www.stroemlinge.de - Astra H GTC Musikanlage CDC 40 Opera Audiointerface V2 (201202)

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CDC 40 Opera Audiointerface V2 (201202)

Wie bei vielen Serienradios sind auch bei dem hier behandelte "Opel CDC40 Opera" (von Delphi / Grundig) vom Hersteller keine Möglichkeiten vorgesehen, Line-Level Audiosignale aus dem Gerät heraus oder hinein zu bekommen. Um dennoch einen externen Verstärker und z.B. einen MP3-Spieler anschliessen zu können, ist ein Eingriff in die Elektronik des Radios notwendig.

CDC40 Opera

Das Bild vom Innnenleben des Radios zeigt die entscheidenden Baugruppen. Der L5959 ist ein Spannungsregler und High Side Schalter. U.a. steht an dessen Pin 13 (V8P5) eine geschaltete, geregelte Hilfsspannung von 8.5 V zur Verfügung, die von den meisten Ereignissen im Auto (z.B. Zündung, Türschalter, Zentralverriegelung) üder die Pins 4, 5, 6 (EN0, EN1, EN2) aktiviert wird. Ich vermute, die Aktivierung erfolgt durch den CAN-Transciever des Radios bei jeder Aktivität auf dem angeschlossenen CAN-Bus.

CDC40 Opera L5959

Der TDA7564 ist ein klassischer 4-Kanal AB-Leistungsverstärker für Autoradios. Er bildet eine der letzten analogen Audiobaugruppen in diesem Radio. Die übrigen Audiosignale (incl. Radiosignal, CD-Signal) werden bis zum DSP (SAF7730HV) digital verarbeitet und bieten dem Amateurbastler kaum Angriffsmöglichkeiten.

CDC40 Opera TDA7564

Nach dem Entfernen der Koppelkondensatoren für das Audiosignal zwischen DSP und TDA7564 (rot markiert) kann statt derer die folgende Schaltung eingeschliffen werden.

CDC40 Opera Interface Schaltung

IC1A - IC1D:
Aus der geregelten 8.5 V Hilfsspannung wird die künstlichen Masse bei ca. 6 V erzeugt.
IC4A - IC4D:
Die beiden Radio-Signale für LF und RF werden jeweils gepuffert und das AUX-IN-Signal dazu addiert. Das resultierende Signal wird von einem Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz von ca. 195 gefiltert. In der Nähe dieser Frequenz sollte der externe Tieftonlautsprecher die Wiedergabe aufnehmen. Das Hochpassfilter kann durch einen Lötjumper (SJ1, SJ2) überbrückt werden.
IC2B und IC8B:
Die beiden AUX-IN-Signale werden über Differenzverstärker der Schaltung zugeführt. Das eliminiert effektiv Gleichtaktstörungen, unterdrückt Masseschleifen und erweitert den Gleichtakt-Eingangsspannungsbereich.
IC2A, -C, -D und IC8A, -C, -D:
Die beiden Radio-Signale für LR und RR werden jeweils gepuffert und das AUX-IN-Signal dazu addiert. Das resultierende Signal wird als LINE-OUT nach aussen geführt. Die parallel geschalteten nichtinvertierenden Verstärker sorgen für eine geringe Ausgangsimpedanz.
IC5:
Dieser High Side Switch wird von der geschalteten 8.5 V Hilfsspannung aktiviert. Er gibt in Folge dessen die Versorgungsspannung für den Rest der Schaltung und den REMOTE-Ausgang frei. Letzterer dient der Steuerung externer Verstärker.

Soll die Schaltung nur mit zwei Kanälen arbeiten, werden R6 und R7 mit jeweils 39 k bestückt. Im Gegenzug bleiben R29 und R15 unbestückt.
Alle von der Schaltung ausgehenden in das Radio eintretenden oder das Radio verlassenden Ein- und Ausgangssignale, sind durch Suppressordioden usw. gegen transiente Überspannung, ESD usw. geschützt.

CDC40 Opera Interface Layout

Dieses mögliche Layout nutzt aus ästhetischen und Platzgründen überwiegend SMD-Technologie. Andere Layouts sind natürlich denkbar.

Liste der verwendeten Bauelemente:

Qty	Value		Device	Parts	Description	Reichelt
20	330	R	R-EU_R0805	R4, R5, R12, R17, R18, R30, R31, R32, R37, R39, R40, R44, R46, R47, R48, R49, R50, R51, R52, R53	RESISTOR, European symbol	SMD-0805 330
1	1.8	k	R-EU_R0805	R14	RESISTOR, European symbol	SMD-0805 1,80K
1	4.7	k	R-EU_R0805	R19	RESISTOR, European symbol	SMD-0805 4,70K
4	10	k	R-EU_R0805	R10, R11, R42, R54	RESISTOR, European symbol	SMD-0805 10,0K
3	18	k	R-EU_R0805	R35, R36, R45	RESISTOR, European symbol	SMD-0805 18,0K
17	39	k	R-EU_R0805	R2, R3, R8, R13, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, R33, R34, R43	RESISTOR, European symbol	SMD-0805 39,0K
3	100	k	R-EU_R0805	R1, R16, R38	RESISTOR, European symbol	SMD-0805 100K
1	1	uH	L-EUL1812	L1	INDUCTOR, European symbol (1.2 R)	L-1812AS 1,0µ
22	1	uF	C-EUC1206K	C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C13, C14, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27	CAPACITOR, European symbol	X7R-G1206 1/100
2	33	nF	C-EUC1206K	C11, C28	CAPACITOR, European symbol	X7R-G1206 33N
2	66	nF	C-EUC1206K	C9, C12	CAPACITOR, European symbol	X7R-G1206 66N
1	1000	uF	CPOL-EUH13	C15	POLARIZED CAPACITOR, European symbol (25 V)	VF 1000/25K-H13
3			TS4148 0805	D4, D7, D14	DIODE General Purpose	TS 4148-0805
5			BAS40-04	D6, D10, D12, D15, D16	DIODE Silicon Schottky	BAS 40-04 SMD
9			SM6T24CA	D1, D2, D3, D5, D8, D9, D11, D13, D18	SUPPRESSORDIODE, 24 V, bidirectional	SM6T 24CA SMD
1			BTS462T	IC5	High Side SWITCH	BTS 462
1	200	mA	TE5	F2	FUSE	PFRA 010
1	400	mA	TE5	F3	FUSE	PFRA 020
2			236-412	X1, X2	Terminal Strips, WAGO SERIES 236	WAGO 236-412
4			TL084Q	IC1, IC2, IC4, IC8	OP AMP
2			SJ	SJ1, SJ2	SMD solder JUMPER
2	optional		R-EU_R0805	R6, R7	RESISTOR, European symbol

Bei der Auswahl von Bauelementen, Kabeln usw. sollte darauf geachtete werden, dass sie den Anforderungen im Automobilbereich gerecht werden. Das betrifft hauptsächlich den erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +125 °C. Passende Operationsverstärker für diesen Temperaturbereich sind bei den "üblichen Verdächtigen" für Bastlerbedarf nicht erhältlich. Hier ist etwas Kreativität bei der Beschaffung gefragt. Alternativ dazu kann auch ein standard-OPV, z.B. der TL084C, eingesetzt werden. Dann besteht jedoch das Risiko, dass es in kalten Wintern oder heissen Sommern zu Problemen und Ausfällen kommt. Eine Beschädigung des Radios oder externer Komponenten ist nicht zu erwarten. Grundsätzlich sollte der eingesetzte OPV neben der Pinkompatibilität folgende Eigenschaften erfüllen:

geeignet für Audio (rauscharm, verzerrungsarm usw.)
hochimpedante Eingänge (z.B. JFET)
Gleichtaktein- und Ausgangsspannungsbereiche bis mindestens 2.5 V an die Versorgungsspannungen heran
interne Frequenzgangkompensation
Arbeitstemperatur von -40 bis 125 °C

Ein OPA4134 erfüllt diese Vorraussetzungen zu einem deutlich höheren Preis.

Fertig aufgebaut kann diese Schaltung wie folgt aussehen.

CDC40 Opera Interface Aufbau

Die Platine kann an die Unterseite des Radio-Deckels befestigt werden. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, sollte der Bereich des Radio-Deckels unterhalb der Platine mit einer passendemn Kunststoff- oder Glimmerscheibe isoliert werden.

CDC40 Opera Interface Aufbau

Ein Loch für die Kabel zur Aussenwelt kann mit etwas Mühe und einem schnelldrehenden Multifunktionswerkzeug (Trennschleif-Aufsatz) geschnitten werden. Dabei müssen alle elektronischen Baugruppen sorgfältig vor dem leitenden Schleifstaub geschützt werden. Die Kabel sollten im Bereich der Durchführung ausreichend gegen Durchscheuern geschützt werden.

Für die Verbindung der Schaltung mit dem Radio eignen sich dünne, flexible Litzen mit robuster und hitzebeständiger Isolation. Besonders problematisch sind die Lötstellen und die wenigen Millimeter Kabel oberhalb der Lötstelle, wo das flüssige Lötzinn auf Grund der Kapilarität von der Litze aufgesogen wurde. Diese Bereiche sind spröde und auf Dauer bei automobil-typischen Vibrationsbelastungen sehr bruchempfindlich. Daher sollte jede Lötstelle und ca. 10 mm Kabel mit einem Tropfen temperaturfesten Silikons oder elastischen Polymerklebstoffes fixiert und bedämpft werden. Die folgenden Bilder zeigen, an welchen Positionen die entsprechenden Kabel angelötet werden. Die Kabelfarben der Signale sind im Schaltplan weiter oben vermerkt. Die weiter oben bereits erwähnten Koppelkondensatoren (jeweils 220 nF vermutlich X7R Keramikkondensatoren) sind bereits entfernt.

CDC40 Opera Interface Verkabelung

Beim Anlöten des hellgrünen Kabels ist ein Missgeschick passiert. Es hat sich die Leiterbahn von der Platine gelöst. Deshalb wurde das grüne Kabel direkt an den betreffenden Pin 14 des TDA7564 angelötet. Dieser ist nur von der Rückseite des TDA7564 erreichbar, weswegen in so einem Fall das halbe Radio zerlegt werden muss.

CDC40 Opera Interface Verkabelung

CDC40 Opera Interface Lötstellensicherung

Die Sicherung der Lötstelle sieht nicht schön aus. Ob sie den Anforderungen standhält, wird sich zeigen.