Passieve voorversterker
Dit artikel is eerder verschenen in Elex 7/90 (een uitgave van Elektuur). Een redelijk oud ontwerp derhalve, maar naar onze mening zeker nog actueel. Veel bouwplezier!
Aangezien de meeste signaalbronnen - CD-spelers, tuners, etc. -tegenwoordig meer dan voldoende signaal leveren om rechtstreeks een eindversterker uit te sturen, hoeft een voorversterker in wezen geen versterking te geven. Daarmee is het mogelijk geworden om een voorversterker te construeren die supereenvoudig van opzet is en tegelijk over superieure technische eigenschappen beschikt. Is dat niet precies wat we altijd al hadden gewild?
Hoewel het ons aller vak en hobby betreft, gebiedt de eerlijkheid toch te bekennen dat elektronica niet altijd zaligmakend is. Zeker bij audioschakelingen geldt dat alle elektronische bewerkingen in negatieve zin iets aan het signaal toevoegen.
Er komt altijd een spoortje ruis bij, er ontstaat — hoe weinig ook — onvermijdelijk wat vervorming en bovendien wordt het uitstuurbereik noodgedwongen beperkt tot de hoogte van de gebruikte voedingsspanning.
Daarom is het met name in audiokringen een goed gebruik om nooit méér elektronica ergens in te stoppen dan strikt noodzakelijk. Hifipuristen gaan hier vrij ver in. Deze categorie is van oudsher sowieso wars van extra`s als toonregeling, stereo-breedte-regeling, equalizers en wat dies meer zij. Tegelijk valt bij hen echter duidelijk een hang naar simpelere versterkerschakelingen te bespeuren.
Deze voorversterker is in wezen ontworpen volgens dezelfde puristische filosofie van "alles weglaten wat niet strikt nodig is". Alleen hebben wij het dit keer echt rigoureus aangepakt. Dat leverde een voorversterker op die in ieder geval onmiskenbare praktische voordelen bezit: hij is bijzonder gemakkelijk te bouwen, is relatief goedkoop en heeft géén voedingsspanning nodig. Daarnaast — en dat is veel belangrijker — biedt deze "passieve pre-amp" een dusdanige kwaliteit dat geen enkele audiofiel om dit ontwerp heen kan: een onmeetbaar lage vervorming, extreem goede signaal/ruisverhouding en een nagenoeg onbegrensde uitstuur baarheid.
Versterker zonder versterking
De ingangsgevoeligheid is bij verreweg de meeste voorversterkers en geïntegreerde versterkers vastgelegd op ca. 200 a 250 mV. Dat is een norm die nog uit het verleden stamt waarschijnlijk, want de meeste audio-signaalbronnen leveren veel meer uitgangsspanning dan 200 mV. Doorgaans produceert moderne apparatuur signalen van rond 1 V (of meer) en dat is een spanningsniveau dat toevalligerwijs exact overeenkomt met de ingangsgevoeligheid van de doorsnee eindversterker.
Ergo conclusio: Zolang er geen behoefte bestaat aan toonregeling e.d., hoeft een voorversterker in wezen geen spanningsversterking te leveren. De bronsignalen zijn tegenwoordig groot genoeg om een eindversterker volledig uit te sturen. Een en ander betekent dat de inhoud van een voorversterker beperkt kan blijven tot een stel in- en uitgangsbussen, een ingangskeuzeschakelaar en eventueel een volumeregelaar.
Actieve componenten hoeven er niet in. De enige signaalbron waarbij het dan mis gaat is een platenspeler, want daarvoor blijft een speciale voorversterker met frequentiecorrectie nodig. Liefhebbers van "goede oude" analoge grammofoonplaten kunnen hun passieve pre-amp echter in een later stadium altijd nog uitbreiden met een dergelijke voorversterker, dus ook dat hoeft geen bezwaar te zijn.
Het schema
Meestal vallen de definitieve versies van onze schakelingen toch weer nèt even iets gecompliceerder uit dan we hadden geraamd. Bij een eerste blik op figuur 1 lijkt dat hier ook weer het geval, maar dat is maar schijn. Een nadere beschouwing brengt al snel het ontbreken van voedingsspanning en van actieve componenten aan het licht, terwijl bovendien ook het aantal passieve componenten zeer beperkt is, zoals u ziet. We zullen de zaak maar gewoon even van links naar rechts doorlopen.
Geheel links zien we de ingangsbussen. Er is hier gekozen voor een aantal van zes per kanaal, hetgeen in de meeste gevallen ruim voldoende moet zijn. Bovendien kunnen we dan voor de ingangskeuze volstaan met een gangbare draaischakelaar van 2 x 6 standen. Zoals te zien worden de ingangsbussen rechtstreeks verbonden met de contacten van deze schakelaar (SI). Mochten er enkele signaalbronnen bij zijn die wat meer uitgangsspanning produceren dan de rest (de meeste CD-spelers produceren nominaal 2 V of meer!), dan kunnen de desbetreffende ingangen eventueel wat "geknepen" worden. Dat kan met behulp van een instelpotmeterje, zoals in het schema achter de CD-ingang is getekend, of met een uit twee vaste weerstanden bestaande spanningsdeler, zoals aangegeven bij de tuner-ingang. Omdat potmeters nogal eens wat ruis plegen te veroorzaken, heeft laatstgenoemde manier eigenlijk de voorkeur. De waarde van de potmeter of de somweerstand van de spanningsdeler hangt af van de aanbevolen afsluitimpedantie van de signaalbron in kwestie; meestal wordt hiervoor een waarde van ca. 47 kQ aangehouden. Het signaal op de loper van ingangskeuze-schakelaar SI kan prima als tape-output dienst doen. Vandaar dat we dit punt rechtstreeks met de tape-out-bussen hebben verbonden. Of u één of twee stel tape-uitgangen wilt, bepaalt u natuurlijk zelf.
Vanuit de loper van SI gaat het vervolgens verder naar de tape-monitor-schakelaar S2. Met deze driestandenschakelaar in de middenstand wordt gewoon het met SI gekozen ingangssignaal (source) naar de uitgang geleid; de andere twee kontakten van S2 zijn rechtstreeks met de ingangen tape-1 en tape-2 verbonden. Zo is bereikt dat er te allen tijde naar de tape-ingangen kan worden geluisterd, onafhankelijk van de stand van de ingangskeuzeschakelaar.
Door een en ander voor links en rechts gescheiden uit te voeren (resp S4 en S4`) kan met deze volumeregelaars tevens de balans worden ingesteld. Als u prijs stelt op een goed logaritmisch gedrag van de volumeregelaar, is het wel zaak om u stipt te houden aan de opgegeven waarden voor R3. . . R13 en R3`. . . R13`); dit dienen overigens 1% metaalfilmweerstanden te zijn. Uit praktische overwegingen (komen we zodadelijk op terug) zijn S4 en S4` in figuur 1 vanaf de achterkant gezien weergegeven. Dus als de loper linksom wordt gedraaid, neemt het volume toe, rechtsom neemt het af. Hiermee zijn we zo goed als rond, want het enige dat nu nog volgt zijn de uitgangsweerstanden R14 en Rl4`, terwijl S5 op de meest simpele wijze voor een stereo/ mono-omschakeling zorgt.
De Bouw
Als u nu — louter uit gewoonte misschien — op zoek gaat naar de afdruk van het printontwerp voor de passieve pre-amp, dan vertellen we maar meteen dat dit vergeefse moeite is. Er is geen printontwerp. Immers, wat zou er op die print moeten zitten? De aansluitbussen en de schakelaars toch zeker niet. Behalve Rl en R2 kunnen we eigenlijk niets bedenken, en om alleen die weerstanden op een printje te monteren lijkt op zijn minst ietwat zinloos.
Hoe dient de montage dan te gebeuren? Simpel. We nemen een geschikte (metalen) behuizing, monteren de bedieningsorganen in het front en de aansluitbussen in de achterkant en gaan de hele zaak dan netjes met afgeschermde audiokabel bedraden. In figuur 2 is aangegeven hoe dat moet. Eventuele dempingsnetwerken of -instelpots kunnen rechtstreeks aan de (cinch)ingangsbussen worden vastgesoldeerd, terwijl R14 en R14` direct aan de uitgangsbussen worden bevestigd. Voor Rl en R2 (en Rl` en R2`) kan schakelaar S3 als soldeersteuntje dienen.
Ook voor wat betreft de volumeregelaars is een "printloze" oplossing verreweg het beste en het handigste. Aan de achterkant van de schakelaars S4 en S4` is namelijk voldoende ruimte voorhanden om de weerstanden R3. . .R13 (enR3`. . .R13`) rechtstreeks aan de aansluitlippen te solderen. Figuur 3 laat nog eens in detail zien hoe dat gaat. Wanneer u dat karweitje gaat uitvoeren, kunt u het beste ook het schema even bij de hand houden, want daar zijn de weerstanden in de juiste "soldeervolgorde" getekend.
Nu weet u ook waarom wij S4 en S4` in figuur 1 bewust in achteraanzicht hebben weergegeven. Even nog iets over de bedrading. Om het oppikken van brom tegen te gaan, moet u proberen om aardlussen in de kast te vermijden.
Het is om die reden aan te bevelen om in elk geval de uitgangsbussen geïsoleerd van de metalen kast te monteren. De vereiste massaverbinding tussen in- en uitgang gebeurt dan alleen door middel van de afschermmantel van de kabel waarmee de bedrading is gelegd.
Tot slot
Nog een paar laatste opmerkingen. Aangezien deze pre-amp geen elektronica bevat waar mogelijk iets mee mis kan gaan, hangt het uiteindelijke resultaat helemaal af van de zorgvuldigheid waarmee u het geheel opbouwt en bedraadt èn van de kwaliteit van de gebruikte componenten. Besteed aan beide punten dus de nodige aandacht. Werk netjes, gebruik audiokabel van goede kwaliteit en bezuinig niet op de aanschaf van schakelaars en aansluitbussen.
Voor serieuze audiofielen vormen vergulde cinchbussen zeker geen overbodige luxe. Bij een apparaat als dit wil het oog natuurlijk ook wat. Dus is het best de moeite waard om aan de behuizing en de knoppen een paar centen uit te geven. Om u op weg te helpen, hebben we in figuur 4 een frontplaat-layout afgebeeld voor de pre-amp. Deze is in principe voor verschillende behuizing bruikbaar, maar wij hebben hem natuurlijk geënt op de behuizing van ons prototype.
Meer informatie of aanwijzingen hebben we niet voor u. Rest ons alleen u veel succes toe te wensen bij bouw en veel luistergenoegen bij het gebruik van de passieve pre-amp.
Onderdelenlijst
R1,R1` = 1,2 kΩ
R2.R2` = 8,2 kΩ
R3,R3` = 348 Ω*
R4,R4` = 383 Ω*
R5,R5` = 432 Ω*
R6,R6` = 475 Ω*
R7,R7` = 536 Ω*
R8.R8` = 619 Ω*
R9,R9` = 732 Ω*
R10.R10` = 909 Ω*
R11,R11` = 1,15 kΩ*
R12,R12` = 1,62 kΩ*
R13.R13` = 2,8 kΩ*
R14,R14` = 470 kΩ
S1 = draaischakelaar 2 x 6 standen
S2 = draaischakelaar 2 x 3 standen
S3 = schakelaar 2 x wissel
S4,S4` = draaischakelaar 1 x 1 2 standen
S5 = schakelaar enkelpolig
*) 1 % metaalfilmweerstanden