Was ist eine Ausgangsstufe?
Als Ausgangsstufe wird der Teil zwischen dem Analog-Wandler und den
Cinchbuchsen an der Rückseite bezeichnet. Hier findet die letzte Aufbereitung
des nun analog gewordenen Audiosignals des Wandlers statt. Es gibt je nach
Wandlertyp unterschiedliche Baugruppen die hier notwendig werden. Die Philips
Wandler TDA1540P und TDA1541A
unterscheiden sich von den Wandlern moderner Bauweise nicht nur durch ihren natürlichen
Klang:
Moderne Analog Wandler benötigen meist nur eine aktive Entkoppelung, da sie mit eingebetteten Filtern und Verstärkungsstufen bereits ein fertig aufbereitetes Audiosignal liefern - auf dieses kann durch Veränderung der Filter und Operationsverstärker kein Einfluss mehr genommen werden.
Die aktive Entkoppelung erfolgt im als Buffer bezeichneten Teil der Ausgangsstufe.
Nach einem solchen Wandler eine Röhre zum Buffern zu verwenden, geschieht nur noch aus Marketing-Gründen.
Überwiegend wird dieses Funktion von einem Chip-OPV ausgeführt.
Mit dem Prinzip eines Spannungsfolgers des Buffers, findet keine Verstärkung und bestenfalls auch keine Veränderung des Audio-Signals mehr statt.
Der Wandler und Buffer produzieren hierbei auch Gleichstrom, der noch durch einen Kondensator gefiltert wird.
Die Sinuskurve des Musiksignals wird sonst von der Nullachse verschoben, woraus eine höhere Belastung der nachfolgenden Komponenten resultiert - bei zu hohem Pegel bis zur Beschädigung der Lautsprecher und Verstärker.
Dieser Koppelkondensator lässt nur den aus Wechselstrom bestehenden Teil des Audiosignals durch.
Die Ausgangsstufe eines TDA0 oder TDA1 Wandlers wurde erheblich aufwendiger gestaltet, da kein fertiges Audiosignal geliefert wird und dieses noch elektrisch umgewandelt werden muss.
Durch diese Bauart erlaubt der Analog Wandler noch echte Eingriffe in das analoge Audio-Signal.
Nachfolgend die je nach Modell möglichen Baugruppen in den alten Philips CD-Spielern in Reihenfolge nach dem Analog Wandler.
- DAC DC-balancing (Gleichstromkompensierung des Analogsignals)
- De-Emphasis (Hochtonkorrektur)
- I/U Conversion (elektrische Umwandlung des Signals)
- Analogfilter (das Signal wird auf den Audiobereich reduziert)
- Buffer (das Signal wird stabilisiert)
- Koppelkondensator (Gleichstromfilterung)
- Muting (Stummschaltung)
Mögliche Modifikationen einer TDA0 und TDA1 Ausgangsstufe
Neben der Reduzierung des Gleichstromanteils aus dem Wandler beim
DAC DC-balancing kann auch der Gleichstrom des Operationsverstärkers durch zusätzliche Bauteile reduziert werden.
Wird der Gleichstrom nun zweifach durch DAC DC-balancing und OP DC-balancing reduziert, könnte auf den Koppelkondensator zur Filterung des Gleichstroms verzichtet werden, da dieser immer einen nachteiligen Kompromiss bildet.
Der Gleichstromanteil wird hierbei aktiv durch einbringen eines gegenpoligen Stroms bis auf ein geringes Maß aufgelöst.
Eine Reduzierung bis Null wäre möglich, von einem geringen Gleichstrom profitieren jedoch alle weiteren aktiven Elemente in der Audiokette.
Diese Modifikation brächte jedoch Risiken mit, da bei einem Defekt der Gleichstrom den reduzierbaren Anteil dieser Schaltung übersteigen kann.
Ohne Koppelkondensator im Signalweg besteht dann ein hohes Risiko für Lautsprecher und Verstärker.
Das
De-Emphasis ist ein analoger Hochtonfilter.
Dieser Filter wird durch den Digitaldecoder zugeschaltet, wenn dieser ein Signal erhält, welches sich im Subcode auf der wiederzugebenden CD befände - was aber in der Regel nicht der Fall ist.
Diese vornehmlich inaktive Schaltung benötigt keine besondere Aufmerksamkeit.
Sie kann jedoch auch in ihrer Grenzfrequenz deutlich herabgesetzt werden, um dann mittels eines an der Front anzubringenden Schalters aktiv geschaltet werden.
So kann durch Schalterbetätigung eine zurückhaltende Hintergrundbeschallung erreicht werden.
Ein hochauflösender CD-Spieler bietet seinen Zuhörern eine gestiegene Anzahl von akustischen Informationen, welche vom Gehirn verarbeitet werden müssen.
Der CD-Spieler zieht durch Nanodetails und angenehmen Klang in seinen Bann.
In einigen Situationen ist eine hohe Präsenz und Auflösung jedoch nicht erwünscht, z.B. wenn Besuch anwesend ist und Unterhaltungen geführt werden möchten.
Bei der
I/U Conversion wird die elektrische Wandlung vollzogen, das Audiosignal steht erst danach zur Verfügung.
In den meisten Philipsen wird die I/U conversion in der ersten Hälfte eines Doppel-OPVs NE5532 ausgeführt.
Die optimalen Eigenschaften für diese Funktion bringt nicht jeder Chip-OPV mit, der landläufig als gut klingender Buffer bekannt ist.
In der Modifikation
Hybridausgang erfolgt eine optimale Mischung aus passiver und aktiver I/U Conversion, die durch Geschwindigkeit und hohe virtuelle Masse die besten Eigenschaften mitbringt.
Die
Analogfilter sind auf den Philipsen zwischen dem serienmäßigen Doppel-OPV platziert.
Sie trennen das Audiosignal mit einer 18db Flankensteilheit vom nicht hörbaren Frequenzbereich.
Auf diese Filter, welche für eine Phasenverschiebung bis hinunter in den hörbaren Audio-Bereich sorgen, kann mit der Modifikation
Analogfilter verzichtet werden.
Die Entkoppelung durch einen
Buffer erfolgt in den meisten Philipsen in der zweiten Hälfte eines Doppel-OPVs NE5532.
Von TDA0 und TDA1 werden unterschiedliche Ansprüche an einen Buffer gestellt, trotzdem ist die Originalbestückung in den meisten CD-Spielern mit diesen Wandlern identisch.
Der TDA0 hat geringfügig weniger Details im oberen Brillanzbereich des Audiobands.
Dieser Verlust ist nicht nur nachteilig, da so auch eine Schärfe auf Vokalen bis in den Präsenzbereich vermieden wird - der Klang wird als näher und wärmer empfunden.
Ein TDA1 klingt durch sein breiteres Spektrum erstmal schärfer und analytischer, wenn nicht ein Chip-OPV gewählt wird, der dieses wie der langsame und dumpfe NE5532 wieder verschluckt.
Das volle Spektrum eines TDA1 ohne "Verschlucken", ohne analytische Schärfe und mit den größten Leistungsreserven, kann nur ein Operationsverstärker in diskreter Bauweise ohne das typische Verfärben eines Röhrenausgangs liefern.
Mit dem sehr weichzeichnenden
Hybridausgang kann der TDA1 mit breiterem Spektrum erstmalig den TDA0 überholen und abhängen.
Mit dem Umbau auf einen TDA1 Doppelwandler in der Modifikation
Simultan-32 Bit, kann wegen des stabileren Analogsignals, in Verbindung mit dem Hybridausgang für die I/U Conversion, auf einen zusätzlichen Buffer ganz verzichtet werden.
Ein
Koppelkondensator hinter den aktiven Bauelementen im Signalweg ist die sicherste Methode den unerwünschten Gleichstrom zu verhindern, stellt aber immer einen Kompromiss dar.
Ein Kondensator bildet hier mit zunehmender Größe steigenden Verlustfaktor und Mikrofonie.
Je nach modifizierter
Ausgangsstufe kommt hier automatisch der optimale Kondensator zum Einsatz.
Beim
Muting wird das Signal des TDA0 serienmäßig durch ein Reed-Relais mit magnetischem Feld geführt, beim TDA1 durch einen Transistor.
Das Muting kann mit der Modifikation
Analogfilter überbrückt werden, um das Signal verlustfrei zu den Cinchbuchsen zu führen.
