrete Spannungsteiler mit Relais, rechts daneben die normalen Ausgangsstufen, und ganz rechts die Spannungsversorgung. Aufrecht vor der Frontplatte ist eine Platine mit dem Digitalteil, der einen Mikroprozessor für die Ansteuerung des diskreten Spannungsteilers enthält. Das Poti für die Lautstärke ist ein lineares Mono-Poti, das nur als Stellglied arbeitet, und der uP schaltet dann die passenden Relais kanalgleich um. Ein extremer Aufwand (und nicht ohne Probleme), aber mindestens für die 90er Jahre etwas ungewöhnlich.

      Ein "Spezi" hatte sich wohl ein eigenes Netzteil gebaut, und dann (1) die Polarität vertauscht und (2) die Digitalsektion an 24 V (statt 6 V) mit angeklemmt. Das hatte dann fatale Folgen im Gerät. Die Details der Spannungsregelung sehen so aus:



      Für die analogen Stufen sind kanalgetrennte 7820/7920 verbaut (linkes Bild), von denen die positiven hin waren. Anders als sonst meist zu sehen, kommen hier die dicken Kapazitäten NACH den Reglern, und dann pro Stufe lokal noch einmal. Das ist ein gelegentlich verwendetes Konzept, bei dem die Elkos ein wenig wie kleine Akkus wirken, und die Regler für einen exakten Füllstand sorgen, salopp gesprochen. Kann man machen, hat Vor- und Nachteile. Für die digitale Sektion ist ein diskreter Regler mit geringem Spannungsabfall und sehr genauen 5 V an Bord (rechtes Bild). Der hatte überlebt, und zu meinem Glück hing auf der Digitalplatine alles Kritische an den 5 V vom internen Regler. Die anderen Dinge (einfache elektronische Schalter etc.) waren zum Glück in einer Version verbaut, die auch bei 20 V nicht sofort aussteigen, so dass es beim Ersatz diverser defekter LEDs und sonstiger Kleinteile blieb. Das hätte ich sonst wohl auch kaum wieder hinbekommen, denn einen Schaltplan gibt es (natuerlich) nicht.

      Nachdem ich mir ein provisorisches Netzteil mit stabilisierten 6 V (digital) und symmetrischen 2x25 V (analog) gebaut hatte, waren noch einige Teile zu ersetzen. Auch der Geber für den Mikroprozessor musste erneuert werden, und einige fehlende Masseverbindungen waren zu rekonstruieren. Es war halt schon recht wild in dem Gerät herumgelötet worden ... das bleibt nicht ohne Spuren. Seither läuft die Vorstufe aber, und die Lautstärkeeinstellung geht erstaunlich "smooth", man hört keine Schaltsprünge. Wie das im Detail erreicht wird, weiss ich leider nicht, eine Rekonstruktion des Planes war mir dann doch zuviel Arbeit ;)

      Phono wollte ich aber schon dabei haben. Am Einfachsten wäre es gewesen, eine ESP-Platine einzusetzen, die wir ja gerade an anderer Stelle recht genau diskutiert haben, und die wirklich sehr ordentliche Resultate liefert. Aber nun ist diese gesamte Vorstufe rein diskret aufgebaut, mit BC 550 / 560 von Siemens übrigens, und da wäre das dann doch ein Stilbruch. Da kam mir dann der SUPRA aus der Elektor in den Sinn, eine ebenfalls mit diesen Transistoren aufgebaute Phonovorstufe, die dazu noch den Vorteil hat, sehr rauscharm zu sein und somit im Prinzip für MM und für MC tauglich zu sein. Es gibt diverse Varianten davon.

      Reinhard war (wie immer) sehr hilfsbereit, und hat die existierenden Varianten per Simulation verglichen. Dabei kam dann noch eine klare Verbesserung der Entzerrung heraus, und die Version habe ich dann aufgebaut (mittels der alten Platinen von Elektor, von denen ich noch zwei hatte). Die sind auch kanalgetrennt, was gut zur Spannungsversorgung passt. Auf einer Aluplatte aufgebaut sieht das so aus:



      Alles ist schön kanalgetrennt, und man kann erahnen, dass im Eingang viele Transistoren parallel geschaltet sind (Plan kommt spaeter). Anders als im originalen Vorschlag läuft die Schaltung hier direkt an den symmetrischen 20 Volt, auf weitere Spannungsregler konnte ich verzichten. Auf jeder Platine sitzt also pro Spannung nur noch ein Gyrator, weshalb die Schaltung mit ca. 18,5 V laeuft. Und das tut sie uebrigens sehr gut, wie ein erster Check ergab. Für die verschiedenen Verstärkungen habe ich einen kleinen Schalter (Typ: Ein - Aus - Ein, Version Subminiatur) eingebaut, und zwar so:



      Zu dem normalen Widerstand kann einer von zwei anderen parallelgeschaltet werden, und so die Verstärkung um einen Faktor 2,5 oder 10 erhöht werden. Das ging per Kunstlötung, und nachdem alles eingebaut und getestet war, sorgte ein wenig Zweikomponentenkleber für einen Schulterschluss mit zwei benachbarten Tantalperlen. So steht der Schalter nun stabil und kann problemlos geschaltet werden. Damit diese Version des SUPRA sauber läuft, braucht sie noch einen DC-Servo, über den ich dieser Tage noch etwas nachtragen werde. Normal könnte man auch mit einem Fusspunkt-Elko in der Gegenkopplung dafür sorgen, dass der Arbeitspunkt der Class-A-Ausgangsstufe vernünftig steht, aber mit der Umschaltung harmoniert das nicht so gut wie ein DC-Servo. Die Transistoren im Ausgang laufen mit 20 mA (gemessen), und verbraten hier 0,3 W. Darum bekamen sie noch kleine Kühlkörper spendiert. Damit bleiben sie zuverlässig unter 50 Grad.

      Soviel erst einmal fuer heute. Vielleicht schreibt uns Reinhard ja bei Gelegenheit noch etwas zu seinen Einsichten zum SUPRA ...

      Michael

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      Dann muß ich wohl! ;)

      Der hier von Michael realisierte SUPRA-MM-Phonovorverstärker geht auf einen in der Zeitschrift ELEKTOR anfang der 1980iger Jahre publizierten Entwurf zurück, der etwas modifiziert wurde. Die Modifikationen waren
      a) eine Veränderung des Arbeitspunktes der Transistoren der Eingangsstufe nach einem im US-amerikanischen DIYAudio-Forum früher publizierten Vorbild und
      b) eine leichte Anpassung des passiven Entzerrernetzwerks, um die Abweichungen von der RIAA-Entzerrung innerhalb von 0,2 dB zu halten.

      Die Änderungen (a) umfassten die Verkleinerung der Emitterwiderstände der Transistoren der Eingangsstufe von 68k auf 33 kOhm, was die nirdrigen harmonischen Verzerrungen noch weiter verringerte, sowie eine Änderung des Widerstands am Gyrator der negativen Versorgung, um die positive und negative Spannung besser zu symmetrieren.

      Der Operationsverstärker für den Servo ist ein JFET-Typ (Simulation mit LF353), da dessen Eingänge von hohen Quellimpedanzen gespeist werden.

      Die von Michael realisierte Schaltung wurde vor der Bestückung in der Simulation überprüft:



      Durch Parallelschaltung von je 4-Transistoren wird das kritische Rauschen der Eingangsstufe halbiert. Die Rauschbeiträge der Transistoren sind nicht korreliert und der Gesamt-Rauschbeitrag ist deshalb die Wurzel aus der Summe der Quadrate der Einzelkomponenten (sog. "RMS-Summierung"). Dabei muss darauf geachtet werden, dass alle parallel geschalteten Transistoren wirklich rauscharm sind. Ein fauler Apfel verdirbt sonst den ganzen Korb. In der Simulation zeigt die Schaltung eine Verstärkung von 35 dB (bei 1 kHz) und eine Rauschspannung (20 Hz - 20 kHz) von nur 12 µV. Natürlich erhöht sie sich, wenn ein Magnetsystem an den Eingang angeschlossen wird, da dann auch die Quellimpedanz des Systems mit ihrem Eigen-Rauschen an der Eingangsimpedanz des VV-Eingangs beiträgt. Für ein MM-System Shure V15 III erhöht sich das Rauschen z.B. auf fast das Vierfache. Selbst das ist immer noch gering zum Nadelrauschen von einer Platte. Trotzdem will man zusätzliche (unnötige) Rauschbeiträge der Verstärkerschaltung vermeiden.

      Die Klirrfaktoren sind untadelig, im Prozentbereich tut sich erst in der vierten Nachkommastelle etwas. Das war mit der nochmaligen Verbesserung der sowieso schon guten originalen Elektor-Schaltung auch zu erwarten.

      Durch Verringerung/Umschaltung des 270 Ohm Fusspunktwiderstands in der Gegenkopplung auf 100 Ohm kann die Verstärkung bei 1 kHz von 35 dB auf 43 dB erhöht werden.

      Die eigentliche Verstärkung übernehmen die in Klasse-A arbeitenden beiden Ausgangstransistoren BC560C/BC550C. In der Simulation arbeiten sie mit einem Kollektor-Ruhestrom von etwas über 17 mA bei 270 mW Leistung, sind also deutlich stärker belastet als in der ELEKTOR Originalschaltung (dort ca. 5 mA Ruhestrom). Michael hat ihnen deshalb Kühlkörper spendiert.







      Gruß
      Reinhard

      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „oldiefan“ ()

      Danke Reinhard, insbesondere für Deine diversen Rechnungen und Simulationen ! Ich habe den DC-Servo kanalgetrennt mit einem LF 351 realisiert, mit 1 MOhm und 330 nF bei den beiden R-C-Gliedern. Im Ausgang musste ich den Widerstand dann noch auf 10 kOhm reduzieren, weil ich _drei_ Verstärkungen vorgesehen habe, einmal 270 Ohm, dann 110 Ohm, und schliesslich noch 27 Ohm --- letzteres für MC.

      Dabei steigt dann der Offset an (trotz Selektion der Transistoren). Wenn man einmal bei offenem Eingang umschaltet, will man ja auch noch einen gescheiten Arbeitspunkt haben (vor allem, da die Transistoren im Ausgang ja etwas mehr Leistung verbraten --- wenn der Offset zu sehr steigt, wird es einem der beiden BC dann eindeutig zu warm ...). Mit angeschlossenem System passiert das nicht, aber mit offenem Eingang bei maximaler Verstärkung eben schon. Mit 10 kOhm ist alles im grünen Bereich.

      Jetzt habe ich noch eine (kleine) Einstreuung vom Mikro-Prozessor. Das war fast schon zu erwarten, und ist vermutlich der Grund, warum es original kein Phono in dem Gerät gab. Aber die Digital-Platine ist auch einfach hochkant hinter der Front, und nicht weiter abgeschirmt. Da werde ich mal ein Alublech spendieren, vielleicht reicht das schon.

      In dem Kontext noch eine Frage: Es gibt ja zwei getrennte Netzteile (einmal symmetrische 20 V für analog, und einmal 6 V für digital). Momentan sind die galvanisch komplett getrennt. Gibt es bei so einer Anordnung eine "typische" Empfehlung, ob man das besser so macht, oder lieber koppelt ? Wenn koppeln, wie am besten ? Ist vielleicht eine Frage an Andreas --- wobei man hier die HF vom Digitalteil am liebsten so weit wie möglich raushalten möchte ...

      Besten Gruss,

      Michael
      So, weiter geht's ... hier erst einmal ein Bild von den eingebauten Phono-Stufen:



      Man kann erkennen, dass die bereits oben gezeigte Aluplatte als Träger dient, der unten am Gehäuse fest verschraubt ist. So ist alles sehr stabil. Die DC-Servos mussten noch extra angebracht werden. Da hatte ich noch zwei Platinen (leider nicht so klein wie möglich) von diversen Endstufenprojekten. Die sind als hochgestellte Plattformen über der Hauptplatine angebracht, einfach mit 4 langen Polyamid-Schrauben, die mit Sekundenkleber fixiert sind. Das hat sich in der Vergangenheit bewährt. Funktion ist einwandfrei, mit der Dimensionierung wie oben beschrieben.

      Das externe Netzteil sieht so aus:



      Man erkennt links den Teil mit stabilisierten 6 V (per 7806) für die Digitalsektion, und rechts den Teil mit symmetrischen 25 Volt für den analogen Teil. Der Trafo ist hier ein Talema Ringkern mit 15 VA, sekundär 2 x 18 V. Da die Leerlaufspannung der Talema-Trafos eher hoch ist, kommt man damit locker hin. Beide Trafos haben Primär- und Sekundärsicherungen, alles ist auf Lochrasterplatinen aufgebaut.

      Schliesslich noch die Schaltung der Ausgangsstufen fuer die Band-Ausgänge:

      om-buffer-pic.pdf

      Ich hoffe, ich habe sie richtig extrahiert. Die Hochpegelstufe ist minimal anders, und arbeitet nach dem Spannungsteiler, der ja mit Relais betrieben wird. Christian war so nett, die Schaltung mal kurz zu checken, vielleicht ergänzt er das hier ja noch. Ich muss mich jetzt mal um die Abschirmung der Digitalsektion kümmern, um die Einstreuung noch zu reduzieren. Das wird eine Weile dauern ... vielleicht gibt es ja auch noch Hinweise zur Behandlung der beiden Netzteilsektionen (hinsichtlich galvanischer Trennung oder Kopplung).

      Besten Gruss,

      Michael
      Die Frage mit der HF-Kopplung habe ich nicht so ganz verstanden.

      Abschirmung bei HF ist immer gut!
      Mit Platinenmaterial kann man prima Abschirmungen quick & dirty bauen.
      Manchmal gibt es kaschiertes Material ohne Photolack zum Schleuderpreis.

      Haut es bei Phono rein, wäre meine erste Idee, damit auf der Lötseite eine Schirmung zu realisieren.
      Wichtig, die Kupferfläche verbindet man mit der Phonomasse.
      Meist ist es recht sinnvoll, mehrere Masseverbindungen zu schaffen.
      Der Schirm ist dann auch durchgehend eine prima Signalmasse.

      Andreas
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com
      Danke Andreas,

      ich denke, der Teil ist mir klar. Meine andere Frage kann ich konkret so stellen: Momentan sind die beiden Spannungen komplett getrennt. Man könnte das so lassen, oder die digitale Masse an einer Stelle mit der analogen Masse verbinden, oder hochohmig dafür sorgen, dass die 6 V symmetrisch um die analoge Masse liegen --- gibt es dazu Tipps, was wahrscheinlich am besten geeignet ist ?

      Michael
      Ausprobieren!

      Meist ist es besser, wenn analog und digital getrennte Massen haben.
      Damit meine ich nicht, daß beide mit einfachem Multimeter (annähernd) gleiches Potential haben.
      HF-technisch kann man Massen prima mit einer Induktivität voneinander trennen.
      Mit dem Multimeter gemessen haben sie jedoch selbes Potential.
      Stichwort: Masseverschleppung
      Da kann schnell Unschönes passieren, wenn beide auch HF-mäßig identisch sind.

      Andreas
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com
      Liebe Freunde,

      nach längerer Pause bin ich endlich dazu gekommen, an der Vorstufe weiterzumachen. Es gab ja noch das Problem, dass die Mikroprozessor-Schaltung der Phono-Stufe etwas in die Suppe spuckte, und das ist sicher auch der Grund gewesen, warum bei Omtec in der Entwicklung zwar eine Phono-Stufe geplant, aber nie realisiert worden ist. Die ist hier ja, wie oben beschrieben, mit der Supra-Schaltung nach Elektor (mit Modifikation wie oben diskutiert) nachgerüstet worden. Sie ist umschaltbar für MM, MC HighOutput und MC.

      Um nun die Einstreuung zu reduzieren, habe ich ein kleines Alublech biegen lassen, mit den entsprechenden Aussparungen für die Stecker, und dann mit 4 Schrauben vom Boden her befestigt. Hier sieht man das Blech von hinten:



      Der Nutzen ist klar nachvollziehbar, Phono geht jetzt einwandfrei. Die Einstreuungen sind nicht ganz weg (klar, so ein Blech ist nicht HF-dicht, und es gibt immer noch Kabel, die da rausführen), aber das Problem ist so weit reduziert, dass hörbare Reste nur noch auf Rauschniveau sind. Nicht perfekt, aber mir momentan gut genug. Es ist ja auch ein älteres Gerät ... weitere Verbesserungen sind sicher möglich, aber mein Ziel, dieses seltene Exemplar wieder flott zu bekommen, ist erreicht. Ich bin mit dem Ergebnis insgesamt auch ganz zufrieden, und (optisch) recht gut erhalten ist die Vorstufe auch noch.

      Besten Gruss,

      Michael
      Ach ja, hier ist noch ein Bild der Vorstufe, diesmal mit Deckel und mit fertigem Netzteil. Das hat eine eigene kleine Frontplatte aus Alu bekommen, schwarz eloxiert. Die Vorstufe ist schlicht, minimal beschriftet, aber das dann auch hinten am Deckel, was praktisch ist. Vernünftige Knöpfe habe ich auch spendiert, da war nichts brauchbares dran ... der grosse Knopf liess sich abbeizen (war lackiert !), dann etwas schleifen und eloxieren. Die beiden anderen sind neu hinzugekommen. Das sieht jetzt auch einigermassen professionell aus, war vorher der Typ, nun ja, Bastlerversion ...



      So, nun kann das nächste Projekt in Angriff genommen werden ... was die Phono-Karte nach Kenwood ist. Christian hatte mal Platinen gemacht, bestückt sind sie inzwischen auch, aber noch nicht getestet ... also bis demnächst !

      Michael
      Merci vielmal ... aber mein Motiv ist eigentlich eher, dass es auch übersichtlich sein und bleiben soll, so gut es geht. Nur so kann man "Murphy" ein wenig austricksen ... denn: Es geht ja immer kaputt, was am wenigsten erreichbar ist ... und wenn alles erreichbar ist, geht auch nichts mehr kaputt ... ;)

      Spass beiseite. Die Vorstufen von Omtec sind ungewöhnlich in dem Sinne, dass sie ein auffallend lebendiges Klangbild schaffen, das vor allem durch eine gute räumliche Staffelung besticht --- Chöre werden in Breite und Tiefe gut gestaffelt, was vermutlich an der Kombination von Phasentreue, Bandbreite und einer "rock solid" Spannungsversorgung liegt.

      Und die Supra-Schaltung aus Elektor ist ja auch eine erprobte Vorstufe, die viele Freunde hat. Das passt schon alles ganz gut ...

      Besten Gruss,

      Michael