Коректор на предусилвател за винил на чипове с ултра ниско ниво на шум
Исках да направя предусилвател за винил, който със сигурност ще осигури най-високи параметри и гарантирано високо качество на звука. За да дам възможност на желаещите да го повторят, предоставих режими на работа на каскадите, които ще се инсталират автоматично при използване на разнообразна елементна база и, ако е възможно, няма да изискват конфигурация.
Спецификации:
- Усилването при честота 1 kHz за главата на ММ е 40 dB;
- Усилването при честота 1 kHz за MS главата е 60 dB;
- Входният импеданс за главата MM е 47 kOhm;
- Входният импеданс за MS главата е 200 Ohm;
- Съотношение сигнал/шум - 78 dB;
- Номиналното изходно напрежение на сигнал с честота 1 kHz е 1,5 V;
- Общо хармонично изкривяване - 0.00257%.
Номиналното изходно напрежение на коректорния предусилвател за винил беше проверено от измервателна плоча с магнитна глава GZM-003. Изходното напрежение, съответстващо на ниво 0 dB, е близко до изходното ниво на CD плейъра. Схемата на предусилвател-коректор за магнитни глави е показана на фиг. 1, и практическата му реализация "в хардуер" на фиг. 2 - 6.
Проектиране на вериги
В литературата намерих няколко описания на включване на нискошумния операционен усилвател LM833. Като пример за конструиране на коригиращи вериги използвах принципите на комбиниране на пасивни и активни връзки от статията. Първият етап на моя предусилвател за винил е сглобен на чип SSM-2019, предназначен за изграждане на микрофонни усилватели. Този чип има ултра-ниска плътност на шума от 0,5-1 nV/Hz и високо усилване при отворена верига. Неговото усилване се настройва в диапазона от 1 до 1000 чрез промяна на стойността на резистора между 1 и 8 крака (R5 - 4,32 kOhm). Чрез правилното свързване на входните вериги на тази микросхема можете да превключите коректора на предусилвателя за винил в диференциален (балансиран) режим. На диаграмата това съответства на дясната позиция на превключвателя SA1. Диференциалното превключване е много по-изгодно от конвенционалното асиметрично превключване по отношение на потискане на шума в общ режим и намаляване на фона.
В моя грамофон Dual 701 има пет тънки проводника, преминаващи през тръбата на рамото: два проводника от всеки от двата терминала на касетата и един от самата тръба на рамото. Така че в моя случай прилагането на симетрично (балансирано) свързване на главата за приемане към предусилвателя и коректора не беше проблем. Изходът от тръбата на рамото в балансирана връзка е "земята" и допълнителен екран за проводниците, идващи от главата на касетата.
Шумовите характеристики на този специализиран операционен усилвател са много добри и следователно моят винилов коректор предусилвател работи чудесно с MC (движеща се намотка) глава на касетата. Той постига отлично съотношение сигнал/шум без използването на трудни за производство повишаващи входни трансформатори. За да работите с MC главата (с движеща се намотка), трябва да свържете накъсо контактите S4 (и S3 във втория канал) с джъмпери. Входното съпротивление в режим MS е намалено до 200 Ohms от стандартното за режим MM - 47 kOhms. Печалбата на първия етап се увеличава 10 пъти. Обикновено входният капацитет на отделен винилов коректор предусилвател е около 100 pF, което, комбинирано с капацитета на входния кабел и проводниците, преминаващи в рамото, е около 300 pF. За коригиране на един от полюсите на пикапната глава този капацитет е близък до оптималния. Използвайки джъмпери S1 и S2 на входа, можете да увеличите входния капацитет в диапазона от 60-160 pF, което е полезно при фина настройка на предусилвателя на виниловия коректор.
Необходимата честотна характеристика на коректорния предусилвател за винил се формира от пасивната коригираща верига R7R8C3C4 и активната връзка на операционния усилвател DA3. Допълнителен полюс с честота 21 - 22 Hz се формира от веригата R7R8C3 с времева константа: 75 µS. Намаляването на честотната характеристика при ниски честоти се определя от веригата R7R8C4 (с по-ниска гранична честота при 3 dB). Времеконстантите 3180 µS и 318 µS, стандартни за пикап главата, се задават от активната връзка на коректорния предусилвател на чипа DA3.
Капацитетът на кондензаторите C4 и C5 е избран малко по-нисък от препоръчания от RIAA, в резултат на което честотната характеристика на предусилвателя за винил при ниски честоти се различава леко от препоръките на RIAA към IEC. Това значително намали бученето на двигателя на грамофона.
Изходният етап на предусилвателя на виниловия коректор е изграден на базата на операционен усилвател OP279 (DA4). Операционен усилвател от този тип работи стабилно за капацитивни товари до 0,01 μF или за слушалки със съпротивление от 32 до 600 ома. Резистор R12 предпазва изхода на операционния усилвател DA4 от късо съединение. За да се намали нивото на фона, предусилвателят и виниловият коректор използват стабилизатори на напрежение DA7, DA8 с изходно напрежение +/- 6 V. Захранване Фиг. 2 няма специални функции и е проектиран като външен адаптер, комбиниран със захранващ щепсел.
Детайли и дизайн
Когато вариацията в стойностите на частите във веригите за настройка на честотата е не повече от ± 1%, максималното отклонение на честотната характеристика на предусилвателя за винил не надвишава 0,1 dB. Разликата в стойностите на веригите за настройка на честотата в двата канала на устройството трябва да бъде минимална.
Резистори R4 и R12 тип OMLT-0.25. Всички останали с толеранс от 0,25... 1% (прецизен метален оксид: S2-14 S2-ZZM, S2-29V, но не и тел). Прецизните резистори имат много висока устойчивост на шум и висока температура. Кондензатори C1, C2 тип K10-17 или внесени, те не влияят значително на качеството на звука.
Кондензатори C3, C4, C6. Допустимо е да се използват само филмови, като филмът трябва да е неполярен, т.е. от пропилен или полистирол. Между другото, поликарбонатните кондензатори от типа K77 са направени на базата на поляризиран филм и не са подходящи тук. Като кондензатор C4 можете да използвате вносен полипропилен (използван във филтри за потискане на мрежовия шум). Съветските кондензатори K78-2 имат значителни размери и поради по-голямата вариация в капацитета са по-трудни за сдвояване.
Кондензатори С3 и С6 тип К71-7 с полистиренов диелектрик. В предусилвателя/коректора за винил могат да се използват и полистиренови кондензатори, произведени в чужбина. Стойността на резистора R8 трябва да бъде около 50 kOhm, а резистора R7 = 3 - 10 kOhm. Намаляването на съпротивлението R7 води до увеличаване на нелинейните изкривявания на микросхемата DA1 при високи честоти, а увеличението намалява коефициента на предаване на пасивната верига и увеличава влиянието на шума DA3. Допустим капацитет на кондензатор C3: 0,009 - 0,0265 µF. Вместо един прецизен резистор с нестандартна стойност, можете да използвате два обикновени, свързани последователно или паралелно.
Общото усилване на предусилвателя на еквалайзера за винил при 1 kHz е около 40 dB при работа с MM (движещи се магнитни) глави. Препоръчително е печалбата да се разпредели по равно между първия и втория етап. Резисторът R9 трябва да има стойност от 500 - 600 ома. Когато се увеличи над 700 ома, шумът на етапа на чипа DA3 се увеличава, а когато намалее, натоварването на изходния етап се увеличава.
Кондензатор C5 е оксиден биполярен. Такива кондензатори се различават от неполярните, като имат по-ниски загуби при високи честоти и, при липса на напрежение на отклонение, с много по-добри характеристики. Предназначени са за работа в пасивни филтри на акустични системи и се произвеждат от следните фирми: Elna - серия RBP2, Nichicon - серия ES и др.
Захранването използва малък трансформатор TPG-2- с напрежение на вторичните намотки 2x18 V. Всеки трансформатор с две намотки с напрежение 14 - 18 V и ток 50 mA ще бъде подходящ за коректор на предусилвателя за винил.
Печатната платка и разположението на елементите са показани на фиг. 3 и 4. Джъмперите са запоени в отворите, маркирани с кръст. Изводите на частите, маркирани с кръст, също са запоени от двете страни на платката. Дизайнът на коректорния предусилвател за винил е показан на снимката.
На фиг. Фигура 5 показва спектъра на изкривяване на устройството, измерванията са извършени с помощта на програмата Spectra Lab на компютър с 24-битова PCMCIA аудио карта Indigo io ECHO. За да се повиши точността по време на измерванията, лаптопът се захранва от батерия при изключено захранване.
Звук
За да сравня звука на записите, имах: CD плейър Denon DCD-655, винилов грамофон Dual 701 с коректорния предусилвател, описан тук, AV тунер/предусилвател NAD T163 и активни трилентови високоговорители Cleaver-1.
Когато доближите ухото си до високоговорителя, шумът от предусилвателя на виниловия еквалайзер е едва забележим и е много по-нисък от шума на запис на чисти песни (с максимална сила на звука).
На компактдискове и грамофонни плочи със записи на Валентина Пономарева както песните, така и тяхната последователност бяха напълно идентични (очевидно те бяха направени от една и съща мастер касета). При слушане както на CD, така и на запис, музиката беше много завладяваща и беше трудно да се премине към звуков анализ.
Разликата в звука на вокалите от CD и винил според мен е минимална. Можете да чуете всички нюанси тук и там, но свистящите фонеми са малко по-забележими на записа. Звукът на китара на CD предава по-добре атаката на китарните акорди, по-добра прозрачност и разделителна способност, докато на винила те създават по-мека, обгръщаща атмосфера. Локализацията по ширината и дълбочината на сцената е приблизително еднаква и в двата случая. При възпроизвеждане на запис на виртуална сцена, певецът е позициониран малко по-високо и по-близо до слушателя.
Единственият звук, който е строго обвързан с високоговорителите, е пукането на прахови частици върху винилова плоча. При възпроизвеждане от CD на DVD плейър Pioneer DV-585A и свързване към T-163 чрез оптичен кабел, звукът стана по-груб.
Не успях да направя ясен избор в полза на компактдиск или запис, но се появи възможността да слушам „винил“, отново премахвайки прашинки от любимия си диск с филц).
П. S. Наличен е коректор за предусилвател за винил, сглобен според схемата и препоръките на автора. Можете или да чуете звука му в шоурума, или да вземете копие, за да го чуете сами.
Габор Тот
Описание
За да слушате стари винилови плочи с пълен звук, ще ви трябва схема, наречена RIAA еквалайзер. Това може да се намери в стари усилватели, но отдавна не е вградено в съвременното домашно оборудване. Ако искате да архивирате своите винилови записи на компютър, ще ви е необходим и RIAA коректор. Би било хубаво, ако коректорът има вграден усилвател на мощност за малки високоговорители или слушалки. Описаното тук устройство има такъв усилвател. Състои се от две части: коректор и усилвател.
Коректорът е направен на чип с ултра ниско ниво на шум NE5532. Веригата на коректора използва резистори с метален филм с допустимо отклонение от 1%, мощност 0,6 W, кондензаторите трябва да бъдат с допустимо отклонение от 5% или по-добро, с работно напрежение 63...100 V. Коректорът има директен изход към външен усилвател или компютър.
Усилвателят е направен на чип LM1877. Осигурява 2 W на канал изходна мощност с много ниско изкривяване. Потенциометър P1 се използва за регулиране на изходната мощност на усилвателя.
Цялата схема се захранва от външен източник на постоянно напрежение 12...16 V. Схемата, снимките на устройството и печатната платка могат да бъдат изтеглени от съответните линкове.
Списък на компонентите
|
Компонент |
Количество |
|||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Потенциометър |
2 × 50 kOhm |
|||
|
Кондензатор |
||||
|
Кондензатор |
||||
|
Кондензатор |
||||
|
Кондензатор |
||||
|
Кондензатор |
||||
|
Електролитен кондензатор |
||||
|
Електролитен кондензатор |
||||
|
Електролитен кондензатор |
||||
|
Електролитен кондензатор |
||||
|
Електролитен кондензатор |
||||
|
Електролитен кондензатор |
||||
|
Чип |
||||
|
Чип |
||||
|
Ценеров диод |
||||
|
RCA конектор за P/P монтаж, единичен, червен (десен канал) |
||||
|
RCA конектор за P/P монтаж, единичен, бял (ляв канал) |
||||
|
Захранващ конектор за монтаж на гнездо 5×2,5 мм |
||||
|
Жак за слушалки за P/P монтаж |
||||
|
Външно захранване 12V/минимум 5W |
||||
Печатна електронна платка
Качете чертежа на печатната платка или
RIAA крива
При запис на винилови дискове нивото на ниските честоти се намалява, а нивото на високите честоти се повишава. Това се дължи на факта, че за същото ниво на звука ниските честоти изискват по-широко гравиране, което създава следните трудности:
- Кратко време за запис
- За иглата на четящата глава е по-трудно да проследи такъв записващ жлеб и това води до повишено изкривяване.
В противоположния край на аудио спектъра се появява високочестотен шум поради механичния контакт на стилуса със записващата песен. Увеличавайки нивото на високите честоти при запис, получаваме по-добро съотношение сигнал/шум.
Имаше няколко други криви на възпроизвеждане преди кривата на RIAA, но RIAA напълно ги измести през 60-те години.
По-долу е формулата за получаване на оригиналната крива на RIAA:
N - ниво в dB
f - честота
t 1 - високочестотна времеконстанта, 75 µs
t 2 - времева константа на средната честота, 318 µs
t 3 - времева константа за ниска честота, 3180 µs
През 1976 г. IEC въвежда модификация на тази крива, като въвежда нова времева константа, която засяга само долната част на нискочестотния диапазон. Тази крива се нарича RIAA/IEC. Този тип корекция никога не е получил широко разпространение; оригиналната крива на RIAA все още е най-често срещаната.
За информация ето формулата:
t 4 - IEC въведена времеконстанта, 7950 µs
Крива на възпроизвеждане на RIAA:
Въведение
Кривата RIAA е общоприет стандарт за винилови дискове. Използва се дълго време от 1954 г. До 1956 г. новият стандарт, който стана известен като "кривата на RIAA", измести конкурентните формати и завладя пазарите на Съединените щати и Западна Европа. Кривата RIAA е одобрена през 1959 г. и стандартизирана през 1964 г. от Международната електротехническа комисия. През 1976 г. IEC модифицира стандартната крива на басовата реакция на RIAA; иновацията срещна яростни критики и не беше приета от индустрията. През 21-ви век по-голямата част от производителите на предусилватели следват оригиналния стандарт на кривата на RIAA без промените, въведени от IEC през 1976 г.
Честотната корекция по стандарта RIAA може да се реализира както от активни, така и от пасивни филтри, както и от комбинации от два вида филтри. Много хора използват еквалайзери, изградени изцяло върху пасивни филтри с убеждението, че звучат „по-добре“, но схемата, показана тук, е реализирана чрез комбиниране на два типа филтри. Тази концепция беше разработена от мен много преди Интернет и показаната верига (с няколко незначителни модификации) беше публикувана за първи път на уебсайта на ESP през 1999 г.
Графиката по-горе показва теоретичната и действителната честотна характеристика на RIAA, нормализирана до 0 dB при 1 kHz. Повечето грамофонни стъпала на RIAA имат допълнителен (и нежелан) нула при някои честоти над 20 kHz. Тази допълнителна нула липсва в този дизайн, защото веригата използва пасивен нискочестотен филтър, който разширява кривата на честотната характеристика над 20 kHz, с крайно ограничение доста над 10 MHz (в зависимост от собствената индуктивност на кондензатора).
Термините "полюс" и "нула" изискват известно (в този случай опростено) обяснение. Единичен полюс кара сигнала да спада със скорост от 6 dB/октава (20 dB/десетилетие), а единична нула причинява повишаване на сигнала със същата скорост. Ако се въведе нула след полюса (както е показано по-горе), ефектът е да принудите честотната характеристика в хоризонтална форма. Хоризонталната честотна характеристика се наблюдава при честоти от 500 Hz до 2100 Hz. Следващият полюс (2100 Hz) ще доведе до повторно намаляване на сигнала. "Недефинираната" нула над 20 kHz е причинена от факта, че много предусилватели не могат да намалят усилването си под някаква фиксирана стойност, определена от веригата. Но не всички коректори имат този проблем и той не присъства в дадената диаграма.
Трябва да се отбележи, че стремежът към "перфектна" точност е безсмислен, тъй като много зависи от стилуса, рамото и (разбира се) записа. Когато купувате винил, никой няма да ви каже какъв EQ е бил приложен по време на мастерирането, а честотната характеристика се влошава след многократни възпроизвеждания. Така че в крайна сметка трябва да оставите ушите си да бъдат окончателният съдник за това кое е най-добро за вас.
Представеният фоно предусилвател следва кривата на RIAA, много е тих и осигурява много по-добра звукова ефективност от по-голямата част от устройствата, цитирани в различни списания. Както при останалите стъпала на предусилвателя, фоно веригата използва операционен усилвател NE5532. Има нисък шум, висока скорост и разумна цена. Идеален е за този тип приложения. Друг страхотен операционен усилвател е OPA2134.
Ориз. 1. Схема на фоно стъпало
Входният кондензатор е маркиран с * (C LL, а неговият еквивалент в десния канал е C LR) и не е задължителен. В почти всички случаи не е необходимо, тъй като капацитетът на кабела между пикапа и предусилвателя ще бъде (повече от) достатъчен. Някои производители посочват необходимата товароносимост, но много не го правят. По-голямата част от пикапите са проектирани с възможно най-ниския капацитет и добавянето на допълнителен кондензатор е малко вероятно да подобри ситуацията. Малко хора имат способността да измерват капацитета на връзките или вътрешните кабели на рамото, но той обикновено е в рамките на 100 pF със стандартни кабели. Ако производителят на пикапа претендира за по-висок капацитет, не се колебайте да експериментирате със стойността на CL. Най-добре е да свържете тези кондензатори директно към входните конектори, вместо да ги поставяте върху печатната платка. Кондензаторите трябва да се регулират до 1%, така че левият и десният канал да останат правилно балансирани.
Кондензаторите с висок капацитет могат да бъдат неполярни електролитни, тъй като през тях (на практика) няма да протича постоянен ток. Въпреки това, те са доста големи по размер и вместо тях могат да се използват стандартни електролитни или дори танталови кондензатори. Поляризираните кондензатори ще функционират добре, без да се влияят от постоянно напрежение, но танталът е най-малко любимият ми тип кондензатор и следователно не се препоръчва. Променливотоковото напрежение, протичащо през C2L/R и C3R/L, никога няма да надвиши ~5 mV при честота до 10 Hz и тези кондензатори не играят никаква роля при конструирането на кривата RIAA. Не се страхувайте да увеличите стойността, ако искате (100uF не е проблем).
Кондензаторите с нисък капацитет трябва да са с точност до 2,5%, в противен случай ще бъде трудно да изберете тези, които са най-близки до необходимата стойност. Ще има известно отклонение от идеалната крива на RIAA, ако стойностите на тези кондензатори са твърде далеч от посочените стойности. Най-важното нещо е кореспонденцията между каналите - тя трябва да бъде възможно най-прецизна.
Резисторите са металослойни с 1% точност и ниско ниво на шум. Този дизайн се различава от повечето други по това, че формирането на ниски и високи честоти се извършва независимо - от активен нискочестотен филтър и пасивен високочестотен филтър. Поради ниската стойност на изходния резистор, входният импеданс на следващото стъпало ще падне до 22 kΩ и ще причини леко изкривяване на кривата на RIAA.
На фиг. 1 показва само един канал, а другият използва останалата половина от всеки операционен усилвател. Не забравяйте, че + захранването е свързано към щифт 8, а – захранването е свързано към пин 4.
Общоприетото изравняване на кривата при 50 Hz не е напълно приложено, тъй като повечето слушатели смятат, че басът звучи много по-естествено без него. В тази връзка може да се каже, че точността липсва, но аз все още използвам тази неточност и не съм установил никакви проблеми с нискочестотния шум.
Имайте предвид, че не е необходимо да използвате LPF филтър. Веригата осигурява -3 dB при около 3 Hz. LPF играе важна роля, особено ако използвате субуфер. Една добре амортизирана и изолирана платформа за въртяща се платформа е отличен вариант. Имах успех с помощта на голяма бетонна плоча, покрита с килим и подплатена с гума от пяна. За да го направите правилно, ще са необходими известни експерименти. Обикновено добри резултати се получават чрез компресиране на пяната до 70% от нормалната й дебелина под тежестта на бетонната плоча и въртящата се маса. Рафт, прикрепен към стената, е друг добър метод за осигуряване на инфразвукова изолация.
Ако се появи нискочестотен шум, ще видите енергично движение на конуса, дори ако няма бас. В този случай препоръчвам да включите инфразвуков филтър (Проект 99) във веригата. Стандартната конфигурация е 36 dB на октава с -3 dB затихване при 17 Hz. Това като цяло ще елиминира дори най-лошия нискочестотен шум, причинен от деформирани устройства. Това обикновено също така ще помогне да се премахнат проблемите с нискочестотната обратна връзка, но те трябва да са под граничната честота на филтъра.
Характеристики на кривата на RIAA
Както можете да видите от таблицата, отклонението от стандарта е по-малко от 1 dB, а усилването при 1 kHz е около 40 dB (100), така че номинални 5 mV от изхода на касетата ще дадат 500 mV. Тази стойност може да бъде увеличена, ако е необходимо, чрез увеличаване на стойността на резистора 100 kΩ във втория етап. Трябва да се внимава да не се увеличи усилването твърде много и да се предизвика изрязване. Както можете да видите, втората степен има усилване от 38 (31 dB).
Ако резисторът от 100 kOhm се увеличи до 220 kOhm, общото усилване ще бъде малко повече от два пъти, с 38 dB. Входно напрежение от 2-ри етап от 17 mV (5 mV от изхода на касетата) дава нормален изход при 1 kHz (преди пасивния филтър) от 1,12 V RMS. Теоретичният изход при 20 kHz надвишава 9,75 V RMS, но това никога не се случва, защото при 20 kHz всички записи ще бъдат с 15-20 dB под нивото при 1 kHz (вижте честотната характеристика на фиг. 2).
Това означава, че действителното изходно ниво при 20 kHz обикновено е около 1 V RMS в най-добрия случай. Въпреки това, ако усилването на втората степен се увеличи твърде много, съществува риск от прекъсване. Тази възможност е малко вероятна поради естеството на музиката - много малка основна честота на всеки инструмент (освен синтезатор) е над 1 kHz и повечето хармоници естествено намаляват с 3-6 dB на октава над 2 kHz - но определено трябва да бъдат взети предвид.
Един фактор, който често се пренебрегва при фоно предусилвателите, е капацитивното натоварване на изхода на операционния усилвател при високи честоти. Това е елиминирано в този дизайн и тъй като NE5532 и OPA2134 могат лесно да управляват товар от 600 ома, резисторът 820/750 ома изолира изходния етап от всеки капацитивен товар. Първият етап има 10k ома, комбинирани с кондензатор, така че капацитивното натоварване не е проблем.
Всеки операционен усилвател трябва да бъде шунтиран с 10 µF x 25 V електролитни кондензатори от всеки захранващ крак към земята и 100 nF кондензатори между захранващите щифтове.
Обърнете внимание, че когато използвате патрон с подвижна бобина, трябва да се използва повишаващ трансформатор или предусилвател с ултра нисък шум. Тази схема е предназначена за използване със стандартен движещ се магнит.
Зависимост на нивото на сигнала от честотата
Има много малко информация онлайн и другаде, за да даде на всеки представа какво ниво трябва да очаква звук при дадена честота. Изображение на фиг. 2 беше заснет с помощта на Visual Analyzer, една от многото налични компютърни програми, базирани на бърза трансформация на Фурие. Сигналът е взет от FM тунер - можете да видите рязкото спадане над 15 kHz и пилотния тон при 19 kHz, използван за декодиране на 38 kHz FM подносеща. Заснемането е заснето от австралийска „алтернативна“ радиостанция, така че включва няколко различни жанра музика, както и реч.
Ориз. 2. Типична честотна характеристика
Улавянето беше конфигурирано да поддържа максималното ниво, открито през периода на вземане на проби (повече от 2 часа), така че да представлява най-високото ниво, записано в цялата честотна лента. Не е използвана корекция на получения сигнал; излъчваният сигнал е уловен директно. Въпреки че всичко над 15 kHz е премахнато, общата тенденция е ясно видима. Въпреки че винаги ще има отклонения и изключения с различните музикални стилове, общата тенденция действа в широк спектър от музикални стилове.
"Референтното" ниво е -9 dB при 1 kHz. Максимални пикови нива се наблюдават между 30 Hz и 100 Hz, а нивото между 200 Hz и 2 kHz е доста равно, показвайки приблизително 3 dB спад в този честотен диапазон. Има спад от 6 dB на октава в диапазона 2-4 kHz, последван от спад от 10 dB в диапазона 4-8 kHz.
От по-голям интерес е амплитудата на най-високите пикове, тъй като претоварването ще настъпи при пиковете, а не при средните нива. При 10 kHz и малко повече има пикове при -18 dB и някои допълнителни пикове (-24 dB) при малко под 15 kHz.
Въз основа на това е разумно да се очаква, че нивото на сигнала в най-лошия случай при честоти над 15 kHz няма да надвишава -30 dB, а това е 21 dB под нивото при 1 Hz (малко по-малко от 1/10). Следователно касета с изход от 5mV при референтна честота от 1kHz няма да има повече от 5mV при която и да е честота около 20kHz - което е най-високото ниво, което можем да очакваме.
Използвайки препоръчителните стойности на компонентите за еквалайзера RIAA, максималното възможно ниво на сигнала на изхода на втория етап е около 1 V RMS - доста добре в рамките на възможностите на предложените операционни усилватели. Дори ако максималното ниво е 50 mV (същият резултат при 20 kHz, както и при 1 kHz), вторият етап все още ще бъде под нивото на претоварване.
Винилов коректор- основен компонент на всеки плейър за винилови дискове. Качеството на възпроизвеждане зависи пряко от неговото качество. Днес ще разгледаме доказани и многократно тествани схеми, според които можете да сглобите винилов коректор.
Казах ти вече. Днес ще разгледаме няколко винилови коректорни вериги, базирани на операционни усилватели. И двете вериги са сглобени и тествани лично и работят перфектно повече от 5 години.
Винилов коректор, схема от листа с данни на TDA2320A
Веригата е заимствана от листа с данни за чипа TDA2320A. По същество това е просто двоен операционен усилвател, който може да бъде заменен с всеки друг двоен операционен усилвател, без да се променя веригата.
Работата с еднополярно захранващо напрежение се осигурява чрез подаване на половината от захранващото напрежение към неинвертиращите входове (3 и 5) чрез използване на делители на напрежение R1-R2-R5 и R3-R4-R6.
Капацитетите C1, C2 и C14, C15 на входовете и изходите на всеки канал са необходими за прекъсване на постояннотоковото напрежение. Препоръчително е да поставите 0,1 µF кондензатор C13, който е необходим за филтриране на радиочестотни смущения от захранването, възможно най-близо до щифта на микросхемата, можете да свържете кондензатор с капацитет 10- 100 µF
Какво е интересно за самия TDA 2320A?
Характеристиката на тази микросхема е, че тя е усилвател от клас А. Това означава, че и двете полувълни на сигнала се усилват от един етап. В случай на клас B, положителните и отрицателните полувълни се усилват от различни каскади вътре в чипа.
Усилвател клас А гарантира по-малко нелинейно изкривяване. Тази микросхема може да работи както с еднополярно захранващо напрежение от 3 до 36 волта, така и с биполярно захранващо напрежение от +-1,5 до +-18 волта, съответно. Pinout на микросхемата е стандартен за операционни усилватели:
Този чип е проектиран специално за използване в аудио вериги и способността да работи при такова ниско захранващо напрежение от 3 волта позволява да се използва за преносими устройства, като например касетофон. Листът с данни предоставя примери за други вериги на филтри и коректори.
Винилов коректор с биполярно захранване
Следващата схема е намерена в книгата „Изкуството на дизайна на вериги” - P. Horowitz, W. Hill (стр. 167). Диаграмата показва един канал на виниловия коректор:
По същество това е същата схема. Но сега вече се използва биполярно захранване и номиналните стойности на веригите за настройка на честотата се изчисляват по различен начин. Използването на биполярно захранване ви позволява да се откажете както от използването на разделители за формиране на половината от захранващото напрежение, така и от изходния кондензатор. Входният кондензатор трябва да се остави да прекъсва евентуално постоянно напрежение от предходното стъпало, както и елемент от входната RC верига.
В тази схема, както и в предишната, трябва да инсталирате захранващ капацитет от 10-100 μF и 0,1 μF възможно най-близо до силовите крака на операционния усилвател. Заземен кондензатор от 47 µF намалява усилването на постоянен ток до единица.
Графиката представя честотната характеристика на усилвателя за възпроизвеждане, нанесена спрямо стойност на усилване от 0 dB при честота от 1 kHz.
TL062, TL072 също могат да се използват като операционни усилватели, но е по-добре да се даде предпочитание на TDA2320, L4558, LM833 и други операционни усилватели, предназначени за аудио вериги, или такива с висок входен импеданс (>1MOhm), ниско ниво на шум и високо скорост на нарастване на сигнала.
Вместо заключение
Коя опция и на кои операционни усилватели да монтирате виниловия коректор зависи от вас. Аз лично предпочитам схема на оп-усилвател с двойно захранване, поради липсата на ненужни елементи, но веригата с едно захранване върши своята работа също толкова добре, а използването на висококачествени операционни усилватели и компоненти ще позволи значително увеличение в качеството на звука.
Наскоро имах нужда да свържа виниловия плейър Aria-102 към усилвател. Гледах - но Ария идва без вграден предусилвател - коректор. А това не се наблюдава при моя усилвател. Затова реших да събера бърз предусилвател - RIAA еквалайзер. Така че е просто, звучи прилично и може да се захранва от обикновен външен източник на захранване (еднополюсен, разбира се). Докато не измисля нещо по-сериозно с блекджек и курви, двуполярно захранване и пасивен филтър. Ако се интересувате, вижте кат.
Първо, малко теория. Виниловите плочи се произвеждат със запис, който има амплитудно-честотна характеристика според стандарта RIAA. Съответно, за правилно възпроизвеждане е необходимо да се настрои честотната характеристика според формата на обратната крива на RIAA.
Честотната характеристика на записа по стандарта RIAA (синя линия) и необходимата честотна характеристика на усилвателя - коректор за получаване на линейна характеристика (червена линия).
В допълнение, изходът от приемащата глава тип MM е около 5 mV. Тоест трябва да се засили и амплитудата.
Това е диаграмата, която се появи:
RIAA предусилвател - RIAA предусилвател - еквалайзер
Захранването на устройството се подава чрез диод D2, който предпазва от обратна полярност на захранването. Не е нужно да го инсталирате.
LED D1 е индикатор за захранване. Нискошумният операционен усилвател TL072 се захранва през RC мрежа R10,C6,C10. Резисторите R5-R6 с кондензатори C3, C4 формират половината от захранващото напрежение за подаване на отклонение към неинвертиращия вход на операционния усилвател, което е необходимо при работа от еднополюсен източник на захранване.
Веригата R7, C7-C9, R8, R9, C11 формира необходимата честотна характеристика. Тези резистори и кондензатори трябва да бъдат избрани и в двата канала с максимална взаимна точност. Затова на схемата има 3 паралелни кондензатора по 1000 pf, а не един по 3000 pf. Също така на платката резисторът 1m2 се състои от 2 резистора, избрани за еднакви стойности и в двата канала.
Според симулацията в програмата Microcap, характеристиките на усилвателя са както следва:
Разработена е следната платка:
И беше сглобено следното устройство:
Звучеше достатъчно прилично, но лично на мен малко ми липсваше високочестотната част от диапазона. Затова, след като помислих известно време, реших да добавя следната промяна към диаграмата:
Този кондензатор леко промени честотната характеристика нещо подобно:
Синята линия е стандартната характеристика, червената линия е след инсталиране на кондензатор на платката.
Въпреки че не е кошер да се правят такива промени в стандартизирана схема, аз лично харесах получения звук повече. Е, никой не забранява тази допълнителна корекция да се превключва.
Е, по-добре е да захранвате тази верига от източник с напрежение, по-голямо от 12 волта, както имам сега. Това ще осигури по-висок капацитет на претоварване на усилвателя.
Но като цяло, затворен в меден екран и корпус от плексиглас, този усилвател перфектно изработва инвестираните в него три рубли ресто и е перфектен като проста и евтина версия на предусилвателя RIAA за винилов плейър.