3-Wege Lautsprecher

TRIO MMX-882 Aktiv


 Synergie ist alles - Die TRIO-Aktivweiche

Wenn wir unsere TRIO aktiv betreiben, so machen wir das mittels eines Behringer DCX-2496 oder eines Alto Maxi-Drive Lautsprecher-Management-Systems. Einen ganz anderen Weg ging unser Abonnent Sysiphus und machte seinem Nick alle Ehre. Er bildete, weil Ihm der Klang der TRIO gefällt wie er ist, unsere passive Weiche als Aktivversion nach. Eine Behringer MMX-882 Frequenzweiche diente dabei als Grundlage.

In diesem öffentlichen Artikel beschreibt uns Sysiphus seine seine akribische Vorgehensweise.

TRIO-MMX882-Aktiv X-Over

 


Synergie ist alles - Die TRIO-Aktivweiche

Inhaltsverzeichnis:


Teil 1 - Das Konzept

Einführung

Die TRIO ist ein sehr lebendiger Lautsprecher, der schon mit der hochwertigen Passivweiche gut funktioniert, aber wir wollen mehr. Eine sichere Methode, um den Klang eines passiven Lautsprechers zu verbessern, ist die Umrüstung auf eine Aktivweiche. Das Klangbild wird klarer, straffer und die Wiedergabe ist insgesamt entspannter.

In diesem Beitrag wird die Passivweiche der TRIO sozusagen in Silikon gegossen. Der Frequenzgang der elektrischen Spannung an den drei Lautsprecherchassis wurde mit einer einfachen Schaltung aus Operationsverstärkern, Widerständen, Kondensatoren und etwas Zubehör kopiert.

Dieser Artikel dürfte Elektronikfreaks nur ein Lächeln entlocken. Er richtet sich an jene Personen, die im Englischen als 'knows enough to be dangerous' bezeichnet werden. Wer gilt als schlau genug, um gefährlich zu sein ?

  • Es sind jene, die ein gewisses Grundverständnis für Elektrotechnik haben, sicher im Umgang mit dem Lötkolben sind und schon mal irgendeine Bastelschaltung bewältigt haben.

Wer sich von der Beschreibung angesprochen fühlt und schon immer mal was mit Elektronik machen wollte, dem sei dieses Projekt ans Herz gelegt. Bei dem Bau einer Aktivweiche kann man nur wenig kaputt machen und viel lernen. Wer als erstes Selbstbauprojekt einen Leistungsverstärker baut, kriegt in der Regel mindestens einen Satz teurer Endstufentransistoren um die Ohren gehauen. Bei Mikrofon- oder Phonvorverstärkern muss man schon etwas Ahnung haben, um vernünftige Fremdspannungabstände zu erzielen.

Es versteht sich von selbst, dass jeder auf seine eigene Gefahr hin werkelt und keine Haftung gegen mich geltend machen kann. Insbesondere da hier Arbeiten an offenen Geräten in der Nähe von 220 Volt auszuführen sind.

ACHTUNG! Die Arbeiten sollten von einem erfahrenen Elektrofachmann ausgeführt werden. Falscher Ehrgeiz kann lebensgefährlich sein.


In diesem Artikel werden keine Grundlagen erklärt. Das würde den Rahmen sprengen und es gibt reichlich gute Information aus anderen Quellen:

http://sound.westhost.com/index2.html

http://www.dself.dsl.pipex.com/ampins/webbop/opamp.htm

http://www.linkwitzlab.com/filters.htm


Rod Elliot ist ein guter Einstieg, Doug Self hält viele Praxistipps bereit und Siegfried Linkwitz ist der Hohepriester der Aktivierung.

Synergie

Nun kommen wir zur Synergie. Damit das Projekt nicht ausartet, werden wir uns bei den Standardelementen einer Aktivweiche wie z.B. Gehäuse, Netzschalter, Pegeleinstellung und Pufferung der Signale aus einem kommerziellen Gerät von Behringer bedienen. Der MX 882, ein Mehrkanal Splitter/Mixer für Studiopegel, bietet hierfür ideale Vorraussetzungen (http://www.behringer.com/MX882/?lang=ger)

Es werden alle Schritte erklärt, die nötig sind, um die von uns auf handelsüblichen Experimentierplatinen aufgebauten Schaltungen in den MX 882 einzubinden. Die Bestückung der Experimentierplatinen und das Verlegen der Leitungen kann durchaus einen kompletten Samstag dauern und am Sonntag wird alles eingebaut und getestet. Als Meßgeräte reichen ein Multimeter und JustOct aus.

Die Kosten belaufen sich auf ca. 110 EUR für den MX 882 und ca. 40 EUR für die Bauteile. Das ist die günstigste mir bekannte Möglichkeit an eine Aktivweiche für die TRIO zu kommen. Die Bauteile sind leicht zu beschaffen. Eine Stückliste mit den Bestellnummern von Reichelt (http://www.reichelt.de/) findet ihr am Ende dieses Artikels.


Bild 1: So kann das Gerät innen aussehen wenn wir fertig sind

Spielregeln

Es ist klar, dass viele Selbstbauer diese tolle Idee anwenden sollen oder für ihre eigenen Projekte umstricken. Sollte jemand beim Nachbau der TRIO Aktivweiche stecken bleiben, wird ihm im Forum weitestgehend geholfen. Das ist versprochen. ALLERDINGS nur wenn er sich an das Konzept hält.

  • Wer einen der angesagten Opamps verwendet und dann mit einem glühend heißen und oszillierenden Etwas dasteht, dem kann im wahrsten Sinne des Wortes nicht geholfen werden.
  • Wer die ach so übel rauschenden Festspannungsregler gegen einstellbare ersetzt und dann nur noch Funkstille auf der Versorgungsleitung hat, dem kann s.o.
  • Wer wilde Umdimensionierungen der Bauteilwerte vornimmt und nicht das gewünschte Klangergebnis hat dem kann s.o..
  • Wer seine eigenen Fähigkeiten total überschätzt hat, dem kann s.o.

Wer die Idee in einem eigenen Projekt verwendet, der muss die Filter-Topologie und die Bauteilwerte selber austüfteln, aber er folgt dem Geist von Hifi-Selbstbau und wird in allen anderen Fragen unterstützt.

Allgemeines über Aktivweichen

Viele haben schon von Aktivweichen und der durch diese Technik erzielten Klangverbesserung gehört. Auf den ersten Blick vermutet man die Ursache allein im Ersatz der unvollkommenen passiven Weichenbauteile durch Elektronik. Ein nicht so offensichtlicher Unterschied wiegt aber schwerer. Der Verstärker sieht eine wesentlich einfachere Last und kann damit den Leistungsbedarf des Lautsprecherchassis präziser bedienen.

Eine Aktivweiche verarbeitet nicht wie ihr passives Pendant die gesamte dem Lautsprecher zugeführte Leistung sondern nur mit der vom Quellengerät gelieferten Eingangsspannung. Ein bisschen Leistung wird natürlich trotzdem umgesetzt, aber diese ist sehr gering.

In einer deutschsprachigen Selbstbau-Zeitschrift ist gelegentlich zu lesen, dass man mit Aktivweichen nicht so tricksen kann wie mit passiven. Das ist falsch. Alles, was in passiver Schaltungstechnik geht, ist auch aktiv möglich, nur manchmal etwas anders.

Prinzipiell haben Aktivweichen keine Probleme mit dem Impedanzverlauf der Chassis, da der Verstärker dazwischen sitzt. Ein Nachteil aktiver Weichen, ist dass man auf das Rauschen der verwendeten Operationsverstärker achten muss. In der Regel ist das eine leicht lösbare Aufgabe.

Es gibt Aktivweichen als fertige Geräte wie z.B. die CX 3400 von Behringer zu kaufen. Dort hat man einen festgelegten Typ der Filterflanke und kann nur die Trennfrequenz zwischen Tiefpass und Hochpass gemeinsam einstellen. Das ist nur dann gut wenn die beteiligten Lautsprecher schon flache Frequenzgänge haben. Beschaller benutzen das, um verschiedene Lautsprecher zusammen zu betreiben. Für Home-Hifi hilft das nicht viel. Man filtert fast immer viel stärker als nötig oder trifft nicht genau das Filterverhalten, das man benötigt. Die sog. Thel-Weiche gehört zu dem o.g. Typ. Sie ist elektrisch raffiniert und edel, aber sie basiert trotzdem auf festen Filterflanken und Trennfrequenzen. Richtig funktionieren nur weitestgehend frei einstellbare Lösungen wie z.B. die Digitalweiche DCX 2496 von Behringer. Problematisch ist dabei lediglich eine nachträgliche analoge Lautstärkeeinstellung (Gleichlaufprobleme) und eine eventuell gewünschte Quellenumschaltung. Für die Einstellung der Lautstärke bietet die Hifi-Akademie Lösungen auf Basis eines hochwertigen IC (PGA2311) an ( http://www.hifiakademie.de/ ).

Eine aus meiner Sicht konsequente Lösung hatte ich mal bei Schuro gesehen, der universelle Platinen anbot, die man sich selber bestücken konnte. Thel offeriert geeignete Module unter dem Namen Audio-Masterboard, die ich allerdings nicht mehr auf der Homepage gefunden habe. Ich meine mich ferner zu erinnern, dass man bei Hifi-Akademie für den Vorverstärker auch Filtermodule auf Kundenwunsch erhält.

Die nackte Wahrheit ist, dass jede Aktivweiche genauso wie jede Passivweiche speziell auf das Lautsprechergehäuse und die verwendeten Chassis abgestimmt sein muss. Man muss selber die Weiche entwickeln, jemanden anderen mit der Entwicklung beauftragen oder einen Bauvorschlag bestehend aus Aktivweiche und Lautsprecherbox nachbauen.

Die hier vorgestellten aktiven Filter sind nur für die TRIO richtig. Man kann nicht einfach andere Lautsprecher damit betreiben.

Es ist natürlich nahe liegend das Konzept der TRIO-Aktivweiche an andere Lautsprecher anzupassen. Das ist besonders dann interessant wenn man einen gut funktionierenden passiven Lautsprecher hat und hören möchte, was die Aktivierung bringt. Bei Neukonstruktionen, die alle Möglichkeiten der aktiven Filter nutzen, landet man irgendwann in der Situation, dass die analoge Schaltung so aufwendig wird, dass Lösungen mit Digitalweichen vom Konzept her schlüssiger sind.

Die Filterfunktion der Passivweiche

Hier seht Ihr den Frequenzgang der Spannung an den Lautsprecherchassis. Dieser Verlauf entsteht, wenn das passive Filternetzwerk mit der Chassisimpedanz zusammen agiert. Dieser Spannungsverlauf erzeugt den Klang der TRIO und wurde von Hifi-Selbstbau mit viel Zeitaufwand ausgetüftelt. Wir könnten zwar mit der aktiven Weichentechnik viel tollere Verläufe erzielen, aber dann müssten wir auch die klangliche Abstimmung neu machen und die Synergie ist dahin.


Das aktive Pendant mit LspCAD

Das von mir sehr geschätzte Lautsprechersimulationsprogramm LspCAD bietet die Möglichkeit, Aktivweichen zu simulieren. Zusätzlich gibt es einen Optimierer, der die Bauteilewerte eines Filters gegen eine Zielfunktion optimiert. Hierbei ist man von aller Fronarbeit entlastet. Wenn man ein bisschen Ahnung von aktiven Filtern hat, und die passende Filtertopologie angibt, erhält man in wenigen Minuten eine nahezu perfekte aktive Kopie einer Passivweiche. Die folgenden aktiven Filter treffen mit hoher Genauigkeit die Filterkurve der TRIO-Passivweiche in der auf der Selbstbaumesse 2006 in Gelsenkirchen gezeigten Version:

 

 

 

Es sind der Tiefpaß (Net 1 - Alcone 10 HE), der Bandpaß (Net 2 - Visaton AL 130 M) und der Hochpaß (Net 3 - Visaton KE 25 SC) dargestellt.

Die aktive Variante der TRIO benötigt nur wenige Bauteile, was für unser Vorhaben ein Vorteil ist.

Auch in BOXSIM kann man einfache aktive Filter simulieren. Allerdings muss man ohne Optimierer auskommen. Das kostet mehr Zeit, aber das Ergebnis wird das gleiche sein. Die für die TRIO benötigte Filtertopologie wäre in BOXSIM einstellbar.

Wer die hohe Schule der Aktivweichentechnik mit allem Zipp und Zapp studieren möchte, der sollte bei S. Linkwitz reingucken (http://www.linkwitzlab.com/filters.htm).


Auftritt des MX882 – Die Synergie kommt ins Spiel

Der MX 882 ist ein Mehrkanal Splitter/Mixer für Studiopegel. Ein Splitter ist mit einfachen Worten schnell beschrieben. Rein in den Splitter und wahlweise auf bis zu 6 Monokanäle verteilen. Er hat einen recht großen Übertragungsbereich (20 – 70 kHz) und ist damit eigentlich das Gegenteil eines Filters. Warum kann man damit eine Aktivweiche bauen ?

In dem Schaltplan aus LspCAD sind nur die Schaltungselemente gezeigt, die die eigentliche Filterfunktion bilden. Zu einer vollständigen Aktivweiche gehört aber mehr. Als da wären:


Der MX 882 hat schon von Hause aus die im obigen Bild gelb hinterlegten Baugruppen eingebaut, Die Ausgangspuffer befinden sich auf einer Platine an der Rückwand, der Rest auf einer Platine an der Frontseite, dazwischen ist viel Platz und der Aufbau ist ohne Schaltplan nachvollziehbar. Die Filter, die wir für die TRIO benötigen (blau) werden im MX882 hinter dem Pegelsteller sein, was keine ernsthaftes Problem ist.

Kurzum der MX 882 brüllt uns regelrecht an und fordert: Mach was mit mir! Den Gefallen können wir ihm tun , denn die Einzelteile, die im MX882 stecken kosten uns im Bauteilehandel weit mehr als das komplette Gerät (Made in China). Wir sparen uns Arbeit und bauen trotzdem eine reichlich professionelle TRIO-Aktivweiche. Das ist Synergie.

 

Die Filterschaltungen mit realen Bauteilen

Hier sind die Filterschaltungen so dargestellt wie sie in Schaltplänen üblicherweise zu finden sind. Die Beschaltung um den Opamp sieht auf den ersten Blick ganz anders aus als in LspCAD. Beide Darstellungen drücken die gleiche aus. In LspCAD wird der negative Eingang des Opamp unten dargestellt und die Rückkoppelung vom Ausgang zum negativen Eingang ist extra ausgeführt.

Hier seht Ihr den Schaltplan für einen Kanal des Tiefpass wenn man reale Bauteile verwendet.

R111AFilterwiderstand22 kOhm
R112AFilterwiderstand8.2 kOhm
C111AFilterkondensator100 nF
C112AFilterkondensator33 nF
IC110AEine Hälfte eines Doppel-Operationsverstärkers½ NE 5532 A
I_HP_ALötnagel am Filtereingang 
O_HP_ALötnagel am Filterausgang 

Alle Filter müssen für Stereobetrieb natürlich doppelt vorhanden sein. Der andere Kanal benutzt die andere Hälfte des Operationsverstärkers und ist ansonsten identisch aufgebaut. Seine Bauteile werden mit dem Anhang B statt A bezeichnet. Diese Regel gilt auch für die anderen Filter.

Hier seht Ihr den Schaltplan für einen Kanal des Bandpass:

 

C211AFilterkondensator68 nF
C212AFilterkondensator68 nF
R211AFilterwiderstand7.15 kOhm
R212AFilterwiderstand13.5 kOhm
IC210A  Eine Hälfte eines Doppel-Operationsverstärkers½ NE 5532 A
R221A  Filterwiderstand12 kOhm
R222AFilterwiderstand20 kOhm
C221AFilterkondensator10 nF
C222AFilterkondensator4.7 nF
IC220AEine Hälfte eines Doppel-Operationsverstärkers½ NE 5532 A
I_BP_ALötnagel am Filtereingang 
O_BP_ALötnagel am Filterausgang 

 

Hier seht Ihr den Schaltplan für einen Kanal des Hochpass:

 

C311A

Filterkondensator

6.8 nF

C312A

Filterkondensator

6.8 nF

R311A

Filterwiderstand

5.6 kOhm

R312A

Filterwiderstand

10 kOhm

IC300A

Eine Hälfte eines Doppel-Operationsverstärkers

½ NE 5532 A

I_HP_A

Lötnagel am Filtereingang

 

I_HP_O

Lötnagel am Filterausgang

 

 

Das Zubehör

Das ist der Schaltplan der Stromversorgung. Um die im MX 882 eingebauten Spannungsregler nicht zusätzlich zu erhitzen, werden wir eine einfache Gleichrichtung und Spannungsregelung für unsere Aktivweiche separat vom MX 882 aufbauen. Der Schaltplan sieht wie folgt aus:

GL1BrückengleichrichterB80C1500
C1Glättungselko für positive Versorgungsspannung1000uF / 35 Volt
C2Glättungselko für negative Versorgungsspannung1000uF / 35 Volt
IC1Festspannungsregler für +15VoltuA 7815
IC2Festspannungsregler für -15VoltuA7915
C3Folienkondensator gegen Schwingungen am positiven Ausgang100 nF / 63 Volt
C4Folienkondensator gegen Schwingungen am negativen Ausgang1 uF / 63 Volt

Diese Schaltung ist dem Datenblatt der Spannungsregler entnommen. Sie ist primitiv, aber sie funktioniert für die in unserer Aktivweiche vorliegenden Pegel vorzüglich und kann leicht nachgebaut werden. Der Transformator im MX 882 sieht groß genug aus, um auch unsere Schaltung zu versorgen. Hier gehen wir ein kleines Risiko ein

Hier ist der Schaltplan für die sog. Entkoppelung der Spannungsversorgung am Beispiel des Bandpass.

 

C2100, C2200Folienkondensator zwischen +15 Volt und –15 Volt100nF / 63 Volt
C2101, C2201Elektrolytkondensator zwischen +15 Volt und Masse100 uF / 25 Volt
C2102, C2202Elektrolytkondensator zwischen +15 Volt und Masse100 uF / 25 Volt

Die komischen Striche mit der 4 und der 8 sind die Anschlusspins des NE 5532 für die Versorgungsspannung.

Für die eigentliche Funktion der Schaltung ist die Entkoppelung ohne Bedeutung. Sie stellt sicher, dass der Opamp genügend Strom bei hohen Frequenzen bekommt. Ist dies nicht gegeben, gerät der Opamp in unhörbar hochfrequente Schwingungen. Dies ist nur mit dem Oszilloskop nachzuprüfen. Wer keins hat: Finger weg von Änderungen an der Entkoppelung. In einem Beitrag von Doug Self (http://www.dself.dsl.pipex.com/ampins/webbop/5532.htm) ist eine narrensichere und recht einfache Entkoppelungsmethode für den NE5532 angegeben, die wir hier anwenden. Für den NE 5532 genügt ein 100 nF Kondensator zwischen positiver (+15V) und negativer Versorgungsspannung (-15V) und in wenigen Zentimeter Entfernung muss ein Elko platziert sein, der mehrere NE 5532 gleichzeitig versorgen kann. Ich habe diese mit Erfolg schon in anderen Schaltungen eingesetzt. Die von uns verwendete Entkopplung direkt an jedem Opamp ist 100 %ig funktionssicher.

Zum Zubehör gehört auch noch die Masseführung. Den Strom muss ja nicht nur geliefert werden, sondern auch wieder abfließen können. Da die Masseführung beim Aufbau und Einbau der Filterplatine eine große Rolle spielt, ist in Teil 3 separat unten erklärt. Mehr elektrisches Zubehör gibt es nicht.

Da ist noch etwas mechanisches Zubehör. Dafür sind die Bilder in Teil 3 die richtige Erklärung.

 

Die Bauteile

Operationsverstärker: Wir verwenden den preiswerten und bewährten Operationsverstärker NE5532. In der rauscharmen Selektion als NE5532A kostet er bei Reichelt 46 Cent. Hinsichtlich Rauschen, Klirr und Stromlieferfähigkeit ist er anderen Opamps absolut ebenbürtig. Trotzdem kann er eigentlich nur Schund sein, denn er ist preiswert und hat eine Slew Rate von nur 9 V/us. Wir prüfen das mit dem Schund nach.

Ein Sinussignal U(t) genügt der folgenden Funktion: U(t) = Û * sin (wt)

Die erste Ableitung, also die Anstiegsgeschwindigkeit ist : U(t) = w * Û * cos (wt)

Beim Nulldurchgang des Sinussignals ist die Anstiegsgeschwindigkeit am größten. Sie nimmt mit der Frequenz (w) und der Scheitelwert der Amplitude (Û) zu.

Der Betrag des Maximalertes ist: = w * Û = 2* pi * f * Û

Wenn man alle Extreme in einem Wert vereint, dann kann der MX 882 einen Scheitelwert von ca. 13.5 Volt erreichen und als Frequenz setzen wir 20 kHz an.

Der Bedarf an Slew Rate ist für diesen Fall: 13.5 Volt * 2 * 3.1415 * 20 10³ /sec = 1.7 V/us

Das ist viel weniger als der NE 5532 liefern kann (9 V/us). Niemand wird 20 kHz mit Studiopegel an seine Endstufe schicken. Hören könnte er das ohnehin nicht, 16 kHz sind realistischer. Außerdem liefern die CD-Player ca. 2 Veff am Ausgang, so dass sich Û auf 2.8 Volt reduziert. Der Bedarf an Slew Rate ist also nochmals geringer (ca. 0.3 V/us).

In anderen Worten: Der NE 5532 ist 30 x schneller als nötig

Die wunderbaren und teuren Opamps, die es sonst noch so gibt haben teilweise tolle Eigenschaften und ich verwende sie gelegentlich auch. Für ein Audiosignal innerhalb des MX882 benötigt man sie nicht.

Kondensatoren: Die verwendeten Elkos zur Pufferung der Spannungsversorgung sind einfache Standardtypen. Aus meine Erfahrungen mit einem CD-Player-Tuning weiß ich, dass die edlen Typen einen Hauch besser klingen. Diese Veränderung ist aber sehr subtil und ungleich weniger effektiv als eine andere Weichenabstimmung. Wer seine TRIO-Aktivweiche tunen will sollte bei der Weichenabstimmung ansetzen. Wir bauen unsere Schaltung auf Streifenplatinen auf. Die Wahrscheinlichkeit ist sehr groß, dass die Schnelligkeit des teuren Elko am Opamp gar nicht ankommt, weil die Induktivität der Zuleitung zu groß ist.

Die vom Audiosignal durchflossenen Kondensatoren in der eigentlichen Filterschaltung sind eine andere Sache. Mit den WIMA-Kondensatoren vom Typ FKP und MKP werden Polypropylen-Kondensatoren verwendet.

Im Bandpaß stellt der 100 nF-Kondensator die untere Grenzfrequenz von ca. 210 Hz ein. Zusätzlich laufen über diesen Kondensator aber Signale mit bis zu 5 kHz. Die Qualität der Kondensatoren muss gut sein. Im TP stellt der 100 nF-Kondensator die obere Grenzfrequenz von ca. 210 Hz ein, aber es werden keinen höhere Frequenzen als 210 Hz übertragen. Die Qualität der Kondensatoren ist weniger wichtig als beim BP. Eher aus psychologischen Gründen habe ich auch dort den MKP verwendet. Wer bettelarm ist oder den MKP nicht schnell genug beschaffen kann, der wird auch mit WIMA MKS in seiner neuen Aktivweiche glücklich werden (BP und TP, Ehrenwort)

Weil ein Wima-FKP mit 10 nF nicht lieferbar war, bin ich in der Prototypenphase auf Styroflexkondensatoren ausgewichen. Einer dieser Kondenstoren ging mir nach Abschluss der Test am Prototyp kaputt. Ob das ein reiner Zufall war oder ich das verursacht hatte weiß ich nicht. Normalerweise passiert mir das nicht. Ich empfehle allen, die Kondensatoren von WIMA für dieses Projekt (egal welcher Typ). Sie sind mechanisch und thermisch äußerst robust und tolerieren einiges an sorgloser Behandlung.

Bei den Kondensatoren spielen die Toleranzen eine gewisse Rolle. Die FKP sind mit 2.5% Toleranz schon recht gut. Wenn die Lieferung von Reichelt aus der selben Fertigungscharge ist, wird die Abweichung der Kondensatoren untereinander noch geringer sein. Hier ein Beispiel aus meiner Lieferung:

6.83, 6.80, 6.81, 6.84,.6.81 und 6.80 nF

Die MKP sind mit 10% toleriert und streuen etwas mehr:

69.3, 70.0, 71.4, 71.1, 70.3, 70.7, 70.4 und 70.5 nF

An gleichen Positionen im Schaltplan sollten für den linken und den rechten Kanal die Werte möglichst gleich sein. Man sollte deshalb nicht schon vorhandene Kondensatoren mit neuen mischen. Absolute Abweichungen zum Nennwert sind weit weniger kritisch. Die Kanalgleicheit bei tiefen Frequenzen ist allerdings nicht heikel. Perfektionisten, die ARTA verwenden (http://www.hifi-selbstbau.de/index.php?option=com_content&task=view&id=85&Itemid=35) oder ein Kapazitätsmessgerät besitzen, bestellen einfach die doppelte Anzahl und selektieren. Die anderen müssen nicht verzweifeln, denn wir testen später die Filterfunktionen mit JustOct und stellen dabei fest, ob die Toleranzen zu groß sind.

Für eigene Projekte kann es hilfreich sein, sich große Werte durch Parallelschaltung zu bilden und z. B. mit 33nF, 33+33 nF und 33+33+33 nF zu arbeiten. Das ist für alle Filterungen ausreichend fein in der Abstufung, ist günstig in der Lagerhaltung und erlaubt die Zusammenstellung sehr genauer Paare für den linken und den rechten Kanal.

Widerstände: Es werden 1/4 Watt Standard-MOX verwendet. Ansonsten kein Kommentar zu diesem Thema.

 

Die vorläufige Schaltung

Reden wir nicht lange drum herum. Dieser Haufen Bauteile muss in den MX 882 rein:

Es sind jetzt beide Kanäle dargestellt und es sind die Bauelemente anders angeordnet. Das Bauelement Cu-Pad ist lediglich eine Kupferfläche, an der wir später die Massekabel anlöten werden.

Im nächsten Teil des Artikels werden wir einen Prototypen mit dieser Schaltung aufbauen und gucken, ob die Theorie (LspCAD) und die Realität übereinstimmen (JustOct). Wir testen die in den MX822 eingebaute Schaltung und werden sie ggf. verbessern. Erst im 3. Teil wird gezeigt, wie man sich die Schaltung auf Steifenrasterplatinen selbst aufbaut und an den MX822 anschließt.

 

Teil 2 – Der Prototyp

Die Filterplatine als Prototyp

Für die Erstellung dieses Artikels habe ich eine richtige Platine mit dem Layout-Programm EAGLE angefertigt. Dies ist nötig, um eine Dokumentation über den Schaltplan und das Layout zu haben und um bei der Entwicklungsarbeit nicht am Ende mit einem hässlichen 'Kunstwerk' dazustehen. Damit der Nachbau einfach bleibt, habe ich EAGLE angewiesen sich ein bisschen doof zu stellen. Die Leiterbahnen sind nur auf der Platinenunterseite und vorzugsweise in horizontaler Richtung verlegt, so wie sie auch später auf der Streifenrasterplatine verfügbar sind. Verbindungen auf der Oberseite werden mit Drahtbrücken nachgebildet. Hier ein Photo des Prototypen:

Und hier ein Layout:

 

Die blauen Leiterbahnen befinden sich auf der Platinenunterseite und die roten sind auf der Platinenoberseite. Weil ein doppelseitiger Prototyp zu aufwendig gewesen wäre wurden die roten Leiterbahnen durch frei verlegte Kabel ersetzt, so wie später auch die Experimentierplatinen verdrahtet werden.

Es herrscht Ordnung. Rechts oben ist die Stromversorgung. Links davon gehen die Leitungen für +15V und -15V als 'Stromschienen' weg. Von links nach rechts sind die Filterzüge für TP, BP und HP angeordnet. Auf der linken Seite des Doppel-Opamp wird das Filter für den linken Stereokanal aufgebaut und entsprechend auf der rechten Seite verfahren. Unten befinden sich die Lötnägel für den Eingang, dann läuft das Signal durch alle vertikal angeordneten Opamps und oben befindet sich der Lötnagel für den Ausgang. Masseanschlüsse sind nur spärlich vorhanden. Im 3. Teil werden wir sehen wie das gelöst ist.

Der Trick beim Layout besteht darin, soweit wie irgend möglich die Streifen der Experimentierplatine zu nutzen und vom Opamp aus horizontal wegzugehen, um dort eine Anhäufung von Lötstellen zu vermeiden.

Eine Plausibilitätsprüfung

Weil ich JustOct nicht jeden Tag benutze, habe ich zuerst meinen Messaufbau getestet. Hierzu habe ich meine Messkabel einfach miteinander verbunden.

Damit war klar, dass die Messkette in Ordnung ist und ich JustOct richtig bedient hatte (grün). Um mich zu vergewissern, dass der MX 822 selbst gut genug ist habe ich über den Main Link den Frequenzgang gemessen. Beide Pegelsteller standen auf 0, trotzdem tritt ein Pegelverlust von 1.7 dB (LHS) und 2.1 dB (RHS) auf. Hier lernen wir eine Eigenschaft der Musikergeräte kennen. Man benötigt am Pegelsteller nur ein grobe Pegelangabe und stellt den exakten Wert nach Gehör ein. Für die Verwendung des MX 822 als Aktivweiche wird daraus im weiteren Verlauf kein Nachteil entstehen.

Wir untersuchen im ersten Schritt nur den Prototypen auf die Einhaltung der Filterfunktion. Der MX822 ist noch nicht angeschlossen. In weiteren Schritten werden wir klären, was der MX 882 mit dem Signal anstellt.

Der Tiefpaß

Wir vergleichen die gemessenen Frequenzgänge der aktiven Lösung mit der passiven Lösung

Getroffen. Im Durchlassbereich bis 200 Hz sind die Kurven für LHS und RHS deckungsgleich. Die Abweichungen oberhalb 200 Hz sind nicht der Rede wert. Ab 800 Hz dämpft das aktive Filter etwas weniger als das passive. Dies betrifft Dämpfungen, die größer als –25 dB sind, was klanglich ohne Auswirkung sein wird.

 

Der Hochpaß

Noch mal ein Volltreffer. Linker und rechter Kanal sind deckungsgleich. Unsere Überlegungen zu den Toleranzen der FKP-Kondensatoren waren also richtig. Die Filterkurven von passiver und aktiver Lösung sind nach einer gedachten Pegelkorrektur im Durchlassbereich deckungsgleich. Die aktive Lösung dämpft zu tiefen Frequenzen hin sogar etwas besser.

Der Bandpaß

Hier haben wir wieder getroffen, aber die Freude ist nicht so groß wie zuvor. Der Hochpass ist sehr gut, lediglich die Toleranz der MKP-Kondensatoren sorgt für einen Unterschied, den man durchaus vernachlässigen könnte. Die Kanalgleichheit im Tiefpass ist wieder perfekt. Dummerweise ist die Dämpfung oberhalb 4 kHz deutlich geringer als bei der passiven Weiche.

Eine Faustregel aus der akustischen Messtechnik besagt, dass wenn ein Pegel 10 dB unter einem anderen liegt er keinen Einfluss mehr auf das Gesamtergebnis hat. Die Regel wird von Lautsprecherentwicklern etwas strenger gehandhabt. Hier sollten es 15 –20 dB Unterschied sein. Der Summenfrequenzgang aus MT und HT wird bei z.B. 5 kHz nicht mehr von der etwas schwächeren Dämpfung der Aktivweiche beeinflusst werden. Dummerweise könnten die Membranresonanzen des AL 130 M die Theorie in Luft auflösen. Hier muss eine Kontrollmessung mit den akustischen Frequenzgängen erfolgen. Wollte man die Aktivweiche oberhalb 5 kHz verbessern ist eine andere Filtertopologie mit einem zusätzliche Opamp nötig, der bei dieser Frequenz noch mal ein Filterung mit 6dB/oct hinzufügt. LspCAD zeigte schon in der Simulation, dass diese Stelle etwas knapp gefiltert wird.

Wir ziehen die Lehre, dass für den Tiefpasspart des AL 130 M die Weiche noch um einen Opamp erweitert werden muss.

Das Ergebnis für alle Filterzweige ist insgesamt gut. Man darf nicht vergessen, wir haben den Prototypen mit LSDPcad und EAGLE bequem am Rechner entwickelt.

Der Lautstärkesteller und die Kanal-Pegelsteller im MX 822

Für die Verwendung der Aktivweiche werden der Gleichlauf des Lautstärkepotis und die Genauigkeit der Pegeleinstellung zu prüfende Punkte sein. Für die Messung mit JustOct werden wir einen Trick anwenden. Wir benutzen einen der zu prüfenden Kanäle als Referenz und den anderen als den eigentlichen Meßkanal so messen wir den Frequenzgang der Differenz.

 

Es sind für die Stellungen 0click, +2click, +4click, +6click, +8 click und +10click der Frequenzgang des Gleichlauf gezeigt. Ich habe mit JustDdisp nur eine Anzeigedynamik von konstant 50 dB hingekriegt. Es ist im Detail so, dass nur ein konstanter Versatz zwischen linken und rechtem Kanal besteht. Für die Clicks zur anderen Seite hin ist das Ergebnis genauso gut. Wir werden diesen Versatz beim Einpegeln der Einzelkanäle korrigieren und haben dann bei jeder Lautstärkestellung die gleiche Balance zwischen den Kanälen. Ich verwendete den MX822 einige Zeit als preiswerten Vorverstärker und weiß aus der Praxis, dass da nichts wandert. Lediglich das Betätigungsgefühl ist Made in China.

Eine interessantes Ergebnis erhält man wenn man die Balancesteller so einstellt wie später beim Betrieb der Aktivweiche. Der Balancesteller von Kanal 1 ist dann auf Linksanschlag und der von Kanal 2 auf Rechtsanschlag.

 

Die Kurve zeigt das Übersprechen vom rechten Kanal auf den linken Kanal. Der Wert ist ausreichend gut, aber man kann damit nicht protzen. Der Wert ist im Wesentlichen durch die maximale Dämpfung des Balance-Potis bestimmt. Wir werde an der fertigen Weiche die Kanaltrennung noch mal überprüfen. Ein Test über die Wirksamkeit der Kanaltrennung ist der folgende: Man höre sich über Kopfhörer eine Kanal in der Mittenstellung des Balancesteller an und drehen dann den Kanal mit dem Balancesteller zu. Man hört, schon vor dem Erreichen der Anschlagposition kein Signal mehr. Die Kanaltrennung ist auf jeden Fall gut genug.

Die Test wurden nur mit Kanal 1 und 2 durchgeführt. Ich gehe davon, dass die Kanäle 3 bis 6 ein ähnliches Ergebnis zeigen.

Als letzter Test auf der Frontplatine hier die Frequenzgänge vom Eingang des MX 882 zum Ausgang der Frontplatine, was gleichbedeutend mit dem Eingang unserer Filterplatine ist.

 

Wir lesen aus den Kurven ab, dass von der Eingangsbuchse des MX 882 bis zum Eingang unseres Prototypen keine Filterung im Hörbereich auftritt. Der 0 Click ist im Mittel wohl schon bei Null, aber nur als Mittelwert. Für eine Korrekte Pegelung genügt das nicht. Wir lernen, dass wir nicht ganz ohne Pegelsteller auf unserer Platine auskommen werden. Wir könnten zwar am MX 882 Stellungen zwischen den Clicks einstellen, aber das erscheint mir nicht sehr langzeitstabil.

Die Pegel auf der Rückwandplatine

Wir testen jetzt den Frequenzgang vom Eingang der Rückwandplatine zum Geräteausgang des MX 822. Damit stellen wir sicher, dass keine Veränderung der Filterfunktion auftritt nachdem das Signal unsere Filterplatine verlassen hat.

 

Vom Frequenzganz her absolut in Ordnung, aber zwei Kanäle tanzen pegelmässig aus der Reihe. Es handelt sich um die mit 6.3 mm Stereoklinken-Buchsen bestückten Kanäle 5 und 6. Gut das wir geprüft haben der Klang wäre sonst sehr mittenbetont geworden.

Wir lernen, dass wir nicht nur die Genauigkeit der 0clicks Einpegeln müssen, sondern auch noch auf die Beschaltung der Stecker Rücksicht nehmen müssen. Hier zeigt uns der MX 882 eine kleine Tücke. Alle Ausgänge des MX 882 sind symmetrisch und die Ausgangsspannung verdoppelt sich wenn man den Pin x bei (XLR-Buchsen) oder den Ring (bei 3-poliger Klinkenbuchse) mit der Signalmasse verbindet. Das ist eine clevere Lösung um Pegelverluste durch eine asymmetrische Verbindung zu vermeiden, allerdings muss man sich daran erst gewöhnen. Ich hatte bei den oben gezeigten Messungen nur die positive Welle (ohne Verbindung der negativen Welle zur Signalmesse) von den XLR-Buchsen abgenommen und in die Kanäle 5 und 6 eine Monoklinke eingesteckt. Die Monoklinke hat automatisch den Ring mit der Signalmasse verbunden.

Damit haben wir alle Tests mit dem Prototypen abgeschlossen und werden im nächsten Abschnitt die Schaltung in den folgenden Punkten verbessern:

  • Bessere Dämpfung im BP zu hohen Frequenzen hin
  • Pegel-Feineinstellung aller Kanäle, um nicht zwischen den Clicks einstellen zu müssen
  • Nochmals besseren Gleichlauf der Filterfunktion bei der unteren Trennfrequenz (MKP-Toleranzen).
  •  

    Teil 3 – Jetzt wird es ernst

    Der Schaltplan der verbesserten Schaltung

    In diesem Abschnitt sind die Lehren aus der Prototypenphase gezogen worden. Die Schaltung aus diesem Abschnitt gilt es nachzubauen.

    Das Schaltungsbild aus LspCAD zeigt nur die für die Filterung wichtige Beschaltung der Opamps und enthält die endgültigen Bauteilwerte.

     

    Es kommen noch als variabler Widerstand geschaltete Potis am Ausgang der Filterzüge hinzu. Die benötigt LspCAD in der Simulation nicht. Die Potis hatten bei mir einen Widerstand von 2 kOhm (maximale Dämpfung im MX882 = 2.8 dB) das hat gereicht, war allerdings etwas knapp. Ich empfehle, Potis mit 5 kOhm zu verwenden (max. Dämpfung = 5.6 dB). Die Eingangsimpedanz der nachfolgenden Schaltung des MX822 betrug ca. 5 kOhm.

    Hier das komplette Schaltungsbild aus EAGLE wie es für den Aufbau der Schaltung auf Platinenmaterial benötigt wird:

    In EAGLE sind auch Bohrungen und Anschlussflächen als Schaltungselemente eingetragen. Dadurch sieht alles etwas komplizierter aus als es ist. Die komplizierten Namen der Bauelemente sind nicht mit denen in LspCAD identisch, aber sie folgen einer Logik:

    R231A à: 200 = BP, 30 = 3ter Opamp im BP, 1 = 1ter Widerstand, A = LHS

    Die Platine der verbesserten Schaltung

     

    Bild 2: Das Gerät von oben wenn wir fertig sind

    Das Platinenlayout und die Bestückung nochmal extra

     

    Die Filterfunktionen der verbesserten Schaltung

    Main Input Level = 0click, Ch 1 = +1click, ch2 = 0click, ch3 = +1click, ch4 = 0click, ch5 = 0click, chan6 = 0click

    Die Kanalgleicheit ist perfekt. Das ist jetzt von der Abstimmung her genau dasselbe wie bei der Passivweiche. Klangunterschiede werden später nur in der Aktivierung begründet liegen.

    Es können durch ungenau eingestellte Pegelregler der Endstufe und Fertigungstoleranzen der Lautsprecherchassis noch Ungleichheiten auftreten. Perfektionisten werden deshalb die Feinabstimmung mit akustischen Nahfeldmessungen der Einzelchassis durchführen und dabei ihre gesamte Anlage auf Kanalgleichheit einpegeln. Das ist eine Sternstunde der Aktivtechnik.

    Ich hatte diesen Abgleich erst nach einigen Monaten durchgeführt. Die 'Bühne' wurde dadurch etwas kleiner, aber die Quellen waren in dieser 'Bühne' exakter zu orten. Mir hat es gefallen.

     

    Die Variante mit der Steifenrasterplatine

    Da nicht jeder seine Platinen selber herstellen kann oder will, werden wir für unseren Aufbau Streifenrasterplatinen verwenden. Das ist die bequemste Methode für ein Einzelexemplar. Man muss allerdings beim Trennen der unpassenden Leiterbahnabschnitte etwas nachdenken und gut im Kontrollieren der eigenen Arbeit sein. Das Wegbohren der Kupferschicht funktioniert mit einem Dremel (o.ä.) und einem etwas stumpfen 3mm-Stahlbohrer am Besten. Superscharfe Holzbohrer mit Zentrierspitze ruinieren die Platine schneller als man gucken kann.

    Die Streifenrasterplatine in Dreierketten geht auch. Wer Punktraster liebt, der ist damit gut bedient. Ungeübte Löter werden allerdings die kleinen Punkte schnell wegbrutzeln.

    Wer es sich zutraut, der kann die Schaltung wie beim Prototypen auf einer Platine 160 x 100 mm² mit Streifenraster aufbauen. Es geht, aber man muss wirklich gut sein. Der sichere Weg ist die Aufteilung auf drei Einzelplatinen, was die eventuelle Fehlersuche und die Fehlerkorrektur erleichtert. In der Breite hat man im MX882 ca. 280 mm zur Verfügung. Bei 3 Platinen und etwas Abstand nach links uns rechts hat man ca. 250 mm Platinenbreite zur Verfügung. Nach einem Blick auf den Prototypen erkennt man, dass die folgende Aufteilung komfortables Arbeiten ermöglicht:

    • Hochpass & Stromversorgung 75 x 100 mm²
    • Bandpass 100 x 100 mm²
    • Tiefpass 75 x 100 mm²

     

    Masseführung


    Bild 3: Die Kupferfläche ist der Massestern.

     

    Bei der Verlegung der Masse benutzen wir den primitiv wirkenden sog. Massestern. Diese Methode ist nie falsch und liefert sehr gute Werte. Man kann ihr nur vorwerfen, dass sie manchmal unnötig kompliziert ist. Wir führen auf getrennten Leitungen die folgenden Massesignale:

    • 1 x Masseanschluss für die Spannungsreglerschaltung. Dieses Signal wird in der Mitte zwischen C1 und C2 abgenommen und mit der Masseverbindung am Gehäuseboden verschraubt. Das ist PGND_REG im Schaltplan.
    • 5 x Masseanschluss für die Stromversorgung der Opamps. Dieses Signal wird jeweils in der Mitte zwischen den beiden Elkos (100uF) abgenommen und an den rechten Rand der Hilfsmasse angeschlossen. Das sind PGND_TP, PGND_BP1, PGND_BP2, PGND_BP3, und PGND_HP im Schaltplan.
    • 3 x Signalmasse der einzelnen Filterzüge. Dieses Signal wird gemäß dem Schaltplan abgenommen und an den linken Rand der Hilfsmasse angeschlossen. Die Namen im Schaltplan sind SGND_TP, SGND_BP und SGND_HP.
    • 1 x Masseanschluss an die Schaltungen im MX822. Die Verbindung erfolgt an einem Testpunkt auf der Rückwandplatine des Behringer.

    Um Ordnung zu halten, ist es sinnvoll, für die Signalmasse etwas dünnere Leitung zu nehmen als für die Versorgungsmasse.. Der Querschnitt ist egal. Alles im Bereich von Klingeldraht ist supergut. Wir sind mit unserem Konzept jenseits von Gut und Böse.


    Bild 4: Der Massestern ist mit der Rückwandplatine verbunden.

     

    Hochpass für KE 25 SC


    Bild 5: Hier sieht man links die Reglerschaltung und rechts den Hochpass.

    Wir fangen mit der Platine für die Stromversorgung und den Hochpass an, weil wir die Stromversorgung zum Testen unserer Platinen benötigen. Wir haben auf der Experimentierplatine etwas mehr Platz als auf dem Prototypen, deshalb ist das Layout einfacher geworden. Es ist ratsam, sich an diesen Vorschlag zu halten, da er den geringsten Arbeitsaufwand bedeutet und Ihr später mit diesem Artikel eine Dokumentation über Euer Werk habt.

    Wir setzen die IC-Fassung und die Kondensatoren C3 und C4 ein. Danach werden die Regler (IC1, IC2), die Glättungskondensatoren, der Gleichrichter und die Anreihklemmen eingesetzt. Jetzt kann die Stromversorgung verdrahtet werden.

    Wir kontrollieren ob die Bauteile richtig herum eingesetzt sind und ob die Verdrahtung dem Schaltplan entspricht. Viel zum Testen gibt es nicht. Man kann lediglich C1 und C2 auf Kurzschluss prüfen. Hierzu wird mit dem Multimeter der Widerstand gemessen. Nach Antippen der Prüfspitze mit der richtigen Polarität (rote Schnur an + des Elko), sollte die Anzeige langsam hoch laufen. Der Messstrom des Multimeters lädt jetzt erst mal den Elko auf. Sobald 2kOhm überschritten sind, ist der Test bestanden.

    Danach schließen wir das Massekabel zwischen C1 und C2 an, weil an dieser Stelle der größte Strom fließt. Das freie Ende des Massekabel wird mit der Ringkernschraube am Gehäuseboden verschraubt. Danach werden die beiden gelben Kabel, die Vom Ringkerntrafo zur Rückwandplatine führen aufgetrennt und mit dem Gleichrichter verbunden. Die Platine des MX 882 bleibt vorerst ohne Strom – Man kann ja nie wissen. Wir schließen das Multimeter zur Messung der Gleichspannung fest an die beiden Anreihklemmen an. Nach Einschalten des MX 882 sollte die Anzeige 30 Volt betragen.

    Ist es nicht falsch, die Signale einer zarten Querflöte in direkter Nähe zu dem streuenden Netzteil und dem Gleichrichter zu betreiben ? Nein – sollte hier wirklich etwas einstreuen (unwahrscheinlich), wird die KE 25 die 50 Hz oder die 100 Hz mit einigen Oberwellen nicht sonderlich laut wiedergeben und das ist gut so.

     

    Bandpass für AL 130 M und Tiefpass für AC 10 HE


    Bild 6: Hier ist der Bandpass umrahmt. Alles für den linken Kanal ist am linken Opamp angeordnet und
    entsprechend für den rechten Kanal. Die Entkoppelungskondensatoren sind vertikal angeordnet.
    Links vom Bandpass ist der Tiefpass zu erkennen.

     

    Ab hier fehlt Text, da die Schaltung bei mir als richtige Platine realisiert wurde. Wer zuerst nachbaut sollte von seinem Vorgehen berichten. Im Prinzip ist es das gleiche Vorgehen wie beim HP.

     

    Tests auf der Filterplatine

    Die spannende Frage ist: Was passiert wenn ich die Spannung an die Schaltung anschließe ? Es ist klug, beim Einbau die Salamitaktik anzuwenden.

    • HP: 'Trockentest' auf der Platine ohne Opamp. Alles noch mal angucken und prüfen.
    • HP: MX822-Trafo auftrennen, Testwiderstand rein und Spannung am IC messen, Testwiderstand raus
    • HP: IC einsetzen, Versorgungsspannung messen , Ausgangsspannung messen, 10 min laufen lassen
    • HP: mit JustOct Filterfunktion messen
    • BP, TP: 'Trockentest' auf der Platine ohne Opamp
    • BP, TP: Spannungsversorgung herstellen und Versorgungsspannung messen
    • BP, TP: IC einsetzen, Versorgungsspannung messen , Ausgangsspannung messen, 10 min laufen lassen
    • BP, TP: mit JustOct Filterfunktion messen

    Das ist nur ein grober Fahrplan. Details fehlen u.U.

     

    Wir schließen die Filterplatinen an den MX 882 an


    Bild 7: Oben sieht man das Verbindungskabel zwischen Frontplatine und Rückwandplatine.

     

    Wir gucken unseren MX 882 noch einmal gütig an und verabschieden uns von allen Garantieansprüchen. Adieu – Du bist zu besserem auserkoren.

    Die drei Platinen werden mit jeweils 2 Bolzen (10 mm lang) am Gehäuse des MX 882 befestigt. Die Gegenschraube im Boden liegt in einer Einbuchtung, um das Gerät stapelbar zu erhalten. 2 zusätzliche Bolzen (12 mm lang) am unteren Rand der Platine dienen der Abstützung und werden nicht verschraubt.

    Zuerst die Befestigungslöcher (3mm) in die Platinen bohren und die Platinen als Schablone für die Löcher im Gehäuseboden verwenden. Hierbei nur oben im Bereich der Sicke in den Gehäuseboden bohren, unten wird die Platine nur aufgesetzt oder aufgeklebt . Die Rückwandplatine ist mit Papier o.ä. gegen Bohrspan zu schützen. Auch kleinste Späne können auf SMD größten Kummer bereiten. Nach dem Bohren den Span mit einem Staubsauger wegsaugen.

    Die drei Kabel vom Behringer Ringkerntrafo werden ca. in der Mitte aufgetrennt und mit Lüsterklemmen nach außen verlängert. Das ist jetzt unsere Wechselstromversorgung für die Testphase.

    Auf der Homepage von Behringer befinden sich die Beschreibung und die Bedienungsanleitung für den MX 882. Vor dem Aufschrauben sollte man sich mit der Funktion des Gerätes vertraut machen.

    Nun wird es ernst. Das Gerät liegt mit geöffnetem Deckel vor uns auf dem Arbeitstisch. Die Bedienelemente zeigen zu unserem Körper. In der Mitte ist viel Platz, dort werden wir unsere Filterplatine unterbringen

    Unser Zugangstor zu den Signalen im MX 882 sind die beiden 15-poligen Verbindungen zwischen der Frontplatine und der Rückwandplatine. X21 ist die linke Anschlussleiste auf der Rückwandplatine. X22 ist das Pendant auf der rechten Seite der Rückwandplatine.

     

    In der Betriebsart Splitter für alle 6 Monokanäle liegen die folgenden Signale an.

     

     1-rot23456789101112131415
    X21?MILMOL---?MIRMOR+15VI1/2I1O1GNDI2/2I2O2
    X22I3/2I3O3GNDI4/2I4O4-15VI5/2I5O5---I6/2I6O6

     

    MILinks, MIRechts:Hier liegt das im Pegel einstellbare Main Input Signal an
    MOLinks, MORechts: Mainlink = onHier liegt das im Pegel einstellbare Main Output Signal an, wenn
    Bei Mainlink = off liegt dort kein Signal an.
    I/2, I:Eingangssignale von den Buchsen In 1 bis In 6 kommend.
    O:Ausgangssignale zu den Buchsen Out 1 bis Out 6 gehend.

     

    Mit den in der Tabelle grau markierten Signalen werden wir arbeiten. Dazu müssen wir die entsprechenden Kabel aufschneiden. Die von der Frontplatine kommenden Enden sind die Eingangssignale für unsere Filterplatine. Die Ausgänge unserer Filterplatine verbinden wir mit den Enden an der Rückwandplatine.

    Wir arbeiten innerhalb der Aktivweiche mir asymmetrischen Signalen. Auf der Rückwandplatine werden diese vom MX 882 in symmetrische Signale gewandelt und dabei gepuffert. Ein am Main Input anliegendes symmetrisches Signal wird vom MX882 in ein asymmetrisches umgewandelt und dabei gleichfalls gepuffert. Die Pufferung hat damit Behringer für uns erledigt. Wir können uns also auf die Filterung der Signale für die TRIO konzentrieren.

    Die Zuordnung der Kanäle des MX 882 zu den Kanälen der TRIO ist der folgenden Tabelle zu entnehmen:

     

    TRIOAlcone 10 HEVisaton AL 130 MVisaton KE 25 SC
    LinksRechtsLinksRechtsLinksRechts
    MX 882123456
    XLRKlinke

     

    Test, Abgleich und Bedienung der Aktivweiche

    Durch unsere Umbauten ist aus dem Universalgenie MX882 der Fachidiot TRIO-Aktivweiche geworden. Das hat für die Bedienung Konsequenzen.

    Am Pegelsteller Main Input Level stellen wir in Zukunft die Lautstärke unserer Stereoanlage ein.

    Den Main Link benötigen wir nicht. Der Schalter Main Link muss dunkel bleiben. Der Pegelsteller Main Output Level wird von uns gleichfalls nicht benötigt. Wir stellen ihn auf Linksanschlag, um Strom zu sparen und ziehen den Knopf ab. Der Knopf sitzt sehr fest auf der Achse. Beim ersten Abziehen muss man u.U. eine kleinen Schraubendreher zum Abhebeln verwenden

    Die 6 Monokanäle werden als Splitter betrieben. Der Schalter Split/Mix muss dunkel bleiben.

    Mit dem Steller für Balance bestimmen wir, ob ein Kanal das rechte oder das linke Eingangssignal verarbeitet. Wir Stellen an den Kanälen 1, 3 und 5 Linksanschlag ein (Linkes Eingangssignal) und die Kanäle 2, ,4 und 6 auf Rechtsanschlag . Danach ziehen wir auch diese Knöpfe ab. Wer eine Balance-Einstellung im üblichen Sinn benötigt, muss die Einzelpegel von 3 Kanälen einer Seite entsprechend verändern.

    Noch ein Hinweis: Mit dem Balance-Steller kann man sich für den Betrieb eines Subwoofers ein Summen-Monosignal besorgen, falls man das Konzept für ein 2.1-System anwenden will.

    Mit dem Pegelsteller Level stellen wir den Pegel der einzelnen Kanäle ein. Die passive Weiche der TRIO kommt ohne direkte Pegelkorrektur aus, deshalb sollten alle 6 Pegelsteller ungefähr bei 0 dB stehen. Es ist lediglich eine Feineinstellung der Kanäle nötig. Diesmal ziehen wir die Knöpfe schon vorher ab, damit beim Abziehen der Knöpfe nicht wieder alles verstellt wird. Mit dem hauchdünn gefetteten und nur lose aufgesetzten Knopf kann man genau genug einstellen.

    Leider stehen die Achsen der Potis etwas aus dem Gerät heraus. Mir ist keine Lösung für die optisch perfekte Abdeckung eingefallen.

    Als einziges Bedienungselement unseres Kastraten haben wir nur noch den Lautstärkesteller übrig.

    Zum Abschluss der Arbeiten am MX822 müssen wir noch den Feinabgleich der Pegel an den 6 Trimmpotis auf unserer Selbstbauplatine vornehmen. Wir legen das Testsignal einen Eingang des mX822 an. Hierbei achten wir darauf, dass alle Kanäle entweder asymmetrisch oder symmetrisch betreiben werden. Die Beschaltung der Ausgangstecker richtet sich nach den späteren Gegebenheiten in der Anlage. Mit JustOCT überprüfen wir die Einhaltung der Filterkennlinien und die Kanalgleichheit. Bei Bedarf stellen wir die Potis ein.

    Bitte denkt daran, dass der Bass der TRIO verpolt angeschlossen wird. Wir haben in der Schaltung keinen Invertierer eingebaut und müssen das Verpolen an den Lautsprecherklemmen erledigen.

     

    Hitze

    Behringer hat den MX 882 für 19"-Racks konstruiert und sicher den Einbau ohne Luftspalt berücksichtigt, obgleich davor in der Bedienungsanleitung gewarnt wird. Mit der Zusatzbelastung des Transformators und den zusätzlichen Wärmequellen im Gerät haben wir diesen Spielraum nicht mehr. Bitte die Aktivweiche mit Gerätefüßen versehen und frei aufstellen oder im Rack mit großem Luftspalt einbauen, damit die Wärme über die Gehäusewand entweichen kann.

    Bei mir waren im Praxisbetrieb nur kleine Luftspalte von ca. 2 mm Höhe unterhalb und oberhalb des MX882. Das Gerät wurde nicht sonderlich warm und war dauerhaltbar.

     

    Schlusswort

    Uff – Das ist vom Schreiben her viel umfangreicher geworden als ich dachte. Der Nachbau der TRIO-Aktivweiche ist nicht überirdisch kompliziert, aber auch nicht trivial. Der Klang entschädigt für alles.

    Grüße von Sysiphus

     

    Unsere Abonnenten können den kompleten Bericht hier als PDF-File herunterladen. DANKE!! an Sysiphus

     

    Anhang - Bauteilliste

    Projektnummer

    Bauteil

    Reichelt-Bestellnr.

    StkEUR/stk

    C1, C2

    Glättungskondensator

    rad 1000/35

    2

    0.30

    C3, C1100, C2100, C2200, C2300, C3100

    Kondensator am Positivregler und Entkoppelungskondensatoren

    MKS-2-5 100n

    5

    0.12

    C4

    Kondensator am Negativregler

    MKS-2-5 1,0 uF

    1

    0.43

    C1101, C1102, C2101 C2102, C2201, C2202, C2301, C2302, C3101, C3102

    Entkoppelungskondensator

    rad 100/25

    10

    0.05

     

    Filterkondensatoren

     

     

     

    C111A1, C111A2, C111A3, C111B1, C111B2, C111B3, C112A, C112B, C211A1, C211A2, C211B1, C211B2, C212A, C212B

    TP, BP

    MKP-10-630 33n

    14

    0.33

    C221A, C221B, C231A, C231B

    BP

    FKP-2 10n

    4

    0.61

    C222A, C222B

    BP

    FKP-2 4,7n

    2

    0.50

    C311A, C311B, C312A, C312B

    HP

    FKP-2 6,8n

    4

    0.53

     

    Filterwiderstände

     

     

     

    R111A, R111B, R112A, R112B

    TP

    METALL 15K

    4

    0.08

    R211A, R211B, R231A, R231B

    BP

    METALL 8.2K

    4

    0.08

    R212A, R212B

    BP

    METALL 16.9K

    2

    0.08

    R221A, R221B, R312A, R312B

    BP, HP

    METALL 10K

    4

    0.08

    R222A, R222B

    BP

    METALL 12K

    2

    0.08

    R311A, R311B

    HP

    METALL 5.6K

    2

    0.08

     

    Zubehör

     

     

     

    POT11A, POT11B, POT23A, POT23B, POT31A, POT31B,

    Trimmpotentiometer

    64W-5,0k

    6

    0.64

    IC1

    Spannungsregler +15V

    uA7815

    1

    0.17

    IC2

    Spannungsregler -15V

    uA7915

    1

    0.17

    IC110, IC 210, IC220, IC230, IC310

    Operationsverstärker

    NE 5532 A DIP

    5

    0.46

    GL1

    Gleichrichter

    B80C1500-WW+

    1

    0.28

     

    IC-Sockel

    GS8P

    4

    0.09

     

    Lötstifte

    RTRM1-100

    1

    1.35

     

    Anreihklemmen, 5 polig

    AKL 101-05

    2

    0.27

     

    Steifenrasterplatine 75 x 100

    H25 SR075

    2

    0.64

     

    Steifenrasterplatine 100 x 100

    H25 SR100

    1

    0.82

     

    Masseplatine

    FHPCU 50x100 mm

    1

    0.39

     

    Kabel

    LITZE BL

    1

    0.59

     

     

    LITZE RT

    1

    0.59

     

     

    LITZE GE

    1

    0.59

     

    Schrumpfschlauch, 2.4 mm dick

     

     

     

     

    Ringkerbschraube

    RK-R-4

    1

    0.09

     

    Distanzbolzen

    DI12mm

    6

    0.09

     

    Distanzbolzen

    DI10mm

    6

    0.09

     

    M3-Schrauben

    SKL M3x6

    1

    1.80

     

    Gerätefüße

    GF21

    4

    0.33

     

    Lüsterklemme

    LÜK 2,5 mm²

    1

    0.36

     

    Testwiderstände

    2W METALL 180

    2

    0.09

     

     

    SUMME Reichelt

    ca. 32.00

     

    Behringer MX 822

    ----------------

    1

    110.00

     

     

    SUMME total

     

    142 EUR

    Die Preise für die Bauteile sind von 2006. Viel dürfte sich aber nicht geändert haben.

     

    Anhang – Kleinigkeiten

    Temperaturmessungen

    Kein Signal, alle Steller auf Null, t = 20°C, Gehäuse offen

    • 28 min temp. = 37°C, beide Regler
    • 75 min temp. = 41°C, beide Regler

    Sinus 2 Veff @ 1 kHz an Main In, alle Mono-Steller so, dass -12 dB-LED gerade leuchtet, t = 20°C, Gehäuse offen
    Trafo hat dabei 19.3 Vac, U am Glättungskondi = 24 Vdc

    • 15 min t = 36°C, beide Regler
    • 30 min t = 39°C, beide Regler
    • 105 min t = 42°C, beide Regler

     

    Manipulationen am MX 882

    • 6 Löcher für die Platine Bohren
    • Platine für Massestern einkleben
    • Trafo auftrennen
    • Hilfsmasse von TP ziehen
    • Platinen einbauen
    • Verbindung an X21 und X22 auftrennen
    • Platinen einlöten

     

    Stromverbrauch

    Der Stromverbrauch des MX822 alleine ist typisch 320 mA. Mit unserer Weiche im Leerlauf erhöht er sich auf 370 mA (Achtung: Der Wert wurde mit nur 4 Opamps während der Prototypenphase gemessen).

    Kommentare  

    # gfdgf 2010-10-20 12:28
    Die drei Platinen werden mit jeweils 2 Bolzen (10 mm lang) am Gehäuse des MX 882 befestigt. Die Gegenschraube im Boden liegt schmuck (www.thomassabocharmemarkt.com/)in einer Einbuchtung, um das Gerät stapelbar zu erhalten. 2 zusätzliche Bolzen (12 mm lang) am unteren Rand der Platine dienen der Abstützung und werden nicht verschraubt
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