Das Vorverstärker Modul mit Muses 72320/72323

Realisierung durch Frank Wilker

Dieses Projektbeschreibung wird weiterhin ergänzt!

letzte Änderung: 11.09.2023

• design by
• Frank Wilker Audio-Perfect.de
• geposted am 31. August 2020

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Beschreibung

Diese anpassungsfähige Eingangsregelung wird sich als modulares Bauteil einfach in einen bestehenden Endverstärker oder einen Vorverstärker integrieren lassen. Ebenso ist eine Verwendung als eigenständiger Vorverstärker möglich.

Das Modul bietet folgende Optionen:

symmetrische Platine:

• Eingänge: max. 4 x balanced, min. 1 x RCA (Cinch), Variabel mischbar
• Ausgänge: jeweils einmal RCA und XLR
• Muses 72323
• aufsplitbar zwischen Eingängen und Muses Regelung
• Multi-Channel fähig



unsymmetrische Platine:

• Eingänge: maximal 4 x RCA (Cinch)
• Ausgänge: einmal RCA
• Muses 72320



gemeinsame Features:

• Fernsteuerbar
• beliebige vorhandene Fernbedienung integrierbar
• Standby Betrieb
• 2,6 Zoll TFT Farbdisplay
• Lautstärke- und Balanceregelung
• Stand-Alone fähig (passiver oder aktiver Vorverstärker)
• schaltbarer Ausgang in Netzspannung (8A)
• Trigger Ausgang in 12V oder 5V
• Gain Funkion
• Smartphone fähig (angedacht)
• Bluetooth (angedacht)

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Die Technik

Die Technik ist auf zwei getrennten Platinen untergebracht. Netzteil, Mikrocontroller, sowie die Anschlüsse für die Signal-Platine, IR-Sensor, Rotary Encoder und das 2,6-Zoll-Display (Digole) befinden sich auf einer Platine.

Die Signal-Platinen enthalten die Eingangs- und Ausgangsbuchsen, die Relais, eventuelle OPAmps (OPA 1656) und die/den Muses Chip zur Lautstärkeregelung.

Die symmetrische (XLR) Signal-Platine:

Diese kann nun mit insgesamt 5 Eingängen bestückt werden. Davon muss ein Eingang zwingend als unsymmetrisch beschaltet werden. Die weiteren 4 Eingänge können als RCA oder XLR-Eingänge bestückt werden. Logischerweise enthält die Platine nun zwei der Lautstärke-Chips: Muses 72323. Als Augänge stehen jeweils ein Cinch- und ein XLR-Ausgang zur Verfügung.

Die Platine ist variabel aufgebaut und lässt sich auch "nur" im unsymmetrischen Modus betreiben.

Die unsymmetrische (RCA) Signal-Platine:

Bei dieser Platine sind vier Eingänge und ein Ausgang möglich. Bis auf die Multi-Channel-Möglichkeit und das Aufsplitten des Signals zwischen Eingängen und Lautstärkeregelung, sind alle Funktionen mit denen des symmetrischen Bruders identisch.

Bei dieser Platine hatte ich aus Kostengründen preiswerte RCA-Buchsen genutzt. Durch das Auflöten war die Konstruktion trotzdem stabil und hochwertig. Sie können natürlich die Eingänge verkabeln und "hochwertigere" Buchsen einbauen.

Die alte Bauweise verlangte entweder den Einbau hinter der Rückwand oder ein zusätzliches Verkabeln der Eingänge. Die neue Lösung nutzt die Ein- und Ausgangsbuchsen als Halter. Die Buchsen besitzen jeweils stabile Schraubverbindungen, die mit der Rückwand verschraubt werden.

Weitere Features:

Es besteht die Möglichkeit das Eingangs-Signal VOR dem Muses-Chip abzunehmen und weiter zu verarbeiten. Dazu gibt es Lötpads/Stiftleisten an denen das Signal anliegt. Hier lässt sich leicht ein DSP einschleifen.

Es lassen sich weitere Muses-Platinen im Sandwich-Prinzip aufstecken. So ist es leicht möglich ein Multi-Channel-System aufzubauen. Die zusätzlich entstehenden Ausgänge müssen dann extern verkabelt werden.

Ebenfalls habe ich im Layout Platz für einen OPAmp vorgesehen. Dieser kann eine zusätzliche Verstärkung von bis zu 21dB zur Verfügung stellen. Kunden mit Class-D-Endstufen hatten um diese Erweiterung gebeten, da die Ausgangsspanung herkömmlicher Geräte zur vollen Aussteuerung der Endsufen zu gering ist.

Wird keine Verstärkung benötigt, kann der OP weg gelassen werden.

Da ich nun eine Porterweiterung (I2C) einsetze, ist die Anzahl der Verbindungskabel deutlich gesunken. Das lästige Flachbandkabel ist einem flexibelem 10-poligen Kabel gewichen.

Mikrocontroller-Platine

Gesteuert wird die gesamte Hardware wieder durch den in bereits in mehreren Projekten bewährten Atmega 328p.

Die Steuerplatine enthält die gesamte Stromversorgung. Das Modul kann im Standby-Modus betrieben und durch eine Fernbedienung Ein- und ausgeschaltet werden. Der verwendete HiLink hat im Ruhezustand eine Leistungsaufnahme von ca. 200mW.

Der Trigger-Ausgang kann wahlweise 5V oder 12V ausgeben. Er schaltet sich 3-4 Sekunden nach Einschalten des Moduls ein. Damit lassen sich z. B. externe Endstufen einschalten.

Mit dem Relais-Ausgang (8A) lässt sich die Netzspannung schalten. Der Ausgang des 230V-Relais ist an einem Platinenschraubverbinder verfügbar. Dieser Ausgang wird zeitgleich mit dem Trigger- Ausgang geschaltet. Dieser Ausgang ist für einen Betrieb als Vollverstärker vorgesehen.

Ein 10poliger Steckverbinder überträgt die Steuersignale und Versorgungsspannungen an die Eingangsplatine. Auf diesem Weg werden der Muses-Chip und die Eingangs-Relais angesprochen. Die Relais trennen die Eingangssignale komplett von der nachfolgenden Schaltung. Es gibt hier also kein Ground-Problem durch undefinierte Masse-Verbindungen oder -Schleifen. Auch Pin1 der XLR-Eingänge wird getrennt.

Die digitalen Steuer-Signale an den Muses-Chip werden durch einen Digital-Isolator verarbeitet. Analoge und digitale Spannungsversorgung sind damit perfekt getrennt.

Zusätzlich wurden drei weitere Steuersignale herausgeführt, die für externe Aktoren genutzt werden könnten. Dies ließe sich bei Bedarf in der Software einbinden.

Als weiteres Feature befindet sich aud der MC-Platine eine Verbindung zwischen PE-Leiter und gnd. Diese wird aus einem Gleichrichter und einem NTC gebildet. Damit lassen sich Brummprobleme wirkungsvoll verhindern.

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Der Aufbau

Die Signal-Platine enthält 4 symmetrische und einen unsymmetrischen Eingang. Dabei können alle symmetrischen Eingänge ebenfalls als unsymmetrische Eingänge genutzt werden. Als Ausgänge stehen beide Varianten zur Verfügung.

Hinter dem Ausgang des Muses-Cips kann das Signal abgenommen und in die nachfolgende Verstärker-Elektronik geführt werden. Nutzen Sie das Modul für einen Vorverstärker, so wird das Ausgangs-Signal vor den Ausgangs-Buchsen wieder angelegt. Hierzu stehen Stiftleisten, bzw. Lötpads zur Verfügung.

Im einfachsten Fall verbindet man diese Pads und erhält so, ohne weitere Elektronik zu benötigen, einen hochwertigen passiven Vorverstärker. Nutzt man zusätzlich noch die Gain-Funktion des Muses-Chip, wird daraus sogar ein aktiver Vorverstärker.

Natürlich ist das Modul auch zum Aufbau eines Vollverstärkers nutzbar. Dies Ausgangsbuchsen werden dann nicht bestückt. Oder Sie nutzen Diese als Ausgang für einen Subwoofer o. Ä.

Da im Signalpfad keine Koppelkondensatoren vorhanden sind, kann dies je nach angeschlossener Elektronik zu unschönen Geräuschen beim Ein- oder Ausschalten führen. Aus diesem Grund lässt sich die Zeit bis zum Entsperren der Mute-Relais während des Einschaltvorgangs verlängern. Dieser Zeitraum kann in der Software eingestellt werden.

Der auf der Platine vorgesehene Operationsverstärker (OP/JFet) wird nur verwendet, wenn die Gain-Funktion des Muses-Chip gewünscht ist. Dieser ist in der Lage eine OP direkt anzusteuern. Wird diese Funktion nicht benötigt, reicht es aus die Ausgangswiderstände anders zu setzen.

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Die Software

Die bewährte Software des SAP (Stand Alone Poti) wurde übernommen und um diverse Fähigkeiten erweitert. Hinzugefügt wurde natürlich die Einganswahl. Der Eingang wird im Display angezeigt. Zusätzlich sind jetzt weitere IR-Codes zur Eingangs-Wahl und für den Standby-Modus verfügbar.

Die Lautstärke wird mittig im Display in dB angezeigt. Der weiße Ring besteht aus 35 Punkten, die anteilmäßig zur gewählten Lautstärke in blau aufgefüllt werden. Im unteren Drittel wird der gewählte Eingang angezeigt. Die Anzeige lässt sich im Optionen-Menü in einigen Punkten verändern.

Auch hier habe ich wieder auf das bewährte Konzept der Ein-Taster-Bedienung zurück gegriffen. Bei diesem Konzept habe ich immer im Auge, dass die Bedienbarkeit intuitiv sein sollte.

Die Bedienung

Kommen wir zum Taster des Rotary Encoder. Die Drucklänge bestimmt die nachfolgenden Operationen. Dabei werden die auswählbaren Optionen nacheinander eingeblendet -> Balance-Menü -> Optionen -> Standby. Hört sich nach wenig Auswahl an, oder? Warten Sie es ab.

Ein kurzer Druck führt uns in die Eingangswahl (oder alternativ zur Mute-Schaltung). Dies liest sich nun ein wenig tricky, erklärt sich aber während der Bedienung von selbst.

Nach einem kurzen Druck wird der Muses-Chip in den Mute-Modus versetzt und der vorher benutzte Eingang wird in grün angezeigt. Bleibe ich nun untätig, wird nach ca. 2 Sekunden das Icon für Mute angezeigt. Möchte ich den Eingang wechseln, kann ich diesen innerhalb der 2 Sekunden auswählen indem ich mit dem Encoder den entsprechenden Eingang auswähle. Mit dem Drehen des Ecoders wird gleichzeitig die Auswahlzeit angehalten, so dass genug Zeit zum Auswählen zur Verfügung steht. Habe ich den gewünschten Eingang gefunden, warte ich einfach ab. Der neue gewählte Eingang wird nach 2 Sekunden eingeschaltet und die Lautstärke sanft hochgefahren.

Hatte ich mit meiner Tastendruck Mute ausgelöst ohne den Eingang wechseln zu wollen, kann durch erneutes Drücken des Tasters oder Drehen des Encoders zur Musikwiedergabe zurück kehren. Dies funktioniert ebenfalls mit der Fernbedienung.

Nach ca. 0,5 Sekunden Tastendruck erscheint das Balance-Menü. Wird der Taster nun los gelassen, befinde ich mich im Balance-Menü. Durch Drehen am Encoder lässt sich die Balance verändern. Die Balance-Regelung wirkt in 0,25dB- (Muses 72323) oder 0,5dB-Schritten. Der jeweilige Wert wird unten rechts, bzw. links angezeigt. Der rote Punkt zeigt die aktuelle Einstellung visuell an. Ein weiterer Tastendruck speichert die Einstellung ab und bringt sie wieder in das Hauptmenü zurück.

Halte ich den Taster für ca. 1,5 Sekunden gedrückt erscheint das Optionen-Menü.

Das Optionen Menü

Hier bieten sich folgende Auswahlmöglichkeiten:

• lowest volume
• start Volume
• Step: xx dB
• set Display
• IR-Codes
• set Gain
• Preset
• Delay Mute
• -> Exit

Ein Drehen des Encoders führt zum "Highlighten" eines Eintrags. Durch den Druck des Tasters wird der entsprechende Eintrag ausgewählt.

Ich möchte diese Seite nicht durch das Erklären aller Menüpunkte unnötig aufbauschen. Unter Downloads befindet sich eine Erklärung zu den verfügbaren Optionen. Die meisten Funktionen sind selbsterklärend.

Standby Modus

Halte ich den Taster nach dem Erscheinen des Optionen-Menüs weiter gedrückt, erscheint der Hinweis "Standby" in rot. Nach dem Loslassen des Tasters, wird das Modul in den Standby-Modus versetzt. Das Signal wird sanft herunter gefahren; Die externen Ausgänge und das Trigger-Signal werden ausgeschaltet. Das Display wird ebenfalls ausgeschaltet. Zu guter letzt witd die analoge Stromversorgung auf der MP-Platine ausgeschaltet. Nun verbraucht das Modul weniger als 200mW.

Das Modul lässt sich mit der Fernbedienung oder durch erneutes längeres Drücken des Tasters wieder einschalten.

Fernbedienung

Das Pre-Modul kann die Signale der meisten (auch Apple) Fernbedienungen erlernen. Dazu gibt es einen eigenen Menüpunkt. Mit der Fernbedineung lassen sich die Eingänge auswählen, die Lautstärke, Mute und der Standby-Modus bedienen.

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Ein Beispiel für den Einbau

Hier wird in den nächsten Wochen ein Abschnitt über den Aufbau eines passiven Vorverstärkers entstehen.

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Updates

Es wird kein Standby-Transformator mehr genutzt. Der verwendete HiLink ist im Standby so effizient, dass er deutlich weniger als der StandBy-Trafo im Betrieb verbraucht (200mW).

Zusätzlich ist eine Lösung mit OPA1656 und nachfolgendem BUF634A in Arbeit. Damit verringert sich die Ausgangsimpedanz und damit der Einfluss auf nachfolgende Geräte erheblich.

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Downloads

• Software PreAmp Modul
• Software/Aufbauanleitung PreAmp Modul XLR V1.52

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