КОРРЕКТОР ДЛЯ ВИНИЛА

А. Пугачевский
«Золотая Середина»

Схема корректора RIAA для воспроизведения виниловых пластинок была разработана по просьбе А. Белканова (и при его участии) для сессии прослушивания ламп 12АХ7 и 12AU7.
    Для начала было оговооено ТЗ (техническое задание). Основными пунктами его стали следующие требования:
    1. Перегрузочная способность по входу не ниже 30 дБ относительно выходного напряжения с головки звукоснимателя — 3 мВ, на частоте 1000Гц.
    2. Отклонение характеристики передачи от нормированной — не более 0.25 дБ. 3. Использование каскадов с анодной нагрузкой, только при таком включении максимально проявляется сигнатура лампы. 4. Отношение сигнал/шум (в этом случае кривая взвешивания не применяется) — не хуже 65 дБ.
    Для реализации требований была выбрана схема с сосредоточенной пассивной цепью коррекции с тремя каскадами усиления. Достоинства такой схемы:
    а. Меньшая чувствительность к требованию запаса по усилению. В схемах с ОС порой возникают проблемы с этим при замене одной лампы на другую.
    b. Рекомендуемые RIAA/IEC полюса и нули передаточной функции (постоянные времени) легче поддаются расчету; к тому же зависимость элементов друг от друга (в плане точного подбора их для соответствия постоянным времени) достаточно линейна и прогнозируема.
    c. Собственно цепь коррекции легче проверяется. Ее можно без хлопот отдельно прогнать от звукового генератора, предварительно установив перед ней инверсную RIAA (анти-RIAA) и таким образом с предельной точностью выявить отклонения от нормированной характеристики. В то же время включение корректирующей цепи в ОС требует постройки всей схемы усиления и лишь затем проверки работоспособности ее.
    d. Такая схема позволяет в дальнейшем применить распределенную цепь коррекции и тем самым увеличить перегрузочную способность и уменьшить интермодуляционные искажения. Если нам предоставят место в следующем номере журнала, мы готовы предложить свои решения этого вопроса (конечно предоставлю, для хорошего дела места не жалко — Редактор).

Кроме уже известных 12АХ7 и 12AU7, выбранных из соображений оценки работы их в звуковом тракте, применен высокочастотный триод 6СЗП. Во-первых, потому что крутизна его высока, что позволяет получить низкое приведенное ко входу напряжение шума. При статическом усилении 50, без труда можно получить 30-35, при этом анодная нагрузка не превышает 25-30 кОм. Это, в свою очередь, позволяет при стандартных напряжениях питания (250-270 В) работать с большим анодным током покоя и тем самым увеличить нагрузочную способность первого каскада. Во-вторых, вместе с ей подобной 6С4П, лампа обладает куда меньшей чувствительностью к вибрациям, чем 6С15П/6С45П. Напоследок — сквозная динамическая характеристика ее имеет большое подобие с характеристикой 12АХ7, что позволяет надеяться на компенсацию искажений (при таких незначительных амплитудах сигнала вряд ли можно ожидать зримого проявления компенсации — Редактор). Спасибо Д. Андронникову за первоначальную проработку этого вопроса.
    К недостаткам данной схемы можно отнести несколько меньшую перегрузочную способность линейного каскада, стоящего до сосредоточенной корректирующей цепи, в сравнении со схемой с обратной связью. Хотя цифра в 35 дБ (реальное значение перегрузки до ограничения сигнала на входе) выглядит весьма внушительно.
    При расчетах использованы рекомендации статьи Стенли Липшица (S. Lipshitz), ставшей классической за минувшие 20 лет.^*
    He скроем, мы проверили на точность расчета не один десяток схем и лишь единицы реализовали цепь RIAA математически верно. Это указывает на то, что даже серьезные производители игнорируют «школу» электротеники, полагаясь на некие «вкусовые» методы построения корректирующее цепи. И если отмечено, что иные корректоры звучат так или иначе, то в большинстве случаев это вызвано просто неверным расчетом.
    В качестве корректирующей цепочки взята одна из двух, рекомендованных в данной статье. Весь расчет касается правой цепи. Расчетные соотношения для левой естественно иные, мы их не приводим.
    Соотношения таковы:
    R1 х С1 =2187 mS
    R2 х С2 = 109.05 mS
    R1 х С2 =750 mS
    R1 / R2 =6.877
    С1 / С2 = 2.916
    Расчет начинают с произвольного выбора R1. Необходимо учесть, что в значение R1 входит выходное сопротивление предыдущего каскада. На высоких частотах (выше 3 кГц) нагрузкой для этого каскада будет только R1. Следовательно, R1 должен быть больше анодного резистора Ra в 5-7 раз, чтобы не шунтировать его с повышением частоты и, тем самым, не уменьшить усиления. К тому же R1 не должен вносить заметного шума, а ослабление сигнала делителем, образованным R1 и сопротивлением утечки второй лампы, не должно превышать 3 дБ.
    Выходное сопротивление каскада с анодной нагрузкой рассчитывают по формуле:
    где Ri — внутреннее сопротивление лампы, из анодных характеристик; m — усиление в данном режиме, из характеристик; Rk— катодный резистор смещения (может отсутствовать при расчете, если применено фиксированное смещение или резистор шунтирован конденсатором); Rа — анодный резистор нагрузки.
    Чтобы изменение величины внутреннего сопротивления оказывало минимальное влияние на выходное сопротивление каскада, следует применять лампу с высокой крутизной. Однако не забудьте, что такие лампы жутко «микрофонят». Плюс к этому, они имеют довольно узкий раскрыв анодной характеристики, поэтому будет резонно работать при смещениях 2-3 В, не глубже. Это даст запас по перегрузке по входу (избыточный) и уверенность в том, что сетка не будет «есть» ток на пиках. Учтите также, что приведенная емкость ко входу головки способна сместить резонанс головки в слышимую область и к тому же излишне нагрузить генератор сигнала емкостным сопротивлением. Результатом может явиться излишняя окраска (резонанс) звучания и ощутимый шум (как правило, лампы с усилением больше 70 имеют высокое внутреннее сопротивление). Вот почему по входу мы используем 6СЗП/6С4П!
    После выбора номинала R1 рассчитайте R2. Произведение R2C1 дает точку перегиба на частотной характеристике с Т₄=318 mS, что соответствует нулю передаточной функции на частоте f₄ = 500 Гц. Затем можно определить величину С2. Вот и все! Расчет окончен. Осталось лишь по известным соотношениям произвести проверку^**.
    Мы намеренно не касаемся выбора качественных элементов. Скажем лишь, что используем резисторы типов ВС и БЛП (углеродные и бороуглеродные), ПТМН (проволочные, безындуктивные), конденсаторы цепи RIAA — ФТ и полистрол (К71-5, -7, -4), на проход используем К40-У9 (бумага в масле) и тот же полистрол.
        Примеры реализации распределенной RIAA цепочки и корректора с полностью балансной схемой (затея довольно дорогая, но определенно стоящая свеч) приведены на стр. 35. Также приводим две схемы, заслуживающие внимания для повторения. Здесь можно использовать октальные лампы, что в заметной степени делает звук более ясным, разборчивым, чистым, если хотите. Самыми предпочтительными из пальчиковых являются E88CC/6H23ПЕВ (Tesla, Teiefunken, Philips), 417A/ 5842/6С15П/6С45П, 6GК5/6С2П и, конечно, 6СЗП/6С4П. Кроме них остались еще октальные: 6SN7GT (Brimar, Sylvania, Tung-Sol), из отечественных 6Н8С предпочтительнее других саратовские и МЭЛЗ. Нам более по душе 1578 — специзготовление для военных. Прекрасно работают монотриоды 6С2С и 6С8С, хотя они менее доступны, чем «восьмерки». Как всегда можно использовать 6С5 RCA/6C5C в металле или со стеклянным баллоном. Если сумеете достать — 6Г1, шикарная лампа с большим раскрывом анодной характеристики.
    Из ламп с высоким усилением рекомендуем 6SL7 (Brimar, GE, Sylvania) и аналогичные 6Н9С уже перечисленных заводов. Однако 1579 — лидер из всех, попавших к нам в руки. Из монотриодов хороши 6Ф5М и 6Г2 (100 и 70 усиление соответственно). В отношении металлического ободка на цоколе 6Н9С, 6Н8С, 6Ф5С и прочих — полная ерунда. Не ободок делает лампу хорошо звучащей, а высокие технологии данного завода. Карбонизированный никель в аноде звучит прекрасно, но попробуйте титанированный Ni+Mo, вот тогда посмотрим, чего стоят пустые легенды!
   

    * Journal of the A.E.S. 1979 June, Vol 27, №6, p-p458-481. Stanley P. Lipshitz. On RIAA Equalization Networks.
    ** Чтобы отделить мух от котлет, в схеме для оценки 12АХ7 мы провели замену 12AU7 на 12ВН7 (близкий эквивалент нашей 6Н6П). А когда наступит черед 12AU7, мы вернем их на место. '