Chu Moy Headphone Amp

Viele Kopfhörer-Ausgänge an MD- oder CD-Playern, und auch bei Kopfhörer-Verstärkern wie den Millenium-MPs, werden mit kleinen Endstufen-ICs wie dem LM386 realisiert. Obwohl qualitativ nicht schlechter als diskrete Systeme haben diese Schaltungen einen gravierenden Nachteil: z.B. der LM386 wird mit Betriebsspannungen bis max. 9V bedient. Die Mehrzahl der Kopfhörer, so auch die AKG K300/400/500-Serie haben Impedanzen zwischen 45 und 120Ohm, so dass bei diesen Impedanzen die niedrige Ausgangsspannung trotzdem die erforderliche Ausgangsleistung von 25 .. 35mW ergibt.

Verwendet man jedoch Kopfhörer mit höheren Impedanzen wie den AKG K240 Monitor oder DF, reicht die Spannungsabgabe solcher Kopfhörer-Ausgänge nicht aus, in den Hörern mit 300 oder sogar 600Ohm die für eine brauchbare Wiedergabe-Lautstärke notwendige Leistung zu erzeugen. In diesen Fällen benötigt man Kopfhörer-Verstärker, die eine Ausgangs-Amplitude von mindestens 9 .. 12V abliefern. Eine nicht nur sehr gut klingende, sondern auch elektrisch unkritische Schaltung ist der Headphone Amp von Chu Moy, der mit OpAmps der Burr Brown-Serie OPA132/134 arbeitet. Dieser OpAmp kann bis zu 36V Betriebsspannung ab (+18/-18) und liefert dabei noch bis zu 40mA Ausgangsstrom. Genug, auch mit einem 600Ohm-Hörer ausreichende Wirkung zu erreichen. Ganz davon abgesehen, dass die Klangqualität vieler eingebauter Kopfhörer-Verstärker bei Belastung miserabel ist.

Eine genaue Schaltungs-Beschreibung des CMoy-Amps findet sich in der Headwize-Site. Hier zwei Layouts, die ich erstellt habe, eine für Netzteil-Betrieb mit einem 2 x 15V~-Transformator, eine für eine 2 x 9V-Batteriespeisung. The rest is up to you, Details finden sich in Headwize.

Die OPA-Opamps von Burr-Brown sind nicht ganz einfach zu bekommen. Reichelt führt sie jedoch ab Lager. Es sollten ausschließlich Metallfilm-Widerstände mit 1% Toleranz und Filmkondesatoren (Wima) verwendet werden. Jeder Cent für die Bauteile rentiert sich. Der elektrische Aufbau ist recht unkritisch. Es ist jedoch berichtet worden, dass die 132er-OPAs stabiler arbeiten als die 134er, die 134er sollen in niedrigen Gain-Bereichen zum Schwingen neigen.

Attung, Attung!!!

Mit diesen Verstärkerschaltungen erreicht man in Niedrigimpedanz-Hörern wie Beyer DTxxx, AKG K301/401/501 oder auch Sony-Hörern trommelfell-spaltende Lautstärken. In den Hochohm-Hörern a'la AKG240 Monitor oder 240DF kommt der Pegel immer noch noch ausreichend zum Musik-Hören, für Monitor-Anwendungen im Proberaum reicht es aber eventuell nicht aus! Braucht man mit solch einem 600Ohm-Hörer genug Pegel um neben einem Drumkit sich in den Hörern noch wahr zu nehmen, sind Voll-Endstufen oder kräftigere Verstärker wie der Eaton notwendig. Also für diese Zwecke 50 ... 120Ohm-Hörer (z.B. AKG141 Studio, AKG240 Studio). Für zu Hause im entspannten Betrieb sind die 600Ohm-Hörer ok, aber auch nur für gut mittlere Lautstärken.

Layout-Vorschläge

Eine ganze Reihe von Layouts für Veroboards finden sich in dieser

gezippten PDF-Datei,

ein Beispiel hier für ein Layout mit Batterie-Betrieb.

Wie man sieht, passt das Ganze auf ein Veroboard mit ca. 4.5 x 2.5 cm, abhängig von der Größe der 470uF-Elkos.

Nachbrenner

Wer noch ein bisschen mehr an Bumms in den Bässen und etwas mehr Transparenz in den Höhen möchte, kann die Schaltung nach Apheareds 47-Design erweitern. Durch die zusätzliche parallele Endstufe sinkt der Ausgangswiderstand nochmals. Der Sound wirkt ein Stück druckvoller und mit mehr Volumen.

Die Schaltung lässt sich bei Verwendung der Dual-Opamps OPA2132 oder OPA2134 immer noch auf einer Platine in Spielkartengröße aufbauen. Als Speisung empfiehlt sich bei mobilem Betrieb, ohne Netzteil, mindestens 2 x 9V-Blockbatterien oder entsprechende Sätze von AA-Zellen (Mignon 1,5V).

Layout für Veroboards ebenso in der obigen Powerpoint-Datei.

Und noch ein paar Varianten ...      

Nun das Ganze noch einmal mit variablem Gain ... mit zwei Vierfach-DIL-Schaltern, und g = 3 bis 40, wenn alle vier Schalter geschlossen sind.

Das simple Schaltungsdesign und die trotzdem hervorragenden Ergebnisse lassen noch eine ganze Reihe anderer Anwendungen zu, wobei man für Kleinsignal-Anwendungen vom relativ teuren OPA2132 zum billigen, pin-kompatiblen TL072 übergehen kann.

• R3 = 4.7k und R4 = 10k ergeben einen Gain von nur ca. 3, aber einen niedrigen Ausgangswiderstand, mit R3 = 8.2k geht die Verstärkung auf 2 zurück. Hervorragend geeignet als aktiver Booster in einem passiven Instrument. Wegen des geringen Strombedarfs reichen dann als Elkos für die Erzeugung des virtual ground auch zwei 10uF-Tantal-Elkos. Passt auf eine größere Briefmarke, die Schaltung.
• Prinzipiell gleiche Schaltung, aber eine Klangregelung im Feedbackzweig ergibt einen einfachen, aber effektiven Equalizer.

Eine weitere interessante Variate des CMoy ist seine Verwendung als Personal Monitor auf Bühne oder im Studio. Dazu bekommt der CMoy eine Vorstufe zum Anschluss einer symmetrischen Quelle. Dazu ist der linke Teil der Schaltung auch ein universeller Symmetrisch-zu-Asymmetrisch-Wandler, indem der Verstärker-Teil weg gelassen wird (Quelle: www.headwize.com).

Als Buffer verwendet kann an den Ausgang von IC1a eine ganze Reihe von folgenden Stufen (Recorder, Mischer) angehängt werden.

Möchte man Phantom-Speisung durch ein Pult und eine eventuelle Abtrennung der unterschiedlichen Groounds bietet sich der Einsatz eines NF-Trenntrafos an, der das Signal an ein Pult zurück gibt und galvanisch getrennt an das Monitoring. Ein solcher Trafo ist bei Reichelt (www.reichelt.de) zu bekommen und nennt sich NFÜ1:1 (z.Z. ca. 3€).