Умный усилитель корректор для винила - возможно ли такое и как его сделать?

[Voling 46]

В последние годы вновь появился интерес к аналоговом источникам сигнала - проигрывателям грампластинок. И тут у меня появилась мысль, а нельзя ли как то усовершенствовать этот способ формирования сигнала. Как показал анализ самые большие искажения формируются головкой звукоснимателя и соответственно усилителем корректором. Главные проблемы тут в том, что даже, если у вас идеальный корректор, который работает с очень высокой точностью в соответствии с характеристикой RIAA,

 

 

 

то не факт, что вам понравится звук от совместной работы головки звукоснимателя и этого корректора. Вот тут показаны типичные АЧХ некоторых отечественных и зарубежных головок и их параметры

 

.

 

Спойлер

 

 Глядя на АЧХ головок видно, что у значительной их части есть существенные искажения, которые чаще всего проявляются как некоторый плавно нарастающий горб где то на 8-12 кГц и потом плавный спад в АЧХ до 20 кГц примерно до уровня -8-12 дБ. Есть и другой тип искажений АЧХ гголовкой - плавно спадающая АЧХ где то с 4 -10 кГц.

 

Показанные характеристики имеют очень большой разброс между разными головками одного и того же типа. Такой разброс АЧХ особенно сильно заметен на отечественных головках типа ГЗМ-103 (105). Дело в том, что те головки, которые по параметрам неравномерности АЧХ не проходили в группу высшего класса, продавались как головки первого и второго класса. По всем остальным параметрам эти головки имели схожие параметры.

 

Кроме того, АЧХ правого и левого каналов головки и окраска звука зависят от прижимной силы головки и её пространственной ориентации относительно пластинки.

 

В классической вертушке всю процедуру по настройки головки производители перекладывают на потребителей, многие из которых не владеют навыками таких операций и поэтому звук, который они слушают со своего проигрывателя может быть далек от лучшего варианта, на который способен этот проигрыватель и установленная в нем головка звукоснимателя.

 

Потребители иногда меняют головки на своей вертушке не задумываются о том, что их  АЧХ могут сильно отличаться друг от друга. и поэтому они считают, что головки принципиально сильно отличаются друг от друга.В действительности, большинство головок одного и того же типа имеют примерно одинаковые параметры и существенное их  отличие только в  АЧХ.

 

В этой связи у меня появилась идея сделать усилитель - корректор винила с изменяющимися АЧХ так, чтобы можно было практически с любой головки на выходе усилителя получить ровную АЧХ.

 

Понятно, что такой усилитель - корректор должен иметь обратно зеркальные АЧХ тем АЧХ, которые формируются головкой в правом и левом каналах конкретной головкой, установленной в пространстве и и с конкретной прижимной силой.

 

Удалось очень просто решить эту проблему с использованием мультиплексоров. С их помощью можно формировать практически любое число АЧХ усилителя - корректора (как синхронно по обоим каналам, так и раздельно по каналам), несколько отличающихся от стандартов RIAA - практически на все случаи жизни. 

Лучше всего для этих целей подойдут восьми канальные или сдвоенные четырехканальные мультиплексоры серии К561КП1(2) или их зарубежные аналоги, например CD4052(53). 
Программировать переключение каналов в этих мультиплексорах можно либо с помощью обычных двухпозиционных переключателей типа П2К, которые работают как двоичные переключатели в кнопочном кодирующем устройстве. Либо можно использовать несложные схемы для формирования соответствующих сигналов с помощью счетчиков и кнопки - переключателя - генератора импульсов для счетчика и соответствующего переключения каналов мультиплексора. Номер выбранной АЧХ может отображаться на светодиодном табло.

Вот получились примерно такие АЧХ.

 

 

Форму этих АЧХ очень просто устанавливается каналом мультиплексора с соответствующей RC цепочкой как бы в добавок к RC цепочкам типового фильтра, который может быть между двумя или несколькими каскадами усиления или в цепи ОС ОУ. Таких предустановок может быть от 4 до 9 и более.

 

Можно организовать режим быстрого сравнения выбранного предыскажения с идеально точной АЧХ по стандарту RIAA.

Преимущество этого метода в том, что органы управления работой мультиплексора можно вынести на любое удобное место в корпусе вертушки, в корпусе отдельно реализованного усилителя - корректора или в УНЧ, а сам мультиплексор максимально возможно близко приблизить к фильтру и микросхемам ОУ, например, приклеив его прям на корпус ОУ. Длина соединений тут может быть минимальна и составлять единицы мм.

Имея возможность быстрого перебора разных АЧХ фонокорректора можно буквально за считанные секунды подобрать самый лучший вариант, так, чтобы сигнал с тест-пластинки и с любой головкой, даже с не очень ровной АЧХ, максимально точно соответствовал своему идеальному варианту по форме АЧХ (или по реализации сигнала).

Действия по подбору такого фильтра можно выполнять вручную, глядя на спектр сигнала с выхода усилителя - корректора на спектоанализаторе, если на пластинке, например воспроизводится белый или розовый шум или если нет тест-пластинки , просто на слух (если есть навыки в этом деле).

Белый шум конечно проще было бы использовать, поскольку там критерий очень простой и наглядный - должна быть максимально плоская и ровная АЧХ на выходе фонокорректора винила для данной конкретной головки и установленной силе её прижима. 

Если на пластинке записан только розовый шум, то, используя двухканальный спектроанализатор и несложную приставку к компьютеру, про которую я тут уже  рассказывал  

Генератор розового шума может быть встроен в систему аппаратно в виде соответствующего модуля так, что человеку вообще не придется заниматься какими-либо измерениями. И подключать дополнительные приборы или измерительный компьютер к усилителю - корректору, чтобы найти самый лучший вариант АЧХ корректора - зеркально обратный тем искажениям, которые выдает конкретная головка звукоснимателя и выбранный уровень её прижима и расположения в пространстве над пластинкой.

Согласитесь, такой сервис мог бы заинтересовать многих меломанов, которые вместо правильной настройки АЧХ своего корректора занимаются всякой чепухой вроде замены проводов к АС с более "линейной АЧХ" во всем диапазоне работы их АС.)))

Более того, в режиме авто настройки АЧХ, усилитель - корректор может также адаптироваться к уровню сетевых помех и их подавлять методами противофазного суммирования так, чтобы уровень фона и наводок даже при неудачном подключении головки звукоснимателя к усилителю корректору был на минимально возможном уровне. Например, не на уровне -60 - 70 дБ, как это бывает во многих случаях, а на уровне - 90-105 дБ.

 

Макетирование такого устройства показывает, что в большинстве ситуаций этого может и не понадобиться, если правильно развести печатную плату усилителя – корректора и выбрать хорошие микросхемы.

 

Вот тут графики шумов, наводок и искажений при работе макета такого корректора с переключаемой АЧХ. Он не за экранирован – плата просто лежит на столе. Результаты очень вдохновляют.

 

 

Спойлер

Итак, это была своеобразная презентация УМНОГО УСИЛИТЕЛЯ - КОРРЕКТОРА для воспроизведения сигналов с пластинок.

Кратко изложенные принципы работы такого корректора позволяют его отнести к машинам высшей формы организации High-End техники и рассматривать такое устройство как самооадаптирующийся, согласованный с помехами и шумами усилитель - корректор - корреляционный фильтр.

У меня просьба к тем, кто реально работал с тест-пластинками для настройки корректоров и головок откликнуться и поделиться деталями, как это все происходит во времени и по уровням.

 

Если кому-то будет интересно узнать какие искажения есть в его вертушке, то присылайте файлы с записанными сигналами с тест-пластинки или ссылки на Ютуб, Яндекс диск.. Я вам расскажу какие есть косяки в вашей вертушке и нарисую оптимальную АЧХ для коррекции вашего проигрывателя.

 

В перспективе могу вам изготовить усилитель – корректор, который будет идеально компенсировать искажения вашего проигрывателя и головки. Его можно сделать с плавной регулировкой корректирующих АЧХ. Его можно также использовать как корректор АЧХ для прослушивания различных записей, сделанных в разное время и по разным стандартам ( США, Европа, Япония, СССР ).

 

 И как вам такая идея, купили бы такой девайс? Или тема качественного звука с пластинок для вас не актуальна и вас не гложет сомнение выяснить какая АЧХ у вашей вертушки?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменено 10 марта, 2021 пользователем Voling

[m.ix 182]

Ты кое что без койки забыл.

Это остальная механическая часть.

Кто её будет делать и усовершенствовать?

 

[Voling 46]

21 час назад, m.ix сказал:

Ты кое что без койки забыл.

Это остальная механическая часть.

Кто её будет делать и усовершенствовать?

 

Это важная, но совсем другая тема.

[m.ix 182]

Это как раз важно, важно всё в совокупности.

Это как там говриться.

Сильная сторона определяется самым слабым его звеном.

Если механика где то будет чуток не такой, то какая бы не была супер-пупер мудрённая электроника, звука толкового с этого дэвайса не будет нормальнозвучащей.

 

А гляди ка, корабль уплыл?

Говорит боцман капитану стоя на пирсе.

А рядом стоящий матрос подметил, а якорь то остался у пирса висеть.

 

[Voling 46]

27 минут назад, m.ix сказал:

Это как раз важно, важно всё в совокупности.

Это как там говриться.

Сильная сторона определяется самым слабым его звеном.

Если механика где то будет чуток не такой, то какая бы не была супер-пупер мудрённая электроника, звука толкового с этого дэвайса не будет нормальнозвучащей.

 

А гляди ка, корабль уплыл?

Говорит боцман капитану стоя на пирсе.

А рядом стоящий матрос подметил, а якорь то остался у пирса висеть.

 

Бесспорно.