audioretro.pl         

 Strona  audioretro.pl  jest stroną hobbystyczną, więc nie wykorzystuję ciasteczek zapisanych na Twoim komputerze. 
Ale oczywiście w każdej chwili możesz je wyłączyć w swojej przeglądarce.

moje projekty  >> projekty lampowe >
  I preamp Mini I preamp 1/2 I preamp Nr 1 I preamp Nr 2 i 3 I preamp RIAA I bufor I słuchawkowy OTL I gitarowiec I wzmacniacz SE I wzmacniacz PP I triodowiec I triodowy słuchawkowiec OTL I wzmacniacz PP, klasa A I

Gramofonowy przedwzmacniacz lampowy z korekcją RIAA

Jeszcze kilkanaście lat temu wydawało się, że gramofony analogowe odtwarzające płyty winylowe odejdą do lamusa. Firmy fonograficzne albo upadły, albo zmieniły profil produkcji. Płyta CD a potem DVD zawładnęła rynkiem. Ale słuchacze zmęczeni nieco technicznym dźwiękiem i ograniczeniami jakie przynosi dźwięk cyfrowy, zaczęli coraz częściej zwracać się w kierunku dźwiękowi  analogowemu, który mimo niedostatków, jednak jest najbliższy postrzeganiu dźwięku przez człowieka.
Naturalnym wzorcem byłą płyta winylowa, dawniej wydawana w milionach sztuk, obecnie często wyrzucana na śmietnik. 
Stosując dobre gramofony, nowoczesne wkładki gramofonowe i ramiona gramofonu, podłączając do dobrego zestawu audio, uzyskujemy częstokroć o wiele lepsze, bardziej naturalne brzmienie, niż z cyfrowego źródła dźwięku.

Jest wiele doskonałych projektów przedwzmacniaczy gramofonowych tak na półprzewodnikach, jak i na lampach.
Ja postanowiłem zbudować prosty preamp lampowy z korekcją RIAA.

O przedwzmacniaczach z korekcją RIAA poczytasz na stronie: "Przedwzmacniacze"

 Lampy

Podstawową lampą stosowaną w tego typu przedwzmacniaczach jest ECC83 lub jej odpowiednik (amerykańska 12AX7, rosyjska  o innym rozkładzie żarzenia - 6N2P).
Popularna ECC83 ma bardzo duże wzmocnienie (teoretycznie 100, praktycznie ok. 60), mały prąd anodowy i dużą impedancję wyjścia, więc kolejny stopień (np. wzmacniacz mocy) powinien mieć dość dużą impedancję wejścia tak, by nie obciążać zbytnio przedwzmacniacza 
Użycie tych lamp wymaga napięcia żarzenia do 12,6V lub 6,3 V. Napięcie 12,6 V podajemy na nóżki 4-5. Gdy mamy do dyspozycji tylko żarzenie 6,3V, należy zewrzeć nóżki 4-5 ze sobą, a napięcie podajemy pomiędzy  te zwarte nóżki (4-5) a nóżkę 9. Na rysunkach płytki nieco niżej, podałem przykłady różnego zasilania lamp.

Przeglądając konstrukcje lampowe przedwzmacniacza gramofonowego w Internecie, można zauważyć, że  często stosowane są inne lampy, jak  niskonapięciowa podwójna trioda ECC88 lub jej odpowiedniki: E88CC, E188CC, amerykańska 6DJ8 czy rosyjska 6N23P (pisownia polska).

Oczywiście, nie można tak dowolnie zamieniać jedną lampę za drugą, bez zmian wartości poszczególnych elementów (szczególnie rezystorów) i napięcia zasilania. Albo budujemy wzmacniacz na lampach ECC83 (lub ich odpowiednikach) albo na innych, które jednak wymagają innych parametrów zasilania i wartości elementów. 
Można jedynie bez zmiany wartości elementów zamiast ECC83 zastosować 12AX7 oraz rosyjską 6N2P (pisownia polska). Ta ostatnią można zastosować pod warunkiem, iż na nóżki 4-5 podamy napięcie żarzenia 6,3V, (nóżkę 9 można uziemić do masy), ponieważ ta lampa ma inaczej wykonane wewnętrzne połączenia żarników (żarniki są połączone równolegle, a nie szeregowo, jak w ECC83).

Zwróć uwagę na różnicę pomiędzy zasilaniem lamp ECC81-83 a rosyjską 6N2P czy innych, podwójnych triod.  W przypadku 6N2P nóżka 9 (M) to wyprowadzenie ekranu który rozdziela triody w bańce lampy (jak na schemacie z lewej), natomiast w przypadku ECC81-83 nóżka 9, to wyprowadzenie środka układu żarzenia, dzięki czemu można je zasilać napięciem 12,6 V lub 6,3V, w zależności od sposobu połączenia nóżek.

Warto zapoznać się danymi katalogowymi lamp znajdziesz je na stronie Franka: www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/index.html.

Przedwzmacniacz gramofonowy 

Układ przedwzmacniacza to dwie triody małej mocy (w jednej lampie) i elementy bierne - rezystory i kondensatory.
Duże wzmocnienie zapewniają dwie triody pracujące w układzie wspólnej katody, połączone szeregowo dla sygnału co daje wypadkowe wzmocnienie wynikające z iloczynu współczynnika wzmocnienia poszczególnych stopni (np. 30 x 30 = 900) . 
Rezystory R04 i R011 mają wysoką wartość tak by uzyskać wysokie wzmocnienie. Kondensatory C02, C06 bocznikują rezystory katodowe triod, likwidują lokalne sprzężenia zwrotne, dodatkowo zapewniając nieco wyższe wzmocnienie każdej lampy. 

Korekcja RIAA realizowana jest za pomocą filtra składającego się z rezystorów R05, R06 oraz kondensatorów C03, C05. Ponieważ krzywa RIAA powinna być odtwarzana z dość dużą dokładnością, należy zachować dokładne wartości rezystorów i kondensatorów filtra. Kondensatory mają kilkuprocentowy rozrzut wartości, a kanały, lewy i prawy powinny pracować jednakowo, tak więc kondensatory należy dobierać parami, mierząc ich wartości multimetrem. Jeżeli to możliwe, należy stosować rezystory o tolerancji 1%.

Rezystor R01 o wartości 47k i kondensator C01 o wartości 100 pF na wejściu - to standardowe obciążenie wkładki magnetycznej. 
Producenci wkładek często zalecają konkretną wartość pojemności  (C 01 - np. 50 pF) i rezystancji (R 01 - np. 47k) obciążenia wkładki, należy je więc zastosować.
Można sprawdzić czy lepszy efekt będzie, gdy kondensatora nie zastosujemy.
Rezystory R02 i R09 o wartości ok. 1k zapobiegają wzbudzaniu się przedwzmacniacza.

R08, C08, C09 tworzą filtr odsprzęgający zasilanie pierwszej lampy. Wartość rezystora R08 zależeć będzie od użytej lampy - wysoka (kilkadziesiąt kiloomów) dla ECC83 
Przeglądając schematy, zauważymy, że w jednych konstrukcjach filtr jest stosowany, w innych nie. 
Jeżeli wzmacniacz pracuje stabilnie, można nie stosować tego filtra.

	Schemat przedwzmacniacza gramofonowego z korekcją RIAA - jeden kanał
Zasilacz W tych projektach do zasilania zastosowałem "Zasilacz uniwersalny" w wersji z filtrem. Ma niski poziom zniekształceń i jeżeli  zastosowaliśmy kable ekranowane w obwodach wejściowych, połączyliśmy prawidłowo masy urządzeń a pole magnetyczne transformatora nie wpływa na układ przedwzmacniacza, to przydźwięk sieciowy i inne zniekształcenia są małe.  W układach lampowych często w głośnikach słychać szum. Szumią lampy, jedne więcej, drugie mniej. Szumią także rezystory. Szumy lamp i rezystorów (szczególnie ważny jest przedwzmacniacz), w czułym wzmacniaczu są wielokrotnie wzmacniane, dlatego w przedwzmacniaczach zaleca się użycie niskoszumnych lamp, a w obwodzie sygnałowym niskoszumnych rezystorów.
	Schemat zasilacza. Jeżeli stosujemy ECC83, to napięcie żarzenia powinno wynosić 12.6V.  Gdy mamy do dyspozycji transformator z napięciem 6,3V, należy połączyć  żarzenie lampy na płytce drukowanej według rysunków poniżej. Kondensator C20 tłumi "piki" napięcia pojawiające się w układzie zasilania żarzenia, które często są słyszalne. Stosujemy go opcjonalnie, w razie potrzeby. Opis ogólny zasilacza na stronie "Zasilacz uniwersalny"

 Ważne:
Ze względu na duże wzmocnienie i skłonność do wzbudzeń, należy szczególnie starannie prowadzić masę wzmacniacza, stosować kable ekranowane dobrej jakości i stosować przemyślany montaż tak, by przenikanie zakłóceń było jak najmniejsze.

Warto zainwestować w dobrej jakości kondensatory, także elektrolityczne, tak w układzie wzmacniacza jak i zasilacza, oraz dobre kondensatory sprzęgające.
Dość istotną rolę odgrywa kondensator wyjściowy C07. Powinien być bardzo dobrej jakości.

Eksperymentując z doborem elementów, warto sprawdzać za pomocą oscyloskopu charakterystykę przenoszenia i inne parametry wzmacniacza.

Obudowa
Najlepsza jest metalowa obudowa, ze względu na ekranowanie lamp i obwodów od zewnętrznych zakłóceń. elektromagnetycznych. W przypadku wzmacniacza gramofonowego jest to wręcz niezbędne - lampy są wrażliwe na zewnętrzne zakłócenia i "łapią" je zewsząd. Często zaleca się stosowanie kubków ekranujących zakładanych wprost na lampy.
Układy lampowe sprawiają najmniej kłopotów z zakłóceniami, jeżeli są zmontowane tradycyjnie, na metalowym "chassis", metodą  przestrzenną, punkt w punkt. Nowe rozwiązania, stosowanie płytek drukowanych wymaga więcej uwagi przy ostatecznym montażu, by ekranować wrażliwe obwody lamp przed zakłóceniami.
Masę przedwzmacniacza warto dołączyć do metalowej obudowy, zwykle wpływa to korzystnie na poziom zakłóceń. Jeżeli zakłócenia się zwiększają, należy masę preampa próbować połączyć z obudową za pomocą rezystora (10 omów -1k), lub zrezygnować z połączenia. 

Uruchomienie
Układ, jeśli tylko elementy są sprawne i wlutowane prawidłowo (uwaga na elektrolity!) "odpala" od razu. Sprawdzamy napięcia: anodowe i żarzenia, jeśli nie są prawidłowe, regulujemy je rezystorami. Brum jest słabo słyszalny, natomiast po podkręceniu potencjometru na "maxa" i po zbliżeniu ręki do lampy czasem słychać brum spowodowany lekkim wzbudzaniem się lampy. 

Niektóre lampy oprócz zwiększonego szumu  także mikrofonują. Lekkie dotknięcie lampy powoduje słyszalny stuk w głośnikach. Przy dużym wzmocnieniu wzmacniacza i niektórych typach lamp jest to mocno uciążliwe, bowiem taki układ wzbudza się nawet pod wpływem muzyki. Każde głośniejsze uderzenie muzyki przenosi się z głośników  poprzez szkło bańki lampy na elementy (elektrody) lampy, powodując drgania, które modulują prąd anodowy, co oczywiście jest słyszalne w głośnikach. 
Warto płytkę przykręcać do obudowy na "miękkim" zawieszeniu. Niektórzy zakładają na szkło lampy specjalne pierścienie silikonowe, czy ściśle okręcają temperaturo-odpornym sznurkiem.  
Ale niestety, taki jest urok  lamp...

Należy także pamiętać, że transformator zasilający niekorzystnie może wpływać na układ wzmacniacza i to dwoma sposobami. 
Pierwszy, to gdy jest źle skręcony rdzeń, transformator drga, a te drgania przenoszą się na płytkę przedwzmacniacza i lampy, powodując mikrofonowanie.
Drugim niekorzystnym zjawiskiem jest pole magnetyczne wokół transformatora. Jest ono zależne od konstrukcji transformatora (trafo toroidalne ma mniejsze pole zakłócające) i mocy pobieranej z transformatora. Często jest tak, że podczas prób wzmacniacz gra wspaniale gdy wszystkie elementy są od siebie oddalone, natomiast po złożeniu do obudowy nie możemy sobie poradzić z pogorszeniem jakości dźwięku a nawet z zakłóceniami. Niestety, ekranowanie jest trudne, ze względu na duże pole rozproszenia pola magnetycznego i jego przenikalność. Warto zrobić większą obudowę tak, by oddalić transformator od układów lampowych, czasem warto (przy czułych wzmacniaczach) zainstalować układ zasilania w oddzielnej obudowie.

Przez pierwsze kilka dni wzmacniacz "grzejemy" czyli po kilka godzin zostawiamy włączony, by elektrolity prawidłowo się uformowały, a i lampom przyda się porządne wygrzanie, by ustabilizować prądy anodowe. Sprawdzamy jeszcze raz napięcia i dokonujemy ew. korekty. Jeżeli prądy mocno się różnią, to najlepszym wyjściem jest dobranie lamp o podobnych parametrach . Dobrze dobrane lampy to jednakowe wzmocnienie obu kanałów, doskonała stereofonia i szczegółowość dźwięku.
Podczas pracy preampa sprawdzamy czy elementy zbyt mocno się nie rozgrzewają, czy nie czuć zapachu spalenizny -  sprawdzamy wtedy przyczynę. Najczęściej jest to źle dobrany rezystor (np. redukcyjny) w zasilaczu lub na płytce wzmacniacza - ma zbyt małą moc. Transformator może być dość ciepły, ale nie gorący. Można poprawić chłodzenie wiercąc dodatkowe otwory wentylacyjne w obudowie wzmacniacza, lub dać transformator o większej mocy.

Rysunek płytki drukowanej

	Lista elementów (dla  ECC83) R01, R01A - 47k/0,25W, R02, R02A - 0,5-1k/0,25W, (jednakowe) R03, R03A,R010, R010A - 1-1,2k/0,25W, (wszystkie jednakowe), R04, R04A - 150k, alternatywnie 130k, R05, R05A - 82,5k, (82k), alternatywnie 39k, R06, R06A - 11,8k, (12k) R07, R07A - 470k, R08, R08A - 50-15k/0,5W, R09,R09A - 0,5-1k/0,25W, (jednakowe) R011, R011A - 150k, R012, R012A  - 47-100k CON3 - zacisk śrubowy do druku lub punkt lutowniczy.	C01, C01A - 50-100pF/63V, C02, C02A - 100-220uF/16V  C03, C03A - 27nF/250V C04, C04A - 100nF/250V, C05, C05A - 10nF/250V, C06, C06A - 220uF/16V  C07, C07A -100-220nF/250V, C08, C08A - 100uF/250V C09, C09A - 100nF/250V Podstawki "noval" do druku. Płytkę (czarną)  w pdf znajdziesz TU Należy używać oryginalnego tonera w drukarce laserowej, bowiem wszelkie zamienniki dają mniej lub bardziej szary wydruk ścieżek na papierze do termotransferu. Na tym rysunku płytki, zwory w układzie żarzenia połączone jak dla lampy 6N2P.

ECC83 - zwory przy napięciu żarzenia 12,6 V	ECC83 - zwory przy napięciu żarzenia 6,3 V	Połączenie zwór dla rosyjskiej 6N2P

Rysunek płytki drukowanej zasilacza.

	Wartości elementów M1 - mostek prostowniczy 1-4A/400-800V, M2 - mostek prostowniczy 6-8A/100-400V, 7806 - stabilizator 7806 dla żarzenia 6,3 V, lub 7812 dla żarzenia 12,6 V,  D - dioda LED (dowolna), D1 -  dioda prostownicza 1A/400V, D2 - dioda Zenera 15V D3 - dioda Zenera - napięcie  dobrane do żądanego napięcia. Można dać dwie diody połączone szeregowo, (np 2x50V=100V),  D4 - dioda Schottky;ego w przypadku użycia stabilizatora 7806 lub dowolna prostownicza dla stabilizatora 7812), T1 - dowolny tranzystor MOSFET,  na napięcie min. 400V, CON  - zacisk śrubowy do druku .Umieszczenie elementów, prowadzenie masy i ścieżek może być inne, być może lepsze, dlatego warto szukać własnych rozwiązań.	C11,C12,C13 - 100 uF/400V, C15, C17 - 47uF/400V, C14, C16A -  100 nF/400V, C18, C19 - 4700uF/16V (25V) C20 - 50uF/16V R11 - 100-500R/2-3W- dobrać, R12 - 200-250k/0.5-1W R13 - 10-20k, R18 - pojedyncze omy, zamiast stabilizatora, dobrać, R14, R19, R20 - 100R, R21 - 1-3k (dobrać do jasności świecenia diody LED) TR - transformator sieciowy - 20-30W/6,3V/1A/200-220V/0,1A, dla lampy ECC83 napięcie żarzenia powinno wynosić 12,6V. B - bezpiecznik 0,5A Płytkę (czarną) w pdf  znajdziesz TU Należy używać  oryginalny toner w drukarce laserowej, bowiem wszelkie zamienniki dają mniej lub bardziej szary wydruk ścieżek na papierze do termotransferu.
Możłiwe problemy Niestety, lampy są trudne w aplikacji i sprawiają tym więcej problemów, im więcej od nich wymagamy. Tutaj wymagane jest duże wzmocnienie, więc spodziewaj się że sporo czasu spędzisz regulując układ tak, by uzyskać satysfakcjonującą jakość dźwięku. Duże wzmocnienie układu, to same kłopoty - wzmacniane są wszelkie szumy (lampy szumią), brumy od źle odfiltrowanego napięcia zasilania, czy od wzbudzania się lamp, spowodowanego złym prowadzeniem masy czy choćby  pętlą masy. Do tego dochodzi łatwość wzbudzenia się układu tak na niskich jak i na wysokich częstotliwościach. Pierwsza zasada to przy podłączaniu układu nie tworzymy pętli masy. Omówiłem to na stronie "Porady" Po drugie - wzmacniacz włóż do metalowej obudowy, którą należy odpowiednio uziemić. Być może potrzebne będą też metalowe osłony na lampy, które oczywiście należy połączyć elektrycznie z masą układu. Po trzecie unikać pola magnetycznego oraz wibracji mechanicznych (zobacz opis powyżej).  Napisał do mnie Bartosz, który po odsłuchach powyższego wzmacniacza stwierdził, iż dźwięk go nie satysfakcjonuje. Po przeliczeniu wartości elementów filtra za pomocą programu ze strony CalculateRIAA.html zastosował inne wartości rezystorów: R04, R04A - 130 k, a R01, R01A - 39k. Warto więc sprawdzić także to rozwiązanie. Na stronie: http://waynestegall.com/audio/riaa.htm znajdziemy sporo teorii jak obliczyć wartości filtra RIIA dla różnych konfiguracji wzmacniaczy gramofonowych.

Ten układ jest jednym z wielu możliwych wersji do wykonania. Także układ elementów na płytce, rodzaj filtra itp. może być inny, być może bardziej optymalny pod względem jakości dźwięku.

Bibliografia 

Warto także  poczytać: 
http://www.rms.pl/gramofony.html
http://www.hifi.pl/slownik/riaakrzywa.php
http://pl.wikipedia.org/wiki/Płyta_gramofonowa 
http://www.rcm.com.pl/?action=hobby  

moje projekty  >> projekty lampowe >
  I preamp Mini I preamp 1/2 I preamp Nr 1 I preamp Nr 2 i 3 I preamp RIAA I bufor I słuchawkowy OTL I gitarowiec I wzmacniacz SE I wzmacniacz PP I triodowiec I triodowy słuchawkowiec OTL I wzmacniacz PP, klasa A I

powrót do góry >

I strona główna I audio-retro I projekty audio I hi-fi audio I warto odwiedzić I