Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sehr hochwertige 5V Versorgung für Kopfhörerverstärker


von Stefan B. (stefanbuild)


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Hallo!

Ich besitze einen USB Kopfhörerverstärker, der laut Datenblatt mit 
externer Stromversorgung noch bessere Kennwerte liefert als mit der 
beschränkten USB Versorgung.
(http://www.wickeddigital.com.au/firestone-audio-fireye-da-dac-headphone-amplifier)

Auch wenn ich mit der aktuellen Qualität schon zufrieden bin, möchte ich 
alles aus dem Verstärker herausholen und dafür eine sehr hochwertige 
externe Versorgung bauen.

Ich denke dabei an eine Zwischenplatine die aus einer normalen 12V DC 
Versorgung von einem Standard Schaltnetzteil eine qualitativ hochwertige 
5V Versorgung zaubert, da ich nirgendwo fertige Netzteile finden kann 
die meine Ansprüche erfüllen.

Habt ihr hier Tipps für die Umsetzung für mich, eben mit besonderem 
Fokus auf der Qualität:
Keine überlagerten Schwingungen, sehr präzise/konstante 5V, 
Überspannungs-Draining, ca. 1A max Strom

Würdet ihr mir hier generell zu einem Linearregler (Genauigkeit gut?) 
oder zu einem Step-Down Wandler (Überschwingungen relevant?) raten. 
Wirkungsgrad ist keine Priorität.

Vielen Dank für Eure Hilfe!
Stefan

von TestX .. (xaos)


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Was hast du denn momentan als versorgung dran ? ein einfacher 7805 mit 
nem PI eingangsfilter sollte für audio anwendungen mehr als ausreichen..

von dorftrottel (Gast)


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Aahh... ein Audophiler, der macht alles fuer einen Traum. Den Traum vom 
besseren Sound. Dabei isser vom vielen Hoeren schon halb taub...

von Karl H. (kbuchegg)


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Jau. 7805

Aber den mit den vergoldeten Beinchen und Kühlfahnen. Die Zuleitung 
unbedingt mit 15mm vergoldetem Kupferdraht ausführen. Und hast du dir 
schon mal Gedanken über eine adequate Sicherung gemacht. Da gibt es 
solche und solche. Hört man alles.

von genervt (Gast)


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Wieder mal jemand, der die Stromversorgung hört, anstelle der Musik.

Die Schwachsinnspresse leistet mit ihrer Propaganda wirklich ganze 
Arbeit!

von Karl H. (kbuchegg)


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Ach was. Lass dich nicht beirren.

Was sind schon 180€ für eine qualitativ hochwertige Sicherung, die auf 
Molekularerebene optimiert wurde und Potentialwirbel reduziert?

Na, also. Das ist doch kein Geld! Dafür kannst du dann auch die Umrisse 
der Instrumente schemenhaft sehen.

http://www.audiophil-online.de/sicherung/phonosophie-neozed.html

von Stefan B. (stefanbuild)


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genervt schrieb:
> Wieder mal jemand, der die Stromversorgung hört, anstelle der
> Musik.
>
> Die Schwachsinnspresse leistet mit ihrer Propaganda wirklich ganze
> Arbeit!

Sorry, aber darum gehts jetzt mal nicht. Mir gehts hier um die Umsetzung 
und nicht um den Sinn :) Manchmal macht es einfach Spaß zu wissen, das 
etwas super umgesetzt ist... Hört sich besser an, auch wenns das in 
Realität nich tut (siehe auch Placebo Effekt) :D

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Jau. 7805
>
> Aber den mit den vergoldeten Beinchen und Kühlfahnen. Die Zuleitung
> unbedingt mit 15mm vergoldetem Kupferdraht ausführen. Und hast du dir
> schon mal Gedanken über eine adequate Sicherung gemacht. Da gibt es
> solche und solche. Hört man alles.

Danke ;D


Noch drei ernste Fragen:
1. Soll ich am Ausgang noch einen Pufferkondensator platzieren (4-10uF) 
oder ist dieser bei einem Linearregler überflüssig?
2. Zur dimensionierung des PI Filters: Gibt es hier Anleitungen bzw. 
Praxis-Tipps und wie simmuliere ich realistisch Kondensatoren & Spulen 
in PSpice?
3. Gibt es irgendeinen noch hochwertigeren Linearregler? :D

Vielen Dank schonmal!
Stefan

von skn (Gast)


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Nur wenn der Verstärker (199USD - aber hallo!) aus einer hochwertigen 
Signalquelle mit herausragenden Parametern gespeist wird, macht es Sinn, 
auch seine Stromversorgung entsprechend aufwendig auszulegen. Einen 
einfachen Linearregler würde ich auf keinen Fall dafür verwenden.

In der professionellen Audiotechnik beispielsweise legt man grössten 
Wert auf eine saubere Speisung von Studio-Kondensatormikrofonen und 
treibt hierfür auch einen entsprechend hohen Aufwand.

Sollte der Kopfhörerverstärker jedoch aus einer PC-Soundkarte, 
Standard-CD-Player oder gar einem MP3-Player angesteuert werden, dann 
sind mit dem obengenannten Verstärker 'Perlen vor die Säue geworfen 
worden'. ;-)

von Amateur (Gast)


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USB, bzw. dessen Stromversorgung, ist normalerweise für Geräte im 
Rechnerbereich gedacht und nicht für audiophile Höhenflüge.

Also ein bissel was geht allemal - zumal es im Rechner recht schmutzig 
(Störungen auf den Versorgungsspannungen) zugeht.
Letzteres ist ja auch für die meisten Geräte völlig unwichtig.

Ob und welcher zusätzliche Aufwand gerechtfertigt ist, ist Geld-, Gehör- 
und Geschmacksache.

von MaWin (Gast)


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> Habt ihr hier Tipps für die Umsetzung für mich

Kein Schaltnetzteil und kein Step-Down Regler, sondern konventionelles 
Trafo-Steckernetzteil mit Lienarregler.

Wenn ich die technischen Daten bei externer Versorgung leser
Frequency Response: 40Hz +0.02dB, 15kHz -0.01dB
Noise Level (1kHz, A-Weighted) : -99.6dB
THD% + 1kHz Noise: 0.0027%
Stereo Crosstalk : -96.0dB

dann sind die Daten nicht so gut, als das es einen Unterschied macht, ob 
man nun einen 7805 oder LM317 verwendet. Ein LM317 mit Elko am ADJ Pin 
erreeicht -125dB

Mit mehr Aufwand kann man bei hohen Frequenzen mehr erreichen,
nämlich -150dB
http://tangentsoft.net/elec/opamp-linreg.html
aber das lohnt bei dem Verstärker nicht.

von Rush (Gast)


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Zitat aus von der Homepage:"The Digital to analogue conversion is via a 
Wolfson DAC chip and support up to 24bit/96kHz data rates."

Für den Mist eine hochwertige Stromversorgung bauen?
Der eingesetzte DAC hat nichts, aber rein garnichts, mit HighEnd zu tun.

Für das Geld wärst Du besser mit Deiner Partnerin gut Essen gegangen.

Lass es!

von Stefan B. (stefanbuild)


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skn schrieb:
> Nur wenn der Verstärker (199USD - aber hallo!) aus einer hochwertigen
> Signalquelle mit herausragenden Parametern gespeist wird, macht es Sinn,
> auch seine Stromversorgung entsprechend aufwendig auszulegen. Einen
> einfachen Linearregler würde ich auf keinen Fall dafür verwenden.
>
> In der professionellen Audiotechnik beispielsweise legt man grössten
> Wert auf eine saubere Speisung von Studio-Kondensatormikrofonen und
> treibt hierfür auch einen entsprechend hohen Aufwand.
>
> Sollte der Kopfhörerverstärker jedoch aus einer PC-Soundkarte,
> Standard-CD-Player oder gar einem MP3-Player angesteuert werden, dann
> sind mit dem obengenannten Verstärker 'Perlen vor die Säue geworfen
> worden'. ;-)

Der Kopfhörerverstärker hat einen eingebauten DAC der für meinen 
Geschmack sehr hochwertig ist und meine digitale Audio-Sammlung ist 
lossless, versteht sich. An der Signalquelle leidet die Qualität also 
sicher nicht :)

Danke aber für den Hinweis.
Stefan

von Stefan B. (stefanbuild)


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Rush schrieb:
> Der eingesetzte DAC hat nichts, aber rein garnichts, mit HighEnd zu tun.

Ich bin mit der Qualität sehr zufrieden, habe aber auch keine direkte 
Vergleichsmöglichkeit. Woher nimmst du die Info, das dieser minderwertig 
ist?

Grüße
Stefan

von dorftrottel (Gast)


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naja. 96kSample sind auf der mageren seite...

von Stefan B. (stefanbuild)


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dorftrottel schrieb:
> naja. 96kSample sind auf der mageren seite...

Ich habe leider fast keine Musik mit einer Sampling Frequenz über 
44.1kHz (CD) und weiß auch nicht wo die zu bekommen wäre. Daher wäre 
alles darüber vollig übertrieben.
Soo audiophil bin ich dann auch nicht :D

Aber generell kann ich für den Verstärker eine eindeutige Empfehlung 
aussprechen. Klingt sehr gut und schlägt sich auch mit 
unterschieldichsten Kopfhörern super.
Auch in einigen Vergleichen liegt er vorne.
Für den Preis (Hab ihn um 140$) erstanden eine 100% Empfehlung.


Grüße
Stefan

von TestX .. (xaos)


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Stefan Build schrieb:
> Ich habe leider fast keine Musik mit einer Sampling Frequenz über
> 44.1kHz (CD) und weiß auch nicht wo die zu bekommen wäre. Daher wäre
> alles darüber vollig übertrieben.
> Soo audiophil bin ich dann auch nicht :D
hat eher was mit oversampling und der signalrekonsturktion zu tun... 
aber mal im ernst, entweder bist du auf der voodoo-audiophilen-seite 
oder auf der realen elektrotechnischen... die meisten leute hier sind 
von der letzteren...
generell kann man wellenformen sehr exakt wiedergeben, jedoch ist das 
dann nicht mehr equipment für 200$ und als "aufnahmegerät" benutzt man 
dann auch nicht ein menschliches ohr, welches viel zu schlecht ist... 
der klirrfaktor vom ohr ist meistens viel viel höher als der von 
handelsüblicher hardware.. also bewirkt die auch keine wunder... viel 
wichtiger ist da der frequenzganz des verstärkers + kopfhörers ..dadran 
ändert auch eine etwas unsaubere spannungsversorgung bei richtigem 
aufbau nicht viel..

von Robert K. (Firma: Medizintechnik) (robident)


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genervt schrieb:
> Wieder mal jemand, der die Stromversorgung hört, anstelle der Musik.
>
> Die Schwachsinnspresse leistet mit ihrer Propaganda wirklich ganze
> Arbeit!

So schwachsinnig ist das nicht. Die USB-Versorgung ist z.T. sehr 
verseucht.

von Peter D. (peda)


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Stefan Build schrieb:
> Hört sich besser an, auch wenns das in
> Realität nich tut (siehe auch Placebo Effekt) :D

So isses. Den Unterschied zwischen 91dB und 99dB kann kein Mensch hören.
Ganz abgesehen davon, daß Du kaum Aufnahmen mit 99dB finden wirst.

Das Hauptproblem sind Erdschleifen. Dein extra Netzteil muß also 
vollkommen galvanisch getrennt sein (Steckernetzteil mit Trafo und 2-pol 
Stecker).

Es gab mal super-duper Vorverstärker, die hatte 2 Akku-Packs, die 
abwechselnd geladen und benutzt wurden. Die Umschaltung machten Relais, 
man hatte also vollständige Netztrennung (<10pF Netzkopplung).

Schaltnetzteile haben intern große Entstörkondensatoren (viele nF) 
zwischen Primär- und Sekundärseite, da kann wieder ordentlich Störnebel 
einkoppeln und Du erreichst das Gegenteil.

von MaWin (Gast)


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> Den Unterschied zwischen 91dB und 99dB kann kein Mensch hören.

Doch, natürlich, das sind 8dB.
Wenn der Verstärker auf eine gute Lautstärke bei starken Signalen 
gestellt ist (also z.B. 100dB), dann sind 91dB weniger eben 9dB, also so 
laut wie Atem, ein durchaus hörbares Rauschen aus den Boxen wenn man die 
Ohren spitzt, und 1dB wäre an der Hörschwelle, also nicht mehr hörbar.

Und wenn man ordentliche Dynamik haben will, 130dB bei lauten 
Paukenschlägen, dann reichen 91dB einfach nicht damit der Kopfhörer ohne 
Signal ruhig ist und einen nicht mit Zimmerlautstärke anrauscht. Daher 
sind Verstärker mit über 120dB S/N nicht unnütz.

> Ganz abgesehen davon, daß Du kaum Aufnahmen mit 99dB finden wirst.

16 bit CDs bringen das nicht, richtig, aber wer hat noch CDs ?

von klausr (Gast)


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Rush schrieb:
> Für den Mist eine hochwertige Stromversorgung bauen?

Viele Audio DACs für ein paar Euro haben ganz gute Werte - Mist ist das 
nicht. Wenn nun kein Anfänger Schaltung + Layout macht und sich ein paar 
Gedanken zur E-Quelle macht, hat man gute Signalquellen. Selbst manche 
High-End Audio Aktivboxen laufen z.B. mit dem TDA7293 und bekommen 
hervorragende Kritiken. Gut, statt USB gibts sicher störungsfreiere 
E-Quellen, zu Linearreglern wurde oben schon genug gesagt.
Ein Bekannter von mir hat vor Jahren 700 DM für eine audiophile 
Steckdose + 5er-Steckdosenleiste ausgegeben und dann noch behauptet, den 
Unterschied hört man ;-)

Was ich Audiophilen aber zubillige ist, dass man bei den Lautsprechern 
und dem Hörraum (Raumakustik) wirklich sinnvoll viel Geld ausgeben kann. 
Aber bis zu den Lautsprechern tun's oft einfache Komponenten (nicht die 
billigsten) von renommierten Herstellern.

von Arc N. (arc)


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Peter Dannegger schrieb:
> Stefan Build schrieb:
>> Hört sich besser an, auch wenns das in
>> Realität nich tut (siehe auch Placebo Effekt) :D
>
> So isses. Den Unterschied zwischen 91dB und 99dB kann kein Mensch hören.

Minimum audible longitudinal particle displacement @ 1 kHz:
7.7 * 10^-12 m RMS (d.h. deutlich weniger als ein Atomdurchmesser...)
http://courses.physics.illinois.edu/phys406/Lecture_Notes/P406POM_Lecture_Notes/P406POM_Lect5.pdf
Da gibt's auch eine Grafik, die die gerade noch hörbaren Unterschiede in 
dB in Abhängigkeit des Schalldrucks angibt

> Ganz abgesehen davon, daß Du kaum Aufnahmen mit 99dB finden wirst.

Kommt auf die Musikrichtung an...
NIN bietet bspw. einige Sachen in 24-Bit/96 kHz an (lossless), auch als 
Multitrack
http://www.ninwiki.com/Multitracks
http://ninremixes.com/multitracks.php
http://theslip.nin.com/

von Lothar S. (loeti)


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Einfachste Lösung:
Die 5V aus dem PC nehmen und mit einer Strom kompensierten Drossel 
(=Netzfilter...) und nachgeschalteten Siebelko die Störungen auf der 
Versorgung ausfiltern.
Kondensator:
http://www.pollin.de/shop/dt/NDk0OTg3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Elkos_Goldcaps/Elko_radial.html
Drossel/(Netzfilter):
http://www.pollin.de/shop/dt/MjA2OTQ3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Netzfilter.html

Grüße Löti

von wendelsberg (Gast)


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Waere es an der Stelle nicht am wichtigsten, den Digital- und den 
Analogteil im Verstaerker sauber zu trennen? Wie ist das realisiert? 
Gibt es dazu Unterlagen? Wenn nicht, warum nicht?

Die beste Versorgung nuetzt nichts, wenn daraus auch der Digitalteil des 
Verstaerkers versorgt wird und die Trennung nicht sauber ausgefuehrt 
ist.

wendelsberg

von Stefan (Gast)


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Wie auch immer Du die Störungen aus der Energiequelle filterst, es wird 
immer etwas übrig bleiben.

Ich nehme an, dass du nicht an einer Kompromisslösung aus Aufwand/Nutzen 
interessiert bist, sondern die bestmögliche Lösung willst.

Dann empfehle ich Dir, Batterien als Energiequelle zu verwenden. Deren 
Spannung kannst Du mit einem einfachen linearen Spannungsregler IC auf 
die gewünschten 5V stabilisieren. Und dann noch das Ganze in ein 
elektromagentisch geschirmtes Gehäuse packen.

Ich denke, so bist Du am sichersten, Dir keine Störungem vom Strom-Netz 
oder Computer einzufangen.

Abgesehen davon: Ein Verstärker (bzw Endstufe), der Störungen von der 
Spannungsversorgung auf seinen Ausgang überträgt, ist meiner Meinung 
nach eine Fehlkonstruktion. Schließlich soll er das Signal und nicht die 
Stromversorgung übertragen.

Versträrker, die es korrekt machen, kosten als IC typischerweise weniger 
als 1 Euro! Jeder ganz normale Operationsverstärker kann das, ebenso 
natürlich auch die ganzen integrierten Endstufen-IC's. Man muss nur das 
Drumherum auch vernünftig auslegen.

von Stefan (Gast)


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Hallo Stefan Build,
bei allem unverständnis für Audiophilie, das auch ich hege, möchte ich 
dennoch deine Fragen anständig beantworten.

> 1. Soll ich am Ausgang noch einen Pufferkondensator platzieren
> (4-10uF) oder ist dieser bei einem Linearregler überflüssig?

Es ghet hier um den LM7805, nehme ich mal an. Da schau mal ins 
Datenblatt, da steht ziemlich genau drin, welche Kondensatoren er vor 
seinem Eingang und an seinem Ausgang benötigt. Führe die GND Leitung 
sternförmig, wobei der GND Pin des IC an die Mitte des Sterns 
angeschlossen wird. Falsche Leitungsführung kann die Regelungsfunktion 
unter Umständig massiv stören. Das erkennt man meistens zuerst daran, 
dass der Chip ohne nennenswerte Last schon heiß wird.

> 2. Zur dimensionierung des PI Filters: Gibt es hier Anleitungen bzw.
> Praxis-Tipps und wie simmuliere ich realistisch Kondensatoren & Spulen
> in PSpice?
Vergiss das, das war bestimmt Verarsche.

> 3. Gibt es irgendeinen noch hochwertigeren Linearregler? :D
Klar, eigentlich sind alle Linearregler hochwertig. Du kannst in den 
Online Katalogen der Versandhändler nach Ausgangsspannung und benötigtem 
Strom filtern. Dann vergleichst Du die Datenblätter. Da steht in der 
Regel drin, wie gut Störungen der Quellspannung unterdrückt werden. 
Stichwort Ripple Rejection oder so ähnlich. Wie präzise die 5V 
eingehalten werden, ist in deinem Anwendungsfall jedoch sicher nicht von 
Belang.

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