Rauscharmer Moving Coil Vorverstärker

Ein großer Vorteil von Moving Coil Tonabnehmer, im Vergleich zu Moving Magnet Tonabnehmern, ist die sehr viel geringere zu bewegende Masse.

 

Bei den Kollegen aus der Moving Magnet Fraktion sitzt auf dem Nadelträger ein kleiner Magnet, der die feststehenden Spulen "versorgt". Dieser Magnet hat jedoch eine recht hohe Masse, die einer hohen Beschleunigung des Nadelträgers entgegen wirkt.

Bei MC Tonabnehmern sitzten, statt des Magneten, zwei kleine Spulen auf dem Nadelträger, in die, in Verbindung mit einem feststehendem Magneten, kanalgetrennt jeweils eine Spannung induziert wird. Diese kleinen Spulen weisen eine sehr viel geringere Masse auf als der Magnet, weshalb MC Tonabnehmer einer hohen Beschleunigung der Nadel, bzw. des Nadelträgers, besser folgen können.

Um die Spulenmasse möglichst gering zu halten, haben die Spulen nur hauchdünne Drahtdurchmesser und eine sehr geringe Windungszahl, wodurch auch nur sehr kleine Spannungen induziert werden.

Diese winzig kleinen Spannungen müssen nun sehr rauscharm auf das Spannungsniveau eines MM Tonabnehmers angehoben werden. In der Regel beträgt die MC Tonabnehmerspannung nur ca. 1/10 bis 1/20 der Spannung eines MM Tonabnehmers.

 

Ein Moving Coil Vorverstärker muss also die winzigen Signalspannungen sehr rauscharm um den Faktor 10 bis 20 verstärken. Dabei bewegt man sich durchaus am Rande des physikalisch Machbaren, zumindest dann, wenn man einen sehr hohen Signal-Rauschabstand erreichen möchte.

 

Bei einer aktiven Verstärkung, also ohne der Verwendung eines Übertragers, kommen deshalb nur sehr rauscharme Transistoren mit einem sehr geringen Basisbahn-Widerstand in Frage. Selbstverständlich muss auch die Versorgungsspannung absolut brumm- und praktisch rauschfrei sein.

 

Der hier vorgestellte Moving Coil Vorverstärker hat eine extrem geringe Rauschspannungsdichte von nur 0,24nV/Sqrt(Hz). Dies entspricht der ther-mischen Rauschspannung eines 3,5 Ohm Widerstandes bei Raumtemperatur!

D.h. ein 3,5 Ohm Widerstand rauscht bei Raumtemperatur genau soviel wie der komplette MC-Vorverstärker. Man ist hier wirklich an eine Grenze angekommen, was physikalisch und technisch sinnvoll noch machbar ist. Eine weitere Absenkung des Rauschens ist nur mit einem großen Aufwand (Parallelschaltung mehrerer Transistoren) erreichbar, wobei dann aber der Eingangswiderstand (hier 500 Ohm) immer weiter absinken würde.

 

Der Vorverstärker wird von zwei (hochohmigen) Stromquellen gespeist. Dies ergibt, zusammen mit den beiden nach Masse geschalteten 4700µF Elkos, eine extrem saubere Spannungsversorgung. Außerdem sind die Arbeitspunkte der beiden Transistoren so vollkommen unabhängig von der anliegenden Versorgungsspannung.

Die Schaltung sollte noch durch Parallelschaltung zweier Widerstände auf eine Eingangs- und Ausgangsgleichspannung von genau 0mV abgeglichen werden. Der Widerstand "X1" bewegt sich dabei im Bereich von ungefähr 1 MOhm und "X2" irgendwo im Bereich von 10 kOhm. Diese Fehlspannungen rühren von leicht unterschiedlichen Stromverstärkungen der beiden Transistoren (ZTX951; ZTX851) und Unterschiede der beiden Stromquellen her.

 

Aufgrund des hohen Kollektorstroms durch die beiden Transistoren, der not-wendig ist um ein geringes Rauschen zu gewährleisten, beträgt der Eingangs-widerstand nur 500 Ohm. Dies muss beachtet werden, wenn Tonabnehmer verwendet werden, die nach einem hochohmigeren Eingangswiderstand
(z.B.1 kOhm) verlangen. Die allergrößte Mehrzahl der reinen
MC-Tonabnehmer benötigt jedoch Eingangswiderstände von 250 Ohm oder weniger, meistens sind es so um die 100 Ohm. Dies erreicht man ganz einfach durch parallelschalten von Widerständen am Eingang.

Ein Widerstand von z.B. 125 Ohm ergibt einen Eingangswiderstand von recht genau 100 Ohm. Die Parallelschaltung von 500 Ohm ergeben 250 Ohm Ein-gangswiderstand.

 

Durch Wahl von RL lässt sich auch die Spannungsverstärkung einstellen, bzw. verändern. Ein Wert von 27 Ohm entspricht einer Verstärkung von 20dB
(10-fach), 56 Ohm erhöhen die Spannungsverstärkung auf 26dB (20-fach).

 

Die beiden 4700µF Elkos schließen nicht nur Betriebsspannungsmüll nach Masse kurz, sondern auch das Musiksignal. Dies bedeutet, dass der Wert nicht verkleinert werden sollte, weil sich sonst auch die untere Grenzfrequenz (hier
7 Hz) nach oben verschieben würde. Bei z.B. 2200µF steigt die untere Grenz-frequenz schon auf rund 15 Hz an.

In dem PDF-File "MC-Vorstufe (etwas Mathe)" werden die technischen Zusammenhänge mathematisch durch entsprechende Gleichungen erklärt.

 

Außerdem sollte noch beachtet werden, dass die Schaltung das Signal invertiert. In Verbindung mit einem nicht invertierendem MM-Vorverstärker und Tube ONE (invertierend) stimmt die absolute jedoch Phase wieder.

 

Schaltplan MC-Vorverstärker.pdf
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MC-Vorstufe (etwas Mathe).pdf
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letzte Änderung

- 23.01.2024 -

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