Audioschaltungstechnik

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Roland Meinhardt
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1 Robert Sontheimer Audioschaltungstechnik Verstehen - Entwerfen - Bauen Elektor-Verlag, Aachen ULB Darmstadt I l

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 9 1. Qualitative Grundlagen Rauschen 12 Rauschen als Störspannung 12 Was ist Rauschen? 12 Die Klangfarben des Rauschens 12 Wie entsteht Rauschen? Brummen 14 Brummen durch induktive Einstreuungen 14 Brummen durch kapazitive Einstreuungen 16 Brummen durch unterschiedliche Massepotenziale Klirrfaktor 18 Was ist Klirrfaktor? 18 Entstehung von Klirrfaktor und Gegenmaßnahmen 19 Die Bedeutung des Klirrfaktors in der Praxis Intermodulationsverzerrungen 22 Wie entstehen Intermodulationsverzerrungen? Frequenzgang 23 Charakteristische Frequenzgänge 24 Lautsprecher und Kopfhörer 24 Kassettendecks 24 Mikrofone 25 CD-Spieler 25 Soundkarte im PC 25 Verstärker 25 Wie wichtig ist der Frequenzgang? Ein-und Ausgangswiderstände Verbindungskabel 29 Die Abschirmung 29 Symmetrische Verbindungen 30 Kabelqualität 30 Lautsprecherkabel 31 Verbindungsstecker Röhre contra Transistor 33 Die wesentlichen Unterschiede 33 Röhrenverstärker im Hifi-Bereich Der akustische Plazebo-Effekt 35 Experiment 1: Endstufenvergleich 35 Experiment 2: Vergleich von Originalsignal mit Kassettenkopie 36 Experiment 3: Digitalaufnahmen 37 Komprimierungen: MP3 und Co Die verwendeten Bauteile Widerstände 39 Die nötige Belastbarkeit 39

3 2.2 Kondensatoren Potis Operationsverstärker 42 Die fünf Anschlüsse des OPs 42 Die Funktionsweise des OPs 43 Der OP als Verstärker 44 Der reale OP, nicht ganz so ideal 44 Die symmetrische Spannungsversorgung für OPs Der TL 074 und seine Verwandten 46 Die technischen Daten 47 Kenndaten Die wichtigsten Normen Was ist ein Dezibel? 51 Die Grundeinheit, das Bei 51 Vom Bei zum Dezibel 52 Das Dämpfungsmaß 53 Vorteile der Dezibel-Schreibweise 53 Dezibel Umrechnungstabelle Eingangs- uns Ausgangspegel 55 Phono Ein- und Ausgänge 56 Lautsprecherausgänge Die RIAA-Kennlinie Steckverbindungen Der Farbcode für Widerstände Normreihen für Widerstände Kondensator-Kennzeichnungen 62 Kapazitätsangaben 62 Toleranzkennzeichnungen Grundschaltungen mit OP Der Impedanzwandler Der nichtinvertierende Verstärker Der invertierende Verstärker Der invertierende Summierer Der Differenzverstärker 69 Es geht aber auch einfacher Der Instrumentenverstärker Die Stromversorgung Qualitative Anforderungen Universalnetzteil ±15V 74 Die Schaltung 74 Leistungsbedarf Vorverstärker Das Rauschen, Ursachen und Gegenmaßnahmen 77

4 6.2 Universalvorverstärker 81 Die Schaltung 81 Aufbau Vorverstärker mit symmetrischem Eingang 84 Die Schaltung Phono-Vorverstärker 87 Die Schaltung Pegelanpassung 90 Die Schaltung Filter-Grundlagen Hoch- und Tiefpass 93 Wovon ist der Strom im Kondensator sonst noch abhängig? 94 Die Grenzfrequenz 95 Wie groß ist die Abschwächung bei f 0? Hoch- und Tiefpässe höherer Ordnung Bandpass Bandsperre Doppel-T-Filter 105 Dimensionierung 106 Das aktive Doppel-T-Filter 106 Vor- und Nachteile der Doppel-T-Schaltung Allpass 107 Die Funktionsweise 108 Berechnung 109 Anwendungen für den Allpass Filter im Gegenkopplungszweig 111 Anwendungen für Filter im Gegenkopplungszweig Filterschaltungen Stereo-Klangregler 113 Die Schaltung 114 Hinweise zum Eingangswiderstand Stereo-Mittenregler 116 Die Schaltung 117 Der Aufbau 118 Der Eingangswiderstand Rauschfilter 119 Die Schaltung 120 Dimensionierung 121 Eingangswiderstand Rumpelfilter 123 Die Schaltung 123

5 Dimensionierung 124 Eingangswiderstand Sprachfilter 126 Die Schaltung Präsenzregler 128 Die Schaltung Spezialfilter für E-Gitarre 130 Die Schaltung Equalizer 135 Der Grafik-Equalizer 135 Der parametrische Equalizer 135 Welcher Equalizer für welchen Zweck? Grafik-Equalizer, Aufbau und Funktionsweise 136 Die Dimensionierung der Filter 137 Passen wir die Frequenzen den Kondensatoren an 138 Vorteile durch zusätzlichen OP 138 Die universelle Grafik-Equalizer-Platine 140 Verdrahtung der Potis 140 Aufbau der Schaltung 141 Funktionsweise Einfacher Vierband-Equalizer 144 Filterdaten und Stückliste Achtband-Equalizer 146 Filterdaten und Stückliste Sechzehnband-Equalizer 147 Filterdaten und Stückliste Zwölfband-Equalizer für E-Gitarre 149 Filterdaten und Stückliste Zwölfband-Equalizer für Bass-Gitarre 150 Filterdaten und Stückliste Berechnung von Grafik-Equalizern 152 Wahl der Frequenzwerte 152 Berechnung der Filterdaten 153 Berechnung der Filter-Bauteile Parametrischer Equalizer 155 Die Schaltung Dreifacher Parametrischer Equalizer 159 Die Schaltung Bedienungshinweise zum parametrischen Equalizer 163 Dämpfung störender Resonanzen 163 Der parametrische Equalizer an der Hifi-Anlage 164 Die Nachbearbeitung von Live-Aufnahmen 164 Herausfiltern von Rückkopplungen 165 Digitale Nachbearbeitung 166

6 10. Dynamik-Beeinflussung Limiter 167 Die Schaltung 168 Bedienung Stereo-Dynamik-Kompressor 171 Die Schaltung Noise Gate 174 Die Schaltung Kompander 177 Die Schaltung Effektgeräte Weicher Gitarrenverzerrer 181 Die Schaltung Gitarrenverzerrer mit Gate 183 Die Schaltung Phaser 186 Die Schaltung 187 Aufbau 190 Abgleich Endstufen Funktionsprinzip Einfacher Stereo-Verstärker 2 x 6 Watt 196 Die Schaltung 196 Die Stromversorgung Universal-Endstufe 20 bis 100 Watt 198 Die Schaltung 199 Dimensionierung 201 Aufbau 201 Das Netzteil Kopfhörer-Verstärker Impedanz und Anpassung Einfacher Stereo-Kopfhörerverstärker 206 Die Schaltung Kopfhörerverstärker mit hoher Ausgangsleistung 208 Die Schaltung 209 Aufbau 209 Achtung 210

7 14. Spezialschaltungen 14.1 Stereo-Basisbreitenregler Aufbau 14.2 Play-back-Schaltung Entkopplungsstufe Pseudostereo-Schaltung. 15. Zusatzschaltungen 16. Mischpulte 15.1 Einfache Pegelanzeige. Wozu drei Eingänge?. Wichtiger Hinweis Aussteuerungsanzeige Rauschgenerator Sinus-Prüftongenerator Das Blockschaltbild 16.2 Von den Einzelkomponenten zum Mischpult Effekt-und Monitorwege Monitorwege 16.4 Das Disco-Mischpult 17. Tipps und Tricks Platinenlayouts 17.1 Tipps zum Löten Tipps zur Frontplatten-Beschriftung Tipps zur Platinenherstellung Tipps für Änderungen und Eigenentwicklungen Stichwortverzeichnis

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