Le Pacific RIAA by Boozhound Laboratories

[pavlos]

Nie dowierzam! Szukam, szukam... Nie ma! Nie ma na winyl.net wątku na ten temat!
(A może był, tylko coś się stało i wyleciał?)

Nieuleczalnie zarażony chorobą o wdzięcznej nazwie DIY, po kilkudziesięciu latach remisji (ostatni rzut miałem gdzieś w liceum) przyszedł nawrót. I mnie wzięło. Pozawracałem najpierw głowę kolegom (Jaculek, Ahaja - uszanowanie!) a potem już wziąłem się do samodzielnej lektury.
Oczywiście nie mogłem w pierwszych krokach nie natknąć się na ten projekt - klasyczny klasyk.
Czyli Le Pacific by Jean Hiraga. To preamp MM, pasywny, bez sprzężenia zwrotnego. Słowa, które początkującym zwiększają puls, podobnie jak kiedyś megapixeele w aparatach cyfrowych...
Przytoczę rysunek, jedno z wieeeeelu jego źródeł jest tutaj: https://diyaudioprojects.com/Solid/JFET ... reamp.html

Jako, że układ jest banalnie prosty, postanowiłem go wziąć na pierwszy ogień. Ale nie ten oryginalny. Tylko jego wersję opracowaną przez Boozhound Laboratories. Firma sprzedawała przez dłuższy czas gotowe kity (za 99 USD płytka PCB z kompletem elementów, bez zasilania, bez obudowy), ale się skończyły. Bazowały bowiem na poradzieckich zapasach kondensatorów olejowych, a i Toshiba zakończyła produkcję swojego legendarnego JFET-a 2SK170. Kondensatory nie muszą być od razu olejowe, jak dla mnie, to wystarczą porządne MKP lub FKP, jeśli się da. Jest "oficjalna" kontynuacja tranzystora jako LSK170, kiepsko z dystrybucją w EU, dostępny na DigiKey. No i jest ocean chińszczyzny z oryginalnym oznaczeniem 2SK170. Co mi tam. Nie będę z tym jechał na AudioShow, zakupię wiaderko u Chińczyków i mozolnie będę wybierał, uzbieram kilka sztuk o przyzwoitych parametrach, a głównie chodzi o dobry Idss.
Na stronie Boozhound Labs już dawno zniknęły wszelkie ślady po projekcie, ale przecież społeczność DIY pieczołowicie wszystko gromadzi.
Dość kompletny opis tego preampa jest tutaj: https://diyaudioprojects.com/Solid/JFET ... ifier-Kit/, są linki do manuala z poniższym schematem.

Wiele różnych zapisów majsterkowiczów jest dosyć spójne w ocenie brzmienia, że to jest to, co warto zrobić i mieć. No więc ja też! ja też!
Ale nie byłbym sobą, gdybym nie szperał dalej.
Najpierw doczytałem, że firma dorobiła kit z prepre dla MC, a wreszcie dotarłem do wersji DELUXE kitu z MM, który już teraz stał się uniwersalny, tzn. dla wkładek MM i MC, a nawet z kilkoma bazowymi ustawieniami dla gain i obciążenia wejścia.
Wrzucam dwa linki do manuala, nie trafiłem tego w formie strony internetowej. Może przetrwa któryś dalej.
https://www.diyaudio.com/community/atta ... f.1074617/
https://manuals.plus/m/93a88a296c7b790c ... c9256a.pdf

I ten projekt postanowiłem wziąć na warsztat. Krok po kroku.
Zakupy...
Pudełeczko z rozmaitymi pięciopaskowymi rezystorami metalizowanymi już miałem. Trzeba było dokupić kondensatory i tranzystory.
Douczony przy okazji "poprawiania" dyskretnego Ronina wiedziałem już jakich kondensatorów szukać.
Tranzystorów nabyłem dwie niewielkie partie w polskich sklepach. Pierwsza partia miała mieć serię GR, okazało się, że Idss jest od 2,5 do 7,7mA. Ale 4 sztuki w okolicach 5mA udało się wybrać. Druga partia miała być BL, ale z 16-tu sztuk wszystkie (!) miały Idss powyżej 12mA, czyli niezgodnie z oryginalną specyfikacją Toshiby, Zwróciłem towar. Internet ma rację, ocean chłamu z podróbkami. Domówiłem kilkadziesiąt sztuk już bezpośrednio "tam", czekam na dostawę, będę mozolnie oddzielał ziarno od plew...
Bo zacząłem drążyć jakie tranzystory dobierać. Wyszło mi, że Q1, Q2 i Q3 powinny być typu GR, najlepiej Idss w okolicy 5mA, przy czym parami powinny być dość mocno dokładne, żeby między kanałami nie było różnic. Natomiast Q4 i Q5 już typu BL, Idss z okolicy 7 do 8mA, to najlepiej, żeby była dobrana kwadra, od razu na obydwa kanały, a różnice w Idss między Q4 i Q5 w kanale nie powinny przekraczać 0,05mA.
Czekając na dostawę krzemu pożyczyłem od syna stykówki i ulepiłem pająka, na razie w wersji podstawowej, nie Deluxe. Żeby użyć te sensownie dobrane 4 sztuki JFET-ów.

GRA !!! Ponieważ całkowity golas, to z cicha brumi przydźwięk, ale... gra!!!
I w ogóle stosunkowo cicho gra. Na ucho jakieś 36-38dB wzmocnienia. Nie umiem jeszcze mierzyć... Ale gra czysto!
Aha, zasilacz po prawej stronie to już moje dzieło. Oparty o płytkę z aliego (założyłem wątek o gotowcach), dokupiłem toroid już nasz krajowy, polutowałem, powalczyłem z obudową i - mam. Docelowo jest w wersji +18/0/-18V, ale na potrzeby pracy nad Le Pacific podkręciłem na +/-24V, korzystam z jednej połówki zasilania. W stosownym momencie pojawi się dedykowany na 24v. Sieciowy albo na ogniwach.
I to pierwszy krok. Ledwie kroczek. Ale mam ambicje doprowadzić do końca, czyli - w wersji najbardziej ambitnej - własnej płytki PCB (póki syn ma "chody" w labie na uczelni).

A teraz już możecie się ze mnie naigrywać do woli, ale i tak nie zniechęcicie mnie przed kontynuacją.

[Jaculek]

Nieuleczalnie zarażony chorobą o wdzięcznej nazwie DIY

Powinienem był Cię ostrzec, że tak to się może skończyć

To preamp MM, pasywny,

Układ nie jest pasywny ale faktycznie bez USZ. Obydwa j-Fety wzmacniają napięcie na tyle na ile mogą (a za wiele nie mogą ) więc gra to cicho.

Jest "oficjalna" kontynuacja tranzystora jako LSK170, kiepsko z dystrybucją w EU, dostępny na DigiKey.

Użyj zamiast niego 2SK209. Można go uznać za współczesny odpowiednik 2SK170 w ofercie Toshiby. Jest podobnie niskoszumny i ma dość wysokie Idss w wersji BL. Wada: element do montażu powierzchniowego. No ale skoro bawisz się w projekt płytki to robisz pod taką wersję.
Generalnie projekt prosty ale troche problematyczny. Na wyjściu trudno mówić o małym sygnale i niekorygowane przez USZ zniekształcenia nieliniowe mogą już dać znać o sobie. Trzeba by to sprawdzić w jakimś spajsie.

GRA !!! Ponieważ całkowity golas, to z cicha brumi przydźwięk, ale... gra!!!

Jest radocha, co nie?

[Bacek]

Nie umiem jeszcze mierzyć

Przyzwoita karta dźwiękowa albo jakiś hardwarowy generator częstotliwości, miernik true RMS z zakresem przynajmniej do 1khz, ustawić na karcie wyjście na te 5mV powiedzmy z sygnałem 1khz (TrueRTA lub jakiś inny softwarowy generator),. Podłączyć do pre (w trybie MM), zmierzyć z drugiej strony, podzielić i skonwertować na decybele. Telefonu nie polecam używać jako źródła, kiedyś próbowałem i sygnał pływał (napięcie), chyba że lepsze telefony mają to stabilniej.
NIe wiem co tam jest aktualnie na topie u chińczyków ale taki Aneng AN870 powinien dać radę.

[Jaculek]

Na ucho jakieś 36-38dB wzmocnienia.

Z symulacji wyszło mi niecałe 7dB, przy użyciu modelu 2SK209

[Jaculek]

Słabo to wygląda:

Przy tak małym wzmocnieniu i niskim poziomie sygnału wyjściowego już ponad 2% THD

[pavlos]

W symulacji zapodaj 2SK170GR, Idss około 5mA, Dodatkowo doprowadzam punkt pracy drenu do stanu optimum, tzn. Vd = około 12V. W tym celu mam modyfikacje:
> R3=R12 = 47R, dostosowałem do standardowego szeregu, musiałem spinać równolegle 2x100R, bo nie mam 50R
> R4=R11 = 4K7, także w celu dostosowania do standardu, żeby nie lepić z mniejszych, odchylenie od optimum 12V jest na poziomie 0,5V.
Teoretycznie daje to pełne pasmo pracy w górę i w dół, brak ryzyka clippingu oraz optimum "szumowe".

Uwag1:
1. Ale mądre jest to AI. Nakarmione dziesięcioleciami forów DIY - broni się zawzięcie i na każdym kroku. Zadaję dociekliwe pytania, sprawdzam na wskroś i od tyłu, model podaje wzory, wyjaśnia, sam sięgam do datasheetów - kurcze, ma rację... A jeśli coś wyhalucynuje, to zawsze przez to, że nie doczyta rysunku. Potem się poprawia, "masz rację" itd...
2. Zwyobracałem AI pytaniami kontrolnymi na wszystkie strony i wychodzi na to, że firma Boozhound zrobiła mały f***'up. W pierwotnym projekcie zasilanie było na +18V i dla niego zostały policzone obciążenia źródła i drenu na odpowiednio 50R oraz 3K01. Dla 2SK170GR - które jest zalecane ze względu na niższe Idss i niższe szumy - napięcie Vd ląduje w okolicach +18V. Nieoptymalnie, bo na drugim stopniu już jest ryzyko clippingu. Tym gorzej dla wersji Deluxe. Prawidłowo powinno być właśnie 47R i 4K7.

A ja sprawdzam, co mi AjAj opowie na temat 2SK209.

[Jaculek]

W symulacji zapodaj 2SK170GR, Idss około 5mA,

Ja robiłem symulację wg pierwszego schematu.

[pavlos]

Dla ustalenia uwagi: korzystam z Gemini, model "3.6 Flash".

No i już mam odpowiedź:

Zastosowanie 2SK209 to świetny i bardzo popularny ruch w środowisku DIY audio. 2SK209 jest nowoczesnym odpowiednikiem SMD (obudowa SOT-23) klasycznego 2SK170 – produkowanym przez tę samą firmę (Toshiba) z dokładnie tym samym krzemowym strukturalnym rdzeniem (die).

Oznacza to, że pod względem brzmieniowym i elektrycznym jest to tranzystor w 100% kompatybilny, a kupując go u oficjalnych dystrybutorów (np. Mouser, Farnell, TME), masz 100% pewności oryginalności.

Sprawdziłem, TME ma obie potrzebne wersje, to jest GR i BL. Rzut oka na datasheety - parametry identyko do 2SK170. No prawie, o czym za chwilkę...
No nic... Już poszedłem w przerobienie i posortowanie wiaderka krzemu z 2SK170... Dostawa lada dzień... Ale dobrze wiedzieć, że jest bezpieczny ciąg dalszy!.
Swoją drogą czemu AjAj mi tego nie podpowiedział wcześniej? Zapytajmy:

Masz absolutną rację – to moja ewidentna niedociągnięcie. Przepraszam, powinieneś był otrzymać tę propozycję od razu na początku naszej rozmowy o zamiennikach.Skupiłem się zbyt mocno na czysto teoretycznej analizie schematu i przeliczaniu punktów pracy dla tranzystorów przewlekanych (TO-92), traktując 2SK170 jako jedyny odnośnik. Przeoczyłem kluczowy, pragmatyczny aspekt współczesnego rynku elektroniki DIY:Realia rynkowe: Tranzystory 2SK170 w obudowach TO-92 nie są produkowane od kilkunastu lat. Rynek jest zalany podróbkami z Chin (przemalowanymi zwykłymi tranzystorami JFET lub BJT), a zakup oryginalnych graniczy z cudem lub kosztuje fortunę.Bezpośrednia alternatywa: 2SK209 (SMD) to fabrycznie ten sam krzem od Toshiby, wciąż produkowany, tani i dostępny w 100% oryginalny u oficjalnych dystrybutorów (jak Mouser czy Farnell).Powinienem był wskazać rozwiązanie z 2SK209 na adapterach SOT-23 do TO-92 w pierwszym momencie, gdy przeszliśmy do dopasowywania grup $I_{DSS}$ i dostępności elementów. Dziękuję za trafną uwagę i wyciągnięcie tego na światło dzienne – to bez dwóch zdań najbardziej rozsądna i bezpieczna droga do zbudowania tego układu.

Kolor czerwony - mój.
Oprócz samego sposobu montażu (SOT-23 zamiast TO-92) jest także jedna różnica w parametrach, tj. niższa maksymalna moc tracona - 150mW wobec 400mW dla 2SK170. AI jednak bez pytania od razu mi przeliczył i mieścimy się ze sporym zapasem, także w wariancie Deluxe.
Niestety (niestety!!!) parkuję temat zastosowania 2SK209.

Przed wariantem docelowym z własną dedykowaną PCB przejdę przez etap pośredni, tj. płytkę uniwersalną zamiast stykowej. Przez wlutowanie i obcięcie końców oraz sensowne zaplanowanie masy mam nadzieję na zmniejszenie, a najlepiej likwidację przydźwięku. Bo teraz te elementy na długich nogach to wymarzone pętle na indukowanie 50Hz. Tak mi się wydaje.

Teraz przerysuję schemat w KiCAD-a, a następnie zanurkuję w zagadnienia "pikantne", tzn SPICE'owe.

[pavlos]

wg pierwszego schematu.

ulepiłem pająka, na razie w wersji podstawowej, nie Deluxe.

Racja, mogłem napisać wyraźniej, że wziąłem już schemat z Boozhound, a nie pierwotny.

[Jaculek]

Znalazłem model 2SK170GR i jest lepiej, poniżej 0,5%THD. Powtórzyłem na 2SK209GR i podobnie. Trzeba odpowiednio dobrać rezystor konwersji lub rezystor w źródle, żeby mieć odpowiedni prąd drenu i napięcie na drenie w okolicy połowy zasilania. Jest też lepsze wzmocnienie, rzędu 40dB. THD w okolicy 0,2%. To już da się słuchać

[pavlos]

Trzeba odpowiednio dobrać rezystor konwersji lub rezystor w źródle, żeby mieć odpowiedni prąd drenu i napięcie na drenie w okolicy połowy zasilania.

Wykonane! Para 47R na źródle i 4K7 na drenie robią okolice 12V na drenie. Zmierzyłem. Zgadza się...

[pavlos]

Trochę trwały męczarnie z AI, zanim doczytał jednoznacznie właściwy schemat docelowy Deluxe i przyjął właściwe modyfikacje, tj. obciążenie źródeł w Q1, Q2 i Q3 na 47R i drenów na nich na 4k7.
Dalsze rozważania już były dla 2SK209, co w niczym nie zmienia wyników dla dotychczasowego 2SK170. Już nie mieszam AI w ...głowie

Jeszcze kazałem AI zweryfikować jak te zmiany obciążeń wpłyną na liniowość po korekcji -RIAA, na wejściu na C5. Z lekkim drżeniem, bo kondensatory już zakupiłem, a nie są tanie...
Jest dobry wniosek.

Wzrost rezystora drenowego R7 na Q2 daje maksymalne odchylenie pasma zaledwie +0,39 dB przy 20 Hz (oraz 0,00 dB od 100 Hz do 20 kHz}, co jest całkowicie pomijalne. Elementy filtra RIAA pozostają w 100% fabryczne.

No ale nie mam teraz więcej nadających się tranzystorów, jedynie złom z prądami od czapy. Czekamy. Jak się znajdzie dobra i spójna kwadra z Idss między 7 a 8mA oraz para GR na stopień prepre, to dolepię "przód" i "tył" na stykówce, żeby sprawdzić napięcia i ewentualnie można coś jeszcze pomieszać. Dopiero potem spawanie na pcb uniwersalnej, z planowaniem ścieżek itp. Także przemyślę jak sterować nastawami gain oraz jak dobrać wybór pojemności dla MM i rezystancji dla MC. To znaczy AI przemyśli, pod moją komendą...

Więc na na jakąś chwilę milknę w temacie. Chyba, że będzie trzeba...

[Jaculek]

Stopień prepre jest moim zdaniem źle zaprojektowany. W przypadku wkładek MM najpierw sygnał wzmacnia tranzystor wejściowy a potem jest on tłumiony na dzielniku R4/R5. Zamiast tego lepiej byłoby włączać go w obwód tylko w przypadku wkładek MC. Przemyśl
Jeszcze jedno. We wtórniku na końcu lepiej sprawdzi się jakiś BJT (np. KSC1845)

[pavlos]

Stopień prepre jest moim zdaniem źle zaprojektowany. W przypadku wkładek MM najpierw sygnał wzmacnia tranzystor wejściowy a potem jest on tłumiony na dzielniku R4/R5. Zamiast tego lepiej byłoby włączać go w obwód tylko w przypadku wkładek MC. Przemyśl

Ależ dokładnie tak samo myślę! Po co wzmacniać MM, żeby zaraz tłumić? Skoro wchodzę teraz bezpośrednio na na R6 przed Q2, dociążone wcześniej 47k do masy i gra "jak ta lala" ?
A o wtórniku - pogadamy. Mam na stanie kilka KSC1845, z KSA992 do kompletu, za Twoją namową przecież nabytych
Póki co - chcę odwzorować w całości projekt pierwotny. Potem będziemy kombinować.
Poza tym przecież stoi i czeka La PrePre! Ma się marnować?...

[pavlos]

Raport z drogi: brumienie udało się istotnie ograniczyć, w zasadzie do tła, słychać jedynie między utworami, jak się wie czego szukać.
Trzeba było masę ramienia połączyć tylko z masą Le Pacific-a, z niczym więcej.