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AD24QS - Audio Analog-Digital-Wandler 24 Bit / 192 kHz (jetzt aktualisiert auf Revision 4)

leider ausverkauft, Nachfolger geplant

und

AD-IOA - Eingangs-/Ausgangs-Erweiterungsmodul mit Mikrofonverstärkern

Informieren Sie sich auch über den

neuen und ziemlich einzigartigen DA2USB - ein Digital-Audio-zu-USB Interface (nicht nur für den AD24QS)

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AD24QS, vorbereitet für Balanced In und AES3 Out	AD-IOA	AD24QS mit AD-IOA in ein SG210 eingebaut

Inhalt

Allgemeine Beschreibung

Der AD24QS ist ein hochwertiger Audio Analog-Digital-Wandler, der als Bausatz für DIY (Do It Yourself) erhältlich ist. Er bietet:

Abtastraten		10 verschiedene, 16 - 192 kHz
Analogeingänge		On-Board Stereo (Cinch), 10 kΩ Option: Extern XLR symmetrisch, 20 kΩ
Eingangsempfindlichkeit bei 100% FS		2 Veff Andere oder einstellbare Verstärkung als Option
Dynamikbereich 20 Hz - 20 kHz		109 dB unbewertet (typisch) 111 dB A-bewertet (typisch) Version "Flagship": ca. 115 (117) dB
THD		typ. -120 dB @ -6 dB FS
Digitalaudioausgänge		1 x On-Board optisch (Toslink, nur bis 96 kHz) 1 x On-Board koaxial (Cinch), 75 Ω Option: Extern AES3 XLR symmetrisch, 110 Ω
Latenz		192 kHz: 46 µs 96 kHz: 126 µs 48 kHz: 310 µs 44,1 kHz: 275 µs (ja, weniger als bei 48 kHz)
Frequenzgang		2 Hz - SR / 2 @ -3 dB Außer 192 kHz SR: 3 Hz - 73 kHz bei -3 dB
Power Supply Rejection Ratio		ca. 100 dB bei 100 Hz
Stromversorgung		Standard-Version: 12 V DC, ca. 180 mA Version "Flagship": 12 V DC, ca. 210 mA
Abmessungen		91,44 mm x 88,27 mm (3,6" x 3,475")
Maßzeichnung		GIF-Datei oder PDF-Datei

Die oben aufgeführten Daten wurden bei meinen Mustergeräten gemessen und können natürlich nicht garantiert werden.

Hinweis: Ab Revision 4 ist nur noch die "Flagship"-Version erhältlich. Der Unterschied zwischen den Revisionen 3 und 4 besteht in einer kleinen Veränderung des Layouts.

Abtastraten

Der ADC kann mit 10 verschiedenen Abtastraten bis 192 kHz arbeiten, die mit dem Schalter auf der Vorderseite eingestellt werden:

Einstellung		Abtastrate (kHz)		Format		Copyright
0		16		Professional		-
1		22,05		Professional		-
2		24		Professional		-
3		32		Professional		-
4		44,1		Professional		-
5		48		Professional		-
6		64		Professional		-
7		88,2		Professional		-
8		96		Professional		-
9		192		Professional		-
A		44,1		Consumer		Nicht beansprucht
B		44,1		Consumer		Beansprucht, Original
C		44,1		Consumer		Beansprucht, Kopie
D		48		Consumer		Nicht beansprucht
E		48		Consumer		Beansprucht, Original
F		48		Consumer		Beansprucht, Kopie

Die ersten 10 Abtastraten, deren digitales Audiosignal als "Professional Format" bezeichnet wird, werden in Stellung 1 - 9 ausgewählt.

Die Stellungen A - F werden als "Consumer-Format" bezeichnet, bei dem Sie nur 44,1 kHz oder 48 kHz wählen können, aber jede mit den Optionen "Copyright nicht beansprucht", "Copyright beansprucht, Original" und "Copyright beansprucht, Kopie". Im Consumer-Modus ist der Kategoriencode des ADCs "General" (00_hex). Ein dezimaler Kodierschalter würde den Zugriff auf das Consumer-Format verhindern.

LEDs

Eine grüne "Power"-LED steht zur Verfügung. Die rote "Ovr"-LED auf der Vorderseite beginnt zu leuchten, wenn mindestens ein Kanal übersteuert ist. Sind beide Kanäle übersteuert, leuchtet sie heller.

Analogeingänge

Alle Anschlüsse befinden sich auf der Rückseite. Die analogen, unsymmetrischen Cinch-Eingänge haben eine Empfindlichkeit, die der üblichen Ausgangsspannung von 2 V_eff normaler CD- oder DVD-Player angepasst ist. Optional kann ein Schalter zur Verstärkungseinstellung einfach extern angeschlossen werden, sowie auch symmetrische XLR-Eingänge und ein Umschalter zwischen Cinch- und XLR-Eingängen.

Digitale Audioausgänge

Beide digitalen Audioausgänge, der optische und der unsymmetrische Cinch-Ausgang, können gleichzeitig verwendet werden. Der Cinch-Ausgang ist mit einem Digitalaudiotransformator galvanisch getrennt. Ebenfalls als Option kann ein dritter, z. B. symmetrischer (XLR- oder AES3-), Digitalaudioausgang mit seinem eigenen Digitalaudiotransformator extern angeschlossen werden.

Der optische Sender (der nicht mehr erhältliche TOTX177PL bzw. sein Ersatz PLT133) ist nur bis etwas mehr als 96 kHz spezifiziert, obwohl er auf dem Labortisch ohne Probleme bis 192 kHz funktioniert. Trotzdem empfehle ich seinen Einsatz für 192 kHz nicht.

USB-Interface: Der DA2USB

Eingangsspannungen und andere technische Daten

Die Vorverstärker sind für eine Eingangsempfindlichkeit von ca. 2 V_eff bei 100% FS ausgelegt, einem üblichen Level z. B. für CD- oder DVD-Player.

Wenn der optionale symmetrische XLR-Eingang verwendet wird, sollte die Eingangsempfindlichkeit auf den Standard-Studiopegel von +4 dBu (1.23 V_eff) plus einem vernünftigen Headroom von z.B. 12 dB gesenkt werden. Das heißt, 4.91 V_eff (+16 dBu) für 100% FS könnte eine gute Wahl sein.

Inzwischen biete ich den AD24QS nur noch in der "Flagship"-Version an, d. h., "Flagship" ist keine Option mehr, sondern die neue Standardversion. Im Vergleich zur früheren Standardversion besteht es aus einem bedeutend teureren ADC-IC, das der Hersteller sein "Flagship" nennt, und besseren (und teureren) Operationsverstärkern. Ein ungefähr 6 dB größerer Dynamikbereich als mit dem Standard-Chipsatz wird so erreicht.

Weitere Messungen, die ich mit den vorherigen Prototypen durchgeführt habe, finden Sie im entsprechenden Artikel über den AD2496 .

Stromversorgung

Die nominelle Betriebsspannung beträgt 12 VDC, jedoch sind bis zu 15 V zulässig. Die Stromaufnahme beträgt etwa 180 mA bei der Standard- und 210 mA bei der "Flagship"-Version.

Ich benutze stabilisierte Netzteile, obwohl auch unstabilisierte ok sind. Aufgrund der hohen Unempfindlichkeit des ADCs gegenüber instablilen Betriebsspannungen bleibt nur sehr wenig Brummen von unstabilisierten Netzteilen im Ausgangssignal übrig, so dass der Dynamikbereich des ADCs nicht merklich verringert wird (ungewichtete Messungen). Übrigens habe ich mit einem 9 V-Netztrafo plus Brückengleichrichter (also ohne Pufferkondensator) den gleichen Dynamikbereich wie mit einem stabilisierten Netzteil gemessen. Selbst im schlimmsten Fall mit einem bloßen 9 VAC-Netzteil (was auch möglich ist) und der "Flagship"-Version war der Dynamikbereich um weniger als 1 dB verringert. Nur im Spektrum kann man die Auswirkungen eines unstabilisierten Netzteils beobachten.

Schaltungsbeschreibung

Den aktuellen Schaltplan des AD24QS finden Sie hier als GIF-Datei oder als PDF-Datei.

Analogeingänge

Die analogen Stufen bis zum und einschließlich des Eingangs des ADC-ICs sind durchgehend symmetrisch gestaltet, allerdings sind in der Grundversion des Bausatzes die Eingangsbuchsen nur unsymmetrisch. Die erste Stufe dient als Eingangspuffer, aber dort kann auch eine zusätzliche Verstärkung vorgesehen werden. Die zweite Stufe ist ein symmetrierender Tiefpass, ein Butterworth-Filter 2. Ordnung mit einer Grenzfrequenz von ca. 190 kHz.

Der AD24QS kann mit externen professionellen, symmetrischen Audioeingängen (XLR) und auch mit einem externen Schalter zum Umschalten zwischen den unsymmetrischen On-Board-Cinchbuchsen und den externen XLR-Eingängen ausgerüstet werden.

Erweiterungsmöglichkeiten: Für die symmetrischen Eingänge und die einstellbare Verstärkungsoption kann ein zusätzlicher Anschluss eingebaut werden. Über diesen Micro-Match (oder kompatiblen) Anschlussstecker stehen nicht nur die Audiosignale und die Verstärkungsoption, sondern auch die Stromversorgung zur Verfügung. Auf dem Foto können Sie die Position dieses Micro-Match-Anschlusssteckers sehen, aber er ist dort nicht bestückt. Der AD-IOA, ein Eingangs-/Ausgangs-Erweiterungsmodul, nutzt alle Vorteile dieser Erweiterungsmöglichkeiten.

ADC

Der Cirrus Logic CS5361 ist ein hochwertiger 114 dB Delta-Sigma-Wandler. Die Referenzspannung wird mit einem einfachen 78L05A erzeugt, aber es gibt keinen Grund sich wegen des Rauschens der Referenzspannung Sorgen zu machen, weil sie sehr gut durch die externen Komponenten des ADCs gefiltert wird. Ab Revision 4 biete ich den AD24QS mit dem noch besseren und bedeutend teureren 120 dB ADC CS5381 an.

Takt

Die Taktgenerierung erfolgt mit einem MK2703S, einem "PLL Audio Clock Synthesizer", der einen Quarzoszillator und eine PLL-Schaltung für die 44,1 kHz und 48 kHz basierten Oszillatorfrequenzen enthält, die von einem einzigen 27 MHz-Quarz abgeleitet werden.

S/PDIF-Sender

Ich benutze einen Cirrus Logic CS8406 "192 kHz Digital Audio Interface Transmitter" im Hardwaremodus. Der Hardwaremodus bietet genug Funktionalität, d. h., Signaleingänge für die Steuerung für meine Zwecke. Drei digitale Audioausgänge können an die Ausgänge des S/PDIF-Senders angeschlossen werden: Ein optischer Sender (Toslink TOTX177PL oder kompatibel), ein unsymmetrischer elektrischer Ausgang (0,5 V_ss mit 75 Ω abgeschlossen). Darüber hinaus kann der AD24QS extern mit einem professionellen digitalen Audioausgang ausgerüstet werden, entweder symmetrisch (XLR, AES3, 2 V_ss bei 75 Ω abgeschlossen) oder unsymmetrisch (BNC, AES-3id, 1 V_ss bei 75 Ω abgeschlossen). Der Trenntransformator und die Abschlusswiderstände stehen auf der Leiterplatte zur Verfügung.

Der optische Sender (TOTX177PL bzw. PLT133/T8) ist nur bis etwas mehr als 96 kHz spezifiziert, obwohl er auf dem Labortisch ohne Probleme bis 192 kHz funktioniert. Trotzdem empfehle ich seinen Einsatz für 192 kHz nicht.

Toshiba, der Hersteller der Toslink-Bauteile, verlor Ende 2011 während einer großen Überschwemmung in Thailand seine ganze Toslink-Audiokomponenten Produktionsanlagen und beschloss, sie nicht wieder aufzubauen und die Produktion nicht wieder aufzunehmen. Seitdem sind weltweit nur noch Restbestände dieser Komponenten erhältlich. Es gibt noch andere Hersteller, aber für mich schien es mehr oder weniger unmöglich, die Teile von ihnen in den kleinen Mengen, die ich brauchte, zu bekommen. Schließlich hatte ich Glück mit voll kompatiblen Teilen von Everlight. Der TOTX177PL, der noch in der Dokumentation erwähnt ist, wurde ersetzt durch den PLT133/T8 (und der TORX147PL im DA24QS durch den PLR135/T8).

Auch der Digital-Audio-Transformator für das Koaxsignal ist nicht für 192 kHz spezifiziert, aber wenn man seinen Frequenzgang oder seine Puls-Übertragungs-Eigenschaften betrachtet, versteht man, warum ich ihn bedenkenlos dafür benutze und empfehle. Er wäre sogar für viel, viel höhere Frequenzen als 192 kHz geeignet.

Steuerlogik

Um diese vielen Abtastraten zu realisieren musste ich eine komplexere Logik als im AD2496 einsetzen. Es ist immer noch eine statische Schaltung, aber zu komplex für ein oder zwei Logikgatter-ICs. So war ich gezwungen, einen programmierbaren Logikbaustein einzusetzen und wählte ein GAL16V8 aus, das einfachste, kleinste und billigste, das erhältlich ist (außer dass ich, um Strom zu sparen, die etwas teurere "quarter power" Version GAL16V8Q oder äquivalent empfehle). In den Bausätzen erhalten Sie das GAL bereits programmiert.

Stromversorgung

Die nominelle Betriebsspannung für das Gerät beträgt 12 VDC, jedoch sind bis zu 15 V zulässig und es funktioniert auch noch hinunter bis 10 V oder weniger. Der Eingang für die Stromversorgung ist gegen Verpolung geschützt und mit einem extra großen 1000 µF Kondensator gepuffert. Der digitale Teil des AD24QS arbeitet mit 5 V. Ich verwende einen linearen Spannungsregler, einen normalen 78M05 in einem TO220-Gehäuse, für die digitale Versorgungsspannung.

Wie im DA24QS wird die negative analoge Betriebsspannung durch einen DC-DC Spannungsinverter (LT1054, bis zu 15 V / 100 mA) erzeugt. Sowohl die positiven als auch die negativen analogen Betriebsspannungen werden durch je einen Tiefpass-Emitterfolger geglättet.

AD-IOA

Der AD-IOA (Eingang/Ausgang mit aktiver Schaltung) ist ein Mehrzweckmodul für den AD24QS. Er bietet:

• Einen zweikanaligen äußerst rauscharmen Mikrofonvorverstärker mit symmetrischen XLR-Eingängen
• 20 oder 40 dB Verstärkung können für jeden Mikrofoneingang individuell hinzu geschaltet werden
• Symmetrische Line-Eingänge mit Klinkenbuchsen
• Automatisches Umschalten zwischen Line- und Mikrofoneingang, wenn der Klinkenstecker angeschlossen wird
• Eine Taste zum Umschalten zwischen den unsymmetrischen Cinchbuchsen am AD24QS und den symmetrischen Eingängen am AD-IOA
• 2 Potentiometer zur Einstellung der Verstärkung des AD24QS zwischen +6 dB und +36 dB
• Ein symmetrischer digitaler XLR-Audioausgang (AES3 bzw. AES/EBU)
• Verbindung zwischen dem AD24QS und dem AD-IOA mit einem 16-adrigen Flachbandkabel und einem weiteren 3-adrigen IDC-Kabel für den digitalen Audioausgang
• Gleicher Formfaktor wie beim AD24QS

Dies ist das Blockschaltbild des AD-IOA:

Zum Ansehen des ganzen Blockschaltbildes anklicken

Den Schaltplan des AD-IOA können Sie hier als GIF-Datei oder als PDF-Datei ansehen.

Interne Anschlüsse

Der AD24QS und der AD-IOA werden miteinander verbunden durch

• ein 16-adriges Flachbandkabel, 100 mm lang, für Audiosignale und Stromversorgung
• ein 3-adriges IDC-Kabel, 135 mm lang, für den digitalen AES3/EBU-Audioausgang.

Beide Kabel sind vorbereitet und wie auf diesem Foto gezeigt zu verwenden.

Modifikationen im AD24QS für den AD-IOA

Alle zusätzlichen Komponenten für den AD24QS, die für diese Modifikationen benötigt werden, sind Bestandteil des AD-IOA-Bausatzes.

• Bestücken Sie die Flachbandkabelbuchse ST2 für die Verbindung der Module.
• Für die Verstärkungseinstellung bestücken Sie R3 und R20. Für den empfohlenen Verstärkungsbereich von 30 dB ist R3 = R20 = 30R erforderlich.
• Bei Verwendung der Potentiometer für die Verstärkungseinstellung wird die minimale Eingangsempfindlichkeit von 2 V_eff um 6 dB auf 1 V_eff erhöht. Passend zum Ausgangslevel von z. B. üblichen CD-Playern muss die minimale Eingangsempfindlichkeit geringer als 2 V_eff sein und sollte deswegen durch Ersetzen von R8/11/25/28 (2k2) durch 5k36 und R9/10/26/27 (2k4) durch 5k9 wieder verringert werden. Diese Maßnahme reduziert die minimale Eingangsempfindlichkeit um ca. 7,4 dB. Das heißt, in Verbindung mit dem AD-IOA und seinen Potentiometern für variable Verstärkung wird die minimale Empfindlichkeit zu 2,35 V_eff.
• Für den digitalen Audioausgang bestücken Sie die entsprechenden Komponenten R37, R38 (jeweils 56R), TR1 und ST4.

Der DIY Abschnitt

Aus verschiedenen Gründen darf ich diese Wandler nur als Bausätze und somit nur an DIYs verkaufen.

Ist es schwierig?

Ich muss ausreichend Erfahrung von Leuten, die Bausätze zusammenbauen möchten, voraussetzen. Ich erkläre nicht, wie Widerstandswerte gelesen werden, wie man eine 100 µH Drossel von einem 100 Ω Widerstand unterscheidet, welche Bauteile gepolt sind und so weiter.

Obwohl ich es nicht wirklich schwierig finde, SO-ICs aufzulöten, sind die 3 SO-ICs (CS5361/81, CS8406 und MK2703) bei den Bausätzen bereits bestückt.

Was selbst mir passiert, ist, ähnlich aussehende Widerstände zu verwechseln, Bauteile an die falschen Stellen zu setzen, ICs um 180° zu drehen oder nicht alle Beinchen anzulöten. Für gewöhnlich wird all dies sehr bald offensichtlich und kann einfach korrigiert werden.

Bausätze

Die Bausätze, die ich anbiete, enthalten alle notwendigen elektronischen und mechanischen Teile für die Grundversion des ADCs, den AD24QS-K (unsymmetrische Eingänge, keine Verstärkungseinstellung, kein Anschluss für symmetrische Eingänge, kein dritter Digitalaudioausgang.) Das GAL ist programmiert. Die Bausätze beinhalten keine Gehäuse, Front- oder Rückplatten - wie Sie auf den Fotos sehen können.

Sehen Sie auf der BOM AD24QS-K (Materialliste) nach, was wirklich im AD24QS-K-Bausatz enthalten ist.

Falls Sie den AD-IOA-Bausatz bestellen, sind alle Bauteile, die zusätzlich für den AD24QS-K erforderlich sind, im AD-IOA-Bausatz enthalten.

Sehen Sie auf der BOM AD-IOA (Materialliste) nach, was tatsächlich im AD-IOA-Bausatz enthalten ist.

Normalerweise werden alle axialen Bauteile, d. h., Widerstände, Dioden und Drosseln, geschnitten und vorgebogen geliefert. Das erspart Ihnen eine Menge Bauzeit und verschönert vielleicht das Aussehen des Zusammenbaus. Nicht alle Komponenten auf der Leiterplatte müssen bestückt werden. Sie sind teilweise für Optionen gedacht. Welche Bauteile eingelötet werden müssen und wo, ist dem Bestückungsplan zu entnehmen.

9 Drahtbrücken, im Bestückungsplan rot markiert, müssen gesetzt werden: 4 bei ST2, 1 bei SW1 und je 2 bei L1 und L3. Für die längeren Brücken bevorzuge ich farbige isolierte Drähte, weil es besser aussieht.

Vorbereiten der LEDs Die Fotos rechts zeigen, wie die LEDs in die LED-Halter eingesetzt werden müssen, ihre Polaritäten (die langen Beine sind Anode) und wie die Beine gebogen werden müssen. Klicken Sie auf die Fotos um sie zu vergrößern. Beachten Sie, dass beide LED-Halter eine Ober- und eine Unterseite haben.

Vorbereiten der TO92-Gehäuse

Das Foto rechts zeigt, wie die Transistoren und ICs in TO92-Gehäusen vorzubereiten sind. Leider kann ich die Beine nicht in der Form gebogen bekommen, wie ursprünglich geplant, daher müssen sie während des Zusammenbaus korrekt mit der Hand gebogen werden. Ich habe das Padlayout in Dreiecksform mit 0,1" (2,54 mm) Abstand vorgesehen. Heute werden die meisten TO92s mit allen Beinchen nah nebeneinander in einer Reihe (beide linken Transistoren) oder als tape-and-real Version, wie der TL431 in der Mitte, geliefert.

Stecken Sie TO92s mit solchen unpassenden Beinen nicht gewaltsam in ihre Löcher!

Versuchen Sie, sie so zu biegen wie die beiden rechten, die ich manuell gebogen habe. Jedes Bein wird zweimal gebogen. Biegen Sie die Beine nicht direkt am Gehäuse, weil sowohl das Gehäuse als auch die Beine sehr beansprucht und gefährdet würden. Nach dem Biegen sollten sie mehr oder weniger in ihre drei Löcher in der Leiterplatte "fallen".

Abstandshalter für den Quarz Platzieren Sie den Abstandshalter unter dem Quarz so, dass das Quarzgehäuse keinen direkten Kontakt zur Leiterplatte hat und die Beine in einigem Abstand vom Gehäuse angelötet werden.

Hauchvergoldete Leiterplatten Bisher hatte ich HAL-Leiterplatten verwendet (hot air levelling, was im Grunde genommen verzinnt bedeutet). Sie sind auf vielen Fotos hier zu sehen. Die neuesten Leiterplatten, die ich bestellt habe, haben teurere hauchvergoldete Oberflächen. Ich habe mich nicht dafür entschieden, weil das "besser klingt" oder weil die Leiterplatte dadurch zuverlässiger sein könnte - ich habe einfach die Erfahrung gemacht, dass wegen der unterschiedlichen Farben vergessene Lötstellen sehr schön sichtbar sind. Zudem hatte ich in der Vergangenheit festgestellt, dass vergessene Lötstellen eine der häufigsten Ursachen für Fehlfunktionen war. Damit hatte ich eigentlich keine andere Wahl als die Verwendung von vergoldeten Leiterplatten.

Bestückungsplan

Hier finden Sie die Bestückungspläne:

AD24QS-K   Rev. 3
Mit Bauteilenamen		Mit Bauteiletypen oder -werten		Foto der Komponentenseite Standardausstattung Voll ausgestattet
AD24QS-K   Rev. 4
Mit Bauteilenamen		Mit Bauteiletypen oder -werten		Foto der Komponentenseite Standardausstattung Voll ausgestattet
AD-IOA
Mit Bauteilenamen		Mit Bauteiletypen oder -werten		Foto der Komponentenseite

Optionale Bauteile oder Werte in den Bestückungsplänen

	R8/11/25/28	R9/10/26/27	ST2	R3/R20	R37/38	TR1	ST4	IC1/2/3/4	IC8
Ehemaliger Standard-Bausatz	2k2	2k4	Brücken					OPA2134	CS5361
In Verbindung mit dem AD-IOA	5k36	5k9	Ja	30R	56R	Ja	Ja
Option Balanced Inputs			Ja
Option AES3 Output				30R	56R	Ja	Ja
Option "Flagship" (jetzt: Standard)								LM4562	CS5381
Sonstige	Vergleiche Text

Optionen

Ab Revision 4 ist der 120 dB Dynamikbereich (ehemals Option "Flagship"-Chipsatz) keine Option mehr sondern der Standard. Der CS5381 ist ein 120 dB ADC und pin-kompatibel zum 114 dB CS5361. Er hat einen etwas höheren Stromverbrauch und ist bedeutend teurer als der CS5361. Zur Erhaltung seines extrem hohen Dynamikbereiches empfehle ich die Verwendung der besseren und (und wiederum bedeutend teureren) rauscharmen dualen Operationsverstärker, z.B. den LM4562 von National Semiconductors anstelle des OPA2134. Mit CS5381 und LM4562 habe ich einen Anstieg um 6 dB für den Dynamikbereich gemessen.

Eingangsumschalter, symmetrische Eingänge, variable Verstärkung (Option Set for balanced inputs): Falls Sie eines oder mehrere dieser Erweiterungsmöglichkeiten ohne den AD-IOA haben möchten, kann ich dieses speziell Micro-Match Anschluss-Set mit dem passenden Flachbandkabel für den On-Board-Anschluss ST2 anbieten, das Sie auf dem Foto rechts sehen können. Vergleichen Sie für diese Anschlüsse auch den Schaltplan des AD-IOAs.

Eingangsumschalter: Mit einem zusätzlichen Schalter (2 Umschaltkontakte pro Kanal), der mit dem Micro-Match-Anschluss verdrahtet wird, ist es möglich, zwischen den unsymmetrischen On-Board-Cincheingängen und den externen symmetrischen XLR- oder Klinkeneingängen umzuschalten. Der Schalter muss dort angeschlossen werden, wo im Schaltbild gegenwärtig die 4 Drahtbrücken bei ST2 angezeigt werden. Vergleichen Sie dazu auch den Schaltplan des AD-IOAs.

Symmetrische Eingänge: XLR-Buchsen oder Klinkenbuchsen werden an ST2 wie im Schaltplan des AD-IOAs verdrahtet oder wie folgt:

Signal		XLR		Klinke		Links Ein		Rechts Ein
Masse		Pin 1		Sleeve		Pin 4		Pin 14
Pos.		Pin 2		Tip		Pin 5		Pin 15
Neg.		Pin 3		Ring		Pin 3		Pin 13

Variable Verstärkung: Durch die Verwendung zusätzlicher Widerstände wird die Verstärkungseinstellung möglich. Durch Bestücken von R3 und R20 und je einem externen variablen Widerstand zwischen ST2 Pins 1/2 und ST2 Pins 11/12 kann die Verstärkung entsprechend der Tabelle im Schaltplan vergrößert werden. Zum Beispiel wird mit R3 = R20 = 430 Ω eine maximale Verstärkung von 15 dB erreicht. Die externen Widerstände können entweder für präzise Verstärkungen in Stufen geschaltet werden oder durch Potentiometer, vorzugsweise negativ logarithmische, realisiert werden. Vergleichen Sie dazu auch den Schaltplan des AD-IOAs.

Symmetrischer AES3-Ausgang (Option Set for AES3 output): Für den symmetrischen Digitalaudioausgang werden ein weiterer Digitalaudiotransformator, ein Anschluss-Set und zwei Widerstände benötigt. Die Option "Set for AES3 output" enthält sie alle, wie Sie auf dem rechten Foto sehen können. Diese Option wird auch vom AD-IOA unterstützt und diese Bauteile sind auch Bestandteil des AD-IOA-Bausatzes.

Unterschiedliche Verstärkungen: Durch Austausch der Widerstände R8, R9, R10, R11 und R25, R26, R27, R28 kann die Verstärkung vergrößert oder verringert werden. Die Regeln sind:

R_A = R8 = R11 = R25 = R28 und
R_B = R9 = R10 = R26 = R27, wobei
1,1 x R_B = 1,2 x R_A bzw. R_B = 1,2 / 1,1 x R_A

Dieses Verhältnis wird genau eingehalten mit
   1,1 kΩ and 1,2 kΩ
   2,2 kΩ and 2,4 kΩ
   3,3 kΩ and 3,6 kΩ

Sehr enge Wertepaare mit merklich weniger als 1% Fehler sind
   3,9 kΩ and 4,3 kΩ
   4,7 kΩ and 5,1 kΩ
   5,1 kΩ and 5,6 kΩ
   6,2 kΩ and 6,8 kΩ
   7,5 kΩ and 8,2 kΩ
   9,1 kΩ and 10 kΩ

Mit Werten aus der E96-Reihe sind natürlich noch viel mehr Kombinationen möglich.

Abweichungen von diesem Verhältnis bewirken eine Reduktion der Gleichtaktunterdrückung im Vorverstärker/Filter, die aber nicht unbedingt kritisch wären

R_A für eine bestimmte Full-Scale-Eingangsspannung U_FS ist: R_A = U_FS x 1,1kΩ / 1V
Die Full-Scale-Eingangsspannung U_FS ist: U_FS = R_A x 1V / 1,1kΩ

Hinweis: Die Eingangsempfindlichkeit kann nicht beliebig verringert werden, weil die Eingangspuffer übersteuert werden könnten. Dies tritt bei unsymmetrischen Eingangssignalen 6 dB eher auf als bei symmetrischen Eingangssignalen. Bei einer 12 V Betriebsspannung sind die Grenzen:

• Für unsymmetrische Eingänge (wo nur ein Eingangspuffer das ganze Eingangssignal überträgt) darf sie nicht unter +14,7 dBu (= 4.2 V_eff) verringert werden, d. h.,
  R8 = R11 = R25 = R28 <= 4,7 kΩ und
  R9 = R10 = R26 = R27 <= 5,1 kΩ.
• Bei symmetrischen Eingangssignalen kann sie um weitere 6 dB bis auf +20,6 dBu (= 8.3 V_eff) hinunter vermindert werden, d. h.,
  R8 = R11 = R25 = R28 <= 9,1 kΩ und
  R9 = R10 = R26 = R27 <= 10 kΩ.
• Wenn Potentiometer mit variabler Verstärkung benutzt werden, wird die Situation komplexer. Deswegen sind in Verbindung mit dem AD-IOA selbst für die unsymmetrischen Eingänge Widerstandswerte von 5,36 kΩ und 5,9 kΩ zulässig.

Experimental-Schalter: Im Layout habe ich einen vierfach DIL-Schalter vorbereitet für

• das User-Bit U
• das Validity Bit V
• das Emphasis Bit (das anzeigt, dass beim Audiosignal die Höhen angehoben sind) und
• das Abschalten des digitalen Hochpassfilters im CS5361 (der dem CS5361 ermöglicht, DC-Spannungen zu wandeln)

EMV-Gleichtaktdrosseln: Für eine verbesserte EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) ist die Leiterplatte für zwei Gleichtaktdrosseln, L1 und L3, vorbereitet. Eine ist für den Stromversorgungseingang, die andere für den unsymmetrischen digitalen Audioausgang. Ich achte auf EMV-Eigenschaften, aber ich kann sie nicht testen. Ich habe the Drosseln "nur für den Fall der Fälle" vorbereitet. Unter normalen Umständen sind sie nicht erforderlich.

Trotzdem sollte der ADC immer in ein gut abschirmendes Gehäuse eingebaut werden!

Word Clock Synchronisation: Ich habe früher ein Word-Clock-Synchronisations-Modul, den XS-AD24, angeboten. Bei Interesse lesen Sie bitte dazu den Artikel "XS-AD24: VCXO-based Word Clock Synchronization for the Audio-ADC AD24QS". Es tut mir leid, dass der XS-AD24 im Moment nicht erhältlich ist, weil es entweder wahnsinnig schwierig oder wahnsinnig teuer ist, die passenden VCXOs (Gehäuse 5 x 7 mm, 5 V, Ziehbereich > +/- 100 ppm) zu kaufen. Vielleicht wird er irgendwann in der Zukunft wieder erhältlich sein.

Gehäuse und Frontplatten

Für meine Geräte habe ich ein SG 206 bzw. ein SG 210 Gehäuse von der (deutschen) Firma Fischer Elektronik benutzt. Im Gegensatz zu den Bildern, die Sie hier sehen, gibt es diese Gehäuse nicht mehr in opalgrün vom Hersteller. Ich habe noch SG 206 in opalgrün (SG 206 GO) am Lager, aber das SG 210 ist nur noch in schwarz (SG 210 S) erhältlich.

Frontplatte, Gehäuse und Leiterplatte werden direkt mit den Befestigungselementen 5.60.422 der (deutschen) Firma Ettinger aneinander befestigt, die man bei Bürklin bekommt.

Sie müssen nicht unbedingt die von mir verwendeten Gehäuse benutzen. Die Baugruppen können auch einfach in andere Gehäuse eingebaut werden. Für dieses Gehäuse stelle ich detaillierte Maßzeichnungen zur Verfügung:

• AD24QS GIF-Datei
• AD24QS PDF-Datei
• AD-IOA GIF-Datei

Hinweis: Die Abmessungen der Revisionen 3 und 4 sind identisch.

Sie sehen dort, wie die Leiterplatten im SG206/SG210 befestigt werden und wie sie alternativ direkt an anderen Frontplatten befestigt werden können. Natürlich können Sie auch vier Abstandshalter, Gewindebolzen oder Abstandsrollen zur Befestigung des Boards auf dem Boden ihres Gehäuses benutzen. Die Bohrpositionen finden Sie auch in der Maßzeichnung.

Details zur Befestigung von Front- und Rückplatten

Die Befestigungselemente 5.60.422 sind dazu gedacht, entweder stehend (besonders im SG 206-Gehäuse, linkes Foto) oder liegend, z.B. im SG 210-Gehäuse (rechtes Foto), oder hinter jeder beliebigen anderen Frontplatte verwendet zu werden.

Zum Vergrößern anklicken		Zum Vergrößern anklicken
SG 206 (25 mm Höhe)		SG 210 (50 mm Höhe)

Designdateien für Front- und Rückplatten

Die oben gezeigten Front- und Rückplatten wurden von der Firma Schaeffer AG (in Europa) hergestellt und sind auch in den USA von Front Panel Express, LLC erhältlich. Sie müssen nur die Designdateien für diese Platten an den Hersteller schicken und werden dann perfekt gefräste und gravierte Platten bekommen, wie die Fotos zeigen. Sie können die Designdateien auch mit der Frontplattendesign-Software "Front Panel Designer" Deutsch, English oder Français (kostenlos und sehr praktisch) modifizieren, so dass sie zu anderen Gehäusen Ihrer Wahl passen.

• AD24QS Frontplatte (SG 206 Gehäuse)
• AD24QS Rückplatte (SG 206 Gehäuse)
• AD24QS + AD-IOA Frontplatte (SG 210 Gehäuse)
• AD24QS + AD-IOA Rückplatte (SG 210 Gehäuse)

Alle oben erwähnten Firmen haben internationale Zweigstellen, z. B. in den USA.

Wie man bestellt...

... ist auf der Seite AD/DA24QS_Order erklärt.