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Copyright  by  Ernst Schmid, München



Der Studer A101 ( und A102 )


Mir bekannte Versionen des Studer A101  Operationsverstärkers


1. Version - vergossen im schwarzen Becher
2. Version in Tauchlack ohne Punkt
3.Version mit diskreten Bauteilen


mit rotem Punkt  = Rauschen Klasse 2






Alle Bilder sind von mir aufgenommen von Modulen in meinem Besitz


Die Studer A101  und A102  sind minimalistische Transistor-Schaltungen, bestehend aus  4 Transistoren und 5 Widerständen + 1 Tantal Elko.
Zweck Verwendung als Audio - Operationsverstärker


Datum der ersten Ausgabe 9.6.1070 des Studer Datenblattes
Zur Verwirrung ist das Schema kopfüber gezeichnet, also Minus Ub oben
Das ist das Datenblatt  der diskreten Version
gezeichnet  14.12.2977 mit unbekannter Änderung 1982.


Technische Details
Die Eingangsstufe ist als Differenzverstärker mit rauscharmen PNP Transistoren realisiert.
Der Eingangstransistor ist im Rauschminimum des Kollektorstromes bei ca. 60uA für 10k Quellimpedanz betrieben.
Somit erreicht man bei einer bestimmtem Eingangs-Quellenimpedanz sehr niedriges Rauschen.



NF = f (Ic)   Frequenz =  1kHz
NF = f (Ic)   Frequenz =  10kHz


Die Umsetzung vom Differenzverstärker auf die Ausgangsstufe erfolgt mittels NPN-Transistor.
Je nach Verstärkungs-Erfordernis kann der T 3 durch einen externen Kondensator  4,7 ...  22pF " kompensiert " werden, damit die
Schaltung auch bei kapazitiver Last stabil  funktioniert.

Die Ausgangsstufe ist eine - dem schon recht genialen Entwickler Paul Zwicky zu verdankende
Trickschaltung mit hoher Stromfähigkeit bei Aussteuerung in beide Richtungen.
Dazu vorbereitet ist eine Ansteuerung einer Stromverstärker-Schaltung = kleine Leistungsendstufe.

Die von mir in der Simulation ermittelte Leerlaufverstärkung der A101 kommt je nach Transistor - Beta auf ca. 4 000 also 72dB
Das ist für eine Schaltung mit eigentlich nur 2 verstärkenden Transistoren sehr beachtlich.
(Der zweite Eingangs-Transistor ist der Antipoden Eingang - der zweite Ausgangstransistor ist eben die Stromverstärker-Trickschaltung.


Hybrid -
Die beiden frühen Version waren Hybrid Dickschicht - Module ,
Die erste Version  vergossen in einem schwarzen Becher, d
ie zweite Version sind die blauen Tauchlack- A101

Was ist hier Hybrid?
Auf das weiße ALO- Trägerplättchen mit den aufgedampften Metall- Leiterbahnen wurden die Widerstände
durch Druckverfahren (= Dickschicht ) aufgetragen.
Die Transistoren kamen als Silizium -Plättchen und wurden auf die Pads der Leiterbahnen aufgebondet,
oder in der Form der heute gebräuchlichen SMD-Bauteile aufgelötet. Durch den Tauchlack schemenhaft erkennbar.

Das Ganze dann vergossen in den schwarzen Bechern, oder eben - später - nur in Lack getaucht.

Die fertigen Module wurden gemessen auf Rauschen und die mit dem höheren Rauschen markiert:
    Die mit dem geringsten Rauschen als A101,   
    höheres Rauschen ergab noch einen A101 - aber mit Farbpunkt. 
    In den Plänen  der A80VU  MKI  ist auf den Pre amps pro Geschwindigkeit im Kanalzug je ein A101 HC ohne Punkt und einer mit Punkt eingezeichnet.
  
Vorteil der A101  bzw. grundsätzlicher Unterschied zu integrierten Operationsverstärkern:
Der Phasengang des A101  ist im Leerlauf in der Simulation bei 100kHz   85grd bei C comp 10p
die Leerlauf-Verstärkung  erreicht  72dB bei 1kHz

Der Frequenzgangsplot
Die Simulationschaltung


Integrierte Audio op amps sind meistens intern so kompensiert, daß sie bei einigen Hz bereits eine open loop Phasendrehung
von 45 grd erreichen Bei 100Hz ist 90 grd Phasenwinkel open loop erreicht, bleibt dann konstant auf 90 grd bis 100kHz

Quelle  OPA 134 Datenblatt




Klingt die A80 wegen der Hybrid / diskreten A101 - Module so gut?
Es sind keine integrierten OP Amps im Signalkreis.
Diese Frage ist eher von Schamanen oder Kondensator-Hörern zu beantworten.

Weshalb überhaupt der Umstand  mit dem Hybrid  A101 -
hätte man nicht die Transistoren diskret bestücken können?
Wer sich die Verstärker der A80 R  und  A80 RC auf der Lötseite ansieht, der stellt fest - alles von Hand gelötet.
Vermutlich sind auch die Einschübe der A80 VU MKI  handgelötet.

Und wenn man angesichts der Stückzahlen überschlägig rechnet, kommen doch einige tausend Lötstellen zusammen,
die man sich so erspart.

Pro Verstärkerkreis reduziert sich die Anzahl der Lötstellen bei Verwendung des A101 von 24 auf 9, Differenz  = 15
    Macht bei 4 HC  auf jeder  A80 VU Rec Pre oder Repr Pre  =  60 Lötstellen / Platine weniger    
    Gesamt also bei
bei einer 16 Kanal A80 VU MKI  in den Rec -  und Repro Pre Verstärker  = 2000 Lötstellen gespart

Und auch Nebenaspekte wie
    + keine falsche Bestückung von Transistoren
    + geprüfte Verstärkermodule
    + geringerer Platzbedarf der HC  auf den Platinen als Einzetrans  und Wid.
mögen eine Rolle gespielt haben.

Und - wieder mal die Nase
vorne zu haben, mit der Vorform der "Integrierten Schaltungen"

Bei der A80 VU MKII sind die Studer HC A101 durch erste IC -Audio OP Amps TBA931 verdrängt - nicht ganz -
    bis auf einen pro Kanal auf der "Record driver amp" und zwei A101 im Master Oszillator

Bei 240 kHz ist halt mit dem TBA  nicht mehr viel los....
Der TBA 931  lt Datenblatt Grenzfrequenz 150kHz, vermutlich in open loop gemessen.




Und was ist mit dem A102?

Also - der A102 ist vom Innenleben her ein A101, nur daß die Rausch-Spezifikationen  nicht eingehalten werden.
Für diese Drittklasse - A101  bleiben nur untergeordnete Anwendungen, z.B. als Treiber in der A77 bim ORF Line out amp.