Conover crossfeed, 50K impedantie schema en PCB

[roderickvd]

Ik ben op zoek naar een analoge crossfeed voor mijn setup met koptelefoons. Lang verhaal kort, ik neig naar een Conover crossfeed, heb er een 50K hoge impedantie van gemaakt met bypass, en een PCB voor ontworpen. Feedback welkom!

Mijn huidige setup is als volgt:

R-2R DAC 1,4Vrms 640Ω ongebalanceerd --> 50K stepped attenuator --> β22 koptelefoon / pre-amp, 1MΩ in; <0,01Ω out --> 250Ω dynamische koptelefoons

Voor deze build doe ik zoveel als ik kan discreet; vanaf de R-2R netwerken in de DAC t/m de koptelefoonplug is 't volledig discreet, solid-state dus zonder opamp.

Met dat in gedachte is het doel als volgt:
- nabootsen van een monitor-achtige setup
- redelijk stevig of aanpasbaar crossfeed niveau; scheiding 3-6 dB
- psycho-akoestisch "zuivere" center frequentie (zie onder)
- op bovenstaande na geen verdere EQ
- 100% passief ontwerp
- met bypass voor pre-ampdiensten of superstereo luisteren
- hoge impedantie om tussen line-level bron en 50K attenuator te plaatsen
- bij voorkeur geen condensatoren in signaallijn voor de minste kleur of vervorming

Openbare crossfeeds die ik heb bekeken:
- Linkwitz original: 700 Hz 3 dB zo bepaald vanuit 1/2 golflengte van gemiddelde oor-tot-oor afstand. Dat is wat ik bedoel met "zuiver". Stevig niveau crossfeed, wat me bevalt (ik luister op dit moment naar een bs2b DSP op 700 Hz 3 dB). Een mogelijkheid.
- Chu Moy modified Linkwitz: Gemiddeld niveau, subjectief getuned. Condensator in signaal dus niet de voorkeur.
- Jan Meier: Laag niveau. Niet volledig discreet, dus van 't lijstje.
- Ohman: Stevig niveau. Interessant dat de crossfeed na de center frequentie doorgaat tot de hoge tonen, maar afneemt als de frequentie toeneemt. Condensatoren in signaal dus ook niet de voorkeur.
- Conover: Stevig niveau. Net als bij Ohman gaat de crossfeed door tot de hoge tonen maar in dit geval in een constante 75/25 mix. Eén en ander afgeleid van oor-tot-oor afstand met referentie naar een aantal academische studies. Hier ook mijn definitie van "zuiver". Volledig discrete optie beschikbaar. En ja er is wel een condensator maar alleen naar GND.

We hebben een winnaar... en wat knutselwerk! Nu ben ik geen elektrotechnicus dus laat ik jullie graag meekijken.

Ten eerste, het gepubliceerde ontwerp heeft een lage impedantie. Het is bedoeld om tussen de versterker en koptelefoons geplaatst te worden, in dit geval 100Ω. Aangezien ik een 50K attenuator heb, heb ik alle componenten met een factor 500 geschaald. Is die 1:1 ratio OK tussen de crossfeed en attenuator?

Ten tweede, ik heb pads voor een DPDT bypass switch toegevoegd. Voor level matching heb ik weerstanden R9 en R10 parallel gezet met R1 en R2. De uitgangsimpedantie is dan opnieuw 50K.

Ten derde, dit is mijn eerste zelfontworpen PCB! Wat is mijn score? Wat kan ik verbeteren? Ik heb zowel enkel- als dubbellaag ontwerpen gemaakt, welke verdient de voorkeur?

Bedankt voor het meekijken. En als er meerdere mensen geïnteresseerd zijn in een PCB, hoor ik het graag.

[hannesie]

Ik ben waarschijnlijk niet zo kritisch, maar luister dan in de avond wel vaak met de koptelefoon, maar wat brengt dit voor meerwaarde als een gewone koptelefoonversterker?

[roderickvd]

Wordt hier wel mooi samengevat:

A typical stereo records are being made to listen by speakers. That is a sound engineer makes the stereo mix to the adaptation of sound for listening of one channel by both ears. Therefore, you will be tired during a long time headphone listening more by a superstereo effect than by a poor design of headphones. What's missing in headphones is the sound going from each channel to the opposite ear, arriving a short time later for the extra distance traveled, and with a bit of high frequency roll-off for the shadowing effect of the head. And the time delay to the far ear is somewhat longer at low frequencies than at high frequencies. The Bauer stereophonic-to-binaural DSP (bs2b) is designed to improve headphone listening of stereo audio records. This improvement have been well described by electronic circuit designers like Benjamin Bauer [1], Siegfried Linkwitz [2], Chu Moy [3], Jan Meier [4], John Conover [10], HeadRoom [9].

Ik was vergeten de links naar de diverse ontwerpen toe te voegen in de TS, zal ik nu doen.

[Pjotr]

Doet een beetje het zelfde als de headphone cross feed setting in J.River. Maar dan analoog.

[hannesie]

J.River, Dat gebruik ik dus ook niet

Ik heb al een poosje ROON en de koptelefoon gebruik ik dan via de de aangesloten PC, feitelijk simpel.
Heb dan gisteren eens naar de verschillende opname's geluisterd van een piano stuk.

Er staan 4 maal dezelfde opnames op mijn server, maar verschillende uitvoeringen/artiesten, en dan 895 uitvoeringen via Tidal, en dan luisteren met de koptelefoon(goedkope in dit geval) en werd steeds meer verbaasd hoe groot de verschillen waren in opname kwaliteit en en de uitvoerende pianisten.
Daar hoef je dan geen analist voor te zijn, en wat dan meer als een standaard koptelefoon daar aan toevoegt?

Ik probeer het mij voor te stellen.

[Pjotr]

Oh, dacht dat jij dat ooit in gebruik had Meeste audioplayers hebben wel deze HP functie ingebouwd. Lijk mij sterk dat Rhoon het niet zou hebben. Het idee is al meer dan 50 jaar oud. Lang verhaal kort: Het beoogt het "In het hoofd" geluid bij een hoofdtelefoon wat te verminderen.

[hannesie]

Ala "Kunsthoofd" opname?

[roderickvd]

Ja of eigenlijk, het nabootsen van wat je oren anders uit luidsprekers zou bereiken.

In de meeste audioplayers is dit inderdaad een DSP functie met een 2e orde filter rond een centrum frequentie, attentuatie en delay op het "andere" kanaal. Ik gebruik nu zelf de DSP in moOde. Waarom dan toch analoog:
- eenvoudig aan/uit of level switchen met een knop op de omkasting
- meer tuningmogelijkheden. DSP is eigenlijk altijd 2e orde, hier kun je met bijv. Conover en Ohman ook andere filters realiseren. Ook de delay hoeft dan niet constant te zijn over het bereik, wat psychoakoestisch weer voordelen kan hebben.
- "dogma": vind het voor deze build gewoon leuk zoveel mogelijk analoog te doen. Mogelijk ook geen bit imperfections van 't doen in het digitale domein.
- soms kun je maar één DSP optie kiezen, als je crossfeed dan al analoog is, zijn nu je handen vrij voor andere EQ plugins.

[VintageHarry]

Mooi bedacht! R3, R4, R7 en R8 hebben echter nogal theoretische waarden, hoe heb je dat in de praktijk opgelost?

[roderickvd]

Je bedoelt of weerstanden verkrijgbaar zijn in 64,9k en 13,5k? Ja, ik plan de Vishay Dale RN55 te gebruiken:

RN55D1352
RN55D6492

1% 1/8W 100ppm. Die serie zit ook in mijn stepped attenuator en b22 versterker.

[Pjotr]

Ala "Kunsthoofd" opname?

Nee, dat is weer heel wat anders. Die kun je juist weer niet fatsoenlijk over speakers afspelen. Gaat wel maar het stereobeeld wordt heel vreemd dan. Eigenlijk is dat min of meer het omgekeerde. Met dit mixertje krijg je bij lange na niet het realistische effect van een echte in-ear opname. Dit is echt bedoeld om luisteren met een hoofdtelefoon wat aangenamer te maken..

[hannesie]

Inderdaad, aanwezig in ROON, zal eens zien wat dat oplevert.

Er is zelfs een complete aansturing voor de verschillende modellen.

[VintageHarry]

ik plan de Vishay Dale RN55 te gebruiken.

Dat was inderdaad de vraag, hoe exact die waarden moesten zijn. Welke C’s gebruik je dan trouwens, die moeten dan ook wel heel precies op waarde zijn?

[roderickvd]

Wima MKS2 van 6800pF. Fc is dan 804 Hz, dit komt in de buurt van de 850 Hz van Chu Moy. Het oorspronkelijke ontwerp van Conover vraagt om 6000pF en dan is Fc 710 Hz, in de buurt van Linkwitz.

De “ideale” Fc wordt bepaald door de afstand van oor tot oor (of oordrum tot oordrum, om precies te zijn) dus die is voor iedereen anders. Je wilt dat die circa de helft van de golflengte is op die afstand. Het luistert dan ook niet super precies.

Hans, de crossover plugin in Roon is volgens mij onder water dezelfde als bij Volumio, moOde en al die anderen: bs2b. Benieuwd wat je ervan vindt.

Wat doen die Audeze presets? Lijken mij geen crossfeed instellingen maar een andere EQ? Ik vermoed AutoEQ naar Harman curve. Vind ik zelf een verschrikkelijke tuning maar smaken verschillen.

[hannesie]

Het onderwaterscherm voor de crossfeed geeft deze info.

[roderickvd]

Dat is beslist bs2b.

Maar die Audeze presets dat moet een ander filter zijn, geen crossfeed.

[VintageHarry]

Het luistert dan ook niet super precies.

Ok, bedankt! Aangezien de weerstanden 1% moesten zijn vroeg ik me af hoe dat met de C zat, vandaar de vraag.

[roderickvd]

Waarschijnlijk werkt het ook prima als je ze met 2 of 5% bouwt. Maar de prijs van die RN55’s is prima voor de 1%. Alleen als je lagere ppm wilt gaat ‘t behoorlijk omhoog.

De Wima’s kies ik ook in de 1%. Zelfde reden, prima prijs. Stel je kiest een 5% dan varieert de Fc met +/- 35 Hz. Je kunt je afvragen of je dat gaat horen (evenals het level verschil wegens 5% afwijking op de weerstanden) maar dit is natuurlijk wel “Hi” fi

[Barry2001]

Let svp ff op dat bij de enkel laags pcb je ground plane niet doorloopt (1e plaatje), de planes zijn eilanden door de sporen eromheen. Als je 'm dubbel laags maakt met 1 kant volledig ground gaat het wel goed natuurlijk, maar als je de sporen heel iets verschuift ben je er ook vanaf.

[roderickvd]

Hey Barry dank voor het meekijken. Welke eilanden bedoel je bij de enkellaags? (grijs = geen fill)

Bij de dubbellaags zie ik inderdaad een eiland op de bovenkant, rechtsboven R9. Die zal ik verwijderen. Of een via om de GND van de onderkant te pakken, is dat beter?

[roderickvd]

Dubbelzijdige PCB v0.2 voor een ononderbroken ground plane.

[hannesie]

Inmiddels dan de opzet nu geprobeerd met een Sony WH-1000XM3 en dan met een Bluetooth 4.0 verbinding, en nu dan het verschil beluisterd met en zonder crossfeed, nu begrijp ik wel wat je bedoeld.

[roderickvd]

Welke settings? Standaard 700 Hz 4,5 dB?

En nu analoog? Met betere delay en crossfeed ook in midden en hoge tonen...
Deze is 3-3,5 dB, iets sterker. Kun je ook afzwakken natuurlijk als je wilt. Al is 3 dB "wat je oren anders ook op zouden pikken".

[roderickvd]

v1.0 ingesloten. Ik heb de schroefgaten 30 mm hart-op-hart gezet, zodat hij past op geperforeerde bodemplaten van 10 mm. Laatste check? Zonder verder commentaar ga ik maar eens bestellen. Van wie nog mee wil doen, hoor ik graag.

[Barry2001]

Ja beter zo, ground loopt nu door, je bent nu ook van het ratsnest / guidlines af (ik weet niet hoe het heet in Fritzing )