Theorie zum Covox Stecker

[Zuse]

Guten Abend.

Gerade bin ich auf ein Schaltbild eines Covox Adapters gestoßen. Die Schaltung ist relativ einfach, zumindest wenn sie Rein Diskret mit Widerständen aufgebaut wird. Soweit ich das sehen kann, ist das ganze eigentlich nur ein Großer Spannungsteiler, der Am Lautsprecher, je nach angesteuertem Pin, eine verschieden hohe Spannung abfallen Lässt. dadurch müssten sich, zumindest bei ausreichender Frequenz zumindest annähernd Analoge Signale nachbilden lassen. bin ich dem Prinzip nahe, oder liege ich jetzt Ganz falsch ??

[CptKlotz]

Ich glaube, du liegst richtig. Das müßte so ziemlich der simpelste vorstellbare D/A-Wandler sein.

[Shockwav3]

Du liegst vollkommen richtig.

Bei entsprechender CPU Leistung kriegt man damit recht passable Ergebnisse - die Demo Crystal Dream kann an einem Covox Sampleraten bis 66KHz erreichen (allerdings eben konzeptbedingt nur bei 8Bit Auflösung). Mit einem entsprechenden dediziertem Schaltkreis (z.B. DAC0808) kann man die Qualität weiter verbessern, braucht dann allerdings eine zusätzliche Stromversorgung (der "DMA-Sound" im Atari STE funktioniert beispielsweise genauso).
Ab ca. 700MHz lassen sich damit sogar MP3s unter DOS ohne Soundkarte abspielen.

Zu bedenken ist allerdings, dass die Treiberleistung vom LPT Port nicht unbedingt für Analogsignale ausgelegt ist, so dass man um einen zusätzlichen Verstärker (Aktivboxen reichen) kaum rumkommt.
An guten Kopfhörern (z.B. AKG 518) ist die Leistung so gering, dass man wirklich kaum etwas hört.

Wer's kompliziert mag, kann gleich einen Stereo Covox mit 2x 8Bit Auflösung basteln ;) Hab ich mal auf Lochraster gemacht und steht dem Soundblaster 1.5 was die Qualität betrifft in nichts nach - braucht eben nur mehr CPU Leistung weils keinen DMA Zugriff gibt.
http://cd.textfiles.com/thegreatunsorte ... stereo.gif

[sascha2000]

Hallo,

ich habe jetzt die Schaltung nicht gesehen, die du ansprichst. Es wird sich vermutlich um ein R2R Netzwerk handeln, ist eine Standard-Schaltung für einfache passive D/A Wandler.

Problematisch ist bei diskretem Aufbau die unterschiedliche Erwärmung der einzelnen Widerstände, die dann eben von ihren Werten uneinheitlich auseinander driften. Nicht jedes Bit wird mit der gleichen Häufigkeit gesetzt. Für sensible Ohren sind diese "Verzerrungen" durchaus hörbar. Abhilfe: Alles in einen chip packen, dann sind die Widerstände nahe beieinander, die Wärmeübertragung ist erheblich besser, die drifts geringer.

Es gab mal von Ferranti einen Chip "ZN426", der bestand nur aus so einem R2R Gatter. Im prinzip wird damit der Aufbau sogar noch einfacher, da man nur noch VCC +GND sowie die 8 Datenleitungen anlöten muss. Auch der ZN428 wäre möglich, das Latch muss jedoch deaktiviert werden, weil es zu langsam ist.

http://www.datasheetarchive.com/ZN426E8-datasheet.html

Da diese Chips nicht mehr produziert werden, gibt es die nur noch in der Bucht, erfreulicher weise für kleines Geld.


Viele Grüße
Sascha

[Zuse]

Da du die Erwärmung ansprichst : die Widerstände befinden sich im kOhm bereich, d.h. bei 5V (oder 12V ??) ist der Fließende Strom bzw. die Durch den Spannungsabfall auftretende Heizleistung ja äußerst gering. Da Widerstände ja nicht sonderlich Temperaturabhängig sind (außer Spezialtypen) sollte die Veränderung im mOhm bereich liegen... Ist es trotzdem so dramatisch mit dem Vergurktem Klang ?

Ich gedenke etwas in der Richtung zu Basteln... nur Würde ich zum Verstärken dann den LM387 Benutzen, da dießer schon ab 3V arbeitet...

[sascha2000]

Hallo,

> Ist es trotzdem so dramatisch mit dem Vergurten Klang ?

Die korrekte Signalübertragung war, soweit mir bekannt, einer der Gründe warum man das in einen Chip gepackt hat. Platzersparniss, PCB Bestükungskosten usw. natürlic h auch.
Ich selber höre zwischen einem Diskreten R2R Netzwerk und einem ZN426 keinen Unterschied heraus. Ich meine mich zu erinnern, dass audiophile Zeitgeister Ende der 80er den ZN426/ZN428 u.A. aus klanglichen Gründen bevorzugt haben.

Ich denke für einen Versuch, ohne extrem hohe Ansprüche an die Klangqualität, hat der ZN426 nur den Vorteil des etwas geringeren Lötaufwandes und der kompakteren Bauweise.

Viele Grüße

Sascha

[Dosenware]

Ich gedenke etwas in der Richtung zu Basteln... nur Würde ich zum Verstärken dann den LM387 Benutzen, da dießer schon ab 3V arbeitet...

Der Parallelport kann gerade so einfache 10mA LEDs zum leuchten bringen, die Leistung auf den Steuerleitungen ist noch geringer, Sprich:

-Eine Erwärmung der Widerstände bekommst du nur hin, indem du selbst heizt.
-für alles andere brauchst du eine externe Spannungsversorgung

in jedem Fall brauchst du einen Verstärker, sei es indem du die Covox an einen Mikrofoneingang hängst, oder gleich digital "verstärkst"

sind übrigens 5V - wie üblich hochohmig abgesichert, weshalb die Spannung bei Last extrem schnell einknickt.

PS. richtige D/A-Wandler wurden Haupsächlich aus 2 Gründen eingesetzt:
-Der Ausgang ist belastbarer (Mit Kopfhörern ist beim R-netzwerk nichts zu machen)
-mit Widerständen bekommt man keine perfekte Liniearität (es gibt keine 8 Widerstände, bei denen einer doppelt so groß ist, wie sein Vorgänger)
EDIT: gut der 2te Punkt hat sich relativiert, Wiki hat da eine andere Version der Covox im Angebot

[sascha2000]

Nun es ist eine rechnerische Frage ob der Temperaturdrift der Widerstände größer ist al deren notwendige Genauiigkeit.

Ich habe das jetzt nicht durchgerechnet aber als Referenz:

http://www.ee.up.ac.za/main/_media/en/u ... marked.pdf

Seite 15 Kapitel Accuracy of resistor ladders

Weist zumindest darauf hin, dass es schwierig wird das ganze diskret mit 8bit Genauigkeit aufzubauen. Man kommt, so wie ich das lese, auf bestenfalls 5bit Genauigkeit bei 1% Abweichung zu den sollwerten der Widerständen.

In wieweit eine uneinheitliche Erwärmung bei P=5V*10mA=50mW das Ergebnis hörbar verschlechtert würde ich deshalb pauschal nicht ausschließen, es kommt auf die Temperaturkoeffizienten des Widerstandes + auf die Schaltungsgegebenheiten an.

[Dosenware]

LEDs haben, bei Durchgang, einen verschwindend geringen Widerstand.
Bei den Widerständen, die die Schaltung von Wiki aufweist kommst du, selbst wenn man die Ausgangswiderstände des Parallelports nicht berücksichtigt, noch nichtmal auf 0,25mA pro Ausgang. Also die Selbsterwärmung ist fast schon im negativen Bereich.

Was die Sache eher ungenau macht ist die Toleranz der Widerstände, sowohl die des Ports, als auch der Schaltung.

[Zuse]

naya, man könnte theoretisch
Potis oder Trimmer verwenden und alles gaanz genau abstimmen (Widerstand des Pins via Kurzschlusstrom ermitteln) aber hey, ich mein es is audio... das ich für den lm386 eine eigene versorgung brauch ist klar, aber ich meinte für 3V kann ich auch eine Knopfzelle verwenden, die braucht wenig Platz... mich würd das halt mal reitzen. vor allem hab ich dank nem Tippfehler noch 300 1Mohm Widerstände rumfliegen. Da der strom dann geringer ist kann ich am Ausgang ja einen Impendanzwandler anschließen... (->siehe Radiobastelbuch von Schubert, für Schaltpläne)

[Zuse]

zum Thema LED muss ich auch noch meinen Senf los werden... als erstes muss man erwähnen, das der "Widerstand" von LEDs vom Fließenden Strom abhängt (->Diodenkennlinie) z.b. bei 20mA und 2v beträgt dieser ca. 1000 Ohm. allerings kann der spannungsabfall je nach Strom stark schwanken...
deswgen, wenn an was macht und es richtig machen will, liber vorher mal ins Datenblatt sehen

[Shockwav3]

Du kannst auch einfach die 1.50€ für die Bauteile ausgeben - der große Vorteil vom Covox Stecker ist halt, dass er in der einfachsten Inkarnation spottbillig ist - habe erst kürzlich für jemanden hier im Forum 3 solcher Stecker gebaut.

Ohne ins Datenblatt zu schauen, die Knopfzellen würde der LM386 wahrscheinlich fressen wie Bonbons. Ich habs damals hässlich aber funktional gemacht und an den DAC0808 bzw. LM386 einfach 'ne Molexbuchse gepackt.
http://www.dosforum.de/download/file.php?id=21

[matze79]

Ich wuerde mir den Strom vom DIN/PS/2 Anschluss holen mittels Zwischenstecker.
Oder wenn vorhanden 5V von einen der USB Ports.
Ausserdem wuerde ich eher zum TDA2822 raten.
Der LM386er ist ein Mieser Chip.

Gruss Matze

[Zuse]

Der LM386 sollte in dem Fall ausreichen, da man mit 8 bit Auflösung sowiso nichts wirklich hochauflösend Widergeben kann dafür reicht mir der einfach zu beschaffende LM386, auch weil er nur 20cent kostet

[Shockwav3]

Die Idee mit 'nem Zwischenstecker vom Keyboard Anschluss ist echt gut - allerdings, wieviel mA liefert der? "Generell" doch um die 200, oder?

Ebenso ist der Einwand mit dem LM386 durchaus berechtigt - der ist halt zur Signal- und nicht zur Audioverstärkung ausgelegt.
Wenn man sich schon Sorgen um die Toleranzen/Temperaturen der Widerstände macht, sollte man nen Schritt weiter nicht unnötig zu Kosten der Qualität sparen.