Der Brüllwürfel - Eine 80W-Aktivbox

Dieses Projekt ist aus einer Situation heraus entstanden, die ich mit meiner Band im Proberaum hatte. Immer wieder kam es, dass wir nicht genau wussten, wie der eine oder andere Song genau abläuft, ob nach zwei Takten der Chorus kommt oder ob der Refrain doch nochmal wiederholt wird. Da wäre es ideal, wenn man sich das Stück einfach mal zusammen anhören könnte, oder noch besser gleich dazu spielen kann.

Let's Rock!

Als ich dann von der Wohnungsauflösung einer Nachbarin zwei Lautsprecherboxen (Sinusleistung 75W) abbekam, war die Idee einer Aktivbox geboren. In eine Box soll ein Verstärker rein, der ordentlich Druck machen kann. Der Eingang soll ein Line-Eingang sein, so dass man einfach einen MP3-Player, Laptop, CD-Player oder was auch immer anschließen kann. Als kleines Gimmick gibt es darüberhinaus auch einen Mikrofoneingang, so dass sich auch ein Sänger etwas Gehör verschaffen kann.

Natürlich ist das Teil auch dazu gut, wenn man mal schnell und einfach irgendwo Musik braucht und nicht gleich eine ganze Anlage aufbauen will. Her das Ding, MP3-Player ran, ans Netz angesteckt und schon kann abgerockt werden.

Schaltung

Das Schaltbild der Aktivbox (Projektname: Brüllwürfel, als kleine Reminiszenz an den Großmeister aller Bastler, Finger) gliedert sich in drei Teile, den Summierverstärker, der die Signale von Line-Eingang und Mikrofon zusammenfasst und vorverstärkt, die Endstufe und das Netzteil. Der komplette Schaltplan hier als PDF heruntergeladen werden.

Der Summierverstärker

Der Summierverstärker besitzt einen Line-Eingang und einen Mikrofon-Eingang. Letzterer führt direkt auf eine fertige Vorverstärkerstufe aus einem alten Conrad-Bausatz, der noch in der Wühlkiste herumeierte. Anschließend gelangen beide auf jeweils ein 10k-Poti (logarithmisch) zur Einstellung der Einzellautstärke. über IC2A, einen NE5532, werden schließlich beide Signale zusammengemischt. Die Verstärkung dieser Stufe kann mit Hilfe von R15 von 1 bis 6 eingestellt werden, um die Endstufe mit ausreichend Druck anfahren zu können. Der Arbeitspunkt des OpAmps ist mit R12 und R13 auf die halbe Betriebsspannung eingestellt, was die größtmögliche Amplitude ohne Clipping ermöglicht. Da diese Stufe das Signal invertiert (invertierender Verstärker), wurde der sowieso vorhandene zweite OpAmp als weiterer invertierender Verstärker mit der Verstärkung 1 nachgeschaltet. Am Ausgang folgt schließlich das Masterpoti zur Einstellung der Gesamtlautstärke.

Die Endstufe

Der eigentliche Verstärker ist mit einem 80W-Audio-Amplifier-IC vom Typ TDA7295 aufgebaut (Standardschaltung nach Datenblatt). über C1 gelangt das Eingangssignal auf Pin 3, den positiven Eingang des ICs. Der negative Signaleingang Pin 2 ist über R3, R2 und C2 vom Ausgang (Pin 14) zurückgekoppelt, mit dem Verhältnis R3 / R2 kann die Verstärkung eingestellt werden. Im Vergleich zur Standardapplikation aus dem Datenblatt habe ich R2 verkleinert, um die Aussteuerung zu erhöhen. An Pin 14 wird direkt der Lautsprecher bzw. die Frequenzweiche angeschlossen.

Über die Pins 9 und 10 kann der Betriebszustand des Verstärkers (Stand By, Mute oder aktiv) eingestellt werden. Ich habe mich entschieden, Stand By und Mute zu koppeln (wie im Datenblatt beschrieben) und auf einen Kippschalter (an Klemme K3) zu legen, mit dem die Box schnell stummgeschaltet werden kann. Eine rote LED zeigt an, dass der Verstärker im Stand By-Modus ist.

Das Netzteil

Um die notwendige Power bereitzustellen, braucht es ein dickes Netzteil. Es wurde so dimensioniert, dass es +/- 25V und einen Strom von 3A bereitstellt. Als Trafo wird ein 120VA-Ringkerntrafo mit 2x 18V eingesetzt. Nach der Gleichrichtung ergeben sich im Leerlauf etwa 28V an den Ladeelkos, im Betrieb fällt die Spannung auf etwas unter 25V ab. Die Endstufe wird direkt mit der gleichgerichteten, unstabilisierten Spannung versorgt, der Summierverstärker erhält seinen Saft über einen LM317, der eine stabile Spannung von etwa 12V bereitstellt.

Aufbau

Wie schon erwähnt, ist das ganze in eine bereits vorhandene Lautsprecherbox eingebaut, weswegen ich mir um die Lautsprecher und die Frequenzweiche keine Gedanken machen musste. Das Gehäuse hat zwar beim Öffnen etwas gelitten, aber mit etwas Abfallholz und schwarzer Farbe lässt sich alles wieder schön herrichten ;-)

Innenansicht

Innenansicht des Brüllwürfels. Oben rechts sitzt die Frequenzweiche, auf der Bodenplatte sind der Ringkerntrafo sowie die Netzteilschaltung montiert.

Rückwand

Die Rückwand von innen. Unten der Summierverstärker und der Mikrofonvorverstärker. Die Endstufe ist direkt an die Rückwand montiert, um die thermische Verbindung mit dem Kühlkörper herzustellen.

Endstufe

Detailansicht der Endstufe. Der Verstärker-IC ist mit Silikonfolie und einer Isolierscheibe von der Rückwand isoliert, da am Gehäuse die negative Versorgungsspannung anliegt. Stattdessen ist die Rückwand mit dem Schutzleiter verbunden.

Bedienfeld

Das Bedienfeld des Brüllwürfels. Links Netzanschluss und Netzschalter, in der Mitte der große Kühlkörper und rechts die Eingänge, Lautstärkeregler und der Stand By-Schalter mit LED.

Frontansicht

Der Brüllwürfel von vorne mit abgenommener Bespannung. Der Klang der Box ist sehr gut, das Verstärker-IC macht den guten technischen Daten alle Ehre und ich kann es nur weiterempfehlen. Auch bei voll aufgedrehtem Volume-Poti ist ohne Line-Signal keinerlei Rauschen zu hören.

Fazit

Macht echt Laune, das Teil !

Keep on rockin' !