Идея: использовать динамическое сопротивление сток-исток полевого транзистора как составляющую часть RC фильтра в RIAAкорректоре.
Рассмотрим схему на рисунке более подробно.
Коэффициент передачи k0 сигнала равен:
k0 = R3*S/(1+ŹL(jω) * S)
где:
R3 – нагрузка корректирующего каскада;
S - крутизна передаточной характеристики полевого транзистора;
ŹL(jω) –комплексное сопротивление катушки индуктивности в истоке полевого транзистора.
ŹL(jω) = jωL
ω – циклическая (круговая)частота;
L – индуктивность в истоке полевого транзистора.
т. о. математическая функция передачи частотной коррекции от входа к выходу каскада имеет вид:
Uout/Uin = R3* S/(1+j2π*f L*S)
Рассчитаем внутреннее сопротивление (сопротивление сток-исток) полевого транзистора 2SK170:
1. Сначала определяем ток покоя транзистора Ic. Поскольку 2SK170 является малошумящим полупроводником, а параметр шумовых характеристик в datasheet-е нормируется при токе стока Id=2,6-6,5mA, то для расчёта выберем этот ток равным
Iс = 3,5мА .
2. Мысленно проводим на графике зависимости тока стока от напряжения затвор-исток, пересекающую Id = 3.5 mA. Величина напряжения затвор-исток, исходя из графика, получается
Uзи ≈ 0,020В .
3. Оценим значение крутизны передаточной характеристики полевого транзистора S = ΔIc/ΔUзипо графику. Изменение напряжения Uзи в интервале - (0,0 ...0,020) В приводит к росту стока 1,2 мА, что даёт нам ориентировочное значение параметра крутизны при заданном токе
S ≈ 1,2/0,020 = 60 мА/В.
4. Зная, что внутреннее динамическое сопротивление полевого транзистораRсиесть величина, обратная крутизне, получим:
Rси = ΔUзи/ ΔIc = 16,6 Ом.
5. По известной формуле расчета постоянной времени RL цепиτ = L/Rсчитаем индуктивность корректирующей цепочки для постоянной времени τ2=75мкс:
L = τ2 * Rси = 4,5 мГн
Схемное решение:
Для ММ головки с выходом 3-5 mV необходимо усиление порядка 1000 в области низких частот. Такой высокий коэффициент усиления можно получить от каскодной схемы.
За основу взята схема корректора для ММ-картриджей Евгения Карпова “CRYSTALSOLID” опубликованная на сайте https://next-tube.com/которая была доработана в соответствие с описываемым решением.
Основное усиление сосредоточено в первом каскаде, реализованном по каскодной схеме на транзисторах VT1, VT2. Необходимый коэффициент усиления получен выбором номинала резистора R5. Между истоком и общим проводом VT1включена индуктивность, которая совместно с динамическим сопротивлением сток-исток транзистора VT1 образует коррекцию на ВЧ τ2=75мкс корректора.
Т.к. каскад имеет большое выходное сопротивление, он нагружен на истоковый повторитель VT3 с трансформаторной нагрузкой МКТ 1. Низкое выходное сопротивление истокового повторителя (порядка 24 Ом) позволило нагрузить его на корректирующую цепь L2,R9, R10величины которых позволяют с высокой точностью рассчитать значения τ1=318 мкс и τ3=3180 мкс:
τ1= L2/R9;
τ3=L2/R10
на погрешность расчета влияют только активные сопротивления вторичной обмотки трансформатора МКТ 1 и индуктивности L2.
Выход корректирующей цепи L2,R9, R10 нагружен на высокое входное сопротивление каскада на электронной лампе C3m, который в свою очередь является нормирующим усилителем (выходное напряжение переменного тока около 1,5 В) с низким выходным сопротивлением (около 600 Ом). Усилитель особенностей не имеет.
Как резюме: мною собрано два экземпляра таких корректоров. Благодаря схемотехническому решению постоянные времени соответствуют расчетным с очень хорошей повторяемостью. Описывать качество дело неблагодарное, но по-моему такое решение не уступает Rx корректору Лихницкого опыт изготовления которого тоже имеется.
Как продолжение - есть желание заменить верхние мосфеты на электровакуумные приборы.
Идея: использовать динамическое сопротивление сток-исток полевого транзистора как составляющую часть RC фильтра в RIAAкорректоре.
Рассмотрим схему на рисунке более подробно.
Коэффициент передачи k0 сигнала равен:
k0 = R3*S/(1+ŹL(jω) * S)
где:
R3 – нагрузка корректирующего каскада;
S - крутизна передаточной характеристики полевого транзистора;
ŹL(jω) –комплексное сопротивление катушки индуктивности в истоке полевого транзистора.
ŹL(jω) = jωL
ω – циклическая (круговая)частота;
L – индуктивность в истоке полевого транзистора.
т. о. математическая функция передачи частотной коррекции от входа к выходу каскада имеет вид:
Uout/Uin = R3* S/(1+j2π*f L*S)
Рассчитаем внутреннее сопротивление (сопротивление сток-исток) полевого транзистора 2SK170:
1. Сначала определяем ток покоя транзистора Ic. Поскольку 2SK170 является малошумящим полупроводником, а параметр шумовых характеристик в datasheet-е нормируется при токе стока Id=2,6-6,5mA, то для расчёта выберем этот ток равным
Iс = 3,5мА .
2. Мысленно проводим на графике зависимости тока стока от напряжения затвор-исток, пересекающую Id = 3.5 mA. Величина напряжения затвор-исток, исходя из графика, получается
Uзи ≈ 0,020В .
3. Оценим значение крутизны передаточной характеристики полевого транзистора S = ΔIc/ΔUзипо графику. Изменение напряжения Uзи в интервале - (0,0 ...0,020) В приводит к росту стока 1,2 мА, что даёт нам ориентировочное значение параметра крутизны при заданном токе
S ≈ 1,2/0,020 = 60 мА/В.
4. Зная, что внутреннее динамическое сопротивление полевого транзистораRсиесть величина, обратная крутизне, получим:
Rси = ΔUзи/ ΔIc = 16,6 Ом.
5. По известной формуле расчета постоянной времени RL цепиτ = L/Rсчитаем индуктивность корректирующей цепочки для постоянной времени τ2=75мкс:
L = τ2 * Rси = 4,5 мГн
Схемное решение:
Для ММ головки с выходом 3-5 mV необходимо усиление порядка 1000 в области низких частот. Такой высокий коэффициент усиления можно получить от каскодной схемы.
За основу взята схема корректора для ММ-картриджей Евгения Карпова “CRYSTALSOLID” опубликованная на сайте https://next-tube.com/которая была доработана в соответствие с описываемым решением.
Основное усиление сосредоточено в первом каскаде, реализованном по каскодной схеме на транзисторах VT1, VT2. Необходимый коэффициент усиления получен выбором номинала резистора R5. Между истоком и общим проводом VT1включена индуктивность, которая совместно с динамическим сопротивлением сток-исток транзистора VT1 образует коррекцию на ВЧ τ2=75мкс корректора.
Т.к. каскад имеет большое выходное сопротивление, он нагружен на истоковый повторитель VT3 с трансформаторной нагрузкой МКТ 1. Низкое выходное сопротивление истокового повторителя (порядка 24 Ом) позволило нагрузить его на корректирующую цепь L2,R9, R10величины которых позволяют с высокой точностью рассчитать значения τ1=318 мкс и τ3=3180 мкс:
τ1= L2/R9;
τ3=L2/R10
на погрешность расчета влияют только активные сопротивления вторичной обмотки трансформатора МКТ 1 и индуктивности L2.
Выход корректирующей цепи L2,R9, R10 нагружен на высокое входное сопротивление каскада на электронной лампе C3m, который в свою очередь является нормирующим усилителем (выходное напряжение переменного тока около 1,5 В) с низким выходным сопротивлением (около 600 Ом). Усилитель особенностей не имеет.
Как резюме: мною собрано два экземпляра таких корректоров. Благодаря схемотехническому решению постоянные времени соответствуют расчетным с очень хорошей повторяемостью. Описывать качество дело неблагодарное, но по-моему такое решение не уступает Rx корректору Лихницкого опыт изготовления которого тоже имеется.
Как продолжение - есть желание заменить верхние мосфеты на электровакуумные приборы.
