Рассматриваемый корректор-усилитель предназначен для повышения уровня сигнала и частотной коррекции в соответствии со стандартом RIAA53 (78) от звукоснимателя с подвижным магнитом. Устройство основано на достаточно старой модели Lynx04A, которая и по сей день отличается высокой популярностью благодаря своей универсальности, простоте и отличной повторяемости схемы с одной стороны, а также высокому качеству звука с другой. Несмотря на то, что Lynx 04 реализован всего на двух операционных усилителях и одном буферном повторителе для канала, ему удается успешно конкурировать с множеством значительно более сложных и дорогих устройств.
В процессе разработки нового корректора были учтены замечания и пожелания, касающиеся работы первой версии. Кроме того, внесены изменения, направленные на использование более доступных на текущий момент элементных баз. При этом структурная основа схемы и удачная базовая концепция корректора АЧХ на интегральных устройствах с распределенной активной и пассивной коррекцией АЧХ остались неизменными.
Полностью переосмыслены стабилизаторы питания, а также существенно изменена топология печатной платы для дальнейшей минимизации уровня помех и искажений интерфейса. Новое устройство включает в себя два совершенно независимых канала (включая питание и общий провод), что позволяет в ряде конфигураций снизить фоновый переменный ток за счёт исключения “земляных петлей”. Плата усилителя была разработана более универсальной, учитывая возможность применения различных типов как активных, так и пассивных компонентов. В частности, предусмотрены варианты установки различных типов операционных усилителей в корпусах DIP8, TO99, SO8 (через переходник) и подбор необходимых значений емкости конденсаторов в корректирующих цепях с параллельным включением нескольких конденсаторов. При проектировании платы были приняты меры по улучшению теплоотведения от регулирующих транзисторов и балластных резисторов стабилизаторов питания, что позволило снизить собственный шум стабилизаторов.
Схема основного усилителя-корректора Lynx RIAA04V2 изображена на рисунке 1. В первом каскаде используется относительно новый операционный усилитель OPA827, который выполнен по технологии SiGe и отличается низким уровнем шумов типа 1/F. По этому критерию OPA827 превосходит конкурента AD743, обеспечивая уровень шумов в диапазоне до 10 Гц менее 250 нВ по сравнению с 380 нВ у AD743, при этом обладает значительно более высокой скоростью работы и примерно в десять раз меньшими собственными искажениями на частотах свыше 2–3 кГц. В первом каскаде реализована коррекция амплитудно-частотной характеристики с временными константами 3180 мкс и 318 мкс; за ним следуют пассивный высокочастотный с постоянной времени 75 мкс и пассивный низкочастотный с постоянной времени 7950 мкс, соответствующий стандарту RIAA78.
Второй каскад представляет собой усилитель с линейной амплитудно-частотной характеристикой. Для этого каскада был выбран широко известный операционный усилитель OP42, который выделяется низким уровнем искажений, высокой перегрузочной способностью входного каскада и очень хорошими субъективными характеристиками звучания. Выходной усилитель дополнительно оснащен однотактовым эмиттерным повторителем, работающим с током покоя около 15 мА, что позволяет системе функционировать на нагрузке порядка 1 кОм без значительного увеличения искажений. Для ТОЧНОЙ настройки нулевого потенциала на выходе устройства (что критично при функционировании в системе без разделительных конденсаторов или трансформаторов) во втором каскаде применяется штатная цепь балансировки операционного усилителя.
Стабилизаторы питания оперативных усилителей представляют собой компенсирующие устройства параллельного типа, выполненные по известной структуре ИОН-ФШ-ОУ. Выходное напряжение этих стабилизаторов установлено на уровне 18В, что является максимально допустимым значением для большинства усилителей. Увеличение питания на 3В с каждой стороны позволяет немного повысить перегрузочную способность коррекционного усилителя (об этом подробно написано в статье о Lynx04). В качестве источников опорного напряжения используются стабилизаторы туннельного лавинного пробоя с низким уровнем шума и равномерной спектральной плотностью без выраженного компонента фликера. Питание стабилизаторов осуществляется от ГСТ на полевых транзисторах. Каждый стабилизатор получает питание от индивидуального источника, а соединение источников происходит только на самой плате корректора. Также на плате предусмотрены клеммы для организации соединения “земель”, которое может быть выполнено как со стороны входа (по “сигнальной земле”), так и со стороны клемм питания (по “питающей земле”). Способ соединения “земель”, а также необходимость такого подключения устанавливаются экспериментально при минимальном уровне шума, измеренного в процессе настройки усилителя.
На рисунке 2 представлен вид собранной платы Lynx RIAA04V2.
Размеры платы составляют 160 х 90 мм. Максимальная высота определяется высотой теплоотводов; в авторском варианте применены теплоотводы Fischer SK104 с высотой 38 мм.
Все резисторы (кроме R1, R2, R31, R32) – Vishay RN55, CCF55 или их эквиваленты. R1, R2, R31, R32 – Caddock MP930. Конденсаторы, использующиеся для коррекции АЧХ, – Wima FKP2 и MKP2. Электролитические конденсаторы могут быть любыми, соответствующими необходимым габаритам и качеству. В авторском экземпляре применялись конденсаторы Panasonic FC, Panasonic NHG и NCC KME.
На плате можно установить любые операционные усилители в корпусах DIP8 и TO99 (непосредственно), а также в SO8 (через переходники). Я использовал OPA827AID и OP42FJ. Также проводилась проверка работы усилителя с операционными усилителями AD743, AD744, TDA1034, OPA627, OPA128, LT1057, 544УД1, 544УД2, LME49710, HA2600.
В стабилизаторах питания можно применять различные операционные усилители, которые подходят для работы при малых уровнях усиления, такие как 544УД1, TL071 и им подобные. Полевые транзисторы, используемые в источниках тока стабилизаторов, желательно подбирать так, чтобы начальный ток стока находился в диапазоне от 3 до 6 мА.
Для достижения наилучших результатов питания первичные напряжения рекомендуется подавать через стабилизированные источники. Это необходимо, чтобы колебания сетевого напряжения, особенно его увеличение, не приводили к ухудшению теплового баланса вторичных стабилизаторов. В связи с этой задачей была создана плата, включающая выпрямители и первичные стабилизаторы; выпрямители предназначены для работы с нестационарными процессами, а стабилизаторы основаны на LM317/LM337 в корпусе TO220 с теплоотводами SK104. Размеры данной платы составляют 120 х 90 мм, и она специально спроектирована для работы с специализированным силовым трансформатором, который обладает сверхмалым полем рассеяния.
Специальная настройка не требуется для безошибочно собранного усилителя Lynx RIAA04V2. На выходах усилителя с помощью потенциометров R5 и R33 устанавливается нулевой постоянный потенциал (в пределах +/-0.5 мВ). Конденсатор С10 (или С34) выбирается с учетом наименьшей неравномерности АЧХ при воспроизведении с измерительной пластинки с частотами 14…20 кГц. Уровень выходного сигнала при использовании конкретной головки устанавливается путем подбора резисторов R16 (R46) и R24 (R58) так, чтобы при воспроизведении частоты 1 кГц и скорости записи 7 см/с напряжение на выходах DA1 (DA5) составляло около 50…70 мВ, а на выходах DA2 (DA6) – 600…700 мВ. В общем, возможно установить и другие значения по желанию оператора, в зависимости от чувствительности тракта и головки звукоснимателя.
Усилитель был протестирован с головками таких моделей, как Grado Blue 1, Shure M97XE, Ortofon 2M Black и Clearaudio Maestro V2, и продемонстрировал выдающиеся результаты. Его субъективные характеристики звука оказались гораздо выше по качеству, чем у ряда значительно более сложных и дорогих устройств.
Дмитрий Андронников, Сергей Жуков, Санкт-Петербург, Малая Вишера, апрель-май 2018
