Phono-steget
Det som är kul när man designar för sitt höga nöjes skull är ju att man kan hoppa runt lite och mecka med olika delar utan någon egentlig tidplan. Så nu hoppar jag på phono-delen av förstärkaren.
Jag tänker mig ett Composite RIAA Network mellan de två trioderna i en ECC83. Jag fick tips av en kompis att prova bygga med 6N4 som är en Kinesisk variant av ECC83 så jag skaffade några att labba med. Dom påstås ljuda lite krispigare.
Första förstärkarsteget tänker jag maximera på gain men den måste ha tillräckligt drivimpedans för det kommande Composite nätet
Med uTracern mäter jag upp och provar en massa olika motståndsvärden för R321 och för olika Bias
R321 = 150k och Vbias = -0.6V ser ut att ge gain = x70
Hmmm, jag borde ha en ide om vilka signalspänningsnivåer som kommer vara viktiga. Jag vill ju att Phono-steget ska kunna driva ut ECL82an till full effekt
Om man gör ett blockdiagram över förstärkarstegen så borde det se ut någonting såhär
Jag vill ha lite drygt en volt ut att driva ECL82an med. Från en MM-pickup borde man få 5mVrms. Eftersom det är enklare att mäta peek med oscilloskåp så envisas jag med att omvandla till peek = 7.1mV
Om först steget har 70ggrs förstärkning så borde jag ha 0,5Vpeek att mata RIAA nätet med.
RIAAnätet dämpar allt ca 10ggr (nja kanske inte). Vill jag ha över 1Vpeek ut så måste steg två ha en förstärkning på 20-25 ggr i alla fall.
Triodsteg 2 skulle kunna få ännu lägre Anodresistor, tex 56k och en Bias på -1.2V.
Arbetspunkterna för de båda rören skulle då se ut såhär
Jag väljer låta C316 och C312 utgöra rumblefilter under 10Hz.
Själva RIAAnätet designas enligt Stanley Lipshitz paper från slutet av 70-talet med följande givna parametrar
R x C314 = 2187μs
R x C313 = 750μs
R320 x C314 = 318μs
C314 / C313 = 2.916
R / R320 = 6.8774
R = (R324 x R318)/(R324 + R318)
Så jag väljer C314 = 8n2
C313 = 8n2 / 2.916 = 2,812n => (2n2 || 560p)
Jag väljer C313B = 560pF eftersom triod-Bs Millereffekt kommer addera lite kapacitans så C313 kan hållas lite låg.
R320 = 318μs / 8n2 = 38780 => 39k
Den kombinerade R = 39k x 6.8774 = 268k
R324 = 1 / (1/268k - 1/1M) = 366k => 330k + 33k
C318 skulle kunna användas för 10Hz men jag vill inte riskera att inför konstigheter i Composite-nätet så jag ger C318 ett förhållandevis högt värde.
C318 = 1/2pi x 10Hz x 363k = 44n => 220n
För att testa phono-steget så får C311 också ett högt värde = 1uF
Nu ser schemat se ut såhär
Dags att prova hur det fungerar
Jag gör en teoretisk RIAA-kurva i Excel så jag har något att mäta emot. Den ser ut så här
Den heldragna RIAA kurvan är uppbyggd av tre tidskonstanter 75us / 318us / 3180us
Den streckade kurvan har fått ytterligare en tidskonstant på 16ms för att includera 10Hz roll off
Jag fortsätter att jämföra mina mätningar med denna som har 10Hz roll-off.
Man kan mäta phonoförstärkares kompatibiltete med RIAAkurvan på två sätt. Antingen genom att stimulera phonoförstärkaren direkt från en tongenerator eller så använder man en RIAA preemphasis krets mellan tongeneratorn och phonoförstärkaren.
I det första fallet är det bara sätta upp en tabell. Välja en lämpligt antal mätpunkter. Välja en lämplig nollnivå vid 1kHz och mäta signalnivå ut från phonoförstärkaren för varje frekvens.
För att få bra mätvärden över en så stor dynamik så provade jag lite olika metoder. Det finns en del utmaningar med att mäta detta. Det första är 1/f-bruset från rör och nätdel som gör att hela signalnivån "böljar". Jag anslöt en 100k last som motverkar stora delar av 1/f-bruset men det var inte tillräckligt.
Det som fungerade bäst var att köra singelshot på oscilloskåpet och använda markörerna på ett standardiserat sätt för varje mätpunkt. Då minskade mitt mänskligt tillförda mätbrus avsevärt.
Jag gjorde flera mätningar och mindre justeringar av kretsen. Tex. så avvek mätkurvan från standardkurvan vid höga frekvenser. Jag ökade då C313B till 680p och glappet försvann. Jag provlyssnade med och utan C317 (47p) och lämnade den tills vidare urkopplad.
Så schemat ser ut såhär just nu
Men jag var lite nyfiken på att prova göra en RIAA-preemphasis och mäta med genom den. Hittade en design på nätet från Hagerman Technology som sägs ska vara inom +/-0.4dB och har både utgång för -40dB och -60dB
Så jag byggde in detta i en liten HF-låda
Och mätte upp med denna. Fungerade hur bra som helst!
Nu mätte jag med oscilloskåpet men med denna preemphasis så är det enklare att mäta med en VU-meter. Den skall alltså visa lika-samma värde oavsett frekvens.
Man får tänka till lite när man väljer signalnivå så att man inte överstyr ingångsteget vid höga frekvenser.
Ok, det här var ju spännande, men hur låter det då?
Jag har ännu bara byggt en kanal så jag har inte mer än tjuvlyssnat lite men frekvensmessigt låter det bra och det finns bra botten i basen
Däremot är ljudet en aningen sprucket i mellanregistret. Jag tror inte det har med förstärkaren att göra utan det kan mycket väl vara min nål som är slut. Ska försöka få tag i en ny. Tror inte nålarna görs längre
Men det finns kopior har jag sett.
Pickup = Stanton EL680
Sitter på en Technics SL1200 MK2
Hmm, men jag har ju faktiskt en Ortofon också någonstans. Vi hade dom på Radiostationen jag spelade på i många år på 80-talet men dom slet på skivorna om jag kommer ihåg rätt...
Hur som, jag har definitivt inte lyssna klart på ljudet ännu. Rapport kommer. Phonosteget fungerar iallafall som tänkt. Låter bra och brus och brum är lågt. Det sista kan komma att trimmas mer.
Jag är mer än nöjd med denna design