Unazad više godina gledam/čitam/pitam o phono pream-ima.
Skrasio sam se sa ostalim komponentama u (trenutno) tri moja audio sistema, ali mi je phono preamp uvek bio neki izazov da napravim uz pomoć prijatelja.
Preturio sam do sada topološki cevne ( Korato, Sindric, @ZZZ ), hibridne ( Kenjalo ), op amp ( Pro-Ject ).
Prošlo je i došlo nekoliko SUT-ova ( Sowter, Ortofon ), pa onaj MC preamp Ortofon MCA-76.
Ali nijedan nema snubere, torus sa slepim navojem, šild, Signetics.....
Sticajem okolnosti, kada je @Mikorist pisao ovde, potom nabavio vintage op amp NE5332, sasvim slučajno ga pitah koji op amp ima u Cambridge Audio CD3.
I tako dolazimo do Emerald-a.
Hvala @Mikorist i @Zen Mod-u na svim dodatnim informacijama i odabiru šta bi se radilo.
Emerald Phono Stage
Dvostepeni dizajn sa op-ampovima, sa mogućnošću preklapanja pojačanja za MM/MC i podešavanja opterećenja zvučnice.
Phono stejdž za zvučnice sa pokretnim magnetom (MM) ili pokretnim kalemom (MC) sa sledećim karakteristikama:
Preklapanje između pojačanja od 40 dB i 60 dB.
Preklapanje između ulaznog opterećenja od 47,5 kΩ i 100 Ω.
Izuzetno precizna RIAA ekvalizacija.
Dosledne performanse u oba režima pojačanja.
Kod phono stejdža sa op-ampovima, svaka odluka u dizajnu povlači određene kompromise. Emerald primenjuje sve kroz VSPS (samo MM) i Phonoclone (samo MC) projekte, počevši potpuno iznova. Cilj je bio kreirati kolo koje radi sa svim vrstama phono zvučnica, bilo da su niskog ili visokog pojačanja, sa pokretnim magnetom ili pokretnim kalemom.
Phono Stage Gain i osetljivost kertridža
Izlazni nivo / dB
-10
[ne podešavati]
Nominalni izlaz / mV rms
316
CD lajn nivo
Osetljivost kertridža / mV
Potrebno pojačanje napona srednjeg pojasa / dB
10
30
prilagođene vrednosti
9
31
prilagođene vrednosti
8
32
7
33
6
34
5
36
MM
4
38
3
40
2
44
1
50
Konfigurcija S1 ili S2 (50 dB)
0.9
51
"
0.8
52
0.7
53
0.6
54
0.5
56
MC
0.4
58
0.3
60
0.2
64
0.1
70
Konfiguracija S3 (70 dB)
0.09
71
"
0.08
72
"
0.07
73
"
0.06
74
"
0.05
76
"
0.04
78
"
0.03
80
prilagođene vrednosti
0.02
84
prilagođene vrednosti
Tradicionalno, većina phono stejdževa počinje sa pojačalom za ekvalizaciju od 40 dB za MM zvučnice i dodaje zaseban stepen pojačanja od 20 dB na ulazu, kako bi ukupno pojačanje dostiglo 60 dB potrebnih za MC zvučnice. Taj dodatni stepen pojačanja može biti i poseban aktivni element, poznat kao MC "head amplifier" ili pred-predpojačalo. Nije potrebno napominjati da se zvučne karakteristike i nivo šuma kola mogu drastično razlikovati sa i bez tog dodatnog ulaznog stepena.
Emerald koristi drugačiju strategiju. To je dvostepeno pojačalo za ekvalizaciju koje radi na dve fiksne postavke pojačanja. Aktivno kolo je isto za MM i MC zvučnice, i performanse su dosledne.
Na prvi pogled, Emerald bi mogao delovati kao kompromis koji žrtvuje performanse zarad praktičnosti. Emerald je izvanredno MM pojačalo, daleko superiornije od VSPS-a u svakom pogledu. Kao MC pojačalo, zvučno je dosledno Phonoclone-u — gotovo su identični osim zbog invertnog i neinvertnog režima rada op-ampova i razlika u filteru za visoke tonove — uz dodatnu svestranost rada kao MM fono stejdž kada je potrebno.
Pojačalo
Šema Emerald kola prikazana je ispod.
Džamper JP1 ima dva prekidača. J1-1 povezuje R2 u ulazno opterećenje, smanjujući ulaznu impedansu sa 47,5 kΩ (R1) na 100 Ω. J1-2 povezuje R3 na inverzni ulaz, povećavajući pojačanje IC1. IC1 i IC2 su zamišljeni da budu Signetics NE5534N .
Bilo koji drugi op-amp može se koristiti za MM konfiguraciju, ali su potrebni bipolarni op-ampovi sa niskim ofset naponom za MC konfiguraciju.
R6 i C1 čine RIAA filter za visoke tonove, dok C2, R7, R8 i R9 pružaju ostatak RIAA frekvencijskog oblikovanja. Izlaz prolazi kroz otpornik za prigušenje R10 i izlazni spojni kondenzator C3 koji uklanja ofset napona.
Phonoclone je sličan dvostepeni MC phono preamp, ali oba op-ampa rade u invertnom režimu, a kolo sa ulaznom impedansom od 0 Ω ne može se modifikovati za rad sa MM zvučnicama. Emerald pravi potrebne izmene u neinvertnom režimu rada i promenljivoj ulaznoj impedansi, ali to znači da pojačanje ne može biti manje od jedinice. Kao kod VSPS-a, visokofrekventni odziv prestaje da prati RIAA krivu kada mreža filtera više ne može da primeni potrebna slabljenja. Kod Emerald-a, ovaj problem je elegantno rešen jer, za razliku od jednog stepena kod VSPS-a, imamo dva stepena pojačanja, što pruža međustepenu tampon zonu u koju se pasivni filter za niske tonove može bezbedno ubaciti.
Ovaj hibridni (aktivni/pasivni) pristup ekvalizaciji donosi niz prednosti u odnosu na potpuno pasivni pristup. Najvažnije je da omogućava oko 20 dB veće naponsko pojačanje sa istim aktivnim pojačavačkim elementima.
Kao i uvek kod višestepenih phono preamp dizajna, postoji balans između šuma i naponske margine, ili čak između niskog šuma na niskim frekvencijama i niskog šuma na visokim frekvencijama. Kod Emerald-a je nađena sredina, praveći kompromis gde god je to bilo moguće. Implementacija pasivnog filtera za visoke tonove u međustepenu donekle utiče na šum visokih tonova, ali je ovo ograničeno na MM konfiguraciju i samo na najviše čujne frekvencije. Ovo se vraća kroz značajna poboljšanja u naponskoj margini signala i preciznosti RIAA ekvalizacije na visokim frekvencijama.
Vrednosti otpornika nisu uobičajene, ali su standardne 1% vrednosti i dostupne su kod dobavljača poput Mousera. Prema simulaciji, RIAA odziv kola je precizan na 0,1 dB uz upotrebu komponenti sa tolerancijom od 1% ili boljom.
Napajanje
Toroidni transformator od 25 VA sa dva sekundarna namotaja od 12 VAC povezan je na dva mostna ispravljača kako bi generisao V++ i V-- napone koje napajaju PCB.
Kondenzatori za filtriranje su na PCB, pored kola za regulaciju napona. S-reg je jednostavan šant regulator sa aktivnim izvorom struje. Autor ga naziva šant-izvor regulator. Svaka naponska grana ima četiri tranzistora. Prva dva čine izvor struje. Kao što ime sugeriše, ovaj deo je podešen da generiše konstantnu izlaznu struju bez obzira na ulazni napon, čime pruža dobro odbijanje šuma (ripple rejection) kao i ugrađenu zaštitu od preopterećenja.
Druga dva tranzistora čine šant, iako je možda logičnije razmišljati o ovom delu kao o pojačivaču napona sa referentnim padom napona na diodi kao ulazom i izlazom koji je povezan sa opterećenjem. Šant pokušava da održava izlazni napon konstantnim, dok izvor obezbeđuje konstantnu struju. Šant mora, prema tome, apsorbovati onoliko struje koliko je potrebno da napon na opterećenju ostane stabilan.
Planirana je dual mono verzija sa dva torusna transformatora, svaki sa šildom (elektrostatičkim ekranom) i slepim navojem (screen winding) za dodatnu izolaciju i smanjenje šuma.
Za precizno podešavanje snubera na sekundarnom namotaju svakog transformatora, koristiće se Kvazimodo metoda za merenje. Ova metoda omogućava tačno određivanje početnih vrednosti otpornika i kondenzatora snubera, što će doprineti optimizaciji performansi napajanja i smanjenju preostalog šuma.
Za ovo je potreban neko ko ima Kvazimodo.
Spisak delova za Mouser
R1
47.5k
660-MF1/4DC4752F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC4752F|2
1% 0.25W metal film
R2
100R
660-MF1/4DC1000F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC1000F|2
1% 0.25W metal film
R3
68.1R
660-MF1/4DC68R1F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC68R1F|2
1% 0.25W metal film
R4
1k
660-MF1/4DC1001F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC1001F|2
1% 0.25W metal film
R5
1.5k
660-MF1/4DC1501F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC1501F|2
1% 0.25W metal film
R6
2.26k
660-MF1/4DC2261F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC2261F|2
1% 0.25W metal film
R7
866k
660-MF1/4DCT52R8663F
KOA Speer
2
660-MF1/4DCT52R8663F|2
1% 0.25W metal film
R8
2.49k
660-MF1/4DC2491F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC2491F|2
1% 0.25W metal film
R9
93.1k
660-MF1/4DC9312F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC9312F|2
1% 0.25W metal film
R10
47R
66-RC20GF470J
TT Electronics
2
66-RC20GF470J|2
5% 0.25% carbon composition IBT
R11
100k
660-MF1/4DC1003F
KOA Speer
2
660-MF1/4DC1003F|2
1% 0.25W metal film
R12,R13
10k
660-MF1/4DC1002F
KOA Speer
4
660-MF1/4DC1002F|4
1% 0.25W metal film
R14-17
22.1R
660-MF1/4DC22R1F
KOA Speer
8
660-MF1/4DC22R1F|8
1% 0.25W metal film
R18,R19
475R
660-MF1/4DC4750F
KOA Speer
4
660-MF1/4DC4750F|4
1% 0.25W metal film
R20,R21
10k
660-MF1/4DC1002F
KOA Speer
4
660-MF1/4DC1002F|4
1% 0.25W metal film
R22
1k trim
652-3296W-1-102LF
Bourns
2
652-3296W-1-102LF|2
1% 0.5W ceramic trimmer, alt 72-T93YA-1K
C1
33nF
505-FKP20.033/63/2.5
Wima FKP2
2
505-FKP20.033/63/2.5|2
polypropylene film/foil, 2.5% 5mm
C2
3.3nF
505-FKP23300/63/2.5
Wima FKP
2
505-FKP23300/63/2.5|2
polypropylene film/foil, 2.5% 5mm
C3
2.2uF
80-C4GAFUC4220AA0J
Kemet
2
80-C4GAFUC4220AA0J|2
Any metallized polypropylene or audio grade coupling cap
C4,C5
1000uF/25V
647-UKZ1E102MHM
Nichicon KZ
4
647-UKZ1E102MHM|4
or Nichicon FW,KW,FG
C6-9
100uF/25V
647-UKZ1E101MPM
Nichicon KZ
8
647-UKZ1E101MPM|8
or Nichicon FW,KW,FG
C10-13
0.1uF/100V
810-FG24X7R2A104KNT6
TDK Ceramic X7R
8
810-FG24X7R2A104KNT6|8
Ceramic bypass capacitors
8 pin sockets
575-193308
Mill-Max
4
575-193308|4
Q1,Q3,Q5,Q7
BD136
512-BD13616S
Fairchild Hfe=100
8
512-BD13616S|8
TO-126 pnp transistor (alternate BD138,BD140)
Q2,Q4,Q6,Q8
BD135
512-BD13516S
Fairchild Hfe=100
8
512-BD13516S|8
TO-126 npn transistor (alternate BD137,BD139)
JP1
0.1" pin header, 2 row 4 pos.
517-929665-09-02
3M series 929
2
517-929665-09-02|2
jumper
shorting jumper, blue
517-952-10
3M series 929
4
517-952-10|4
Izvorna ideja i projekat je na
RJM Audio - The Emerald Phono Stage
PHONOCLONE.COM
Gerber fajl za izradu PCB kod JLCPCB je u atačmentu. (Hvala @Zen Mod na pomoći oko provere PCB )
Gerbers Emerald.rar