A képek, a szerző saját képei!
|
|
A hanglemezek lejátszásához szükséges elektroncsöves phono korrektorokat már a mikrobarázdás technika bevezetésétől használják. A kezdeti időkben természetesen monó hangfelvételeket adtak ki, de az ötvenes évek elejétől már készültek sztereó felvételek is. Ezek a sztereó felvételek megkövetelték a lejátszási oldalon is az igényes kivitelű, pontos értékű alkatrészekből épített lemezjátszó korrektorokat (akkor még többféle korrekció volt használatban!). Az igen elterjedt MM - mozgó mágneses - pick-up néhány mV-os (2-5mV) jelét a kiszajú elektroncsövek mindig is gond nélkül feldolgozták. A későbbiekben kifejlesztett MC pick-up-ok jele azonban egy nagyságrenddel kisebb volt, ezért ezen a kis jel szinten (0,1-0,5mV) már az elektroncsövek zaja akadályozta a phono korrektorokban való alkalmazásukat. Ez mindig is megoldandó problémája maradt az elektroncsöves lemezjátszó korrektoroknak.
Az elektroncsöves erősítők aranykorában (50-60-as években) már kialakultak azok a meghatározó phono kapcsolástechnikai irányzatok, amelyek alapján nagy számban építették a korrektorokat.
Phono típusok
- Az aktív, globális NFB ágat felhasználó korrektorok.
A legtöbb készülékben megtalálható, az egyszerű kiviteltől egészen a többfokozatú elbonyolított megoldásokig. Igen könnyű torzítás és zajszegény működést elérni, mert a visszacsatoló hálózatban elhelyezett RIAA korrekció nemcsak a lejátszási korrekciót valósítja meg, hanem egyidejűleg a megjelenő zajokat, sercegéseket, is nagymértékben csökkenti. Hátránya az, hogy a nagy értékű NFB használata miatt sokan kifogásolják a hangzásvilágukat - túl "kemény hangúnak, zeneietlennek" titulálják az ilyen kivitelű phono-kat.
- A passzív korrekciót alkalmazó korrektorok.
Ennél a phono típusnál a RIAA lejátszási korrekciót az első és a második erősítő fokozat közé teszik és nem alkalmaznak globális NFB-t. Van olyan verzió is, amikor két lépcsőben alakítják ki a korrekciós hálózatot: Először a mélyemelést érik el, majd a második fokozatban a magas vágást végzik el. Ennek a kapcsolási megoldásoknak is vannak hátrányai, ami a kicsit zajosabb működésben és a "puhább, magas hiányos" jelzőkben csúcsosodik ki.
- Az aktív mély és passzív magas korrekciós phono.
A köztes megoldásoknak is szerep jutott a RIAA korrektorok történetében, mert voltak olyan konstrukciók, amelyek ötvözni szerették volna a két kapcsolás előnyeit - hátrányaik nélkül. Az elképzelés alapja az volt, hogy a mélytartomány korrigálására nagyon jól megfelel az első fokozat visszacsatolásába kötött időállandó, míg a hangzás lényegét adó közép és magas tartományban a második fokozatot követő passzív kivitel a nyerő lépés. Valami oknál fogva ez a "hibrid" megoldású phono nem terjedt el széles körben....
Sokéves meghallgatási tapasztalatok alapján úgy döntöttem, hogy a passzív rendszerű korrektorok mellett teszem le a voksomat és amennyiben lehetséges, azt fejlesztem tovább. Az első fokozat zajának csökkentését és a passzív hálózat "hitelesebb, valóságosabb" hangzását tűztem ki tervezési célomnak.
Tervezés
Az első lépés az volt, hogy megfelelő elektroncsövet találjak a bemenetre, amit az ECC86 (6GM8) cső típusban meg is leltem. Ez kisfeszültségű (6-12-24 volt anódfeszültségű típus) és igen kis jelszintek erősítésére volt kifejlesztve, pl. mérőműszerek bemenetére alkalmazták. A kis tápfeszültség a zajok csökkentésének egyik lehetséges eszköze, mert az alacsonyfeszültségű anódra nem nagy sebességgel érkeznek az elektronok és ez a zajspektrum egy részén a zajok csökkenését jelenti.
A zajok csökkentésének a másik útja az eszközök párhuzamos kapcsolása (egymás zaját oltják ki az aktív eszközök), vagy a bemeneti fokozat erősítésének a növelése. Az azonos zajszámhoz tartozó erősítésnövelés azért szimpatikusabb a párhuzamosan kapcsoltakéhoz képest, mert csak két cső és foglalat kell hozzá, míg a párhuzamosnál sokkal több. A megnövekedett fűtésáram igényről - ami több amper is lehet a tápegységben - nem is beszélve!
 (MCRIAA) Az MCRIAA kapcsolási rajza - 1. ábra, 1994. Bemeneti fokozat
A kiválasztott bemeneti kaszkódkapcsolás is gondokkal járt, mert meg kell oldani a stabil egyenfeszültségű munkapontot és a "felső" cső korrekt rácsköri potenciálját is biztosítani kell. A kezdeti lépéseknél (1. ábra, 1994.) már arra jutottam, hogy a megfelelő, stabil DC munkapontot csak valamilyen "servo" áramkörrel lehet megoldani. Ráadásul a bemeneti csőnél nem akartam katódellenállást + kondenzátort alkalmazni, ez ugyanis egyértelmű hangminőség romlással járt volna. Az igaz viszont, hogy akkor gyorsabban is haladhattam volna a tervezéssel. A bemeneti cső katódja így a földre van kötve, az igen kis értékű rácslevezető ellenálláson ( 10-100 ohm - ami egyúttal az MC pick-up lezáró ellenállása is) pedig nem keletkezik számottevő rácsfeszültség. A "felső" csőnek a szükséges rácspotenciált a második fokozat hidegített, osztott katód komplexumáról biztosítottam, ami a DC stabilitást szabályozza (első servo kör). Az első verzióban a második fokozat egyszerű földelt katódos kimenet, ami a növekvő igények miatt később áttervezésre került.
RIAA Korrekció
A passzív phono korrekciós hálózatokról számtalan verzió kering az érdeklődők körében és valóban nehéz választani közülük, mert mindegyik a saját kapcsolásában működik jól. Én a KONDO féle koncepciót tartottam helyesnek, mert a hálózatban szereplő kondenzátor értékek szabványosak és kerek értékűek voltak (10nF és 1nF). Ilyen értékű kondenzátort gyakorlatilag minden cég gyárt, csak a megfelelő minőségűt kell kiválasztani közülük. Ez a korrekció egy lépésben oldja meg a hanglemezről érkező jel korrigálását, a két fokozatban kivitelezett megoldás, (először mélyemelés, utána magas vágás) szerintem, elbonyolította volna a kapcsolást, ami egyáltalán nem volt a célom. A korrekciós pontosságot megváltoztató második fokozat dinamikus bemenő kapacitás-változásaira és a szerelési kapacitások hatására (ami a korrekciós hálózatot befolyásolja) ebben a korai időszakban még nem volt megoldásom.
 (MCRIAA) Az MCRIAA kapcsolási rajza - 3. ábra, 2003. Második erősítő fokozat
Az első kivitelben még csak egy földelt katódos kimenet volt betervezve, de a kimenet terhelhetősége és az esetleges hangerőszabályzás elégtelensége miatt ezt el kellett hagyni. A későbbi változatban (2. ábra, 2000.) a második fokozat is kaszkód kivitelű lett, a felső cső rácspotenciálját hasonló módon oldottam meg, mint a bemenő fokozatban. Az új kimeneti katódkövető már jobban kiszolgálta a hosszabb interconnect kábelt is, és itt volt először lehetőségem egy régóta érlelődő ötlet kivitelezésére is.
Kapacitás kompenzáció
A passzív phono-k ősproblémája a korrekciós hálózatot terhelő mindenféle kapacitás, aminek több összetevője is van, a szerelési, vezetékezési kapacitásoktól kezdve a hálózatot követő elektroncső dinamikus (a bemenőjel függvényében) bemeneti kapacitás változásáig bezárólag. A jelen phono esetében a magas frekvenciás RC tag 1nF-os kondenzátor értékét közvetlenül befolyásolja a második fokozat bemenete is. Több kísérleti elgondolás után arra jutottam, hogy valamiképp ezt az ártalmas dinamikusan változó kapacitást kompenzálni kellene, de egyszerű módon és hatásosan. A félvezetős technikában teret nyert FEED FORWARD megoldás jutott az eszembe, csak itt nem volt szükség még egy igen gyors műveleti erősítőre, viszont volt összegzési pont! A bemeneti fokozat "felső" csövének a rácskörébe visszajuttatva a megfelelő szintű kompenzációs jelet - működhet az ötlet....A kísérletezés beindult és a felső cső rácsát levezető ellenállással ellátva kialakult az az összegzési pont, ahol a bemenő jel és a kimenetről visszajuttatott kompenzációs jel találkozhat! Ez a fokozat így már kettős funkciót láthat el, a V1 cső a bemeneti jelet fogadja, a V2 cső pedig a beavatkozó szerepét tölti be - a már működő "DC SERVO" mellett . A kialakult konstrukcióban a kompenzációs kondenzátor értéke 33pF (C4) lett, ez a szerelési, vezetékezési és a második fokozat bemeneti kapacitás változásaiból jön össze. A működés nagyon egyszerűen ellenőrizhető, mert miután az 1nf-os kondenzátort ideiglenesen kiforrasztjuk, és 1mV-os, 10 kHz négyszög jellel megvezérelve az erősítőt - a kimeneten korrekt négyszög jelet állíthatunk be a kompenzációs kondenzátorral (C4 33pF). Ez azt jelenti, hogy az összes parazita - működést befolyásoló - kapacitást kompenzáltuk.
A kimeneti katódkövetőt később felváltotta egy SRPP kivitelű kimenet, amely elegendően kis kimeneti impedancia mellett a kellő erősítéssel is rendelkezett (3. ábra, 2003.) A második fokozat nagyerősítésű kaszkód fokozatára nem volt tovább szükség.
 (MCRIAA) Az MCRIAA kapcsolási rajza - 3. ábra, 2003. Tápegység integráció
Az MCRIAA harmadik verziójában megvalósításra került a tápegység egybe integrációja a phono-val. Ennek a működése a következő:
A korábbi tápegységek a hagyományos C-R-C kivitelűek voltak és felmerült a minőségi továbblépés lehetősége C-L-C kivitelben (4. ábra, 2003). Két lépésben alakult ki az új koncepció, először a különálló tápegységbe terveztem egy 20 Henry-s fojtót, ami kihangolva 100 Hz-re igen hatásosan csökkentette a pufferen lévő búgófeszültséget. A második lépés egy áteresztő cső betervezése volt a phono áramkörébe, mert ez már ténylegesen többfunkciós feladatot láthatott el. Első feladata a tápegység brummjának további csökkentése, a kimenetéről kétfelé ágazó táplálás biztosítása. A második fokozaton kívül az első fokozat felé egy RC tagon keresztül jut el a táplálás, amely, így további szűrést kap. A harmadik szolgáltatása ennek a soros tápegységnek az, hogy ha megváltozik az első fokozat áramfelvétele, akkor azt kompenzálja a saját munkapont beállító ellenállása segítségével. Ez a DC szabályzás - egyfajta DC SRPP -ként működik - a második "servo kör" és innen származik a TWIN SERVO elnevezés is. Erre a szabályzásra azért van mindenképpen szükség, mert az első csőnek nincs munkapont stabilizáló katódellenállása és csak így biztosítható az időtálló működés.
 (MCRIAA) Az MCRIAA tápegységének kapcsolási rajza - 4. ábra, 2003. Konkluzió
A tervezés menetén így végighaladva, jól látható, hogy a kitűzött cél - az áramkör egyszerűsége - végig tartható volt, és nem volt szükség további segédáramkörök, alkatrészek beépítésére. Az elektroncsöves erősítőkben rejlő újabb potenciális lehetőségeket - ebben az esetben a rejtett DC szabályzást - igen jól sikerült kiaknázni.
Pár gyakorlati útmutatás az esetleges utánépítéshez.
Az ECC86-os cső a kis anódfeszültség igénye miatt és az ezzel járó kis zaj miatt került a bemenetre. A második fokozatban nagyon sok csövet kipróbáltam. A sort az ECC88-al kezdtem (lásd a régebbi verzió kimenetét). De ide, egy a 100-150 Voltos tartományban kellően jó hangú, nem mikrofóniás csőre volt szükség. Kipróbáltam a teljes meghajtó cső palettát: E182CC PHILIPS, MULLARD, 7044 GE, 5687 TUNG-SOL, GE, RAYTHEON, SYLVANIA, 6900 BENDIX, MU - ezek mind azonos lábkiosztásúak. Mindegyik más karakterű és az közös bennük, hogy egy kategóriával lejjebb vannak mint a 6900-as.
Végül a paraméterek és a hangzás miatt a 6900-as volt a legjobb választás, sajnos ez a legdrágább is! Az 5687-ekből a zenei a SYLVANIA, a dinamikus a TUNG-SOL, a kellemes a RAYTHEON volt.
Az MK-II áramkörben a BENDIX 6900 csövei vannak betervezve. Ennek a típusnak a katód - fűtés közötti feszültségtűrése 500 Volt(!), ezt más csőtípussal kiváltva - 5687, E182CC, 7044, ECC99, 6N6R (6Н6Р) - külön fűtőtekercset kell használni! Ezeknek a csöveknek ugyanis csak 100-150 Volt a megengedett katód - fűtés feszültségtűrésük, ezért egy közös (földpotenciálon levő) fűtőtekercsről nem lehet őket használni - a magas katódpotenciál (+290 Volt) miatt.
Történelmi áttekintés a 6900-ról.
 6900 Bendix A 6900 cső az 5687-ből lett kifejlesztve, vagy nevezhetjük az 5687 továbbfejlesztésének is. A 6900-as csövet a Bendix fejlesztette ki az amerikai légierő számára. A konstrukciója tényleg ennek megfelelő. Porcelán hordozó, teljesen zárt szerkezet, hogy abszolút rázkódás mentes legyen (elvégre is 300G-s gyorsulást kell kibírnia) és aranyozott rács, nonex-üveg búra. Az alumina fűtéscső miatt 1 perces a felfűtési ideje. Az eredetiket a piros felirat és az orosz hagymakupolás csőfelső rész jellemzi (lásd a képen). A BENDIX cég beszüntette a 6900-asok gyártását a '60-as években, és a legyártott csőszerkezeteket át/megvette az MU Engineering és azt a saját üvegbúrájába szerelte. Az MU-6900 cső kinézete így egészen más, látható a csőlábak toldása is. Sajnos, a Bendix ára horrorisztikus ($100 feletti, egy NOS belőle súrolhatja a $200-t is). Állítólag gyártott 6900-at a Tung-Sol is, valamint az RCA és a GE is, de ezeket még nem látta senki. (Nem kizárt, hogy a kartel megállapodások értelmében a Bendixeket vagy a MU gyártmányokat látták el ezen cégek felirataival.) Erre a csőre, mintegy válaszul, a '60-as években Európában (Amperex) kifejlesztették az E82CC, illetve az E182CC-t. Elektronikailag is és bekötésre is megegyezik az 5687-el, illetve a 6900-al. Eltéresben az E182CC-nek nagyobb az anódja, így 4dB nyereséget könyvelhet el magának az amerikai változathoz képest. Az Európai csövet Amerikába is importálták 7119 néven. Hangra, természetesen ez utóbbi európaibb hangú. (Az 5687 és a 6900 valamint a 7119 helyettesíthető még 7044-el is.) |
A V4 és V5 cső anódjára menő vezetékeken egy-egy ferritgyűrű van a nagyfrekvenciás gerjedés elkerülése érdekében (Ft1, Ft2). A mica/ezüst kondenzátorok nagyon jó nagyfrekvenciás tulajdonságokkal bírnak, ezért alkalmazzák, pl. igényesebb rádiók FM-KF áramköreiben. A jó tulajdonságait kihasználva kapott helyet a kompenzációs áramkörben (C4 33pF). Elég jól sikerült az alkatrészek beszerzése és megfülelése, így a C4 is ki lett "tesztelve". Az amerikai ezüst/mica kondik maradtak végül a porondon (CDE, SANGAMO).
A korrekciós hálózatban található kondik kiválasztása is bonyolult folyamat, jelenleg a JENSEN COPPER FOIL, OIL/PAPER típusát használom. A kiválasztási folyamat azonban itt még nem fejeződik be, most próbáltam ki a CD játszómban a JENSEN POLYSTYREN típusát és nagyon jó hangot produkált. A felhasznált ellenállások típusa sem mindegy eddig a tantalum bizonyult a legjobbnak, innen aztán haladhatsz lefelé - de minek? A többi gyártó ellenállását is meg kell rendelni, postát fizetni és nem lesz sokkal olcsóbb, viszont garantáltan rosszabb hangú! A tantalum hangja egységes, sima, torzításmentes, a kompozitoké kicsit rizsás, durvább, de jó a balansza. A fémréteg ellenállások gépiesen, érzelemmentesen dolgoznak.
A fűtéstáp diódahídja és puffer kondija a kapcsolás lelke. A MOTOROLA 3045 és 3060PT SCHOTTKY típusa volt a legjobb hangú, míg az elkók frontján elképesztő sokat megfüleltem, szinte lehetetlen felsorolni! SPRAGUE, MALLORY, PHILIPS, RIFA, JENSEN AUDIO, ELNA, RUBYCON - végül a NIPPON CHEMICON típusait. Először a "GW" típust tudtam letesztelni, végül sikerült nagy nehézség árán szerezni az utód "KW"-ből. Ezt ipari felhasználásra gyártják.
Az egyenirányitó cső sem véletlenül a 6080-as kettőstrióda. Az elmúlt 15 év alatt szinte mindent ki próbáltam: EZ80, EZ81, AZ1, AZ4, U50, 5Y3, 5Z4, 5T4, 5V4, 5Ц4С, 5Ц3С, GZ34, 6AS7, 5998, 6080, 6528, 6336A. Végül az derült ki - mint látható -, hogy nincs olyan minőségű egyenirányító-cső ami megfelelne az igényeknek, ezért kezdtem a kettőstriódákat tesztelni. Ezek közül pedig az tetszett a legjobban amelyiknek nagyobb volt a rács meneteinek a távolsága (kisebb a meredeksége) és a sűrű rácsú (nagy meredekségű) nem volt nyerő (ezért maradt a 6080 végül). Ennek végül is a fizikai magyarázata érthető - kevesebb akadály van az elektronok útjában. Az olajkondik (és minden ami nem elektrolit) egy külön műfaj a tápegységeken belül. Elvileg elfogadható az a vélemény, hogy az elkók élettartama korlátozott és használat közben folyamatosan romlanak a tulajdonságaik. Ezekkel a problémákkal a papir/olaj vagy műanyag dielektummal készült kondik nem küzdenek. DE!
A meghallgatási tesztek alkalmával az a véleményem alakult ki, hogy mégis az audió elkók nyújtanak nagyobb dinamikát, szebb teret és több élményt a zenehallgatás közben. Viszont a nem elkó kivitelű tápegységek tisztábban - valószínűleg kisebb torzítással -, analitikusabban zenéltek.
A fojtó is számit, megfüleltünk egy TAMURA és egy HAMMOND fojtót is, és végül a HAMMOND maradt. A különbség jól hallható volt, a TAMURA nagyon tiszta, szinte már steril hangú volt, míg a HAMMOND testes, dinamikus. Én a HAMMOND-ot választottam. A fojtóval párhuzamosan kötött kondi hangja nagyon hallatszik, egyedi behangolást igényel. (lásd: Itt) Ide is érdemes tehát jó hangú kondit építeni.
A tápegység belső ellenállását mindenképpen alacsony szinten érdemes tartani, ezért a lehető legkisebb induktivitású fojtó került felhasználásra. A fojtó kihangolása 100 Hz-en szerintem sokkal többet hozott a brumm elleni küzdelemben, mint amit egy nagyobb fojtó hozhatna. Ráadásul így sokkal jobb a tápegység dinamikus működése és ez a hangképben is megjelenik.
| | |
