Aktiveinschub TA-A3

Der erste 3 Wege Aktiv-Verstärker im vollständigen Selbstbau. Er basiert auf einer symmetrischen Schaltungstechnik beim symmetrischen Eingang und den Endstufen. Über die "aktive Weiche" werden die Frequenzen in die zu den Lautsprechern passenden Frequenzen aufgeteilt. Bei den Endstufen arbeiten im Leistungsteil Transistoren vom Typ Hex-FET , bei denen jeder einzelne eine Verlustleistung von 100 Watt verträgt. Der Treiberteil arbeitet ebenfalls mit Hex-FET's, die für die extreme Schnelligkeit des Verstärkers verantwortlich sind. Der Ausgang der Endstufen ist mit einer DC-Schutzschaltung versehen, die bei Gleichspannungen von mehr als + oder - 1,2 V die Lautsprecher sofort von den Endstufen trennen um Schäden an den Lautsprechern zu vermeiden.

Die gesamte Elektronik ist in ein aus 2 mm starkem Stahlblechgehäuse (schwarz brüniert) eingebaut, wobei die Be- und Entlüftung der Elektronik nach dem Kaminprinzip aufgebaut wurde. Damit ist immer für eine ausreichende Belüftung des gesamten Elektronikeinschubs gesorgt.

In allen Baugruppen werden ausschließlich diskrete und besonders rauscharme Bauteile verwendet. Alle eingesetzten Bauteile sind unter streng definierten Bedingungen ausgewählt und verarbeitet.

Netzteil(e)

Die Endstufen werden von einer sogenannten Einschaltverzögerung "sanft" eingeschaltet, damit nicht bei jedem Einschalten die Haussicherung herausfliegt. Der Grund dafür liegt im Netzteil, das mit einem Ringkerntrafo und den nachfolgenden hochkapazitiven Ladeelko's ausgestattet ist. Eine Besonderheit an diesem Einschub ist die Möglichkeit, die Aktivelektronik per Ferneinschaltung über einen Vorverstärker oder ein beliebiges anderes Steuergerät, das eine Ausgangsspannung von ca. 12 V= Gleichspannung bei etwa 0,1 A liefert, einzuschalten. Das bedeutet, das dieses Gerät mit seinem Einschalten auch gleich die Endstufen mit einschaltet. Falls ein solcher Schaltausgang nicht zur Verfügung steht, kann der Verstärker selbstverständlich auch manuell eingeschaltet werden. Das "Nebennetzteil" für die Weiche, die Symmetriewandlung, die "Ferneinschaltung" und die Primärverzögerung habe ich auf einer gemeinsamen Platine untergebracht.

Nach einem Eingangsentstörfilter wird der komplette Block mit Strom versorgt. Der 360VA-Ringkerntrafo hat einen sehr niedrigen Innenwiderstand und eine relativ kleine Bauform im Bezug auf seine abgegebene Leistung. Der Vorteil dabei ist, das die Verlustleistungen und damit die Wärmeentwicklung im Trafoinneren sehr gering sind. Der Nachteil allerdings ist der durch den niedrigen Innenwiderstand hervorgerufene hohe Einschaltstrom! Dieser wird aber, wie oben beschrieben "eingebremst".

Die Ladeelko's mit insgesamt 60000µF, im Bild links leider nur schlecht zu erkennen, die nach dem Gleichrichter folgen, tun ein Übriges zum hohen Einschaltstrom. Man sieht aber auch noch eine eingeschleifte Drossel zur Unterdrückung der Brummspannung und zur Glättung der Gleichspannung des Hauptnetzteils.

Eingang

Der Eingang ist umschaltbar zwischen einer herkömmlichen vergoldeten Cinchbuchse und einem XLR-Stecker ausgeführt, während die Ausgänge der Endstufen direkt mit den Lautsprechen verbunden sind.

Der Eingang des Aktiveinschubs kann, wie schon gesagt, über Cinch oder über XLR benutzt werden (im Bild links gut erkennbar). Die Auswahl wird mit einem kleinen Schalter auf der Rückseite bestimmt. Fällt die Wahl auf Cinch, so wird das Eingangssignal direkt mit der nachfolgenden "Aktivweiche" verbunden. Man sieht auf dem Bild auch sehr gut den "Automatik/Manuell"-Powerschalter und die Sicherungen für Steuer- und Laststromkreis.

Die Frage nach dem "Warum XLR?" kann sehr einfach beantwortet werden:
Bei einer Kabelverbindung zwischen Vor- und Endverstärker kann es je nach Länge des  Kabels zu Störeinstrahlungen durch andere elektrische Geräte wie Staubsauger, Bohrmaschinen, z. T. Computer, Funkanlagen etc. kommen. Da diese Strahlungen nicht immer vermieden werden können, muß man sich mit einer geschickten Kabelanordnung dagegen schützen.

Störstrahlungen dringen immer in die Kabel ein, oft auch noch durch abgeschirmte Kabel. Verlegt man nun zwei identische Leitungen innerhalb eines Kabels, und sendet über diese beiden Leitungen "gegenphasige" Signale, so werden zwar auch hier die Störungen eingestrahlt. Diese "verstrahlten" Signale gelangen nun auch in das Zielgerät. Dort allerdings sind dann die Störstrahlungsanteile im Signal nicht "gegenphasig". 

Führt man diese beiden Signale in einen Symmetrie-Asymmetriewandler, werden die Signale am Ausgang wieder ausgegeben. Da gegenphasige Signale im Wandler weiterverarbeitet werden, und gleichphasige Störeinstrahlungen nicht, bleibt am Ende nur das ursprüngliche Signal übrig, denn das war ja schon vor dem Austritt in das "symmetrische" Kabel als Signal vorhanden. Näheres zum Thema Kabel siehe auch in Cinchkabel.

Bei der Wahl über den XLR-Eingang gelangt das Signal zuerst mal in einen Symmetrie-Asymmetrie Wandler der mit einem Spezialbauteil realisiert wurde. Dieses ist ein einziges IC, in dem alle benötigten aktiven Elemente integriert sind. Der Vorteil liegt in der optimierten Zusammenstellung der zu diesem Zweck notwendigen Bauteile. Da diese Bauteile möglichst genau aufeinander abgestimmt sein müssen, um einen Störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, ist die Wahl darauf gefallen. Ein weiterer Vorteil liegt in der extrem driftarmen Arbeitsweise der gesamten Schaltung innerhalb des IC's.

Weiche

Die nachfolgende aktive Weiche trennt nun die Frequenzen in drei für die Lautsprecher passende Anteile auf. Das geschieht übrigens mit einer Flankensteilheit von 24 dB / Oktave. Die Filtercharakteristik entspricht einem Besselfilter. Dieser Filtertyp hat den Vorteil, schnell ansteigende Signale sauber und ohne Oberwellenanteile zu übertragen. Das kann man von anderen Filtertypen nicht behaupten. Der Besselfilter ist zwar nicht so steil wie andere Filter, aber das wird locker mit der gesamten Filtersteilheit der Weiche wieder aufgefangen.

Endstufe

Die nachfolgenden Endstufen haben jetzt nur noch die Aufgabe, die jeweiligen getrennten Kleinsignale aus der Weiche auf Lautsprechergerechte Pegel zu verstärken. Eine davon sieht man links im Bild. Diese Endstufen arbeiten mit Hexfets sowohl in den Treiberstufen als auch in den Leistungsstufen. Diese Transistoren haben ausgezeichnete Eigenschaften. Selbstverständlich ist die gesamte Endstufenelektronik in voll symmetrischer Schaltungstechnik aufgebaut. Einmal auf Leistungspegel gebracht, verlassen die Signale nach einer integrierten DC-Kontrolle auf der Endstufenplatine den Endverstärker in Richtung der einzelnen Lautsprecher Chassis.

Technische Daten

Anmerkung: Der Ursprung dieser Verstärkerschaltungen liegt in älteren aber immer noch sehr guten Schaltungstechniken aus dem ELEKTOR-LABOR in Aachen.

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