Hypex modules voor een zelfbouw geintegreerde versterker.

Ik wil een van de Hypex klasse-D versterker modules toepassen om zelf een kwalitatief goede high-end geïntegreerde versterker te bouwen.

Op internet is heel veel informatie terug te vinden over dit soort Klasse D versterker modules, inclusief legio voorbeelden van prachtige zelfbouw eindversterkers. Echter kom ik geen voorbeelden tegen waarbij er met deze modules een complete geïntegreerde versterker is gemaakt.

Wat ik zoek is een combinatie van een RCA input selector en volumeregeling (eventueel ook met treble- en bassregeling) om samen met een Hypex versterkermodule tot een geïntegreerde versterker te maken.

1. Kan ik het beste beginnen met een voorversterker module en zo ja welke?
2. Kan ik eventueel ook af met alleen een (Alps) stereo pot tussen de input?
3. Is het beter om en een voorversterker en een input/volume regeling te gebruiken?
4. Zijn er goede input modules te vinden voor SPDIF en Coax Digitaal, mocht ik deze optie ook toe willen voegen?

Tips of links zijn welkom.

Als je in dezelfde hoek wilt blijven zou je naar de modules van Tenlabs kunnen kijken: http://www.tentlabs.com/Components/index.html

Als je zelf een analoge voorversterker wilt ontwerpen en bouwen zijn de ontwerpen en boeken van Douglas Self interessant, de Precision Preamplifier e.d. Maar er is online uiteraard veel meer.

Een passieve preamp is in het algemeen niet handig, maar geïntegreerd met de eindtrappen en beperkt tot moderne bronnen zal het in dit geval wel gaan. Als je voor een aparte voorversterker gaat, de Hypex modules hebben een sy ingang, dus je kunt de verbinding tussen voor- en eindversterker symmetrisch houden.

Denk in ieder geval GOED na over de elektrische opzet en die van de audioverbindingen, ook in verband met de verder aan te sluiten apparatuur. Dus het gedoe met aardlussen ;)
Ga je asy dan is alles dubbelgeïsoleerd en zonder PE uitvoeren het eenvoudigste en bij consumentenapparatuur gebruikelijk. Is de omgeving professioneel / sy dan kan alle afscherming aan aarde en kun je indien gewenst zwaarder CM filteren zonder last te krijgen van lekstromen.

Aart, dank voor de link. Die was ik overigens kwijt. Kwam er via jou achter dat ik deze ooit via de website van Menno van Veen had gevonden.

Denk jij dat deze input selector en volumeregeling voldoende moet zijn als input voor een Hypex versterkermodule?
Bij voorkeur gebruik ik zo'n optie omdat een voorversterker op een Klasse-D versterker ook de nodige voorwaarden en mogelijke problemen kent.

Het idee is om de Hypex versterker ingang zo veel mogelijk gebalanceerd uit te voeren en dit is mogelijk met de input selector en volume regeling van Tentlabs.
Hypex heeft voor de toepassing van ongebalanceerde RCA inputs een oplossing aangegeven door vanaf het RCA chassisdeel met twisted pair afgeschermde microfoonkabel te werken en de RCA [-] met de shield van de microfoonkabel te verbinden. Eigenlijk de standaardoplossing.
Anders zijn RCA female--Balanced XLR verloopkabels nog een oplossing, maar daarin gebeurd precies hetzelfde.

Je kunt inderdaad kiezen om de versterker ongeaard uit te voeren waardoor gebalanceerde ingangen minder belangrijk worden. Echter zit je met een aluminium behuizing en mogelijk een te gebruiken phono ingang, dus dan lijkt aarding wel gewenst.

Op 9 februari 2018 13:12:46 schreef T-sec:

Denk jij dat deze input selector en volumeregeling voldoende moet zijn als input voor een Hypex versterkermodule?
Bij voorkeur gebruik ik zo'n optie omdat een voorversterker op een Klasse-D versterker ook de nodige voorwaarden en mogelijke problemen kent.

Het idee is om de Hypex versterker ingang zo veel mogelijk gebalanceerd uit te voeren en dit is mogelijk met de input selector en volume regeling van Tentlabs.

Dan moet je er 2 stuks gebruiken, en die in master/slave koppelen, dan heb je een volledig gebalanceerd systeem.
zie ook de documentatie.

Een andere mogelijheid is een Hypex DLCP toepassen, die heeft ook digitale inputs, en is gebalanceerd uit.
https://www.hypexshop.com/DetailServlet?detailID=5485

Op 9 februari 2018 14:33:02 schreef Knustelsmurf:
[...]

Dan moet je er 2 stuks gebruiken, en die in master/slave koppelen, dan heb je een volledig gebalanceerd systeem.
zie ook de documentatie.

Een andere mogelijheid is een Hypex DLCP toepassen, die heeft ook digitale inputs, en is gebalanceerd uit.
https://www.hypexshop.com/DetailServlet?detailID=5485

Dank voor de tip!

Zoals je aangaf en in de Application Note staat moet je 2 Tentlabs input boards in Master-Slave zetten en de outputs in balans met elkaar verbinden.
Neem dan aan dat het slave input board niet wordt gerbuikt om fysiek via RCA randapparatuur aan te sluiten en daarom de RCA connectoren hier weg worden laten. Klopt dat?

Er wordt in de Application Note ook nog gesproken over een Line Output Buffer board wat je kunt aansluiten als je een actieve output wilt realiseren. Wanneer zou je dit nodig hebben, bij bepaalde versterker typen?
Zie dit Line Output Buffer board overigens niet tussen de producten staan om los aan te schaffen.

Dan de DLCP van Hypex met optioneel input board. Op het eerste gezicht net een stapje moderner en als je puur in digitale versterkingstechniek wilt blijven misschien wel de meest voor de hand liggende optie.
Met name de beschrijving van het input board vraagt de volle aandacht omdat er legio toepassingsmogelijkheden zijn, alles of delen van de in- en outputs mogen blijven, kunnen (onomkeerbaar) verwijderd of veranderd.
De omschrijving van de instelbare filtertechnieken middels USB en software is nog een stapje verder. Heb na eenmaal lezen nog net duidelijk of dit een pree is, of dat dit niet primair nodig is als je een straight pre amp wilt maken.

CO members die mogelijk al enige ervaring met deze materie hebben hoor ik graag over hun adviezen.

Wat losse opmerkingen;

- Het is gebruikelijk bij audioapparatuur met sy ingangen aan de ingang de common mode (CM) signalen kwijt te raken, met een transformator (vroeger, of bij extreme CM) of verschilversterker. Dit omdat de symmetrie vrijwel onmogelijk goed te handhaven is in signaalblokken zoals normale volume- of toonregelingen. Ook eenvoudige gain geeft een risico, CM komt dan door vervorming (bij grotere CM: clippen) in het audiosignaal terecht.
Als men verderop sy verder gaat, bijvoorbeeld bij de bussen in een grote mixer of naar de eindtrappen in een actieve speaker, doet men dat in een aparte, nieuwe zo u wilt, audiostroomkring. Denk er om dat een eenvoudige verschilversterker symmetrische ingang een noise gain heeft van 6 dB. Dat kan optellen in een lange keten, zeker als de gain structure niet optimaal is ingeregeld.
Als asymetrische verbindingen, bijvoorbeeld in de huiskamer, volstaan dan is dat zomaar 6 dB winst in signaal/ruis, met nog minder componenten ook.

Er zijn speciale sy ingangen die beter presteren (zie: D. Self). Ik zou vandaag de dag echter liever wat extra aandacht schenken aan een HF dichte constructie en HF filtering aan de ingangen.

- Wat men bij een sy verbinding doet is de beide draden van de stroomking van het audiosignaal goed bij elkaar houden en scheiden van alle andere mogelijke stroomkringen. Om zo een verbinding via twee inputboards als twee "halve" stroomkringen te zien geeft een grote lus in de eigelijke audiostroomkring en risico op asymmetrie, wat niet gunstig is voor een goede common-mode onderdrukking.
De gelijkloop van de Tentlabs input boards is al gedefinieerd op 0,15 dB.
Dat is een factor 10^(0,15 / 20) = 1,0174. Als je pech hebt wordt je common-mode onderdrukking daarmee beperkt tot 20·log(0,0174) = -35 dB. Dat is niet onverwacht, het zullen 1 of 0,1 % weerstanden zijn, maar niet geweldig.
Met goedkope 0,1 % weerstanden en een beetje mazzel of selectie/afregelen ben je bij een normale sy ingang met de CM onderdrukking al snel onderweg naar de ruisvloer (hier op iets van -110dB + gain).
.. En dan ook niet afhankelijk van de stand van de volumeregelaar en dat soort onverwachte effecten.

Kortom; Ik vind het gebruik van twee boards een creatieve suggestie, maar niet zo een goed idee.
Ik zou in de huiskamer gewoon één board gebruiken, in een professionele toepassing aparte ingangstrappen.

- Protective Earth (PE) is er voor de elektrische veiligheid. Voor audio voegt het normaal gesproken niets toe, hoewel er natuurlijk uitzonderingen zijn die de regel bevestigen. Bijvoorbeeld een via PE lopende verbinding van de headshell op een pickup naar de kast van de preamp. Doe mij dan maar liever het bekende draadje.

- De verbinding vanaf een pickupelement is vrijwel altijd symmetrisch, ook als de return in de voorversterker direct aan Agnd hangt. De spoelen in het element zweven immers vrij goed. Het is technisch geen raar idee hier sy kabel en eventueel een xlr toe te passen. Ben je gelijk van dat draadje af. Ik deed dat zo bij DJ-sets.

Zeker voor gebruik thuis zou ik zorgen dat de relevante componenten (voedingstrafo, netschakelaar) in ieder geval geschikt zijn voor een dubbelgeïsoleerde constructie. Sowieso komt het nog veel voor dat er geen aarde is in de woonkamer, een keuze voor een enkelgeïsoleerde constructie is dan feitelijk onveilig.
Als men dan echt met aarde wil experimenteren kan dat altijd nog..

- Klasse-D eindtrappen zoals die van Hypex zijn analoge systemen.
De eindtrap werkt natuurlijk schakelend in plaats van lineair, maar er vind geen kwantisatie plaats, noodzakelijk om van digitaal te spreken. De DLCP van Hypex is wel digitaal.

Aart, dank voor de uitvoerige uiteenzetting waarbij ik je door gebrek aan kennis niet overal kon volgen en daarom soms aannames moest doen.

De Tentlabs inputselector/volumeregeling heeft 4 ongebalanceerde RCA inputs en een stereo output met 2x [+] [-] [gnd] op de pcb. Hierdoor kreeg ik het idee dat deze inputselector/volumeregeling al een gebalanceerde uitgang heeft en het probleem met ongebalanceerde inputs dus binnen deze module wordt opgelost.
Niets blijkt minder waar want Jan van Eijndhoven, de ontwerper van deze DIY module, adviseerd voor een gebalanceerde output een dubbele module in master/slave configuratie.
Jij echter, vind deze oplossing geen goed idee, waarbij ik mij als leek dan afvraag of de ontwerper dit toch als beste moet weten en geen creatieve oplossingen moet bieden die door kundige personen zoals jij juist worden afgeraden.

Mijn intentie is om met een Hypex module een modulair opgebouwde geïntegreerde versterker voor huiskamergebruik te maken waarop randapparatuur ongebalanceerd via RCA en optioneel via SPDIF of TosLink wordt aangesloten.
De keuze voor een modulair opgebouwde versterker is dat dit een hoog plug and play genalte heeft waardoor hele specifieke kennis van audiosignalen minder belangrijk zou kunnen zijn.

In jouw verhaal denk ik het advies te lezen om zo’n versterker voor huiskamergebruik dubbel geisoleerd en ongebalanceerd op te bouwen waardoor er minder rekening gehouden dient te worden met invloeden in de signaalwegen. Dus geen onbenodigde ongebalanceerde XLR in/outputs en geen aardeverbindingen naar het chassis. Op zich geen probleem, zeker als dit de uitvoer makkelijker maakt en de kans op storingen kleiner wordt.

De DLCP plus input/output module van Hypex lijkt hier dan een betere oplossing dan de inputselector/volumeregeling van Tentlabs. Omdat de DLCP ontworpen is om 1 op 1 op een Hypex versterkermodule te passen. Als ik er hierbij dan wel vanuit mag gaan dat de DLCP software voor de complexe filterinstellingen niet benodigd is bij externe cross overs (filters in 3 weg speakers) dan zou de integratie hiervan niet heel veel kennis en instellingen eisen.
Het enige waardoor ik aan de Hypex DLCP twijfel, is omdat deze als matig presterend uit een diepte review kwam. Maar goed, 1 review is daarentegen geen review. Helaas dat ik tot op heden nog niet veel andere bruikbare gebruikerservaringen heb kunnen vinden.

Dan toch maar de Tentlabs inputselector/volumeregeling met 4x ongebalanceerde RCA inputs, om het simpel te houden?
Hypex adviseerd bij RCA inputs en aarding via het chassis om de RCA inputs semi zwevend te maken middels een C van 100nF en weerstand van 100 Ohm parallel over de ground van de RCA en het chassis van de versterker. Waarbij de RCA connectoren dan waarschijnlijk geisoleerd t.o.v. het chassis gemonteerd dienen te worden. Deze optie nog overwegen of sowieso vermijden en altijd voor dubbel geisoleerde ongebalanceerde opbouw kiezen?

Zou ik ongestraft 1 van de 4 RCA inputs van de Tentlabs module middels een simpele en goedkope TosLink—RCA module om kunnen bouwen naar een volwaardige TosLink input, of liggen hierdoor weer andere problemen op de loer?

- Een sy verbinding tussen voor- en eindtrap is ook in een geïntegreerde meerkanaals versterker op één voeding nuttig omdat de gnd routing anders lastig wordt. Bekende ideeën zoals een stervormige opzet kunnen helpen, maar zijn ook niet optimaal.
Om het onder alle omstandigheden stil te krijgen en goed te laten werken wordt dan afhankelijk van de precieze uitvoering van de bedrading. Het inzetten van gescheiden voedingen is een andere oplossing om dit probleem te omzeilen.

Ik raad aan een schets / blokschema te maken van de bedachte opzet. Dat denkt gemakkelijker :)

- De DLCP zal best werken, maar het is een heel andere richting dan analoog audio van hoge kwaliteit. Ik ben er niet goed mee bekend.
Deze discussie is niet geheel technisch, het is niet onbelangrijk wat voor apparatuur en verbindingen je mooi vind om toe te passen, maar ik sta zelf wel op het standpunt dat het in de bedoelde toepassing in ieder geval gebruiksvriendelijk en probleemloos moet werken. Een voorversterker met xlr ingangen en aarding kan zeer goed zijn, maar is in een verder normale hifi installatie niet erg praktisch.
Hoewel ik eigenwijs genoeg ben om niet altijd tot in detail met ze eens te zijn zijn de mensen achter Hypex, Tentlabs en dergelijke allen gerespecteerde ontwerpers.

- Een "overgang" van S-PDIF naar analoog is een DAC. Dit is een uitgebreid onderwerp op zichzelf, maar als kwaliteit niet belangrijk is omdat er elders bijvoorbeeld matige compressie wordt toegepast hoef je niet wakker te liggen van clockjitter en wat diens meer zij.
Mocht er storende digitale interferentie ontstaan dan is het geen gek idee eens te proberen de DAC optisch aan te sluiten en gescheiden te voeden, desnoods via een DC/DC convertertje.

Aart, naast dat dit bijna een 1 op 1 topic wordt had ik nooit het idee dat ik ooit nog eens een tekening voor iemand zou maken. Dat is zeker 40 jaar terug.
Evengoed zijn er vast CO members die meelezen, mee leren en misschien soms mee lachen.

Wat betreft de Volume/Control unit had ik de Tentlabs en de Hypex DLCP naar voren geschoven. Omdat de Tentlabs techniek al weer wat verouderd is en de DLCP misschien lastiger wordt dan alleen aansluiten, ben ik zoekende naar het beste van twee werelden nog eens verder gaan graven in het grote www.
Zo kwam ik op de Vicol Maya R-2R welke net even wat moderner is dan de Tentlabs, zelfs een App mogelijkheid heeft om volume en selector mee te bedienen en volgens de ontwerper door zijn uitgangsimpedantie van ca. 10K ook prima geschikt is voor Hypex versterkermodules. En dit alles zonder lastige instellingen, etc. Deze derde optie is modern, wordt tot op de dag van vandaag up to date gehouden en actief gemodificeerd als dit nodig blijkt of hiertoe de wens bestaat.

Om 2 van de 4 RCA L+R ongebalanceerde Volume/Control ingangen simpel naar digitale ingangen om te toveren dacht ik hiervoor van die TosLink/SPDIF to RCA converters te gebruiken.
Behuizing plus connectoren verwijderen, pcb in de versterker behuizing monteren, nieuwe Toslink en SPDIF chassisdelen monteren en naar de Volume/Control unit bedraden op de RCA inputs.
Om de TosLink/SPDIF converters en de Volume/Control unit van spanning te voorzien dacht ik een stabiele noise free voedingsmodule te maken of desnoods te kopen.
Is dit een redelijke oplossing of erg China-made? Anders misschien een simpel maar kwalitatief beter DAC bordje waar 2x TosLink/SPDIF op past. Vicol heeft dacht ik de optie om 2x digitaal aan te sluiten door een aanpassing in de RCA inputs. (Schets van Vicol bijgesloten)

Hypex Ncore versterker modules werken volgens de fabrikant het beste op de passende Hypex geschakelde voeding. Dit houdt het lichtgewicht en er is ontwerptechnisch rekening gehouden met storingsvrije werking onderling.
Om het makkelijker te maken heeft Hypex een voeding gemaakt welke zwaar genoeg is om 2 mono Hypex Ncore modules te voeden. Dit kan door een los verkrijgbare splitter. Niet veel bijzonders en passief, maar het past mooi op de Hypex connectoren onderling.
Ik twijfel hier nog om toch twee losse voedingen te nemen, maar goed, Hypex zal het weten en misschien is die extra investering niet nodig.

In de tekening staan de onderlinge verbindingen statisch zodat het schematisch redelijk leesbaar blijft. In de praktijk zullen de voedingskabels en afgeschermde signaalkabels zo veel mogelijk gescheiden liggen en waar nodig op advies van Hypex getwist worden.

Misschien is het nog een optie om de hoek met voedingen af te schermen middels blikken scheiding. Maar dan moet deze blikken scheiding mogelijk aan aarde gelegd waardoor de versterker niet meer dubbel geïsoleerd is en de RCA ingangen acuut geïsoleerd en RC ontkoppeld moeten worden. Plus alle risico's van storingen van dien, zoals jij opperde. Of zie ik dit verkeerd?

Ik laat het hier voorlopig even bij als eerste opzet. Immers is nog geen schroefje aangeschaft en zit ik voorlopig nog op het niveau materiaalkeuze en ontwerp.