Bei mir gab es in den letzten Wochen wieder mal ein Projekt Marke Eigenbau. Ich nutze beim Mastering meiner Tracks ausgesprochen gerne den DAV BG No3. EQ (
Link zum Review), vorzugsweise in einer Mid/Side Konfiguration. Im Digitalen ist die MS En- und Dekodierung ja eine Sache von jeweils zwei Zeilen Code und auch fertige Converter-Plugins gibt es ja mehr als genug.
Interessant wird es, wenn man zunächst in MS in den EQ gehen möchte, die darauf folgende analoge Kompression aber wieder in MS stattfinden soll, da sonst die Pegel zwischen M und S freilich sehr unterschiedlich sind. Da kann man natürlich zwischen dem EQ und dem Kompressor eine Wandlung in Kauf nehmen und im PC die Konvertierung vornehmen. Als jemand mit einer soliden Naturwissenschaftlichen Grundausbildung ist mir das Löteisen aber natürlich auch nicht fremd, und so hatte ich mir vorgenommen, als ein kleines Eigenbau Projekt einen MS Konverter zu basteln.
Kurze Recherchen im Internet ergeben, dass man das z.B. mit Transformatoren komplett passiv aufbauen könnte. Passiv habe ich aber schon bei meinem MicSplitter (
Beitrag #1 und
Beitrag #2) gemacht und gute Transformatoren sind schweineteuer. Also ist die Entscheidung schnell auf eine aktive Schaltung mit ICs gefallen. Da in meinem API-500Rack noch reichlich Leere herrscht und man da schon Stromversorgung und Anschlüsse bereit gestellt bekommt, fiel die Wahl nicht schwer. Gebaut werden soll also eine MS-MAtrix im 500er Format.
Praktischerweise funktioniert die Konvertierung LR - MS genauso wie die Konvertierung MS - LR, weswegen man einfach zweimal die gleiche Schaltung benutzen kann.
Schaltungsdesign
Die passenden OpAmps sind bald gefunden. Zur Konvertierung des Balanced-Eingangssignals zu einem unbalanced Signal im Gerät kommt ein Texas Instruments INA2134 zum Einsatz, der praktischer weise gleich zwei Kanäle biete. Die umgekehrte Wandlung Unbalanced zu Balanced am Ausang übernehmen zwei Texas Instruments DRV134. Hier gibt es leider keine Version mit zwei Kanälen. Die eigentliche Mid-Side Konvertierung übernehmen zwei THAT1240. Diese haben Präzisionswiederstände verbaut, mit denen man zwei Input-Signale sehr akkurat kombinieren kann.
Einen API-500 Konnector gibt es in KiCad noch nicht, diesen habe ich selber designed. Achtung! Normalerweise bietet das API500 Format nur einen Ein- und einen Ausgang. Meine Fredenstein Bento-Box bietet aber glücklicherweise jeweils einen Main sowie einen Aux in und out auf sonst nicht (bzw anders) belegten Pins des Connectors an. Ich gehe deshalb davon aus, dass diese MS-Matrix nur mit ausgewählten Fredenstein 500er Racks funktioniert.
Ansonsten werden noch ein paar Bypass-Kondensatoren für die Spannungsversorgung empfohlen, viel mehr gibt es nicht zu designen. Der Rest ist mondäne KiCad-Arbeit.
PCB Layout
Ich hatte zu Beginn etwas Bammel, den API-500 Konnector richtig zu designen. Das geht aber erstaunlich einfach und nach den Kommentaren in einschlägigen Foren nehmen es unterschiedliche Hersteller auch gar nicht so genau mit den Maßen. Interessanterweise gibt es auch eine rege Debatte, ob die Pins auf beiden Seiten kontaktiert werden sollen oder nur auf einer Seite, bzw auf welcher. Ich habe mich an dem CAPI LC25 PCB orientiert und die Kontaktierung nur auf der Rückseite vorgenommen.
Mit den ICs, den zwei Power-Rails (+/-16V) und dem eigentlichen Audiosignal ist das PCB damit deutlich voller geworden, als noch bei dem Micsplitter. Verglichen mit anderen DIY Projekten ist das PCB aber noch ziemlich unproblematisch und ich habe genügend Platz für Mounting-Holes. (Auf dem folgenden Bild fehlen noch die Kupfer-Zonen für den Audio-GND.)
Zusammenbau und Test
Die Lötarbeit ist in 20 minuten erledigt gewesen, zumal hier auch keine Wiederstände geordnet werden mussten. Der Einbau in das 500er Rack funktioniert einwandfrei und im Test tut die MS Matrix genau das, was sie soll. Ich habe zunächst 3 und dann nach erfolgreichen Test noch mal 3 geordert. Es fehlt aktuell noch die Frontplatte (schon bestellt) und die Montage auf der L-Bracket, damit das PCB nicht frei im Connector-Slot hängt.
Shops und Preise
Die komplette Bestückung des PCBs kann man z.B. bei Mouser tätigen. Leider habe ich keinen europäischen Shop gefunden, der alle ICs im Sortiment hatte. Gerade die THAT1240 sind anscheinend eher selten zu finden. Benötigt wird pro PCB:
10 * 100nF MCLL Kondensator niedriger Güte
2 * THAT 1240 IC
2 * TI DRV134
1 * TI INA2134
und kostet ca 15€
die API-500 L-Brackets aus Aluminium kann man gut über
https://shop.frontpanels.de/DIY-API-500-bracket bestellen, ein L-Bracket kostet knapp 10€.
Nachdem ich beim MicSplitter die Platinen bei PCBWay geordert hatte und dann so Pech mit dem Zoll hatte, habe ich mich diesmal für eine deutsche Firma entschieden. Ein Freund hatte mir Aisler empfohlen. Da kann man die PCBs in 3er-Chargen für ca 10€ das Stück ordern. Das ist deutlich teuerer als bei PCBWay, aber dafür "Made in Germany" und die Lieferung war nach 2 Tagen (und vor allem ohne Querelen und Extrakosten wegen dem Zoll) hier.
Das teuerste ist die Frontplatte. diese habe ich über den
Frontplattendesigner der Schaeffer AG erstellt und direkt submitted. Hier kostet eine Frontplatte eloxiertes Aluminium in Dicke 3 mm mit einer Beschriftung und 4 Bohrungen knapp 30€. Günstiger geht wohl nur, wenn man größere Mengen ordert.
Insgesamt kommt man auf einen Preis von 75€ pro Gerät. Als komplette Low-Budget Lösung kann man sich L-Bracket und Frontplatte sparen und einfach eine Leerblende vor den Slot schrauben. Dann wäre man bei sagenhaften 25€ pro Gerät.
Fazit
Mir hat das Projekt mal wieder richtig Spass gemacht und ich habe wieder mal eine ganze Menge über Schaltungsdesigns und hier im speziellen über OpAmps gelernt. Am erfreulichsten war natürlich, dass sich die Schaltung nicht beim erstern Einschalten in Rauch und Wohlgefallen aufgelöst hat, sondern dass hier alles ganz genau so funktioniert, wie erdacht.
Falls jemand Interesse an den KiCad files hat, einfach bescheid geben.
So Far...
Laguna
viel Spaß beim Arbeiten! 
