Клон EAR 834 из Поднебесной

История этого предусилителя-корректора довольно интересна – собственно, он был приобретен благодаря моей рекомендации. Свой выбор я основывал на том, что в рамках заданного бюджета было сложно найти что-то более похожее на “настоящий” корректор на лампах, к тому же еще и собранный в приличном корпусе.

Корректор приехал довольно быстро, был упакован качественно и заработал сразу же после включения. По звуку – он был довольно посредственный, несколько “вялый”, депрессивно-меланхоличный с ограниченной, плохо осязаемой сценой, но вместе с тем тональный баланс был довольно близок к натуральному. 🙂 Помимо этого, в одном из каналов присутствовал небольшой фон (~100Гц), который становился меньше при отключении другого канала. Это наводило на мысль о том, что как минимум с “общим” и “землей” что-то не так и со всем этим нужно было что-то сделать.

Вскрытие показало, что на первый взгляд внутри корпуса все выглядит вполне прилично:

Принципиальная схема корректора с измеренными мной напряжениями в наиболее важных точках:

Но – для начала сделаем паузу и посмотрим на внешний вид и схему оригинального EAR 834P разработки Тима Паравичини:

Можно легко увидеть, что в оригинальной схеме прослеживается вполне ясная мысль разработчика 🙂 А именно – сделать устройство недорогим, эффективным и простым для повторения и настройки. Применен обычный, подходящий по напряжению и мощности трансформатор блока питания, выпрямитель анодного напряжения собран по схеме удвоения напряжения – что, в частности существенно уменьшает уровень помех, излучаемых трансформатором при работе на ПП выпрямитель с емкостной нагрузкой. Накалы всех ламп включены последовательно и питаются выпрямленным напряжением постоянного тока и таким образом решаются сразу две проблемы – снижение требования к допустимому току накальной обмотки и “автоматическое” поднятие потенциала накальных цепей относительно “общего”, что снижает уровень проникновения помех по накальным цепям. “Минус” источника питания накала соединен с “минусом” (общим) источника анодного напряжения. Фильтр анодного напряжения самый простой – многозвенный RC фильтр, при этом, как видно из схемы – номинал резистора фильтра первого каскада небычайно высок (200 кОм). Очевидно, что это вызвано необходимостью максимальной, насколько это возможно в рамках этой схемотехнической конфигурации, фильтрации напряжения питания первого каскада. Соответственно, режимы работы каскадов выбраны с минимально возможными токами покоя. Фильтр питания общий для двух каналов усилителя – и да, для обычного RIAA корректора это нормальное решение. Вспомним о том, что разделение каналов большинства ММ звукоснимателей около 20…25 dB, а НЧ диапазон (~ до 200Гц) на многих грампластинках вообще записан в моно – так что о взаимопроникновении сигнала между каналами можно особно не волноваться 🙂 Катодный резистор автосмещения первого каскада не шунтирован конденсатором, по всей видимости так сделано для получения требуемого итогового усиления корректора. Выходное сопротивление такого каскада выше, чем у каскада с шунтированным резистором автосмещения (Rвых.нешунт. = Rа || (ri + Rк (μ + 1)), в этой схеме Rвых1 = ~ 150 кОм, а RIAA коррекция осуществлется цепью частотнозависимой ООС от выхода к аноду лампы первого каскада. Так как выходное сопротивление первого каскада довольно большое, то и требуемые номиналы резистора в цепи ООС (750 кОм) и номинал резистора утечки сетки второго каскада (2M) так же выбраны довольно большими. Цепочка из параллельно соединенных резистора (2M) и конденсатора (0.1uF), включенная между вторым и третьим каскадами обеспечивает общую коррекцию АЧХ в области СЧ и ВЧ. Кроме того, этот резистор и резистор утечки сетки (3.3М) образуют делитель напряжения, сдвигающий рабочую точку лампы третьего каскада в область более низких напряжений на катоде, что снижает риск пробоя между катодом и накалом. Как можно заметить, Тим Паравичини стремился добиться баланса между заметностью шумов от высокоомных резисторов и пульсаций выпрямленного напряжения блока питания, одновременно добиваясь того, чтобы АЧХ корректора в области СЧ и ВЧ укладывалась в требуемые допуски. То есть – с одной стороны – высокоомные резисторы в анодных и сеточных цепях при очень небольших токах покоя усилительных каскадов повышают уровень шума и сужают частотный диапазон усилителя в области ВЧ (из-за заметного влияния эффекта Миллера) – с другой стороны – такие номиналы резисторов позволяют достичь требуемого уровня фильтрации и получить стабильную частотную коррекцию максимально простыми и эффективными способами. Введение ООС обеспечивает стабильность АЧХ и коэффициента усиления при некотором разбросе характеристик ламп.

В итоге – очередной Uroboros или алхимия схемотехники 🙂

Ну а теперь внимательно посмотрим на приведенную выше схему китайского “клона”.

Легко заметить, что в клоне применен стабилизатор и фильтр анодного напряжения на транзисторе. Такое решение позволяет получить очень небольшой уровень пульсаций анодного напряжения даже с умеренными номиналами резисторов в покаскадных RC фильтрах питания – но номиналы резисторов фильтра остались без изменений. Накалы ламп соединены параллельно и питаются от выпрямленного нестабилизированного напряжения, отфильтрованного посредством двухкаскадного последовательного RC фильтра. На схеме не указано, но после RC фильтра напряжение накала составляет всего 5.5V вместо номинальных 6.3V. Потенциал накальных цепей поднят относительно “общего” при помощи резистивного делителя. Таким образом, совершенно очевидно, что в клоне без особых сомнений и раздумий скопирована исходная схема усилительной части корректора при некоторой доработке блока питания. В итоге получилось, что не только режимы ламп находятся в области очень малых токов, но и накалы ламп питаются напряжением существенно ниже номинального. Монтаж сигнальных цепей выполен так же уверенно и без особых сомнений 🙂 Особенности монтажа, требующие переделки, на фото ниже видны вполне очевидно. Провода от обмоток трансформатора питания не свиты между собой и идут под печатной платой, непосредственно рядом с выходными цепями. Этим, помимо коммутации “общего” и “земли” объясняется повышенный уровень фона в одном из каналов. Плата в общем-то была отмыта от флюса, но как-то без особого энтузиазма. Монтажник оставил многочисленные отпечатки пальцев на результате своего труда. 🙂

Было принято решение переделать схему и скорректировать монтаж – привести режимы каскадов в соответствие с возможностями блока питания, изменить номиналы резисторов фильтра накального напряжения, заменить коррекцию посредством частотнозависимой ООС на сосредоточенную пассивную межкаскадную RC коррекцию, переделать монтаж “общего”, “земли” и проводов от обмоток силового трансформатора.

Схема и режимы работы усилительных каскадов корректора после переделки.

“Лишние” детали, монтаж сигнальных проводов и “земли” после переделки.

Уточнения по схеме – номиналы резисторов в анодах ламп первого и второго каскада остались без изменений (330 кОм). Резистор R4 составлен из двух, общим номиналом 270…280 кОм, резистор R5 составлен из двух, общим номиналом 31.7 кОм (27 кОм+4.7 кОм). Схема блока питания осталась без существенных изменений – я только уменьшил номиналы двух резисторов в фильтре источника накального напряжения – с 0.22 до 0.1 Ом и напряжение накала стало близким к номинальному = 6.0V, при этом напряжение пульсаций при полной нагрузке (все три лампы установлены в панельки) не более ~ 300mV (@100Hz).

После переделки корректор “запел” так, как ему и полагается – открыто, динамично, с широкой ощутимо глубокой “сценой”. Никакой меланхолии – сплошной оптимизм 🙂

Ноябрь 2023 г.Владивосток

Правильная Система. Часть 2. RIAA MC MM корректор

Корректор собран по традиционной схеме, уже опубликованной ранее на моем сайте (см. “…пора поставить точку…”, статья 2020 года). Всего три каскада усиления с цепью сосредоточенной пассивной RC коррекции между первым и вторым каскадами. От опубликованной ранее схема этого корректора особых отличий не имеет, а вот некоторые особенности конструкции – есть 🙂

Во-первых, в корректоре установлены “универсальные” MC трансформаторы Hashimoto HM-3. Во-вторых, трансформатор блока питания установлен в одном корпусе с корректором.

Для того, чтобы такая компоновка получилась работоспособной, было необходимо применить ряд конструктивных решений. Ламповые панельки были смонтированы на специальных металлических площадках, закрепленных на стойках через виброгасящие прокладки. Таким образом, цоколь и большая часть ламп оказывается ниже уровня шасси, что дает некоторую защиту от наводок на их электродную систему и существенно снижает “микрофонный” эффект. Для дальнейшего снижения уровня наводок и помех в блоке питания применен тороидальный трансформатор, выполненный с пониженной индукцией сердечника, межобмоточным экраном и установленный в дополнительный внешний стальной экран.

Блок питания собран по традиционной схеме с транзисторным фильтром анодного напряжения. Накалы ламп первого и второго каскадов питаются выпрямленным стабилизированным напряжением постоянного тока. Накалы ламп 6SL7 включены последовательно, ножки “8” панелек ламп 6SL7 соединены между собой и присоединены на общий.

Схема корректора и блока питания:

Неcколько фотo:

Сентябрь 2023 г. Владивосток

Корректор “Coda”. Небольшая модификация.

Впервые я рассказал об этом корректоре в 2017 году. “Фишка” схемы – применение интегральных источников тока в качестве анодной нагрузки ламп – что, в свою очередь, позволило применить сравнительно низковольтное питание и при этом добиться максимального усиления каскадов. К сожалению, интегральные источники тока от IXYS сейчас не очень-то доступны к покупке, но “звучание” 6СА7 (6Ж4) в триодном включении по прежнему вызывает заслуженный интерес. Поэтому возник вопрос о модификации схемы и замене источников тока на что-нибудь другое – например на обычные резисторы. И да – это возможно, но конечно с некоторыми ограничениями. (“…но есть ньюанс “ (с) – народное творчество) 🙂

Итак, схема корректора и блока питания:

В корректоре по-прежнему два каскада усиления, требуемое напряжение источника питания + 260…+310V. Коэффициент усиления первого и второго каскадов ~ 35…40 и он сильно зависит от экземпляров ламп. Выходное сопротивление – в пределах 3…4 кОм, то есть очень желательно, чтобы у усилителя, в комплекте с которым будет работать корректор, входное сопротивление было бы не менее 30…50 кОм. Лампы 6Ж4 отличаются разбросом характеристик в зависимости от даты выпуска, поэтому верным решением будет применить лампы 50х…70х годов в достаточном количестве. Для отбора 4 шт подходящих и одинаковых по усилению и по минимуму микрофонного эффекта понадобится примерно 20…25 шт. Относительно 6Ж4 у оригинальных 6СА7 ситуация с “одинаковостью” значительно лучше, но микрофонный эффект разной степени интенсивности проявляется и у них. Резисторы R8 + R9 можно заменить одним = 82 кОм, а вот R10 наоборот, составить из двух резисторов = 10 кОм +560 Ом. R12 лучше взять = 330 Ом. При отборе С4 и С5 желательно, чтобы соотношение их коминалов было = 2.92. Межкаскадный конденсатор С8 допустимо взять в пределах 0.1…0.68 мкФ. Если С8 = 0.1 мкФ, то спад АЧХ на частоте 20 Нz будет около 3..5 dB, что может быть полезно для некоторых вертушек с повышенным уровнем рокота. Как я уже упоминал, выходное сопротивление корректора довольно большое и входное сопротивление усилителя будет 30…50 кОм, поэтому С7 может быть в пределах 1.5….3.3 мкФ, увеличивать эту емкость сверх необходимого не нужно.

При расчете достаточного усиления корректора я исходил из того, что чувствительность по входу “типичного” усилителя – около 0.7V RMS и из того, что уровень выходного напряжения “типичного” ММ звукоснимателя составляет около 4..5 mV@(1000 Hz 5 sm/s). Итоговый коэффициент усиления корректора ~ 110…120 (@1000 Hz), что обеспечивает его совместимость с большинством ММ звукоснимателей.  

Блок питания корректора практически стандартно-типовой для моих конструкций. Накал ламп питается выпрямленным стабилизированноым напряжением. “Минус” источника питания накала и “общий” источника анодного питания соединяются с шасси в одной точке, рядом с первым каскадом.

Особенности конструкции:

Несколько месяцев назад известный аудиоэнтузиаст Валерий из Санкт-Петербурга (фото некоторых его замечательных конструкций размещены на сайте в разделе “Репликации и Генезис”) прислал мне “для опытов” интересное стальное шасси в наборе с колпаками для трансформаторов. Это шасси хорошо подходило по размеру – и я решил собрать корректор в нем. Для “эзотерической гармонизации” и эстетического соответствия шасси было дополнено декоративными деревянными “щечками” 🙂 , а для лучшей виброразвязки – специальными виброгасящими композитными (пластик + резина) ножками. Кроме того, свободные внутренние поверхности и нижняя крышка (дно) шасси были оклеены двухслойным виброгасителем Шумоff. Эти меры, а так же применение трансформатора блока питания с пониженной индукцией сердечника, межобмоточным экраном и двумя внешними стальными кожухами – позволило разместить корректор и блок питания в одном корпусе. Такое решение надежно защищает схему от вибраций и наводок от сетевого трансформатора.

Неcколько фото

Июль 2023 г. Владивосток

P.S. Отзыв счастливого владельца конструкции:

“…Виктор, здравствуйте!

Ну что же, пишу первые впечатления от корректора  Когда я получил аппарат, то сказал, что напишу не сразу, а через некоторое время, чтобы написать что-то более осмысленное, чем просто «вау! класс! обалдеть!». 

И вот это время прошло, и мне хочется написать… 

Вау! Класс! Обалдеть!

Писать про техническую сторону не очень хочется, про все эти аудиофильские термины: про сцену в ширину и глубину, про такой уровень детальности, когда я узнал, оказывается, что и у «тарелочек» есть у каждой своя нота… Я думаю, что это важный аспект, но, тем не менее, не самый важный. 

А вот действительно важный вопрос в звучании, это вопрос, который касается более высоких материй, чем просто техническая сторона. Я долго думал, как же охарактеризовать это ощущение от прослушивания живой музыки, когда чувствуется какая-то невероятная слитность, музыка как бы льется что ли… Когда чувствуешь, что музыканты вкладывали душу в свои вещи…

И лучше всего, на мой взгляд, это ощущение коротко и ясно характеризуется одним словом: звучание душевное.

Моя жена, человек, далекий от аудиофилии, полностью с этим согласилась: звучание такое душевное, что не хочется отрываться и менять треки или пластинку… 

И это еще при том, что корректор только начал работать, да и картридж тоже не ахти какой: Ortofon 2M Blue. Что же будет, если поставить приличный картридж…

Ну что же, теперь на очереди напольная версия АС «Проще простого» + супертвиттер, а потом MC-картридж…

Отпишусь вам как закончу с АС.

Как всегда с благодарностью к вам,

Антон.”

Еще один Правильный Комплект. Гибридный RIAA корректор.

На этот раз гибридный RIAA предусилитель-корректор получился больше ламповым, чем транзисторным.

Схема предусилителя-корректора:

В предусилителе-корректоре всего три каскада. Первый каскад на малошумящем полевом транзисторе 2SK369 от Toshiba. Они (пока) все еще доступны. Транзистор работает в малошумящем режиме с Ids = 5mA и Uds = 10V. При напряжении на входе примерно до ~100mV (RMS), гарантировано обеспечивается запас по перегрузке около 40dB@1000Hz относительно номинального уровня входного сигнала = 5mV (RMS). Коэффициент усиления каскада ~ 90. Нетрудно посчитать, что даже с довольно небольшим напряжением Uds имеется значительный (не менее 20dB) запас по перегрузке выходного напряжения, при этом коэффициент гармоник не превышает 1%. Звучание такого простого каскада на полевом транзисторе напоминает звучание каскада на пентоде- оно динамичное, радостно-подвижное с сохранением музыкальности и несколько сдержанной эмоциональности 🙂

Первый каскад нагружен на цепь сосредоточенной пассивной RC коррекции – она стандартна и особенностей не имеет.

Второй каскад – выполнен на половинке октального двойного триода 6SL7. Я выбрал режим со сравнительно небольшим током анода (~ 0.5…0.7mA), это позволяет добавить в звучание выразительности и эмоциональности 🙂 Выходное сопротивление второго каскада – довольно высокое, поэтому для согласования с нагрузкой необходим третий каскад – он выполнен на половинке двойного триода 6SN7. Это традиционно – обычный катодный повторитель, он обеспечивает низкое выходное сопротивление корректора. Некторые аудиофилы (из г.Тверь) считают, что катодный повторитель добавляет в звучание брутальности – и да, это вполне возможно. Для некоторых стилей музыки такая “фишка” может быть очень даже необходима.

Схема блока питания:

Блок питания – выполнен в отдельном корпусе и каких-либо явных особенностей не имеет. Для получения необходимого напряжения для питания первого каскада в схему добавлен RC фильтр и простой параметрический стабилизатор на полевом транзисторе.

Накал питается от выпрямленного и стабилизированного источника напряжения. Для уменьшения вероятности пробоя между накалом и катодом лампы третьего каскада потенциал накальной цепи “поднят” над общим.

Основные технические характеристики предусилителя-корректора:

  • Входное сопротивление = 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 = 1.8V RMS @ 1000Hz
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 100 кОм >= 30V RMS
  • Коэффициент усиления ~ 360
  • 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 <= 0.7%, в основном 2-я и 3-я гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -20 dB.
  • Время выхода на «рабочий» режим после включения, <= 5 мин

Несколько фото:

Август 2021 г. Владивосток

MC трансформатор EdVic-01

Идея изготовить “правильный” повышающий MC трансформатор преследовала меня практически с самого первого дня возрождения винила в моей системе. Казалось бы – что может быть проще – обычный малосигнальный повышающий трансформатор с соотношением обмоток 1:10….1:15, требуемое входное сопротивление – около 100 Ом, – то есть большая индуктивность не требуется, витков в обмотках нужно совсем немного, качественный провод – доступен, только вот с качественными сердечниками – большой вопрос.

Опыты с различными тороидальными пермаллоевыми сердечниками закончились печально – при очень хороших измеряемых параметрах звуковой результат был неудовлетворительным. “Сцена” плоская, тональный баланс плавает от экземпляра к экземпляру. В голову периодически приходили мысли все бросить и приобрести MC трансформатор Lundahl или Hashimoto. 🙂

В прошлом году мой давний и хороший знакомый, известный аудиосамодельщик и аудиоэнтузиаст Эдуард показал мне небольшие трансформаторы на Ш-образных пермаллоевых сердечниках, которые когда-то применялись в очень специализированном промышленном контрольно-измерительном комплексе. Эдуард изготовил опытный экземпляр малосигнального повышающего трансформатора и отдал его мне на тестирование. Удивительно, но даже этот “пробник” зазвучал очень хорошо – “сцена” объемная, тональный баланс – ровный и удивительно певучее, “льющееся” звучание.

Естественно, у пробного экземпляра имелись и недостатки – было необходимо продумать экранирование, оптимизировать схему намотки. По результатам испытаний еще нескольких пробных экземпляров была найдена наиболее оптимальная для этого сердечника и каркаса схема намотки, а в качестве внешнего экрана было принято решение использовать толстостенный пермаллоевый “стакан”.

В результате получился отличный МС трансформатор со следующими характеристиками:

  • Приведенное входное сопротивление : 40…120 Ом, зависит от номинала (балластного) сопротивления, на которое нагружена вторичная обмотка.
  • Номинальное напряжение входного сигнала: 0.3mV @1 kHz
  • Максимальное напряжение входного сигнала: 3V @1 kHz
  • Соотношение витков между первичной и вторичной обмотками: 1:12
  • Номинальный частотный дипапазон: 20Hz…20kHz +-0.5dB @ 100mV

Несколько фото:

PS Всего было изготовлено несколько (~10 пар) таких трансформаторов, потом источник сердечников иссяк. 🙂 Несколько готовых изделий пока еще есть в наличии – если есть интерес, обращайтесь на e-mail:andrvic@gmail.com

Вот один из отзывов на MC трансформатор EdVic-01:

“…Виктор, добрый день! 

Трансформатор слушаю. Всё отлично! По сравнению с деноном точно лучше. Низы структурировались, наверху «округлость» и точность. Не уступает моему винтажному техниксу (больше чем в 3 раза дороже) и очень не критичен к кабелям до корректора. Ещё попробую его со стерео картриджем. Ну и цена фантастическая!

ОТЛИЧНО! Спасибо большое! Евгений…”

Другие отзывы – примерно такие-же или даже лучше 🙂

Январь 2020…Март 2021 г.Владивосток

Еще один гибридный предусилитель-корректор

В этот раз все получилось так же хорошо, как и раньше 🙂 RIAA модуль – на полевых транзисторах, аналогичный применному в одной из предыдущих конструкций и поэтому его схему я не привожу. Модуль предусилителя – традиционный двухкаскадный линейный буфер на двух триодах. Блок питания – обычный для моих конструкций: тороидальный трансформатор с внешним и межобмоточным экранами, выпрямитель на диодах и фильтр на полевом транзисторе. Оформление – закрытое, черный стальной корпус со светлой алюминиевой передней панелью, разъемы CNC, настоящий регулятор ALPS Blue Velvet из старых запасов 🙂

Принципиальная схема:

Несколько фото:

Ноябрь 2020 г.Владивосток

Фонокорректор. Исторический очерк

В 1948 году Columbia Records выпустила первые долгоиграющие монофонические  пластинки, записанные по схеме частотных предыскажений. В последующие годы американские компании вывели на рынок не менее девяти альтернативных вариантов частотной коррекции и в 1953-1954 годы был принят отраслевой стандарт частотной коррекции, ставший известным как  “RIAA”. С 1956 года по этому стандарту производились практически все новые записи.

В 40-х…60-х годах для воспроизведения долгоиграющих пластинок применялись недорогие и потому более распространённые пьезоэлектрические звукосниматели либо относительно дорогие магнитные звукосниматели. Пьезоэлектрические звукосниматели имели чувствительность в ~50…100 раз большую, чем магнитные и поэтому не требовали малошумящих предусилителей. Однако из-за особенностей конструкции пьезоэлектрический звукосниматель должен иметь жесткий подвес и поэтому для его надежного удержания в звуковой дорожке требовалась значительная прижимная сила. При использовании качественных игл с малым радиусом острия такой звукосниматель быстро портил пластинку, а относительно “щадящие” 🙂 иглы с большим радиусом острия не могли отслеживать высокочастотные смещения канавки. Другим неустранимым недостатком пьезоэлектрических звукоснимателей была “зигзагообразная” неравномерность АЧХ.

По этим причинам в высококачественной аппаратуре всегда преобладали магнитные звукосниматели и к 80-м годам применение пьезоэлектрических звукоснимателей практически прекратилось.

Непременными “компаньонами” магнитных звукоснимателей всех типов были предусилители-корректоры, усиливающие напряжение и восстанавливающие исходный спектр записанного сигнала. Компания-разработчик стандарта RIAA (RCA) – рекомендовала к использованию двухкаскадные ламповые корректоры с пассивным фильтром.

Два триода с высоким коэффициентом усиления обеспечивали достаточную чувствительность (усиление 45 дБ на частоте 1 кГц), но лишь при подключении корректора к высокоомной (~200 кОм) нагрузке. Наибольшее же распространение в ламповой технике 1960-х годов получила схема “универсального” корректора на пентоде EF86.

В транзисторной схемотехнике 60-х и отчасти 70-х годов преобладала двухкаскадная схема активного фильтра на биполярных транзисторах, работавших в режиме ОЭ, предложенная J. Dinsdale в 1965 году.

Все корректоры, построенные по этой схеме звучали очень посредственно и ни один из них не стал “классическим”. Недостаточный запас усиления порождал заметный спад АЧХ на нижних частотах, недостаточная скорость нарастания выходного напряжения – спад и нелинейные искажения на верхних частотах, на средних частотах АЧХ заметно отклонялась от стандарта из-за неточного расчета корректирующих цепей. Конструкторы 60-х с этими недостатками мирились, так как низкое качество шасси и тонармов тогдашних бытовых проигрывателей лишало смысла какие-либо усовершенствования корректоров.

В 70-е годы положение изменилось. На массовый рынок вышли новые высококачественные проигрыватели, и слабым звеном воспроизводящего тракта стали именно корректоры. Вначале конструкторы сосредоточились на совершенствовании традиционной схемотехники, по мере перехода бытовой электроники на двуполярное питания усилителей постепенно распространилась и более новая топология с входным дифференциальным каскадом. Лучшие схемы 70-х годов на дискретных транзисторах имели отклонение АЧХ от стандарта RIAA на доли децибела при отношении сигнал/шум 70…74 дБ.

С выходом на рынок доступных интегральных схем проектирование корректоров с активной фильтрацией заметно упростилось. В корректорах применялись специализированные микросхемы малошумящих УНЧ с дифференциальным входом, например TDA2310 и LM381. В первую половину 70-х годов, под влиянием авторитета JLH (John Linsley Hood) широкое распространение получила схема на ОУ в инвертирующем включении с параллельной обратной связью.

После публикации H. P. Walker “Low-Noise Audio Amplifiers” (Wireless World 1972) более широкое распространение получила малошумящая, но несколько более сложная в расчете и настройке схема на ОУ в неинвертирующем включении с последовательной обратной связью.

Отношение сигнал/шум улучшилось, а точность коррекции ухудшилась из-за специфических для этой схемы искажений АЧХ на высоких частотах и недостаточного запаса усиления интегральных операционных усилителей. Математический аппарат для точного расчёта активных корректоров этого типа был опубликован Stanley Lipshitz “On RIAA Equalisation Networks” (1979). Вместе со со схемотехникой фильтров совершенствовалась и схемотехника усилительных каскадов. В 80-е годы конструкторы разработали множество совершенных высококачественных схем корректоров на дискретных биполярных и полевых транзисторах, но по мере выхода на рынок малошумящих ОУ с низкими искажениями эти технически сложные решения остались невостребованными. 🙂

В самом конце “виниловой” эпохи ММ (Moving Magnet) звукосниматели захватили массовый рынок, а верхний сегмент рынка заняли звукосниматели МС (Moving Coil). МС звукосниматели известные еще с 30-х годов, отличались в общем-то лучшим качеством звучания, но долгое время оставались невостребованными из-за низкой чувствительности. Компоненты и схемотехника 70-х годов не позволяли создавать действительно высококачественные и малошумящие каскады усиления сигнала с уровнем шума измеряемого сотнями или десятками микровольт и поэтому основным средством усиления сигнала от МС звукоснимателей были (и есть) 🙂 повышающие трансформаторы.

Полностью транзисторные корректоры (без входных трансформаторов) для МС звукоснимателей, получили более-менее широкое распространение только после выхода фундаментальной статьи Douglas Self “Design of moving-coil head amplifiers” (December 1987).

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