Отданный “кармический долг” или долгожданный upgrade

Случилось так, что пару лет назад я изготовил ламповый усилитель для моего хорошего знакомого – Владимира, меломана с почти 50-летним стажем.   Усилитель был двухтактный, в качестве выходных ламп я применил KT88, выходные трансформаторы – Hammond, а в качестве силового был применен мощный специализированный тороидальный трансформатор Antek.  К моему глубокому сожалению, усилитель хоть и был своевременно отдан заказчику и вызвал много восторгов, но я не мог считать этот проект удачно завершенным. Во-первых, компания Antek “подвела” с декоративным стальным кожухом для трансформатора, из-за особенностей крепления которого трансформатор было невозможно надежно зафиксировать внутри. “…Что может быть тревожнее плохо закрепленного силового трансформатора…”. Во-вторых поставщик выходных ламп вдруг совершенно неожиданно меня подвел – прислал не подобранные в пары KT88 с каким-то  странным дефектом цоколей – очень хрупким центральным “ключом”. С “ключами” я ёщё как-то справился, а вот из-за не подобранных в пары ламп пришлось в выходном каскаде применить регулируемое смещение. Все было бы хорошо, но только вот силовой трансформатор я выбрал исходя из того, что выходной каскад будет работать с автоматическим смещением, то есть для варианта с фиксированным смещением напряжение источника питания было “немного” высоковато – примерно вольт на 60 больше требуемого. Поэтому желаемого режима работы выходного каскада в таком варианте конструкции мне добиться не удалось.

Тем не менее усилитель был отдан Владимиру, а я в свою очередь пообещал, что чуть позже подвезу другой кожух трансформатора, нормальные лампы и переделаю усилитель так, как было задумано.

Шли Годы… Усилитель прекрасно работал. И вот тут по случаю мне достается редкий набор NOS локтальных ламп – 7С5, 7N7, 7F7 выпуска 40-х..50-х годов. На этих замечательных лампах просто обязательно нужно было сделать что-нибудь интересное. Совпало так, что у меня случилась пара относительно свободных недель и я вспомнил о невыполненном до конца обещании, о Кармическом Долге.

Переговоры с Владимиром был продуктивны – было решено не только “проапгрейдить” (а по факту – полностью переделать) усилитель, но и изготовить дополнительный блок – коммутатор источников и предусилитель, который был бы еще и усилителем для высокоомных наушников. 🙂

Так и появился этот замечательный комплект – Предусилитель и Оконечный усилитель мощности на Локтальных Лампах.

Схема Предусилителя —  Справочные данные ламп — 7C5_ 7N7.  

В предусилителе два каскада, первый – усилитель напряжения, второй – усилитель тока (повторитель напряжения). Подстроечные резисторы последовательно с регулятором уровня служат для выравнивания усиления по каналам. Поскольку предполагается, что предусилитель и усилитель мощности будут соединены постоянно, а при прослушивании музыки через наушники усилитель мощности будет просто отключен от сети, то для уменьшения взаимного влияния устройств второй каскад “продублирован” – для выхода на высокомные наушники добавлен более мощный повторитель на лампе 7С5 в триодном включении. В качестве катодной нагрузки в мощном повторителе я применил интегрированный источник тока, по сравнению с резистором расчетного номинала это позволило уменьшить выходное сопротивление каскада до 120 Ом и увеличить размах напряжения на нагрузке. При сопротивлении нагрузки 300 Ом коэффициент “усиления” по напряжению этого каскада = ~ 0.5, максимальный размах выходного напряжения ~ 5V rms. Естественно, при более высокоомной нагрузке коэффициент усиления каскада приближается к 1, а максимальный размах выходного напряжения – к ~ 50V rms. Несколько слов о примененном мной регуляторе  (R2) – это довольно интересная конструкция ступенчатого регулятора на переключателе и дискретных резисторах, которая применялась в предусилителях Aleph от маэстро Nelson Pass. Конструкция немного странная, довольно объемная  – но, тем не менее в ней есть некий шарм, продуманность и надежность. Это помимо отличных звуковых качеств. Обычно критики ступенчатых регуляторов говорят – “слишком много контактов, резисторов и промежуточных паек”. Я почему-то больше доверяю Nеlson Pass – пайки и контакты безусловно имеют место быть, но звуковые свойства таки отличные.

Основные характеристики предусилителя:

  • Входное сопротивление = 15 кОм.
  • Количество входов = 3 (RCA), количество выходов = 2 (1 шт RCA, + 6.3mm Jack для наушников)
  • Выходное сопротивление c выхода RCA =< 1 кОм. Выходное сопротивление с выхода для наушников = ~ 120 Ом
  • Номинальная нагрузка = от 10 (и выше) кОм по выходу RCA и 200 (и выше) Ом по выходу для наушников.
  • Номинальное входное напряжение ~ 0.33V RMS
  • Номинальное выходное напряжение ~ 1V RMS
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 10 кОм> = 60V RMS (выход RCA)  Максимальное выходное напряжение на выходе для наушников при нагрузке 300 Ом => 5V RMS.
  • Коэффициент усиления ~ 3, может быть раздельно по каналам плавно увеличен до ~ 9.
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” входе =<170uV (“взвешено” по кривой “A”)
  • Полоса воспроизводимых частот на выходе RCA при номинальной нагрузке и номинальном выходном напряжении =  5Гц…200кГц с неравномерностью не более 0.5dB. 
  • Коэффициент гармоник на выходе RCA на частоте 1 кГц при номинальной нагрузке и номинальном выходном напряжении <= 0.2%, в основном 2-я и 3-я гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -36 dB.

Схема усилителя мощности – 

Традиционная (для меня) конструкция, три каскада, выходной каскад на лампах 7С5 в ультралинейном включении. Для стабилизации усиления и некоторого уменьшения выходного сопротивления я применил небольшую общую ООС. Смещение выходных ламп автоматическое, настраиваемое индивидуально. Примерно по такой же схеме собран мой основной домашний усилитель. Конденсаторы С6 и С7  – емкостью 1800uF. Блок питания усилителя схемотехнически идентичен блоку питания предусилителя и особенностей не имеет, за исключением того, что применен силовой трансформатор с напряжениями вторичных обмоток 250+250V@400mA, 3.3+3.3V@8A.

Основные характеристики усилителя мощности: 

  • Входное сопротивление = 91 кОм
  • Выходное сопротивление =< 0.47 Ом 
  • Номинальное входное напряжение = ~1V RMS
  • Номинальная нагрузка = 4 и 8 Ом (Отдельные клеммы)
  • Номинальное выходная мощность = 8.5W RMS
  • Коэффициент усиления ~ 8
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” входе =<200uV (“взвешено” по кривой “A”)
  • Полоса воспроизводимых частот при номинальной выходной мощности 27Гц…27кГц 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.

Несколько фото – 

Май 2017 г.                                                                                                 г.Владивосток

Винил. LCR корректор.

В поисках интересных схемотехнических решений RIAA фонокорректоров на форумах я часто встречал вопросы вроде “…а вот неужели никто не пробовал коррекцию на LCR модулях и, если пробовал – в чем отличие в звучании?”. Признаться, до недавнего времени я тоже “полноценно” не пробовал такой тип коррекции, предполагая, что и традиционный RC вариант более, чем достаточен. Тем не менее, где-то с год назад мне в процессе сложного и многоступенчатого обмена комплектующими 🙂 по случаю досталась пара LCR RIAA 600 Ом модулей от компании Silk Audio.  Примерно тогда же я отслушал их на макете, отметив ровное и плотное звучание – но при слишком высокой чувствительности к наводкам. На этом испытания закончились и модули отправились в “тумбочку” до лучших времен.  Лучшие времена наступили летом этого года, после того, как я испытал на своей вертушке различные винтажные картриджи и одноопорный тонарм  Opera Consonance T1288. Поскольку с картриджами и тонармами мне все более-менее ясно, я решил таки подразобраться с дальнейшим исследованием типов коррекции и довести макет с LCR модулями до готового результата.

1. В чем смысл применения LCR коррекции?

Во-первых, это готовый корректирующий модуль со строго нормированной АЧХ. Во-вторых, поскольку входной импеданс LCR модуля = 600 Ом, схемотехнически возможно построить корректор без емкостной связи между каскадами, используя “стандарные” 600-ом трансформаторы, широко применявшиеся ранее в студийной аппаратуре. При этом токи сигнала, проходящие через цепи коррекции имеют существенно большие амплитуды по сравнению с традиционными RC цепями. В третьих, сопротивление LCR модуля постоянному току мало и выходной импеданс  = 600 Ом, что позволяет для дальнейшего усиления сигнала применить каскад со сравнительно низким входным сопротивлением, что, в свою очередь – существенно снижает уровень наводок на его входе. Тем не менее, на практике это не избавляет от необходимости тщательного экранирования модуля. В четвертых, уважаемые мной специалисты утверждают, что LCR, LR и особенно Rx корректоры звучат “достовернее, четче, яснее и музыкальнее”, чем RC. Я тоже должен был это услышать 🙂

2.Трудности с первым каскадом.

По всей видимости, модули от Silk Audio собраны по такой схеме:

lcr_riaa

Конденсаторы, согласно данным Silk Audio, рассчитаны на рабочее напряжение не более 100V DC. Как один из возможных вариантов, “классически-винтажная” схема корректора могла бы выглядеть например так:

lcr-phono-stage

Я бы, конечно, мог применить другие лампы, гальваническую связь между каскадами, выпрямитель на пп диодах, стабилизатор-фильтр на транзисторе и т.п. – но и в этом случае устройство получилось бы (на мой взгляд) черезмерно большим и тяжелым.

Основная проблема заключается в первом каскаде и его согласовании с низким сопротивлением нагрузки. Во-первых, он должен усиливать сигнал не менее, чем в 30…50 раз, во-вторых, его выходное сопротивление должно быть ниже 600 Ом и в третьих – постоянный потенциал на его выходе не должен превышать 100 Вольт. То есть – если рассматривать простой каскад с резистором в качестве анодной нагрузки –  нужна лампа с внутренним сопротивлением не более 600 Ом, u = 50….70, с приличным раскрывом характеристик и хорошей линейностью в рабочей точке с +70…+90V на аноде и -1…-2В – на сетке. Я, например, таких ламп не знаю. 🙂  Если же рассматривать “составной” каскад, то в принципе SRPP на 6С45П-ЕВ вполне может подойти, следует лишь проверить ток сетки в выбранном режиме. Помимо ламп, я так же рассматривал варианты входного каскада на малошумящих полевых транзисторах. Что-нибудь вроде таких конфигураций вполне может сработать, хотя, конечно транзисторы – это не наш метод:

lcr_riaa_fet001

3. Макетирование и итоговая схема.

В процессе макетирования я решил попробовать так называемый “гибридный SRPP”:

gsrpp_sc

4. Схема корректора:

lcr_riaa_001

На всякий случай, для большей ясности – привожу приблизительный расчет по перегрузочной способности первого каскада.

Напряжение на выходе “типичного” ММ картриджа на частоте 1000Hz при линейной скорости записи 5cm/sec составляет ~ 5mV. Максимальная линейная скорость записи на LP диск ограничена шириной звуковой дорожки и не может быть больше ~ 12cm/sec, напряжение на входе корректора при этом составит = 12mV. Пусть первый  каскад имеет коэффициент усиления = 50, тогда  напряжение на его выходе будет ~ 0.6V. Исходя из выбраного режима, максимальное выходное напряжение на нагрузке 600 Ом = 6…7V, что, в общем-то обеспечивает хороший запас по перегрузочной способности. Тем не менее, стоит отметить, что если в вашей коллекции много EP дисков на “45”, макcимальная линейная скорость записи которых может составлять до 33cm/sec, то входной каскад корректора желательно немного доработать. В частности – вариант на полевых транзисторах с напряжением смещения 200mV и  напряжением источника питания меньше 40V в этом случае выглядит совсем не привлекательно.

Итак – Первый каскад – 6AC7 (6Ж4) в триодном включении, рабочая точка 90V@15mA смещение = – 0.7…1V. В качестве анодной нагрузки применен интегральный источник тока IXYS IXCP10M45S, сигнал снимается с его катода. В такой конфигурации каскад имеет коэффициент усиления ~ 40…50, выходное сопротивление ~ 50Ом, при максимальном токе нагрузки около 10…12mA, что на нагрузке 600 Ом позволяет получить амплитуду сигнала до ~  6…7V.

Второй каскад особенностей не имеет, в качестве нагрузки применен 1:1 трансформатор с Ra = 5K. Вполне возможно построить второй каскад по такой же схеме, как и первый.

Блок питания – типичный для моих конструкций – анодное напряжение – стабилизированное, стабилизатор – простой параметрический на полевом транзисторе. Накал питается выпрямленным и стабилизированным напряжением постоянного тока.

Основные характеристики:

  • Входное сопротивление = 47 кОм (может быть изменено установкой дополнительных резисторов)
  • Выходное сопротивление =< 2 кОм (в варианте коммутации выходного трансфоматора 1:1)
  • Номинальная нагрузка = от 10 (и выше) кОм
  • Номинальное выходное напряжение ~ 1V RMS
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 10 кОм = 60V RMS
  • Коэффициент усиления ~ 180
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” входе =<150uV (“взвешено” по кривой “A”)
  • Отклонение суммарной АЧХ от стандарта RIAA в диапазоне частот 20Гц…20кГц = не более 0.5dB.
  • Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 100 кОм при номинальном выходном напряжении <= 0.2%, в основном 2-я и 3-я гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -20 dB.

Несколько фото – 

Обратите внимание на “поставленный в угол” предусилитель Nagra PL-P.

Корректор собран в одном корпусе с предусилителем, который по совместительству является и упоминавшимся ранее усилителем для высокоомных наушников – Zen Guru.  Схему опубликую чуть позже.

Август 2016г.                                                                   г.Владивосток

P.S. О звуке. В этом же корпусе на этом же месте до LCR корректора находился RC корректор на 6SF5 + 6AС7. Блок питания и внутренняя разводка остались практически те же, что и до переделки.rc_riaa_inside

Поэтому я считаю, что характерные различия в подаче “звука” от смены типа коррекции я уловил в полной мере. Во-первых, это область НЧ – с LCR они более полновесны, разрешающая способность выше, переход от НЧ к СЧ – стал как бы “более гладкий и ясный” 🙂  Во вторых – это более стабильная “сцена” при изменении громкости и несколько лучшая объемность, наполненность звучания. В-третьих, переход от СЧ к ВЧ так же стал “более гладкий и ясный”. Можно сказать, что звучание с LCR – при сохранении музыкальности и пластичности – позволило более явно услышать некие ускользавшие ранее тончайшие особенности записи.  В общем и целом – применение LCR  модулей в коррекции – вполне оправданно 🙂 и я пожалуй, продолжу опыты с ними.

Простой корректор на Советских Лампах

Начинающие “виниловоды” часто спрашивают меня о простой в сборке и не требующей особой наладки схеме корректора, на недорогих и доступных лампах советского производства. Что же – такая схема у меня есть 🙂

6Н2П_EB_RIAA_001

Комментарии к схеме корректора.

На мой взгляд – это наиболее оптимальная и качественная схема на лампах 6Н2П-ЕВ, 12AХ7.  Первый каскад – лампы одного баллона соединены параллельно, это снижает внутреннее сопротивление, что, в свою очередь – понижает шумы и уменьшает выходное сопротивление каскада. Таким образом, цепи коррекции меньше нагружают первый каскад и потери сигнала на них получаются меньше. Второй каскад – с катодным повторителем на выходе, что обеспечивает низкое выходное сопротивление и дает возможность работать на длинный кабель и  сопротивление нагрузки от 10 кОм.
По конденсаторам в корректирующей цепи – высокого напряжения на них нет, поэтому можно применить качественные фольговые низковольтные полистирольные конденсаторы. Межкаскадный и выходной конденсаторы должны быть на рабочее напряжение не менее Ua. Катодные
конденсаторы – Panasonic серии FK, FC.  Панельки ламп лучше применить
со “стаканами”. Напряжение источника питания может быть в пределах +220…+300V (может быть и выше, но потребуется коррекция номиналов резисторов R9, R10).  Наладка схемы сводится к контролю режимов работы ламп и подбору ламп по  одинаковому итоговому усилению левого и правого каналов. Напряжение на анодах ламп первого и второго каскадов – в зависимости от напряжения источника питания должно быть в пределах  100…150 Вольт. Рекомендую запастись достаточным количеством ламп, 10 шт 6Н2П-ЕВ – это минимум для подбора идентичного комплекта. И еще –  лампы 6Н2П обязательно должны быть с индексом ЕВ.  Обычные “простые” 6Н2П – не подойдут, не тратьте на них свое время.

Блок Питания.

Схема – 6Н2П_EB_RIAA_002

Поскольку начинающие виниловоды применяют трансформаторы не “такие как надо”, а “такие, какие есть в наличии” 🙂 – то для исключения различных трудноустранимых “неожиданностей” я рекомендую выполнить блок питания в отдельном корпусе. Схема вполне стандартная – выпрямитель, фильтр на полевом транзисторе.  Если вторичная обмотка имеющегося в наличии трансформатора  – одна без отвода от середины и на напряжение 200…250V, то можно применить мостовой выпрямитель.
Транзистор фильтра и стабилизатор – на радиаторах, можно закрепить на
металлический корпус через изолирующие прокладки. Транзистор фильтра практически не нагревается, а стабилизатор напряжения накала будет
довольно горячим.

Хорошего Звука!

Январь 2015г.                                                                                     г.Владивосток

Эзотерическая борьба с вибрациями. Французская школа.

На днях попал ко мне на “медосмотр” 🙂  довольно интересный предусилитель от YBA – модель 2 “Аlpha”. Уровень сигнала при подключении проигрывателя на вход “Phono” был мал и наблюдался некоторый разбаланс уровня по каналам. Но это не самое важное. 🙂  Интересно то, как в этой конструкции решена “проблема” (***а вообще, насколько она существенна для транзисторов?) уменьшения влияния внешних вибраций на сигнал. У меня просто нет слов, только фотографии.

Схема усилителя смонтирована с обратной стороны платы, поверхностным монтажем. Почти классическая транзисторная схемотехника, ничего интересного.

Октябрь 2014 год                                                                                      г.Владивосток

Винил: Предусилитель-Корректор Часть 4.3. Ближе к делу. Военные Триоды.

В один из долгих зимних вечеров, разгребая “закрома” я вдруг нашел замечательную парочку ламп —

7F7_42

И так уж случилось, что в это же время мой очень хороший знакомый Владимир попросил изготовить для него винил коректор. Это точно судьба 🙂

Разработка и расчет схемы заняли несколько дней. Основные условия эксплуатации были следующие – картридж MM или MI, сравнительно короткие соединительные провода, входное сопротивление усилителя мощности (тоже, кстати, моего производства) = 20 кОм, чувствительность 300 mV. Я решил применить классическое решение – три каскада + пассивная сосредоточенная коррекция. Триоды лампы первого каскада соединены параллельно – это позволяет во-первых, уменьшить уровень шума и, во-вторых – уменьшить внутреннее сопротивление – что, в свою очередь, позволяет использовать в цепи коррекции резисторы номиналом не более 200…250 кОм. Не могу сказать, что я совсем не волновался о возрастании входной динамической емкости запараллеленного триода, но предварительный расчет и последующие измерения показали, что мои волнения были черезмерными. Расчет цепей коррекции был выполнен в экселевской таблице (см. раздел Литература).

Схема — 7N7_7F7_Phono

“Сквозная” АЧХ, снятая с обратным RIAA фильтром — АЧХ_7F7 (Обратите вимание на масштаб по оси “Y”)

Коротко о схеме.

Первый каскад- с общим катодом, коэффициент усиления = 48 , выходное сопротивление ~18 кОм. В цепи коррекции применены фольговые полистирольные конденсаторы и резисторы Dale с точностью 1%. Межкаскадный конденсатор – “наш” K40-У9, так же вполне подойдет и Jensen PIO. Ослабление сигнала в цепи коррекции составляет примерно -18dB. Выходной каскад – составной, с гальванической связъю, по схеме каскад с общим катодом + катодный повторитель. Коэффициент усиления второго каскада = 16, катодный повторитель обеспечивает необходимое согласование с межблочным кабелем и входом усилителя мощности. Известно некое “аудиофильское  предубеждение” о применении катодных повторителей в звуковых схемах. На мой взгляд и слух – с повторителями все нормально, просто не нужно от них требовать невозможного, например линейной работы на нагрузку, превышающую расчетное выходное сопротивление всего в 10 раз. Превышайте в 20 раз – и с музыкой все будет в порядке 🙂

Блок питания выполнен в отдельном корпусе. Трансформатор – тороидальный, мощностью 50VA, закрыт толстым стальным кожухом. Выпрямитель анодного напряжения мостовой, на диодах FR157, напряжение фильтруется электронным фильтром на транзисторе VT1, он же обеспечивает его плавную подачу. Накалы ламп соответствующих каскадов соединены последовательно и питаются выпрямленным и стабилизированным напряжением постоянного тока. Поскольку максимальное допустимое напряжение между катодом и накалом у ламп 7N7 составляет 90 Вольт, накал “поднят над землей” примерно на 50 Вольт делителем R4R5.

Основные технические характеристики.

  • Входное сопротивление = 47 кОм (может быть уменьшено установкой дополнительных резисторов)
  • Выходное сопротивление =< 1 кОм
  • Номинальная нагрузка = от 20 (и выше) кОм
  • Номинальное выходное напряжение = 0.32V RMS
  • Номинальное входное напряжение = 4mV RMS.
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 20 кОм ~ 35V RMS
  • Коэффициент усиления на частоте 1 кГц~ 80
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” входе =<190uV (“взвешено” по кривой “A”)
  • Отклонение суммарной АЧХ от стандарта RIAA в диапазоне частот 20Гц…20кГц = не более 0.5dB.
  • Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 20 кОм при номинальном выходном напряжении <= 0.3%, в основном 2-я и 3-я гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -20 dB.

В комплекте с MI картриджем Grado Prestige Gold звучание корректора очень свободное, объемное, с отличным музыкальным разрешением и прекрасным тональным балансом. Справедливости ради нужно отметить, что коректор на пентодах С3g несколько более “быстр и динамичен”. Но для музыкальных жанров, которые предпочитает Владимир – это совершенно несущественно. 🙂

Несколько фото –

Май 2014                                                                                                    г.Владивосток

Дополнение от 15.09.2014 – в выходном каскаде так же применены лампы 7F7. В этом случае резисторы R10 и R11 = 100 кОм. Коэффициент усиления выходного каскада = 39…42, итоговый коэффициент усиления корректора увеличился до  190..193. Таким образом, при “стандартном” для большинства MM/MI картриджей выходном напряжении ~ 4mV (@1000Hz, 5 cm/sec) уровень сигнала на выходе корректора составляет ~ 0.77 V RMS (0 dbU). Выходное сопротивление при этом уровне выходного сигнала равно примерно 600 Ом. Минимальное сопротивление нагрузки на выходе корректора должно быть >= 10 кОм.

Винил: Предусилитель-Корректор Часть 4.2. Ближе к делу. Знакомые все схемы

Предусилитель-корректор на полевых транзисторах

Эта схема была сочинена мной в далеком 1988 году – для проигрывателя Aria -102. Помню, что первоначально я собрал вариант на микросхеме К157УД2, но при прямом сравнении конструкция на операционном усилителе показалась мне существенно беднее по звуку, чем на полевых транзисторах. Поэтому, после  недавнего возрождения винила в моей коллекции – первый корректор, который я решил собрать  – была та самая схема. Очень уж мне хотелось проверить ее звуковые свойства – действительно ли она была так хороша, как мне тогда казалось 🙂  Тем более, что, к моему удивлению – на просторах интернета я нашел набор  для сборки корректора с примерно такой же схемой, как и “нарисованная” мной 25 лет назад. Набор был немедленно приобретен, номиналы цепей коррекции и режимы транзисторов пересчитаны заново. В итоге схема приобрела следующий вид —   FET_RIAA_Stage_PS001 

“Сквозная” АЧХ, снятая с обратным RIAA фильтром – АЧХ_FET (Обратите внимание на масштаб по оси “Y”)

Корректор черезвычайно прост — в “базовом” варианте всего  два каскада усиления, первый на малошумящем полевике 2SK170GR (Idss = 2.6…6.5 mA), второй просто на подходящем полевике 2SK246GR (Idss = 2.6…6.5 mA). Режим работы первого каскада: ток покоя = 1.5mA. напряжение смещения = -0.27V, коэффициент усиления = 125 (с шунтирующим конденсатором в цепи истока).  Пассивная RC корректирующая цепочка включена между каскадами. С хорошей степенью точности выходное сопротивление первого каскада можно считать = R3, и номиналы элементов корректирующей цепи легко рассчитываются при помощи экселевской таблицы, приведенной в разделе Литература.  Потери сигнала в корректирующей цепочке на частоте 1 kHz составляют примерно 20 dB. Режим работы второго каскада: ток покоя = 2mA, напряжение смещения = -0.47V, коэффициент усиления = 15, выходное сопротивление примерно 10 кОм.  Для работы на длинный (более 1.5м) кабель схему выходного каскада желательно дополнить истоковым или эмиттерным повторителем на еще одном транзисторе. Таким образом, итоговое усиление схемы на частоте 1 кГц = 188, перегрузочная способность по входу составляет примерно 20dB на частоте 100Hz, номинальное выходное напряжение = 1V rms, максимальное выходное напряжение =  12V rms.  В общем-то, весьма неплохие параметры для такой простой конструкции.

Блок питания собран по схеме умножения напряжения, это позволяет существенно снизить коммутационные помехи выпрямительных диодов, выпрямленное напряжение фильтруется фильтром на биполярном транзисторе T1.

Основные технические характеристики –

  • Входное сопротивление = 47 кОм (может быть уменьшено установкой дополнительных резисторов)
  • Выходное сопротивление =< 10 кОм (в “базовом” варианте)
  • Номинальная нагрузка = от 47 (и выше) кОм
  • Номинальное выходное напряжение = 1V RMS
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 100 кОм = 12V RMS
  • Коэффициент усиления ~ 188
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” входе =<190uV (“взвешено” по кривой “A”)
  • Отклонение суммарной АЧХ от стандарта RIAA в диапазоне частот 20Гц…20кГц = не более 0.8dB.
  • Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 100 кОм при номинальном выходном напряжении <= 0.3%, в основном 2-я и 3-я гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -15 dB.

Фото конструкции –

Октябрь 2013                                                                                   г. Владивосток

Предусилитель: C3g + Hashimoto

Этот предусилитель собирался для одной очень особой системы. Все ее компоненты  – от весьма уважаемых брендов и моя задача состояла как минимум в том, чтобы изделие аккуратно “вписалось” в сложившийся “SetUp” и при этом, что было бы весьма желательно, подняло бы его звучание на еще более высокий уровень. 🙂  Общие требования были такие – три входа, один выход. Соединения как балансного типа, так и обычные. Исходя из характеристик источника сигнала и усилителей мощности коэффициент усиления – не более 10, максимальное выходное напряжение – не менее +20dB  от номинального уровня. Предусилитель должен добавить в систему “жизни и человечности”. В процессе разработки схемотехнического решения прорабатывалось два варианта. Первый – традиционный двухкаскадный балансный усилитель на триодах, например так- первый каскад – балансный усилитель с общим катодом, второй каскад – катодный повторитель. Связь между первым и вторым каскадами – гальваническая. Хорошее, проверенное решение, примерно по такой схеме собран известный Hi-End предусилитель  Aestetix Calypso. Второй вариант – отход от внутренней балансной структуры с сохранением возможности балансных соединений. Идея в том, чтобы на входе преобразовать входной балансный сигнал в небалансный, усилить его и затем, на выходе – вновь сформировать балансный сигнал. Этот вариант показался мне весьма перспективным. Во первых, преобразования сигнала можно осуществить при помощи специализированных трансформаторов, что в свою очередь дает возможность гальванически “отвязать” источники сигнала и усилитель мощности, а это позволяет существенно снизить уровень помех и наводок от возможного “взаимодействия” компонентов системы.  Во-вторых, в этом случае усилительный каскад нужен только один, что исключает влияние разброса характеристик ламп на идентичность амплитуд прямого и инверсного балансного выходного сигнала. Фактически, точность формирования балансного сигнала определяется лишь качеством примененных трансформаторов. Полистав перед сном каталог продукции Hаshimoto, я обнаружил весьма интересные модели согласующих выходных трансформаторов – HL-10K/6 и HL-20K/6. Эти трансформаторы могут быть применены в однотактном выходном каскаде с током покоя до 15 mA (в “основной” конфигурации) и обеспечивают согласование с нагрузкой  сопротивлением 150 или 600 Ом  в обычном или балансном подключении. При этом приведенное сопротивление первичной обмотки составляет 20K (для HL-20K/6) и 10K (для HL-10K/6). Заявленная Hashimoto полоса пропускания на “большом” сигнале составляет 20Гц…45КГц.  Под впечатлением от характеристик и ожидаемых перспектив я принял решение остановиться на втором варианте –  и, забыв о сне, занялся разработкой схемы и расчетами режимов ее работы. К утру все было готово. 🙂

Схема предусилителя – Preamp_C3g_Hashimoto   Выбор источника сигнала осуществляется переключателем S1 (GoldPoint 4P-3T-1D), входной балансный сигнал преобразуется высококачественным специализированным трансформатором Jensen JT-11P1. Входной трансформатор, помимо всего прочего, позволяет легко применить фиксированное смещение усилительного каскада.  Вторичная обмотка входного трансформатора нагружена высококачественным ступенчатым регулятором уровня GoldPoint MV-2-10К. Я разработал четыре варианта схемы — на триодах (двойных – 6SN7, 7N7, или двух одинарных 6J5, 7A4) с фиксированным или автоматическим смещением и на двух пентодах С3g в триодном включении, так же с фиксированным или автоматическим смещением. Для ламп “семейства”  6SN7 наиболее оптимальным  выходным трансформатором  является  HL-20K/6, для С3g – HL10K/6. В качестве источника фиксированного смещения удобно применить литиевые батарейки. Для ламп семейства 6SN7 их напряжение составляет = 6.4V, для С3g = 3.2V.

Схема блока питания – Preamp_C3g_Hashimoto_PS  В качестве силового трансформатора я применил Hashimoto PT-100R. Выпрямитель традиционный, на полупроводниковых диодах, двухполупериодный со средней точкой вторичной обмотки. Для плавной подачи и фильтрации напряжения питания применен традиционный (для моих конструкций) электронный фильтр на полевых транзисторах. При разработке предусилителя одной из задач было получение так называемого “человеческого” звучания, подчеркивающего особенности голосовых партий и сольной игры. (Музыка льется). Такой звук вполне успешно можно сформировать применив в качестве фильтрующих конденсаторов высококачественные электролитические конденсаторы Jensen. Заменив их на полипропиленовые Solen или ASC можно добиться несколько более динамичных звуковых характеристик, которые необходимы для верной передачи особенностей звучания рок музыки или современного джаза.

Технические характеристики предусилителя на лампах С3g с выходными трансформаторами Hashimoto HL-10K/6:

  • Входное сопротивление = 10 кОм;
  • Выходное сопротивление, не более 600 Ом (по балансному выходу (XLR) ) и не более 150 Ом (по небалансному выходу (RCA) );
  • Максимальное выходное напряжение (на каждом из балансных выходов) = 14V RMS (40V Peak-to-Peak), измерено на эквиваленте нагрузки сопротивлением 10 кОм;
  • Номинальное входное напряжение = 2V RMS;
  • Коэффициент усиления = 4.5
  • Полоса воспроизводимых частот, при неравномерности +-1 dB и уровне выходного напряжения 5V RMS, на эквиваленте нагрузки сопротивлением 10 кОм, не хуже =  22Гц…42кГц;
  • Суммарный коэффициент гармоник на выходе усилителя, при уровне выходного напряжения 5V RMS = < 0.5%, вторая гармоника, уровень третьей и гармоник более высокого порядка ниже уровня шумов и помех;
  • Уровень шумов и помех на выходе усилителя, при минимальном положении регулятора громкости, измеренный на эквиваленте нагрузки сопротивлением 10 кОм = < -69dB;
  • Время выхода на «рабочий» режим после включения, <= 10 мин

Несколько фото —

Январь 2014                                                                                      г.Владивосток

PS Недавнее “прямое” сравнение этого предусилителя и NHB-18NS от DartZeel вполне отчетливо выявило лучшие музыкальное разрешение, ясность, живость и пластичность звучания, а так же более отчетливо оформленную музыкальную “сцену” моего изделия… Это вовсе не означает, что DartZeel так сказать “хуже”, а всего лишь свидетельствует о том, что мы “играем на одном поле”. Пожалуй, я вполне доволен таким результатом. 🙂

PPS Желающие повторить эту схему часто спрашивают меня о том, можно ли получить сравнимый звуковой результат на другой лампе 🙂  C3g в последнее время стала довольно дефицитна, дорога и в продаже появились явно отбракованные экземпляры. Так вот – счастливая новость!  Есть такая лампа – отлично звучащая в этой схеме,  легко покупаема в нужном количестве и (пока) не дорога. Это – 6Ж4 (6AC7) в триодном включении. По коммутации – вывод 3 (третья сетка) соединяется с выводом 5 (катод),  вывод 6 (вторая сетка) соединяется в выводом 8 (анод) через резистор 180 Ом.  Катод – через резистор смещения 300 Ом на общий, резистор зашунтирован конденсатором Panasonic FM 6800uF x 6.3V.   Режим – на  аноде 210В, смещение 3.1V, усиление ~ 35, внутреннее сопротивление в выбранной рабочей точке ~ 3.2K.    Хорошего Звука !!!   🙂

Винил: Предусилитель-Корректор Часть 4.1. Ближе к делу. “Der Frankenstein”

Некоторое время тому назад моему хорошему другу, меломану и эзотерику Николаю попала в пользование виниловая вертушка Dual с весьма перспективным МС картриджем Audiotechnica AT-33EV. Естественно, срочно понадобился корректор и он обратился ко мне. 🙂 Требования были следующие – четкий, ясный и динамичный звук, без какого либо налета “винтажности”.  Блок питания – без электролитических конденсаторов. Трансформаторный выходной каскад,  сигнальные и выходные трансформаторы – Sowter. Один блок. Габариты не имеют значения. Ну что-же – не имеют, так не имеют 🙂  Так и возникла эта конструкция – в большом алюминиевом корпусе натурального цвета, размерами 45x25x35см. Der Frankenstein.

Схема корректора – C3g_RIAA_001

Корректор двухкаскадный, с пассивной коррекцией, в первом и втором каскадах применены замечательные лампы С3g от Siemens. Требования к первому каскаду при такой конфигурации корректора довольно жесткие – он должен иметь сравнительно высокий коэффициент усиления при минимальном уровне шума, хорошую перегрузочную способность, стабильное выходное сопротивление и малую динамическую входную емкость. Исходя из этих требований вполне логично применить С3g в “родном” пентодном включении. Второй каскад должен иметь низкое выходное сопротивление и отличную перегрузочную способность при умеренном коэффициенте усиления. С3g в триодном включении – вариант, близкий к идеалу 🙂  Режим работы первого каскада – напряжение на аноде =+175…180V , напряжение на второй сетке =+110…115V , напряжение смещения =+1.5…1.7V .  коэффициент усиления = 95…100. Должен отметить, что C3g в пентодном включении хорошо “звучит” в довольно широком диапазоне анодных нагрузок.  Для согласования с картриджем применен специализированный повышающий МС трансформатор Sowter 1990 (1:10). В цепях коррекции применены низковольтные “рулонные” полистирольные конденсаторы, известные своими отличными звуковыми свойствами. Из-за их низкого рабочего напряжения корректирующая цепочка включена “традиционно”, между каскадами усиления. Потери сигнала в цепях коррекции составляют примерно 20dB. Режимы второго каскада – напряжение на аноде = + 155…160V, напряжение смещения = +2.6…2.8V , коэффициент усиления = 45…50  выходное сопротивление = 2.3К. Выходные трансформаторы Sowter 9525. С учетом коэффициента передачи входных трансформаторов итоговый коэффициент усиления корректора по входу МС около 5000,  при воспроизведении дорожки “0 dB@1000Hz” тестового диска c картриджем AT-33EV напряжение на выходе корректора составляет 1.5V RMS. Вторичная обмотка выходного трансформатора имеет несколько отводов, что позволяет регулировать уровень выходного напряжения и, при необходимости, понизить выходное сопротивление корректора. В коррекции применены резисторы Takman серии REX, все остальные резисторы – Kiwame. Конденсаторы, шунтирующие катодные резисторы – Panasonic, межкаскадный конденсатор – Jensen (медная фольга бумага масло). Конденсаторы в цепях питания – ASC. (тефлон + масло). Монтаж выполнен серебряно-золотым проводом Siltech.

Схема Блока питания корректора – C3g_RIAA_PS_001

Выпрямитель анодного напряжения собран по схеме со средней точкой, выпрямленное напряжение фильтруется электронным транзисторным фильтром, он же и обеспечивает плавное нарастание анодного напряжения при включении устройства.  C фильтра питание подается на каждый из каналов корректора через дополнительные развязывающие эзотерические LC цепочки. Накал ламп питается от выпрямленного и стабилизированного напряжения 12.6V, нити накалов ламп каждого из каналов включены последовательно. Как я упоминал ранее, корректор и блок питания смонтированы в одном большом алюминиевом корпусе. Дно корпуса составлено из двух алюминиевых пластин, скрепленных между собой виброгасящим клеющим составом. Лампы и детали схемы смонтированы на отдельной толстой (12мм) алюминиевой пластине, прикрепленной к дну корпуса через четыре виброгасящие стойки.

C3g_Sowter_Inside

Декабрь 2013                                                                                                г..Владивосток

 

Винил: Как добиться эталонной АЧХ?

1. Корректор

Для контроля АЧХ корректора удобно применить так называемую  Анти-RIAA цепь, например такую, как в статье “On Reference RIAA Networks” by by Jim Hagerman. (см раздел Литература)   Схема — Anti_RIAA

Для снятия итоговой АЧХ цепь подключается меду генератором и тестируемым корректором. При применении конденсаторов с точностью номиналов 5% и резисторов 1%, при измерениях итоговой АЧХ обеспечивается соответствие стандарту RIAA с точностью 0.5dB – что более, чем достаточно. В качестве измерительного комплекса удобно  использовать компьютер с профессионального качества звуковой картой и соответствующим набором соединительных кабелей. Для проведения измерений я рекомендую пользоваться программой True RTA (Level 4).

Анти-RIAA цепь очень удобно выполнить в виде отдельного модуля —

2. Картридж + кабель + коректор

После приведения к стандарту АЧХ корректора, желательно снять АЧХ  системы “картридж + соединительный кабель + корректор” в области ВЧ, особенно это актуально для ММ картриджей и корректоров, входной каскад которых выполнен на триоде с большим коэффициентом усиления. Цель этих измерений – проверить отсутствие отклонений АЧХ в области ВЧ, вызванных совместным взаимодействием 🙂 индуктивности картриджа, емкости соединительного кабеля и входной емкости первого каскада корректора. Для этого используют простейшую схему — Test_Cartridge

Отклонения АЧХ компенсируют подбором номинала нагрузочного резистора на входе корректора. “Рекомендованный” большинством производителей номинал в 47…51К – только “отправная точка”. Корректор, первый каскад которого имеет небольшую входную емкость в комплекте с МС картриджем, нагруженным на согласующий трансформатор- будет иметь более ровную АЧХ в области ВЧ, по сравнению с большинством ММ и MI картриджей, подключенным на вход этого же корректора. Сочетание входного каскада на триоде с большим коэффициентом усиления, длинного соединительного кабеля и MM (MI) картриджа является наиболее проблемным в смысле “поведения” результирующей АЧХ на ВЧ .

3. Стол + тонарм + картридж + кабель + корректор

Следующий этап – это снятие итоговой АЧХ всей системы – проигрыватель + картридж + соединительный кабель + корректор. После проверки при помощи соответствующих шаблонов правильности установки тонарма, картриджа на тонарме  и выставления оптимальной прижимной силы, на проигрыватель устанавливают измерительную пластинку.  Подойдут, например, такие —

Test_LP_01

До начала работы – на соответствующей дорожке, контролируя баланс каналов, необходимо проверить правильность установки картриджа в горизонтальной плоскости. Затем снимают АЧХ, особое внимание следует уделить области НЧ, какие-либо отклонения (постоянные или периодические) АЧХ в этой области могут быть следствием механического резонанса тонарма, проникновения на вход усилителя помех и фона от схем управления двигателем, неравномерности вращения или нарушения геометрии диска. Как правило, если механика проигрывателя исправна, картридж установлен точно и итоговая АЧХ системы “картридж + кабель + корректор” ранее была настроена верно, измерительная пластинка не покажет каких-либо существенных отклонений АЧХ. В этом случае ваш комплект можно считать более или менее настроенным.

Если хотите, чтобы звучание вашей системы было всегда эталонным – проводите процедуру настройки при каждой замене картриджа 🙂

Владивосток, 2013

Винил: Предусилитель-Корректор Часть 3 Вход и Выход

Итак, с общей архитектурой корректора и расчетом цепей коррекции все более-менее ясно. Самое время обратить внимание на то, что же  подключается на вход и на выход предусилителя- корректора.

Начнем с Выхода

В самом общем случае выход корректора через соединительный кабель подключается ко входу или предусилителя или интегрального усилителя мощности. Помимо некоторых других важных характеристик, входные цепи электронных устройств характеризуются таким понятием, как входное сопротивление. В современных аудио устройствах обычно его значение составляет от 10 до 50 кОм, общепринятого стандарта здесь не установлено. Принято считать, что для передачи аудиосигнала без значимых для качества звука  потерь выходное сопротивление источника сигнала должно быть во много раз (в аудио под термином “во много раз” обычно подразумевают  “в 10 раз или около того” :)) меньше  входного сопротивления приемника сигнала.   Таким образом, выходное сопротивление правильно сконструированного предусилителя – корректора должно быть не более 1…5 кОм, меньше – лучше.

Однако, рассматривая схемы  широко известных “популярных” корректоров, я обратил внимание на то, что их выходное сопротивление  зачастую оказывается выше (иногда – существенно выше) этого значения. Совершенно очевидно, что при соединении такого корректора c усилителем  через сравнительно длинный кабель в системе неожиданно образуется частотно-зависимый делитель сигнала. Частотно зависимый потому, что кабель, разъемы – имеют определенную емкость и совместно с выходным сопротивлением источника и выходным сопротивлением приемника сигналов эта емкость образует своеобразный фильтр низких частот, частота среза которого к тому же еще и может зависеть от положения регулятора уровня приемника сигнала (обычно регулятор подключен непосредственно к входным цепям). В общем, в такой системе кабель фактически становится дополнительным элементом частотной коррекции, отчетливо “слышимым” при его замене на другой – со всеми дальнейшими “аудиофильскими” последствиями.

Почему же появились такие конструкции?  Во первых, нужно вспомнить, что в ранних, “винтажных” усилителях мощности было не редкостью входное сопротивление 100 кОм или даже 470 кОм.  Во вторых, в то время когда винил был обыденностью  – корректор как правило конструктивно располагался в одном корпусе с предусилителем или интегральным усилителем и “длинный соединительный кабель” между ними отсутствовал в принципе.  При наступлении “ренессанса” винила появилась потребность в отдельном устройстве – корректоре. Мне кажется весьма вероятным, что за основу многих таких “современных” устройств брались схемы встроенных блоков от интегральных усилителей прошлых лет – без какой либо доработки с учетом изменившегося за это время соединительного стандарта….

А что же на входе ?

К входным разъемам предусилителя – корректора подключаются: соединительный кабель от разъемов вертушки (или тонарма),  и соединительные провода от разъема звукоснимателя до разъемов вертушки (или тонарма).  Об особенностях этих соединений – чуть позже.

Сейчас – о звукоснимателях

В настоящее время серийно выпускаются три основных типа звукоснимателей – с подвижным магнитом – Moving Magnet (MM),  с подвижными катушками – Moving Coil (MC) и звукосниматели с подвижным сердечником Moving Iron (MI) . Об особенностях конструкции звукоизвлечения того или иного типа звукоснимателей лучше почитать на форумах или заглянуть в соответствующую литературу, особое внимание советую обратить на такие параметры, как гибкость подвижной системы и собственный резонанс. В приложении требований к входным цепям корректора нужно знать следующее –  Звукосниматели MM и MI обычно имеют выходное напряжение от 2 до 8 mV , MC от 0.15 до 2.5 mV. Звукосниматели MM и MI как правило имеют достаточно много витков в обмотках и производители рекомендуют нагружать их на сопротивление 47…51 кОм + конденсатор 200…400 пФ. (*** – спорная рекомендация. Об этом чуть позже). Звукосниматели MC, как правило, не критичны к емкости нагрузки и нагружаются на согласующий повышающий трансформатор. Масса подвижной системы у MM звукоснимателей  как правило выше, чем у MC и MI, а гибкость подвижной системы ниже. Частотный диапазон у MC и MI звукоснимателей как правило шире, чем у MM. Принято считать, что разрешающая способность у MM звукоснимателей хуже, чем у MC и MI. Но, с учетом того, что было сказано выше об особенностях архитектуры предусилителей- корректоров —  для звукоснимателей различного типа, но одной ценовой группы — это мнение вполне может оказаться ошибочным… В частности, есть целая группа “винтажных” MM звукоснимателей с высокой гибкостью продвижой системы, расчитанных для установки на легкие тонармы. С корректором “правильной” архитектуры такая комбинация легко “обыграет” большинство современных MC звукоснимателей высокого уровня – как по разрешающей способности, так и по общему впечатлению “естественности” и “текучести” звука.

АЧХ Звукоснимателей

Как неоднократно замечал на форумах audioportal.su и hiend.borda.ru известнейший специалист и профессионал высочайшего уровня Александр Бокарев  реальные АЧХ большинства головок звукоснимателей среднего уровня весьма далеки от идеала. На практике встречаются две “крайности”, особенности которых приходится учитывать – это звукосниматели с высокой индуктивностью и  звукосниматели с “нестандарным завалом” в области СЧ и (или) ВЧ.

Если корректор делается под конкретный звукосниматель (например, какой-нибудь ценный “винтажный” экземпляр) и появление других в обозримом будущем в системе не планируется, то, как правило, бывает необходима индивидуальная подстройка АЧХ – подбором соединительного кабеля с подходящим значением емкости, если не получится – подбором оптимального сопротивления нагрузочного резистора для успокоения паразитных резонансов на СЧ и ВЧ, а уже после этого – изменением номиналов элементов корректирующей цепочки таким образом, чтобы итоговая АЧХ  системы звукосниматель- корректор соответствовала стандарту.

Или, по возможности – не применяйте в своей системе совсем уж недорогих звукоснимателей.  Grado серии Gold, Audio Technica 440, Ortofon 2m Bronze, Denon 103 – хороший, надежный выбор для начала. Экономия здесь не уместна 🙂

Продолжение следует….