Übertrager versus Vorverstärker

[Ikarus 0]

Der Denon AVC1SE hat für Phono nur einen MM-Eingang. Ich kann zwar einfach die Lautstärke hochdrehen und so auch einwandfrei auch mit dem MC-System hören. Aber wehe jemand schaltete bei dieser Einstellung auf CD um }> oder so...

 

Ich hatte deshalb nach einem Aufwärtsübertrager von MC nach MM-Pegel gesucht, die sind allerdings ziemlich teuer. :-( Außerdem meine ich, ein Übertrager ist heutzutage überholte Technik. Bei Analog Devices fand ich einen Schaltungsvorschlag für einen linearen VV mit dem Baustein MAT03H bzw. SSM2220.

 

Ich habe den Verstärker aufgebaut, mit dem Ergebnis bin ich hochzufrieden. :-) Mit und ohne VV höre ich bei (ungefähr) gleichen Ausgangspegel keinen Unterschied in dem ohnehin fast unhörbaren Ruhe-Signal (Ohr am Lautsprecher, wehe jemand schaltet um... }>). Und klanglich ist da auch kein Unterschied. :7

 

Trotzdem würde ich gerne die Parameter deuten können; ich stelle deshalb mal den interessanten Auszug aus dem Datenblatt hierher. Ich kann z.B. mit Wurzel aus Hz nix anfangen. Außerdem ist mir die Parallelschaltung der drei Transistoren nicht ganz klar. Vielleicht ist jemand hier, der was dazu sagen kannn. Und - wenn es Vorzüge des Übertragers geben sollte, wo liegen sie und in welcher Größenordnung bewegen sie sich?

 

http://www.analog.com/pdf/mat03.pdf

 

Auszug:

 

SUPER LOW NOISE AMPLIFIER

The circuit in Figure 14a is a super low noise amplifier with equivalent input voltage noise of 0.32 nV/Wurzel Hz. By paralleling three MAT03 matched pairs, a further reduction of amplifier noise is attained by a reduction of the base spreading resistance by a factor of 3, and consequently the noise by Wurzel 3. Additionally, the shot noise contribution is reduced by maintaining a high collector current (2 mA/device) which reduces the dynamic emitter resistance and decreases voltage noise. The voltage noise is inversely proportional to the square root of the stage current, and current noise increases proportionally to the square root of the stage current. Accordingly, this amplifier capitalizes on voltage noise reduction techniques at the expense of increasing the current noise. However, high current noise is not usually important when dealing with low impedance sources.

(Wurzel-Zeichen ersetzt durch "Wurzel")

 

Danke für Hinweise und Kommentare.

 

Gruß, Rolf

 

 

[Jake270879 0]

Mahlzeit

 

So wie ich das sehe, bedeutet das, daß das Rauschen in Volt dieses "Verstärkers", 0,32 nV/wurzel Hz des Eingangssignals entspricht. Das wird wohl bedeuten, daß sich das Rauschen nur bei einer Änderung der Eingsfrequenz in seiner Amplitude ändert.

Bei einer Parallelschaltung von Transistoren verringert sich der Basiswiderstand der Kombination, wobei sich, warum auch immer das Rauschen um den Divisor Wurzel 3 reduziert.

So hab ich das jedenfalls verstanden...

 

[knisterof 0]

In diesem teil steht nur, dass bei kleinen Frequenzen die Noise größer als 1nV ist. wie man im Datenblatt auch in der Kennlinie Figure 8 sieht (Noisevoltage is a function of the Frequency.)

 

Auf seite 8 ist die schaltung gezeichnet (figure 7b), es ist eben ein Verstärker mit sehr kleiner noise, kleinem Klirrfaktor über den gesamten hörbereich, also gut für einen Preamp geeigent. Hier ist ein Microphonevorverstärker angegeben.

Die vorzüge sind inform von zahlenwerten diesem datenblatt zu entnehmen. Ich würde dir die Schaltung 7b empfehlen, da du denke ich keinen differenzverstärker brauchst und 1 bauteil wohl billiger als 3 ist.

 

 

mfg

 

[Calvin_and_Hobbes 0]

Hi Ikarus,

 

die ´Größe´ des Rauschens hängt neben den inherenten Eigenschaften des Bauteils immer auch von der Bandbreite ab, mit der das Bauteil arbeitet und mit der gemessen wird. Die Angaben für En (Datentabelle und Fig.8) und In (bei OP-Amps) beschreiben die spektrale Rauschdichte bezogen auf 1Hz Bandbreite. Weißes Rauschen hat eine konstante Dichte, d.h. das wäre in Fig.8 der ´rechte´ Bereich, oberhalb von 10Hz. Die Formeln lauten:

E= En mal Wurzel aus Fh minus Fl. Fh und Fl sind die Bereichsenden der Bandbreite. Also ist das Rauschen im Bereich zwischen 20 und 30Hz genauso groß, wie das Rauschen im Bereich 990-1000Hz! (E = En*3,16) Das Rauschen von 20Hz bis 20KHz beträgt demnach E=En*141,35.

 

Zum weißen Rauschen kommt aber noch zusätzliches Rauschen hinzu, dessen spektrale Leistungsdichte nicht konstant ist. Das Rosa Rauschen -auch 1/f-Rauschen-, das in Fig.8 links (unterhalb) von 10Hz auftritt und mit steigender Frequenz fällt, bis es im weißen Rauschen versinkt (Die Rauschleistung ist proportional dem Logarithmus des Quotienten von fH und fL). Wichtig ist noch die Kenntnis der sog. 1/f-Frequenz. Das ist der Schnittpunkt der Asymptote vom Rosa Rauschanteil mit dem Rauschboden des weißen Rauschens (in Fig.8 wäre das für IC=10uA ca.3Hz, für IC=100uA ca. 7Hz und für IC=1mA ca. 10Hz)

 

Das Rauschen läßt sich jetzt mit Kenntnis von eN, iN (weißer Bereich!), der 1/f-Frequenz und wiederum der Bandbreite berechnen.

 

Die Rauschspannung:

E= eN mal Wurzel aus {1/f-Frequenz mal Logarithmus aus [fH durch fL] plus fH minus fL}

 

Der Rauschstrom:

I= iN mal Wurzel aus {1/f-Frequenz mal Logarithmus aus [fH durch fL] plus fH minus fL}

 

Anmerkung:

- den natürlichen Logarithmus verwenden (ln)!

- die 1/f-Frequenzen für Spannung, bzw. für Strom verwenden (sind verschieden!)

- Im Datenblatt des MAT ist kein iN angegeben, da für die vorgesehenen Anwendungsbereiche iN vernachlässigbar sein dürfte.

 

Bsp: eN=0,7nV/VHz, 1/f=10Hz a) fH=1000Hz, fL=0,1Hz fH=20KHz, fL=20Hz c) fH=1MHz fL=0,1Hz.

 

a) E= 0,7*Wurzel aus {10*ln[1000/0,1]+1000-0,1} = 23,1= 0,0231uV

E= 99,1nV = 0,0991uV

c) E= 700nV = 0,7uV

 

Man sieht deutlich, daß mit wachsender Bandbreite auch das Rauschen zunimmt! Bei linearer Verstärkung Av erscheint das Rauschen am Ausgang eines Nichtinvertierenden Verstärkers um Av vergrößert (Ea = E*Av) bei einem invertierenden Verstärker um Av+1 vergrößert!

Es darf natürlich auch nicht das Rauschen der Signalquelle vergessen werden! Bei einem reinen Widerstand wird dies umso geringer, je kleiner der Widerstandswert ist (bei MC-Systemen oft unter 1Ohm).

 

 

Parallelschaltung: der Basisbahnwiderstand eines Transistors liegt in Reihe zur Signalquelle. Sein Widerstand erhöht den Rauschpegel somit direkt. Ein möglichst kleiner Basisbahnwiderstandswert ist demnach günstig für geringes Rauschen. Durch Parallelschalten mehrere Transistoren verkleinert man also den Wert dieses rauschenden Widerstandes.

Während sich die Ausgangssignal aufsummieren (6dB bei 2 Transistoren), vergrößert sich der Wert des Rauschen aber nur um 3dB (geometrische Addition aufgrund unkorrelierter Quellen). Wir haben also eine Verbesserung der Rauschabstandes um 3dB für jede Verdoppelung der Transistoranzahl.

Auch kann der Verstärker besser an die Signalquelle angepaßt werden. Der optimale Quellenwiderstand beträt RGopt = eN/iN

Für N parallele Verstärker gilt RGopt(Neu)= RGopt/N.

 

 

Zu Übertragern vermag ich nicht so viel zu sagen. Hab zwar auch schon MC-Übertrager gewickelt, aber nie verstanden, warum die käuflichen soo teuer sind (is nämlich keine Hexerei :-)) Mit nem vernünftigen Übertrager lassen sich jedenfalls ganz hervorragende Ergebnisse erzielen. Die Elektronik läßt sich aber relativ leichter anpassen (bezgl. RG, Av, etc.)

 

Jauuu

Calvin

 

 

 

 

 

 

 

[Ikarus 0]

Hallo Calvin,

 

Du hast Dir sehr viel Mühe gemacht.

 

Meine aktive Elektronik-Zeit ist schon eine Weile her, und die lag auch mehr im Hf-Bereich (Radio-Astronomie, Amateurfunk); da gibts zwar auch jede Menge Rauschen, das hat aber weitgehend andere Ursachen.

 

Ich habe mir das Datenblatt mal ausgedruckt. Ich hoffe, daß ich dem jetzt mit Deinen Ausführungen folgen kann. Als erstes wurde mir schonmal klar, daß auch Halbleiter-Rauschen zumindest in Teilen als Widerstandsrauschen zu verstehen ist.

 

Was den Übertrager betrifft: In der "hohen Zeit" der Röhrentechnik habe ich mir einige Male aufwendig verschachtelte Ausgangsübertrager nach meinen Angaben wickeln lassen. Für das Geld, das ich dafür bezahlt habe, dürfte ich heute einen MC-Übertrager nicht mal anfassen. Das ist aber wohl eher durch die Aura begründet, mit der diese Teile umgeben werden. Selber wickeln ist wahrscheinlich nicht mal sehr aufwendig, aber - wie Du schon sagst - Elektronik ist durch entsprechende Bestückung leichter anpassbar. Ich hab ein Mäuseklavier zum Umschalten der Eingangsimpedanz eingebaut.

 

Danke für Deine Mühe.

 

@Jake & Alex: Danke auch Euch für die Mühe.

 

 

Gruß, Rolf

 

[Twin 0]

Hallo Rolf!

 

Die Elektronik scheint im ersten Moment einfacher zu sein, nur brauchst Du noch ein hervorragend entkoppeltes und rauscharmes Netzteil um alle Vorzüge dieser Schaltung ausnutzen zu können.

Ein ordentlicher Übertrager hat mehrere Vorzüge:

 

1. 100% galvanische Trennung zwischen Quelle und Signal

2. Verstärkung des Signals fast 100%rauschfrei

3. symmetrische Ankopplung des MC-Systems möglich daraus höherer Signal-/Störabstand und schnellere Signalverarbeitung

 

Ordentliche Übertrager gibts bei :

 

www.jensen-transformers.com in Hülle und Fülle mit excellenten Daten. Die Preise sind dafür annehmbar.

 

Gruß Twin