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 🙂

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.

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

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

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

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.

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 –

P.S.Правильные номиналы цепей коррекции

Октябрь 2013                                                                                   г. Владивосток

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.

Декабрь 2013                                                                                                г..Владивосток

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….

После того, как ситуация с требуемой частотной характеристикой стала более или менее ясной – нужно определиться – какой из вариантов схемы подходит лучше всего для высококачественного воспроизведения?  Схема на основе усилителя, охваченного частотно-зависимой петлей ООС мне кажется слишком уж очевидной. Она хоть и имеет стабильные параметры и довольно просто реализуется, например, на операционных усилителях  – но, по моему твердому убеждению, основанному на знаниях и слуховом опыте 🙂 – в большинстве случаев не годится для высококачественного воспроизведения. Я считаю, что только корректор с пассивными цепями коррекции и не охваченный петлей общей ООС способен максимально приблизится к идеалу.

С построением цепей коррекции возможно несколько вариантов – обычные RC цепочки, более экзотические LCR цепи или совсем уж экзотические (и,  черезвычайно трудно реализуемые практически) варианты c применением специальных трансформаторов (так называемый “RX- корректор” уважаемого Анатолия Марковича Лихницкого).

На мой взгляд, для комплекта “вертушка+головка” ценой с количеством “нулей” не более четырех (в $),  правильно спроектированный и настроенный корректор с пассивной коррекцией на RC цепочках обеспечивает более чем адекватное качество звуковоспроизведения.

Итак, основные схемотехнические особенности корректора должны быть следующие – несколько каскадов усиления, с установленными между ними цепями пассивной коррекции.  Все возможные “архитектурные” варианты коррекции RIAA  и методика их расчета подробнейшим рассмотрены в известных работах —

Stanley P. Lipshitz.
On RIAA Equalization Networks.
Journal of the Audio Engineering Society, 27(6), June 1979.

Peter J. Baxandall
Comments on “On RIAA Equalization Networks”
Journal of the Audio Engineering Society, 29(1), Jan 1981.

Stanley P. Lipshitz
Author’s Reply to “Comments on ‘On RIAA Equalization Networks'”
Journal of the Audio Engineering Society, 29(1), Jan 1981.

Скачать их (за небольшие $) можно на сайте AES –  http://www.aes.org/

Для практической реализации наиболее прост и удобен такой вариант цепи коррекции:

С очень хорошей точностью соответствие АЧХ этой цепочки стандарту RIAA-78 получается при следующем соотношении элементов –

R1C1 =2187uS
R1C2 = 750uS
R2C1 = 318uS
R2C2 = 109uS
C1 /C2 = 2.92
R1/R2 = 6.88
R3=0  (для расчетов — на практике, для коррекции АЧХ иногда бывает необходимо увеличить R3 до 100…500 Ом — *** подробнее об этом чуть позже)

При расчетах следует учесть, что реальное значение R1 (назовем его R1′) складывается из собственно номинала резистора R1, выходного сопротивления каскада “предыдущего” перед цепью коррекции (назовем его Zo)  и  входного сопротивления “следующего” каскада (Zi) соединенного параллельно им. Кроме того, реальная емкость С2 (назовем ее С2′) складывается  из номинала конденсатора (С2) и входной емкости (Сu) следующего каскада.  Учитывая это, легко составить табличку для расчета номиналов цепей коррекции.  Очевидно, что желательно, чтобы выходное сопротивление “предыдущего” каскада было во много раз меньше, а входное сопротивление “следующего” каскада во много раз больше, чем R1 – в этом случае стабильность и предсказуемость АЧХ корректирующей цепи будут лучше. Кроме того, при выборе R1 следует учитывать, что фактически он в основном определяет сопротивление нагрузки, на которую работает “предыдущий” каскад. На практике, обычно значение R1 выбирается в пределах  50…200кОм и все остальные элементы корректирующей цепи рассчитываются исходя из выбранного номинала.

Таблица для расчета цепей коррекции (cм. раздел “Литература“):RIAA calculator_v1

Примечания к таблице – под “стандартными” номиналами понимаются номиналы, составленные соединением компонентов со значениями из стандартного 5% или 2% ряда. Например, емкость 22200 рF – это параллельно соединенные конденсаторы на 22n + 200pF, или резистор на 59 кОм = это 51K + 4.7K + 3.3K и т.п. Выходное сопротивление Zo “предыдущего” каскада рассчитывается по формулам из учебника. Аналогично и для входной емкости Cu “последующего” каскада, она оказывает более-менее значительное влияние на расчет при выборе R1 номиналом более 100 кОм. Емкость монтажа примите равной 15…20 pF. Входное сопротивление “последующего” каскада Zi в случае применения лампы или полевого транзистора можно считать равным номиналу резистора утечки, его удобно выбрать в пределах 800 кОм…1 мОм. Не забудьте про межкаскадный конденсатор (на схеме он не показан), обычно он устанавливается перед R1.

 Точность Коррекции

На мой взгляд, не следует впадать в крайности, чтобы получить самые точные значения для максимального соответствия АЧХ стандарту RIAA –  в реальной жизни в этом нет необходимости. Опытные “виниловоды” наверняка часто сталкивались в своей практике с таким интересным моментом, что одна и та же запись, выпущенная примерно в одно и то же время – но на разных “лэйблах” – тонально может звучать по-разному.  Дело в том, что в 60-х и 70-х годах при нарезке мастер – дисков, для “мастеринг” звукоинжинеров считалось в порядке вещей применить некоторую дополнительную коррекцию, чтобы сделать звук более  “правильным” или как-бы “фирменным”, узнаваемым слушателем. Более того, сигнал с мастер-ленты обязательно контролировали по уровню, попутно убирая некий “избыток” НЧ и ВЧ. Контроль проводился вручную и, естественно, носил субъективный характер. Иногда запись, вышедшая на виниле, настолько сильно отличалась от исходного оригинала на мастер-ленте, что продюсерам приходилось ее срочно перевыпускать на другом “лэйбле”.

Поэтому мне кажется разумным, если итоговая АЧХ системы  “измерительная пластинка+головка+корректор” будет укладываться в стандарт RIAA c разбросом АЧХ в пределах 1 dB – что вполне реально получить, применяя компоненты с точностью номиналов в 2%.

Недокументированная ВЧ коррекция

В нескольких серийно выпускаемых корректорах я заметил использование двух вариантов дополнительной ВЧ коррекции. Первый, с T=5uS, добавлял в АЧХ спад с частотой среза 31.8 кГц, второй, наоборот, ограничивал спад АЧХ на ВЧ с частоты 50 кГц (T=3.18uS). По некоторым данным, во многих “винилорезательных” аппаратах АЧХ на ВЧ ограничивалась частотой 50 кГц введением дополнительной корректирующей цепочки. Поэтому применение при воспроизведении обратной коррекции как бы несколько “проясняет” ВЧ диапазон и на практике введение дополнительной коррекции с T=3.18uS в некоторых случаях мне кажется полезным. Что же касается первого варианта (5 uS), то причины и смысл его применения мне пока достоверно не ясны.

Дальнейшее изучение вопроса “недокументированной” ВЧ коррекции прояснило ситуацию. Цитирую анонимный источник :

“…В 1995 году в среде любителей и разработчиков аппаратуры распространилось утверждение о том, что с подачи производителя рекордеров Neumann в стандартную функцию анти-RIAA был введен дополнительный полюc c постоянной времени 3,18 мс (частота среза 50,0 кГц). По результатам расследования Keith Howard из журнала Stereophile , первым сообщил «новость» заслуженный австралийский инженер-электронщик Allen Right; вслед за ним известие повторил не менее авторитетный Jim Hegerman. Вскоре производители корректоров начали дополнять свои устройства контуром, «компенсирующим» якобы применённый при записи «полюс Neumann». Его влияние на АЧХ было невелико (+0,64 дБ на 20 кГц), но он мог вносить существенную, заметную на слух фазовую ошибку на верхней октаве звукового диапазона . Хуже было то, что усиленные этим контуром ультразвуковые составляющие щелчков могли перегружать последующие каскады усиления и акустические системы. (*** лично мне это кажется очень маловероятным) В действительности «полюс Neumann» никогда не существовал. Реальный фильтр Butterworth, использовавшийся этой компанией, лишь защищал приводы резца от перегрузок ультразвуковыми и радиочастотными помехами. Сам же резец был в принципе не способен записывать частоты, лежащие выше частоты его собственного резонанса (22 кГц)…”.

Что тут сказать – познавательно 🙂

В связи с некоторым “ренессансом” винила в последнее время меня часто просят изготовить хороший винил корректор. Я, естественно, не отказываюсь 🙂

Я решил привести некоторые самые основные сведения, которые могут быть полезны при самостоятельном проектировании и изготовлении предусилителя-корректора для винилового проигрывателя.

Вступление

Вероятно многие у кого есть и кто только собирается приобретать проигрыватель винила, знают или подозревают, что для подключения проигрывателя в звуковоспроизводящую систему необходимо специальное устройство – предусилитель-корректор, который, выполняет как минимум две функции – корректирует АЧХ и усиливает сигнал от головки звукоснимателя.

Необходимость коррекции АЧХ

Долгоиграющие пластинки  имеют ряд производственно- технологических особенностей :), которые определяют требуемые параметры аппаратуры звукозаписи и воспроизведения. При записи, для ограничения большой амплитуды колебаний записывающего резца, предотвращения потери контакта с канавкой, а также чтобы не уменьшать плотность записи, низкие частоты ослабляются, а  для преодоления инерции резца и снижения уровня шумов высокие частоты усиливаются. Для получения исходного звучания при воспроизведении, то есть линейной результирующей частотной характеристики, частотная характеристика канала воспроизведения, естественно, должна иметь зеркально-обратный вид. Конкретные уровни подъема и спада этих характеристик при записи и воспроизведении грампластинки зависят от многих объективных и, к сожалению, ряда субъективных факторов. (*** об этом чуть позже).  В итоге – в идеальном случае – тракт записи-воспроизведения в заданном частотном диапазоне вроде как должен иметь ровную итоговую АЧХ.

Стандарт коррекции АЧХ

Естественно, уровень и частоты коррекции АЧХ канала записи-воспроизведения стандартизован. Соответствие АЧХ предусилителя- корректора принятому стандарту гарантирует (*** без учета ряда субъективных факторов) линейную АЧХ в заданном диапазоне частот и тонально верное звуковоспроизведение.

Эту почти идеальную концепцию немного портит то, что, во первых с момента изобретения грамзаписи принималось несколько стандартов для коррекции АЧХ и, во вторых, даже после введения RIAA в 1953 году “стандартного стандарта” коррекции АЧХ для долгоиграющих пластинок он еще несколько раз уточнялся и дополнялся – в 1963 и в 1978 году. Версия RIAA-78 в настоящее время считается стандартной для долгоиграющих пластинок (LP). Для устройств воспроизведения, помимо RIAA-78, стандартной является и “уточненная” версия RIAA-78-IEC отличающаяся так называемой дополнительной “Subsonic” коррекцией (-3 dB относительно уровня RIAA на частоте 20 Hz)

В таблице приведены стандартные частоты и соответствующие им уровни выходного сигнала винил корректора, нормированные относительно выходного уровня на частоте 1000 Гц.

Или, более наглядно – в графической форме-

 Вычисление АЧХ.

Кривая RIAA-78 коррекции вычисляется по следующей формуле –

Кривая RIAA-78-IEC коррекции вычисляется по следующей формуле –

Где:

f =частота, Гц    π = 3.14
t1 = постоянная времени корректирующей цепочки в области ВЧ = 75uS
t2 = постоянная времени корректирующей цепочки в области СЧ = 318uS
t3 = постоянная времени корректирующей цепочки в области НЧ = 3180uS
t4 = постоянная времени корректирующей цепочки в области Суб-НЧ = 7950uS

“Постоянная времени” определяет частоту среза узла корректирующей цепочки (t=1/2πf   f=1/2πt), исходя из чего легко посчитать частоты среза.

f1 (ВЧ) = 2122 Hz (75uS)
f2 (CЧ) = 500 Hz (318uS)
f3 (НЧ) = 50 Hz (3180uS)
f4 (Sub-НЧ) = 20 Hz (7950uS)

В повседневной практике, конечно, никто “вручную” не производит вычисления по этим формулам. После определения архитектуры проектируемого корректора все вычисления делаются в несложной экселевской табличке.

Но об этом –  во второй части.