Sokrates Mk II, aka high-end PreamPi

[2pi]

Willst du damit einen Blindtest durchführen ?

Prinzipiell geht das. Der Ausgang des Pre kommt dann an den Ausgang der Eingangswahl. Je nach ansteuerung kann man auch mehrere Endstufen gleichzeit betreiben.

Grüße

[flowtech]

hi oliver.

als super zufriedener phonopre "kunde" wäre ich sehr gerne wieder dabei

Dein Fachwissen (bspw. der Masse-Artikel) ist für mich als Elektronik Depp immer wieder faszinierend. Ich bin wohl eher ein Nachbauer, verdammt.

VG
Florian

ps. ersetzt werden würde ein DIY NE5532 Bausatz - das ist sicherlich ein upgrade

[tabas]

Hi 2pi,

tausend Dank für das PreamPi! Ich hätte auch Interesse an dem Sokrates Mk II. Allerdings würde ich gerne ein paar Verbesserungsvorschläge auf die Wunschliste setzen.

Ich betreibe das als Hobby-Projekt und meine Auswahl an Werkzeug ist doch etwas eingeschränkt. So musste ich zum Beispiel zum Aufbohren der Löcher für die Lötstifte zu Schwiegervater, da ich keine Standbohrmaschine habe.

- Mehr SMD sehr gern, da dies weniger Biegeaufwand bedeutet
- Weniger Platinenverbinder mit einem 3,5er Rastermaß, da die Auswahl etwas eingeschränkt ist. RM 2,54 oder 2,00 wären praktischer.
- Weniger Lötstifte, da das beim PreamPi etwas anstrengend war.
- Für Verbindungen mit Arduino-Hardware mehr Stiftleisten mit einem 2.54 Rastermaß.
- Wären Standard Molex-Verbinder eine Option? Es gibt da beispielsweise vorkonfektionierte Y-Kabel usw. bei Reichelt, Conrad etc.

Gruß aus Berlin,
-tabas

[bastelj]

Hallo 2Pi,

hast Du hier nicht auch das Problem mit dem Ende der Produktion der LM 49740?
Schlage vor Du machst hier auch die Abfrage, ob es Interessenten gäbe? Ich wäre schon mal dabei.

VG
Jürgen

[2pi]

Danke für das Feedback, tabas. Einiges ist schon adressiert und es werden noch mehr Gedanken reinfließen. Crimpen ist halt auch keine gute Alternative, insbesondere nicht, wenn man nur einen Amp baut.

bastelj, bzgl. des LME49740 bin ich noch am Überlegen und Probieren. Noch wäre Zeit, umzuschwenken. Aber ich wollte mal schauen, wie das mit Doppel-OPs im SOIC Gehäuse so klappt.
Über Adapter habe ich auch schon nachgedacht. Ist aber auch nicht optimal.

Grüße

[2pi]

Sieht wohl so aus, als könne man sich diese Namen schon mal einprägen für die Zukunft:

LMP8671
LMP8672 (wobei LM4562 und LME49720 ja überleben werden).
LMP8674

http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/lmp8671.pdf

Der Neue hat durch höhere Versorgungsspannung mehr headroom und verhält sich quasi wie ein rail-to-rail. Daher kann man die dynamic range auch wirklich nutzen.

Ansonsten springen einen die Ähnlichkeiten förmlich an.
DIL ist zwar Vergangenheit aber mit dem 4er sollte sich arbeiten lassen.

Grüße

[nhs]

Hallo Oliver,

zuerst ein frohes und vorallem gesundes neues Jahr
Zuletzt habe ich kaum Zeit zum Basteln, deshalb liegen noch einige von dir entwickelte Boards (spezielle FrontEnd-Version mit anpassbaren Eingangspegel und PreampPI-Boards) noch unbestückt auf meinem Regal da. Jetzt möchte ich das offene Projekt doch noch zum Ziel (hoffentlich) führen.
Ich lese gerade, das LME49740 ihren EndOfLife-Zyklus erreicht hat. Momentan kann ich LME49740 auf Ebay noch kaufen, aber was meinst Du? ob es besser ist, das ich gleich auf den Nachfolger LMP8674 bestellen soll. Wie ich so sehe, haben beide IC's die gleiche Pins-Belegung.

Viele Grüße

[2pi]

Hi Son,

das wünsche ich dir und allen anderen natürlich auch !
Der LMP ist nur als SMD Variante verfügbar. Also ist der LME immer noch Bauteil der Wahl für vorhandene Platinen.
Beide sind ansonsten absolut gleichwertig.
Adapter von SMD auf DIL würde ich demnach derzeit auch nicht empfehlen.

Grüße

[nhs]

Danke Dir für die Infos. Ich habe nicht gewusst, dass LMP zur Zeit nur als SMD verfügbar sind. Dann bestelle ich gleich einige LME49740 von EBay bevor sie ganz vom Markt verschwunden sind.

An dieser Stelle wünsche ich Euch allen ein frohes erfolgreiches 2016!

Viele Grüße
Son

[2pi]

Alles auf Anfang ?

Der geschätzte LME497x0 ist ja so gut wie Geschichte. Aber deshalb muss man hier nicht bei null anfangen. Daher nun ein paar aktuelle Erkenntnisse und Gedanken zum Design, in denen die Betrachtungen aus dem Eingangspost im Kontext zu (m)einer kompletten Signalkette analysiert und abgeschätzt werden.

Bei meinen Endstufen, den Composite Chipamps, habe ich mal das Eigenrauschen gemessen. Das liegt bei hervorragenden ca. -140dBV/Wurzel(Hz) bei 1KHz, also grob 14,1uVrms bei einer 20KHz Bandbreite bzw. einer noise density von ca. 100nV/Wurzel(Hz). Die Verstärkung beträgt 10-fach.

Davor befindet sich eine Hypex DLCP analog angeschlossen mit einem Rauschen von 7,4uVrms laut Datenblatt, also einer noise density von 52,3nV/Wurzel(Hz).
Gehört rauscht die DLCP übrigens halb so viel wie miniDSP 2x8 mit gleichen Filtern !

Hiervor gibt es einen PreamPi mit gerechneten 1,79uVrms bzw. 12,7nV/Wurzel(Hz) ohne Lautstärkeregelung. Mehr dazu später.

Und was höre ich am Hochtöner mit einem Wirkungsgrad von 92dB (1W, 1m) meiner aktuellen Boxen ?
So gut wie nichts, selbst mit dem Ohr an der Kalotte. Am Hörplatz in 1,8m Entfernung ist es unhörbar, denn es verschwindet ab ca. 60cm Abstand bei ansonsten absoluter Stille.
Dabei sitzt der HT noch in einem Waveguide, welches den Bereich um 3 KHz, der nach Fletcher-Munson der empfindlichste für das Ohr ist, sogar noch um ca. 6dB anhebt.
Das Rauschen unterliegt hier ja nicht der Filterung in der DLCP und schlägt direkt durch.

Schauen wir mal etwas genauer hin:

Rauschen addiert sich geometrisch. Also würde PreamPi und die DLCP in Kombination folgendes Gesamtrauschen produzieren:

Eg = Wurzel(7,4uV^2 + 1,79uV^2) = 7,61uVrms also 53,8nV/Wurzel(Hz).

Wenn ich nun die Vorstufe wie hier geplant nur mit AD797 bauen würde, käme man auf folgendes Ergebnis:

Eg = Wurzel(7,4uV^2 + 0,72uV^2) = 7,43uVrms, also 52,5nV/Wurzel(Hz).

Man sieht demnach hier schon sehr schön, daß der DSP als Rauschquelle dominiert und PreamPi überhaupt nicht das Problem ist trotz seiner Einfachheit.

Das ganze ohne DSP und stattdessen mit einer Endstufe:

Endstufen haben im Gegensatz zu den bislang betrachteten Komponenten eine Verstärkung. Nun kommt die Größe des equivalent input noise zum Tragen. In dem Modell bezieht sich der Rauschwert auf die Eingänge eines Verstärkers und das Eingangssignal wird anschließend rauschfrei verstärkt.

Nehmen wir das Eingangsrauschen laut Datenblatt eines LM3886 Chipamp. Das liegt bei 2uVrms. Weiter nehmen wir eine Allerwelts-Verstärkung von 25-fach (28dB) an. Dann sieht das in Verbindung mit einem Pre so aus:

PreamPi: Eg = Wurzel(2uV^2 + 1,79uV^2) x 25 = 67,1uVrms also 474nV/Wurzel(Hz).

AD797 Pre wie oben: Eg = Wurzel(2uV^2 + 0,72uV^2) x 25 = 53,2uVrms, also 376nV/Wurzel(Hz).

Hier sieht man jetzt, daß die Verstärkung in der Endstufe das Gesamtrauschen völlig dominiert und wieder nicht der Pre der Problembär ist.

Wenn man also wirklich nachhaltig etwas erreichen möchte in Punkto Rauschen, macht man sich am besten zuerst an den Endstufen zu schaffen. Da bin ich Gott sei Dank bis auf weiteres fertig. Meine einfachen Chipamp Endstufen (ohne composite) sind hier übrigens gemessen genauso gut.

Bei meiner aktuellen 3er-Abwehr-Kette mit PreamPi, DLCP und Composite/Chipamp Endstufen komme ich auf insgesamt 77,4uVrms bzw. 548nV/Wurzel(Hz) und höre dennoch wie oben beschrieben am Hörplatz gar nichts davon.
Das kommt daher, daß sich die DLCP deutlich besser verhält als miniDSP 2x8 und meine Endstufen nur noch 10-fach verstärken.
Daher funktioniert auch PreamPi in der typischen Kombination mit Class-D Endstufen einwandfrei.
Eine AMS-1000 hat übrigens ein "idle noise" von 60uVrms und eine Verstärkung von 23,7. Das würde in etwa einen equivalent Input noise von 2,5uVrms machen.

In diesem Licht scheint sich also die Übung des Parallelisierens von OPs im Vorverstärker zu relativieren (es sei denn, man möchte mit aller Gewalt bei einer Optimierung an der falschen Stellschraube drehen).


Da ja auch die through hole Bauteile vom Aussterben bedroht sind und man mit der Zeit gehen muss, werden SMD Komponenten zur Pflicht. Man kann es nicht ändern. Für manche scheint das ein Nachteil zu sein. Aber es eröffnen sich dadurch auch wieder neue Möglichkeiten. Also doch keine Veränderung ohne Verbesserung

Mit dem OPA1611/1612 gibt eine klasse Alternative zum allseits beliebten AD797. Der OPA ist dabei aber einfacher zu beschalten und somit knabbern auch keine extra Bauteile, die beim AD nötig wären, die Rauschperformance von 1,1nV/Wurzel (Hz) wieder ab. Die 0,9nV/Wurzel(Hz) des AD797 bleiben also eher theoretische Natur.

Laut meinen Abschätzungen läge das Rauschen eines einfachen Vorverstärkers ohne Parallelisierung aber mit OPA1612 statt LME49740 bzw. LMP8674 um ca. 25% niedriger.

Der AD797 als Diffamp mit 1K Widerständen wird im Datenblatt übrigens mit 9nV/Wurzel(Hz) angegeben. Darauf komme ich rechnerisch ebenfalls (8,97). Meine Rechnungen passen also ganz gut. Dazu kommen noch die beiden Spannungsfolger am Eingang und das Rauschen der Quellimpedanz (bei allen Rechnungen mit 50 Ohm angenommen, falls so vorhanden). Insgesamt komme ich dann auf 1,37uVrms bzw. 9,7nV/Wurzel(Hz).

Und nur noch zum Vergleich und um ein Gefühl zu vermitteln: Ein einzelner 1K Ohm Widerstand rauscht mit 4nV/Wurzel(Hz) bei 25°C; einfach so. Die Gesamte Eingangsstufe rauscht demnach etwas weniger als 6x 1KOhm Widerstände in Reihe (9,9nV/Wurzel(Hz)).

Alle anderen Werte des OPA sind ebenfalls auf absolutem Spitzen-Niveau und er sollte für den Zweck bestens geeignet sein. Es gibt zwar kein 4er Package. Aber im Gegensatz zum AD797 wenigstens eine Doppelversion, welche für 7€ selbst bei Reichelt zu haben ist.

Nach der obigen Betrachtung denke ich, daß man diese Einladung annehemen muss:
Komplexität minimiert, Performance (der einfachen Version) maximiert.

Somit gehen auch Größe und Preis des Pres unterm Strich wieder runter. Zum Basteln wird es immer noch genug geben.

Alle Betrachtungen waren jetzt ohne die Lautstärkeregelung, da diese gesetzt und selber schon so rauscharm wie möglich ist. Übrigens rauscht die aktive Regelung bei leisen Lautstärken weniger als bei lauten und das Maximum wird nicht wie sonst häufig in der Mittelstellung erreicht, sondern eben in der Max. Stellung. Hier ist es geplant, die max. Verstärkung auf 1 zu begrenzen. Damit wäre das Extrarauschen abermals nicht schwergewichtig.

Die neuste Platine werde ich so bald wie möglich testen. Der neue Drehimpulsgeber läuft schon mal.



Grüße

P.S. Für alle, die SMD Bauteile scheuen und mitbauen möchten: Der Platinenhersteller würde auch Teilbestückungen machen. Die restlichen throughhole Teile könnte man dann immer noch selber löten. Einen konkreten Preis müsste man natürlich noch anfragen.

[2pi]

Beitrag aus Klausur entlassen.

[chancenvergeber]

Ich freu mich.
Der Bausatz ist fest eingeplant für dieses Jahr - ich hoffe jedenfalls auf eine Veröffentlichung in diesem Jahr.

[2pi]

He he, da bist du nicht alleine mit deiner Hoffnung

Grüße

[chancenvergeber]

:thumbup:
:danke:

[amix]

Alle Betrachtungen waren jetzt ohne die Lautstärkeregelung, da diese gesetzt und selber schon so rauscharm wie möglich ist. Übrigens rauscht die aktive Regelung bei leisen Lautstärken weniger als bei lauten und das Maximum wird nicht wie sonst häufig in der Mittelstellung erreicht, sondern eben in der Max. Stellung. Hier ist es geplant, die max. Verstärkung auf 1 zu begrenzen. Damit wäre das Extrarauschen abermals nicht schwergewichtig.

Die neuste Platine werde ich so bald wie möglich testen. Der neue Drehimpulsgeber läuft schon mal.

Kennst Du den Thread hier: Arduino based LDR volume and source selection controller ?

Ich weiß, daß das beide Projekte Lautstärke-Regelung und Quellen-Wahl ermöglichen und sich somit überschneiden. Ich dachte nur, falls Du das nicht kennst, könnte es Dich vielleicht interessieren und inspirieren? Du schriebst ja einmal, daß Du vielleicht etwas weiter gehen würdest, mit der Kontrolle, wenn ich mich recht entsinne.

Mit einem Arduino könnte man, glaube ich, sehr viel dynamisch regeln und überwachen. Ich denke es ließe sich auch eine Fernbedienung realisieren, die sowohl über IR, Bluetooth als auch WLAN ginge, Arduino Module dafür gibt es, und gleichzeitig ließe sich die LS und Quellenwahl manuell am Gehäuse vornehmen, da es dem Mikrokontroller ja egal sein müßte, wo er seine Daten herbekommt. Und ein LCD/OLED ließe sich dann auch noch, als Option, dazubauen, auf dem man dann die Lautstärke und die aktive Quelle anzeigen könnte. Und koolen Blinkentext!
Arduinos gibts um die 3€ (inkl. Versand) beim chinesischen Bauchwarenhändler des Vertrauens.

[2pi]

Mein Gott Walter bzw. Ghostd Wenn man bei Arduino die Pins nicht explizit als Ausgang initialisiert, arbeiten sie im pull-up mode. Dann kommt da noch nicht mal 1mA von 20 möglichen raus. Damit kann man auch keinen Darlington Relaistreiber zuverlässig ansteuern. Jetzt habe ich ein paar graue Haare mehr. Das war mein learning der Woche :doh:

Dafür rattern die Relais jetzt absolut stotterfrei und die Lautstärkeregelung läuft am PreamPi ! :yahoo:

Mit der Luftverdrahtung und der jetzigen Platine gibt es nur noch ein kapazitives bzw. ein Masseproblemchen. Ich kann mit dem Aufbau je nach Stellung ganz leise französisches Radio hören. Aber da kommt ja jetzt eh Fußball :dance:

Bislang hatte sich HeadamPi mit dem Poti direkt auf der Platine am besten verhalten. Von daher kann es sein, daß die Relais auch dort landen.
Außerdem scheinen 64 Stellungen anstatt der jetzigen 128 zu reichen...also Lautstärkeschritte.

Danke, amix für den Link. Das schaue ich mir genauer an, sobald ich wieder atmen kann.

Grüße

[2pi]

Die griechische Suppe ist ordentlich am brodeln Deshalb wird es Zeit für ein paar Updates.

Hier der 1. Löffel.

Habe nun kurzerhand das bisherige Konzept der Lautstärkeregeleung verworfen und nochmal neu begonnen.
Das neue Design bietet folgende Änderungen und somit Vorteile:

- Es gibt nur noch 64 Stellungen dafür aber in festen 1dB Schritten.

- Es lässt sich (wieder) eine beliebige Verstärkung einstellen. Die 64 Stellungen verteilen sich dabei entsprechend. Wenn also jemand z.B. 12dB Verstärkung wollte, dann käme er auf einen Min.-Pegel von -51dB. Wem das immer noch nicht genug "offness" wäre, soll die Mute-Taste des Pres oder Pause-Taste der Quelle drücken, wenn das Tel. klingelt.

- Die Eingangsimpedanz ist wieder niederohmig aber nun konstant (2KOhm gewählt).

- Wenn alle Relaiskontakte "unterwegs" sind, hängt abermals nichts in der Luft und das Signal wird stark abgeschwächt. Es kann also nicht knallen. Das ist der einzige Fall, wo die Eingangsimpedanz kurzfristig steigt.

- Das Layout ist besser weil alles kleiner wurde.

- Insgesamt bleiben alle bisherigen Vorteile des Potis erhalten und alle Nachteile sind komplett ausgemerzt.

- Ob die Relais mit auf den Pre wandern, ist noch nicht festgelegt.

Grüße

[2pi]

2. Löffel:

Des weiteren habe ich ein paar Platinen überarbeitet.
Der Drehimpulsgeber mit Taster ist nochmal kleiner geworden, da ich auf SMD umgestellt habe. Hier befindet sich auch der Anschluß für den quasi frei platzierbaren IR Sensor. Das wäre so ein Kandidat, den man bestückt kommen lassen könnte, da nur Wald- und Wiesenbauteile drauf sind.



Um alle Einheiten, die vom Controller angesprochen werden, sauber zu verkabeln, habe ich ein Arduino-Shield vorgesehen. Dann müsste man sich zwar auf ein Modell
festlegen, aber ich sehe ansonsten nur Vorteile.

Letztlich habe ich die Eingangswahl mit dem Inputboard vereint. Das spart Platinen, Signalweg und Verkabelung.
Erweitert wurde das ganze um die Möglichkeit, einen DAC einzuschleifen, so daß man CD und Konsorten erst im Pre wandelt.
Wer einen seltenen AES/EBU Ausgang hätte, könnte den sogar direkt von außen anschließen. Drinnen müssen dann nur ein paar Jumper geöffnet werden. Wer sie schließt, hat einen normalen Eingang.
Das Board ist so gemacht, daß man zwei gleiche für Stereo verbaut. Die Eingangwahl und die Versorgung wird sozusagen daisy-chained. D.h. es gibt ein Hauptkabel, das zwei Platinen versorgt.



Es bleibt bei 4 XLR-Eingängen (inkl. dem auftrennbaren) und einem frei ansteuerbaren für (m)einen Phono-Pre, der mittlerweile als 2. Version mit fast nur SMD bis auf ein paar Kondensatoren bereit steht.



Grüße

[chancenvergeber]

Ich freu mich schon. :thumbup:

[2pi]

Bevor es noch mehr Suppe zum Löffeln gibt:

hat hier schon jemand Erfahrungen bzw. Tips bzgl. Displays ?

Es gibt nur wenige Anforderungen:

- 2x16 Zeichen sollten reichen.

- ich mag es nicht, wenn es im Dunkeln blendet.

- die gelblichen scheiden aus, weil sie immer etwas an Elektronik-Experimentierkästen erinnern.

- minimale Schrifthöhe wäre 6mm.

- einfacher Einbau in die Gehäusefront.

Hier sind meine bisherigen Favoriten:

http://www.reichelt.de/LCD-Module-DIP-An...+162SW+DIP

VT: Einfach, günstig, ansehnlich, sofort mit Arduino verwendbar.
NT: blöde Rahmenform, Scheibe benötigt ?, rückversetzer Einbau ?

http://www.reichelt.de/LCD-Module-organi...+W162-XBLW

VT: große, wahrscheinlich gut/angenehm lesbare Segmente (8,9mm), es gibt einen Einbaurahmen mit Scheibe.
NT: teuer, obwohl Reichelt den besten Preis hat.

http://www.reichelt.de/LCD-Zubehoer/LCD-...D+FRONT+12

Meinungen zu den beiden sind natürlich auch willkommen.

Grüße