Vorstellung meiner "Neuen" ... Monitor 1

Lautsprecherbau und -tuning

Beitragvon Raal » 07.08.2013, 11:40

Hallo Cay-Uwe,

3dB ist besser wie nichts. Die Regelung von Roman scheint wirklich gut zu sein. Trotzdem hat ein Chassi eben mechanische Parameter die eben das ganze begrenzen. Beim SW223 darf nach meinem Gehör diese Grenze sogar leicht überschritten werden. Finde den Thread hier sehr spannend. Großes Lob an Roman.

Viele Grüsse
Andreas
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Beitragvon MarcB » 05.10.2013, 18:04

Hallo Roman, deine kleine Monitor 1 hat mir heute so ziemlich die Sprache verschlagen. Erstaunlich wie groß sie aufspielt. Respekt vor der Umsetzung und der Abstimmung. Wenn du mal Langeweile hast, komm ruhig damit mal zu mir nach Neunkirchen/Saar. Danke auch an Ralph für die Vorführung :cheers:

Gruß Marc
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Beitragvon RPWG » 06.10.2013, 16:01

Hallo Marc,

Ich freue mich, dass die Box bei dir so gut angekommen ist :wink: . Und das, obwohl die von mir in Ralphs Vorführung eingestreuten Stücke sicher nicht jedermanns Fall waren :) .

Mir hat das Hören in der gestrigen Runde großen Spaß gemacht. Die "gefaceliftete" Elektronik gab es ja gestern schon zu sehen, ich werde sobald ich dazu komme hier einige Bilder und Erläuterungen einstellen.

Einen schönen Sonntag,
Roman
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Beitragvon MarcB » 06.10.2013, 17:05

Hallo Roman, mach das! ich bin da sehr interessiert! Gruß Marc
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Beitragvon Zwodoppelvier » 06.10.2013, 18:13

Hallo Marc, Roman,

auch meine Wenigkeit ist interessiert! Hatte ja bereits früher angemerkt, daß diese kompakten Boxen m.E. eine Marktlücke treffen.

Am Rande würde mich interessieren, welche Musik noch lief, die "nicht jedermanns Fall" wäre - Techno??

Auch wenn ein guter Lautsprecher alles können sollte: mir liegt besonders am Herzen, daß Naturinstrumente authentisch reproduziert werden. Auf heftige Pegel für AC/DC-Fans kann ich eher verzichten.

Viele Grüße
Eberhard
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Beitragvon RPWG » 06.10.2013, 18:26

Dann woll'n mer mal :) .

So ganz zufrieden war ich mit einigen Details der ersten Elektronik-Revision nicht, weswegen ich mich vor ca. 2 Monaten daran gegeben habe, meine Bug-Liste abzuarbeiten und ein Redesign zu machen.

Wichtigster Punkt: Modulare Bauweise!

Die erste Version bestand aus einem "Mainboard", welches steckbar den DSP, das Netzteil sowie alle nötigen analogen Filter und das Digitalinterface enthielt. Von da aus ging es auf die gesondert montierten Endstufenplatinen. Das neue Konzept sieht wie folgt aus (jeweils Einzelplatine):

  • Netzeingang mit Überspannungsschutz, Sicherungen, Print-Trafos und Netzrelais für den dicken Ringkerntrafo
  • Netzteil mit großzügiger Anbindung der Spannungsregler und Gleichrichter an den Hauptkühlkörper
  • Tieftonendstufe spannungsgegengekoppelt mit Reglerteil für den induktiven Sensor, Einstellmöglichkeit der Reglerverstärkung
  • Hochtonendstufe mit frequenzabhängiger Gegenkopplung Strom/Spannung, optimiert auf die verwendete Kalotte
  • Weichenplatine mit Einstellmöglichkeit der Pegel für Hochton und Tiefton
Um den Kabelsalat zu minimieren läuft parallel zu allen Platinen ein Flachbandkabel. Zum leichteren Handhaben der Elektronik in der Testphase habe ich einen Einschub aus Acrylglas hergestellt, an dem sich alle Einstellarbeiten und Softwaremodifikationen ohne "fliegenden" Aufbau durchführen lassen. Das macht so einfach viel mehr Spaß, als alles über die Werkbank verstreut liegen zu haben und mit Krokoklemmen zusammenzustöpseln.

So sieht das Dingen jetzt aus:

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Die Strompfade vom Netzteil zu den Endstufen (Leistungsteil) sind optimiert und so kurz wie möglich gehalten. Da kommen insgesamt 10 cm Leitung zum Einsatz, es wird vom Netzteil dreipolig zu den Endstufen "gesprungen" über die Flachsteckanschlüsse (2. Bild).

Generell habe ich versucht, die Signalmasse rigoros von der Leistungsmasse zu trennen und erst im Netzteil zusammenzuführen.

Ich werde zu jeder Platine ein bisschen was schreiben, so wie ich Zeit finde. Fangen wir mal mit der Weichenplatine an:

Bild

Prozessor für Steueraufgaben

Was ich lernen musste: Lass einen DSP keine Steueraufgaben übernehmen! Dafür kommt jetzt ein eigener Prozessor (quadratischer Vielbeiner hinten) zum Einsatz. Der sorgt nun dafür, dass die Endstufen sauber und synchron die Betriebszustände inkl. Muting wechseln. Damit gibt es keine Geräusche mehr beim Ein-/Ausschalten. Vorher waren diese Steueraufgaben an die Endtstufenbetriebsspannung mittels RC-Glieder gekoppelt, was sich als absolut unbrauchbar herausgestellt hat. Die restlichen Steueraufgaben (Bedienung der Status-LED, Einschaltung Netztrafo, Notabschaltung, Verwaltung der digitalen Chips) entfallen auch auf ihn.

Spannungsversorgung

Alle Betriebsspannungen werden erst auf dieser Platine lokal stabilisiert, bis auf eine "analoge" Hilfsspannung, welche aber im Normalbetrieb dann entfällt und vom Hauptnetzteil versorgt wird. Analoge und digitale Masse sind bestmöglich voneinander entkoppelt worden.

Clocking

Auf der Platine befindet sich eine hochqualitative Clock, die aber per Jumper stillgelegt werden kann und stattdessen eine Tentlabs Clock gesteckt werden kann. Damit will ich mal experimentieren. Die Clock erhält gesondert ihre Spannung und wird lokal gepuffert.

Wandler

Der erste Aufbau war stark ergebnisorientiert und so setze ich nun statt der onboard-Wandler die Typen CS4398 (DAC) und CS5381 (ADC) von Cirrus Logic ein. Die Daten werden 24 Bit breit über I2S zwischen DSP und Wandlern hin und her geschaufelt.

Analogteil

Eingangsseitig läuft alles "fully differential", d.h. es gibt bei symmetrsicher Ansteuerung von der Buchse bis in den Wandler keinen Teil, in dem das Signal unsymmetrisch verarbeitet wird.
Die analoge Leitungsführung ist so optimiert, dass sie eine kleinstmögliche Fläche aufspannt (Parallelführung in verschiedenen Layern...)

Beide Rechner auf der Platine sind "Automotive" zertifiziert, also hochverfügbar und mit erweitertem Temperaturbereich, so wie sie auch im Automobilbereich im Steuergerät verbaut werden. Ich habe diese Prozessoren schon für Outdoor-Industrieelektronik verbaut, bei der die Platinen "knietief im Dreck" betrieben werden. Da bin ich in Bezug auf Haltbarkeit in einer Box guter Dinge :cheers: .

So, das soll für heute reichen :wink: . Weiter geht es dann mit den Endstufen...

Viele Grüße,
Roman
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Beitragvon RPWG » 06.10.2013, 18:40

Hallo Eberhard,

Zwodoppelvier hat geschrieben:Am Rande würde mich interessieren, welche Musik noch lief, die "nicht jedermanns Fall" wäre - Techno??

Sorry, habe deinen Post gar nicht gesehen.

Nein - es war vielmehr meine Liebe zu einer bestimmten Solovioline, die glaube ich nicht jeder geteilt hat :D .

Viele Grüße,
Roman
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Beitragvon chro » 06.10.2013, 20:42

Wow, toll :cheers:

Davon kann ich nur träumen, auf so ein know how zurückzugreifen. :mrgreen:

Lese weiter sehr interessiert mit :wink:
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Beitragvon RPWG » 07.10.2013, 19:21

Hallo chro,

chro hat geschrieben:...auf so ein know how zurückzugreifen

Gilt für mich bei deinen Gehäusen!! :mrgreen:

Weiter geht's mit der Tieftonendstufe:

Bild

Bei ihr sitzen der notwendige Integrierer und P-Regler gleich mit auf der Platine (rechts im Bild). Dieser wurde mittels MATLAB auf den Sensor und das Chassis passend dimensioniert. Der Feinabgleich dann mittels Messung.

Die Anzahl der Endstufen-ICs wurde verdoppelt, da das Chassis eine Impedanzsenke mit ca. 5 Ohm aufweist, zudem verdoppelt sich die Fläche für den Wärmeübergang.

Der Eingang des treibenden Endstufen-ICs wurde ordentlich gegen HF abgeblockt. Links neben dem linken IC sieht man auch den einzigen Elko im Signalweg innerhalb der gesamten Box: Die TT-Endstufe braucht in der Gegenkopplung eine überaus niedrige Grenzfrequenz, um nicht innerhalb des Regelkreises bei entsprechender Kreisverstärkung im Bereich weniger Hertz zu Instabilität zu neigen. Deshalb muss hier eben ein Elko rein, wenn das GK-Netzwerk verhältnismäßig niederohmig bleiben soll.

Die lokale Siebkapazität wurde im Vergleich zur ersten Revision vervierfacht und so nah wie irgendwie möglich an den ICs platziert. Ähnlich wie bei der Weiche erfolgt die Führung der Versorgungsspannung symmetrisch in unterschiedlichen Layern, um die aufgespannte Fläche für induktive Einstreuungen zu minimieren.

Viele Grüße,
Roman
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Beitragvon Raal » 07.10.2013, 19:39

Roman ich ziehe einfach nur den Hut vor dir. Respekt!

Was für Endstufen sind das genau?

Viele Grüsse
Andreas
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Beitragvon RPWG » 07.10.2013, 20:55

Hallo Andreas,

Die integrierten Bausteine sind TDA7293. Nachdem ich rausgefunden habe, dass an dem mehrfachen Versagen in der Vergangenheit alleine ich schuldig war, habe ich ihnen noch eine Chance gegeben. Man lernt dazu :wink: .

Viele Grüße!
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Beitragvon Koala887 » 08.10.2013, 07:54

Hallo Roman,

die sehen echt klasse aus deine neuen Platinen! :cheers:
Erinnern mich jetzt stark an eine AGM.
Ich freu mich schon, sie beim Forumstreffen hören zu dürfen.

Schöne Grüße
Daniel

P.S.:

Links neben dem linken IC sieht man auch den einzigen Elko im Signalweg innerhalb der gesamten Box

Hast du da eine Folie parallel geschaltet?
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Beitragvon RPWG » 08.10.2013, 10:38

Hallo Daniel,

Koala887 hat geschrieben:Erinnern mich jetzt stark an eine AGM.

Ich glaube, sobald man es gut machen will, haben solche Sachen automatisch deterministischen Charakter :D . Die modulare Bauweise, wie sie aus frühesten B&M-Zeiten bekannt und bewährt ist, sieht einfach blitzsauber aus. Das gefällt mir. :)

Koala887 hat geschrieben:Hast du da eine Folie parallel geschaltet?

Nein, die Zeitkonstante ist so tief, dass bei Vollaussteuerung (!) der Endstufe die Wechselspannung über dem Kondensator bei kleiner 1 Hz ihr Maximum mit ca. 500 mV erreicht. Bei den wesentlich relevanteren 20 Hz sind es noch 50 mV. :wink:

Viele Grüße,
Roman
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Beitragvon RPWG » 08.10.2013, 20:08

Ein paar Worte zur

Hochtonendstufe:

Diese ist wie eingangs erwähnt so gegengekoppelt, dass das nach meinem Verständnis Beste aus beiden Welten zusammenkommt.

Zu hohen Frequenzen hin folgt der Ausgangsstrom der Eingangsspannung, zu tiefen Frequenzen hin geht die Gegenkopplung in eine Spannungsgegenkopplung (also so wie jede normale Endstufe) über, und zwar so, dass der Bereich konstanten Schalldrucks der Kalotte maximal ausgenutzt werden kann. Der dann niedrige Ausgangswiderstand bedämpft hinreichend die mechanische Resonanz des Wandlers. Dadurch kann ich die Kalotte so tief ankoppeln, wie ich es hier tue.

Ursprünglich hatte ich reine Stromgegenkopplung laufen, die ich dann im DSP entzerrt habe. Aber warum im DSP hinfummeln, was man auch gar nicht erst aufkommen lassen kann?

Hier musste ich insgesamt relativ viel simulieren und leider auch probieren :mrgreen: , da kann man schon einiges tricksen.

Schönen Abend,
Roman
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Beitragvon martino » 12.05.2014, 01:27

Wow, jetzt ist es also offiziell. Schanks Audio Engineering. Herzlichen Glueckwunsch zu diesem Schritt, Roman. Und natuerlich sehr beeindruckend, dass Du schon "ganz am Anfang Deiner Karriere" d.h. noch im Studium so etwas ausgereiftes zustande bringst. Viel Erfolg bei Deinem Projekt!

Was heisst denn autorisierter Fachhandel? Ralphs Pirol z.B.?

Gruesse aus Trier, Martin
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