Elektrónkový gramofonový predzosilňovač s pasívnou RIAA korekciou

made by Wili
Elektrónkový gramofonový predzosilňovač s pasívnou RIAA korekciou
Wili Pridal  Wili
  369 zobrazení
2
 2
Audio zapojenia

Mojím ďalším výtvorom je elektrónkový gramofónny predzosilňovač s pasívnou RIAA korekciou. Doteraz som zatiaľ skúšal a počúval len s aktívnou korekciou, ale z mnohých zdrojov som sa dozvedel, že pasívna je zvukovo oveľa lepšia. Je mnoho dôvodov a dohadov prečo to tak asi je a asi najhlavnejším a najrelevantnejším mi pripadá závislosť skreslenia od frekvencie keďže riaa krivka je dosť premenlivá a celá má rozsah skoro 40dB. Aby som si vyskúšal pasívne RIAA rozhodol som sa jedno postaviť keďže v zásobách som na to mal väčšinu potrebných súčiastok.

Zverejnených dobrých schém pasívnej elektrónkovej RIAA je na internete naozaj málo či už v DIY alebo komerčnej produkcii a každý si stráži toto know-how. Navrhnúť kvalitný pasívny riaa elektrónkový preamp nie je jednoduché, pretože je potrebné bojovať s mnohými technologickými výzvami:

  • pretože je korekcia v ceste signálu, nemôže byť použitá celková spätná väzba
  • kvôli absencii spätnej väzby sa veľmi ťažko dosahuje nízke skreslenie obzvlášť do záťaže ktorú predstavuje korekcia
  • je potrebné navrhnúť prvý zosilňovací stupeň s čo najvyšším zosilnením, najnižším šumom a skreslením a nízkym výstupným odporom

Chcel som vymyslieť niečo svoje ale ťažko sa začína od nuly tak som našiel inšpiráciu v Luxmane EQ500. V ich blokovej schéme je vidieť že používajú SRPP. Táto idea sa mi celkom páčila a tak som si to nahádzal do simulátora a prvé nástrely vyzerali veľmi dobre. Čo sa mi nepáčilo bol druhý stupeň zase SRPP a za tým AC follower - viac menej len kvôli doplnkom navyše ako je HP filter a pod. Nič z toho mi ale netreba a preto som druhý stupeň značne zjednodušil: obyčajná trióda ECC83 s anódovým odporom s priamo viazaným DC followerom s ECC82. Vďaka tomu som ušetril na elektrónkach a možno snáď ešte zlepšil parametre. Cez ECC82 sledovač som pustil 2x7mA čo by malo byť dosť pre väčšinu linkových záťaží. Ešte ostávalo pohrať sa s doladením korekcie tak, aby vyžadovala minimum použitých súčiastok s bežne dostupnými hodnotami kondenzátorov, čo sa celkom podarilo. Ostávalo ešte nakresliť dosku a prvý návrh bol hotový. Snažil som sa všetko urobiť na jedinej DPS aby montáž bola čím jednoduchšia.

Na vstupe som samozrejme implementoval možnosť zvoliť vstupný odpor 47/100k a kapacitu +100/+220/+330pF cez DIP spínače. Pre prvé vstupné elektrónky som použil pätice s tieniacimi krytkami čo som našiel v šuplíku, tieto sú uzemnené a síce sú hliníkové ale aspoň čiastočne pomáhajú znížiť šum. Všade kde sa dalo som použil polypropylénové kondenzátory pre čo najlepší zvuk.

Schéma predzosilňovača

Zdroj je maximálne zjednodušený a optimalizovaný aby bolo možné použiť jednoduché trafko s dvoma vinutiami 280Vac a 25Vac. Pre najlepšie SNR som použil malý tienený audio-grade 36W toroid. Mini toroid je veľmi úsporný a celková spotreba v standby je len 0,5W a pri zapnutí je to 21W čo je na prístroj so 4 elektrónkami naozaj veľmi málo!

Nižšie napätie je dobre filtrované na cca 34Vdc naprázdno a je stále prítomné ako “standby”. Z tohto je napájaný regulátor 78M12 pre doplnkové obvody - zapínania 555 s tlačítkom s možnosťou remote in/out + CD4060 časovač s blikaním. Po ubehnutí cca 25 sekúnd sa pripojí výstupné relé a spustí audio signál. V stave vypnutia, resp. mute, je cez toto relé výstup uzemnený cez odpory aby bolo zabezpečené rýchle nabitie výstupných kondenzátorov.

Plošný spoj

V prípade zapnutia preampu sa cez relé pripojí regulátor LM317 s pomalým nábehom pre napájanie žhavenia elektróniek zapojených sérioparalelne na 25,2Vdc a tiež vysokonapäťová vetva regulovaná cez celoplastový mosfet 7N60 s LM317 na 310Vdc. Bez záťaže je na anodovom filtračnom kondenzátore okolo 420Vdc a po nahriatí elektróniek a zaťažení je dostupných cca 370Vdc. To ponúka dostatočnú rezervu pre regulátor kde sa približne 45V utopí v mosfete a 15V na LMku. LMko je v smd prevedení umiestnené veľmi šikovne pod mosfetom takže v prípade že by mu nestačila medená plocha DPSky dochladí sa chladičom od mosfetu. Preamp je veľmi citlivý na dobre filtrované napájanie a odvíja sa od neho odstup od rušivých napätí. Použil som preto do deliča LMka kapacitu až 10uF a na výstupe 100nF fóliu pre stabilitu a až 39uF elyt aj napriek vysokým napätiam. Kôli tomu síce nieje zdroj skratuvzdorný ale má veľmi nízke zvlnenie. Pre ešte lepšiu filtráciu pre prvý stupeň a zároveň oddelenie kanálov je tu ešte RC člen s výslednými 300Vdc.

Schéma zapojenia zdroja

Mechanická konštrukcia

Celý predzosilnovač je v jednoduchej malej kovovej krabici vyrezanej laserom a nalakovanej práškovou farbou. Predný panel je z quickpanelu v podobnom dizajne mojich ostaných prístrojov aby k ním pasoval. Tlačítko je hliníkový antivandal na ktorom je priamo do vývodov priskrutkovaná mini DPS pre LED a prepojenie cez IDC plochý kábel. Celý preamp je v “druhej triede” s kostrou / resp. kvazi 1. trieda. Signálová GND je s ukostrenou krabicou prepojená cez RDC earthbreaker prostredníctvom dištančného stĺpika v blízkosti výstupných RCA konektorov.

Vrchná a spodná strana dosky plošného spoja

Osadená doska predzosilňovača

Detail koncového stupňa

Skrinka pred montážou

Transforátor pred zapojením

Kompletne osadená a zapojená skrinka predzosilňovača

Pohľad na zadnú stranu hotového predzosilňovača

Finálna, skompletovaná konštrukcia predzosilňovača, pripravená na používanie

Testy, simulácie a parametre

Hrozne som sa bál brumu ale všetko sa podarilo na jednotku a aj napriek tomu že má preamp veľmi vysoký gain cca +44dB je absolútne tichý - aj s otvoreným vstupom je výstupný šum veľmi nízky, oveľa nižší ako u mojich ostatných spätnoväzobných RIAA. Som veľmi milo prekvapený a toto som od "otvoreného" preampu bez spätnej väzby rozhodne nečakal. Dynamický rozsah a prebuditeľnosť je vďaka elektrónkami veľmi vysoká, bez problémov je preamp na výstupe schopný dodať aj 3Vrms. Vďaka vysokému zisku je možné použiť aj prenosku s veľmi slabým výstupom napr. 1-2mV.

Simulácia THD

Simulácia AC

Zvuk

Pamätám sa že viacerí na fóre mi dlhé roky stále písali že RIAA bez spätnej väzby je lepšie a že to za to stojí a postupom času som zistil, že som sa toho zbytočne bál. Mali veľkú pravdu a sám som tomu neveril, až keď som ho napojil na gramofón a prvykrát som ho počul. Ten rozdiel bol evidentný už po prvých sekundách a "spadla mi sánka". Výnimočná ľahkosť, čistota a realita zvuku bola úplne na inom leveli a bola citeľná. Keď som to skúšal priateľka šla okolo a pýtala sa: “nie je to nejaké prevýškované? počuť tam nejak veľa detailov” - aj ona je zvyknutá na zvuk gramofónu a preto okamžite zaznamenala zmenu. Samozrejme že som mal zle nastavenú vstupnú kapacitu pre prenosku a bolo to čiastočne spôsobené aj tým, ale celkový zvuk tohto preampu je naozaj niekde úplne inde a s výsledkom som maximálne spokojný. Pre podloženie mojich pozitívnych dojmov prikladám aj zopár grafov meraní. Skreslenie je aj bez väzby okolo 0,01% čo je neuveriteľná hodnota na ktorú som neveril že dosiahnem. Nižšie je spektrum kalibrované na dBV:

Odchýlka od RIAA, posunutá o pár dB aby bol 1kHz na nule:

A ešte samotná pasívna RIAA korekcia:

PS: odchýlku a presnosť RIAA berte s rezervou pár percent. Na meranie používam diy inverted RIAA merací prípravok pozostávajúci len zo zopár súčiastok s toleranciami…

Pokiaľ sa vám táto konštrukcia páčila a bola pre vás užitočná a zaujímavá, podporte prosím stránky projektu ElektroLab.eu. Svojou podporou sa aj Vy podieľate na skvalitňovaní nášho obsahu. Ďakujeme
Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 250.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Adam Varga pred 2 mesiacmi

Pasívne RIAA je v dnešnej dobre absurdná lenivosť autora. Hnevá ma že to ale použil ako marketovací výraz. A dalo by sa to argumentovať náročnosťou implementácie NFB k elektrónkam, ale nič to neospravedlňuje fakt že s dnešnými vedomosťami a komponentmi je možné docieliť dokonalú RIAA korekciu s nízkym skreslením vo forme aktívneho zosilňovacieho bloku, s elektronkami. Trocha som sklamaný. Elektrické a mechanické zhotovenie je fajn kvalitné bez žiadnej výhrady naprosto super, ale prečo pasív?

Zároveň by som pridal dobrú radu, ale mám pocit že zrovna autor o tomto bude vedieť a zaujíma ma prečo nepoužil regulátor LR8 na ten 300V rozvod? Je mi jasné že je to všetko celkom pekne ošetrené podla datasheetu, Ale mohol sa použiť LR8 ktorý by bol istejším kandidátom do presne takejto aplikácie.

Wili pred 2 mesiacmi

Ahoj, prečo pasív? pretože elektrónkový aktív už mám, a áno má skvelé parametre a aj tak tento "horší" pasív hrá oveľa lepšie. Či je riaa absolútne presná alebo nie nemám ako v domácich podmienkach zmerať ako aj spomínam na konci článku, no pochybujem že by som aj odchýlku +-0,5dB sluchom rozoznal takže mi to až tak nevadí.

LR8 nepoznám, použil som overené zapojenie ktoré viem že spoľahlivo funguje a je ľahko orpaviteľné. LR8 vyzerá zaujímavo, trochu by som mal obavy z toho maličkého výstupného prúdu vs. spoľahlivosť, ale možno niekedy skúsim.

Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
Webwiki Button