Technik

Musikgenuss trifft technische Finesse

Hier findest du Infos über die Technik, die in Crayon Audio Geräten Verwendung findet!

 

• Verstärker Type:

Der CIA-1 und der CFA-1.2 sind integrierte analoge Transistor-Verstärker mit MOSFET als Leistungstransistoren. Für die Parameter, wie Lautstärke und Kanalwahl, sorgt ein Kontroller von Atmel. Diese Verstärkertypen sind nach modernsten Design Maßnahmen konstruiert. Das Übersprechen digitaler Signale in den analogen Bereich ist so gering als physikalisch möglich und praktisch nicht vorhanden.

 

• Besonderheiten:

Alle Eingänge sind mit stromkompensierten Drosseln entkoppelt. Diese Typen von Breitbanddrosseln dämpfen symmetrische HF-Signale von 1MHz bis >300MHz, lassen aber das Eingangssignal (asymmetrisch) unbeeinflusst. Auch die Massekontakte der RCA-Buchsen sind damit HF-entkoppelt.

Die Leiterplatte ist nach einem neuen Verfahren mit Lagenstapel in 68µm Prepregdicke und Entkoppelung der Versorgung mit Gruppenkondensatoren konstruiert (nach Dirks, Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Elektronik Praxis“, Thema „die Leiterplatte 2010“). Diese Maßnahmen ergeben geringste Impedanzen (Wellenwiderstand) in den Versorgungslagen (

 

 

• Leistungsverstärker:

 

Die Endstufen selbst sind nach puristischen Gesichtspunkten konstruiert. Es ist keine Stufe mit hoher Spannungsverstärkung für die Rückkoppelung des Signals (keine „über alles Rückkoppelung“) vorhanden. Die Verstärkung wird auf alle Stufen gleichmäßig verteilt, damit reicht eine Gegenkoppelung. Die große Kunst besteht in der Harmonisierung der Übergänge. Dennoch sind die Endstufen thermisch stabil und bringen klanglich Vorteile.

Unsere Integrierten sind Wandler zwischen den klanglichen Welten. Klang mit Wärme, Präzision und Kontrolle.

C-Current Feedback bringt auch Vorteile im Übersteuerungsverhalten. Ähnlich den Röhrenschaltungen, besitzt diese Schaltungstopologie ein sehr sanftes Übersteuerungsverhalten. Wir nennen dies „Smooth Clipping“ und wirkt sich äußerst angenehm im Klang aus. Kurze, kleine Übersteuerungen sind kaum Wahrnehmbar, da die Härten, die normalerweise durch Erholzeiten der Endtransitoren erzeugt werden, nicht vorhanden sind.

Current Feedback hat die Eigenschaft, bei mittlerer Leistung etwas höheren Klirr zu produzieren aber bei kleinen Leistungen zeigt diese System ein besseres Klirrverhalten als herkömmliche Schaltungskonzepte. Bei einer Ausgangsleistung kleiner 1 Watt sinkt der Klirr. Herkömmliche Konzepte zeigen an dieser Stelle eine steigenden Klirrfaktor.

Auch bei Operations-Verstärker liegt das Optimum (THD) bei 1 bis 2 Volt Ausgangspannung. Bei Ausgangsspannungen kleiner 1 Volt steigt der Klirr in der selben Potenz, wie die Ausgangsspannung fällt.

C-Current Feedback tut dies nicht. Hier beginnt der Klirrfaktor erst bei Ausgangsspannungen unter 0.05V zu steigen. Dies Bedeutet, Mikroinformationen werde sehr genau übertragen.

 

• C-Current Feedback:

Seit etwa 1994 bauen auch die großen Halbleiterhersteller, wie Analog Device, Burr Brown (TI), oder Linear Technologie, Operationsverstärker mit Current Feedback. Jede dieser Firmen propagieren diese OP Typen unter unterschiedlichen Aspekten. Burr Brown stellte diese OP Typen unter „Operationsverstärker gegen GHz“ vor. Linear Technologie pocht auf „Stabil an allen Lasten“ und Analog Device meint zu dieser Schaltungstopologie „Stabil bei hochkapazitiven Lasten“. Wir kennen diese Vorzüge sehr genau. Wir bauen solche Verstärkertypen seit 1986. Jedoch verwenden wir auch die Endtransitoren als spannungsverstärkende Elemente. Die Industrie schaltet noch einen Emitterfolger als Stromverstärker und Buffer an den Ausgang und benötigt daher einen Kondensator um die Bandbreite der Leerlaufverstärkung zu begrenzen und kompensieren und eine „über alles Rückkoppelung“. Diese Maßnahme benötigen wir nicht – darum C-Current Feedback. Das „C“ steht für Crayon.

 

• Stromversorgung:

Als Hauptstromversorgung wird ein Schaltnetzteil verwendet. Die Vorteile liegen in erster Linie am geringeren Gewicht, der geregelten Spannung und dem sehr günstigen Wirkungsgrad. Jahrelange Versuche mit Leistungsverstärkern haben die Vorteile einer geregelten Versorgung an den Tag gebracht. Wir hatten mit 50Hz Trafo-Lösungen und Längsregler Versuche gestartet. Die klanglichen Vorteile waren eindeutig nachvollziehbar. Wesentlich mehr Authentizität im Klang waren die Folge. Der nächste Schritt war der Versuch mit Schaltnetzteilen. Nach anfänglichen Ängsten, dem Ruf dieser Netzteile im audiophilen Bereich entsprechend, hatten wir uns dennoch getraut, diese Netzteiltypen zu verwenden. Es ergaben sich die selben Vorteile. Deshalb sind wir bei dieser Art der Versorgung geblieben. Die Vorteile liegen auf der Hand, oder besser gesagt, im Ohr.

 

• Spannungsregler für die Kleinsignalverstärker:

In unseren Geräten kommen keine Längsregler zum Einsatz. Wir verwenden ausschließlich Querregler für Audiosignalführende Schaltungen.

Querregler stabilisieren die Versorgung der Kleinsignal-Einheiten im Frequenzbereich von DC bis > 10MHz und sorgen für gleichmäßigen Stromverlauf über alle Betriebsbedingungen und für geringste Schwankungen im Signal-GND System.

Längsregler halten die Spannung stabil und haben eine niedrige Ausgangsimpedanz bis max. 20KHz, und das bei sehr guten Reglern. Danach steigt der Innenwiderstand dieser Regler rapide an. Außerdem ergibt sich aus dem Phänomen der Spannungskonstante das Problem der Groundbounce. Das heißt, der Strom ändert sich je nach Last und Aussteuerung und verursacht auf der Signalmasse Spannungsänderungen und wirkt sich hörbar negativ auf das zu übertragende Signal aus. Ganz besonders bei Schaltungen mit sehr hoher Verstärkung (Phono Vorverstärker) werden die Spannungsschwankungen der Masse gehörig mitverstärkt.

Das Ergebnis der Querregelung ist ein Klangbild, dass sehr viel ruhiger und detailreicher ist. Vergleichende Tests bestätigen es.

 

• Keine Blop Geräusche trotz fehlender Lautsprecher Relais:

Durch eine Softstart-Schaltung in der Versorgungsspannung für die Leistungsendstufen werden Einschaltgeräusche minimiert. Der Atmel Kontroller sorgt dafür, das die Versorgung der Vorverstärker-Einheit stabil ist, bevor das Hauptnetzteil eingeschalten wird.

 

• RIAA Vorverstärker:

Der Phono Vorverstärker ist 3 stufig aufgebaut. Der Eingangsverstärker ist eine diskrete Verstärkerstufe, die symmetrisch mit rauscharmen NPN und PNP Transistoren und stromgekoppelt aufgebaut ist. Die Verstärkung beträgt 31dB im MC Modus und 22dB im MM Modus. Die 2’te Stufe ist ein passives RIAA Entzerrungsnetzwerk und mit 0,1% Widerständen und 2% SMD ECHU Plastik Film Kondensatoren von Panasonic aufgebaut. Dieses Netzwerk ist an die Ausgangsimpedanz der ersten Stufe und an die Eingangsimpedanz der Ausgangs- und Bufferstufe angepasst. Die Abweichung des Amplitudengangs ist besser als +/- 0,3dB von 25Hz bis 20KHz.

Die 3’e Stufe besteht aus einem integrierten OP von TI (früher National Semicontuctor). Die Verstärkung beträgt 24dB und die obere Eckfrequenz 100KHz.

Dieser Phono Vorverstärker ist sehr unkritisch den Impedanzen der angeschlossenen Tonabnehmer gegenüber. Die Eingangsschaltung ist im eigentlichen Sinne eine symmetrische Basisschaltung. Basisschaltungen werden in HF-Tunern zur Impedanz-Transformation des Antenneneingangs verwendet. Daher klingen die meisten Tonabnehmer auch ohne Anpassung richtig.

Kondensatoren in der Rückkoppelung der ersten und dritten Stufe dienen als Subsonic Filter. Die untere Grenzfrequenz beträgt im MC Modus circa 12Hz und im MM Modus circa 8Hz.

Die maximale Eingangsspannung beträgt bei 1KHz, 37mV RMS für MM und 13mV RMS für MC, da dieser Phonoteil in dieser Applikation mit nur 24V Versorgung auskommen muss.

Die Verstärkung des Phono Vorverstärkers kann beim CFA-1.2 zusätzlich im Setup (siehe Bedienungsanleitung) um max. 20dB (2dB Schritte) angehoben werden und es kann zwischen MM und MC Modus gewählt weden. Das sollte für die meisten Tonabnehmer ausreichen.

Der CIA-1 (T) stellt nur die Umschaltung zwischen MM und MC zur Verfügung.

 

• zum Current Feedback:

Der CFA-1 und CIA-1 wurde auf Herz und Niere getestet betreffend Folienkabel bzw. hochkapazitive Lautsprecherkabel. Das ganze geschah im Auftrag der Soundgalerie in Monaco. Wir bauten zwei Multilayer Folienkabel mit einer Kapazität von 57nF. Die Endstufen des CFA funktionierten daran stabil. Das war uns aber noch zu wenig und klemmten je einen 100nF-Kondensator an die Lautsprecher-Klemmen. Der CFA spielte einwandfrei. Als Abschluss tauschten wir die 100nF-Kondensator gegen 1µF MKP Kondensatoren. Der CFA spielte trotzdem einwandfrei. Der CFA-1 wurde zwar etwas wärmer im Betrieb, der Klang jedoch blieb unbeeinflusst klar und rein. In dieser Situation ließen wir das Testgerät, vom Computer mit Musik gespeist, ein Nacht lang durchlaufen. Dieses Gerät spielt noch heute einwandfrei im Büro von Crayon Audio. Dieses zeigt sehr anschaulich wie Current Feedback mit Lasten dieser Art umzugehen vermag.