Ламповый предусилитель RIAA-фонокорректор. Первый опыт

Я делал подобное устройство в первый раз и в процессе изготовления у меня возникали вопросы, ответы на которые приходилось выискивать в различных источниках. После того, как фонокорректор был готов, я решил поделиться своими мыслями и решениями с теми, кто тоже хочет изготовить свой первый фонокорректор, но не решается. Думаю, что они смогут найти в этой статье ответы на некоторые свои вопросы.

↑ Идея

Желание сделать ламповый предусилитель-фонокорректор зрело давно. В гараже стоял всеми забытый и нуждающейся в ремонте проигрыватель «Электроника» 060, подаренный за ненадобностью товарищем по работе. Томилась стопка дисков, которые я начал покупать ещё в студенчестве, в надежде, что когда нибудь я куплю себе проигрыватель. И вот наконец, желание превратилось в решение. Всё, решено, буду делать. Начались муки выбора. Какую схему выбрать, какую компоновку предпочесть? Делать полный предусилитель или предусилитель-фонокорректор? Чтение статей в интернете и умных книг только добавило сомнений, опыта по изготовлению подобных устройств не было.
Что бы хоть как то упорядочить роящиеся в голове мысли, я составил для себя подобие технического задания.

• Простая в реализации схема.
  
• Доступные для меня детали предусилителя.
  
• Уровень выходного сигнала 1 Вольт (номинальная чувствительность моего УНЧ).
  
• Низкое выходное сопротивление.
  
• Возможность подключить к усилителю кассетный магнитофон с уровнем выходного сигнала 0,5 Вольт.
  
• Корпус должен подходить по дизайну к моему усилителю НЧ.

Для проекта били куплены корпус, силовой трансформатор и RCA разъёмы. Все остальные детали у меня были, либо новые, либо б/у.

↑ Немного про детали и тренировку конденсаторов

Хочу обратить внимание на то, что б/у детали необходимо тщательным образом проверять перед тем, как устанавливать в схему. Тестер есть у всех, с его помощью можно с достаточной точностью отобрать необходимые резисторы. Если точность измерения нужно повысить, то можно использовать два тестера, стабилизированный источник питания и закон Ома.

Конденсаторы, длительно не использовавшиеся, желательно тренировать, особенно высоковольтные.
Для тренировки нужны трансформатор с несколькими обмотками, коммутируя которые можно менять выходное напряжение, высоковольтный диод и включенный последовательно с диодом резистор. Начинать тренировку нужно с 1/4 — 1/3 номинального напряжения, повышая его через сутки. Достаточно выдержать конденсатор под напряжением 3 — 4 суток.
После тренировки параметры конденсаторов улучшаются.

Лампы нужно иметь с запасом, отобрать по идентичности половинок и шумам можно после сборки схемы.

Использование в блоке питания дросселей или транзисторных фильтров — это на ваше усмотрение. У меня дроссели были в наличии, да и звук с дросселями в сглаживающем фильтре мне нравится больше, чем с транзисторными сглаживающими фильтрами.

Типы и марки используемых деталей я не обсуждаю, вы найдёте по этому вопросу массу материала. Считаю уместным использовать в своей первой конструкции то, что имеется в наличии. Приобретя бесценный опыт, вы в последующем сможете собрать супер фонокорректор из самых достойных деталей.

↑ Схема

Выбор схемы был непростым. Хотелось простоты и хорошей повторяемости. В конечном итоге выбор определил корпус будущего фонокорректора. С изготовлением корпусов у меня не очень хорошо, поэтому корпус я приобрёл готовый.

В корпусе было предусмотрено три посадочных места под панельки пальчиковых ламп. Значит в каждом канале будет три усилительных каскада. Первые два — предусилитель-фонокорректор, последний каскад — выходной, с коэффициентом усиления 2 для возможности согласования магнитофона с усилителем. Фонокорректор решено было делать на доступных мне лампах и с сосредоточенной пассивной цепью RIAA коррекции. Прочитаны рекомендации по типам ламп и параметрам их режимов.

Не смотря на посредственные шумовые характеристики, первый каскад на лампе 6Н2П-ЕВ, второй на 6Н1П-ЕВ. Коррекция рассчитывалась с использованием программы TCJ RIAA, см. файлы. Схема фонокорректора и режимы работы ламп проверялись в электронном симуляторе. При входном сигнале 3 мВ на вход третьего каскада подаётся сигнал 500 мВ. В качестве выходного каскада используется трансформаторный каскад на 6Н6П с перемотанным трансформатором на железе от ТВ-2Ш-2.

↑ Компоновка и детали

Блок питания размещён в одном корпусе с фонокорректором. Были большие сомнения по поводу этого решения, поскольку во многих статьях категорично заявлено, что при такой компоновке невозможно избавиться от фона и наводок.

Силовой трансформатор тороидальный 60 Вт, имеет две анодных обмотки и одну накальную, закреплён к корпусу через виброизолирующие прокладки из пористой резины, закрыт глухим кожухом из стали толщиной 1 мм. Задняя стенка у кожуха отсутствует, между стенкой корпуса и экраном трансформатора расстояние 1 см для вентиляции.

Первые два каскада запитаны от обмотки на 230 В, выходной каскад от обмотки на 140 В.
Сглаживающие фильтры CLCLC в обоих случаях. В качестве первых ёмкостей использованы конденсаторы на 47 мкФ, последующие на 220 мкФ. Выбор ёмкости первого конденсатора — это компромисс между эффективностью сглаживающего фильтра и пульсациями на вторичной обмотке трансформатора, конденсаторы на 220 мкФ просто были в наличии. Отрицательные выводы первых конденсаторов фильтра питания (47 мкФ) соединены облуженной медной проволокой 1,5 мм в диаметре, это общая земля предусилителя.

Сюда отдельными проводами подключены все земли схемы и корпус. В источнике питания фонокорректора использованы дроссели на 5 Гн, из старых цветных ламповых телевизоров, в блоке питания выходной ступени дроссель с двумя обмотками, на 2,2 Гн и 0,8 Гн от ч/б лампового телевизора. Параметры источника питания, пульсации на различных элементах фильтра удобно смотреть в электронном симуляторе Power Supply Designer 2. Накал ламп питается стабилизированным напряжением. В качестве стабилизатора использован трёхвыводной KA7806 (реальное выходное напряжение 5,8 Вольт) по типовой схеме включения с добавочным PNP-транзистором на радиаторе,

вывод № 2 микросхемы стабилизатора соединен с общей землёй через диод.

Сглаживающий фильтр стабилизатора не менее 6800 мкФ при входном напряжении 10 Вольт. В качестве транзистора можно взять любой, подходящий по мощности, например КТ837, R1 27 Ом. Выходное напряжение стабилизатора накала 6,4 вольта. Блок питания отделён от предусилителя стальным экраном толщиной 1 мм.


В правой части корпуса размещён сам предусилитель. Детали предусилителя смонтированы навесным монтажом с использованием лепестков ламповых панелек и стоек. Детали первого каскада смонтированы на двух монтажных планках, планки установлены на стойках над ламповой панелькой, выводы ламповой панельки соединены с деталями короткими гибкими проводами.
Сама панелька первой лампы установлена на виброизолирующую прокладку из пористой резины, под гайки крепления панельки (со стороны корпуса) подложены шайбы из пористой резины. Лампа первого каскада помещена в электростатический экран, который соединён проводом с общей землёй.

В предусилителе, рядом с ламповыми панельками, сделана локальная земляная шина из куска толстой, облуженной медной проволоки диаметром 1,5 мм. Все детали второй и третьей ступени, которые должны соединятся с землёй, распаяны на эту шину, шина соединена с общей землёй достаточно толстым проводом. Соединение выхода второй ступени и входа третьей ступени выполнено через нормально замкнутые контакты малогабаритного реле. При подаче напряжения на реле, контакты замыкаются на дополнительный линейный вход.

Управление переключением входов осуществляется галетным переключателем. Этим же переключателем запитывается дополнительное реле и размыкаются контакты подачи напряжения накала и анодного напряжения на первые две лампы. Крупногабаритные детали предусилителя прикреплены к дну корпуса хомутами, винтами или крепёжными выступами.

Первоначально планировалось установить селектор входов на реле и регулятор уровня выходного напряжения, но в последствии я пошёл по пути упрощения конструкции и ограничился двумя входами: фоно и линейным, и нерегулируемым выходом.

Входные разъёмы RCA изолированы от корпуса, сигнал на вход фонокорректора подаётся по микрофонному кабелю. Активный провод и слаботочная земля помещены в общий экран, слаботочная земля соединяется с землёй фонокорректора у первой лампы, экран провода соединяется с общей землёй в одной точке.

Выбор способа смещения первой лампы - это тоже компромисс. Решил поставить инфракрасный светодиод, который позволил получить смещение 1 Вольт. Светодиоды подобраны, разброс напряжения смещения составляет 1%. Хотя такой способ смещения рекомендуется в книге Моргана Джонса «Ламповые усилители» для более сильноточных ламп, чем 6Н2П.

Можно попробовать 6Н3П, которая для усиления слабых, до 0,1 V сигналов, допускает использование в режиме U анода 125 V, I анода 10 мА и смещение на сетке -1 V при коэффициенте усиления 40. Второй каскад — смещение лампы 6Н1П выбрано 4 вольта, на аноде 200 Вольт.

↑ Выходные трансформаторы

Третий каскад трансформаторный на 6Н6П, использована схема радиолюбителя Сергея Сергеева "Ламповый буфер на 6Н6П с выходным трансформатором".

Выходные трансформаторы третьего каскада собраны на железе от ТВ-2Ш-2, первичная обмотка имеет три секции 1500 — 2000 — 1500 витков проводом ПЭВ-2 0,1 мм, вторичная обмотка четыре секции по 126 витков проводом ПЭВ-2 0,41 мм. Коэффициент трансформации 10:1. Трансформаторы намотаны на предприятии с соблюдением рекомендаций автора. Сопротивление первичной обмотки моих трансформаторов получилось в полтора раза больше, 1800 Ом, частотные характеристики отличаются от авторских в худшую сторону. Перед изготовлением выходных трансформаторов я проверял параметры катушек в программе на сайте "Немного о лампах. Расчёт катушек."


Все обмотки умещаются, с проводом 0,1 мм сопротивление действительно должно быть 1259 Ом. Есть одно но, программа не учитывает секционирование первичной обмотки, а лишние 600 Ом линейности каскаду не добавляют. Тем не менее в диапазон от 40 Гц до 21 000 Гц трансформаторы укладываются с допуском в -1 Дб, а при -3 Дб в диапазон от 20 Гц до 23 500 Гц. Параметры трансформаторов измерены с помощью программы Spectrum Lab, радиолюбителя Wolfgang'а Buescher.

Лицевая панель из лиственницы, затонирована "Калужницей" и покрыта бесцветным лаком.

↑ Впечатления о звуке

Ну вот, всё собрано, правильно соединено и включено. Что же получилось? Собственные шумы фонокорректора начинают прослушиваться в положении регулятора громкости УНЧ на 3-х часах. Микрофонного эффекта не замечено. Постукивание по корпусу фонокорректора на усилитель не передаётся, чтобы услышать что-либо, нужно стучать по баллону лампы. Уровень выходного сигнала сопоставим с CD-плейером.

Звук, на мой вкус, хороший. Слышно разницу качества записи на пластинках, звук не утомляет, слушать можно долго. Вот только чистить от пыли и переворачивать диски мы уже отвыкли. Воспроизведение звука с магнитофона через линейных выход то же неплохо. Если качество записи хорошее, то играет здорово.
Не смотря на более скромные технические параметры, чем у цифровых источников, виниловые проигрыватели и магнитофоны воспроизводят звук весьма достойно и хоронить их рановато. Есть что-то в аналоговых источниках звука такое, что не отпускает. Может быть это ностальгия по молодости?
Не знаю. Но это всё лирика. Ниже привожу технические параметры моего устройства, которые удалось измерить.

↑ Измерения

Для того, чтобы оценить, насколько правильно выполняется RIAA коррекция, я собрал анти-RIAA цепочку.
На SoundEX обсуждался этот вопрос и есть ссылки на другие ресурсы. Я немного адаптировал схему к деталям, которые были в наличии. Номиналы деталей подбирал в электронном симуляторе, отклонение получилось около +/-0,05 дБ. Не совсем удобными могут показаться номиналы 5200 пФ и 610 кОм, но у меня были +/-1% конденсаторы на 2200 пФ и 2х1500 пФ. Резистор на 610 кОм можно подобрать из резисторов на 620 кОм или составить из резисторов на 510 кОм и 100 кОм.


С помощью этой цепочки анти-RIAA коррекции, программы DSSF3, звуковой карты M-Audio Audiophile 2496 я провёл измерения изготовленного мной фонокорректора и для сравнения, фонокорректора, встроенного в УНЧ «Амфитон 002».






С помощью этой же программы измерены собственные шумы фонокорректора и нелинейные искажения.












Предлагаю послушать — это фрагмент песни «Я — Фантомас» (около 2 минут) с концертного выступления группы «Бригада С» 1987 год. Записано с фонокорректора на аудиокарту, звук обработке не подвергался.

↑ Файлы

Хорошая бесплатная программка для расчетов
🎁TCJ_RIAA.7z  232.29 Kb ⇣ 115

↑ Прочитанны и приняты к сведению источники:

1) «Супертрансформатор» из ТВЗ 1-9 или ТВК.
2) Морган Джонс «Ламповые усилители» ДМК-Пресс Москва 2007 г.
3) J.C. Morrison «Букварь ламповой аудиосамодельщины: усилители предварительные и оконечные и ещё кое-что от J.C.Morrison'a. 1993 J.C.Morrison
4) Евгений Карпов «Шум входного каскада», «Спектры», «Спектры-2», «Источники питания для ламповой High-End аудио аппаратуры»
5) Евгений Бабиченко, Игорь Гапонов «Усилители RIAA — коррекции на вакуумных триодах для «скоростных» (электродинамических) звукоснимателей» Одесса 2003-2004 г.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации