Ультралинейный винил-корректор на композитных усилителях.

[Сталкер001]

Решил разработать базовый вариант композитного усилителя на обычных сдвоенных ОУ с малыми шумами и искажениями, и как вариант практического использования такого усилителя, попробовать сделать фонокорректор из двух композитных усилителей с фильтром (RIAA) между ними.

Базовый вариант композитного ОУ показан на рисунке в желтой рамке. На его выходе стоит либо типовой фильтр RIAA коррекции АЧХ, либо перестраиваемый фильтр с несколькими типовыми, зеркально обратными АЧХ под основные типы АЧХ головок. Возможные варианты таких АЧХ и головок показаны в прикрепленных файлах.
Переключение различных фильтров можно осуществлять с помощью мультиплексора или реле.
После фильтра располагается либо однотипный композитный усилитель на двух ОУ (показан в желтой рамке), либо один из ОУ, это мощный интегральный усилитель, выполненный, например на микросхемах 1875, 2030, 3886 (этот вариант обведен зеленым цветом).
Для регулировки громкости выходной резистор фильтра можно сделать переменным и через дополнительный повторитель или напрямую подавать на вход второго композитного усилителя. В его дополнительной, частотной коррекции может быть регулятор подъёма на НЧ.
Использование мощной выходной микросхемы позволит подключать к такому фоно корректору любые наушники или АС. Для подключения наушников, с сопротивлением выше 32 Ом, можно использовать во втором композитном УНЧ микросхемы 4556 или 4580.
Возможны и другие структурные схемы построения композитных усилителей, которые показаны в прикреплённом файле.
Для МС головок и перед усилителем большой мощности можно поставить еще один композитный усилитель с общим усилением этих трех композитных усилителей, порядка 60-70 дБ.
Усилители, обведенные желтыми линиями можно использовать как микрофонные усилители студийного уровня точности и качества записи звука, а также в микрофоне - голове для записи звуковых сигналов с предельно возможно точной реализацией эффекта присутствия и и получения предельной точности пространственных образов у записываемых звуков. В последующем такие записи можно будет прослушивать на наушниках и усилителях высокой верности, показанных в зеленом квадрате на этом рисунке.

Понятно, что если заменить фильтр RIAA на обычный пассивный темброблок, то мы получаем достаточно чувствительный предварительный усилитель высшей группы сложности. Там не должно быть керамических, сильно искажающих сигнал конденсаторов - только высококачественные конденсаторы, например, металлопленка с высоким напряжением работы.

Если в корпусе мало места для установки радиатора на мощную микросхему типа 1875, можно поставить дополнительный усилитель мощности, включив в параллель через балансные выходные резисторы еще 2 шт. ОУ микросхемы типа 4556 или 4580, так, чтобы утроить мощность последнего каскада и снизить нелинейные искажения.



Собрал композит на ОУ в одном корпусе 2134 и 4580. Разницы практически нет, моя карта уже не может измерить эти искажения на низких уровнях сигнала. искажения композита получаются ниже чем у зв. карты EMU-0202. Можно такой девай использовать в качестве приставки к зв. картам - типа мало искажающего предусилителя или щупа, снижающего искажения карты.

Кстати, входное сопротивление ( резистор на землю) в первом ОУ 47к. Раньше выше 20- 22к не мог запустить такой композит. Да, и забыл отключить гаденький, керамический конденсатор ФНЧ по входу. Без него искажения могут быть еще ниже.

 

[Russ]

А зачем композиты. вполне хватает простых приличных ОУ.

 

[Сталкер001]

А зачем композиты. вполне хватает простых приличных ОУ.

Эта разработка для тех, кому нужен ультралинейный, бескомпромиссный виниловый корректор.

 

[Russ]

Ну покажите линейность с головкой при востпоизведении с пластинки. Или вы будете так слушать, с генератора?

 

[Сталкер001]

Ну покажите линейность с головкой при востпоизведении с пластинки. Или вы будете так слушать, с генератора?

У меня нет тестовой пластинки и головки достойных такого винилового корректора. А на головке и вертушке начального уровня точности, я уже показывал графики с тестовой пластинки, купленной на Авито.

А что касается целесообразности использования ультралинейного винилового корректора на фоне достаточно высоких нелинейных искажений при измерениях искажений с тестовой пластинки на других фонокорректорах, то тут есть надежда, что за счет применения ультралинейного фонокорректора, удастся повысить реалистичность записей при прослушивания пластинок непосредственно на проигрывателе.

Использование композитного усилителя позволило повысить реалистичность (оцифрованных) записей винила сделанных на обычных виниловых фонокорректорах. И эта разница особенно заметна на ВЧ в виде более естественных шипящих и тарелок у ударника без призвуков едкого "металла и стекла". В этом я сам убедился.

Причина этого в низких интермодуляционных искажениях на ВЧ и СЧ. Они примерно на 15-20 дБ ниже, чем в обычных устройствах и одиночных ОУ. Поэтому использование ультралинейного фонокорректора может дать похожий и даже двойной эффект при использовании еще и композитного УНЧ.

Если мне не верите, поговорите на эту тему с Виктором Жуковским. Он вам все объяснит более детально со ссылками на отзывы слушателей композитных ультралинейных усилителей. У меня пока нет таких отзывов.

И похоже, что еще никто не слышал работу подобного девайса.

Поэтому что-то сказать определенного сейчас нельзя. Надо просто будет собрать такой фонокорректор и послушать разницу с заводским вариантом. Для сравнения звуки работы вертушки Премьера со штатным виниловым корректорам у меня уже есть. У этого проигрывателя есть разъёмы для подключения внешнего фонокорректора. Можно будет сравнить и графики и музыку.

тест-пластинка 2,5 - 1,2.wav

Посмотреть и скачать с Яндекс Диска

disk.yandex.ru

Untitled_2.wav

Посмотреть и скачать с Яндекс Диска

disk.yandex.ru

Это я планирую сделать попозже, когда отработаю наиболее удачный вариант ПП, поскольку разводка печатной платы может существенно влиять на уровень искажений в подобном устройстве.

 

[Russ]

Делал корректор на OPA 1656 и никаких артефактов в звуке кроме иголочных не услышал.

 

[Сталкер001]

Делал корректор на OPA 1656 и никаких артефактов в звуке кроме иголочных не услышал.
Посмотреть вложение 172573

Дело не в нелинейных искажениях на 1 кГц, а в интермодуляционных и нелинейных искажениях на верхних СЧ и ВЧ. Они там растут очень резко. Получается каша из этих гармоник. И, чем меньше будут нелинейные и ГЛАВНОЕ ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫЕ искажения в этой каше гармоник, тем более чистым и естественным будет звук. И этот эффект реально слышно даже при использовании одного лишь композитного УНЧ по записям сделанным на обычных корректорах. А тут получается двойное улучшение и на этапе собственно воспроизведения сигнала с пластинки - в фонокорректоре, и на этапе его усиления до наушников или АС.

 

[Russ]

Нету измерительной пластинки 19+20 кГц, но полагаю, что если бы такая была, то палка в 1кГц торчала бы выше остальных. Это механика.

 

[Сталкер001]

Нету измерительной пластинки 19+20 кГц, но полагаю, что если бы такая была, то палка в 1кГц торчала бы выше остальных. Это механика.

Если эффект будет слышен, то хорошо, если нет - тоже хорошо. Сами понимаете, мы предполагаем, а бог и природа располагают.

Вот снял графики как влияет керамический конденсатор на искажения на ВЧ. В частности, он привозит почти еще один нолик у интермодуляционных искажений. Но моя карта уже такие искажения не может измерить в реальном времени. А в режиме накопления и 4 нуля можно намерить на низкоуровневых сигналах. Специально побольше сделал уровень на выходе в 2,7 В, чтобы искажения можно было рассмотреть от конденсатора ФНЧ - в основном, 3 гармонику, которую он генерит.

 

[Russ]

Вот снял графики как влияет керамический конденсатор на искажения на ВЧ.

У меня NP0 керамика ничего не искажает, играет красивее полистирола и разных пропиленов, акрил только сним поспорит, но цена конечно конская.

 

[СМЕРШ]

попозже, когда отработаю наиболее удачный вариант ПП

Давай, для начала, немедленно отработай хороший схемотип. Вот ту импортную гадость не пихай. Я ж говорил.

Если мне не верите, поговорите на эту тему с Виктором Жуковским. Он вам все объяснит

Я начинаю свои образные пояснения с образа борща из свежих овощей, а их почему-то всех тошнит.

Делал корректор на OPA 1656

Это ты хвастаешься, или жалуешься?

Нету измерительной пластинки 19+20 кГц, но полагаю, что если бы такая была, то палка в 1кГц торчала бы выше остальных. Это механика.

Мы за механику не отвечаем.

 

[Сталкер001]

Давай, для начала, немедленно отработай хороший схемотип. Вот ту импортную гадость не пихай. Я ж говорил.

Попробую вариант и с полевиками на входе микросхемы. Но уже заказал 833 и 837 ( это 4 шт. ОУ в одном корпусе). У этих микросхем вроде шумы одни из самых низких из относительно дешевых аналогов Правда искажения не ахти - 0,002%. Если окажутся не подделкой, то должно быть неплохо, по крайней мере во входном композите. А 2134 и 4580 дают практически такие же искажения как и моя зв. карта EMU-0202 похоже придется покупать другую с более высоким семплингом и АЦП Космос. Уже получается что композит одну из гармоник карты уменьшает или снижает почти до нуля, но появляется другая (третья) чуть больше, чем у карты. В свипе интермод график композита идет выше на 1-2 дБ, чем у карты примерно -84 и -86 дБ.

 

[СМЕРШ]

Правда искажения не ахти - 0,002%.

Вопрос начальных искажений ОУ в композите крайне малоемущий. Входной ОУ не искажает по причине

УвыхОУ1 = Увых.комп / КуОУ2,

или в 1000 раз меньше на 20к, чем в одиночном включении. Искажения меньше ровно во столько же раз.

Искажения ОУ2 исправлены в силу подачи ему на вход их инвертированных форм, в КуОУ1 раз.

Так что просто смотри на шумы, входные и выходные токи, твори.

 

[Сталкер001]

Вопрос начальных искажений ОУ в композите крайне малоемущий. Входной ОУ не искажает по причине

УвыхОУ1 = Увых.комп / КуОУ2,

или в 1000 раз меньше на 20к, чем в одиночном включении. Искажения меньше ровно во столько же раз.

Искажения ОУ2 исправлены в силу подачи ему на вход их инвертированных форм, в КуОУ1 раз.

Так что просто смотри на шумы, входные и выходные токи, твори.

Сегодня смотрел искажения у 4580 при К порядка 1,8 (4 дБ) в сравнении с картой. при такой глубине ООС и усилении в свипе интермод. композит привез карте примерно пару дБ примерно с 6 кГц. А по нелинейным искажениям на ВЧ искажения заметно выше оказались, чем у карты. Получился почти график петлевого усиления. Возможно, что эффект снижения искажений на ВЧ будет максимален при К порядка 10 (20 дБ).

То есть, получается, что графики нелинейных и интермодуляционных искажений не совсем уж линейно взаимосвязаны - связь сложная. И для конкретного типа усилителя может быть своя.

Повторение - мать учения - понятно, что если заменить фильтр RIAA на обычный пассивный темброблок, то мы получаем достаточно чувствительный предварительный усилитель высшей группы сложности. Там не должно быть керамических, сильно искажающих сигнал конденсаторов - только высококачественные конденсаторы, например, "металлопленка" с высоким напряжением работы. Коэффициент передачи каждого узла, в виде входного и выходного композитного усилителя, (и всего темброблока) можно изменять примерно от 20 (40) до 1,5 (3) дБ.

 

[R2D2]

Но уже заказал 833 и 837 ( это 4 шт. ОУ в одном корпусе). У этих микросхем вроде шумы одни из самых низких из относительно дешевых аналогов Правда искажения не ахти - 0,002%

Хорошие микросхемы, я применял 833 в микрофонном усилителе, очень все удачно получилось. Шума явного не наблюдал. Еще была в то время аналогичная малошумящая - uPC4570.
837 - перспективно для композитов, в районе 90дб в петле получится на 20 КГц. Искажения стремятся к нулю.

ОПИСАНИЕ

LM837 — это четырёхканальный операционный усилитель, разработанный для обеспечения низкого уровня шума, высокой скорости и широкой полосы пропускания. Он имеет новый тип выходного каскада, способного работать с нагрузкой 600 Ом, что делает его идеальным практически для всех цифровых аудиоприложений, графических эквалайзеров, предусилителей и профессионального аудиооборудования. Его высокие рабочие характеристики также делают его подходящим для измерительных приборов, где низкий уровень шума является ключевым фактором.

Микросхема LM837 имеет внутреннюю компенсацию для работы с единичным коэффициентом усиления. Она совместима по выводам с большинством других стандартных четырехканальных операционных усилителей и поэтому может использоваться для модернизации существующих систем с минимальными изменениями или без них.

 

[Сталкер001]

Хорошие микросхемы, я применял 833 в микрофонном усилителе, очень все удачно получилось. Шума явного не наблюдал. Еще была в то время аналогичная малошумящая - uPC4570.
837 - перспективно для композитов, в районе 90дб в петле получится на 20 КГц. Искажения стремятся к нулю.

Тоже думаю, что пойдет для многих ультралинейных девайсов. Если пришлют не подделки, то должно получиться неплохо.

 

[Юджин Кинг]

Эта разработка для тех, кому нужен ультралинейный, бескомпромиссный виниловый корректор.

Какая перегрузочная способность у этого "шедевра" бескомпромиссности?

 

[Сталкер001]

Какая перегрузочная способность у этого "шедевра" бескомпромиссности?

Как у одиночных ОУ. При К порядка 23 дБ у одного каскада композита ( два ОУ), нелинейные искажения на 1 кГц составляют примерно 0,003% перед ограничением по питанию (сигнал на выходе примерно в 8В RMS и напряжении питания +-16-18В). При вых. 5-2В, нелинейные искажения порядка 0,0005 - 0,0002% (практически как у зв. карты EMU-0202, точно измерить уже не получается). При уровнях сигнала порядка 0,7В в режиме накопления циклов измерений, можно намерить 4 нуля после запятой.

 

[R2D2]

Какая перегрузочная способность у этого "шедевра" бескомпромиссности?

Вот картинка композита на 833, на входе 1В, Кус - 20дб (IMD сумма 19 и 20 КГц по 0.5В)
Не взвешенный шум, приведенный ко входу порядка 9 нВ

 

[СМЕРШ]

по нелинейным искажениям на ВЧ искажения заметно выше оказались, чем у карты. Получился почти график петлевого усиления

У корректора из-за наложения спада КуООС на спад Кухх глубина ООС автоматически будет постоянной в диапазоне звука.

 

[R2D2]

Отлично.

на 837-ом еще больше усиления, чуток. Перспективно.

 

[Сталкер001]

на 837-ом еще больше усиления, чуток. Перспективно.

А вы может в ту же модель вставить 4558 и 4580, чтобы сравнить?

 

[R2D2]

А в может в ту же модель вставить 4558 и 4580, чтобы сравнить?

Смысла не много, ибо матрица.
Добавил: для микросхем с Fед.ус 5-15 МГц типа NE5532, NE5534, LM833, LM318
У 4558 в моей модели от TI все грусно, около 1 МГц Fед.ус.
Вот, ход усиления у нее в композите:

Там резистором одним (R8 150-2k) правятся все варианты для разных ИМС.
У кого усиления больше тот и папа меньше показывает искажений.
В силу отличающейся внутреннего устройства - лидер при равных всех прочих параметрах LM318.
Иногда получалось в программе выкручивать до -185дб по интермодам 19+20к.
Прикольно, но физического наполнения в том нет. Не бывает в быту значений ниже, чем -100дб.
Ну, и по моделям ИМС ,соответственно разницу определять в мелочах - бессмысленно.

 

[Сталкер001]

Смысла не много, ибо матрица. Там резистором одним (R8 150-2k) правятся все варианты для разных ИМС.

Исключительно, чтобы сравнить при равных элементах. Для 4580 С2 в 150 пФ, R2 - 6.8k, R8 В 440 Ом, давал минимальные искажения БЕЗ КОНДЕНСАТОРА.

 

[R2D2]

Исключительно, чтобы сравнить при равных элементах. Для 4580 С2 в 150 пФ, R2 - 6.8k, R8 В 440 Ом, давал минимальные искажения БЕЗ КОНДЕНСАТОРА.

С твоими номиналами вот так:

 

[СМЕРШ]

С твоими номиналами вот так:

Посмотреть вложение 172851Посмотреть вложение 172854
Посмотреть вложение 172857

70 дБ - это мизер, меньше только у Сухова.

 

[Сталкер001]

Посмотреть вложение 172878

Посмотреть вложение 172879

Это не УНЧ, там уровни сигналов ниже на 40-50 дБ. если что-то и есть, то все в шумах и помехах носителя. А Я хочу просто качественно воспроизвести то, что есть - без интермодуляционных искажений, пусть хоть и в шумах. Я же уже объяснял, в чем тут изобретательский замысел.

 

[R2D2]

Доп. коррекция на ВЧ в ООС по - входу первого ОУ принципиально ничего не меняет в плане искажений.

Она чуток сбрасывает усиление в петле на ВЧ. Что, влияет в сумме с другими мерами на устойчивость.
Увеличивается Ку самого усилителя в том диапазоне, это хорошо видно по росту усиления на АЧХ, плюс более линейна фаза получается, менее процента изменений на 20КГц.
Там везде понемногу - суммарно набирается и все в плюс.

Я помню: получить хорошее С/Ш, а потом угасить его об РИАА-делитель межкаскадный. А поумнее планов нет?

Отчасти ты прав.
Но, скоко того шума добавится и скоко той жизни? Надо пробовать.
Николай Евгеньевич в свое время наложил епитимью на меня, за попытку скорректировать 75 мкс по входу, по-одесски. Называл земляным червяком и отступником.
Я пострадал минут пять, а потом и попробовал втихаря.
Возможно шуметь стало больше, но я не заметил разницу, понимаешь?
Зато звуку похорошело в моем конкретном случае.

Это не УНЧ, там уровни сигналов ниже на 40-50 дБ. если что-то и есть, то все в шумах и помехах носителя. А Я хочу просто качественно воспроизвести то, что есть - без интермодуляционных искажений, пусть хоть и в шумах. Я же уже объяснял, в чем тут изобретательский замысел.

Кстати, по шумам можно вовсе красиво сделать.
Если допилить J-fet к композиту, по NASA-вски, шум будет в районе 1 нВ.
Ну, это если очень надо.

 

[Сталкер001]

Кстати, по шумам можно вовсе красиво сделать.
Если допилить J-fet к композиту, по NASA-вски, шум будет в районе 1 нВ.
Ну, это если очень надо.

Не совсем понял, о чем речь. Если о полевом входном транзисторе, то можно попробовать, если будет основной эффект. Надо для начала собрать, хоть как-то работающую версию такого корректора в виде макета на два канала и сравнить звук с заводским вариантом корректора.

 

[Алекс2]

Вот картинка композита на 833, на входе 1В, Кус - 20дб (IMD сумма 19 и 20 КГц по 0.5В)
Не взвешенный шум, приведенный ко входу порядка 9 нВ

Посмотреть вложение 172823