Stufen-Lautstärke-Regler - selbstgebaut

Aufgrund meines 6C33C-Verstärkers der, als reine Endstufe, keinerlei Lautstärke- oder Klangregelung besitzt, stehe ich momentan vor der Aufgabe mir das entsprechende notwendige Equipment aufzubauen.
Wegen akutem Platzmangel bin ich leider nicht in der Lage, sehr gute (und notwendigerweise große) Lautsprecherboxen aufstellen zu können. Ich verwende deshalb nur kleine Boxen, bei denen eine Klangregelung – zumindest für mein eigenes Hörempfinden – notwendig ist.
Ebenfalls benötige ich diverse Eingänge, einzeln schaltbar. - Und, selbstverständlich, einen Lautstärkeregler. Und genau hier fängt das "Problem" an. Welchen Typ verwende ich ? Nur das beste, logisch, sollte es sein. Aber er sollte auch (weil’s mir einfach besser gefällt) einer mit Rasten sein, bei dem man in einzelnen Rastschritten auch "fühlt, wie’s lauter wird".

Ralf Sürtenich, der sich seinen Lautstärkeregler mit einem 24-Stufen-Schalter und div. Widerständen aufgebaut hatte und diesen auf seiner Homepage - http://www.suertenich.com – auch veröffentlichte war heute bei mir zu Hause, zu Besuch.
Auf seinen Lautstärkeregler zu sprechen kommend erklärte Ralf mir die Zusammenhänge und Funktion dieses Lautstärkereglers und ich war fasziniert und begeistert von der Einfachheit.
Klar, es wird erhebliche Arbeit werden, alle Bauteile zusammen zu bekommen, ihn zu bauen und auch eine Menge Geld kosten bis er fertig ist – aber er wird jeden Euro wert sein den er gekostet hat.
Daß ich (jetzt schon) vom Euro schreibe, obwohl es noch reichlich dauert bis er eingeführt ist, hat seinen Grund... – dieser Lautstärkeregler soll lange halten. Und nicht nur so lange wie es noch die D-Mark gibt, nicht nur ein paar Monate, bis dann das erste kratzende Geräusch zu hören sein wird. - Was man von den Teilen die man so in den Elektronikläden bekommt nicht gerade behaupten kann, da habe ich schon tolle Sachen mit erlebt ...  :-(

Ralf war einverstanden, die Zeichnung die wir dabei anfertigten hier mit entsprechenden Berichten vorzustellen. Ich habe mir von Ralfs Homepage, auch mit seinem Einverständnis, das Foto seines Reglers herunterkopiert, bis meiner fertig ist - dann werde ich hier auch meinen Regler zeigen.
Hier nun das Foto des von Ralf aufgebauten geshunteten Lautstärkereglers.


Ralf fertigte eine Pertinaxplatte mit einer Mittelbohrung an, durch die er die Achse des Schalters steckte und sie damit fixierte. An 2 gegenüberliegenden Seiten bohrte er je ein Loch, durch welches er Lange Schrauben steckte - s. Bild.
In Höhe der Widerstandsebenen fixierte er zwischen je 2 Muttern Doppel-Lötösen, also auf jeder Seite in Höhe jeder Ebene je eine Doppel-Lötöse. An diese Lötösen lötete Ralf die Widerstände fest, jede Lötöse verband er miteinander noch einmal mit einem Schaltdraht, ein weiterer Schaltdraht kam auf die Masseverbindung.

Hier ist sie Schaltzeichnung, wie Ralf und ich sie aufgezeichnet hatten.


Von links kommend das Eingangssignal, dieses wird an Punkt 1 (lauteste Stellung) angeschlossen. Gleichzeitig wird ein 100-kOhm-Widerstand, der als Shuntwiderstand eingesetzt ist, vom Punkt 1 auf die Mitte des Reglers, an den Schleifkontakt, angelötet. Somit hat man immer, egal bei welcher Schaltstellung (abgesehen Schaltstellung 1) das folgende Schaltbild :


Der Shunt-Widerstand ist immer, egal in welcher Schaltstellung, eingespeist. Der in Schaltstellung 2, 3, etc. angewählte Widerstand entspricht dem hier in der senkrechten eingezeichneten Widerstand, er wird mit seinem Ende an Masse gelegt.
Somit erhält man einen Spannungsteiler. Die Eingangsspannung verhält sich zur Ausgangsspannung wie der Gesamtwiderstand R1 + R2 zum senkrecht eingezeichneten Widerstand R2, also (R1 + R2) / R2.
Ist der erste Widerstand - Schaltstellung 2 - 100 Ohm, so ergibt sich 100.000 Ohm + 100 Ohm = 100,010 Ohm geteilt durch 100 Ohm = ~ 1 kOhm, wird in Schaltstellung 2 ein 500-Ohm-Widerstand eingesetzt, so erhält man 100.000 + 500 = 100,050 / 500 = ~ 2 kOhm.
Jeder einzelne der Schaltstellungen wird mit einem anzulötenden Widerstand belegt, dessen zweiter Pol auf Masse gelegt wird.
Man kann nun - dieses ist wesentlich einfacher als Ralfs Lösung der gemeinsamen Masseverbindung - alle Widerstände der untersten Schalterebene gleichmäßig in einer Ringform nach oben biegen, ebenfalls alle Widerstände der zweiten Schalterebene - und dann alle Widerstände mit einer aus Schaltdraht gebildeten Ringleitung miteinander verbinden, diese wird dann auf Masse gelegt.

In der nachfolgenden Tabelle wird von einem 100 kOhm-Potie (so wie ich ihn benötige), log., ausgegangen, aus der Tabelle kann man genau die einzusetzenden Widerstände ablesen. Man erkennt zunächst den errechneten Wert, dann den empfohlenen Wert, hier ist er zuerst 100 Ohm, als nächster 130 Ohm, dann 180 Ohm, u.s.w.

Step Ideal resistor value (ohm) Used resistor value (ohm) Total attenuation (dB)
1 96 100 -60,01
2 130 130 -57,73
3 178 180 -54,91
4 243 240 -52,42
5 332 330 -49,66
6 454 470 -46,60
7 620 620 -44,21
8 849 820 -41,79
9 1.161 1.200 -38,52
10 1.591 1.600 -36,06
11 2.184 2.200 -33,34
12 3.005 3.000 -30,71
13 4.146 4.300 -27,70
14 5.745 5.600 -25,51
15 8.007 8.200 -22,41
16 11.254 11.000 -20,08
17 16.014 16.000 -17,21
18 23.208 24.000 -14,26
19 34.597 36.000 -11,54
20 54.024 56.000 -8,90
21 91.802 91.000 -6,44
22 188.293 191.000 -3,66
23 819.548 820.000 -1,00
24 0 0 0,00


Wie kommt man nun an diesen Wert ? Was ist, wenn man sich ein Potie mit einem ganz anderen Wert aufbauen will, oder der Stufenschalter eine ganz andere Rastung hat?
Ralf hatte hierzu im Internet eine tolle Seite gefunden, es ist die Seite Stepped Volume Controls (by Voltsecond).
Von dort kann man sich eine Excel-Tabelle herunterlladen, die dann die gewünschten Widerstandswerte perfekt berechnet.
Ich stelle, der Einfachheit halber, diese Excel-Tabelle hier auf diese Seite :
Stepped_attenuator_97ver_F.zip

Hat man sich diese gezippte Excel-Tabelle heruntergeladen (einmal mit dem Mauszeiger auf den Link klicken, nach einem kurzen Moment öffnet sich ein Kontext-Menue, hier gibt man dann den Speicherort an) und danach entpackt, startet man die Tabelle. - Voraussetzung ist, logischerweise, ein vorhandenes und installiertes MS-Excel.
Ist diese gestartet, muß zunächst einmal ganz unten die entsprechende Tabelle eingestellt werden, möglich sind hier "normal" (seriell), "shunt", "discrete shunt mode", etc. - Und genau diesen Tabellenbereich, "discrete shunt mode", sollte unbedingt angewählt werden, denn dieser Modus ist der hier auf dieser Seite beschriebene.
Ist man in dieser Tabelle, wird in der obersten linken Position der Stufenschalter eingetragen, hier sind bereits 24 Stufen voreingestellt.
Darunter werden die einzelnen Schritte in db angegeben, hier sind 2,70 db eingetragen, diese ergeben mal 24 = ~ 60 db, was praktisch Lautstärke Null entspricht.
Darunter, in Position 3, wird der Widerstandswert des Shunt-Widerstandes eingesetzt, voreingestellt ist auch hier schon 100 kOhm (100,00E+3). Ganz oben in der Excel-Tabelle (oberste Zeile - zweite von links, wo die Formel eingetragen wird) kann man auch schon den Wert 10000 ablesen, wenn man mit dem Mauszeiger in die 3. Spalte, "Resistor to selector switch", klickt.
Darunter wiederum, in Feld 4 und 5, können die Werte unbeachtet bleiben.
Hinweis : Alle diese Berechnungsgrundlagen entsprechen einem log. - Potie, hier gibt es keine Möglichkeit einen lin.-Potie zu berechnen. - Was auch nicht notwendig ist, denn zur Lautstärkeregelung muß immer ein log.-Potie verwendet werden - und wer will für die Klangregelung diese Stufenschaltung verwenden..?
Ein solcher 24-stufiger Schalter mit 2 Ebenen gibt es bei Schuricht, unter der Best.-Nr. 04-2130, Name : Elma-Stufenschalter mit 2 Ebenen, für ca. 78.- DM.
Die Metallfilm-Widerstände (solche sollten unbedingt verwendet werden !!) besorgte Ralf sich bei Conrad-Elektronik. Er schrieb sich die Widerstände die er benötigte auf, ging in das nächste Conrad-Geschäft und sagte dem Verkäufer, er wolle von diesen Werten je zwei Stück haben.. - was knapp 10.- DM ausmachte ...

Nachtrag : Der Stufenschalter, sollte nicht der von (Ralf) vorgeschlagene Verwendung finden, muß ein kurzschließender sein, d.h. er muß einen gleitenden, kurzschließenden Übergang zwischen den Kontakten haben. Die normalen Stufenschalter bieten so etwas nicht, bei diesen ist der Kontakt beim weiterschalten kurzzeitig unterbrochen - was bei einem Lautstärkeregler nicht nur äußerst störend, sondern sogar sehr schädlich für Verstärker und Lautsprecher sein kann !



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