Надеюсь, кого-то из сограждан может заинтересовать такой архаичный инструмент, как предварительный усилитель-корректор
для винила со стандартной характеристикой RIAA.
На работе в театре мне срочно потребовалось с проигрывателя виниловых долгоиграющих грампластинок подать сигнал на линейный вход звуковой платы компьютера, для чего понадобился соответствующий усилитель-корректор.
Мы видели здесь все пикапы для электрических инструментов. Напомним, попутно, что ни одно из этих устройств не говорит о микрофоне, то есть датчике волнообразного изменения давления воздуха в данной точке. Ежедневное чудо превращает механическое движение в электричество, а затем делает это движение тока в наборе схем, изменяющих этот ток, чтобы закончить его повторное включение в другое устройство, преобразующее в другом направлении ток в механическом движении, который может двигаться воздушные массы в наши барабанные перепонки, кажется настолько обычным явлением, что мы забываем о сложности явлений, которые вступают в игру.
Был взят обломок платы неопознанной модели «AKAI», на котором имелся неповреждённый участок с подобным корректором (далее УК), собранным на микросхеме типа С4558
. Когда для проверки работы УК было подано питание, а к гнёздам были подключены проигрыватель и контрольный усилитель, то УК заработал с заметным шумом и нелинейными искажениями.
Давайте объединим наши датчики, наши вибрационные устройства, наши схемы и наши проводки, и со всем этим немного эмоции! Иногда может быть интересно разместить два микрофона в разных положениях, подсчитав, что наклон, особенно микрофон, расположенный перед отверстием, будет ниже, если разместить выше шестой струны или выше, если разместить ее под первым канатом. Наиболее правильная позиция также основана на типе используемой гитары, поскольку каждый инструмент предпочитает определенный диапазон частот в спектре звука, и поэтому может быть полезно попробовать различные углы, чтобы получить наилучший звук из инструмента.
По моему мнению, причиной шума и искажений являлись электролитические конденсаторы на входе устройства и в цепи обратной связи. Когда они были замкнуты перемычками, то шум и искажения исчезли, но УК стал чувствителен к разного рода внешним помехам. Почти все используемые детали были с «исходного материала», кроме электролитов. Они приобретались специально. В питании они такие «емкие» (6800mF), чтобы обойтись без лишнего стабилизатора напряжения. К тому же, я считаю, что все лишние «добавки» в цепях питания вносят свои, иногда не самые желаемые коррективы (например, тепловой шум).
Последняя рекомендация: расстояние микрофона очень важно, так как оно может повлиять на возврат звуков других инструментов. Если микрофон остается далеко, чтобы получить правильный объем, вам нужно повысить относительный контроль, и в этом случае также возникнут любые другие звуки, поднятые от самого микрофона. И наоборот, слишком близко микрофон может не поднять возраст инструмента. Поэтому попробуйте разные позиции и оцените лучшее, как чистку, так и звуковой эффект, создав хороший компромисс. Наконец, можно сказать, что многие проблемы оживают, так как в комнате для записи есть различные факторы окружающей среды, которые улучшат очистку и качество звука в микрофоне.
Схема
Из схемы оригинала были исключены электролитические конденсаторы на входе и в цепях ООС (ранее они включались последовательно с резисторами R3, R4, R5 и R6). На выходе устройства были включены аналоги неполярных электролитических конденсаторов с подачей напряжения смещения (С5, С7, R13 и С6, С8, R14).
Была изменена схема включения земляной шины, которая теперь собой представляет две «звезды», разделённые резистором R19. по такой же «звёздной» схеме организовано и питание в обоих полюсах, что обеспечило высокую устойчивость к внешним помехам.
На акустической гитаре можно установить магнитный датчик типа, используемого для электрогитар. Этот сигнал реагирует на вибрацию веревки, но на гармоническом корпусе влияет минимально и поэтому непригоден, поскольку звук Результат будет промежуточным звеном между естественным звуком инструмента и электрическим звуком пикапа. Эта система потеряет многие акустические качества акустической гитары. Если только рекомендуется, если вы хотите потратить очень мало, не мешая работе скрипки на гитаре. инструмент.
В настоящее время лучшим способом усиления акустической гитары без помощи микрофона является пьезоэлектрический преобразователь. Существуют различные модели и различные возможности применения для этого типа пикапа. Самый классический из них состоит из небольшого блока из кристаллического или керамического материала. инкапсулированный в металлический или пластиковый корпус, на поверхности которого свариваются два выходных провода. Это устройство прикреплено к приборной панели и работает по принципу пьезоэлектрического эффекта.
DA1 – C4558 R1, R2 – 47k R3, R4 – 1.8k R5, R6 – 2.2k R7, R8 – 390k R9, R10 – 33k R11, R12 – 180 R13, R14 – 330k R15, R16, R17, R18 – 100k R19 – 100 С1, С2 – 8200pF C3, C4 – 2200pF C5, C6, C7, C8 – 2,2mF * 50v -Toshiba C9, C10 – 6800mF * 25v — Toshiba C11, C12, C13, C14 – 0.1mF VD1 – КЦ405А
Основные трудности
Проигрыватели «солидных» и известных фирм, как правило, не содержат никаких предварительных усилителей, во всяком случае мне попадаются именно такие. Они имеют просто прямой выход со звукоснимателя. Некоторые объясняют это тем, что все предварительные каскады усиления следует располагать как можно дальше от источников сильных помех и наводок, таких, как например — электродвигатели и трансформаторы. В хороших проигрывателях часто используются малогабаритные низковольтные электродвигатели постоянного тока с блоком питания в виде выносного «адаптера».
В этом, видимо, есть смысл. Во всяком случае предварительный усилитель-корректор следует обязательно помещать в экранирующий металлический корпус, соединённый с «Общим» проводом схемы (!) и блок питания для него также желательно выносить наружу (делать в виде «адаптера»), либо также тщательно экранировать.
Сборка и настройка
Всё устройство было собрано на макетной плате и помещено в жестяной корпус, который затем был затиснут в два одинаковых пластиковых короба, на одном из них была укреплена колодка с гнездами типа «RCA».
Трансформатор питания – любой маломощный с напряжением на вторичной обмотке порядка 18-25 Вольт (и желательно с разделительной экранной обмоткой) был помещён в корпус блока питания – «вилки» вместе с выпрямительным мостом, коим может быть, например, КЦ405А.
Он возбуждается вибрациями, которые распространяются через дерево гитарного стола, когда струны находятся в вибрации, на практике, когда он играет. Эти возбуждения допускают утечку электрона в сторону преобразователя, прилегающего к таблице, что делает все заряды этой стороны отрицательными, когда вибрационный стол перемещается наружу. Когда последний перемещается внутрь, электроны мигрируют в направлении противоположную поверхность, путем изменения полярности. Эти изменения будут передаваться в виде переменного тока через два выходных кабеля.
Блок питания подключается через трех проводный кабель (это может быть баллансный микрофонный кабель) с помощью подходящего трехконтактного разъема, коим может быть XLR или «DIN», аналог советского «СГ-3».
После правильной сборки устройство начинает работать сразу.
Т.к. ООС по постоянному току не стопроцентна, то на обоих выходах микросхемы образовалось постоянное напряжение порядка +1 Вольт, что не является проблемой.
В некоторых случаях сигнал может быть настолько слабым, чтобы заставить предусилитель принудительно усилить сам сигнал. Пьезоэлектрический пре очень сильно отличается от обычного электрического предусилителя, поскольку он представляет собой небольшую схему, которая иногда принимает эквалайзер, а также может быть вставлен внутри инструмента. Эта система воспроизводит акустический тембр инструмента с отличной точностью.
Многие акустические гитаристы предпочитают усиливать свой инструмент с помощью пьезоэлектрических преобразователей и использования микрофонов, смешивая различные звуки через микшер и получая лучший звук. В любом случае проблема держать под контролем — это обратная связь. Этот эффект, столь дорогой для многих электрических гитар, является кошмаром для акустических. Чтобы преодолеть это, вы должны сначала держать инструмент подальше от ваших ящиков и никогда перед ними. поскольку «свист», как правило, развивается на определенных частотах, в то время как типичный резонанс предпочитает низкие частоты.
Вся конструкция получилась неказистой — нужно было срочно, в течении дня решить проблему. Однако уже почти восемь лет она благополучно работает. Кто будет повторять, может приложиь руку и к внешнему виду, желаю успехов. Лабораторные измерения параметров устройства не производились.
P.S.
Я не стал разбирать всю конструкцию, чтобы отснять плату с деталями, т.к. она «на ходу». Каждый день мой отец слушает свои любимые «винилы». В разработке «печатки» стоит исходить из габаритов деталей, кот. могут отличаться от примененных мною.
Далее, следует проверить снижение ставок в реверберации, так как они могут создавать очень раздражающие резонансы. Как обычно, и всегда должно попробовать позицию микрофонов во время саундчека, поэтому у вас нет сюрпризов в последний момент во время прогона.
На рынке мы имеем сегодня модели усилителей, построенные для использования с акустическими гитарами. Их схема и адаптированы к конкретной частоте подобрать пьезоэлектрический, эти предварительно усиленные или нет, и во многих случаях также поставляются с встроенными эффектами, такие как реверберация и хорус, и эффекты посыла, для подключения внешнего блока модуляции, задержки и реверберации. качество звука зависит от усилителя к другой, но более требователен предпочитают без сомнения МИКС или связь непосредственно с консоли смешивания, таким образом чувствуя свой собственный звук в свете.
Дополнение от MVV:
При повторении конструкции я бы сделал следующее: 1. Установил малошумящий операционный усилитель, например, OPA2134 или OPA2604. 2. Неполярные конденсаторы на выходе (соответственно С5, С7 и С6, С8) заменил на МКТ емкостью 1…2 мкФ на рабочее напряжение 63 или 100 В. 3. Немного изменил корректирующую цепь каждого канала (на рисунке показана цепь левого канала):
Правильное обращение с массой имеет большое значение, особенно в аудио — и цифровых схемах. Например, масса светодиода, например, в аудиоусилителе, приводит к увеличению сетевого звука, который можно услышать в громкоговорителе. Это также увеличивает уровень других перерывов, электронная система может работать нестабильно.
Чтобы правильно спроектировать массу, необходимы определенные правила и большая практика. Самое главное правило — мы не создаем массы. Это означает, что масса не должна образовывать замкнутый контур, в котором протекает ток. Иногда пояс веса создается в местах, о которых мы не думаем при проектировании.
Здесь R3=180 Ом, R7=120 кОм, R9=12 кОм, Rдоп=1,1 кОм, Сдоп=47 мкФх25 В, неполярный, С1=0,027 мкФ, С3=6200 пФ. Коэффициент усиления составит Ku=74(37,4 дБ). Постоянные времени RIAA — коррекции соответствуют ГОСТ7893-73: Т1=R9C3 (75 мкс), T2=R9C1 (318 мкс), T3=R7C1 (3180 мкс). Кроме того, для коррекции по стандарту RIAA-78 введена цепь T4=R3Cдоп (7950 мкс). В результате коэффициент усиления по постоянному току станет равным единице, что уменьшит напряжение смещения нуля на выходе до нескольких милливольт.
Предусилитель корректор для винила на сверхмалошумящих микросхемах
Я хотел сделать предусилитель корректор для винила, который заведомо обеспечил бы максимально высокие параметры и гарантированно качественный звук. Для возможности повторения заинтересованными, я предусмотрел такие режимы работы каскадов, которые устанавливались бы автоматически при применении разнообразной элементной базы и по возможности не требовали бы настройки.
Во время проектирования весы запускаются от отдельных компонентов до одной точки, или мы запускаем от ввода к выходу. Какой метод лучше, трудно сказать, зависит от многих факторов. Часто существуют смешанные системы, то есть массовые рельсы соединены в общей точке.
Пути масс должны быть гораздо шире, чем сигнальные пути. Этот принцип также применяется, когда система собирается с использованием метода «точка-точка» с помощью проводников — провод заземления должен иметь больший поперечный разрез. Немного больше об управлении весом, пожалуйста, прочитайте на странице: «Электропитание».
Технические характеристики:
- Коэффициент усиления на частоте 1 кГц для головки ММ — 40 дБ;
- Коэффициент усиления на частоте 1 кГц для головки МС — 60 дБ;
- Входное сопротивление для головки ММ — 47 кОм;
- Входное сопротивление для головки МС — 200 Ом;
- Отношение Сигнал / взвешенный шум — 78 дБ;
- Номинальное выходное напряжение сигнала частотой 1 кГц, — 1,5 В;
- Общий коэффициент гармоник — 0,00257 %.
Номинальное выходное напряжение предусилителя корректора для винила проверялось с измерительной пластинки магнитной головкой ГЗМ-003. Выходное напряжение соответствующее уровню 0 дБ близко к выходному уровню CD проигрывателя. Схема предусилителя-корректора для магнитных головок приведена на рис. 1, а его практическая реализация «в железе» на рис. 2 — 6.
Размещение компонентов на печатной плате, а также в устройстве. Компоненты электронного устройства могут перекрываться емкостью, индуктивностью и температурой. Емкость — это особенно высокая частота. Размещение конденсатора в неправильном месте или вблизи другого компонента или даже провод заземления может вызвать вредные помехи и может иногда мешать работе устройства. Также длинные свинцовые провода имеют некоторую емкость, что в некоторых случаях может ухудшить работу.
Индуктивность — может происходить индуктивная связь, как в случае с неисправностью емкости. В трубчатом усилителе основным компонентом, способствующим индуктивности, являются трансформаторы и дроссель фильтра. Например, на силовых кабелях размещайте чувствительные компоненты в экранированных контейнерах из меди. Металлический заземленный корпус устройства значительно снижает этот неблагоприятный эффект. Магнитное поле, поступающее от трансформаторов или дросселей, индуцируется в проводах, которые находятся в переменном магнитном поле разлома, что ухудшает качество выходного сигнала.
Схемотехника
В литературе нашел несколько описаний включения малошумящего операционного усилителя LM833. В качестве образца для построения цепей коррекции применил принципы сочетания пассивной и активной звеньев из статьи . Первый каскад моего предусилителя корректора для винила собран на микросхеме SSM-2019, предназначенной для построения микрофонных усилителей. Эта микросхема обладает сверхнизкой плотностью шума 0.5-1 нВ/Гц и высоким коэффициентом усиления с разомкнутой петлей обратной связи. Ее коэффициент усиления устанавливается в пределах от 1 до 1000 изменением номинала резистора между 1 и 8 ножками (R5 — 4,32 кОм.). соответствующим образом скоммутировав входные цепи этой микросхемы, можно перевести предусилитель корректор для винила в дифференциальный (балансный режим). На схеме это соответствует правому положению тумблера SA1. Дифференциальное включение намного выгоднее обычного несимметричного по уровню подавления синфазных помех и уменьшению фона.
Это особенно раздражает усилители и другие трубчатые устройства, потому что силовые трансформаторы и фильтр-дроссель меняются по мощности, поэтому магнитное поле вокруг них имеет большое значение. Поле индуцирует напряжение в громкоговорителях, которые затем могут быть слышны в громкоговорителях как сетевая брум. Это большая проблема, поскольку в корпусе обычно есть три трансформатора и, возможно, дроссель. Трансформаторы могут быть размещены на расстоянии 90 градусов друг от друга, друг от друга на максимальном расстоянии, разрешенном условиями.
В моем виниловом проигрывателе Dual 701 через трубку тонарма проходит пять тонких проводов: по два провода от двух выводов головки звукоснимателя и один — от трубки самого тонарма. Так что реализовать симметричное (балансное) подключение головки звукоснимателя к предусилителю корректору в моем случае проблемой не было. Вывод от трубки тонарма в балансном подключении является «землей» и дополнительным экраном для проводов, идущих от головки звукоснимателя.
Вы можете попытаться экранировать стальным листом, хотя это весьма ограничено из-за высокой проницаемости магнитного поля 50 Гц. Высокие температуры, излучающие электроны, всегда являются проблемой, поскольку они сокращают срок службы электронных компонентов, иногда работа системы слишком высока и очень быстро их повреждает.
В случае проводников высокая температура изменяет рабочую точку, которая должна учитываться при проектировании системы. Лампы самой природы предназначены для работы при высоких температурах, но слишком высокие могут значительно сократить срок службы ламп. Типичные и предельные значения обычно указаны в каталоге ламп. Это также отрицательно сказывается на долговечности пьедестала и других предметов поблизости. Поэтому лампы должны быть достаточно охлаждены.
Шумовые характеристики микросхемы этого специализированного операционника очень хороши и поэтому, мой предусилитель корректор для винила великолепно работает с головкой звукоснимателя МС (с подвижной катушкой). Прекрасное соотношение сигнал/шум в нем получается без применения сложных в изготовлении повышающих входных трансформаторов. Для работы с головкой МС (с подвижной катушкой) нужно закоротить контакты S4 (и S3 во втором канале) перемычками. Входное сопротивление в МС режиме уменьшается до 200 Ом от стандартных для ММ режима — 47 кОм. Коэффициент усиления первого каскада при этом возрастает в 10 раз. Обычно величина входной емкости отдельного предусилителя корректора для винила около 100 пФ, что в сумме с емкостью входного кабеля и проводов, проходящих в тонарме, составляет около 300 пФ. Для коррекции одного из полюсов головки звукоснимателя эта емкость близка к оптимальной. Перемычками S1 и S2 на входе, можно увеличивать входную емкость в пределах 60—160 пФ, что пригодится при точной настройке предусилителя корректора для винила.
Резисторы — Резисторы с перегревом имеют более короткий срок службы, а некоторые сопротивления меняются с температурой. Резисторы, работающие в «чувствительных» зонах контура после нагревания, приносят больше шума. Должны быть предусмотрены условия теплопроводности и мощность, которая должна соответствовать соответствующей мощности мощности, рассеиваемой на сопротивлении. Замена радиатора на резистор улучшает рабочие условия и продлевает срок службы.
Конденсаторы электролита быстрее стареют, теряя мощность из-за высыхания электролита. Давайте также помнить, что тепло от нагревательных элементов перемещается к печатным дорожкам и через них к другим элементам. В крайних случаях это может привести к пайке элемента в перегретых точках.
Нужная частотная характеристика предусилителя корректора для винила формируется пассивной цепью коррекции R7R8C3C4 и активным звеном на операционном усилителе DA3. Дополнительный полюс на частоте 21 — 22 Гц формируется цепью R7R8C3 с постоянной времени: 75 мкС. Спад частотной характеристики на НЧ определяется цепью R7R8C4 (с нижней частотой среза по уровню 3 дБ). Стандартные для головки звукоснимателя постоянные времени 3180 мкС и 318 мкС устанавливаются активным звеном предусилителя корректора на микросхеме DA3.
Например, тепло от сильно нагретого выпрямительного моста будет передано на электролитические конденсаторы фильтра, нагрев его до высокой температуры, хотя, конечно, это негативно скажется на его долговечности. Пайка плохих деталей. Вопреки внешнему виду, это часто случается даже с опытной электроникой. Смещение одного резисторного припоя, конденсатора припоя при слишком низком напряжении или припоя его наоборот может привести к неисправности или даже повреждению многих компонентов системы сборки.
Это не позволит нам излишне тратить на покупку новых товаров. И основной принцип: перед пайкой мы измеряем элементы, сопоставляя их парами, например, с двумя каналами усилителя, так что они имеют одинаковое значение. Поврежденные компоненты — в этом случае устройство может выйти из строя или выйти из строя. Если мы используем новые элементы, это редко, но если мы используем элементы из разрыва, необходимо их проверить, по крайней мере, те параметры, которые можно проверить. Резисторы измеряются омметром перед пайкой, так как их значение может значительно отличаться от значения, установленного для корпуса.
Емкость конденсаторов С4 и С5 выбраны немного ниже рекомендованных RIAA, результате чего АЧХ предусилителя корректора для винила на низких частотах несколько отличается от RIAA к рекомендациям IEC. Это существенно ослабило рокот двигателя винилового проигрывателя.
Выходной каскад предусилителя корректора для винила построен на операционном усилителе ОР279 (DA4). Операционный усилитель этого типа устойчиво работает на емкостную нагрузку до 0,01 мкФ или на наушники с сопротивлением от 32 до 600 Ом. Резистор R12 защищает выход операционного усилителя DA4 от КЗ. Для уменьшения уровня фона в предусилителе корректоре для винила применены стабилизаторы напряжения DA7, DA8 с выходным напряжением +/- 6 В. Блок питания рис. 2 особенностей не имеет и выполнен в виде внешнего адаптера, совмещенного с сетевой вилкой.
Детали и конструкция
При разбросе номиналов деталей в частотозадающих цепях не более ± 1 % максимальное отклонение АЧХ предусилителя корректора для винила не превышает 0,1 дБ. Разница номиналов частотозадающих цепей в обоих каналах девайса должна быть минимальной.
Резисторы R4 и R12 типов ОМЛТ-0,25. Все остальные с допуском 0,25… 1 % (прецизионные металлоокисные: С2-14 С2-ЗЗМ, С2-29В, но не проволочные). Прецизионные резисторы имеют очень шумы и высокую температурную стабильность. Конденсаторы С1, С2 типов К10-17 или импортные, на качество звучания они влияют не сильно.
Конденсаторы С3, С4, С6. допустимо применять только пленочные, причем пленка должна быть неполярной, т. е. из пропилена или полистирола. Кстати, поликарбонатные конденсаторы типа К77 сделаны на основе пленки с поляризацией и сюда не подойдут. В качестве конденсатора С4 можно применить импортный полипропиленовый (используется в фильтрах подавления сетевых помех). Советские конденсаторы К78-2 имеют значительные габариты и из-за большего разброса по емкости их труднее подобрать в пару.
Конденсаторы С3 и С6 типа К71-7 с диэлектриком из полистирола. В предусилителе корректоре для винила можно применить и полистирольные конденсаторы зарубежного производства. Номинал резистора R8 должен быть около 50 кОм, а резистора R7 = 3 — 10 кОм. Уменьшение сопротивление R7 вызывает рост нелинейных искажений микросхемы DA1 на высоких частотах, а увеличение — уменьшает коэффициент передачи пассивной цепи и увеличивает влияние шумов DA3. Допустимое значение емкости конденсатора С3: 0,009 — 0,0265 мкФ. Вместо одного точного резистора нестандартного номинала можно применить два обычных, включенных последовательно или параллельно.
Общее усиление предусилителя корректора для винила на частоте 1 кГц около 40 дБ при работе с головками ММ (с подвижным магнитом). Усиление желательно распределить поровну между первым и вторым каскадами. Резистор R9 должен иметь номинал 500 — 600 Ом. При его увеличении свыше 700 Ом, возрастает шум каскада на микросхеме DA3, при уменьшении — увеличивается нагрузка на выходной каскад.
Конденсатор С5 оксидный биполярный. Такие конденсаторы отличаются от неполярных, меньшими потерями на высоких частотах и при отсутствии напряжения смещения, намного лучшими характеристиками. Они предназначенные для работы в пассивных фильтрах акустических систем и выпускаются фирмами: Elna — серия RBP2, Nichicon — серия ES и др.
В источнике питания применен малогабаритный трансформатор ТПГ-2- с напряжением вторичных обмоток 2х18 В. В предусилитель корректор для винила подойдет любой трансформатор с двумя обмотками напряжением 14 — 18 В и током 50 мА.
Печатная плата и расположение элементов приведены на рис. 3 и 4. В отверстия, отмеченные крестиком, впаяны перемычки. Выводы деталей, отмеченные крестиком — так же припаяны с обеих сторон платы. Конструкция предусилителя корректора для винила представлена на фото.
На рис. 5 приведен спектр искажений девайса, измерения проведены с помощью программы Spectra Lab на компьютере с 24-битной PCMCIA аудио картой Indigo io ECHO. Для повышения точности во время измерений, ноутбук питался от аккумулятора при отключенном сетевом БП.
