RxLx корректор

[johnson1496]

Вариант RIAA корректора.

[johnson1496]

Но ее оборжали и забыли. Попытка 2

Несколько лет назад Сергей Банковский предлагал Rx трансформаторы для классической схемы Rx корректора по Лихницкому. Я тогда стал одним из обладателей трансформатора, который довел конструкцию до конца. Звук поразил до такой степени, что обычные RC корректоры были забыты напрочь. Когда эйфория улеглась, занялся измерениями и все оказалось плохо - кривая соответствовала RIAA только в пределах 100...10000 Гц, и что самое мерзкое, трансформатор имел дикий резонанс примерно на 70 кГц, рост амплитуды начинался примерно с 16 кГц. После раздумий и измерений пришел к выводу, что во всем виновата индуктивность рассеяния и емкость монтажа, т.е. все зависит от конструкции. Приемлемых размеров конструкция не получалась, тогда я использовал обмотку для ВЧ коррекции для компенсации резонанса на ВЧ (фильтр настроил примерно на 90 кГц), а 75 мкС получил в первом каскаде корректора за счет индуктивности в истоке 2SK170.  Теперь АЧХ соответствует RIAA. Т.к. форум ламповый, практически избавился от камней на пути сигнала:

Усиление 1 каскада получилось 800, последний каскад нормирующий, дабы получить 1В RMS/

Если кто-то решит повторить схему помогу с настройкой и, при большом желании парой 2SK170.

[johnson1496]

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+Ź_L(jω) * S)

где:

R3 – нагрузка корректирующего каскада;

S - крутизна передаточной характеристики полевого транзистора;

Ź_L(jω) –комплексное сопротивление катушки индуктивности в истоке полевого транзистора.

Ź_L(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 

I_с = 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 

U_зи ≈ 0,020В .
3. Оценим значение крутизны передаточной характеристики полевого транзистора S = ΔI_c/ΔU_зипо 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 транзистораR_сиесть величина, обратная крутизне, получим:

R_си = ΔU_зи/ ΔI_c = 16,6 Ом.
5. По известной формуле расчета постоянной времени RL цепиτ = L/Rсчитаем индуктивность корректирующей цепочки для постоянной времени τ2=75мкс:

L = τ2 * R_си = 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+Ź_L(jω) * S)

где:

R3 – нагрузка корректирующего каскада;

S - крутизна передаточной характеристики полевого транзистора;

Ź_L(jω) –комплексное сопротивление катушки индуктивности в истоке полевого транзистора.

Ź_L(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 

I_с = 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 

U_зи ≈ 0,020В .
3. Оценим значение крутизны передаточной характеристики полевого транзистора S = ΔI_c/ΔU_зипо 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 транзистораR_сиесть величина, обратная крутизне, получим:

R_си = ΔU_зи/ ΔI_c = 16,6 Ом.
5. По известной формуле расчета постоянной времени RL цепиτ = L/Rсчитаем индуктивность корректирующей цепочки для постоянной времени τ2=75мкс:

L = τ2 * R_си = 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.

[johnson1496]

Да в общем то тема уже создана. Осталось добавить пару фото ныне действующего корректора и то, что на способ коррекции подана заявка на изобретение (первое одобрение получено), но я ничего не имею против изготовления подобных корров себе любимому.

[johnson1496]

Сам корректор и внутренности БП

[Xрюн222]

А в чем тут изобретение? В использовании для LR коррекции виртуального сопротивления R активного прибора со стороны истока/катода? Такие варианты достаточно давно известны и некоторые опубликованы... 

Из серийно выпускаемого фирменного, если не ошибаюсь, ЕАR 88 pb имеет коррекцию 75 мкс на катушке в истоке полевика. 

Edited May 22, 2022 by Xрюн222

[johnson1496]

Да, конечно, но полевики в качестве R в RL фильтре RIAA я не встречал. Не в этом суть, не пройдет экспертизу, значит не пройдет.

[Xрюн222]

Ну вот Вы не знаете схему еар88рв, не факт что эксперт её раскопает, скорее всего нет... Применительно к лампам, подобное решение, например, было на форуме С. Сергеева Хайэнд борда, там обитает SergeL. Причём как вариант, он там все три тау разом в катодной цепи обыграл. Я на подобном принципе делал усилитель воспроизведения для магнитофона, что, для коррекции IEC/CCIR, как оказалось, даже сложнее, чем для виниловой RIAA. И ещё и необходимость переключать стандарты CCIR/NAB + скорости, хотя бы 19/38 как минимум. 

Лампы конечно не полевики, но 6ж9п, 6ж5п и тп, с "повышенной крутизной", вполне позволяют реализовать рассматриваемый тип коррекции

 

Edited May 22, 2022 by Xрюн222

[Alex Torres]

1 час назад, johnson1496 сказал:

Но ее оборжали и забыли

И правильно сделали, чего там всяких Банковских обсуждать?

 

[Xрюн222]

Ну тем не менее, надеюсь, принципиальных противопоказаний к LR/LX коррекции нет? 

Edited May 22, 2022 by Xрюн222

[johnson1496]

Нет конечно, в отличие от Rx серьезных плясок с бубном делать не приходилось, все рассчитывается с достаточной точностью. Важно, чтобы сердечники в L (если они есть) работали на заданных частотах.

[Xрюн222]

Это я на замечание Алекса :). 

[johnson1496]

А схему SergeL  помню, тем более он не первый, у меня не то, согласитесь. Честно говоря первый я или нет обсуждать не хочется, пусть решает ФИПС (правда здорово поржал, когда они выдали патент на вечный двигатель)

[Xрюн222]

Бог с ней, с первостью. Да, разделение тау по каскадам несколько упрощает жизнь и может в итоге улучшить результат. 

[Alex Torres]

В 22.05.2022 в 10:17, Xрюн222 сказал:

Ну тем не менее, надеюсь, принципиальных противопоказаний к LR/LX коррекции нет? 

 

 

Я вообще тоже когда-то делал RL-коррекцию, правда не в ФК а в УВ катушечника, но они не так уж сильно друг от друга и отличаются.

 

P.S. Там кто-то опять мои сообщения редактирует?  Я фамилию этого юриста, последних лет 20 пишу только с префиксом "е" и "ь" в середине, поскольку это его суть отражает.

 

Edited July 17, 2022 by Ollleg
отредактировано.

[BAA]

Если посмотреть на хар-ки, см аттач. то сопротивление ri полевика в вашем режиме ~ 10В Uси и I=2.5 mA порядка 40 кОм. Как резистор jfet работает при долях вольта Uси. И откуда "внутреннее сопротивление" jfet-a в регионе насыщения зависит от соотношения, приведенного вами.
Эквивалентная крутизна при введении резистора (или индуктора, как у вас) в исток будет S/(1+S*wL). Лень считать ri у лампы, пусть будет большое.
Тогда, учитывая, что ток истока равен току катода и анода имеем Ку1~Ra*S/(1+S*wL).
То бишь полевик преобразует напряжение в ток с коэфф. S/(1+S*wL), а последний преобразуется в напряжение с коэфф. Ra=100k.
EDIT
И да, пока S*wL значительно меньше 1 имеем частононезависимый Ку. При S*wL  значительно больше 1 имеем линейное падение усиления с частотой. 

 

Edited May 22, 2022 by BAA

[ДимДимыч]

28 минут назад, Alex Torres сказал:

P.S. Там кто-то опять мои сообщения редактирует?  Я фамилию этого юриста, последних лет 20 пишу только с префиксом "е" и "ь" в середине, поскольку это его суть отражает.

 

Александр!  В себе "пиши" хоть как фамилию....но на портале превращать фамилию в мат это очень некрасиво.

 В следующий раз сразу отправлю в читальню на неделю.

Раз уж сам попросил меня ответить своим P.S.

[johnson1496]

ВАА речь идет о динамическом сопротивлении дельтаU/дельтаI как у лампы

[BAA]

22 minutes ago, johnson1496 said:

ВАА речь идет о динамическом сопротивлении дельтаU/дельтаI как у лампы

Ну ду ну да (это сарказм). Ваше значение есть импеданс, видимый со стороны истока, как в каскаде с общим затвором. 
Вот вам то, что называется ri  у нас и Ra у "них"
 

[johnson1496]

Вот только напряжение затвор-исток на полтора порядка ниже, и ток стока реально 2,5 ....3 мА в зависимости от экземпляра транзистора (в первой схеме измерения неточные).

[BAA]

Вот схема и напряжения на оной. На этом умолкаю.
 

[johnson1496]

Согласен, Вы правы.

[Xрюн222]

Теперь, кстати, если подать на индуктивность отрицательную ОС через резистор из какого нибудь следующего каскада, то эту индуктивность можно на порядок уменьшить.

[BAA]

16 minutes ago, Xрюн222 said:

Теперь, кстати, если подать на индуктивность отрицательную ОС через резистор из какого нибудь следующего каскада, то эту индуктивность можно на порядок уменьшить.

Кстати или не очень, но L придется экранировать очень даже, пермаллоем, как собственно ГЗС. 

[Xрюн222]

Это в любом случае. Но, чем меньше её величина и соответственно меньше витков - тем проще.