Kopfhörerausgang beim 8080F nachrüsten

@ Stefan
Clevere Idee von Dir, die Kristall-TA Buchse als Ausgang mit Adapter so zu benutzen, wie Du vorgeschlagen hast.


@ Michael
Ja, ist ja auch wirklich kein soo großes Ding. Ich denke, so ein Loch bekomme ich da schon rein, wenn es sein muss. Ich sehe, Du möchtest mich dazu ermutigen.

Danke für die vielen guten Vorschläge!
Reinhard

Ich bin mit mir immer noch nicht ganz klar, wie ich es mache. Aber es gibt eine sehr starke Tendenz.

Und die geht inzwischen weg von der Abschwächung mit Vorwiderständen hin zu einem KH-(Puffer-)Verstärker. Wie den dafür bereits ins Auge gefassten klassischen "47" Verstärker, für den die NF vor der Treiber-/Endstufenplatte abgezweigt werden kann. Einen Einbauplan dafür habe ich jetzt. Der "47-Amp" ist dafür unverändert, lediglich muss aufgrund der "virtuellen Masse" darauf geachtet werden, dass die "Masse-Pads" der NF- Ein- und Ausgänge der KH-Platte nicht mit "Chassis-Ground" des SABA 8080 bzw. der damit verbundenen NF-Abschirmungen der Audioleitungen verbunden werden dürfen, denn die "GND-Pads" sind auf der KH-Platte mit der dort generierten virtuellen Masse verbunden. Diese Art von DIY-Modulen ist für den Anschluss eines komplett separaten 12V-Netzteils konzipiert, dabei gibt es das Problem nicht, da dessen "Masse" ("- Pol") ja von der Chassis-Masse des Receivers vollständig getrennt ist. Bei Einbau in ein Audio-Gerät, bei dem dessen Stromversorgung mitbenutzt wird, muss man höllisch aufpassen, da ja dort "Audio-GND" und "Netzteil-GND" identisch und nicht getrennt sind. Sonst schliesst man über die Verbindung dieser verschiedenen "Massen" versehentlich C4 und R2 kurz!



Vorbereitungen sind getroffen, der KHV ist zusammengebaut und eine Platine, die dafür aus +33 V des SABA 8080 Netzteil eine +16 V Spannung über einen Längsregler mit Zenerdiode macht. Für die Spannungsanpassung habe ich ein Platinchen zweckentfremdet, das eigentlich für einen 78xy-Regler vorgesehen war.




Insgesamt ist dies der Plan, dort ist alles drauf, was die beiden kleinen Platinchen bereitstellen:



Ursprünglich hatte ich ja daran gedacht, die erforderlichen 12-18 V DC von einer der Spannungsversorgungen im Vorverstärker des 8080 einfach abzuzweigen. Davon bin ich abgekommen, da diese Spannungen im 8080 durch Vorwiderstände und dem Spannungsabfall bei definiertem Strom bestimmt sind. Schliesst man da noch mehr an, vergrössert sich der Strom, der Spannungsabfall wird damit grösser und die Spannungen stimmen dann nicht mehr. Infrage kam deshalb nur die +33 V Spannung aus dem Netzteil, die auf ca. 15 V zu bringen war, ohne dass sie dabei vom KHV-Strom im erwarteten Bereich von 6 bis 60 mA abhängt.


Der Grund für meine Bevorzugung dieser Lösung ist, dass mich meine Kopfhörer (AKG K52, OneOdio Pro 50, Philips Fidelio X3) an verschiedenen Voll-Verstärkern (SABA 8120, Grundig V 2000, NAD Model 200) mit über Widerstände abgezweigtem KH-Ausgang klangmässig nicht überzeugt haben. Alle drei KH klingen voneinander sehr verschieden und auch an den genannten Verstärkern jeweils verschieden. Es gab allerdings ein übereinstimmendes Defizit in einer übertriebenen Basswiedergabe, die unangenehm wummerte und in fehlender Präsenz-/Höhenwiedergabe. Dabei muss ich sagen, dass letzteres durch meinen altersbedingten Hochtonhörverlust mitverursacht wird. Ich bin daher auf kräftige Mithilfe der Klangsteller an den Verstärkern angewiesen, um die Kopfhörer / das Musikmaterial einigermassen "anhörbar" zu machen. Je nach Verstärker reichten die Stellbereiche von +/-15 dB für Bässe und Höhen aber kaum aus, um die Klangdefizite für mich angemessen zu beheben.

Jetzt kam mir bei der Entscheidung zuhilfe, dass ich mich in einem Anfall von Kaufrausch auf einen (preiswerten) Kopfhörerverstärker mit integrierten Bass-/Höhen-Stellern aus Neugier eingelassen habe, dessen Kopfhörersektion zufällig auch der besagte "47"-Kopfhörerverstärker (mit NE5532 OpAmps) ist. Es handelt sich um den "P1" Kopfhörerverstärker / Vorverstärker / DAC /Bluetooth von Douk Audio / Nobsound (China). Und, was soll ich sagen, damit gehören die Kopfhörerprobleme der Vergangenheit an. Die Bässe wummern/dröhnen nicht mehr, sondern sind mit diesem "Kästchen" exakt, straff und trocken und die Kopfhörer, die die Höhen an KH-Ausgängen höherer Ausgangsimpedanz (an den mit Abschwächungs-Widerständen versehenen Ausgängen der Vollverstärker) vermissen liessen, liefern damit die die vorher so vermissten Höhen. Und das bei nur moderatem Absenken der Baässe um ca. -3 dB und Höhenanhebung um nur ca. 5 dB, bei allen Kopfhörern etwa gleich.

Ich habe daraufhin den Douk Audio P1 gemessen und gefunden, dass er (in Mittelstellung der Klangsteller oder bei mit Schalter umgangenen Klangstellern) am KH-Ausgang einen guten, geraden Frequenzgang hat (40 Hz - 20 kHz, -1 dB), das haben die von mir verwendeten Voll-Verstärker auch. Daran kann es also nicht liegen, dass sich die Kopfhörer trotzdem am P1 viel besser "benehmen" (eine Besprechung des Douk Audio P1 bereite ich vor). Da kommt eigentlich nur noch eine andere Ursache infrage...

Der Knackpunkt scheint hier wirklich die sehr kleine Ausgangsimpedanz des "47"-Amplifier KHV-Teils zu sein, die (nach Simulation der Schaltung mit vergrösserter Kapazität der Ausgangs-Koppel-Cs von 220 µF auf 820 µF) zu nur ca. 2 Ohm bei 20 Hz und ca. 1 Ohm bei 40 Hz herauskommt (bei höheren Frequenzen noch viel kleiner). Dank der Stromverdoppler-Schaltung der OPVs gibt es damit auch gar kein Problem, 32 Ohm Kopfhörer zu treiben und auch für 300 Ohm Kopfhörer steht ausreichend Ausgangsspannung (bis über 2 V an 300 Ohm) zur Verfügung. Aufgrund der sehr niedrigen Ausgangsimpedanz bei immer noch genügend hoher Ausgangsspannung für höherohmige Kopfhörer (bis 300 Ohm) wird keine Umschaltung benötigt. Die Verstärkung kann an die vom SABA 8080 gelieferte Amplitude (ca. max. 1 V eff an Eingang Treiberstufe des 8080) mit einem Poti stufenlos von 0 bis max. 3 angepasst werden.

So weit bis heute. Demnächst geht es ans Praktische (ich hasse Bohren...).

Gruß
Reinhard

Hallo Michael,

Danke, ja, hattest Du schon geschrieben.
Ich sehe im Datenblatt des NJM 4556 nur nicht, dass dessen Ausgang unbegrenzt kurzschlussfest ist (ein Kurzschlussstrom ist auch nicht angegeben). Der NE5532 ist es und das ist mir wichtig - an der KH-Buchse kann man schnell mal einen "Kurzen" unbeabsichtigt verursachen und das sollte folgenlos bleiben. NJM 4556 würden dafür erfordern, die OpAmp Ausgangswiderstände von 47 auf 150 Ohm zu vergrössern, um auch im Kurzschlussfall innerhalb der zulässigen Lastgrenze zu bleiben. Die niedrige dynamische Ausgangsimpedanz bleibt damit aber erhalten, weil die Gegenkopplung der Schaltung "darüber geht". Wäre so also machbar.

Für die hohe Stromfähigkeit des NJM 4556 ist die von mir vorgesehene Stromversorgung mit hier max. 60 mA aber schon etwas knapp. Die sollte dafür aufgerüstet werden, wenn das Strom-Potential des NJM 4556 genutzt werden soll. Das ist im 8080 nur mit grösserem Umbau machbar. Man müsste dafür eine gesonderte Stabilisierung vorsehen und an das Endstufen-Netzteil anschliessen. Alle anderen Netzteilausgänge im 8080 mit hinreichender Spannung sind zwar schön stabilisiert aber scheinen mir auf den ersten Blick nicht ausreichend strompotent (= niederohmig), um diesen grösseren Strom liefern zu können, ohne dass es zu Spannungsabfall kommt. Ich bin mir nicht sicher, wieviel "Zusatzstrom" der Netzteilausgang +1a des 8080 schaffen kann.

Ich rechne damit,besser gesagt, ich hoffe noch, dass NE55326 für 32 Ohm (und KH mit grösserer Impedanz) noch reichen. Erst bei < 32 Ohm Kopfhörer (z.B. 16 Ohm) wäre der Strom damit m.E. zu knapp - oder bei relativ unempfindlichen Kopfhörern mit SPL von < 90 dB / 1 mW.

Ich rechne so:
Ich gehe von einer Ausgangs-Stromfähigkeit von wenigstens 5 mA pro NE5532 Ausgang an 32 Ohm aus. Pro Kanal können die beiden NE5532 also wenigstens 10 mA liefern.
Das macht eine Leistung an 32 Ohm Kopfhörer von ca. 3,5 mW bei 340 mV Ausgangsspannung. Bei der typischen KH-Empfindlichkeit von 95 dB SPL (für 1 mW) errechnen sich damit 100,5 dB SPL.

Typisch ist der Schalldruckpegel bei 1 mW bei den meisten Kopfhörern im Bereich > 90 bis ca. 100 dB SPL, also schon sehr laut (Rockkonzert live ca. 110 - 115 dB ist mir viel zu laut , danach rauscht es mir noch stundenlang in den Ohren, = Tinnitus).

Der NJM 4556 würde allerdings "locker" noch 15 mW mit 30 mA / 500 mV an 16 Ohm KH schaffen können. Die Gesamtstromaufnahme käme damit auf 2 x 30 mA + 20 mA Gesamtruhestrom = 80 mA.

Bleibt also eine Option!

Gruß
Reinhard

kugel-balu schrieb:

kaum vorstellbar, dass der 4556 keine Kurzschluss-Begrenzung hat. Sollte man ggf. einfach mal testen ...

Ärgerlich, dass die Datenblätter dazu und oft zu vielen anderen Dingen schweigen und man auf "insider Wissen" angewiesen ist.

Gruß
Reinhard

Inzwischen besteht mehr Klarheit zur Stromfähigkeit des NE5532.
NJM4556 wird nicht erforderlich sein. Die Stromfähigkeit des NE5532 ist nämlich viel besser als von mir bisher erstmal übervorsichtig angenommen, natürlich immer noch deutlich unter der des NJM4556.

Ich hatte mit wenigstens 5 mA gerechnet, weil im Datenblatt des NE5532 als möglicher min. Kurzschlussstrom 10 mA steht, aber das ist nach TI-Forum dort ein Fehler, der sich nachträglich da reingemogelt hat - die Leute sind darüber bei derselben Frage wie ich gestolpert. Tatsächlich wurden aber wenigstens 20 mA als bestätigt bezeugt (im prakt. Versuch, TI-Forum und dortige Diskussion - die TI-Leute sind da ja in ihrem Metier) und bis 25 mA max. dort Konsens.

e2e.ti.com/support/audio-group…532-ne5532-output-current

Bei der Stromverdopplung-Schaltung des "47 Amp" KH-Verstärkers sind also wenigstens 20 mA anzusetzen. Das könnte sogar noch für 16 Ohm KH reichen.

Demnach schafft er ...
- an 16 Ohm bis 0,4 V, 10 mW, 25 mA
- an 32 Ohm bis 0,8 V, 20 mW, 25 mA
- an 200 Ohm bis 2 V, 20 mW, 10 mA

Also Leistung >10 mW für KH-Impedanz ab 16 Ohm bis 300 Ohm, das genügt sicher.

Gruß
Reinhard

Es geht weiter.

Heute Löcher gebohrt und die "Anprobe", noch ohne Verdrahtung.
Die Kopfhörerbuchse und die beiden Baugruppen (KH-Verstärker und dessen 16 V DC Spannungsversorgung aus 33V vom Netzteil) haben ihren Platz gefunden.







Reinhard

Nun verdrahtet und Testlauf.








Damit habe ich endlich rauschfreien Kopfhörergenuss! Auch keine anderen Störgeräusche. Keine Masseschleife, keine Einstreuungen, alles gut.

Das Poti am Kopfhörerverstärker steht auf Rechtsanschlag = Verstärkungsfaktor 3, das passt. Hätte ich das vorher schon gewusst, hätte ich es gleich überbrückt und gar nicht erst bestückt. Aber so kann es ja auch bleiben.

Die NF-Zuleitung geht über ein geschirmtes Audio-Kabel ab Eingänge der Treiber-/Endstufenplatine. Die Schirmung ist aber nur an der Seite der Treiber-/Endstufenplatine angeschlossen. Nicht am Eingang des KH-Verstärkers. Hatte ich ja vorher schon geschrieben, sonst würde es einen Konflikt mit der virtuellen Masse auf der KHV-Platine geben. Auch die Audioausgänge zur KH-Klinkenbuchse sind aus demselben Grund ohne GND/Masseleitungen geblieben. Die KH-Buchse und damit die Kopfhörer selbst bekommen die GND-Verbindung stattdessen über den Schraubkontakt im Chassisblech und zusätzlich noch über ein Massekabel zu GND der Spannungsversorgung im Netzteil - vom gleichen Massepunkt (blauer Kreis), der zur +33 V Versorgung (roter Kreis) gehört und der mit dem zentralen Masse-Sternpunkt in der "elektrischen Mitte" zwischen den beiden großen Endstufennetzteil-Ladeelkos verbunden ist.




Der Klang am KH-Ausgang ist gut, habe nichts auszusetzen, sowohl mit UKW, als auch mit Bluetooth getestet.

Hat sich gelohnt, es so zu machen, trotz des Mehraufwands.
Fast fertig - nur in die Kunststoffrückwand muss muss noch das passende Loch über der KH-Klinkenbuchse.

Ich werde noch ein paar Messungen (Frequenzgang, Klirrfaktor) des KH-Ausgangs machen.


Gruß
Reinhard



Nachtrag:

Wie schon geschrieben, war das Bohren des 10 mm Lochs im Stahlblech für mich die Herausforderung. Schliesslich ging es - mühsam war es trotzdem. Eure guten Ratschläge haben geholfen. Ich habe als Bohr-/Schneidöl WD40 genommen, weil ich es gerade vorrätig hatte und habe erst mit einem 3 mm Loch angefangen und das dann schrittweise bis auf 10 mm aufgebohrt, schliesslich mit einer Feile entgratet.

Als Schüler habe ich in den Ferien mal in einer kleinen Maschinenfabrik gearbeitet, da durfte ich in der Produktion mitarbeiten, U.a. auch große Löcher in dicke Eisenplatten an gekennzeichneten Stellen bohren. Mit den großen Stand-Bohrmaschinen dort, gingen die Bohrer in das Metall, wie in Butter. Auch die Bohrer haben das ausgehalten.

Dieser 8080 F ist mir inzwischen ans Herz gewachsen, steckt inzwischen auch einige Arbeit drin, nicht nur der hier beschriebene Kopfhörerausgang mit eigenem Kopfhörerverstärker sondern er hat ja auch einen Bluetooth-Empfänger eingebaut bekommen (darüber hatte ich in einem anderen Beitrag geschrieben) und natürlich hat er auch eine General-Überarbeitung hinter sich.
Der nachgerüstete etwas aufwendiger gewordenen Kopfhörerausgang bringt im Musikmaterial nun Feinheiten ans Ohr, die vorher verborgen blieben - dabei ist er in Musikpausen / Sprachpausen totenstill, es ist keinerlei Restbrumm oder Sirren hörbar. Die räumliche "Auflösung" ist sehr gut und die Bässe kommen druckvoll und trocken. Das hat sich gelohnt.


Noch etwas zu den Audio-Eigenschaften am Kopfhörerausgang:

Mit den von mir verwendeten 820 µF Ausgangskoppelelkos (vorgesehen waren lt. Lieferant nur 220 µF) ist der Bassabfall bei 20 Hz an 32 Ohm Kopfhörern nur etwa 0,4 dB. Bei Hörern grösserer Impedanz noch weniger Bassabfall.
(Der Ausgangskoppelelko bildet mit der Kopfhörerimpedanz einen Hochpass, bei Ausgangselkos kleinerer Kapazität verliert man etwas an Tiefbass und an Dämpfungsfaktor).




Frequenzgang
Am Messgerät mit Eingangsimpedanz von 20 kOhm ist der Frequenzgang bei 20 Hz brettgerade, dabei ist die gesamte Vorverstärker- und Klangregelsektion des SABA 8080 auch noch im Signalweg (Klangregler auf Neutralstellung und geraden Frequenzgang vorher eingestellt, Linear-Taste gedrückt).


Klirrfaktor
Der Klirrfaktor (THD) des Kopfhörerverstärker ist verschwindend klein. Ich messe 0,001% (1 kHz, bei Pegel von 0,31 Veff am Tonbandeingang und 0,5 V am KH-Ausgang), und wieder ist der 8080 Vorverstärker auch noch in der Messkette. Zu niedrigen Frequenzen hin steigt der Klirr bis auf 0,04 % bei 20 Hz an. Da dies Verhalten bereits vom 8080-Vorverstärker so herrührt, kann ich den Beitrag des Kopfhörerverstärkers mit meinen Mitteln nicht mehr messen, er ist deutlich kleiner als meine untere Messschwelle.





Ergänzung:

Diese KH-Verstärker-Ausgangsleistung wird max. von der Schaltung geliefert:
16 mW @ 33 Ohm bei 0,3 V Eingangsspannung
22 mW @ 50 Ohm bei 0,3 V Eingangsspannung
28 mW @ 100 Ohm bei 0,5 V Eingangsspannung
24 mW @ 200 Ohm bei 0,6 V Eingangsspannung
21 mW @ 330 Ohm bei 0,7 V Eingangsspannung


Kopfhörer für diesen KH-Ausgang sollten daher bevorzugt eine Impedanz im Bereich von ca. 30 bis ca. 200 Ohm haben.

Gruß
Reinhard

Hi Michael,

Danke für das Testobjekt!
Das ist gut.

Ich habe einen Vergleich vor:

1. SABA 8080 mod. über dessen hier (Bluetooth im SABA HiFi Studio 8080) integrierte BT-Schnittstelle und den hier nachgerüsteten KH-Verstärker, via BT Verbindung vom PC
2. Douk Audio P1 DAC-KH-Verstärker (über den schreibe ich noch separat etwas) direkt vom USB-Ausgang des PC (also ohne BT dazwischen)
3. Douk Audio P1 BT-KH-Verstärker über dessen eigene BT-Schnittstelle via BT Verbindung vom PC

Douk Audio P1:audiosciencereview.com/forum/i…55019073894_o-jpg.114721/

Kopfhörer:
Philips Fidelio X3 (30 Ohm)



And the winner is....?

Da bin ich gespannt! Ich werde berichten.

Gruß
Reinhard