MM/MC Phono Vorverstärker Supra 2.0 von Elektor 1982 – Nachbau und Erweiterung

Kombinierte MD/MC Vorverstärker gibt es auf dem Markt sehr viele, die Qualität und Preise variieren da sehr stark. Die hier jetzt vorgestellte Lösung basiert mal wieder auf einer relativ alten Elektor Lösung aus dem Jahre 1982. Das PDF des Originalartikels ist hier Supra_MD_MC_1982_07_Elektor   eingefügt. Die Entwickler bei Elektor haben einen hohen Aufwand getrieben und mit einfachen Mitteln ein sehr gutes Ergebnis erzielt.

Für die Stereo Lösung werden insgesamt benötigt:

  • 40 Transistoren BC550C/BC560C
  • 40 Widerstände
  • 4 Festspannungsregler
  • 16 Elkos
  • 12 Kunststoffkondensatoren
  • Spannungsversorgung (siehe unten)
  • 2 Platinen
  • Anschlußbuchsen etc….
Komplettschaltung Nachbau Supra 2.0
Komplettschaltung Nachbau Supra 2.0

Ursprünglich lässt sich durch Veränderung von zwei Widerständen (R1 und R14) die Empfindlichkeit der Schaltung an MM und MC Tonabnehmer anpassen.

Da es die Platinen von Elektor nicht mehr gibt, habe ich die Schaltung in Eagle ’nachgebaut‘ und einige Ergänzungen an der Gesamtlösung vorgenommen:

  1. Anpassbarkeit von C1/R1 und R14 über ein ‚Mäuseklavier‘
  2. Hinzufügen einer virtuellen Masse, um eine einfache  Versorgungsspannung (mindestens 29V eff. Wechselspannung entsprechend 41V gleichgerichtete Spannung )  in Form einen Trafos in einem externen Steckernetzteil verwenden zu können

Da ich in den Besitz zweier alter, von Hand erzeugter und bestückter Platinen entsprechend dem ursprünglichen Design gekommen bin, konnte ich relativ einfach die Qualität der Schaltung prüfen. Die war, wie zu erwarten, gut. Allerdings liegt die Schwierigkeit einer zufriedenstellenden Lösung nun auch wieder in der Realisierung der Gesamtlösung.

Folgende Probleme traten auf:

Brummeinstreuungen durch den Netzteil-Trafo

Die Nähe des Netzteils zu den Platinen führte zu starken Brummeinstreuungen. Erst als ich das Netzteil mit +/- 18V relativ weit (mind. 50 cm) von den Platinen getrennt hatte, verschwand der Brumm.

In der Auslegung als MM Pre-Amplifier stellte sich das Problem als nicht so groß dar, aber bei Beschaltung als MC Pre-Amp war der Brumm doch sehr deutlich wahrnehmbar.

Drei Möglichkeiten der Spannungsversorgung !

Meine neu erstellten PCBs erlauben drei mögliche Lösungen für eine Spannungsversorgung:

1. Zuführung von +18/-18V bis +35V/-35V duale Gleichspannung

2. Zuführung von ~13V  bis ~24V dualer Wechselspannung mit Mittenabgriff

3. Zuführung einer singulärer ~26V bis ~48V Wechselspannung und Verwendung von virtual Ground, bzw. Zuführung von 2 * ~26V bis ~48V um jedes Modul einzeln zu versorgen.

Zu 1.  duale Gleichspannung über ein externes Standardnetzteil

Wenn Option 1 verwendet wird, sollten die Komponenten aus Option 2 (Gleichrichtung) und Option 3 (Virtual Ground) nicht installiert werden.

In der ursprünglichen Schaltung werden +/- 15V DC erzeugt. D.h. mit einem Trafo mit 2*15 Volt bis 2 * 26 Volt Wechselspannung und anschliessender Gleichrichtung und Siebung ist man auf der sicheren Seite, da die Festspannungsregler 78L15 und 79L15 einen sicheren Betrieb zwischen 18V min. DC Input und 35 V max. DC Input liefern.

2. Zuführung von ~13V  bis ~24V dualer Wechselspannung mit Mittenabgriff

Achtung: Bei einer dualen Wechselspannung mit gemeinsamen Mittenabgriff darf die Virtual Ground Schaltung NICHT installiert werden

Folgende Komponenten zur Gleichrichtung und Siebung  werden bestückt:

  • D1, D2, D3, D4: Schottky Dioden 1N5189
  • R21, R22, R23, R24: 1,8 Ω
  • C10, C11, C15, C16: 22n
  • C19, C20: 10n
  • C21, C22 : 1000μF/ 35V Alu Polymer Elkos
  • C23, C24 : 100n
  • Fuse 20mm: 100 mA

    Gleichrichterschaltung
    Gleichrichterschaltung

Zu 3. Zuführung einer singulärer ~26V bis ~48V Wechselspannung

Zusätzlich zur Gleichrichterschaltung wird unten stehende Virtual Ground Schaltung installiert. Dieser kleine elektronische Zusatz ersetzt den Mittenabgriff aus Option 2.
Es wird eine Trafospannung mit mindestens 29V AC eff. und bis zu max. 48 V AC eff.  benötigt. Die Pufferelkos müssen die erzeugte Gleichspannung nach der Gleichrichtung ‚abkönnen‘ . Das bedeutet, das die Pufferellkos mindestens 35V DC Spannungsfest haben sollten.
Die Erzeugung einer dualen Spannung aus einer einfachen Trafowicklung wird durch eine kleine Zusatzschaltung mittels  ‚Virtual Ground‘ realisiert.

  • R25, R27: 1kΩ
  • R26, R28: 4k7
  • Q21: ZTX753
  • Q22: ZTX653
Virtual Ground Schaltung
Virtual Ground Schaltung

Für den Aufbau werde ich die Option 3 umsetzen, indem meine Platine dann vollständig bestückt wird.

PCB Board 'Supra 2.0 Nachbau' aus Eagle
PCB Board ‚Supra 2.0 Nachbau‘ aus Eagle

Als Trafo nutze ich einen 3,6VA Trafo der Fa. Gerth (387.48.2 )mit  2 * 24V~ nominal. Die Leerlaufspannung beträgt erstaunlicherweise 34 V AC je Wicklung. Ergibt ca.  34 V * √2 = 48V DC nach Gleichrichtung. Da virtual Ground verwendet wird, halbiert sich diese Spannung, so dass an IC1 und IC2 jeweils ca. 24 V DC anliegen. Da zwei Wicklungen vorhanden sind erhält jeder Kanal damit eine eigene komplette Spannungsversorgung (Dual Mono Aufbau).

Die Verbindung vom Steckernetzteil wird über ein XLR-4 poligen Buchsenstecker zum Phonoverstärker hergestellt.

(wird fortgesetzt)

Messung von Tonabnehmer und Vorverstärker mit Testschallplatte – Rosa Rauschen

In diesem Beitrag will ich kurz einen praktischen Weg vorstellen, die Abstimmung von Plattenspieler, Tonabnehmersystem und Entzerrer-Vorverstärker mit ein wenig PC-Meßtechnik zu vereinfachen, bzw. den Erfolg der Abstimmungen zu überprüfen.

Was wird dazu benötigt:

  1. Eine Meßschallplatte mit Aufnahme von Rosa Rauschen, ich verwende ein Produkt von RMS Audio – Klangerlebnis pur
  2. Tonarmwaage, z.B. eine digitale Waage von Proster, PST052.
  3. VTA und Azimuth Lehre (Gauge) – eine Plexiglas Lehre zur Ausrichtung des Tonarms horizontal und vertikal.
  4. Eine gute Soundkarte mit RCA/Cinch Ein- und Ausgängen
  5. Verschiedene PC-Programme zur Analyse von Audiosignalen:
    1. Software Oszilloscope
    2. Frequenzganganalyser. Ich nutze JustOct und JustDisp vom HiFi-Magazin, aber auch REW, Audacity oder ARTA sollten dafür funktionieren. ARTA wird zwar vom Entwickler nicht mehr gepflegt, ist dafür aber als Freeware im Internet verfügbar
    3. Anpassbarer Phono-Vorverstärker für MC und MM Systeme. Für mich verfügbar sind folgende Geräte:
          1. Pro-Ject Phono Box S2
          2. NAD 1240, NAD 3020
          3. Elektor ‚The Preamp‘
          4. QUAD 66 (MC-Version)
          5. WIIM Ultra Vorverstärker
          6. Elektor SUPRA (noch in Entwicklung)

Die Plattenspieler und Tonabnehmersysteme

Mir stehen zwei Plattenspieler zur Verfügung:

  1. WEGA 3432 – ein DUAL CS 601 im stabilen WEGA Gehäuse mit MM System
  2. Pro-Ject RPM 5.1 mit Ortofon MC System

Ein WEGA 3432/DUAL CS 601 mit  MM System Ortofon M20 E

Nach Erneuern des Riemens,  des Steuer-Pimpels und Dämpfen des Tonarmliftes mit neuem Silikonöl funktioniert dieser 1975/1976 gebaute Plattenspieler DUAL CS 601 mechanisch wieder wie vorgesehen.  Die Abstimmung des Tonabnehmers mit dem Vorverstärker erfolgt durch Einspielen des Ausgangssignals aus dem Vorverstärker in den PC über den Eingang meiner Soundkarte (eine ESI-Juli XT). Auf der Schallplatte gibt es ‚Test mit Rosa Rauschen‘ dessen Kurve mit JustOct aufgenommen wurde und mit JustDisp ausgewertet werden kann. Sehr schön ist die Funktion, mehrere nacheinander aufgenommene Kurven mit JustDisp gleichzeitig darzustellen und Vergleiche anzustellen.

Rosa Rauschen - Frequenzgang des DUAL M20 E Systems am Pro-Ject S2
Rosa Rauschen – Frequenzgang des DUAL M20 E Systems am Pro-Ject S2

Für mich liefert der Abschluß des Vorverstärkers mit 220pF das beste Ergebnis.  Neben dem Zusammenspiel von TA-System und Vorverstärker muss auch das TA-System und der Tonarm mechanisch justiert werden.  Dazu wird sowohl die horizontale als auch vertikale Ausrichtung geprüft und ggf. justiert. Wichtig ist, dass die Abtastnadel  vertikal exakt senkrecht in die Rille eintaucht.
Mit der VTA & Azimuth Gauge lassen sich beide Parameter messen.

Tonarm Ausrichtung horizontal justieren
Tonarm Ausrichtung horizontal justieren
TA-System Ausrichtung vertikal justieren
TA-System Ausrichtung vertikal justieren

Das Datenblatt des Ortofon M20 E gibt eine Auflagekraft von 0,5p – 1,2p an. Die Nadel hat die Bezeichnung DN350, mit elliptischem Schliff. Für die höchste Pegelabtastung habe ich eine Auflagekraft von 1,38g eingestellt. Mit dieser höher als empfohlenen Auflagekraft werden auch 70μm bei Sinus 300 Hz noch ohne Verzerrungen sauber wiedergegeben, was sich mit dem Software Oszilloscope sehr schön überprüfen lässt.

Ein Pro-Ject RPM 5.1 mit Carbon Tonarm und Ortofon Salsa MC System

Die Daten des Ortofon Salsa MC zeigen, dass es sich um ein „Low Output“ Moving Coil System handelt. Die Ausgangsspannung liegt bei lediglich 0,38 mV, im Vergleich zum M20E mit ~ 4mV, also um den Faktor 10 geringer, was aber typisch ist für MC Systeme. Dafür ist der Innenwiderstand des MC Systems aber ebenfalls sehr gering, so dass die Kapazität der Anschlußleitung und die Eingangskapazität des Vorverstärkers keine Rolle spielt. Dagegen sollte der Eingang des Vorverstärkers mit ca. 100 Ω abgeschlossen werden.

Ortofon Salsa mit Rosa Rauschen an verschiedenen Abschlußwiderständen
Ortofon Salsa mit Rosa Rauschen an verschiedenen Abschlußwiderständen

Die Messreihe zum optimieren des Abschlußwiderstandes ist oben zu sehen. Am Preamp sind Widerstände von 20Ω, 50 Ω, 100 Ω und 1 kΩ über ein Mäuseklavier zuschaltbar. Ich habe mich für die Kombination aus 100 Ω und 1 kΩ entschieden, im Ergebnis also 90 Ω.
Darüber hinaus habe ich auch die verschiedenen verfügbaren Vorverstärker ausgemessen. Beeindruckend, wie konsistent die unterschiedlichen Geräte mit dem MC System sehr ähnliche Widergabekurven erzeugen.

Ortofon Salsa an verschiedenen Vorverstärkern
Ortofon Salsa an verschiedenen Vorverstärkern

Lediglich der WIIM Ultra in der Einstellung MC Phono Eingang lässt die Höhen entgegen meiner Referenzkurve vom Elektor Preamp deutlich abfallen.
Aber das lässt sich durch die hervorragende Funktionalität des WIIM Ultra mit einigen wenigen Einstellungen in der zugehörigen App leicht anpassen.
Im WIIM Ultra lassen sich verschiedene Parametrische Equalizer  (PEQ) Einstellungen erzeugen, abspeichern und den einzelnen Eingangsquellen zuordnen. Zur Anhebung der Höhen habe ich einen High Shelf (HS) ab 200 Hz mit +3.0 dB und einer Güte(Q) von 0.1 eingestellt. Dadurch ergibt sich aber eine Überhöhung bei 50 – 400 Hz, die ich durch  eine negative Glockenkurve (PK) mit -2 dB bei 100 Hz und einer Güte (Q) von 0.1 eliminiert habe. Das Ergebnis ist unten in der grünen Kurve zu sehen.

 

 

 

 

 

 

 

2024 : Wiederbelebung eines Elektor ‚The Preamp‘ von 1987

Der 1987 von Elektor veröffentlichte Vorschlag zum Bau eines High-End Vorverstärkers war mir schon damals aufgefallen. Aber eine Investition von knapp 1000 DM (das entsprach 1/3 meines Gehalts)  alleine für die Teile des Bausatzes kam für mich nicht in Frage. Auch hatte ich damals mit zwei kleinen Mädchen in meiner jungen Familie gar nicht die Zeit, dieses Vorhaben umzusetzen. Aber die Zeitschrift habe ich mir aufgehoben:

Elektor Plus 7 – Audio Elektronik – The Preamp

Stattdessen habe ich mir dann den Vorverstärker 1020 von NAD zugelegt. Der war mit 300 DM deutlich günstiger und schon fertig. Den habe ich damals auch mal aufgeschraubt und war etwas irritiert. Die Platine war riesig und nur in einer Ecke mit ein paar Bauteilen bestückt. Die NAD Entwickler haben es sich einfach gemacht und die Platine vom 3020 genommen und die Power AMP Sektion nicht bestückt. Auch äußerlich sind beide Geräte daher fast identisch.

NAD 1020 Vorverstärker

Elektor 1987 – 2024 The Preamp

Aus elektronischer Sicht ist die Schaltung und der Aufbau mit den Elektor Platinen extrem robust. Wenn man die De-Luxe Bestückung der elektronischen Bauteile verwendet und den Empfehlungen zum mechanischen Aufbau aus der Baubeschreibung folgt, erhält man ein robustes und qualitativ sehr hochwertiges Gerät, dass auch den Vergleich mit aktuellen und um ein vielfaches teureren Geräten standhält.

Funktional ist The Preamp in seiner Schlichtheit nicht weiter zu unterbieten. Zusätzlich zu den Eingängen für 4 Quellen: Phono, Tuner, Aux, CD kann auch noch ein Tape/Kassettendeck integriert werden. Neben dem Schalter für Mono/Stereo gibt es dann noch insgesamt drei Lautstärkeregler (Balance Links & Rechts sowie Stereo) und den Ein/Aus Schalter mit kleiner LED als Betriebsanzeige auf der Frontplatte.

Aus technischer Sicht war das Gerät nicht nutzbar. Beim ersten Einschalten tat sich gar nichts, denn die Sicherungen waren durchgebrannt. Ersatz der Sicherungen führte auch zu keinem besseren Ergebnis – die brannten wieder durch. Die Suche mit dem Wiederstandsmessgerät zeigte dann bald den schuldigen Baustein: C9, der Pufferkondensator für die gleichgerichtete Versorgungsspannung hatte 0 Ω, also einen satten Kurzschluß. Nach Ersatz mit vorhandenen Kondensatoren mit 3300 µF/40V, auch für C10, lief das Gerät dann.

Um auch für die Zukunft das Gerät sorgenfrei zu nutzen, habe ich alle Elkos ersetzt, wobei die Pufferkondensatoren auf der Hauptplatine allesamt Polymertypen sind, auf Grund des unschlagbar niedrigen ESR dieses Elkotypes.

The Preamp 2024 – in neuem Gehäuse

Der Vorbesitzer hatte den Preamp in einem zweistöckigen Stahlgehäuse aufgebaut, wobei der kleine 20W Ringkern Netztrafo sowie die Platine mit dem Netzteil und der Schalt-Elektronik im Untergeschoß untergebracht war und die Hauptplatine mit dem eigentlich Vorverstärker im Obergeschoß.

Das war insofern ungeschickt, da die Verstärkerelektronik, besonders für die Phonosektion, sehr sensibel auf elektromagnetische Störfelder reagiert. Ein Betrieb als Phonoverstärker, erst Recht mit einem MC System, war damit unmöglich.

Ein neues Gehäuse musste her. Und der kleine Netztrafo musste ausgelagert werden, damit auch die Phonofunktion des Preamp genutzt werden kann.

Netztrafo im ausgelagerten Gehäuse

Finale Messungen

Um die Messwerte des PREAMP einzuordnen habe ich die Basis der Messeinrichtung in Form einer LOOPBACK-Messung dargestellt und mit den Messungen des linken und rechten PREAMP Kanals über den CD Eingang auf den Graphiken zusammengelegt. Es ist nur ein ganz geringer Unterschied zwischen Loopback (also der Vernindung mittels eines Kabels bzw. Drahtes ) und dem Signal durch den PREAMP zu erkennen. Im Grunde ist damit dokumentiert, dass meine Meßeinrichtung „am Ende“ ist.

RightMark Audio Analyzer test

Test Loopback Preamp CD Links Finale Preamp CD Rechts Finale ?
Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB: +0.04, -0.03 +0.04, -0.04 +0.04, -0.04
Noise level, dB (A): -106.4 -105.8 -105.9
Dynamic range, dB (A): 106.5 105.8 105.9
THD, %: 0.00037 0.00040 0.00036
IMD + Noise, %: 0.00166 0.00176 0.00173
Stereo crosstalk, dB: N/A N/A N/A

Frequency response

Frequenzgang Vergleich PREAMP / Loopback

    Noise Level

Geräuschspannungsabstand PREAMP / Loopback

Dynamic range

Dynamikumfang PREAMP / Loopback

THD + Noise

THD+Noise Vergleich PREAMP/Loopback

Intermodulation distortion

Inermodulationsverzerrungen Vergleich PREAMP/Loopback

 

NAD 1240 Vorverstärker mit Upgrade des IC301 NE5532, LME49720 vs. OPA1612 oder OPA1656 ?

Update: Ein neuer Opamp (OPA1655) im Einsatz. Siehe Ende des Beitrages.

Der Link zum HiFi Wiki liefert alle Daten. Ein schönes, kleines Gerät, das in den Baujahren 1987 -1989 sicherlich nicht in sehr großen Stückzahlen produziert wurde. Im Gegensatz zum NAD 3020 bzw. dem Preamplifier 1020 nutzt der 1240 einen IC im Verstärkerteil. Als Opamp Typ in der Schaltung angegeben ist NJM2043, installiert ist ein Texas Instruments NE5532 Dual Opamp. Dazu später mehr.

Beachtlich finde ich allerdings, das die Phonostufe des 1240 nahezu identisch ist mit der Phonostufe des NAD 1020/3020B! D.h. es ist die gleiche Schaltung in allen drei Geräten vorhanden. Damit stellt auch der 1240 Anschlußmöglichkeiten für Moving Magnet (MM) und Moving Coil (MC) zur Verfügung. Die Abschlußimpedanz kann durch schaltbare Kapaziäten des MM Systems darüber hinaus noch in drei Stufen angepasst werden.

Der Sound des 1240 erwies sich als sehr warm, aber es fehlte ein wenig Biss – da waren zu wenig Details…. Der Frequenzgang (Bild unten, grüne Linie) wies einen seltsamen Buckel von ca. 2 dB im Bereich um 180 Hz auf, der auf Grund der Schaltung irgendwie nicht zu erklären war.

Frequenzgang des NAD 1240

Einen kompletten Recap des Gerätes hatte ich sowieso schon vor. Die meisten Kondensatoren hatte ich noch in der Bastelkiste liegen, und damit endlich Gelegenheit, meinen neuen Entlötsauger einmal zu testen. Der Entlöter funktioniert wirklich sehr gut, allerdings werde ich wahrscheinlich die ziemlich starre Anschlußschnur gegen ein flexibleres Silikonkabel austauschen. Die Entlötarbeiten gingen mit dem neuen ‚heißen‘ Sauger sehr gut voran.
Ich verwende auch im 1240 ausschliesslich Panasonic FC Elkos und WIMA MKS für die kleineren Werte bis 4,7 µF.
Nach Austausch der 37 Elkos hat sich der Frequenzgang, wie auch schon beim NAD 3020, normalisiert, der Frequenzgang ist jetzt zwischen 20 Hz und 20 kHz wieder linear. (siehe Bild oben, weiße Linie). Der Sound war jetzt schon sehr viel offener und nicht mehr sooo ‚warm‘.

Bei Betrachtung des IC 301 (der NE5532 Opamp) fällt auf, daß die Versorgungsspannung an den Pins 4 (-V) und 8 (+V) unterschiedlich groß sind: Pin 4 : -13V, Pin 8_ +12,2 V .

Die Spannungen werden durch die beiden Widerstände R 331 – 1k5 und R332 – 1k2 eingestellt. Um verschiedene Opamps in der Schaltung zu probieren, habe ich den IC301 ausgelötet und einen 8 Pol Sockel eingesetzt.

Der neue IC 301: LME49720


Folgende dual Opamps habe ich gestestet:

  • NE5532
  • AD712JN
  • TL072
  • OPA2134
  • LME49720

später:

  • OPA1612
  • OPA1656

Der AD712 und der TL072 verhielten sich schlechter als der NE5532. OPA2134 hat gar nicht funktioniert, die waren wohl schon defekt.
Der LME49720 verhielt sich etwas besser als der NE5532.

Daher lasse ich den LME49720 in der Schaltung. Allerdings musste ich dafür die Spannungsversorgung des ICs neu kalkulieren, da der LME49720 ca. 10 mA Betriebsstrom zieht, während der NE5532 nur 7,2 mA braucht. D.h. die Versorgungsspannung für den LME49720 ist ca. 3V niedriger als beim NE5532. Durch Parallelschaltung von 1k8 zu R331 und 1k5 zu R332 ergibt sich eine Versorgungsspannung von knapp +/- 15V.

Zusätzlich habe ich noch Entstörkondensatoren über die Versorgungspins des IC gelegt und allen Elkos im Signalweg einen parallelen Kondensator mit 0,1 µF verpasst.

Entkoppelkondensatoren für die IC301 Versorgungsspannung

Update des ICs auf OPA1612

Bei den ICs OPA1611 (Single Version) und OPA1612 (Dual Version) handelt es sich um Bausteine der Soundplus High-Performance Reihe von Texas Instruments. Einige sehr positive Schilderungen zu den Audio Wiedergabefähigkeiten dieser ICs hat mich veranlasst, diese ICs einmal aus einer verlässlichen Quelle (Digikey) zu besorgen und zunächst im NAD 1240 gegen die bekannten anderen ICs auszutesten. Bisher war ich ja mit dem LME49720 sehr zufrieden.
Was mich bei dem aktuellen NAD 1240 noch störte, war die doch etwas sparsam ausgefallene Spannungsstabilisierung des ICs auf dem Mainboard. Für jeden IC, den ich nur mal schnell ausprobieren wollte, wäre auch eine Anpassung der Widerstände R331 und R332 notwendig. Dies liegt daran, dass die verschiedenen ICs unteschiedlich viel Strom verbrauchen, was in der Folge heisst, das je nach IC-Typ unterschiedlich hohe Versorgungsspannungen an den Pins 4 (negative Spannung) und Pin 8 (positive Spannung) liegen.

OpAmp V(max) IccTyp U8 U4 I8 I4
NE5532 +/- 22 V 8 mA 12,94 V -12,15 V 7,04 mA 7,6 mA
LME49720 +/- 18 V 10 mA 8,5 V -10,4 V 10 mA 9,1 mA
OPA1612 +/- 20 V 7,2 mA 12,73 V -10,77 V 6,6 mA 6,6 mA

Dieses „Problem“ der variablen Versorgungsspannung habe ich durch Verwendung zweier Zenerdioden mit 16V Nennspannung, 1,3 W Belastbarkeit und durch Tausch von R331 und R332 gegen je 270 Ω gelöst. Die beiden Z-Dioden habe ich auf der Lötseite jeweils von Pin 4 bzw. Pin 8 in der  korrekten Richtung (Kathode zeigt zur positiven Spannung) gegen Masse eingelötet und die Widerstände R331 und R332 ausgetauscht.
Danach liegen an Pin 4 konstant – 16,3 V und an Pin 8 + 16,3 V.

Anschlußprobleme

Leider gibt es die neuen ICs nicht mehr in der beliebten 8-poligen Steckfassung, sondern nur im Miniaturformat SOIC8, als SMD Ausführung.

Daher muss noch ein entsprechender SOIC8 zu DIP Adapter her.

SOIC8 zu DIP Adapter, realisiert mit IC Sockel
OPA1612 auf Adapterplatine

Die Adapterplatinen lassen sich für ein paar Cent im Internet besorgen. Allerdings gibt es da dann das Problem, das die oft mitgelieferten Pfostenverbinder zu dick sind, um in eine gedrehte IC Fassung gesteckt zu werden. Das hält einfach nicht. Daher habe ich eine leere IC Fassung mit gedrehten Beinchen genommen, und von oben einfach gerade Drähte eingelötet und dadrauf dann die Adapterplatine gesetzt und ebenfalls verlötet. Die so erstellte Einheit kann problemlos in jegliche  8 polige IC-Sockel eingesteckt werden und hält da dann auch bombenfest.

Messungen

Messungen der 3 Opamps im Vergleich

 

THD & Noise Vergleich
Intermodulationsverzerrungen im Vergleich

Messtechnisch unterscheiden sich die drei betrachteten ICs fast nicht, daher entscheidet jetzt dann doch der subjektive Höreindruck:

Der OPA1612 im NAD 1240 ist doch eine andere Liga als der LME49720, welcher ja auch schon für Audio designed wurde. Wie gesagt, sehr subjektiv empfinde ich die Wiedergabe mit dem OPA1612 sehr viel klarer und deutlicher. Als wenn die Sprache plötzlich nicht mehr hingenuschelt wird….

Die Höhen sind spritziger ohne scharf zu wirken, der untere Bereich kommt mit mehr Druck, aber sehr kontrolliert. …… aber …… so ganz zufrieden war ich noch nicht. Die ‚S‘ Laute kamen jetzt häufig sehr betont und störten in meinen Ohren doch irgendwie. Daher habe ich noch einen weiteren IC getestet:

Vorläufig letzte (beste) Wahl: OPA1656

Auch der OPA1656 kommt nur im SOIC8 Format, daher wird er auch wie der OPA1612 auf einen SOIC8 zu DIP8 Adapter installiert.

Die Messung dazu sieht ebenfalls sehr gut aus.

Messungen OPA1956

Klanglich ist der NAD1240 mit dem OPA1656 ent’sch’härft. Die Zischlaute sind verschwunden. Aber die Klarheit der Wiedergabe ist geblieben. Soweit bin ich jetzt zufrieden und schraube das Gerät erst mal zu.

Damit ist dieser NAD 1240 jetzt besser als vor 35 Jahren. Ich werde ihn ausgiebig mit verschiedenen Endstufen und meinen QUAD 57 Elektrostaten hören.

Recapping eines NAD 3020A von 1982

Der NAD 3020 wurde seit 1978 ca 1,1 Mio. mal verkauft. Diese große Menge ist nicht nur durch den damals sehr günstigen Preis von ca. 380 DM zu erklären. Die mit dem NAD Verstärker erzielte Klangqualität und relative technische Robustheit trug dazu bei, das dieser NAD und seine Nachfolger zu einer Legende wurden. Die britischen Entwickler liessen die Geräte in Taiwan und später in China fertigen, was in den ersten Jahren zu einer relativ hohen Ausfallrate geführt hat. Aber wenn ein Gerät erst mal lief, dann lief es…..

Wer mal einen NAD Verstärker hatte, hat ihn meist lange behalten. Inzwischen sind die Geräte über 40 Jahre alt, damit sind die Alterungserscheinungen auch signifikant für klangliche Verschlechterungen und Ausfälle. Dazu kommen ggf. noch schlechte Haltungsbedingungen (Verschmutzungen und Korrosion), so daß Kanalausfälle, verschlechtertes Wiedergabeverhalten und knisternde Potis eher zum Normalbild gehören, als ein Verstärker, der noch wie am ersten Tag funktioniert.

Katalogbild des NAD 3020

Hier mal ein paar Fotos zum Zeitpunkt des Erwerbs des Gerätes im Januar 2023:

Rückseite mit Soft Clipping Schalter
Rückseite mit Eingangsbuchsen, besonders schön: Die Wahl für ein MM oder MC Phonosystem
Blick ins Innere: Horror !
Da ist definitiv eine intensive Reinigung fällig
40 Jahre hinterlassen ihre Spuren

Folgende Schritte für die erforderliche Reinigung habe ich durchgeführt:

Zerlegen des Gerätes, um die Hauptplatine waschen zu können:

  • Aussaugen des Gerätes mit Staubsauger und weichem Langhaarpinsel
  • Zerlegen des Rahmens, auch die untere Verstrebung
  • Sämtliche Schraubverbindungen der vorderen Bedienelemente lösen
  • Entlöten der Verbindungen des Trafos mit der Hauptplatine
  • Entlöten der dickeren Kondensatoren von der Hauptplatine (alle Kondensatoren größer als 470 uf)
  • Entlöten der TO-3 Endstufentransistoren
  • Demontage des Kühlkörpers

Damit lässt sich die Hauptplatine im Stück mit den anhängenden Zusatzplatinen (Kopfhöreranschluß, Leistungsanzeige, Phono-Switch und Lautstärkesteller) zum Waschbecken transportieren. Mit Warmwasser und weicher Bürste oder Zahnbürste lässt sich der gröbste Schmutz entfernen.

Das reicht aber nicht: In einer flachen Schale habe ich die Platine zunächst in Spiritus eingeweicht und dann mit der Zahnbürste oben und unten bearbeitet. Dadurch bildet sich ein weislicher Film auf der Platine, der wiederum mit Isopropanol Alkohol abgespült und gebürstet werden kann. Sämtliche Potis, Buchsen und Schalter wurden mit Kontakt 61 Spray behandelt.

Die Trocknung lässt sich mit einem Fön etwas beschleunigen. Die Endstufentransistoren und Isolierglimmer habe ich im Ultraschallbad gereinigt. Die alte Wärmeleitpaste musste allerdings mit Küchentüchern beseitigt werden.

Nach der Reinigung und dem Austausch der Kondensatoren

Zur Montage habe ich die alten Glimmerplättchen mit neuer Wärmeleitpaste versehen. Auf der gereinigten Platine wurden dann die Kondensatoren von klein nach groß schrittweise ersetzt. In der unten angehängten Liste sind die Positionen der Kondensatoren und ihre Werte aufgeführt, so dass jeder damit seinen Einkauf starten kann.

Weitere Aktionen

Die Potentiometer zur Einstellung der Ausgangsspannung (20K Potis) wurden durch Piher 25K Potis ersetzt. Damit liess sich die Ausgangsspannung auf bzw. mV einstellen.

Darüber hinaus habe ich die Lautsprecher Ausgangsklemmen durch Banana Buchsen ersetzt. Um ein Ausbrechen der Platine zu vermeiden habe ich ein Stückchen Plexiglas eingepasst und direkt als Verstärkung auf der Platine verschraubt.

Der Erfolg des Kondensatoraustauschs ist bemerkenswert. Bspw. hat sich der Frequenzgang deutlich linearisiert:

Anbei der Schaltplan des 3020B:

und das Servicemanual für den 3020B bzw 3120: