SUT, czyli Step Up Transformer, a po naszemu transformator dopasowujący

[Zeroqll]

Przygotowałem wstępniak dla osób chcących zacząć swoją przygodę z SUTami. Miłej lektury.

Co to jest?
SUT to nic innego jak transformator zamknięty w obudowie z wejściami i wyjściami RCA/XLR.

Do czego służy?
Z jego pomocą podłączymy/dopasujemy wkładkę MC do przedwzmacniacza gramofonowego MM.
Nie jest to substytut przedwzmacniacza, dlatego nie stosujemy go zamiast preampu a razem z nim.

Jak podłączyć?
Wpinamy pomiędzy gramofon a preamp. Kable z gramofonu do SUTa, a z SUTa do preampu. Istotne jest, aby dobrze połączyć uziemienie. Łączymy je tak samo jak inne przewody, czyli od gramofonu do SUTa, a potem z SUTa do preampu, nie łączymy tylko do SUTa, albo tylko do preampu. Niektóre SUTy nie mają przeznaczonego do tego celu bolca uziemiającego, należy wtedy połączyć z obudową za pomocą śrubki montażowej.

Jak to działa?
Najprościej mówiąc wzmacnia sygnał wyjściowy wkładki i obniża impedancję preampu widzianą przez wkładkę.

Jak dobrać SUTa do wkładki?
Aby to zrobić musimy znać parametry wkładki i transformatora.

Ze strony wkładki interesuje nas impedancja wewnętrzna i napięcie wyjściowe.

Jeżeli chodzi o trafo to producenci zazwyczaj podają kilka parametrów takich jak pasmo przenoszenia, rekomendowana impedancja wkładki oraz wzmocnienie (gain). Na pierwszy rzut oka wystarczyłoby spojrzeć w rekomendowaną impedancję wkładki i na tej podstawie zestawić trafo z wkładką. Niestety takie podejście niewiele nam mówi o parametrach które uzyskamy i wcale nie oznacza, że to co podaje producent jest prawidłowe. Nas z tych informacji interesuje wzmocnienie (gain). Znając tą wartość możemy policzyć zarówno impedancję jak i napięcie na wejściu preampa.
Z założenia to miał być prosty poradnik jak dobrać trafo, dlatego nie będę podawał wzorów matematycznych i jak pewne rzeczy policzyć, a posłużę się kalkulatorem dostępnym na jednej ze stron internetowych którego sam używam.

Załóżmy, że mamy takie trafo: Ortofon ST7

Informacje podane przez producenta:
Frequency response: 15-45 kHz (+0 dB -2,5 dB)
Gain: 24 dB at 1 kHz
Recommended cartridge impedance: 2 Ω - 60 Ω
Recommended load: 47 kΩ // 200 pF
Dimensions: 122 mm(W) × 43,5 mm(H) × 102 mm(D)
Weight: 790 g

Jak już wcześniej mówiłem interesuje nas wartość wzmocnienia, w tym przypadku 24dB.

Aby policzyć impedancję widzianą preampu wchodzimy na stronę http://www.mh-audio.nl/Calculators/Step ... mer.html#b
Archiwum: https://web.archive.org/web/20210729020 ... ormer.html

Odnajdujemy kalkulator

Korzystając tylko z wiersza Turns Ratio: 1: szukamy takiej wartości, aż we wierszu Gain pokaże się 24dB. W naszym wypadku będzie to 16.

Teraz możemy zobaczyć, że wpięcie 24dB SUTa do wejścia preampu o impedancji 47kOhm spowoduje, że impedancja widziana przez wkładkę będzie wynosiła 183ohm. Dodatkowo znaleźliśmy wartość dźwigni (Turns Ratio: 1), która w naszym wypadku wynosi 16, przy pomocy której możemy policzyć napięcie na wejściu preampa. Aby to zrobić odszukujemy w specyfikacji wkładki napięcie wyjściowe (np dla Denona DL103 jest to 0,3mV) i mnożymy to przez dźwignię.

0,3*16=4,8

Oznacza to, że Denon DL103 i Ortofon ST7 wygenerują napięcie 4,8mV które trafi do preampu.

Skoro potrafimy policzyć impedancję widzianą przez wkładkę oraz napięcie zestawu jak te informacje zastosować, aby wkładka i transformator ze sobą współgrały.
Co do impedancji teorie są różne, ja przedstawię jedną z nich. Zasada jest taka że impedancja widziana przez wkładkę powinna znajdować się w granicach 10-20 krotności impedancji wewnętrznej wkładki. W naszym przykładzie Denon DL103 ma impedancję wewnętrzną 40ohm, zatem

40*10=400
40*20=800

Oznacza to, że Denon DL103 nie będzie pasować impedancyjnie (400-800ohm) do SUTa Ortofon ST7 (183ohm) wpiętego do przedwzmacniacza gramofonowego o impedancji 47kohm.

Pozostaje jeszcze kwestia napięcia które trafi na wejście preampu. Tutaj również nie ma konsensusu, ale przyjmijmy że jest to wartość pomiędzy 3-7,5mV. Zatem w naszym wypadku (DL103 + ST7) jest to 4,8mV czyli bardzo dobrze.

Czy możemy coś zrobić, aby kombinacja DL103 + ST7 się zgrała? Tak, jeżeli mamy regulowaną impedancję preampu sekcji MM(np Buphono, Nuda, Husariaa).
Znów wracamy do naszego internetowego kalkulatora i tym razem bawimy się tylko wierszem Phonostage.

Widzimy, że zmieniając wartość impedancji na przedwzmacniaczu od 1kohm do 100kohm, możemy uzyskać impedancję widzianą przez wkładkę między 3,9-390ohm, nie zmieniając równocześnie wartości wzmocnienia, czyli napięcia na wejściu prephono.

Do tego dochodzi wpływ kabli, ale to sobie odpuśćmy.

Tyle jeżeli chodzi o teorię. Wnioski.
Im wyższe wzmocnienie SUTa (gain) tym wyższa dźwignia (napięcia na wejściu preampa) i mniejsza impedancja widziana przez wkładkę.
Impedancję widzianą przez wkładkę można regulować zmianami impedancji sekcji MM przedwzmacniacza.

Praktyka.
Osobiście przy dobieraniu SUTa korzystam wstępnie z teorii o spasowaniu impedancyjnym, potem szukam najlepszego ustawienia bawiąc się impedancją preampu, zostaję przy ustawieniu które najlepiej brzmi, kwestię napięcia praktycznie w całości pomijam. Dla mnie najważniejsze jest zgranie brzmieniowe SUTa i reszty toru (wkładki i preampa), bowiem te mają swoje, często zdecydowanie odmienne brzmienia. Generalnie każdy SUT, nawet najbardziej niedopasowany, jakoś zagra z każdą wkładką, aczkolwiek najlepsze rezultaty uzyskuję dobierając zestaw (wkładka, SUT, pre) impedancyjnie i brzmieniowo.

[Wojtek]

Generalnie każdy SUT, nawet najbardziej niedopasowany, jakoś zagra z każdą wkładką, aczkolwiek najlepsze rezultaty uzyskuję dobierając zestaw (wkładka, SUT, pre) impedancyjnie i brzmieniowo.

Tak jest

Dzięki za konkretny post.

[SimonTemplar]

Świetna robota. Przyda się.

[MMarek]

Przygotowałem wstępniak

Dobra robota @Zeroqll

[restimek]

Z ciekawości sobie policzyłem te wartości w moim zestawie. I wyszło mi:

Według tabelki ze strony którą podałeś mój FRT3 ma gain 26dB a więc przy standardowym ustawieniu nudy na 47kOhm Turns ratio wynosi 20.

0,4mV * 20 = aż 8mV hmm nie zauważyłem by u mnie sygnał był jakoś mega głośny. Przy tym samym ustawionym wzmocnieniu w nudzie jest porównywalny do wkładek MM

33ohm * 10= 330
Podczas gdy kalkulator podaje loading 183,6 ohm. Według tego moj Denon powinien raczej się gryźć z FRT3 a moim zdaniem jest wręcz odwrotnie. Dźwięk jest bardzo fajny. Nie brakuje mu niczego. Nie mam porównania do innych Sutów ale w porównaniu do sekcji MC w nudzie jest napewno żywszy. I napewno powyższy zestaw pozostanie u mnie na dłużej. Dlatego nie żałuję odkupienia FRT3 od ciebie

[stos79]

Bardzo fajnie napisane.
Wchodzi za pierwszym razem

[Biogon]

Świetny tutorial!

[winylowy_luke]

Czad! Dzięki, przyda się na pewno!

[Peter007]

W końcu to pojąłem

[kukiz 30]

Dużo przydatnej wiedzy. Przyjemnie się to czyta

[koscidogitary]

Przygotowałem wstępniak dla osób chcących zacząć swoją przygodę z SUTami.

Kurde, a nie mogłeś tego zrobić dwa tygodnie wczesniej??!! Właśnie zacząłem przygodę, ale akurat zdążyłem już posiedzieć trzy długie wieczory nad tematem i sam juz z grubsza doszedłem o co w tym chodzi
Świetny, przejrzysty tutorial!! Wszystko co najważniejsze w jednym miejscu!!

Jeśli mogę coś wtrącić/o coś zapytać - zauważyłem, że przy niedpoasowanym SUT i przy preampie bez mozliwości regulacji (np. standardowe 47k) trzeba dokładać rezystor dopasowujący, tak piszą, taka zasada - ale wtedy "podbicie" sygnału uzyskane przez SUT "marnuje się". U mnie po dołożeniu rezystora dopasowującego barwa dźwięku była mniej ostra, bardziej poukładana - powiedzmy umownie, że taka jaka powinna być, ale zestaw zagrał ciszej, niż w przypadku bez rezystora dopasowującego, czyli w moim przypadku niemalże tak, jakby tego SUT nie było. Czy to prawidłowe wnioski - mam na myśli słowa "marnuje się" oraz, że w takim przypadku może lepiej i taniej byłoby przelutować/dopasować rezystory i kondensatory na wejściu preampu zamiast inwestować w SUT, albo po prostu zainwestowac w preamp MC z dużą ilością nastaw?

[SUT: Ortofon T-5 (EDIT 2: 26dB = 1:20 a nie 20dB jak podałem wcześniej), wkładka: Goldbug Medusa 12Ohm, 0.2mV, preamp: 47k/100p, rezystor: dolutowywany równolegle w zakresie 12-18kOhm] EDIT 2: W następnych postach przyjąłem błędną przekładnię, tj. 10x a nie 20x, stąd część problemów z dopasowanie SUT do wkładki.

[Zeroqll]

Jeśli mogę coś wtrącić/o coś zapytać - zauważyłem, że przy niedpoasowanym SUT i przy preampie bez mozliwości regulacji (np. standardowe 47k) trzeba dokładać rezystor dopasowujący, tak piszą, taka zasada - ale wtedy "podbicie" sygnału uzyskane przez SUT "marnuje się". U mnie po dołożeniu rezystora dopasowującego barwa dźwięku była mniej ostra, bardziej poukładana - powiedzmy umownie, że taka jaka powinna być, ale zestaw zagrał ciszej, niż w przypadku bez rezystora dopasowującego, czyli w moim przypadku niemalże tak, jakby tego SUT nie było. Czy to prawidłowe wnioski - mam na myśli słowa "marnuje się" oraz, że w takim przypadku może lepiej i taniej byłoby przelutować/dopasować rezystory i kondensatory na wejściu preampu zamiast inwestować w SUT, albo po prostu zainwestowac w preamp MC z dużą ilością nastaw?

[SUT: Ortofon T-5 (1:20), wkładka: Goldbug Medusa 12Ohm, 0.2mV, preamp: 47k/100p, rezystor: dolutowywany równolegle w zakresie 12-18kOhm]

Jeżeli miałeś Ortofona T5 (26dB) i sparowałeś to z Medusą (12ohm) to:
T5 + preamp 47kOhm daje 118Ohm widziane przez wkładkę, czyli idealnie dla Medusy (powinno być między 120, a 240 Ohm), jeżeli do tego dołożyłeś rezystor to obniżyłeś impedancję widzianą przez wkładkę (rezystor 12kOhm -> 25Ohm, a dla 18kOhm -> 33Ohm), sporo poniżej idealnej wartości. Jednym z efektów niedopasowania (poniżej x10 impedancji wewnętrznej wkładki) będzie spadek wzmocnienia, im bliżej impedancji wewnętrznej, tym większy spadek, co też u Ciebie miało miejsce.

[Zeroqll]

Z ciekawości sobie policzyłem te wartości w moim zestawie. I wyszło mi:

Według tabelki ze strony którą podałeś mój FRT3 ma gain 26dB a więc przy standardowym ustawieniu nudy na 47kOhm Turns ratio wynosi 20.

0,4mV * 20 = aż 8mV hmm nie zauważyłem by u mnie sygnał był jakoś mega głośny. Przy tym samym ustawionym wzmocnieniu w nudzie jest porównywalny do wkładek MM

33ohm * 10= 330
Podczas gdy kalkulator podaje loading 183,6 ohm. Według tego moj Denon powinien raczej się gryźć z FRT3 a moim zdaniem jest wręcz odwrotnie. Dźwięk jest bardzo fajny. Nie brakuje mu niczego. Nie mam porównania do innych Sutów ale w porównaniu do sekcji MC w nudzie jest napewno żywszy. I napewno powyższy zestaw pozostanie u mnie na dłużej. Dlatego nie żałuję odkupienia FRT3 od ciebie

FRT3 ma dwa ustawienia wzmocnienia 26 i 31dB, co daje odpowiednio 118 i 37Ohm impedancji widzianej przez wkładkę na przedwzmacniaczu 47kOhm. W teorii tak jak mówisz powinno się gryźć, jeżeli przestawisz pokrętło na 10 Ohm (wzmocnienie 31dB) to wtedy z tą wkładką powinieneś już usłyszeć wyraźny spadek jakości. Próbowałeś podwyższyć impedancję Nudy na maksa (100kOhm???)?

[ahaja]

Dokładnie tak - zakładając ten rezystor dolutowany na 15kohm to po przekładni (x20) wkładka widzi impedancję 28.5ohm - tracisz jakieś 30% sygnału.

Przy dodawaniu rezystora należy pamiętać, że robiąc to przy stałym rezystorze w preampie mającym 47kohm uzyska się zawsze znacznie niższą wartość co wpłynie na uzyskanie znacznie niższej impedancji dla wkładki.
Również zawsze - im niższa impedancja po przekładni widziana przez wkładkę tym większa strata sygnału. Zatem to co się na początku policzy czyli: przekładnia x Vout wkładki nie będzie występowało w rzeczywistości, bo zawsze ten poziom będzie niższy lub znacznie niższy.

[koscidogitary]

Sporo mi się wyjaśniło. Duże podziękowania!

czyli idealnie dla Medusy (powinno być między 120, a 240 Ohm)

Jeszcze nie rozumiem, dlaczego bez tego rezystora Medusa zagrała trochę sucho i z lekka ostro (?) i ewentualnie jaki rezystor trzeba by było dać w preampie zamiast 47k?