Przedwzmacniacz gramofonowy MM z pasywną korekcją

Schemat przedwzmacniacza pokazano na rysunku 1. Układ oparty jest o wysokiej jakości wzmacniacza operacyjnego typu AD8599 firmy Analog Devices, zoptymalizowanym pod kątem niskich zniekształceń oraz znikomego poziomu szumów.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu

Schematy kanałów lewego i prawego są identyczne, elementy kanału lewego oznaczone są sufiksem *L, zaś prawego: *R. Opis działania dotyczy kanału lewego. Sygnał wejściowy z wkładki MM doprowadzony jest do złącza INL, a koralik ferrytowy FB1L filtruje zakłócenia w.cz. Wstępne obciążenie pojemnościowe 47 pF, wymagane do poprawnej pracy wkładki, zapewnia kondensator C1L. Pojemność może zostać zwiększona zgodnie z wymaganiami zawartymi w dokumentacji używanego przetwornika, za pomocą sekcji 1,2,3 przełącznika DIP oznaczonego SW1L, poprzez równoległe podłączenie z C1L dodatkowych pojemności C2L…C5R. Sumaryczna pojemność obciążająca może być regulowana od 47 pF do ok. 400 pF, z krokiem 47 pF. Podczas dopasowywania pojemności wejściowej każdorazowo należy pamiętać o uwzględnieniu pojemności przewodu połączeniowego, która może wynosić od kilkunastu do kilkuset pF. Obciążenie rezystancyjne wkładki zapewnia rezystor R1L oraz – odłączany sekcją 4 przełącznika SW1L – opcjonalny rezystor R2L. Umożliwia to zapewnienie typowej impedancji obciążenia 47 kΩ (SW1L-4 zwarte, położenie domyślne) oraz 100 kΩ.

Z wyjścia sekcji dopasowania obciążenia i separacji składowej stałej przez C6L, sygnał doprowadzony jest do pierwszego stopnia wzmacniacza o ustalonym przez rezystory R4L, R5L wzmocnieniu ok. 30 dB. Wartości rezystorów dobrane są jako kompromis pomiędzy obciążeniem wyjścia wzmacniacza operacyjnego U1L a możliwie minimalnym poziomem szumów. Kondensator CE3L redukuje wzmocnienie stałoprądowe oraz zapewnia wstępne odcięcie sygnałów o bardzo niskich częstotliwościach, pełniąc funkcję podstawowego filtru subsonicznego/antywibracyjnego. W opisanym przedwzmacniaczu zastosowano korekcję pasywną – elementy kształtujące charakterystykę przenoszenia nie są umieszczone tradycyjnie w pętli sprzężenia zwrotnego, ale pomiędzy stopniami wzmacniacza. Każde z wymienionych rozwiązań ma pewne wady i zalety oraz – jak to zwykle bywa – ma swoich zagorzałych zwolenników i przeciwników. Z inżynierskiego punktu widzenia największą wadą układu pasywnego jest zwiększona komplikacja układu, gdyż musi on być zrealizowany na drodze dwóch stopni wzmocnienia, co wiąże się też z większymi zniekształceniami i poziomem szumów, zaletą zaś jest teoretyczny brak zniekształceń związanych z pracą korekcji w obwodzie sprzężenia zwrotnego. W modelu za korekcję RIAA odpowiadają elementy R6L…R9L oraz C10L…C13L.

Równoległe i szeregowe połączenia elementów w obwodzie korekcji zastosowano dla ułatwienia doboru elementów z typowego szeregu E12, co jest szczególnie istotne w przypadku kondensatorów.

Po pasywnej korekcji charakterystyki sygnał, ze względu na obniżenie poziomu, doprowadzony jest do drugiego stopnia U1LB o skokowo regulowanym wzmocnieniu, pozwalającym dostosować całkowite wzmocnienie toru do wkładek o różnych poziomach wyjściowych. Wzmocnienie regulowane jest poprzez wybór odpowiednich wartości rezystorów R11L…R13L w torze sprzężenia zwrotnego za pomocą przełącznika SW2L. Dostępne wartości wzmocnienia to ok. 24/27/30 dB. Sygnał z drugiego stopnia – po separacji składowej stałej (CE4L) – doprowadzony jest do złącza wyjściowego OUT. Układ może być zasilany symetrycznym napięciem ±15 V doprowadzonym do złącza PWR.

Przedwzmacniacz zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej, rozmieszczenie elementów pokazuje rysunek 2.

Rysunek 2. Rozmieszczenie elementów na PCB

Sposób montażu jest klasyczny i nie wymaga opisu. Należy zadbać tylko o zastosowanie niskoszumowych rezystorów metalizowanych o tolerancji 1% oraz dokładny dobór kondensatorów foliowych odpowiadających za kształtowanie charakterystyki. Poprawnie zmontowany przedwzmacniacz nie wymaga specjalnego uruchamiania.

Ze względu na niski poziom sygnałów w torze należy zastosować ekranowane przewody połączeniowe, a płytkę umieścić w ekranowanej obudowie. W celu osiągnięcia opytmalnych parametrów układ powinien być zasilany za pomocą niskoszumowego zasilacza liniowego ±15 V o wydajności 200 mA.

Zmontowaną płytkę przedwzmacniacza można zobaczyć na fotografii tytułowej.

Przedwzmacniacz MM, uzupełniony o opisaną na łamach EP8/19 płytkę przedwzmacniacza gramofonowego dostosowanego do wkładek MC, niskoszumowego zasilacza audio (EP 10/2018) oraz filtru subsonicznego (EP 11/2024) może być podstawą do budowy uniwersalnego przedwzmacniacza gramofonowego DIY wysokiej jakości.

Miłego odsłuchu!

Adam Tatuś, EP