Lampowy regulator barwy dźwięku a'la Revox B-251
: sob, 14 września 2024, 19:18
Najpierw kilka słów o wspomnianym regulatorze barwy dźwięku jaki firma Revox zastosowała w bardzo rozbudowanym układowo (vintage) wzmacniaczu B-251. W naszym Radioelektroniku wspomniano o nim oczywiście wychwalając go a jako jedną z zalet wymieniono niewielkie zmiany przesunięcia fazowego w środkowej części pasma akustycznego - szerszej od uznawanej za zakres średniotonowy.
Czas więc na fragment schematu tegoż wzmacniacza oraz zamieszczone w jego dokumentacji techniczno-ruchowej - tfu, serwosowej:
Dla rozjaśnienia kilka słów o topologii tego regulatora. Sercem są dwa mostki Wiena, jeden dla około 15kHz "poprzedzony" zwykłym filtrem górnoprzepustowym oraz drugi dla około 33Hz poprzedzony filtrem dolnoprzepustowym. Poniżej charakterystyka amplitudowofazowa i typowy układ pracujący jako korektor charakterystyki częstotliwościowej (jednopasmowy).
Nie będę się rozpisywał, wujek Google zrobi to za mnie (np. https://sound-au.com/project150.htm) ale wspomnę, że przy jednakowych wartościach rezystorów oraz kondensatorów to mamy trzykrotne tłumienie dla częstotliwości nazwijmy "rezonansowej" (dobroć niewielka około 0.32). Oznacz to, że taki układ wpięty ujemne sprzężnie zwrotne wzmacniacza dające wzmocnienie większe od 3 spowoduje powstanie oscylacji. Zmieniając proporcje wartości rezystorów (zachowując stała wartość ich iloczynu rezystancji) jak i proporcje wartości kondensatorów (zachowując stałą wartość ich iloczynu pojemności) zmieniam zarówno wartość tego tłumienia oraz wpływamy nieznacznie na dobroć tego układu traktowanego jako filtr. Oczywiście możemy zmieniać wartości wszystkich 4 elementów przy czym częstotliwość "rezonansowa" jest funkcja odwrotności pierwiastka kwadratowego iloczynu wartości obydwu rezystorów oraz pojemności obydwu kondensatorów.
W układzie regulatora wzmacniacza firmy Revox te układy RC tworzące filtry bazujące na mostkach Wiena są poprzedzone filtrami, które mają za zadanie odseparować wzajemny wpływ tych filtrów.
Przyjmuję, że rozumiecie podstawy działania tego regulatora, czas na moje rozważania. Pierwsze założenie to modyfikacja częstotliwości obydwu regulatorów: 40Hz i 12.5kHz. Takie częstotliwości dobrałem na programowym parametrycznych equalizerze i to mi odpowiada. Druga zmiana to inne zakresy regulacji, nieco mniejsze dla tłumienia niż dla podbijania, dla 40Hz to będzie ponad +7dB / -6.5dB a dla 12.5kHz +6dB / -5.5dB. Moim zdaniem większy zakres regulacji barwy dźwięku jest zbędny. Poziom zakresu tłumienia mógłby być nawet mniejsze ale wtedy mniej więcej płaska charakterystyka nie będzie pośrodku potencjometrów. W oryginalny, revoxowskim układzie mamy włączenie regulatora za pomocą klucza na tranzystorze FET zwierającym do masy wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego zbudowanego na dyskretnych elementach.
No dobrze a gdzie lampy. No właśnie będą lampy. Znowu moim wyborem jest są subminiaturowe duotriody 6N28B-V a napięcie anodowe bzie około 85V. Efekt doboru elementów, punktów pracy i mamy taki efekt:
Charakterystyki amplitudowoczęstotliwościowe dla 9 położeń potencjometrów (jednakowe "odstępy"):
I jeszcze charakterystyki fazowe dla maksymalnego podbicia 40Hz i 12.5kHz:
oraz dla maksymalnego stłumienia 40Hz i 12.5kHz:
Po prawej stornie mamy wzmacniacz operacyjny na 4 triodach. Przed regulatorem mamy wtórnik emitory gdyż ten układ regulatora wymaga napędzania go ze źródła sygnału i niskiej impedancji.
Jeszcze podam charakterystyki dla załączonego bypassu (wtedy ten stopień regulatora barwy staje wzmacniaczem o wzmocnieniu równym nieco mniej niż 1 - wzmocnie a raczje tłumienie około -0.5dB):
Fazowe dla odpowiednio maksymalnego podbicia i maksymalnego stłumienia:
W kolejnym poście zamieszczę wyniki symulacji "widma" THD dla skrajnych położeń oraz środka potencjometrów dla 40Hz, 1kHz i 12.5kHz zarówno dla przyjętego za 0dB poziomu 200mVrms jak i poziomu -16dB. Będzie to ilustracja dla przyjętego poziomu 0dB. Oczywiście można podać sygnał o większej amplitudzie, kosztem wzrostu zniekształceń do około 0.6% dla poziomu 500mVrms.
Stosując bardziej "tradycyjne" lampy, wyższe napięcia anodowe, dobierając wyższe ujemne napięcie polaryzacji siatek sterujących zapewnimy większą wysterowywalność. Ta moja publikacja pokazuje że można wykonać ten regulator w domenie próżniowej. Liczę też, że może będzie on inspiracją dla innych Waszych konstrukcji.
Czas więc na fragment schematu tegoż wzmacniacza oraz zamieszczone w jego dokumentacji techniczno-ruchowej - tfu, serwosowej:
Dla rozjaśnienia kilka słów o topologii tego regulatora. Sercem są dwa mostki Wiena, jeden dla około 15kHz "poprzedzony" zwykłym filtrem górnoprzepustowym oraz drugi dla około 33Hz poprzedzony filtrem dolnoprzepustowym. Poniżej charakterystyka amplitudowofazowa i typowy układ pracujący jako korektor charakterystyki częstotliwościowej (jednopasmowy).
Nie będę się rozpisywał, wujek Google zrobi to za mnie (np. https://sound-au.com/project150.htm) ale wspomnę, że przy jednakowych wartościach rezystorów oraz kondensatorów to mamy trzykrotne tłumienie dla częstotliwości nazwijmy "rezonansowej" (dobroć niewielka około 0.32). Oznacz to, że taki układ wpięty ujemne sprzężnie zwrotne wzmacniacza dające wzmocnienie większe od 3 spowoduje powstanie oscylacji. Zmieniając proporcje wartości rezystorów (zachowując stała wartość ich iloczynu rezystancji) jak i proporcje wartości kondensatorów (zachowując stałą wartość ich iloczynu pojemności) zmieniam zarówno wartość tego tłumienia oraz wpływamy nieznacznie na dobroć tego układu traktowanego jako filtr. Oczywiście możemy zmieniać wartości wszystkich 4 elementów przy czym częstotliwość "rezonansowa" jest funkcja odwrotności pierwiastka kwadratowego iloczynu wartości obydwu rezystorów oraz pojemności obydwu kondensatorów.
W układzie regulatora wzmacniacza firmy Revox te układy RC tworzące filtry bazujące na mostkach Wiena są poprzedzone filtrami, które mają za zadanie odseparować wzajemny wpływ tych filtrów.
Przyjmuję, że rozumiecie podstawy działania tego regulatora, czas na moje rozważania. Pierwsze założenie to modyfikacja częstotliwości obydwu regulatorów: 40Hz i 12.5kHz. Takie częstotliwości dobrałem na programowym parametrycznych equalizerze i to mi odpowiada. Druga zmiana to inne zakresy regulacji, nieco mniejsze dla tłumienia niż dla podbijania, dla 40Hz to będzie ponad +7dB / -6.5dB a dla 12.5kHz +6dB / -5.5dB. Moim zdaniem większy zakres regulacji barwy dźwięku jest zbędny. Poziom zakresu tłumienia mógłby być nawet mniejsze ale wtedy mniej więcej płaska charakterystyka nie będzie pośrodku potencjometrów. W oryginalny, revoxowskim układzie mamy włączenie regulatora za pomocą klucza na tranzystorze FET zwierającym do masy wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego zbudowanego na dyskretnych elementach.
No dobrze a gdzie lampy. No właśnie będą lampy. Znowu moim wyborem jest są subminiaturowe duotriody 6N28B-V a napięcie anodowe bzie około 85V. Efekt doboru elementów, punktów pracy i mamy taki efekt:
Charakterystyki amplitudowoczęstotliwościowe dla 9 położeń potencjometrów (jednakowe "odstępy"):
I jeszcze charakterystyki fazowe dla maksymalnego podbicia 40Hz i 12.5kHz:
Po prawej stornie mamy wzmacniacz operacyjny na 4 triodach. Przed regulatorem mamy wtórnik emitory gdyż ten układ regulatora wymaga napędzania go ze źródła sygnału i niskiej impedancji.
Jeszcze podam charakterystyki dla załączonego bypassu (wtedy ten stopień regulatora barwy staje wzmacniaczem o wzmocnieniu równym nieco mniej niż 1 - wzmocnie a raczje tłumienie około -0.5dB):
W kolejnym poście zamieszczę wyniki symulacji "widma" THD dla skrajnych położeń oraz środka potencjometrów dla 40Hz, 1kHz i 12.5kHz zarówno dla przyjętego za 0dB poziomu 200mVrms jak i poziomu -16dB. Będzie to ilustracja dla przyjętego poziomu 0dB. Oczywiście można podać sygnał o większej amplitudzie, kosztem wzrostu zniekształceń do około 0.6% dla poziomu 500mVrms.
Stosując bardziej "tradycyjne" lampy, wyższe napięcia anodowe, dobierając wyższe ujemne napięcie polaryzacji siatek sterujących zapewnimy większą wysterowywalność. Ta moja publikacja pokazuje że można wykonać ten regulator w domenie próżniowej. Liczę też, że może będzie on inspiracją dla innych Waszych konstrukcji.
.