Prihláste sa k svojmu účtu, pokiaľ ho máte. Alebo kliknite tu pokiaľ ho ešte nemáte a prajete si ho vytvoriť - je to jednoduché a získate mnoho výhod.

Hybridný Hi-Fi predzosilňovač

s použitím elektrónok
Hybridný Hi-Fi predzosilňovač

Už dlhšie som si chcel postaviť nejaký komplexný predzosilňovač s množstvom vstupov (vrátane phono) pre vybudenie MC275, ktorý potrebuje dosť silný signál, ideálne symetrický... Preto postupne došlo k stavbe nasledovného predzosilňovača. Predzosilňovač som po kúskoch po večeroch vyvíjal a staval pol roka.

 

Popis zapojenia napájacieho zdroja

 

Preamp je napájaný tieneným veľmi nízko sýteným toroidným transformátorom, ktorý je trvale napájaný zo siete. Z tohto je usmernená a stabilizovaná obvodom LM1085 kladná +5V vetva, kt. je stále prítomná pre napájanie digitálnych obvodov, relé, ovládaní atď. kt sú v režime standby. Po zobudení zo standby, sa relátkami pripoja ostatné vinutia transformátora a zároveň aj externá 230V zásuvka pre zapnutie koncového zosilňovača súčasne s preampom.

Po zapnutí v zdroji pribudne symetrických stabilizovaných +25,2V a -25,2V pre žhavenie elektrónok, z tohto vinutia je ešte stabilizované +15V a -15V pre operačné zosilňovače, a z tohoto stabilizovaného je ešte stabilizované +5V a -5V pre vstupné obvody. Všetky napätia sú stabilizované s LM317/337. Pre anódy elektrónok je stabilizované relatívne dosť nízke napätie +156V s LM317 + IRF840.

 

Popis zapojenia analógovej časti zosilňovača

 

Obrázok vo vysokom rozlíšení - klikni

 

Na vstup privedený signál sa pripája cez jazýčkové relé k vstupnému bufferu s LME49720, ktorý tvorí vstupný filter a impedančne prispôsobí signál pre obvod od TI PGA2311. Tento obvod je použitý pre reguláciu signálu a v posledných 5 bodíkoch ešte pridáva 5dB gain. Pre napájanie analógovej časti PGA a vstupného bufferu je samostatný symetrický stabilizátor 7805/7905 napájaný zo stabilizovanej 15V vetvy umiestnený hned v blízkosti obvodov pre čo najlepšie parametre. Za týmto obvodom nasleduje elektrónkový hybridný stupeň s extrémne nízkym skreslením, ktorý pridáva trvale signálu +6dB gain. Hybridný je preto, že používa na výstupe namiesto klasického elektrónkového sledovača tranzistor MJE350. Pri stavbe a návrhoch som sa inšpiroval audioresearch a mcintosh predzosilňovačmi. Celý "gain stage" je veľmi zvláštne navrhnutý a elektrónkami tu tečie len 300uA pri 80V (na anóde) a pritom je neuveriteľne lineárne naladený. Za týmto stupňom nasleduje výstupný symetrický buffer s LME49720, za ktorým už sú len jazýčkové relé kt. tvoria obvod mute.

Okrem klasických vstupov tu je ešte elektrónkový hybridný gramofónový RIAA MM predzosilňovač. Všetky elektrónkové obvody sú na samostatnej doske umiestnenej vertikálne aby celková výška skrinky bola čím nižšia. Prepojené sú plochými IDC káblami s hlavnou doskou. Elektrónky sú ešte v uzemnených tieniacich krytkách pre lepší odstup brumu a celá elektrónková časť je od (už tak tieneného) trafa ešte oddelená ďalšou tieniacou prepážkou.

Ako ďalší vstup tu je ešte Bluetooth prijímač kt. cez i2s posiela digitálny signál do DAC od AKM AK4490. Tento je napájaný 4x super low noise LDO stabilizátormi LT1763. Celý layout DAC som sa snažil čím viac prepracovať a výstupný buffer tu je opäť LME49720. Pre lepší príjem signálu je na zadnom paneli vyvedený konektor pre wifi anténku. Nevedel som sa rozhodnúť či napájať BT s DAC trvale alebo len pri navolenom vstupe tak som dal na hlavnú DPS ešte jumper kde sa to dá zvoliť. Napájanie 10V DC pre modul sa pripája mini relátkom a tým sa zapína celý modul.

 

Popis digitálnej časti zosilňovača

 

Celý preamp je riadený procesorom na ktorý som vymyslel program a tento potom naprogramoval Ján Kadák (Kado). Za jeho spoluprácu na vývoji a spoločne dolaďovanie mu veľmi pekne ďakujem. Procesor je ovládaný enkóderom a IR príjmačom + zapínacím tlačidlom. Rotáciou enkóderu sa nastavuje hlasitosť a klikaním sa menia vstupy. Lepšie a podrobnejšie ovládanie ponúka diaľkové ovládanie (Apple), ktorým sa dajú klikaním do strán meniť vstupy, hore/dole hlasitosť, je tu možnosť zapínať funkciu mute a zapínať/vypínať preamp. Hodnoty sú zobrazované na 2x16 LCD displeji. Bolo nemožné nájsť displej s oranžovými písmenkami aby pasovali k elektrónkam tak som vykuchal klasický biely displej a vymenil SMD ledky podsvietenia za oranžové. Digitálny signál pre ovládanie obvodu PGA a posuvného registra na menenie vstupov je privedený k hlavnej DPS plochým káblom. Celá digitálna časť je na DPS precízne oddelená od analógovej. Je tu ešte dvojité "tienenie" v podobe rozliatej zeme v okolí všetkých digitálnych liniek a rozliatej zeme v okolí analģových obvodov. Obidve zeme sa spolu stretávajú na maličkej doske DAC modulu. Procesor posiela na hlavnú DPS ešte signály pre ovládanie relátok pre zapnutie celého zariadenia a mute. Všetky maličké relé sú napájané z digitálnej +5V časti. Veľké výkonové relé sú napájané z hlavnej symetrickej vetvy trafa (usmernené na nesym -30V) a zopínané kladným signálom z procesoru.

Celé zapojenie je na troch DPS. Jedna je pre procesor s displejom a ovládaním - táto kým bola finálna prešla troma postavenými prototypmi. Druhá je pre elektrónkovú časť - tiež istá časť bola testovaná na prototype počas vývoja. Tu bol hlavne problém všetko zmestiť na čím menšie miesto a zaručiť veľmi optimálne podmienky zemnenia a layoutu keďže sa tu nachádza phono preamp citlivý na brum. Tretia hlavná DPS je veľmi veľká a snažil som sa čím viac o all-in-one riešenie = aby to nebolo DIY ala prepájanie 10tich modulov čo sa mi nepáči. Jej kreslenie mi trvalo až priveľmi dlho :-/ a veľmi veľa nervov ale oplatilo sa, čím sa dostávam aj k EXCELENTNÝM parametrom preampu.

 

Technické parametre zosilňovača

 

  • Celkový maximálny gain preampu pri 100% hlasitosti je 11dB.
  • Max. výstupné napätie je 3,5V RMS pri 1V RMS na vstupe. (možnosť symetrických výstupov)
  • THD je pre mňa nemerateľné, tj. 0,000xxx. Merané THD je cez preamp ešte o trošku nižšie ako samostatná zvuková karta v loopbacku  (creative X-fi HD)
  • SNR >120-130dB tiež premňa ťažko merateľné na hranici zvukovej karty, asi by sa tu prejavila už aj kvalita káblov (merané s čínskym shitom)
  • Schopnosť krmiť záťaže od 600R (v rámci možností LME)
  • Frekvenčný rozsah 10Hz - 500kHz.

Výsledkom je absolútne nulový brum a dokonalý zvuk. Preamp hrá fakt parádne a zaujímavo, neviem či je to tou kombináciou elektrónok a tranzistorov alebo prejavom LME ale je to super a som veľmi spokojný. Hlavne konektivita a univerzálnosť je presne ladená na mieru a preamp obsahuje všetko čo potrebujem. Hudba cez bluetooth s externým DAC je tiež veľmi praktická. Síce beží na nízkej vzorkovacej frekvencii (len 44k) Rozhodne hrá ale omnoho lepšie ako low-cost BT moduly. Pri meraní cez DAC som nameral skreslenie THD=0,001% a odstup od digi šumu cca 110dB, THD+N je 0,03%.

 

Merania a dosiahnuté parametre

 

Meranie THD a SNR pri napätí 3.5V RMS pri záťaži 600Ohm, Všimnote si zložku 50Hz

Zobrazenie vo vysokom rozlíšení - klikni

Meranie výstupu sínusového signálu 1kHz

Zobrazenie vo vysokom rozlíšení - klikni

Meranie SR

Zobrazenie vo vysokom rozlíšení - klikni

 

Realizácia

 

 

Video ukážka ovládania

 

Tiež som zmeral RIAA PHONO vstup a ako na tom je. Nemám zatiaľ s čím porovnávať ale konečne mám na to merací prostriedok tak aspoň budem vedieť porovnať rôzne DIY phono preampy. Vyrobil som si invertovaný RIAA korektor v odtienenej krabičke, ktorý má na výstupe -40dB a invertovanú RIAA korekciu. Krabička vyzerá takto:

 

Priebeh ďalších meraní a ich výsledky

 

Meranie Loopbacku a samotnej korekcie

Zobrazenie vo vysokom rozlíšení - klikni

RIAA phono preamp s touto korekciou

Zobrazenie vo vysokom rozlíšení - klikni

Približený rozsah odchýlky preampu od RIAA

Zobrazenie vo vysokom rozlíšení - klikni

Skreslenie RIAA phono preampu pri -3dB pri 1kHz

Zobrazenie vo vysokom rozlíšení - klikni

 

Záver a zhrnutie

 

Najviac ma teší odstup signálu od brumu, ktorý je super a aj keď je RIAA elektrónkové neobsahuje posluchovo žiadny brum. Pri pripojení na koncový zosilňovač a veľké citlivé reproduktory pri vytočení hlasitosti na maximum s otvoreným nezťaženým phono vstupom nepočuť žiadny 50/100Hz brum, ale len šum na pozadí od extrémne vysokého vybudenia.

 

Autor konštrukcie "Wili"

 

Ďakujem za prečítanie :)



     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki Button Seo servis Diallix.net VN-Experimenty