Собственные шумы грампластинки. Ставим точку.

Удивительно, но общего мнения о динамическом диапазоне и уровне шума грампластинки почему-то не существует, вероятно как из-за различий в методиках измерения и представления данных, так и из-за разброса качества самих пластинок. Различные источники приводят значения динамического диапазона от 50 dB для низкокачественных массовых тиражей до 80 dB для образцовых пластинок, нарезанных непосредственно рекордерами (по мнению Douglas Self, величина 80 dB точно завышена 🙂 ).

По данным Аполлоновой и Шумовой, рассматривавших классическую технологию 1960-х годов, уровень шума нарезаемых рекордером лаковых дисков составляет −63…-69 dB относительно уровня 10 см/с. Следующий технологический шаг – изготовление металлического диска-оригинала – ухудшает отношение сигнал/шум на 6 dB, а штамповка серийных пластинок – ещё на 4 dB. Таким образом, уровень шума пластинки обычного тиража составляет ~ −53…-59 dB относительно уровня 10 см/c (~ −47…-53 dB относительно уровня 5 см/c).

В более поздней и более совершенной технологии DMM рекордер нарезает запись в тонком слое мелкокристаллической меди, нанесенном на стальную подложку. Уровень шума медного диска, измеренный на выходе эталонного тракта воспроизведения, составляет ~ −70…−72 dB относительно уровня 8 см/c, а расчётный уровень шума самой записи, без учёта “вклада” проигрывателя и корректора – составляет ~ −72,5…−75,5 dB (лучшие значения соответствуют скорости 45 об/мин, худшие – 33⅓ об/мин). Малотиражная штамповка пластинок по технологии DMM ухудшает отношение сигнал/шум на 2…8 dB, то есть до ~ −62…−70 dB (−58…−66 dB относительно уровня 5 см/c).

Итак, новая пластинка обычной штамповки имеет средний уровень шума – 56dB, а отшамованная по технологии DMM – 62dB.

Июль 2020 г.Владивосток

RC корректор на 6SL7, 6SN7. Пора поставить точку.

“...Даже из обыкновенной табуретки можно гнать самогон. Некоторые любят табуретовку. А то можно простую кишмишовку или сливянку….” (И. Ильф Е.Петров “Золотой Теленок”)

С начала этого года у меня уже несколько раз просили порекомендовать или опубликовать схему простого и хорошего RIAA корректора на “легендарных” и очень популярных среди аудио-самодельщиков октальных лампах 6SL7, 6SN7 (6Н9С, 6Н8С). В общем-то схем корректоров на этих лампах – великое множество. Даже в моем блоке уже опубликована парочка – но только на локтальных аналогах – 7F7, 7N7.

Основная проблема в том, что прекрасно “звучащий” во входных каскадах усилителей мощности двойной триод 6SL7 в общем-то не очень хорошо подходит для входного каскада RIAA корректора. Во-первых – из-за особенностей цоколевки – вывод 1 (сетка первого триода) располагается рядом с выводом 8 (накал), поэтому при питании накала напряжением переменного тока уровень наводок на первый триод будет довольно заметным. То есть – источник питания накала должен быть “чистым” от помех, выпрямленным и стабилизированным. Во-вторых – из-за довольно сильного “микрофонного” эффекта, который особенно заметен у ламп выпуска 30-х…50-х годов. В-третьих – из-за того, что конструктивно электродная система у большинства этих ламп располагается ближе к верхней части колбы – чувствительность к внешним наводкам слишком высока для малосигнальных усилительных схем.

То есть – успешное применение 6SL7 в первом каскаде корректора возможно при соблюдении некоторых технологических приемов – экранирования, демпфирования и качественного питания. Весьма забавно находить на просторах интернета фото “выдающихся” и “по-настоящему качественных” корректоров с лампами 6SL7 (или даже еще хуже – с 6Н9С) установленными без всякого дополнительного экрана в звонкие керамические панельки, жестко закрепленные непосредственно на открытой верхней панели тонкого металлического (или даже деревянного) шасси.

Нет – эта конструкция МОГЛА БЫ работать гораздо лучше. Кстати автор честно отмечает “…После такого саунда совершенно не замечаешь такие минусы как:  бешеный (по сравнению с EF40) микрофонный эффект у 6Н9С и сильное пролезание фона через накал…” (сохранена оригинальная орфография) – Константин, извините – не удержался 🙂

Существуют версии 6SL7 с конструкцией электродной системы с низким “микрофонным” эффектом и сниженной чувствительностью к внешним наводкам. Например:

И да – нужно вспомнить о существовании “специальной” – версии 6SL7 – это 6SU7 – с максимально идентичными по параметрам триодами и низким уровнем паразитных токов утечки.

Помимо основных вышеупомянутых, существует подвид “номерных” версий 6SL7 – 6113, CV1985, VT229 и т.п. И они тоже бывают очень хорошие 🙂

Из схемотехнических особенностей применения 6SL7 можно отметить во-первых довольно значительный эффект Миллера, что при произвольно выбранных режимах работы может привести к ограничению полосы пропускания каскада в области ВЧ и, во-вторых – довольно сильную зависимость динамического внутреннего сопротивления лампы (ri)от тока покоя. (~75 кОм при 0.5mA и ~44 кОм при 1 mA и выше), что обязательно нужно учитывать при расчете пассивных цепей коррекции.

Итак, схема корректора и блока питания –

Первый каскад – коэффициент усиления @1 kHz = 38 выходное сопротивление каскада ro=.ri||Ra= ~44||180 = ~35 кОм. Каскад нагружен на пассивную цепь “сосредоточенной” RC коррекции.

Для получения АЧХ по рекомендации RIAA в этой цепочке должны быть соблюдены следующие “полюсы” коррекции: T1 =2187 uS – задается номиналами “действующего” сопротивления R4′ = (ro+R4)||R6) и С4, T2=750 uS – задается номиналами R4’C5, T3 =318 uS – задается номиналами R5C4, T4 =109uS и задается номиналами R5C5. На практике достаточно рассчитать сопротивление R4′ и емкость С4 и далее, исходя из соотношений R4’/R5 = 6.88, C4/C5 = 2.92 очень просто вычислить номиналы R5 и С5. “Дополнительная” ВЧ коррекция T5 = 3…5uS и определяется элементами R7C5, точное сопротивление R7 подбирается при снятии и контроле АЧХ.

Насчет дополнительной коррекции T5 = R7C5. Как вы вероятно заметили, в своих конструкциях ММ корректоров я никогда не применяю емкостную коррекцию на входе. Во-первых, многие используют корректоры с МС звукоснимателями (подсоединяя их через повышающий МС ММ трансформатор), во-вторых – емкостная коррекция на входе иногда дает совершенно не тот результат, который предполагалось получить. С некоторыми ММ звукоснимателями электромеханический резонанс может получиться слишком уж “высокодобротным” и звучание на ВЧ приобретет характерный “назойливо-шуршащий” оттенок. Поэтому я считаю более правильным добиваться ровной АЧХ регулировками в межкаскадных цепях RC коррекции. Такая настройка дает более ясное звучание ВЧ диапазона для самых различных звукоснимателей и полностью соответствует рекомендациям стандарта RIAA 🙂

С учетом требуемого диапазона коррекции (~+-20dB относительно частоты 1 кГц), ослабление сигнала в цепях пассивной RC коррекции всегда будет не менее 20dB (10 раз) @ 1000Hz. Я считаю, что в современных RIAA корректорах номинальный уровень выходного напряжения сигнала должен быть сопоставим с уровнем напряжения сигнала на выходе цифровых источников, поэтому второй каскад выполнен так же на триоде 6SL7, коэффициент усиления каскада = 39 . Выходной каскад – буфер, катодный повторитель на триоде 6SN7.

Схема блока питания – особенностей не имеет и весьма типична для (моих) конструкций. Трансформатор – тороидальный, с межобмоточным и внешним экранами. В качестве выпрямителя и стабилизатора напряжения накала я применил готовую плату. Анодное напряжение так же стабилизировано. Блок питания собран в отдельном корпусе.

Технические характеристики корректора:

  • Входное сопротивление по входу ММ = 47 кОм
  • Выходное сопротивление =< 1.0 кОм 
  • Номинальная нагрузка = от 10 (и выше) кОм
  • Номинальное входное напряжение (по входу ММ) @1000Hz = 5mV RMS
  • Номинальное выходное напряжение = 1.5V RMS @ 1000Hz
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 100 кОм >= 40V RMS
  • Коэффициент усиления ~ 150
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” ММ входе =<250uV (“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 <= 0.5%, в основном 2-я и 3-я гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -20 dB.

Корректор собран для системы Михаила, и работает в комплекте с проигрывателем на основе Lenco L75, двухтактным усилителем на лампах 6SL7/6SN7/6L6GT и акустической системой Pioneer СS100.

Насчет странноватой “сеточки-экрана” – в общем-то, можно было обойтись и без нее. Но в реальной системе – с несколькими источниками и проводами питания, идущими за и между полками с аппаратурой – входную лампу все-таки желательно экранировать, это дает слышимый результат. Поэтому – техническая целесообразность взяла вверх над чувством эстетической гармонии. 🙂

Июнь 2020. г.Владивосток

PS На всякий случай – вот схема еще одного варианта такого же корректора, собранного мной немного раньше –

Гибридный RC корректор

Идея этого корректора пришла ко мне довольно давно, примерно в конце апреля 2014 года. Но все как-то руки не доходили. Ну а тут – эпидемия, самоизоляция… В общем, свободное время вдруг появилось. 🙂

В процессе поиска транзисторов, подходящих для первого каскада корректора, помимо популярного 2SK170 я обратил внимание на интересный малошумящий полевой транзистор 2SK269 от Toshiba. Он характеризуется как “Super low noise” и одно из применений этого транзистора – усилитель для MC звукоснимателей. Но, конечно как всегда – есть ньюансы. 🙂 Во-первых “малошумность” проявляется только в области напряжений Vds < 15V при рекомендованном токе Id = 5mA, а во-вторых напряжение смещения затвора Vds при таком токе составляет всего-то -0.1V (-100mV). Малое напряжение смещения – малая перегрузочная способность, то есть для ее улучшения необходимо вводить ООС по току. Вводим ООС по току – автоматически уменьшается усиление каскада и увеличивается его выходное сопротивление. В общем, как всегда – сплошные компромиссы. Впрочем, есть и положительный момент – судя по статическим характеристикам (Vds, Id) транзистор довольно линейный, то есть можно ожидать, что коэффициент гармоник каскада усиления будет очень небольшим даже без введения ООС.

От второго каскада корректора не требуется особого усиления, но требуется хорошая перегрузочная способность, поэтому я выбрал полевой транзистор BF245 от NXP. Наиболее линейная область статических характеристик BF245B (Vds, Id) находится при Id =5ma Напряжение смещения затвора Vds =- 1.3V, что гарантирует хорошую перегрузочную способность даже без введения ООС по току.

В принципе, ничто и никто 🙂 не мешает выполнить второй и выходной каскады корректора на лампе – какой-нибудь триод со средним усилением вроде 6922 будет вполне уместен.

Схема первого варианта каскада усиления.

В первоначальном варианте я решил применить составной каскад с динамической нагрузкой, аналогично входному каскаду усилителя “Le Mostre” от Jean Hiraga.

Проведенные мной практические исследования показали 🙂 , что при работе на сравнительно высокоомную нагрузку, которую представляет собой корректирующая RIAA RC цепь – никакого значимого преимущества по уровню искажений перед обычным каскадом с резистивной нагрузкой составной каскад не имеет. Поэтому я принял решение максимально упростить схему.

Вот что получилось в итоге.

Насчет ООС по току. С одной стороны, для получения максимального усиления от ООС по току желательно избавляться и шунтировать резистор в цепи истока конденсатором. С другой стороны, нужно помнить, что в первом каскаде напряжение на стоке ограничено “малошумящим” значением Vds < 15V, а во втором каскаде Vds равно примерно 1/2 от напряжения источника питания (+30В), то есть запас по максимальной амплитуде напряжения на выходе второго каскада в общем-то не такой уж и большой. Вопрос в том, в каком месте схемы перегрузка начнется раньше – на входе, когда пиковое напряжение сигнала превысит напряжение смещения Vds = -100mV или на выходе – когда сигнал начнет ограничиваться из-за недостаточного запаса по напряжению источника питания.

Итак, без ООС, в варианте “максимального” усиления перегрузка схемы начинается при входном напряжении = 50mV, что недостаточно (см. статью “Весьма своеобразный корректор”). При введении ООС по току в первом каскаде перегрузка схемы начинается при входном напряжении = 80mV, но перегружается не первый, а второй каскад – не хватает напряжения источника питания. Разделить питание первого и второго каскадов и увеличить напряжение источника питания для второго каскада – “половинчатое” решение, так как для BF245 максимально допустимое напряжение Vds = 40V. Но даже в этом случае – усиления в схеме будет “маловато” – при 5mV на входе на выходе получаем всего 300mV (@1000Hz). Выходное напряжение большинства современных цифровых источников сигнала обычно = 2…2.5V RMS и я считаю, что современный RIAA корректор должен иметь примерно такой же уровень напряжения выходного сигнала. С учетом необходимого для аналогового источника запаса по перегрузке не менее 20 dB, максимальный уровень выходного напряжения должен быть не менее 25V RMS. Очевидно, что выходной каскад на лампе – наше все 🙂 Для лучшей линейности и для снижения выходного сопротивления корректора я применил уже традиционный гибридный SRPP на миниатюрном двойном триоде 6Н16Б-В и источнике тока IXYS.

MC->MM секция:

Я применил МС трансформатор Lundahl LL1941 Amorphous Core в коммутации для SE соединения с коэффициентом передачи 1:16. Для моего MC картриджа GAS “Sleeping Beauty” (он же Coral 777EX, 1978 год) оптимальное сопротивление нагрузки составляет 60…100 Ом, поэтому я добавил нагрузочный резистор 30 кОм на вторичную обмотку. Несложный расчет показывает, что для коэффициента передачи 1:16 выбором добавочного сопротивления на вторичной обмотке трансформатора LL1941 возможно установить входной импеданс в пределах 20…160 Ом, а для коммутации с коэффициентом передачи 1:32 – в пределах 5…40 Ом. Это при условии стандартного входного сопротивления ММ корректора = 47 кОм.

Схема блока питания:

Блок питания – вполне традиционный. Трансформатор питания – выполнен на заказ компанией “Орбита-Сервис”, – тороидальный, с межобмоточным экраном и пониженной индукцией сердечника. На всякий случай я применил фильтр “постоянного” напряжения входной сети. Выпрямители и стабилизаторы выходных напряжений питания выполнены по схемам, традиционно-обычным для моих конструкций. Я не указал на схемах типы некоторых компонентов – для пытливого ума самодельщика не составит труда догадаться, что именно я применил или самостоятельно выбрать подходящие детали.

Технические характеристики корректора:

  • Входное сопротивление по входу ММ = 47 кОм
  • Входное сопротивление по входу МС = 70 Ом, входное сопротивление постоянному току = 0.8 Ом
  • Коэффициент передачи MC->MM секции = 16
  • Выходное сопротивление =< 1.8 кОм 
  • Номинальная нагрузка = от 20 (и выше) кОм
  • Номинальное входное напряжение (по входу ММ) @1000Hz = 5mV RMS
  • Номинальное выходное напряжение = 2V RMS @ 1000Hz (Может быть отрегулировано внутренними настройками в пределах +-6dB)
  • Максимальное входное напряжение (по входу ММ) @1000Hz = 80mV RMS
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 100 кОм >= 32V RMS
  • Коэффициент усиления ~ 400
  • Уровень собственного шума и помех на выходе при “закрытом” ММ входе =<190uV (“взвешено” по кривой “A”)
  • Отклонение суммарной АЧХ от стандарта RIAA в диапазоне частот 20Гц…20кГц = не более 0.6dB.
  • 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 <= -18 dB.

Несколько фото –

Май 2020 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

Весьма своеобразный корректор

На прошлой неделе ко мне на “осмотр” попал таки весьма своеобразный корректор. Конструкция от известного подмосковного мастера была приобретена счастливым владельцем несколько лет назад и за все это время из нее так и не удалось “извлечь” сколь-нибудь интересного звука. Система, в которую был инсталлирован этот корректор – вполне хороша – акустика Audio Note, однотактный усилитель на 45-х (или 2A3) триодах, стол Nottingham  c прекрасным набором тонармов и картриджей. Тем не менее – система не “звучала”, звук был плоский, зажатый и обогащен сибилянтами. При этом с CD – проигрывателя звук был существенно лучше, чем с винила – что, конечно – на мой взгляд уже весьма странно и подозрительно. 🙂 В ситуации обязательно нужно было разобраться.

Итак, вот эта конструкция – несколько фото — 

С первого взгляда на печатную плату мне стало как-то свосем нехорошо и причиной этого был вовсе не печатный монтаж. 🙂  А после того, как я срисовал схему – мне стало совсем плохо. НЕ ОЖИДАЛ.

Схема — 

Итак, в основу конструкции положен известный классический корректор Marantz-7 построенный по принципу активной коррекции, то есть как усилитель с большим коэффициентом усиления, охваченный глубокой петлей частотнозависимой общей ООС. В случае с Marantz такое схемотехническое решение было вполне оправданно – во первых, тогда так было “модно”, во – вторых глубокая ООС позволяет получить и стабилизировать заданные характеристики коректора даже при разбросе лараметров ламп а так же при их старении, что очень немаловажно для серийно выпускаемого изделия. На “вредоносное” воздействие ООС на звук во времена разработки Marantz-7 никто внимания не обращал. 🙂

Но “подмосковный” вариант был более чем оригинален – исходный усилитель с большим коэффициентом усиления остался практически без изменений, а RC цепи коррекции сделаны пассивными и включены на выходе усилителя, перед выходным каскадом – катодным повторителем. Первый вопрос, который у меня возник практически сразу же – а как же перегрузочная способность? К сожалению, измерения подтвердили мои самые худшие ожидания.

Форма и уровень сигналов на выходах корректора, входной сигнал 5mV@1000Hz. Пока все выглядит вполне пристойно.

А вот осциллограммы сигналов в различных точках схемы при различных уровнях входного напряжения. Подробности читайте в комментариях к фото.

Результаты измерений вполне очевидны – вся конструкция в целом и второй каскад в частности начинает перегружаться уже при напряжении на входе корректора = 15mV, что совершенно недостаточно.

Исходя из усредненных справочных данных наиболее распространенных моделей ММ звукоснимателей, номинальным уровнем входного сигнала для проведения измерений и снятия характеристик можно считать напряжение 5mV @1000Hz. При этом – если предположить, что уровень ВЧ на грампластинке записан по 0dB, то на частоте 20 kHz номинальный уровень входного сигнала  будет ~ 50mV, то есть корректор должен обеспечивать запас перегрузочной способности по входу не менее +20dB. 

По данным исследования Shure абсолютный максимум музыкального сигнала, когда-либо записанного на долгоиграющей пластинке, составляет 38 см/c на частоте 2 kHz; на низких и высоких частотах рекордные уровни спадают до 26 см/c на 400 Hz и 10 см/c на 20 kHz. Помимо этого, например в известной статье — Douglas Self. Design of moving-coil head amplifiers // Electronics & Wireless World 1987 №12 — рассуждения автора приводят к выводу, что максимальный среднеквадратичный уровень входного напряжения сигнала, на который нужно ориентироваться при конструировании винил корректора, должен быть равен не менее 64 mV (40 см/c при чувствительности 8 mV@1000Hz)

Таким образом, корректор не обладает сколь-нибудь значительным запасом по перегрузочной способности что, собственно и проявляется в его характерном звучании – зажатом,ограниченном и тусклом. Помимо принципиально неверного схемотехнического решения в схеме  остался ряд “атавизмов”  от Marantz – незашунтированный резистор в катоде лампы первого каскада (в оригинальной схеме на него заводилась петля ООС) и несколько странно выбранный номинал сеточного резистора первого каскада, который определяет входное сопротивление корректора. Вместо общепринятого стандарта в 47 кОм по какой-то причине был установлен резистор в 100 кОм. Номиналы цепей корреции так же вызывают некоторые вопросы, так как измерения выявили несоответвие (до +- 2 dB) АЧХ корректора кривой RIAA как в области низких (20….100 Hz), так и в области высоких (10….20 kHz) частот.

Блок питания корректора построен по линейно-стандартной схеме – выпрямитель со средней точкой, многозвенный RCRCRCRC фильтр питания.  Накалы ламп питаются выпрямленным и стабилизированным напряжением постоянного тока.

Схема Блока Питания — 

Ну, что-же – это значит, что конструкция явно нуждается в доработке и, к счастью – если доработать блок питания, перекоммутировать несколько дорожек на печатной плате корректора и поменять местами несколько резисторов – можно получить принципиально лучший результат даже без существенного изменения номиналов деталей. *** обозначения B1 и B2 нужно поменять местами *** 

Вот новая, улучшенная схема корректора — 

Как видно, я собрал вполне “классический” вариант лампового корректора на триодах с сосредоточенной пассивной коррецией, включенной между первым и вторым каскадами. В качестве выходного каскада – “буфера” применен катодный повторитель. Я более точно пересчитал номиналы цепей коррекции, применил в цепях коррекции и на выходе конденсаторы другого типа, а так же уменьшил номинал выходного конденсатора. С учетом того, что как правило входное сопротивление усилителя мощности составляет около 50 кОм, емкость выходного конденсатора вполне разумно ограничить номиналом 2.7….4.7uF. Помимо уменьшения переходных процессов при включении, выбор сравнительно небольшой емкости позволяет ограничить уровень инфранизкочастотных помех, проникающих на вход усилителя мощности.

Блок питания — 

В блоке питания я изменил номиналы нескольких фильтрующих резисторов, что позволило более эффективно распределить напряжение питания между каскадами. Для того, чтобы снизить вероятность пробоя между накалом и катодом лампы выходного каскада я добавил цепь “подъема” потенциала цепи накала над общим. 

Несколько фото и осциллограммы сигналов —

Как видно из результатов измерений –  перегрузочная способность корректора существенно (в 10 раз) 🙂  улучшилась (см. последнее фото – 150mV на входе вместо исходных 15 mV),  что больше рекомендованной Douglas Self примерно в 2,5 раза 🙂  Это значит, что звучать такой корректор будет чисто, свободно, открыто, динамично, объемно и воздушно. Уровень искажений – очень низкий, устойчивость к “щелчкам” – черезвычайно высока. Отклонение АЧХ от кривой RIAA в области НЧ – не более 0.3dB, в области ВЧ (12…20 kHz) не более 0.7 dB.

На сегодняшний день конструкция была прослушана в трех весьма качественных сетапах и показала себя очень достойно. Конечно, до LCR корректора по звуку она явно не “дотягивает”, но среди обычных-классических RC корректоров на триодах эту конструкцию вполне заслуженно можно считать одной из оптимально-лучших.

Январь 2018 г.                                                                       г.Владивосток.

Правильный Комплект. Предусилитель и Корректор.

Как – то на одном из форумов промелькнула тема – “Правильному усилителю – правильную акустику”.  А я скажу вот что – “Правильному усилителю – правильный предусилитель”.

Чем же ваш предусилитель так “правилен?” – спросите вы меня. И будете по-своему правы. 🙂

Функционально предусилитель состоит из трех блоков – блок питания, блок RIAA корректора и, собственно – каскада предусилителя с регуляторами уровня и коммутатором входов. Для уменьшения наводок и для большего удобства расположения в стойке с аудиооборудованием блок питания выполнен в отдельном корпусе. 

Схема блока питания – вполне традиционна для моих конструкций и каких-либо особенностей не имеет. Все питания – стабилизированы, выпрямитель – на полупроводниковых диодах – в качестве регулирующего элемента применен биполярный транзистор. Напряжение для питания накала – выпрямленное и стабилизированное. 

Блок предусилителя – схемотехнически эквивалентен усилителю “Zen Guru” и на сегодняшний день я считаю такое решение лучшим для предусилительного каскада. В этом варианте предусмотрены только RCA входы и выходы, без развязывающего балансного трансформатора на входе. Выходные трансформаторы – Hashimoto, лампы – Zenith 6J5GT 50-х годов. Регулятор уровня – Gold Point, на базе переключателей ЕLMA и резисторов KOA Speer – на мой взгляд – это оптимально лучшее решение как по надежности, так и по звуковым характеристикам.

Несколько слов о RIAA корректоре.  В ходе обсуждения конструкции было решено, что корректор, во-первых должен вносить по-возможности минимальный окрас в общий звуковой почерк, обладать отличной разрешающей способностью, ясностью во всей полосе частот и стабильные звуковые характеристики – “сцена” не должна “плавать” в зависимости от спектрального состава и громкости воспроизведения. Думаю, что в меру своих сил и в рамках выделенного бюджета 🙂  я вполне справился с поставленной задачей. Корректор побывал на нескольких прослушиваниях в аудиосистемах очень высокго класса и всегда отмечались как исключительно четкая проработка тонкостей ритмической составляющей музыки, так и четкость, стабильность сцены, эшелонирование музыкальных инструментов и голосов исполнителей. Пожалуй, что для записей “старого” джаза “эшелонирование” даже слишком хорошее, например вполне очевидно слышно, что соло на ударных в “Take Five” Dave Brubeck (примерно 3-я минута) на записи “приближено” звукооператором, а в “Our Love Is Here To Stay” слышно, что Ella и Louis располагались в студии на некотором расстоянии…

По схеме:   

Два каскада на лампах 6AC7 в триодном включении. В качества анодной нагрузки я применил интегральные источники тока, такое решение позволило получить максимальное усиление при очень низком уровне гармонических искажений, который растет очень незначительно при увеличении амплитуды выходного сигнала до начала его ограничения. Первый каскад – с источником тока в качестве анодной нагрузки, второй каскад – так называемый “гибридный” SRPP. В частности, приведенный на схеме каскад имеет коэффициент усиления 42,  выходное сопротивление ~ 800 Ом, максимальный размах выходного напряжения на нагрузке 10 кОм ~ 36V rms,  при этом коэффициент гармоник составляет не более 0.3%.  Цепь коррекции включена между каскадами, в качестве элементов коррекции я применил рулонные полистирольные конденсаторы и carbon film резисторы, межкаскадный конденсатор – металлобумажный, выходной – составной из включенных параллельно пленочного MKP и металлобумажного конденсаторов. Естественно, лампы  для корректора пришлось тщательно отбирать как по микрофонному эффекту, так и по требуемому усилению и искажением. У меня получилось подобрать две подходящие пары примерно из 30 шт. Конструктивно сокеты ламп первого каскада размещены на монтажных панелях с виброразвязкой, остальные сокеты – на верхней стороне шасси. В этой конструкции я отошел от типичной монтажной схемы корректоров “общая шина от входа до выхода”. Для минимизации наводок оказалость более правильным не объединять общий с корпусом на клемме заземления возле входных разъемов, а протянуть от клеммы отдельный провод и соединить общий с корпусом возле первого каскада.

В целом – построение корректора  по схеме двух последовательных каскадов, нагруженных на источники тока – мне кажется перспективной в смысле “звука” идеей которую, на мой взгляд – например точно имеет смысл опробовать на “наших” лампах 6С45П, отзывы о звуковых характеристиках которых весьма противоречивы. Мне кажется, что в этом случае 6С45П могут раскрыться с очень неожиданной стороны.

PS (2019 год) За прошедшие два года Корректор был повторен несколько раз и обрел свое имя – “CODA!”  (Ко́да), так же как название замечательного винила Led Zeppelin.  “…Ко́да в музыке — дополнительный раздел в конце музыкального произведения. Содержание коды может явиться «послесловием», выводом, развязкой и обобщением тем, развитых в разработке…” 

Конечно, шутники будут читать как “сода” (NaHCO3) 🙂 – ну и пусть, неплохо прочищает 🙂

Октябрь 2017г.                                                                      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.