Upgrade акустики Pioneer CS-100

Примерно с пару месяцев назад меня пригласили на “смотрины” и небольшую прослушку очень интересной и пожалуй даже в чем-то уникальной акустики Pioneеr CS-100, экземпляр который был недавно привезен из Японии. По результатам прослушки комплект акустических систем был приобретен и у счастливого владельца возник закономерный вопрос – а можно ли что-либо улучшить в акустике, которой в общем-то уже примерно 40 лет? (Спойлер: Можно!)

Но для начала немного технических подробностей. Pioneer CS-100 – полноразмерная напольная трехполосная акустическая система, выпускавшаяся в Японии с 1969 до примерно начала 80-х годов. Даже на сегодняшний день характеристики системы выдающиеся –

  • Схема построения: 3 полосы, 4 динамика, акустическое оформление закрытый ящик (!), напольное размещение.
  • Динамики: НЧ: 38cm (PW-38F). СЧ: 16cm (PM-16B, 2 шт, соединены параллельно), ВЧ рупорный (PT-102F, алюминиевая диафрагма)
  • Номинальный Импеданс: 8 или 16 Ом, выпускались два варианта
  • Номинальный диапазон воспроизводимых частот: 20…20000Hz
  • Номинальное звуковое давление: 97dB/W(!)
  • Максимальная подводимая мощность: 60W (@16 Ом)
  • Габаритные размеры. 600(ш) х960(в) x445(г) мм
  • Вес: 63kg


Схема фильтров довольно интересна. Фильтры НЧ (L1C1) и ВЧ (C4L4) звеньев – очень похожи на “классический” Linkwitz-Riley второго порядка с частотами раздела 600 и 6000 Hz, отсутствие цепей компенсации импеданса перед НЧ и ВЧ динамиками вероятно подразумевает, что их АЧХ исключительно ровны и свободны от нежелательных резонансов. Фильтр СЧ звена – более оригинален и представляет собой комбинацию фильтра первого порядка (L2C2), нагруженного на цепь увеличения импеданса в некоторой полосе частот (L3C3) и дополненного цепью выравнивания входного импеданса фильтра (L6R6C5). Вероятно, разработчики таким образом уходили от необходимости применения конденсаторов большой емкости. Элементы L5R5 шунтируют акустику ниже некоторой (довольно низкой) частоты, отбирая и рассеивая часть мощности усилителя, ограничивая тем самым амплитуду смещения диффузора НЧ динамика. Поскольку акустика – закрытый ящик – то в самом общем случае такое решение позволяет уменьшить уровень искажений в диапазоне ниже резонансной частоты НЧ динамика в этом оформлении и защитить подвес динамика от черезмерного смещения диффузора на пиках суб-НЧ сигналов. Переключатели SW1, SW2 и набор постоянных резисторов R1R2 R3R4 образуют “традиционные” для того времени L-Pad аттеньюаторы СЧ и ВЧ динамиков. Коммутация L-Pad в реальном фильтре немного отличалась от приведенной на схеме.

Импеданс (ZЧХ) акустики выглядит так:

В общем, “идеально-ровным” импеданс назвать вряд ли можно. Действие вспомогательных цепей L5R5 и L6R6C5 вполне очевидно проявляется на Z-ЧХ.

Примерно через неделю эксплуатации и “прогрева” акустики было принято решение провести небольшой upgrade – во первых, убрать из корпусов старый пыльный, колючий и практически “полу-распавшийся” 🙂 акустический наполнитель, демпфировать корпуса АС Шумоff и слоем синтепона, заменить проводку и немного модернизировать фильтры – заменить старые провода и конденсаторы на более современные, убрать “лишнее“, переделать монтаж – но без пересчета номиналов и пересведения фильтров. Оригинальный “звуковой почерк“. характерный для этой акустики – должен быть сохранен.

Поскольку эта акустика эксплуатируется в “винилово-ламповом” комплекте аудиооборудования, где выходная мощность усилителя сравнительно невелика (~ 20W на канал) и уровень суб-НЧ естественно ограничивается выходными трансформаторами и межкаскадными конденсаторами – то элементы L5R5 из схемы фильтра можно исключить. Далее, поскольку усилитель имеет сравнительно низкое выходное сопротивление (~ 1 Ом) и хорошо демпфирует 16-Ом акустику, то и в элементах L6R6С5 нет никакой необходимости. Без этих элементов с одной стороны, несколько увеличится неравномерность Z-ЧХ, но с другой стороны я считаю, что не стоит устанавливать компоненты без очевидной необходимости – чем меньше компенсирующих и(или) фазосдвигающих цепей, тем меньше их влияние на звук. Учитывая идею построения СЧ фильтра и особенности взаимодействия элементов L2C2 L3C3 я оставил все необходимые “родные” катушки индуктивности. Затем, поскольку акустические свойства помещения, в котором установлена эта акустическая система – известны и предсказуемы, то и переключатели SW1 SW2 можно исключить, перекоммутировав R1R2 R3R4 в необходимом соотношении. Таким образом после переделки не только уменьшилось чисто “контактных групп”, но и трассировка соединений элементов фильтра получилась логичнее и гораздо проще.
Естественно, “демонтаж винтажа” всегда вызывает массу эмоций, требует особой аккуратности, практических навыков и терпения. И конечно, пару раз в минуты искренности и просветления я весьма прямо и непосредственно выражал свое мнение о способе монтажа “плотная многослойная скрутка и пропайка”, старинном оргалите, “присохших” и хрупких от времени винтиках, “задубевшем” клее и кристаллизовавшемся припое… Кошки Муся и Фрося, с интересом наблюдавшие за процессом, очень внимательно и терпеливо выслушивали мои экспрессивные комментарии. 🙂

Схема Фильтра после небольшой доработки очевидна и в ее публикации нет особой необходимости. Уточню лишь, что R1=10.5 Ом, R2=42 Ом, R3=5.8 Ом, R4=42 Ом.

Z-ЧХ:


АЧХ, снятая в реальном помещении. “Качающийся” микрофон UMIK-1, True RTA (1/24 Oct, сглаживание до 1/3 Oct). АЧХ правого канала для наглядности сдвинута вверх. Пики на ~ 30 и 60 Гц – влияние комнаты.

Несколько Фото:

И да, совсем забыл. Звучание акустических систем до и после переделки – “…Это Небо и Земля…”. “Земля“, это конечно “до” 🙂 При этом – в результате доработки оригинальный “звуковой почерк” системы не пострадал.

Февраль…Март 2019 г.Владивосток

Итоги выставки :)

Найдено на просторах Facebook. Умозаключения, которыми делились с автором посетители выставки Российский Hi-End 2018:

  • Все советские лампы говно, так как нет настоящего американского звука!
  • Все импортные лампы говно, так как нет настоящей советской надежности!
  • Все транзисторные усилки говно, так как нет настоящего теплого лампового звука!
  • Все ламповые усилки говно, так как в них нет настоящей транзисторной скорости!
  • Корпуса АС из массива дуба говно, так как звенят!
  • Корпуса АС из МДФ говно, так как не звучат!
  • Корпуса АС из фанеры просто говно!
  • Все рупорные АС говно, так как динамика есть, но голоса нет!
  • Все нерупорные АС говно, так как нет ни динамики ни чуйки!
  • Все новодельные АС говно, так как в них нет винтажного тепла!
  • Все винтажные АС говно, так как в них нет современной детальности!
  • Все старые мультибитные ЦАПы говно, так как нельзя слушать хайрезы!
  • Все новодельные дельта-сигмы говно, так как нет «той самой музыкальности»!
  • Все СД плееры говно, потому что «только винил рулит»!
  • Весь винил говно, потому что «звук говно, одни щелчки»!
  • Все файлы говно, потому что нет ни щелчков, ни настоящего звука СД!
  • Все роликовые вертушки говно, так как нет пассиковой бесшумности!
  • Все пассиковые вертушки говно, так как нет роликового драйва!
  • Все прямоприводные вертушки говно, потому что «они для диджеев же!»
  • Все фирменные кабели говно, потому что «развод богатых буратин на деньги»!
  • Все авторские кабели говно, ровно по тому же самому, только еще и не звучат!
  • Все кабели из электротоваров говно, «что, не могли на стенд нормальные кабели купить»?
  • Все полипропиленовые конденсаторы говно, потому что «синтетика прет»!
  • Все бумаго/масло говно, потому что «сладкий кисель»!
  • Все шелковые пищалки говно, потому что «рано валят»!
  • Все металлические пищалки говно, потому что «рак ушей»!
  • Все ленточные пищалки говно, потому что «нет меди в звуке»!
  • Все фильтры первого порядка говно, потому что нифига не фильтруют!
  • Все фильтры высоких порядков говно, потому что «убивают музыку»!
  • Все бумажные диффузоры говно, потому что нет жесткости!
  • Все полимерные диффузоры говно, потому что нет мягкости!
  • Все динамики кроме BMR говно, так как нет плотности!

Пожалуй, следует обратить внимание на динамики BMR (Tectonic)  🙂

И это все о ней. Еще один однотакт на KT88.

Недавно один мой хороший знакомый Антон попросил собрать для него сравнительно недорогой усилитель для совместной работы с ШП акустикой на 8″ Seas FA-22RCZ. После обсуждения нескольких возможных вариантов был выбран однотакт с выходным каскадом на KT88 в триодном включении. Нужно отметить, что с этой лампой я “дружу” давно и долго и, несмотря на ее низкую эффективность в триодном включении, я нахожу ее звучание очень даже привлекательным :).

Усилитель собран по близкой к “классической” двухкаскадной схеме.

Первый каскад – SRPP на замечательном двойном триоде с октальным цоколем – 6SL7, в выходном каскаде я применил KT88-Mark II от Psvane. На мой взгляд, это одна из лучших по “звучанию” KT88, выпускаемых в настоящее время. Конечно, было бы неплохо применить парочку оригинальных G.E.C. KT88 60-х годов – но где же их сейчас найдешь за вменяемые $$$…

Для снижения вероятности саморазогрева и более стабильной работы выходного каскада я применил комбинированное смещение, “измерительный” резистор в катоде KT88 одновременно является и резистором автосмещения. На мой взгляд, ~20% автоматического смещения вполне достаточно для стабилизации установленного режима работы KT88, при этом напряжение на выходе блока питания распределяется все еще рационально.

Вероятно, многие спросят (или подумают 🙂 ) – почему же я применил в первом каскаде SRPP? Ведь есть мнение, что этот каскад “не звучит”… Я частично с этим согласен – действительно, если SRPP “недокормить” по питанию и нагрузить на сравнительно низкоомную (~ = <10*Zout) нагрузку, то спектр искажений на выходе такого каскада приобретет совсем не “музыкальный” вид, с преобладанием нечетных гармоник. Но, если все делать как полагается, то в двухкаскадном SE усилителе SRPP очень хорошо сочетается по “звуку” с косвенно-накальными тетродами / пентодами в триодном или UL включении. Я так думаю. (с) к.ф. “Мимино”

Схемы как усилителя, так и блока питания – вполне традиционны. Неглубокая (~6db) ООС стабилизирует усиление в каналах, немного уменьшает выходное сопротивление и в нужной степени “причесывает” спектр гармоник.  Схемотехническая особенность усилителя такова, что в выходном каскаде могут быть установлены лампы 6L6 (“большая” колба), EL34, 5881, KT66, 6CA7, 6550, KT88, 807 (на переходной панельке). Естественно, для каждого из типов ламп потребуется настройка подходящего тока покоя.

Комплектующие – я применил резисторы Vishay-Dale (1W) и Panasonic (3W), подстроечные резисторы “наши” СП5 военной приемки, электролитические конденсаторы CDE и Panasonic, межкаскадные конденсаторы Jensen Copper Foil Paper In Oil, диоды Vishay BYV26E, Стабилитрон ON Semiconductor 1N4746, регулирующий транзистор фильтра питания Vishay IRFP460, выходные трансформаторы One Electron UBT-2, силовой трансформатор Antek AS-3T325.

Технические Характеристики Усилителя.

  • Входное сопротивление >= 50 кОм
  • Выходное сопротивление =< 1.8 Ом
  • Номинальное входное напряжение = 0.7V RMS
  • Минимально допустимое сопротивление нагрузки – 4 Ом
  • Номинальный диапазон подключаемых нагрузок – 4 Ом, 8Ом
  • Максимальное выходная мощность >= 2*5W (RMS)
  • Полоса пропускания в режиме “большого” сигнала (Сопротивление нагрузки
    = 8 Ом, уровень выходного напряжения = 0.707 от максимального @1000Hz) не уже – 30 Гц…..20 кГц при неравномерности не более 1 dB
  • Коэффициент гармоник на частоте @1000Hz, измеренный в режиме “большого” сигнала (см выше) =<3%
  • Потребляемая мощность, Вт ~ =< 220  

Неcколько фото: 

PS Как-то меня спросили – “А зачем я выкладываю фото “внутренностей” (так называемую “радиомонтажную порнуху”) ? Так вот фото реального монтажа я выкладываю для тех, кто решит повторить конструкцию, чтобы они не смущались, что в их конструкциях провода проложены не по “линеечке”, в плетенках и под прямыми углами. 🙂  Соблюдение основополагающих принципов монтажа (трассировка “общего”, расположение и крепление элементов, выбор типов монтажного провода, надежная пайка) для работоспособности конструкции гораздо важнее. И таки да – по завершению отладки монтаж я все-таки немного “причесываю” – из эстетических соображений.

Октябрь 2018                                                                                 г. Владивосток

“Широкая” середина. Искусство больших и малых форм.

Как вы вероятно заметили из моих недавних публикаций – из всех акустических систем я предпочитаю акустику на широкополосных динамиках. На это есть своя причина – помимо общеизвестных преимуществ – лучшей детальности, цельности и объемности звучания в звуке широкополосной акустики присутствует удивительное притяжение, вызывающее “сопричастность” с музыкантами. Очень многие замечали, что через 5…10 минут после начала прослушивания такой системы мысли об “анализе звучания” куда-то пропадают и хочется просто слушать музыку, подпевать за исполнителем, переживая те эмоции, которые передают нам музыканты. Такое прослушивание создает очень хорошее, радостное и светлое настроение и каждый раз вы чувствуете, что казалось бы в давно знакомом произведении есть что-то такое, что вы никогда не слышали раньше, и (или) на что не обращали внимания. В общем – волшебство и магия. 🙂

Представляемая акустическая система приносит “волшебство и магию” звука  в компактной форме, пригодной для удобного размещения в небольших комнатах меломанов.

Конструкция АС максимально проста – два динамика и кроссовер размещены в одном корпусе, при этом СЧ ВЧ динамик размещается в отдельном отсеке. НЧ оформление – ФИ, размеры корпуса и параметры оформления (итоговая добротность ~ 0.72) подобраны так, что ФИ не нуждается в дополнительной подстройке. То есть, – “при правильной сборке и отсутствии ошибок в монтаже конструкция начинает работать сразу после включения” 🙂

АЧХ, снятая c расстояния ~ 1м (True RTA, UMIK-1, снято 1/24 oct, сглажено до 1/6 oct) в обычной, то есть умеренно-подготовленной комнате для прослушивания:

Z-ЧХ и ФЧХ левого и правого каналов (DATS V2.1) – 

Из графиков видно, что динамики, попавшие ко мне из партий с разными датами выпуска сделаны очень качественно, так как разброс их параметров очень небольшой.

В области от 100 Гц и выше акустика имеет довольно ровный импеданс (4.2…5.5 Ом), хорошую чувствительность ( ~ 90…92 dB) и способна вполне успешно работать с однотактным или двухтактным усилителем на лампах мощностью не менее 5 Вт на канал, при этом к выходное сопротивление усилителя может быть довольно высоким (до ~2.5 Ом), и даже в этом случае итоговая добротность НЧ оформления все еще останется довольно низкой.

Часто меня спрашивают о последовательных разделительных фильтрах “постоянного импеданса”. На сегодняшний день мой опыт работы с такими фильтрами позволяет мне сделать вывод, что их можно успешно применять при сравнительно высоких частотах раздела и низких индуктивностях СЧ и ВЧ динамиков. Насчет “постоянного импеданса” – в самом общем случае это фантастика. На практике всегда приходится искать компромисс между более-менее ровным импедансом акустики и  номиналами элементов фильтра, требуемыми для конкретного набора динамиков. И еще – я считаю, что почему-то звучание акустики с такими фильтрами получается слишком уж “постным”, без “перчинки”. Поэтому, после ряда опытов с последовательными фильтрами, в этой конструкции я все-таки применил обычный параллельный фильтр первого порядка.

Схема разделительного фильтра:

Точные номиналы элементов фильтра я сообщаю по запросу только серьезным DIYer’ам – то есть тем, кто не только “как бы” захочет повторить конструкцию, но и хотя бы приобретет динамики 🙂 Полоса раздела НЧ и СЧ – примерно 500 Гц, резисторы R1 R2 и катушка L2 выравнивают импеданс СЧВЧ звена, обеспечивают необходимое согласование по уровням НЧ и СЧ ВЧ, а так же выравнивают АЧХ  в СЧ области. 

  • НЧ Динамик: Eminence 8″ Paper Cone # 290-4007
  • СЧВЧ Динамик: Tang Band W6-2144 6.5″ Full Range
  • Катушка кроссовера (НЧ): ERSE Solid Core 18AWG 
  • Катушка кроссовера (СЧВЧ): ERSE Perfect Layer Air Core 18AWG
  • Резисторы: Mills MRA12
  • Конденсатор: Solen Fast + Audyn Cap Q4 (можно только Аudyn)
  • Порт Фазоинвертора: Parts Express 2 1/2 ID Adjustable Port Tube
  • Клеммная колодка: Parts Express Carbon Fiber Gold Plated 091-3620 
  • Провод для внутренней разводки: Supra Classic 15AWG  

Чертеж одного из возможных вариантов корпуса:

Материал корпуса – МДФ 16…20мм + шпон. Внешние размеры (ш х в х г) 30х50х40 см. Идеально-точное соблюдение размеров корпуса не обязательно, некоторое увеличение внутреннего объема – не критично. В области расположения НЧ динамика стенки корпуса желательно обклеить вибропоглотителем Шумоff, вполне достаточно закрыть только часть площади каждой из поверхностей. Поверх Шумоff следует закрепить слой синтепона (“синте-шерстина”) толщиной 10…15 мм. Разделительные фильтры монтируются на отдельной плате и после закрепления в корпусе так же закрываются синтепоном. Заднюю стенку корпуса удобно сделать съемной – это существенно облегчит доступ к внутренним поверхностям и установку разделительных фильтров. Порт фазоинвертора можно вывести на переднюю панель, это может облегчить размещение акустики например в узкой и длинной комнате. В моем варианте порт ФИ размещен на задней стенке больше из эстетических, чем акустических соображений. Прямоугольное отверстие на задней стенке предназначено для крепления клеммной колодки. Снаружи в дно акустики вкручены резьбовые муфты M6, в которые ввинчиваются “стандартные” шипы или демпферные резиновые ножки.   При разработке конструкции я предполагал, что акустические системы будут расположены “правильно” – то есть на достаточном расстоянии от стен комнаты и установлены (на ножках или на шипах) на специальные акустические стойки высотой 60…80 см. Очень хорошие, практически “идеальные” стойки изготавливает компания “Айронком”, контакты которой можно найти на форуме Soundex.

О настройке и сведении фильтров “на слух”.

На мой “слух” 🙂 без измерения параметров динамиков и снятия их АЧХ в акустическом оформлении грамотно выбрать частоту раздела в разумные сроки – невозможно. “Свести” на слух по уровню 2…3 полосы – за несколько итераций – вполне возможно, но есть свои особенности. Во-первых, нужно доверять собственному слуху и быть в нем уверенным. Во-вторых – нужно периодически отдыхать и не стараться сделать “все и сразу”. В-третьих – нужно помнить о “прогреве” пайки и “приработке” динамиков, так как звуковые особенности новых ШП и ВЧ динамиков очень существенно меняются по мере “прогрева”.  В четвертых – если привлекаете для оценки результата так называемых “независимых экспертов”, то примите во внимание, что очень часто неподготовленные люди отдают предпочтение АЧХ  с некоторым подъемом в области верхней середины, отмечая как бы “эмоциональность и выразительность” вокала, скрипичной игры. Это известная ловушка и “засада” 🙂 – такая мнимая “выразительность” звучания очень возбуждает слух и сильно утомляет при длительном прослушивании. При настройке фильтров обязательно выравнивайте верхнюю середину.

О звуке.

Он хорош. Во-первых, акустика “растворяется”, то есть звук идет не из акустических систем, а возникает в пространстве между ними. Во-вторых звучание – не утомляет и не напрягает, слушать можно дни и ночи напролет и прослушивание приносит радость и удовольствие. В-третьих, часто спрашивают – “А что с басом у малогабаритной акустики ?”  Так вот, в области так называемого “баса” – все очень уверенно, он хорошо прорисован и выразительно звучат не только прекрасно записанные современные джазовые композиции – но и старый рок, который часто записан с известными “огрехами”. 

Несколько фото: 

 

PS Апрель 2019.  Акустика хорошо “прогрелась” и я решил немного доработать фильтр. Он стал еще проще 🙂 В результате импеданс акустики немного подрос и стал ровнее. Звучание стало еще лучше 🙂 , на мой слух очень удачно удалось добиться эффекта  звука, “отвязанного” от АС.

АЧХ, снятая в более-менее акустически подготовленном помещении, в точке прослушивания:

Схема Фильтра:

Я доволен результатом, проект вполне можно считать успешно завершенным 🙂

Сентябрь 2018…Апрель 2019                                                            г. Владивосток

Коммутатор-регулятор на трансформаторах Silk

Много лет тому назад я собрал свой первый Django – трансформаторный регулятор громкости и коммутатор входов, так называемый “пассивный предусилитель”. Конструкция произвела неизгладимый эффект и с тех пор я периодически к ней возвращаюсь, и вот – недавно вернулся вновь. 🙂

Самое важное в этой конструкции – это возможность построения внешнего “пассивного” регулятора горомкости, без источника питания и активных усилительных элементов. Во-первых, эта возможность обуславливается тем, что трансформаторный регулятор, по сравнению например c резистивным – во всем диапазоне регулирования имеет более низкое выходное сопротивление. Так происходит потому, что трансформатор “приводит” сопротивление, видимое со стороны первичной обмотки к вторичной пропорционально квадрату соотношения витков обмоток. Во-вторых, трансформатор обеспечивает гальваническую развязку источника и приемника и убирает из сигнала постоянную составляющую, паразитные инфранизкочастотные наводки и существенно ослабляет высокочастоные наводки и помехи. В-третьих, трансформатор передает мощность сигнала из первичной обмотки во вторичную с очень малыми потерями. Сравним с резистивным регулятором – например, при уровне сигнала 2V RMS ток через регулятор номиналом 10 кОм составит 0.2mА и мощность, рассеиваемая “в тепло” на резисторах составит ~  0.4mW. В случае сигнального трансформатора с КПД ~95…98% потери мощности сигнала будут не более 0.02mW, а в реальных условиях – еще меньше. Меньше потерь сигнала означает больше полезной мощности в нагрузке, меньшее влияние контактов разъемов, переключателей, соединительных кабелей и сохранение без потерь исходного тонального баланса – во всем диапазоне регулировки и что особенно важно – при малых уровнях (громкости) сигнала.

Но конечно, трансформаторный регулятор имеет и свои недостатки – как же без них. Во-первых, он довольно дорогой, что объективно обуславливается выбором материалов и трудоемкостью  изготовления. Во-вторых, как известно, трансформаторы имеют свой “звук” и вносят в сигнал свои характерные искажения. Здесь нужно отметить, что все элементы электронной схемы добавляют в сигнал свои искажения 🙂  и искажения трансформаторов – не самые худшие из них, так как при правильном выборе материала сердечника и верном расчете – их спектр довольно узкий и они значимо проявляются только при выходе за расчетный режим эксплуатации. В-третьих, и с этим трудно поспорить – трансформаторы имеют определенные частотные ограничения и сдвигают фазу сигнала на краях частотного диапазона – что, кстати характерно для любых устройств передачи и обработки сигналов. В-четвертых, входной импеданс трансформаторного регулятора изменяется в зависимости от положения движка переключателя на вторичной обмотке. На мой взгляд, для большинства источников сигнала это не является проблемой. При необходимости входной импеданс всегда можно ограничить заданным значением, подключив параллельно первичной обмотке высококачественный резистор требуемого номинала.

Если же рассматривать вопрос с практической точки зрения –  то есть как возможность сборки готового устройства – то компания SAC с 2009 года серийно выпускает трансформаторы – регуляторы Silk STA-522A обладающие прекрасными техническими характеристиками и замечательными звуковыми качествами.

Silk STA-522A – Трансформаторный регулятор уровня аудио сигнала.

  • Индуктивность первичной обмотки = 1100H
  • Материал сердечника – Supermalloy
  • Материал обмоток – медь
  • Расчетный максимальный уровень входного сигнала = 8V RMS 
  • Частотный диапазон при максимальном уровне входного сигнала = 10Hz….35 kHz, спад на краях диапазона не более 1 dB
  • Коэффициент нелинейных искажений сигнала при максимальном уровне входного сигнала 8V RMS @1000Hz <= 0.1%
  • Ошибка в пределах диапазона регулирования < = 0.5% 

Вот мой вариант пассивного предусилителя коммутатора на этих трансформаторах – 3 RCA входа и 1 выход:

 

 

Переключатели Seiden (Japan), разъемы СМС Gold, разводка традиционным для моих конструкций “винтажным” американским проводом медь и медь+серебро в тефлоне, припой – традиционный для моих конструкций серебросодержащий Kester USA (62/36/2).

В зависимости от поставленных задач предусилитель может быть выполнен по небалансной, по балансной,  по комбинированной (часть входов – балансные XLR, часть – RCA, выходы – XLR и RCA), так и по независимой четырехканальной схеме исключительно с XLR коммутацией.

Обычные вопросы, которые интересуют при практическом применении трансформаторного регулятора:

  • Есть ли необходимость полной гальванической развязки входа и выхода ? В трансформаторном регуляторе первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга и сигнальные “общие” входа и выхода так же могут быть полностью изолированы друг от друга. На практике это позволяет избежать так называемых “земляных петель”,  то есть ситуации, когда сигнальные общие соединяются с корпусами устройств, а корпуса в свою очередь напрямую соединяются с “третьим” выводом разъема питания. В этом случае, если разводка сети питания – трехпроводная, то корпуса источника и приемника сигналов соединяются через кабели питания. Соединение корпусов через сигнальные кабели вместе с соединением через кабели питания образует замкнутый контур (“петлю”), на которую могут наводиться различные помехи. На практике такая петля образуется довольно редко, поскольку обычно корпуса устройств соединяются с сигнальным общим и с третьим выводом разъема питания через резисторы. В этом случае контур (“петля”) оказывается низкодобротным и наводимые на него помехи эфеективно ослабляются. Поэтому – на практике вполне достаточно той развязки, что дает трансформатор и в дополнительном разделении “сигнального общего” нет никакой необходимости.
  • Источники и приемники сигнала с разделительными электролитическими конденсаторами на входе и (или) выходе. Иногда случается, что разделительные электролитические конденсаторы имеют небольшой ток утечки. Этот ток наводит на обмотке (первичной и (или) вторичной) небольшой паразитный потенциал, и при переключении входов или регулировке громкости вдруг проявляются легкие “щелчки”. Их можно существенно уменьшить, зашунтировав обмотки трансформатора высококачественными резисторами, которые замкнут паразитные токи на общий. Что-нибудь вроде 100кОм в первичке и 20кОм во вторичке будет вполне достаточно. Или – как вариант – нужно проапгрейдить конденсаторы в источнике и (или) приемнике сигнала.
  • Для какой системы такой регулятор подойдет лучше всего ? На мой взгляд, такая “коробочка” – это must have для продвинутого аудиофила, она незаменима при необходимости быстрой коммутации нескольких устройств. Ну а насчет системы – мне кажется, что этот регулятор лучше всего впишется в очень музыкальную минималистическую систему высокого уровня. Пара источников, пассивный регулятор и оконечный усилитель мощности, очень высококачественные соединительные кабели  – вот и весь набор оборудования для полного погружения в निर्वाण.  

नमस्ते   🙂

Январь 2011г….Сентябрь 2018г.                                                              г.Владивосток

Внешний Блок Питания для Hydra-Z USB

Несколько лет назад ко мне на тестирование попал тогда еще “свежайший”, практически сигнальный экземпляр Hydra-Z – USB audio playback bridge.

Результаты тестов были озвучены на форуме doctorhead и там же было высказано предложение о необходимости изготовления высококачественного, но не очень дорогого внешнего линейного блока питания. Блок питания был успешно разработан и изготовлен, а чуть позже его конструкция приобрела вполне законченный  внешний вид.

Согласно требуемой спецификации, источник питания для Hydra-Z должен обеспечивать выходное напряжение 5V при токе 1A, что не является какой-либо сложностью – но, как известно – всегда важны технологические ньюансы. Я применил тороидальный трансформатор мощностью 25W (то есть с пятикратным запасом), двухфазный однотактный выпрямитель напряжения по схеме со средней точкой вторичной обмотки, фильтр выпрямленного напряжения  по топологии С-R-C и высококачественный интегральный стабилизатор серии LT/LM. Выходное напряжение изолировано от металлического корпуса блока питания, который гальванически соединен с выводом “земля” IEC разъема​, таким образом выполняя роль экрана от помех. В блоке питания применен IEC разъем со встроенным симметричным фильтром, что позволяет существенно ослабить проникновение помех в блок питания от цифровых устройств при их подключении в общий разветвитель сетевого напряжения. Соединительный кабель – из высокочистой меди, экранированный, я применил разъемы Neutrik Pro и Oyaide Gold. В итоге – этот блок питания действительно слышимо улучшает работу Hydra-Z и является “must have” устройством. 

Несколько фото: 

 

Январь 2015г….Июнь 2018г.                                                                  г.Владивосток

Моя система 2018. LCR Корректор

Это мое третье приближение к оптимальной конфигурации корректора на 600-ом LCR модулях. В этот раз я решил протестировать классический вариант, с согласованием импедансов при помощи межкаскадных трансформаторов. Итак, вот схема одного из двух опробованных мной вариантов:

Как видите – четыре каскада, два межкаскадных (один из них выполняет роль выходного) трансформатора, два межкаскадных конденсатора. Полное игнорирование идеи “короткого тракта”, а с учетом того, что корректор подключен к предусилителю – циничное игнорирование.  🙂  Тем удивительнее то, что на сегодняшний день – этот корректор (в моей системе) – наиболее прозрачный, динамичный и “стабильный” по звучанию из всех, что я слышал.  Я был очень озадачен таким звуковым результатом – поскольку он в общем-то противоречит техническому здравому смыслу. По всей видимости, даже с учетом вдвое большего (чем это обычно требуется) количества каскадов усиления – тот положительный вклад, который приносит в звук низкоимпедансная LCR коррекция – существенно “перевешивает” те (ранее незаметные!!!) звуковые артефакты связанные с применением классических высокоимпедансных RC цепей.

По схеме.

Первый каскад собран на двойном триоде 7F7 (можно применить 6113, 6SL7, 5751,12AХ7  и т.п.) и имеет коэффициент усиления =~30, второй каскад собран на тетроде 7С5 (можно применить 6V6GT, 6F6GT) в триодном включении, его коэффициент усиления =~1.8, LCR модуль ослабляет сигнал еще примерно на ~14 dB, таким образом при входном напряжении ~5mV (RMS)@1000Hz на выходе LCR модуля получаем ~55 mV. Далее сигнал усиливается третьим каскадом (коэффициент усиления =~12) и через межкаскадный конденсатор и регулятор уровня подается на четвертый каскад – с трансформаторной нагрузкой. В зависимости от того, какой требуется максимальный уровень выходного сигнала и насколько низкое требуется выходное сопротивление – выходной трансформатор может быть скоммутирован с коэффициентом передачи 1:1 или 1:0.5, коэффициент усиления каскада при этом будет 8 или 4, а выходное напряжение при этом будет ~ 5.4 или 2.7V (RMS), выходное сопротивление корректора во втором случае составит ~ 1 кОм. На практике, если выходного напряжения в пределах ~ 1…2V (RMS) – достаточно, то выходной трансформатор может быть такой, же как во втором каскаде и выходное сопротивление корректора в этом случае составит ~ 600 Ом. Более того, если применить транформаторы с приведенным сопротивлением первичной обмотки ~ 20K – например Hashimoto HL-20K-6 или Silk L-941S, то в качестве лампы второго каскада вполне можно применить “классический” двойной триод с Ri ~ 7K (VT231, 6SN7, 7N7,12AU7  и т.п.). Это позволит несколько уменьшить габариты конструкции и облегчить требования к блоку питания. На мой взгляд – это очень перспективный вариант корректора – схема остается примерно такая же, только лампы другие. 🙂

Блок питания выполнен по классической (для моих конструкций) схеме, анодное и накальное напряжения стабилизированы. В принципе, если применять  высококачественные трансформаторы питания Hashimoto – то при тщательно продуманном монтаже вполне возможно питание накала напряжением переменного тока, а анодное напряжение можно не стабилизировать, применив  RCLC фильтры.

Конструкция собрана на стандартном “классическом” шасси Hammond, состоящем из деревянной рамки и двух алюминиевых (верхней и нижней) панелей. Не могу сказать, что это оптимальный вариант шасси для корректора, тем не менее – уровень шумов, наводок и помех на выходе – очень низкий. Вероятно, напряжение источника питания стабильно и хорошо отфильтровано, а монтаж выполнен более-менее оптимально.  🙂

Корректор обладает выдающейся устойчивостью к перегрузкам, к “щелчкам” и инфранизкочастотным помехам – межкаскадные трансформаторы в этом помогают очень хорошо. На мой взгляд, хоть себестоимость конструкции довольно высока, но – разумно обоснована, поскольку соотношение “цена/качество – очень хорошее. В этом конкретном случае – применение дорогостоящих высококачественных трансформаторов и LCR модулей дает очевидный, слышимый и эффектный звуковой результат. 

Несколько Фото. 

 

Май 2018г.                                                                                        г.Владивосток

Моя система 2018. Усилители Мощности

Усилители собраны в виде моноблоков – на имеющихся в наличии шасси Hammond этот вариант компоновки мне показался наиболее удобен и практичен. Монтаж моноблоков НЕ зеркален.

Схемотехника традиционна – за основу взята схема усилителя “Ella” (см. статьи ~2012 года), я ее немного переработал исходя из имеющихся ламп и трасформаторов. Насчет ламп- это все те же “военные” локтальные лампы 40-х годов, о которых я уже упоминал в статье про корректор на “военных” триодах. Выходные трансорматоры – Hashimoto, трансформаторы питания – Raphaelite.

По схеме – три каскада, входной каскад -SRPP – он задает общие “динамические” звуковые характеристики усилителя, второй каскад ФИ по схеме Шмидта (Schmidt Phase Splitter) – он сохраняет “музыкальность”- оба каскада на лампах 7N7. Выходной каскад на лампах 7С5 или 5B/255M с рабочей точкой максмально  близкой к режиму работы в классе “А” с ультралинейным включением ламп и с автоматическим регулируемым смещением. На сегодгодняшний день такой тип смещения я считаю наиболее оптимальным. По сравнению с фиксированным регулируемым смещением общий уровень искажений получается несколько выше, но клиппинг – существенно “мягче”, то есть при перегрузке искажения нарастают не так резко и их рост на слух малозаметен. Я считаю это очень важным звуковым преимуществом. Для уменьшения выходного сопротивления, уменьшения уровня и гармонизации спектра искажений, а так же для стабилизации коэффициента усиления и для меньшего влияния на звук импеданса акустики я применил неглубокую общую ООС. В этой конструкции применение общей ООС очень желательно, хотя и не обязательно.

Блок питания – вполне традиционный для моих конструкций – с выпрямителем на полупроводниковых диодах и фильтром на полевом транзисторе, особенностей не имеет и поэтому его схему я не публикую 🙂

Основные технические характеристики:

  • Входное сопротивление = 10 кОм
  • Выходное сопротивление =< 0.87 Ом 
  • Номинальное входное напряжение = ~0.7V RMS
  • Номинальная нагрузка = 4 и 8 Ом (Стандартно = 4 Ом)
  • Номинальное выходная мощность = 9W RMS
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” входе =<200uV (“взвешено” по кривой “A”)
  • Полоса воспроизводимых частот при номинальной выходной мощности18 Гц…48кГц с неровномерностью не более 0.5dB. Измерено на эквиваленте нагрузки сопротивлением 8 Ом.
  • Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 8 Ом при номинальном выходной мощности <= 1%, в основном 2-я и 3-я гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -20 dB. Измерено на эквиваленте нагрузки сопротивлением 8 Ом.

Этот усилитель прекрасно сочетается с выскочувствительной многополосной акустикой с умеренно “сложным” импедансом и дает динамичное, объемное, насыщенное и музыкальное звучание. Возможно, что это наиболее интересный двухтактный усилитель малой и (или) средней мощности с выходным каскадом на экранированных лампах. 🙂 

Несколько Фото. 

 

Апрель 2018г.                                                                                        г.Владивосток

Моя Система 2018. Предусилитель

Для начала я отвечу на парочку часто задаваемых вопросов (ЧАзВО) 🙂 – а зачем в системе предусилитель ? И не противоречит ли добавление дополнительного устройства идее так называемого “короткого” тракта ?

В большинстве случаев, когда в системе несколько источников, а усилители мощности часто модифицируются или меняются –  как минимум внешний коммутатор входов – необходимая вещь. Вариант с пассивным коммутатором – регулятором на практике не очень удобен. Во-первых, из-за необходимости коммутации сигнала после регулятора на вход усилителя, то есть – от устройства с довольно высоким выходным сопротивлением на устройство с высоким входным сопротивлением получаем традиционную проблему с сильной зависимостью звука от характеристик соединительных кабелей. Во-вторых, поскольку на выходе пассивного коммутатора- регулятора уровень сигнала ниже, чем на входе – получаем дополнительный источник наводок в системе. Логично применить после регулятора хотя бы буфер с низким выходным сопротивлением…Ну а если можно (и нужно!) применить буфер, то почему бы не применить усилитель? Помимо решения проблемы с кабелями и наводками, это позволяет более рационально распределить усиление в системе, снизить требуемую входную чувствительность усилителей мощности и, как вариант – применить в их входных цепях лампы с меньшим усилением и большим раскрывом характеристик. Это, в свою очередь – улучшает перегрузочную способность всей системы, уменьшает уровень, улучшает и “стабилизирует” состав искажений при перегрузке. Помимо всего прочего – это удобно для отладки и опробования различных схемотехнических решений, поскольку в этом случае оконечный усилитель мощности можно сделать “короче” на один каскад и при отладке очередной конструкции нет необходимости каждый раз устанавливать в нее регулятор уровня и коммутатор входов.

Таким образом, добавление предусилителя в систему идее так называемого “короткого тракта” не противоречит. При этом, как показало дальнейшее развитие событий – “короткий тракт” это в лучшем случае всего лишь “достаточное” условие, а отнюдь не необходимое.

Итак, схема предусилителя — Он идентичен усилителю Zen Guru, за исключением того, что в качестве регуляторов применены трансформаторы от компании Silk Audio. Применение трансформаторных регуляторов вызвано тем, что они у меня  были и я хотел их испытать. В отладочном варианте я установил все переключатели, рекомендованные схемой включения Silk–>> System_2018_Silk. Опыт показал, что эти переключатели – лишние и их применение не дает никакой практической пользы. В частности, практическая реализация “разрыва общей земли” на практике не работает без балластных резисторов, шутирующих первичную обмотку и скорее приведет к росту паразитных наводок и помех, а не к их уменьшению. Параллельная коммутация первичных полуобмоток (+6dB) в данном конкретном случае – так же не имеет смысла, поскольку усиления в системе вполне достаточно и без этого, а уменьшение в 4 раза приведенного входного сопротивления вызывает некоторые сомнения в целесообразности такой коммутации.

Исходя из опыта владения трансформаторным регулятором Django я сделал вывод, что для “звука”  применение регулирующих трансформаторов несколько улучшает ощущение “динамики” и “подвижности” на малых уровнях сигнала, что в общем-то для домашнего аудио при прослушивании музыки через акустические системы – не очень-то актуально. 🙂 И, кстати – как показали мои дальнейшие “изыскания” – низкоомный резистивный регулятор, нагруженный на входной трансформатор, дает аналогичный эффект при гораздо меньшем уровне наводок и помех. Для внимательных читателей – в большинстве моих усилителей регулятор уровня построен именно по такой схеме.

Тем не менее, я таки применил трансформаторный регулятор – в основном из-за тяги к схемотехническим квестам-приключениям. Не могу рекомендовать такое решение для повторения, особенно начинающим аудиостроителям – “подводных камней” в нем значительно больше, чем практической пользы для звука. Кроме того, я смонтировал предусилитель на шасси Hammond c деревянной окантовкой, то есть фактически без экрана. Это была вторая часть схемотехнического квеста – и я так же не рекомендую ее к повторению. Эстетически шасси выглядит довольно привлекательно, но на практике – не удобно в обработке и не оптимально для монтажа. Применение закрытого стального шасси с деревянными накладками – более рационально.

Несколько Фото. 

 

И конечно, светлые шурупы крепления разъемов позже были заменены на черные. 🙂

Апрель 2018г.                                                                                        г.Владивосток