Снятие амплитудно частотной характеристика riaa. Кривая RIAA. Винил корректор, схема из даташита на TDA2320A

Виниловый ренессанс не состоялся и, по видимому, уже не состоится никогда. Но ностальгия по LP сохранилась у довольно большой аудитории меломанов, причем в рядах их поклонников много и совсем молодых любителей музыки.

Не будем спорить, что лучше, цифра или аналог. Интерес к пластинкам есть, спрос на вертушки и аксессуары стабилен, а на фонокорректоры даже превышает предложение. Если же учесть, что среди виниловых людей необычайно высок процент самодельщиков, то выход из создавшейся ситуации напрашивается сам собой: нужно дать возможность всем желающим самостоятельно изготовить недорогой, но качественный корректор RIAA.

РАЙСКАЯ ПТИЦА

Лучшим вариантом, очевидно, будет не радиолюбительская схема, а конструкция, подготовленная к серийному производству, и таковая имеется. В 1994 году КБ «Три В» разработало предварительный ламповый усилитель Paradise, и по договорённости с заводом «Прибой» было изготовлено 100 аппаратов. Чуть позже силами самого КБ еще 50 - для изучения потребительского спроса.

В 1996 году эта модель демонстрировалась на выставке «Российский Hi-End» и собрала немало положительных отзывов. В усилителе были предусмотрены обширные потребительские и функциональные возможности. Одной и, пожалуй, основной был встроенный RIAA-фонокорректор.

Однако бурное наступление CD поставило жирный крест на этом изделии, и выпуск Paradis’ов был прекращён. Против лома нет приема, и спорить с цифрой бессмысленно. При всех ее недостатках кое за что ей можно сказать спасибо: цифровые источники «подтянули» остальные звенья аудиотракта - усилители, акустику и кабели - на новый уровень. Была пересмотрена схемотехника, появилось скептическое отношение к ООС, начали обращать внимание на качество питания, спектр искажений и т.д. Возросший уровень компонентов (особенно АС) позволил отказаться от регулировки тембра, поэтому темброблоки и эквалайзеры благополучно канули в Лету.

Вместе с этим такой вид техники, как фонокорректоры, был совершенно забыт производителями. В наше КБ стали поступать заявки от любителей музыки на изготовление таких изделий, и количество их постоянно росло. Поэтому мы решили начать выпуск RIAA-корректоров, выделив их в самостоятельный блок.

Чтобы найти надежную, недорогую и хорошо звучащую схему, мы собрали более пяти экспериментальных образцов на базе Paradise, но с использованием различной элементной базы, в основном ламп, а также конденсаторов, резисторов, проводов и разъёмов.

Не стану подробно останавливаться на описании этих вариантов, просто перечислю схемотехнические решения.

  • Вариант 1. Первый каскад - триод 6С3П с резистивной нагрузкой в аноде, второй - SRPP на 6Н23П.
  • Вариант 2. Первый каскад - 1579 (6Н9С) в каскодном включении, второй - 6Н8С (разных заводов) с резистивной нагрузкой.
  • Вариант 3. Первый каскад - SRPP на 1579, второй - 6Н8С с резистивной нагрузкой.
  • Вариант 4. Все каскады SRPP на 12АТ7.
  • Вариант 5. Все каскады SRPP, но первая лампа 6Н2П (серый анод), вторая - 6Н1П.

Питание корректоров осуществлялось от блока питания на кенотроне 5Ц3С с П-фильтром. Использовались конденсаторы МБГО-20 мкФ х 400В, Др-2,5 Гн-0,1 А.

В результате многократных прослушиваний был сделан вывод, что все эти варианты имеют право на жизнь, хотя и звучат совершенно по-разному.

Мы остановились на исходном, с которого начинали эксперименты, с незначительными изменениями элементной базы. Мы заметили, что SRPP обладают более динамичным звучанием, чем каскады с резистивной нагрузкой.

Корректоры на лампах октальной серии звучат очень по-разному, и, по нашему мнению, первый каскад на пальчиковых лампах по схеме SRPP дает большую динамику и скорость. Кроме того, октальные лампы более дефицитны, т.к. выпуск их давно прекратился, а те, что дожили до наших дней, могут иметь нестабильные параметры из-за плохого вакуума.

Поэтому выбор был сразу сделан в пользу пальчиковых ламп. Тем более что их ассортимент значительно шире и при повторении схемы открываются более широкие возможности для поиска собственного звука.

При смене ламп одинаковой цоколёвки АЧХ корректора не изменяется, меняется только коэффициент усиления и характер звучания. В некоторых случаях требуется изменить смещение на сетках, чтобы получить нужный ток анода.

Прослушивание проводилось в таком составе: доработанный проигрыватель «Электроника Б1-01» с головкой Shure-V15VxMR (иногда использовалась также головка «Корвет-018»), усилитель «Oberton-33Cstb» и АС различных типов.

Схема особых пояснений не требует, т.к. для многих любителей, конструирующих р/аппаратуру, это хорошо известные каскады SRPP, широко дискутируемые в специальной литературе. ООС в тракте отсутствует, коррекция пассивная. Элементы корректирующей цепи подобраны с наименьшими отклонениями от номинала. Конденсаторы К71-7 имеют допуск не более 0,5%, резисторы МЛТ-0,25 подбирались с точностью 1%. В результате все изготовленные нами корректоры имели отклонения АЧХ не более 0,5 дБ. Все детали самые обычные, никакой экзотики: резисторы МЛТ, электролиты К50-32, К53-4(К53-1), переходные конденсаторы - бумажные К40У-9 или МБГЧ. Разумеется, аудиофильские компоненты дадут более впечатляющие результаты, но и при использовании перечисленных типов корректор звучит великолепно. Конденсаторы С1 и С10 служат для подавления радиопомех, что особенно актуально в городах, где есть телецентры и р/станции. С2, С6, С11, С15 служат для компенсации местной ООС. Элементы R5, C3, R6, C4, а также R17, C12, R18, C13 - формируют нужную АЧХ.

Источник питания

На питании стоит остановиться подробнее. В упомянутом преде Paradise в качестве источника питания использовался серийно выпускавшийся трансформатор ТАН-31, мостовой выпрямитель КЦ 405А и электролиты К50-7.

Накал ламп питался выпрямленным напряжением, чтобы снизить фон на выходе.

В новой разработке мы поставили прямонакальный кенотрон 5Ц3С, металлобумажные конденсаторы МБГО-1 20 мкФ х 400В и дроссель с индуктивностью 2,5 Гн и током 0,1 А. От выпрямления напряжения питания накала ламп пришлось отказаться, т.к. это влияло на характер звучания корректора не самым лучшим образом. Для уменьшения фона в сетевом трансформаторе накальные обмотки мотались бифилярно (т.е. в два провода), и средняя точка соединялась с минусом анодного источника питания и корпусом. Эти меры не устраняли полностью фон по накалу, но его уровень был незначителен и при прослушивании почти не слышен, т.к. маскировался поверхностными шумами пластинки.

Сетевой трансформатор тороидальный, мощностью 60 Вт. Он имеет две обмотки по 240 В, 5 В для накала кенотрона и 12,6 В с отводами на 6,3 В (бифилярно).

Ещё более высокое качество звучания было получено со стабилизированным источником питания, который мы опробовали на лабораторном образце корректора. Звучание приобрело насыщенность, стало более артикулированным, с более чёткими границами между инструментами, улучшилась микродинамика. Правда, по себестоимости такой источник питания приближается к самому корректору, но попробовать стоит.

Конструкция

Сам корректор выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 - 2 мм. Источник питания установлен на металлическом основании (дюраль, сталь, текстолит и пр.) толщиной 2 мм. Оба блока (питания и корректор) укреплены на стойках высотой 13 мм на общем основании, к которому через крепёжные уголки устанавливается лицевая панель и задняя стенка. Всё это закрывается перфорированным кожухом. Снизу - поддон, к которому прикреплены четыре опорные ножки. На задней стенке - сетевой разъём и выключатель, предохранитель и корпусная клемма. На лицевой панели - входные и выходные разъёмы и индикатор включения корректора в сеть.

Настройка

В ней корректор практически не нуждается. Нужно лишь проверить напряжение питания анодных и накальных цепей, замерить режимы ламп. Равенство усиления по каналам осуществляется подбором ламп с учётом их параметров. При одинаковых параметрах триодов разброс по усилению не превысит 0,1 дБ.

Полезные советы

Чтобы дать себе больше свободы при выборе ламп, полезно в сетевом трансформаторе предусмотреть обмотку ~12,6 B на ток примерно 1 А. В настоящее время на рынке появилась масса ламп с одинаковой цоколёвкой, но разным напряжением накала. Конечно, у них предусмотрена возможность использования на 6,3 В, но в нашем случае это увеличит фон. Рекомендуемые лампы для прослушивания: 6Н2П (серый анод), 6Н23П, 6Н1П, 6Н6П, 12АХ7,12АТ7, 12AU7, E88CC, ECC83, ECC85 и др.

Можно попытать счастья и с октальными лампами, но для этого придется сделать переходные панельки.

При прослушивании имейте в виду, что все диски звучат по-разному и для выбора самой лучшей лампы придется прослушать несколько пластинок различных фирм и годов выпуска. Успехов!

ПрактикаAV #3/2002

Данная статья для тех кто до сих пор любит и ценит виниловый звук, вопреки всем цифровым современным штучкам 🙂

Корректор используется, чтобы усилить и корректировать сигнал, который поступает с электропроигрывающей головки ЭПУ с алмазной либо корундовой иглой. В основе работы корректора лежит стандарт RIAA, в нём регламентированы основные требования к записи и воспроизведению грамзаписи с виниловых дисков. По стандарту RIAA вид АЧХ имеет вид, представленный на рис. 2. По этой причине, чтобы достичь линейность АЧХ воспроизводящего трэка нужно применить фонокорректор, его АЧХ представлена на рис. 3.

Рис. 2

Рис. 3

Схема практического усилителя - фонокорректора представлена на рис. 4, а схема блока электропитания показана на рис. 5.

Рис. 4

Рис. 5

Основа схемы состоит из двухкаскадного усилителя, который построен по классической схеме усилителя напряжения с резистивной нагрузкой. Частотную коррекцию сигнала создаёт пассивная цепь частотной коррекции. Чтобы работа фильтра была надёжной он поставлен в разрез между двумя каскадами усиления.

График реальной АЧХ фонокорректора показан на рис. 6. Как видите, вид практической характеристики почти не имеет отличия от теоретической.

Рис. 6

Элементы, конструкция и налаживание

Для правильной и надёжной работы корректора все элементы, которые применяются при его сборке должны быть наилучшего качества и должны иметь минимальный допуск погрешности номинала. Максимальный допуск номинала для цепей частотокорректирующей цепи ±1%. Для остальной схемы ±5%. Допускается применение элементов с большим допуском, но тогда нужно индивидуально подбирать элементы по номиналу. Так же рекомендуется применение радиоламп с военной приёмкой и маркировкой ЕВ (то есть с повышенной долговечностью и механической прочностью).

Корпус этого устройства может быть выполнен с закрытыми и с открытыми радиолампами. Корпус можно изготовить из металла (сталь, медь, латунь и др.), пластмассы и дерева. В двух последних случаях обязательно нужна ещё дополнительная экранировка внутренней схемы медной либо латунной фольгой. На рисунках 1 и 7 представлен один из возможных вариантов конструкции фонокорректора.

Рис. 7

Особое внимание нужно уделять и блоку питания фонокорректора, поскольку главной проблемой предварительных усилков считается большой уровень фона. Чтобы максимально уменьшить уровень фона при сборке блока питания нужно принять несколько мер. Прежде всего, блок питания должен быть сделан в своём отдельном корпусе (чтобы предотвратить влияние электромагнитных полей сетевого трансформатора). Сетевой трансформатор лучше разместить в экран, либо как минимум намотайте на него дополнительную экранную обмотку. На схеме показаны минимальные номиналы всех электролитических конденсаторов. Чтобы надёжно устранить фон их ёмкости лучше увеличить в 1.5 - 2 раза. Особенно важен номинал конденсатора C1, потому что накальное напряжение устройства (в отличие от анодного) не стабилизировано. Стабилизация анодного напряжения достигнута при помощи “Электронного дросселя”. Разделение питания стереоканалов не нужно, поскольку разделение каналов при грамзаписи совсем небольшое.

Это всё. До свидания.

Только на этот раз цепь коррекции была предварительно рассчитана и корректор выполнен не с разделенной коррекцией, а по классической схеме. Последний (третий) каскад выполняет только функцию усилителя.

Ниже приведена схема цепи корреции:

Для расчета кривой RIAA необходимо задаться номиналом резистора R1 и R3 (сеточный резистор последующего каскада) и рассчитать эквивалентное сопротивление R’ = (Rout + R1)*R3/(R1+Rout+R3), где Rout – это значение выходного сопротивления предыдущего каскада. Далее рассчитывает номиналы цепей коррекции:

С1*R’ = 2187 мкс

R’*C2 = 750 мкс

R2*C1 = 318 мкс и R2/R1 = 6,877

При этом можно исходить из имеющегося номинала С1 и подбирать R2 или наоборот. Номинал С2 придется подбирать, быть может из разных конденсаторов, если это не удается, придется менять R’ и начинать все сначала.

Качеству деталей для цепи коррекции необходимо уделить особое внимание. В моем распоряжении был 0,25Вт танталовый резистор 470К от Аудио Ноут (R1), исходя из номинала которого я провел дальнейшие расчеты. В качестве конденсатора С1 хорошо подойдет полистирольный ПО на 500 В или К71-7, в качестве С2 я использовал конденсатор ERO, купленный на е-Вае (продавец был эстонец, цена очень хорошая и ждать не надо было долго), хотя К71-7 в этом месте тоже звучит неплохо.

Теперь отступление о входной цепи второго каскада. Мной было замечено ранее, что схемы для усиления малых сигналов дают хороший звук при заземленном катоде и смещении, возникающем на сеточном резисторе большого номинала из-за токов сетки. Была выбрана такая схема:

Преимущество этой схемы в данном случае и в том, что высокое значение сеточного резистора R3 не требует от межкаскадного конденсатора С3 выского значения емкости. К тому же, резистор R1 можно подключить непосредственно к аноду предыдущего каскада, правда надо помнить, что при этом конденсаторы С1 С2 и С3 должны быть рассчитаны на полное напряжение питания схемы.

Расчет номиналов цепи коррекции.

R’ = 470*15000/(470+15000) = 456 K (Rout пока принят равным нулю).

C2 = 750*10(-6)/ 456000 = 1640 pF – Учитывая Миллерову емкость входной лампы (в данном случае 5691 – это около 120 пФ), этот номинал был выбран 1500 пФ.

C1 = 2187*10(-6)/456000 = 4790 pF – этот номинал удалось подобрать из имеющихся конденксаторов К71-7.

R2 = R1/6,8774 = 68,3 K Это значения было получено подбором двух параллельных резисторов Allen Bradley 300К и 91К.

Окончательная схема выглядела таким образом:

На схеме указаны лампы 1579 вместо 5691, они также звучат прекрасно.

Для того, чтобы была возможность корректировать звучание головки в области ВЧ, в схеме есть переменный кондерсатор С1 с диапазоном регулировки 5 – 270 пФ. Дело в том, что некоторые головки имеют довольно значительные резонансы в высокочастотной области. Например, имеющаяся у меня головка Grado Prestige Red зазвучала нормально, без резонансов только после установки емкости указанного конденсатора на значение 180 пФ, хотя если верить приложенному к головке паспорту, такая емкость вроде бы и не нужна. Резонансы контролировались по контрольной пластинке с записью ступенчато возрастающей частоты через 1 КГц от 1 КГц до 20 КГц и в отсутсвие конденсатора С1 (или при замене его постоянным 47 пФ, как это рекомендуют многие источники) резонансы наблюдались в районе 12 – 15 КГц, по амплитуде достигая + 5 дБ.

Кривая RIAA после замеров оказалась в пределах + – 0,5 дБ, достигая максимума отклонения для 20 Гц.

Дополнено в 2013 году. Должен честно признаться, что хотя эта конструкция уже более двух лет услаждает мои уши, по уровню шума она проигрывает предыдущей . Предполагаю, что навороченный вход и лампа 6072 вместо 6С3П сыграли свою роль.

где s = j ω, ω = 2πf , а j - мнимая единица.

Прежде, чем начать усердное решение проблемы, связанной с выравниванием (коррекцией) частотной характеристики в соответствии со стандартом RIAA, необходимо попытаться определить понятие частотной коррекции, соответствующей стандарту RIAA. Параметры, используемые для выравнивания частотной характеристики, могут быть точно и однозначно выражены с использованием постоянных времени: 3180 мкс, 318 мкс и 75 мкс (то есть путем использования элементов или отдельных цепей, задающих данные постоянные времени). Постоянная времени связана с частотой колебаний соотношением t = 1/(2πf ) то есть постоянная времени 318 мкс соответствует периоду колебаний с частотой 500,5 Гц. Уравнение, которое выражает коэффициент передачи G s , необходимый для ответной реакции системы на коррекцию в соответствии со стандартом RIAA, имеет следующий вид:

Решение данного уравнения, оперирующего с комплексными числами, является достаточно громоздким и представляет определенные трудности, поэтому наиболее простым способом получить результаты вычислений является использование компьютерной программы на языке QBASIC, которая приводится ниже. Результатом вычислений, выполненных с использованием данной программы, являются данные, приведенные в табл. 8.5. Данная программа рассчитывает только необходимую характеристику эквалайзера; предварительно идеально откорректированный сигнал, проходя через идеальный эквалайзер, дает отклонение амплитудной характеристики, равное 0 дБ, и сдвиг по фазе частотной характеристики, равный 0° для всех частот.

OPTION BASE I DATA

0.10,20,50.05,70,100,200,500.5,700,1000,2000,2122,5000,

7000,10000,20000,50000,70000,100000,20000

W = 2*3.1415927# * F

REALU = 1 - W^ 2 * В * С + W^ 2 *A * (В + С)

IMAGU = W^ (А -В - С - W^ 2 * A * В * С)

LOWER = (1 - W^ 2 *B * С)" 2 + W^ 2 * (В + С)^ 2

MAG = SQR

GAIN = (((19.91102 + 8.68589 * LOG(MAG))*1000)\1)/ 1000

REM THE 8.68589 FACTOR ARISES BECAUSE QBASIC USES NATURAL LOGS

PHASE = ((572.96 * ATN(IMAGU / REALU))\ 1)/ 10

PRINT F, GAIN, PHASE

Необходимо отметить, что порядок операций, установленный при использовании этой программы, имеет жизненно важное значение, и что числа, следующие после команды DATA должны быть напечатаны в одну линию, даже несмотря на то, что они могут не умещаться по ширине экрана (или страницы) на дисплее.

Из результатов, приведенных в табл. 8.5, видно, что высокое значение усиления (коэффициента передачи) необходимо в диапазоне низких частот, тогда как ослабление на высоких частотах должно продолжаться безгранично, что исключает применение последовательной обратной связи, так как усиление не может падать до значения меньше единицы. Хотя такое снижение и может достаточно точно компенсироваться за точкой схемы, соответствующей точке введения обратной связи усилителя, в действительности это означает, что характеристика перед компенсацией возрастает, что вызывает опасность роста искажений и увеличенного запаса в ультразвуковой области.

Таблица 8.5
Частота, Гц Коэффициент передачи, дБ
относительно уровня 1 кГц
Фаза, градусы
0 19,911 0
10 19,743 -10,4
20 19,274 -20
50,65 16,941 40,6
70 15,283 -48,4
100 13,088 -54,8
200 8,219 -59,6
500,5 2,6443 -52,6
700 1,234 -49,7
1000 0 -49
2000 -2,589 -55,9
2122 -2,866 -56,9
5000 -8,210 -72,1
7000 -10,816 -76,8
10 000 -13,734 -80,6
20 000 -19,620 -85,2
50 000 -27,341 -88,1
70 000 -30,460 -88,6
100 000 -33,556 -89
200 000 -39,575 -89,5

Выравнивание частотных характеристик путем введения пассивных цепей

Так как коэффициент передачи на частоте 1 кГц примерно на 20 дБ ниже максимального уровня в диапазоне нижних частот, любая пассивная цепь коррекции, должна обеспечивать уровень потерь более, или равный 20 дБ в силу того, что эта цепь оказывается включенной параллельно с резистором сеточного смещения следующей лампы, что вызовет дополнительное ослабление. Так как рассчитать предусилитель с приемлемым уровнем шумов и устойчивостью к перегрузкам с использованием подобной схемы достаточно трудно, то данная топология обычно исключается из рассмотрения.

Если же все-таки будет принято решение использовать любую из двух ранее приведенных топологических схем, соответствующие уравнения можно найти в материалах Лифшица (Lipshitz), приводимых в документах Спецификация среды прикладных программ (AES).

Рис. 8.16 Пассивная схема устранения высокочастотных составляющих блока частотной коррекции RIAA

Соответствующие соотношения для расчета рассматриваемой пассивной цепи выглядят следующим образом:

R 1 C l =2187мкс;

R 1 C 2 = 750 мкс;

R 2 C l = 318мкс;

C l /C 2 = 2,916.

Приведенные значения являются точными величинами и не могут округляться.

Необходимо учесть, что любой резистор сеточного смещения включается параллельно нижнему плечу пассивной схемы, так как в противном случае не равное нулю выходное сопротивление задающего каскада изменяет эффективное значение сопротивления резистора R 1 , что вытекает из рассмотрения схемы цепи. Следовательно, значения элементов пассивной схемы должны рассчитываться с использованием эквивалентной схемы замещения Тевенина.

Для любой другой схемы, использующей топологию «все сразу и все вместе», но отличающейся от рассмотренного топологического варианта схемы, необходимо будет обратиться к материалам, приводимым Лифшицем, и внимательно с ними ознакомиться перед тем, как приступить к расчетам.

Если вы захотите создать архив из Ваших виниловых записей на ПК, то Вам будет необходим RIAA корректор. На рисунке показана схема простого но качественного RIAA — корректора (приставка), который питается от USB, а выходной сигнал подается на вход звуковой карты ПК.

Несмотря на низкое напряжение питания (5 В), характеристики схемы довольно хорошие, с высокой входной перегрузочной способностью, очень низким искажением и точным воспроизведением кривой выравнивания RIAA благодаря двухступенчатой ​​схеме на ОУ.

Первая часть схемы — линейный усилитель с коэффициентом усиления примерно в 11 раз. Вторая часть реализует выравнивание RIAA с помощью второго операционного усилителя.

Сглаживающий конденсатор питания C5 имеет большой размер (2200 мкФ), чтобы исключить источник помех, поступающий с цепи питания компьютера.

Обратите внимание, что использование ОУ LM833 является обязательным в этой схеме: все подобные ОУ, такие как NE5532 или LS4558, будут работать намного хуже при питании 5 В.

Примечание:

  • Плата должна быть помещена в металлический корпус.
  • Значение 8200 пФ для полиэфирного конденсатора C8 найти трудно найти. Проблема может быть решена путем параллельного подключения двух конденсаторов (6n8 + 1n5).
  • Чувствительность схемы может быть увеличена за счет уменьшения значения R2. Из-за характеристик современных аудиовходов ПК это изменение обычно не требуется.
  • Общее гармоническое искажение на частоте 1 кГц и до 1,27 В RMS: 0,0035%
  • Общее гармоническое искажение на частоте 10 кГц и до 1,27 В RMS: 0,02%

Источник — http://www.redcircuits.com/Page176.htm

  • Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи

  • 10.10.2014

    На рисунке показана схема предварительного усилителя с тембро-блоком, тембро-блок включен в цепь обратной связи предварительного усилителя. Напряжение питания уст-ва может варьироваться от 12 до 24В, потребляемый ток не более 10 мА. Входной сигнал поступает через разделительный конденсатор С1, резисторы R1 и R2 определяют напряжение смещения транзистора VT1, после предварительного усиления …