В предыдущей статье я рассказал про проигрыватель Вега-ЭП-110-стерео. Мы рассмотрели его схемотехнику и начал рассказывать про его восстановление. В этой статье расскажу про создание нового блока усилителя-корректора с характеристикой RIAA.
Как всегда, я начну с небольшой экскурсии по теме.
RIAA и фонокорректоры
Что такое фонокорректор и для чего он нужен? Что такое RIAA? Виниловые пластинки записывают не с равномерной АЧХ, а с довольно своеобразной. Она имеет сильный завал по низким частотам и достаточно сильно выходит в +db на высоких. Это из-за компромиссов между качеством записи и механическими возможностями записывающих систем. Например, низкие частоты требуют бОльший габарит канавки, из-за чего для нормального считывания габариты иглы должны быть больше, но тогда она начнёт хуже считывать более тонкие неровности – высокочастотные. И наоборот. Но золотая середина не даёт равномерной АЧХ. Что бы все пластинки были универсальны и проигрыватели тоже, был принят стандарт. Этот стандарт имеет название по аббревиатуре Recording Industry Association of America (Американская ассоциация звукозаписывающих компаний) RIAA. До RIAA были и другие стандарты, но они как-то отпали, а общепризнанным стал RIAA. Более подробно о истории можно почитать на википедии или разных тематических ресурсах про винил. Есть довольно интересные и курьёзные случаи с историей винила.
Ну и не могу обойти мимо то, что и в союзе были ГОСТы, есть на виниловую звукозапись и диски.
https://records.su/pubs/6672864918404634.pdf https://files.stroyinf.ru/Data2/0/4294799/4294799008.pdf
![ГОСТы есть на всё! ГОСТы есть на всё!](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/a3a/81b/f86/a3a81bf8603078365b79a45f0f53e1ba.jpg)
Главное, что говорит нам стандарт RIAA: АЧХ записи имеет три перегиба, которые описываются формулами, либо в зависимости от времени 3180, 318 и 75 мкс, либо от частоты 50,05, 500,5 и 2122,1 Гц.
Первый перегиб = 3180 мкс, задаёт частоту подъёма низких частот = 50,05 Гц чтобы уменьшить низкочастотный шум.
Второй перегиб = 318 мкс, задаёт частоту раздела низкочастотной и среднечастотной областей = 500,5 Гц.
Третий перегиб = 75 мкс, задаёт частоту раздела среднечастотной и высокочастотной областей = 2122,1 Гц.
Вот картинка из интернета, какой АЧХ обладают пластинки и какой должен обладать усилитель, восстанавливающий её:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/44a/534/ea6/44a534ea60741bd442fa591079d49c0b.png)
Так вот. Мы взяли пластинку и звукоснимающей иглой получаем с неё музыку, но она очень непохожа на знакомого исполнителя. Для восстановления АЧХ, приведения её к нормальной, ровной, нам необходимо сделать корректор‑усилитель имеющий АЧХ обратную записывающей. То есть отразить её по вертикали. Кажется, задачка не сложная. Тем более формулы для этого всего есть.
Создание фонокорректора
В предыдущей статье было рассказано про восстановление аппарата. Мне там сразу не понравились типы конденсаторов, а отличие некоторых номиналов от схемы намекнули на не очень добросовестный подход к сборке того времени. Так как всё равно мне предстояло менять некоторые подгнившие (в прямом смысле этого слова) электронные компоненты, будучи человеком не сильно далёким от электроники, решил всё сделать заново. И даже немного лучше.
Вообще говоря, в одном из изданий моего любимого art of electronics есть как раз разбор такого усилителя с вот такой характеристикой:
Для начала сформировал у себя в голове что конкретно хочется улучшить и что хочется иметь на выходе. Потом определился какие блоки Веги пока останутся не тронутыми. И после такого мысленного составления ТЗ приступил к работе.
Блок питания
Трансформатор было решено оставить имеющийся, а вот стабилизатор напряжения изменить. Было принято решение немного лучше по-фильтровать напряжение и немного увеличить нагрузочную способность. Так как делается в единичном экземпляре для себя любимого, то можно на цену не сильно смотреть и не оптимизировать для серийного производства. Нарисовал схему стабилизированного блока питания. И даже на вырост, не со стабилитронами, как был до этого, а с линейными стабилизаторами. Мало ли какой я в будущем каскад туда захочу поставить. Может резисторов перед стабилитронами то уже и не хватит…
После была образмерена старая плата питания и в её габариты, на её посадочное место, разработал новую.
Для тех, кто не разрабатывает платы или остался далеко в прошлом, напомню, что сейчас двусторонняя плата стоит столько же сколько и односторонняя.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/281/b95/60e/281b9560ed916c74c267e703a414fb09.jpg)
А заказывая их в Китае ещё и не надо платить за подготовку производства.
А вот и плата уже стоит на своём месте. Увы, но фото только такое осталось.
Усилитель – корректор
Схема, кажется, максимально классическая. Первый каскад – сам корректор-усилитель. А вот второй уже далеко не часто встретишь в таких проигрывателях. Многие ограничиваются одним каскадом и экономят один ОУ. Когда делается один электронный блок, без видов на серию, могу позволить себе потратится на 2 корпуса DIP8 вместо одного. Тут мне захотелось иметь запас по усилению. Вот в чём дело. Выбранный, достаточно популярный для аудио схем ОУ, имеет полосу частот при единичном усилении до 10 МГц. Казалось бы, крути усиление до безумия, но вспоминаем, что с усилением то полоса будет падать.
Максимум могу закрутить на 800, не выходя из звуковой полосы с ровной характеристикой. Уровень с иглы звукоснимателя в лучшем случае 3.5мВ. То есть 2.78В я получу на выходе. А запас по фазе? А если захочу на выходе уровень больше или нагрузка будет с некой ёмкостью, ну провода там всякие, или мало ли чего... Генератор не хочу получить взамен усилителя. В итоге считаю, что второй каскад не просто блажь, а вполне себе обоснованное решение. Далее докидываю на схему всякие компоненты: R1, R2 (кстати это универсальное место, куда и конденсатор поставить удобно), С33, С34, R15, R16, что бы была возможность поиграться в процессе отладки с разными вариантами.
В итоге получилась вполне универсальная схема.
Номиналы корректирующей цепи взяты из классики от Хоровица и Хилла, их немного изменил в процессе настройки.
Далее родная плата была образмерена. И по её контуру отрисована новая.
Тоже ничего особенного. Два слоя и выводные элементы. Почему выводные? Не знаю. Дома всё это есть и это всё достаточно хорошего качества. Одни только конденсаторы Wima чего стоят.
Вот и картинки в 3D подъехали.
А вот такую плату мне прислали из поднебесной.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/272/fe0/d88/272fe0d88601c95a0efb138838388f37.jpg)
Настройка
Вообще процесс настройки мне показался самым увлекательным из всего этого интертеймента.
Как проверить, что я точно восстанавливаю характеристику? Тут есть несколько путей.
Не обязательно иметь измеритель АЧХ для того, чтобы измерить АЧХ. Вы можете составить план испытаний. Подключить к входу усилителя генератор. Выставить на обычном перестраиваемом генераторе нужное значение амплитуды выходного сигнала. И менять частоту сигнала на нём по шагам. Смотреть на выходе исследуемого прибора амплитуду выходного сигнала и каждый шаг отмечать в Excel. После этого просто построить там график. Для визуального соответствия масштаб стоит сделать логарифмическим. А ещё лучше по функции кривой RIAA построить референс и на него наложить измеренное.
А есть такие приборы как измеритель АЧХ. Он упрощает данную работу и сокращает время. Особенно радует, когда подбираешь какие-то компоненты и тебе не нужно пробегаться по всем точкам генератором для измерения новых результатов.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/91b/8a3/f29/91b8a3f292058df9387ce1a24c25bfe0.jpg)
Наша цивилизация развивается по экспоненциальной (кажется) функции. И то, о чём в радиокружке я мог только мечтать, крутя ручки генератора, теперь у меня есть в приставке к ноутбуку (там и генератор, и осциллограф, и АЧХ, и спектроанализатор, и ещё что-то, всё в одном). А работа с маркерами совсем упрощает работу.
В итоге блок приобрёл следующую конфигурацию:
R11, R12, C33, C34 не установлены.
С21, С22 стали 1нФ, а С31, С32 стали 3,9нФ.
А вот настроенная плата стоит на своём рабочем месте.
Сам блок усилителя размещается внутри металлического экрана внутри корпуса.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d90/53f/a3b/d9053fa3b72646730d702d89c4135968.jpg)
Далее осталось ещё немного работы по внешнему виду и, если появится время переделать всё-таки блок управления скоростью. Не очень мне он нравится. А сейчас уже можно наслаждаться музыкой.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/3f1/e9a/b13/3f1e9ab13590f287354d9ea29168994b.jpg)