PreamP relacja z budowy, czyli "od pomysłu do przemysłu"

[Jaculek]

Naprawiając swego czasu preamp gramofonowy wbudowany w mój wzmacniacz doszedłem do smutnego wniosku, że konstruktorzy Arcama A18 potraktowali ten składni, toru, mówiąc delikatnie, po macoszemu. Ot najprostszy projekt przedwzmacniacza z filtrem aktywnym zastosowany w A28 okroili w księgowości tak, żeby kosztował kilka $: tani opamp Ne5532 (zamontowali uszkodzony!), kondensatory ceramiczne SMD, nawet zasilacz nie urywa niczego. Zacząłem zgłębiać temat. Liczyłem, że na tym forum w dziale DIY znajdę jakiegoś gotowca a tu nic, zatem musiałem sklecić coś samodzielnie od podstaw.
Założenia projektu:

• element aktywny: wzmacniacz operacyjny,

• pasywny filtr RIAA,

• obsługa ograniczona do wkładek MM,

• możliwość dopasowania obciążenia wkładki,

• regulacja wzmocnienia,

• filtr subsonic z opcją odłączania,

• konfiguracja dual mono.

Projekt pre oparłem o notę aplikacyjną LME49720. Pierwotnie planowałem zrobić regulacje za pomocą switchy ale ostatecznie zrezygnowałem zastępując je podstawkami precyzyjnymi DIP-8. Zastosowałem dwie: jedną na wejściu (do R i C obciążenia) drugą w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniacza wyjściowego (R dzielnika napięcia regulacji wzmocnienia). Zaletą takiego rozwiązania jest prostsza konstrukcja i pełna swoboda w wyborze elementów, wadą oczywistą: większe skomplikowanie obsługi ale wada ta jest istotna w projektach komercyjnych a nie na własny użytek. Postanowiłem także wykorzystać płytki uniwersalne - w końcu robię jedną sztukę.
Projekt weryfikowałem wykorzystując symulator ze strony www.falstad.com, a do zaprojektowania płytki posłużył mi easyEDA Designer. Projekt płytki nie poszedł do wykonania ale pomógł porozmieszczać elementy na płytce uniwersalnej i poprawnie je połączyć.
Różnice względem schematu noty aplikacyjnej opampa to:

• redukcja wzmocnienia dla częstotliwości subsonicznych za pomocą kondensatorów w pętli SZ

• dodanie kondensatorów 100pF sprzęgających wejścia opampa w celu zabezpieczenia przed wzbudzeniem na WCZ

• dodanie kondensatora 10uF na wyjściu dla zabezpieczenia przed składową stałą

Elementy polutowałem na płytkach uniwersalnych dwustronnych (raczej bez sensu, wystarczyłaby jednostronne) i do przetestowania podłączyłem do zasilania bateryjnego (dwie baterie 9V) oraz użyłem najtańszych opampów: Ne5532. Zastosowałem rezystory metalizowane 1% Vichey natomiast kondensatory foliowe to jakieś noname'y (w planach wymiana na WIMA'y, a na małe pojemności może się da wyhaczyć jakieś styroflexy zamiast ceramików).

Odsłuch (skażony subiektywizmem)
Generalnie jestem zadowolony. Mimo gorszego opampa (w Arcamie jest już OPA2604) pasmo wydaje się szersze, dźwięk czystszy, lepsza separacja instrumentów i stereofonia. Niewykluczone, że to w znacznej mierze zasługa lepszego dopasowania obciążenia wkładki (75kOhm i 400pF zamiast standardowych 47kOhm i 100pF). Znowu pojawiły się niuanse niesłyszane wcześniej. Ale może to wszystko autosugestia....
Kolejny etap to budowa zasilacza i tu pytanie do tych co się znają: jakie napięcie? Opampy tolerują zwykle szerokie zakresy , napięcie wyjściowe to zaledwie ok 1V więc nawet +-6V powinno wystarczyć (takie jest w Arcamie). Z kolei Nuda mini ma opampy zasilane prawie 20V. Co daje taki nadmiar? Mniejszy pobór prądu w konsekwencji mniejsze "zmarszczki" na napięciu zasilania?

[wydra]

Duze napiecie zasilania to duzu headroom. A takze sygnal ma duzy odstep od znieksztalcen. Ja polecam prestabilizowany zasilacz i transformator toroidalny.

[Jaculek]

Dzięki wydra, ale tak konkretniej, 13V, 15V czy 20V? W sumie w kosztach praktycznie nie ma różnicy.

[Jacek 1972t]

Ja mam coś takiego. Własne wykonanie 12v.Zasila dwa przedwzmacniacze w zależności którego gramofonu używam.

[Jaculek]

Projekt zasilacza mam gotowy. Zastanawiam sie tylko na jakie napięcie go zrobić . Na +-13 V wygląda tak:

Zasilanie z trafa 2x12V
Muszę jeszcze dodać rezystorki rozładowujące kondensatory. Symulator podaje amplitudę tętnień 200nV. Chyba akceptowalne

[ahaja]

2x12V to słabo bo masz małe pole manewru, lepiej 2x15V a jeszcze lepiej 2x18V - jest z czego zejść.

Między C1 a C2 daj rezystor rzędu 22-47ohm - może być złożony z dwóch połączonych równolegle.
C3 zbocznikuj 22-100uF.
Między C8 a D3 daj również rezystor 47-75ohm.
D3 razem z ledem zbocznikuj do masy 100-220uF.
Przy kolektorze bd139 daj 100nF do masy, najlepiej ceramik.

Naturalnie analogicznie w ujemnej gałęzi.

2x20V się raczej nie stosuje w zasilaniu opampów, chyba, że to jakieś nietypowe z dużym dopuszczalnym napięciem zasilania. Najczęściej 2x15V. Większość standardowych wytrzymuje 2x18.
Pamiętaj też, że jakbyś chciał zastosować stabilizator scalony to musisz liczyć spadek napięcia na nim rzędu 2,5V by poprawnie pracował.

[Jaculek]

Dzięki Ahaja, że się odezwałeś. Po cichu na to liczyłem jeśli to nie problem to poprosiłbym o wyjaśnienie.

Między C1 a C2 daj rezystor rzędu 22-47ohm - może być złożony z dwóch połączonych równolegle.

Przy włączaniu dość spore prądy tędy idą. Jaka moc rezystorów? Jakie jest ich zadanie?

C3 zbocznikuj 22-100uF

poprawa filtracji zakłóceń o wyższych częstotliwościach?

Między C8 a D3 daj również rezystor 47-75ohm.

to da coś więcej niż dodatkowy spadek napięcia?

D3 razem z ledem zbocznikuj do masy 100-220uF.

Co zmieni te 100uF względem 1000uF obok?

Przy kolektorze bd139 daj 100nF do masy, najlepiej ceramik.

Rozumiem, że ma odfiltrować jakieś zakłócenia WCZ, tak?

Najczęściej 2x15V.

Zatem będzie 15V

[Jaculek]

ahaja pisze: ↑
dzisiaj, 19:47
Między C1 a C2 daj rezystor rzędu 22-47ohm - może być złożony z dwóch połączonych równolegle.

Przy włączaniu dość spore prądy tędy idą. Jaka moc rezystorów? Jakie jest ich zadanie?

Ha, sprawdziłem. Tętnienia spadły 10x. Jestem pod wrażeniem

[Jaculek]

ahaja pisze: ↑
dzisiaj, 19:47
Między C8 a D3 daj również rezystor 47-75ohm.

to da coś więcej niż dodatkowy spadek napięcia?

To też sprawdziłem. Tętnienia spadły jeszcze 2x. Teraz mam 10nV!

[ahaja]

Rezystor między 1 a drugim kondensatorem tworzy filtr RC, lepiej filtruje niż sam kondensator.
Tam możesz dać dla spokojności 2 równolegle 0,6W każdy - ale wtedy muszą być większe >> połączenie równoległe rezystorów. Również mniej szumią.

Tak, lepsza filtracja - poza tym lepiej bocznikować duże kondy innym mniejszym elektrolitem niż kondem stałym.

Da, sam sprawdziłeś.

Zwierasz szumy diód do masy tym małym elektrolitem. Te duże wcześniej razem z rezystorami tworzą podobnie filtr RC odcinający tętnienia. Im tych filtrów więcej tym stabilniejsze napięcie.

Tak - przy elementach aktywnych zawsze się daje małe ceramiki by wyfiltrować to co może zbierać układ.

Dobrym pomysłem jest też rezystor (typu 5-6k/0,6W) za C3 do masy.
Można również dać 10k jako bocznik tych diodek led/zener.

Największy syf idzie przez C1, potem RC2 - szczególnie ten C1 i C4 powinny mieć bardzo krótkie ścieżki do masy.

--------------------
W pre w 1 stopniu daj do masy 100ohm zamiast 150. Możesz też dać większe kondki za nimi zamiast 100u to np 220...330u - chyba, że boisz się wzbudzeń od napędu. Jak napęd i łożysko jest OK i nasmarowane to nie ma obawy.
Jak dajesz te kondensatory za rezystorami ustalającymi wzmocnienie to nie musisz dawać konda na wyjściu - oczywiście warto zmierzyć DC offset na wyjściu.
Dla spokojności możesz dać 100ohm na wyjściu II stopnia.

[Jaculek]

Dzięki za wyjaśnienia. Chyba wszystko co dotyczy zasilacza nie budzi żadnych wątpliwości.
Co do pre to zmiana rezystorów w pętli SZ zmieni istotnie wzmocnienie. Zresztą już je skorygowałem względem noty bo tam górna połowa dzielnika miała tylko 3.3kOhma i wzmocnienie całkowite było za niskie. Poszedłem w stronę zwiększenia oporu tego rezystora zamiast zmniejszania dolnego bo to pozwala zastosować mniejszy kondensator odcinający najniższe częstotliwości.

[Jaculek]

Wracając do zasilacza to schemat z uwzględnieniem uwag Ahai wgląda tak:

Na schemacie nie skorygowałem diody Zenera. Zamiast 12V ze schematu trzeba użyć 14V, np.: 1N5351B

[Jaculek]

Zasilacz zmontowany i uruchomiony.

Tylko jeden poważny błąd podczas lutowania: odwrotnie wlutowany ostatni kondensator filtrujący. Na szczęście poza zniszczeniem samego kondziołka nic się nie stało. Jednak robota z płytką uniwersalną wymaga sporo uwagi i jest kilka razy bardziej pracochłonna niż z płytką trawioną. Gdyby okazało się, że na forum są chętni do budowy wg tego projektu to mógłbym płytki zamówić.
Na wyjściach moduł napięcia różni się między gałęziami o 0,2V (bez obciążenia 15,4V+ i 15,6V-). Przyczyną jest rozrzut spadku napięcia na diodach Zenera: jedna ma 14V druga 13,8V. Zapomniałem dobrać parę . Pytanie: czy taka różnica w napięciach zasilania jest akceptowalna, czy lepiej wymienić diody tak, by spadek był na nich bardziej zbliżony?

[Jacek 1972t]

Chętnie zbudowałbym nowy zasilacz więc byłbym zainteresowany gotową płytką.
Ciekaw jestem również jak gra Twój przedwzmacniacz.
Używam przedwzmacniacza wykonanego przez siebie na bazie sklepowego kitu tyle, że podzespoły wymieniłem na lepsze.
Mieszkamy w jednym mieście więc możemy kiedyś pogadać no i oczywiście posłuchać

[Jaculek]

Używam przedwzmacniacza wykonanego przez siebie na bazie sklepowego kitu tyle, że podzespoły wymieniłem na lepsze

Chyba Esdarek sprzedaje przedwzmacniacz gramofonowy oparty na tej konstrukcji.

Mieszkamy w jednym mieście więc możemy kiedyś pogadać no i oczywiście posłuchać

Jasne. Chętnie. Dogadamy się na privie.
Zasilacz wg symulatora ma tętnienia ok 120nVpp a jak dołożę jeszcze jeden rezystor 22 Ohmy to spadną do 20nVpp przy 15V.
Zrobiłem na falstad.com model zasilacza z mojego Arcama i mocno się zdziwiłem: przy niecałych 6V, napięcie tętnień to prawie 1,5mVpp! A wystarczy zmienić jeden kondensator z 22uF na 470uF i spada ponad 10x (do 0,135mVpp). Chyba będzie kolejny mod wzmaka...