|
Совершенно аналогично тому, как это делалось в случае с линейным каскадом, прежде всего необходимо перечислить полный
перечень требований к блоку частотной коррекции проигрывателя грампластинок, удовлетворяющему требованиям стандарта RIAA.
1. Низкий уровень шумов и отсутствие фона сетевого
питания. Следует признать, что электронные лампы не являются такими же малошумящими, как последние поколения малошумящих
операционных усилителей, выполненных на интегральных микросхемах, но осуществляя накал подогревателей, при помощи источников
постоянного тока, можно практически полностью снять проблему фона сетевого питания и несколько снизить шум ламп. Пентоды
желательно сразу исключить из рассмотрения, однако, к использованию триодов также необходимо будет подходить с некоторой
осторожностью.
2. Постоянные значения входного сопротивления и емкости. Это требование может показаться очевидным,
но многие конструкции оказываются несостоятельными из-за того, что подвижные магнитные части головок звукоснимателей оказываются
особенно чувствительными к изменениям электрической нагрузки.
3. Точность выполнения частотной коррекции. Кажется совершенно неправдоподобным, хотя это и так,
но огромное количество разработок (как древних, так и современных) имеет совершенно неправильно заданные параметры частотной
коррекции стандарта RIAA. Это может быть связано как с ошибками при использовании для расчетов изначально верных математических
выражений, так и с ошибками определения условий нагрузки.
4. Необходимо учитывать плохую способность к быстрому реагированию на изменения параметров компонентов.
Лампы подвержены естественному старению, и по мере развития процесса значение сопротивления rа
возрастает. Аналогично этому, при замене лампы, значение проходной емкости Cag может совершенно
не совпадать со значением, которое было у прежней лампы. Любой из указанных эффектов может весьма ощутимо повлиять на точность
частотной коррекции по стандарту RIAA.
5. Хорошая способность переносить перегрузки. Однако
возникает вопрос, а в чем именно должна заключаться данная способность? При использовании цифрового осциллографа Tektronix
TDS420 исследовался максимальный уровень выходного сигнала долгоиграющих пластинок, воспроизводимый с использованием высококачественной
звуковоспроизводящей системы. Первоначально осциллограф TDS420 использовался в режиме «исследования огибающей амплитудо-модулированного
сигнала» с целью определить максимальную выходную мощность звукоснимателя, причем, контроль велся на протяжении всего дня,
в течение которого прослушивались музыкальные программы.
Максимальные пики наблюдались во время воспроизведения пластинки, соответствующей стандарту безукоризненной точности
воспроизведения Mobile Fidelity, с записанной Девятой симфонией Бетховена. До введения коррекции пики возрастали до уровня
+16 дБ выше номинального уровня, соответствующего скорости перемещения иглы 5 см/с, однако, пики от щелчков, или скрипов,
вызванные наличием на пластинке пыли или микроцарапин, превысили этот уровень почти вдвое, достигнув значения +22дБ (рис. 8.14).
Рис. 8.14 Осциллограмма выходного музыкального сигнала, полученная методом огибающей АМ-сигнала и не подвергнутая
частотной коррекции (пики на осциллограмме определяются наличием на грампластинке пыли и микротрещин)
Индивидуальные щелчки были затем убраны и было обнаружено, что возбуждался механический резонанс системы виниловая пластинка
— масса звукоснимателя, который проявлялся в сильно сглаженных (демпфированных) колебаниях на частоте 56 кГц, причем это
наблюдалось именно для используемого звукоснимателя с подвижной катушкой головки (рис. 8.15).
Перегрузка, возникающая в результате воздействия ультразвуковых колебаний, могла также вызвать явление взаимомодуляции,
результирующая которой могла затем проявиться в звуковом диапазоне частот, либо, в более худшем случае, вызвать блокирование.
Блокирование особенно нежелательно, так как оно преобразует кратковременную перегрузку, которая могла вообще оказаться незамеченной,
в длительную (затянувшуюся) низкочастотную помеху, жесткость воздействия которой могла дополнительно усилиться действием
блока частотной коррекции. В случае, если усилитель мощности блокируется, пользователь может уменьшить громкость звука,
но такого не происходит в блоке частотной коррекции записи RIAA, поэтому необходимо любым способом избегать возникновения
блокирования.
Можно задать границы изменения чувствительности звукоснимателя уровнем порядка 6 дБ. В случае, если понадобится более
высокое, чем принятое значение, можно будет переконфигурировать блок частотной коррекции RIAA проигрывателя.
Рис. 8.15 Осциллограмма выходного сигнала звукоснимателя, не подвергнутая частотной коррекции и демонстрирующая
возбуждение, возникающее из-за механического резонанса системы виниловая грампластинка — звукосниматель с конечной массой
Хорошо разработанная схема не должна работать точно в заданных границах, поэтому необходимо раздвинуть границы диапазона
на дополнительные 6 дБ, определяя, таким образом, общий диапазон 28 дБ для звукового частотного диапазона, и увеличивая его
до 34 дБ, или даже несколько более этого значения, для ультразвукового частотного диапазона. Очень немногие предусилители
любого года выпуска могут одновременно удовлетворять таким требованиям и требованию низких шумов.
Старые, «заезженные» пластинки генерируют помехи ультразвукового диапазона гораздо интенсивнее, чем новые. Это может
объясняться либо наличием грязи, набившейся в звуковые канавки, либо перескакиванием иглы в процессе воспроизведения звука
с дорожки на дорожку и повреждением их стенок, когда иголка ударяется о боковые поверхности. Явно завышенная граница допустимой
перегрузки в ультразвуковом диапазоне как раз и есть та причина, по которой предусилитель не очень высокого качества может
сделать невозможным прослушивание изношенной старой грампластинки, однако при воспроизведении пластинки с использованием
предуси-лителя высокого качества от нее можно будет получить максимальную отдачу.
6. Низкий уровень искажений. Данное требование является очевидным и перекликается с требованием
п. 5.
7. Низкое значение выходного сопротивления. Блок
частотной коррекции RIAA проигрывателя должен иметь способность работать на емкостную нагрузку кабеля, соединяющего его как
с записывающим устройством, так и с линейным каскадом, если он расположен отдельно от проигрывателя.
8. Незначительный микрофонный эффект. Лампы всегда склонны к микрофонному эффекту, но возможно сделать его незначительным.
Низкое значение анодной нагрузки совместно с большим анодным током снижает шум, но увеличивает усиление каскада по мощности,
что приводит к увеличению микрофонного эффекта. Разумеется, необходимо изолировать лампы механически. Эта проблема гораздо
проще, чем кажется на первый взгляд, потому что резонансные частоты всех конструкционных элементов лежат выше 1 кГц, и механический
фильтр для этих частот делается весьма просто размещением блока частотной коррекции на отдельном шасси, которое крепится
к основному на эластичных подвесках из резины (металлические пружины не подходят из-за того, что их собственная частота колебаний
обычно близка к частоте собственных колебаний внутренних элементов лампы).
После того, как определены основные требования к самому блоку, можно рассмотреть требования к топологии.
Требования малого уровня шумов и постоянства входного сопротивления явно указывают на необходимость использования параллельной
обратной связи. Требование низкого уровня шумов исключает использование пентода. Таким образом, остается триодный каскад,
включающий активный каскад выравнивания характеристики, использующий последовательные связи, либо варианты пассивного выравнивания
характеристики. Каждый из претендентов может быть в дальнейшем преобразован для выполнения функции выравнивания по принципу
«все одновременно и в одном месте», либо расчленен по целому ряду каскадов.
|
