На днях на форуме "Отечественная радиотехника ХХ века" завязался разговор по поводу ламповых корректоров RIAA. Я так же "ввязался" в эту беседу и по ходу разговора вспомнил про ещё одну свою старую, забытую конструкцию. Это ламповый предусилитель с RIAA корректором для ММ-головки, который я делал ещё в 1999 году. Собран он по схеме Ю. Макарова "Неофит" и был описан в журнале "Hi-Fi & Music" № 11 - 1997 год .

Принципиальная схема корректора-предусилителя.

Пришлось потратить немало времени, что бы отыскать эту конструкцию в "залежах" в кладовой. Найти то я его нашёл, но оказалось, что за эти годы я его капитально "распотрошил". И хотя нашлись и остальные блоки (кроме силового трансформатора и дросселя), конструкция уже представляет собой "жалкое зрелище":

На фото: остатки когда-то готовой конструкции.

Когда и зачем я её разобрал - уже не помню. Но помню, что довольно продолжительное время слушал грампластинки через этот корректор (у меня тогда был проигрыватель "Вега-106") и "Аркам". Да и с помощью предусилителя я проводил эксперименты: пытался "облагородить" гармониками звучание CD-проигрывателя.
Плата предусилителя нашлась в другой коробке. Подозреваю, что она то же ещё рабочая:) Когда-то она стояла рядом с платой RIAA. Ну и сохранился ещё анодный БП. На входе стоял кенотрон, потом LC-фильтр, потом стабилизатор на КТ805 на +300 В.

На фото: платы предусилителя и анодного стабилизатора.

Собственно, я хотел проверить работоспособность корректора и, если он ещё рабочий, послушать его и сравнить с тем, который я сейчас "слушаю". Для этого я демонтировал плату из корпуса, осмотрел монтаж, проверил отсутствие КЗ и т.д. - ведь плата, как минимум, лет 8-9 не включалась:

На фото: вид на плату корректора сверху и снизу.

На плате написана дата её изготовления: 26 января 1999 года. Естественно, у меня тогда ещё не было РС (ну, кроме самодельного "Синклера", естественно:)), а про ЛУТ, Sprint Layout и другие радиолюбительские "полезняшки" я узнал много позже:) Поэтому плата нарисована по-старинке, стеклянным рейсфедером и лаком для ногтей.

Чертёж печатной платы корректора и дата изготовления платы.

Осмотром я остался доволен, поэтому подключил её к своему "медному" БП (в БП пришлось сделать небольшую доработку - вывести на колодку напряжение после кенотрона и фильтра, поскольку стабилизатор выдает максимум +220 В). После включения ничего не задымилось и не взорвалось, что уже хорошо:) Под нагрузкой анодное напряжение оказалось равным +291 В, что вполне нормально (штатно д.б. +300 В). Проверил и немного подстроил постоянные напряжения на электродах обеих ламп 6Ж32П. Небольшие отклонения от указанных на схеме есть, но всё в пределах нормы.
После этого подключил его к ресиверу Denon и немного послушал музыку. Откровенно не понравилось. Звук совершенно плоский, как из ведра. Погонял его в "фоновом" режиме часика полтора-два, после чего ещё разок решил послушать музыку.
Аппарат как буд-то бы заменили! Звук стал сочным, насыщенным, таким, какой и ждёшь от пластинки:) Ради интереса, подключил проигрыватель к своему "штатному" корректору. В принципе, отличия есть, но на уровне "нюансов". Но опять-таки, если "Неофит" смонтировать в нормальном корпусе, сделать хороший БП, развести землю, тщательно выставить все режимы, да ещё и заменить проходные конденсаторы (а стоят там не очень качественные ёмкости - поставил те, что удалось тогда найти) - думаю, он "зазвучит" очень хорошо.

На фото: корректор с блоком питания и общий вид "тестового стенда"

Следующим этапом был эксперимент с заменой ламп. В хозяйстве нашлось 3 лампы EF86 фирмы Tesla. Причём, у одной лампы нет 2 и 7 ножек (экрана). Я думал, их кто-то отрезал, но когда присмотрелся, то увидел, что, похоже, их не было с завода.

На фото: лампы EF86; красными кружками обведены отсутствующие ножки.

После того, как я их установил и включил корректор, в колонках началась настоящая "пальба", треск, да такой, что быстренько сработала защита Денона. Вобщем, дал им прогреться с пол-часа, после чего снова аккуратно включил Денон. Стрельба закончилась и мне удалось послушать корректор с этими лампами. Со слухом у меня вроде бы всё нормально, но я, честно говоря, не услышал никакой разницы. Ну вообще никакой. Единственное отличие - когда я колотил рукояткой отвертки по работающей 6Ж32П, звук был очень чётким и звонким, а у Тесловской лампы он "глухой". В этом смысле, конечно, EF86 выглядят лучше.
Одним словом, проверил старенький корректор и теперь с чистой совестью отправлю его своему коллеге. Если он приложит немного усилий, то получит очень хороший корректор для приятного прослушивания пластинок. :)

Напоследок ещё пара симпатичных фотографий.

На фото: лампы корректора в работе и проигрыватель "Yamaha TT-400".

Если вы посмотрите на дорожки грампластинки с помошью увеличительного стекла, вы увидите, что эти дорожки отнюдь не являются безупречно параллельными друг другу. Их края колеблются и извиваются из стороны в сторону, иногда оказываясь в опасной близости с соседними дорожками. Эти метания определяются амплитудой низкочастоных составляющих сигнала и именно они ограничивают плотность записи, а следовательно время звучания пластинки.

Запись высокочастотных сигналов связана с нюансами другого рода. Если амплитуда высокочастотных деталей записи будет невелика, то уровень этих деталей окажется сравним с уровнем собственного шума пластинки. Кроме того, высокочастотные колебания хлопотно считывать - механические элементы системы считывания обладают массой, то есть инертны, что накладывает ограничения на частоту колебаний, которые можно считать и преобразовать в электрический сигнал, и они же не являются абсолютно упругими телами, то есть часть считанной высокочастотной информации не дойдёт от поверхности пластинки до пункта назначения - датчика, а демпфируется в механике - поэтому качественные держатели игл стремятся делать из максимально лёгких и твёрдых материалов, таких как бериллий. Кроме прочего, чем легче элемент, тем выше его собственные резонансные частоты, а сдвиг частот резонансов механических элементов звуковозпроизводящего тракта подальше за пределы слышимой области - давно знакомая разработчикам проблема.

Кажется очевидным, что для восстановления на выходе сигнала в максимально близком к исходному состоянию виде кривые преобразований, проводимых при записи и воспроизведении, должны а) друг другу соответствовать, быть зеркальными отражениями друг друга и б) быть регламентированы соответствующим стандартом, чтобы любую пластинку можно было воспроизвести на любом проигрывателе. Это не было очевидным, однако, около четверти века - до 1950х годов производители пластинок реализовывали подобную частотную коррекцию "кто во что гаразд", что теперь выливается в головную боль для тех, кто хочет услышать старую пластинку в "правильном" качестве.

Строго говоря, на нелинейность АЧХ пластинки обратили внимание ещё в 1926 году - практически сразу после появления электрозаписи, в 1930 всплыл вопрос о том, что делать с заметным подъёмом в области средних частот, привносимым конденсорными микрофонами, а к середине 1930х коррекцию воспроизводимого сигнала уже вовсю практиковали - например, на радио. Соответственно, и при производстве пластинок начала использоваться коррекция. Но только в 1940х возникло предчуствие необходимости единого стандарта, которое пересло из предчувствия в требование времени на границе 1940х/1950х - когда маркетинговые битвы Columbia vs RCA с форматов носителя и скорости записи перекинулись и на схемы коррекции, омрачая анархическим умножением энтропии безоблачное будущее звукозаписывающей индустрии.

С 1942 работу над стандартом начала NAB (National Association of Broadcasters) и в 1949 году рекомендации NAB начали использоваться при производстве пластинок; после презентации в 1948 году Columbia обнародовала свою схему коррекции; в 1949 RCA ответила своей "New Orthophonic" схемой эквализации, детали которой были опубликованы в 1953. В итоге для разработки единого стандарта в 1952 году была создана RIAA (Американская ассоциация звукозаписывающих компаний). Её усилиями к 1955-1956 годам сформировался стандарт, который с незначительнми дополнениями применяется до сего дня. Курьезно, но теперь на сайте RIAA техническая стандартизация стоит на последнем месте в списке задач, а на первом месте стоит - правильно, борьба с пиратством. Стандарты стандартами, а самое чувствительное место в организме - все-таки кошелёк.

Но это была присказка: так сказать, общепринятая версия событий, а теперь - .

Сложная форма кривой RIAA - компромисс, сложившийся из необходимости получить наилучшее качество воспроизведения из технически несовершенных устройств механической грамзаписи .

Первые серийные пластинки, записанные по этой схеме частотных предыскажений, были выпущены компанией RCA Victor в августе 1952 года . В июне 1953 года схема RCA была одобрена Национальной ассоциацией телерадиовещателей США (NARTB) в качестве национального стандарта; выбор NARTB поддержали другие отраслевые институты, в том числе (RIAA) . К 1956 году новый стандарт, за которым закрепилось название «кривой RIAA», вытеснил конкурирующие форматы и захватил рынки США и Западной Европы. В 1959 году кривая RIAA была одобрена, а в 1964 году стандартизована Международной электротехнической комиссией . В 1972 году стандарт в редакции МЭК был принят в СССР. В 1976 году МЭК видоизменила стандартную кривую воспроизведения RIAA в области низких частот; нововведение встретило ожесточённую критику и не было принято промышленностью . В XXI веке подавляющее большинство производителей предусилителей-корректоров следует первоначальному стандарту кривой RIAA без изменений, введённых МЭК в 1976 году .

Математическое описание

АЧХ записи

Где V x {\displaystyle V_{x}} - колебательная скорость смещения канавки, f {\displaystyle f} и ω {\displaystyle \omega } - частота и угловая частота сигнала, а T 1 {\displaystyle T_{1}} , T 2 {\displaystyle T_{2}} и T 3 {\displaystyle T_{3}} - специфические именно для стандарта RIAA постоянные времени , определяющие частоты среза , , . В литературе используются разные способы нумерации этих частот и постоянных времени; в приведённых формулах они пронумерованы в хронологическом порядке внедрения их в производство ( f 1 {\displaystyle f_{1}} - 1926 год , f 2 {\displaystyle f_{2}} - 1938 год , f 3 {\displaystyle f_{3}} - 1948 год ):

АЧХ воспроизведения

Обратное преобразование напряжения на выходе электромагнитного звукоснимателя, которое пропорционально колебательной скорости, в выходное напряжение предусилителя-корректора U {\displaystyle U} выполняется «функцией RIAA». Стандартный фильтр RIAA эквивалентен последовательному соединению двух фильтров нижних частот первого порядка (знаменатель) и одного дифференциатора (числитель) :

с теми же, что и в АЧХ записи, значениями постоянных времени и частот. Отклонение АЧХ реальных устройств от стандарта не нормируется исходя из предположения, что такое отклонение может быть скорректировано темброблоком усилителя . Целевое значение предельного отклонения АЧХ от стандарта, принимаемое при разработке высококачественных предусилителей-корректоров, составляет ±0,1 дБ .

АЧХ канала воспроизведения («функция RIAA») всегда сосредоточена в предусилителе-корректоре. Эти предусилители практически непригодны для воспроизведения абсолютного большинства «патефонных» пластинок на 78 об/мин из-за спада АЧХ на средних и высоких частотах . Звучание таких пластинок получается тусклым, лишённым обертонов . При воспроизведении пластинок, записанных электрическими рекордерами первого поколения с особо низкой f 1 {\displaystyle f_{1}} , этот эффект усугубляется дополнительным подъёмом нижних частот .

Область определения и нормирование

Обе формулы определены в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц; за его пределами АЧХ не регламентируется . Формальная экстраполяция за пределы звукового диапазона показывает, что с уменьшением частоты ниже 20 Гц модуль АЧХ записи асимптотически приближается к единице, а с ростом частоты выше 20 кГц он растёт бесконечно, прямо пропорционально частоте. В реальных рекордерах, помимо фильтров записи RIAA, неизбежно присутствуют не предусмотренные стандартом фильтры, которые блокируют прохождение постоянного тока, инфразвуковых , ультразвуковых и радиочастот на приводы резца и не влияют на передачу звуковых частот . Например, в наиболее распространённом усилителе записи Neumann SAL 74B высокочастотные помехи отсекаются фильтром Баттерворта второго порядка с частотой среза 49,9 кГц . Вносимое им затухание в звуковом диапазоне, менее 0,1 дБ на 20 кГц, неразличимо на слух и не требует какой-либо компенсации в канале воспроизведения .

На практике обе формулы всегда исчисляются в децибелах и нормируются относительно частоты 1 кГц. На этой частоте нормированные значения АЧХ и записи, и воспроизведения равны 0 дБ ; нормированное значение АЧХ воспроизведения на частоте 20 Гц составляет +19,274 дБ (усиление в 9,198 раз относительно уровня на 1 кГц), а на частоте 20 кГц оно падает до −19.62 дБ (ослабление в 9,572 раз) . Таким образом, коэффициенты усиления предусилителя RIAA на частотах 20 Гц и 20 кГц различаются на 39 дБ, или в 88 раз. Распространённое утверждение о том, что на частотах f 1 {\displaystyle f_{1}} и f 2 {\displaystyle f_{2}} нормированная АЧХ воспроизведения принимает значения +3 дБ и −3 дБ, не верно . Оно справедливо для одиночных фильтров первого порядка, но не для цепи последовательно соединённых фильтров с достаточно близкими частотами среза. Точные значения функции RIAA на f 1 {\displaystyle f_{1}} и f 2 {\displaystyle f_{2}} равны соответственно +2,648 дБ и −2,866 дБ .

Предназначение частотной коррекции

Особенности долгоиграющей звукозаписи

Классический технологический цикл производства стереопластинок начинается с нарезания оригинала грамзаписи в тонком слое нитроцеллюлозного лака, нанесённого на алюминиевый диск . Треугольный в плане , принудительно нагретый до 200-300 °С сапфировый резец, закреплённый на массивном тангенциальном «тонарме» рекордера, управляется двумя лёгкими, но мощными электромагнитными приводами, охлаждаемыми струями воздуха или гелия . Частотные искажения, собственный резонанс и нелинейность подвижной системы рекордера эффективно подавляются цепью электромеханической обратной связи, разработанной в конце 1930-х годов и ставшей де-факто отраслевым стандартом к середине 1960-х годов . Резец перемещается от края к центру диска строго по его радиусу, а ось симметрии резца всегда направлена по касательной к нарезаемой канавке .

Сигналы обоих стереоканалов кодируются поперечным (горизонтальным) смещением резца . Смещение внешней, ближней к краю пластинки, стороны канавки соответствует правому каналу, внутренней стороны - левому . При записи монофонического (синфазного) сигнала изменяется только поперечное смещение канавки, а её ширина и глубина остаются неизменными. Смещение резца в глубину лакового слоя и обратно соответствует разности сигналов левого и правого каналов. В ходе сведения фонограммы амплитуда этой составляющей ограничивается, чтобы избежать скачков иглы . Расстояние между канавками варьирует от 200 до 65 мкм (130-390 канавок на дюйм) , что на скорости 33⅓ об/мин обеспечивает длительность воспроизведения одной стороны пластинки от 13 до 40 минут . Предельное поперечное смещение канавки в 1950-е годы ограничивалось величиной 25 мкм; по мере усовершенствования звукоснимателей оно постепенно увеличивалось . В стандарте СССР 1972 года предельное горизонтальное смещение канавки составляло 40 мкм, предельное вертикальное - не более 20 мкм ; к 1978 году допустимое поперечное смещение выросло до 50 мкм . В XXI веке ширина немодулированной канавки практически никогда не опускается ниже 50 мкм; на громких фрагментах канавка расширяется до 80-90 мкм, а при записи синглов на 45 об/мин ширина канавки может достигать 125 мкм .

Верхняя граничная частота записи определяется высокочастотным резонансом резца и не превышает 25 кГц . На частотах выше этой границы амплитуда записываемых колебаний спадает столь быстро, что можно полагать, что записанный сигнал не содержит полезных ультразвуковых составляющих. Исключение - квадрофонические пластинки системы CD-4, в которых спектр полезного сигнала простирается до 45 кГц . Лаковые оригиналы этих пластинок нарезались обычными резцами при замедленной в два раза скорости вращения диска с замедленной в два раза магнитной фонограммы. Предельная частота записи составляла 22,5 кГц, но при воспроизведении на стандартной скорости она преобразовывалась в 45 кГц .

Геометрические ограничения при записи

Перемещение резца при нарезании канавки должно укладываться в три ограничения - по предельной амплитуде смещения канавки, по её предельной колебательной скорости и по предельному ускорению . Первое из них действует в равной мере на всей площади пластинки, отведённой для записи. Ограничения скорости и ускорения устанавливаются для наихудшего случая - канавок, ближайших к центру пластинки . Чем ближе канавка к центру, тем выше вероятность перегрузок и искажений, и наоборот: чем дальше канавка от центра, тем меньше плотность записи колебаний, что делает возможным тщательно рассчитанное превышение пределов скорости и ускорения .

Смысл ограничения амплитуды смещения очевиден: даже незначительное превышение этого предела, не приводящее к разрушению стенки между канавками, может эту стенку деформировать и породить явно слышимый копир-эффект . Запись сигнала с максимальной амплитудой смещения обеспечивает наилучшее отношение сигнал-шум , но она технически возможна лишь в области низких частот. На рубеже не более 1 кГц в силу вступает другое ограничение - по предельной скорости смещения канавки. Несоблюдение этого предела во время записи приводит к тому, что задние грани резца повреждают стенки канавки, нарезанные его передними кромками . При воспроизведении канавки, записанной с превышением скорости, её эффективная ширина сужается, возникает эффект выдавливания иглы из канавки (пинч-эффект) и как следствие - нелинейные искажения . Поэтому предельная скорость смещения канавки всегда ограничивается: в советском ГОСТ 7893-72 уровнем 10 см/с для монофонических и 7 см/с для стереофонических записей ; к 1978 году предел увеличили до 14 см/с . Номинальный уровень записи («0 дБ»), относительно которого нормируется усиление воспроизводящего тракта, соответствует пиковой скорости 8 см/с; на практике его часто приравнивают к среднеквадратической скорости в 5 см/с . В мировой практике встречались пластинки с пятикратным превышением этого порога - 38 см/с (+14 дБ) на частоте 2 кГц, что соответствует ускорению иглы звукоснимателя в 487 .

На высоких частотах в силу вступает третий ограничивающий фактор, связанный именно с ускорением - предельная кривизна канавки. Для того, чтобы игла звукоснимателя могла отследить высокочастотное смещение канавки, радиус этого смещения должен быть не меньше радиуса острия иглы. Если не учитывать это ограничение при записи, то игла будет проскакивать мимо высокочастотных впадин и гребней канавки и необратимо повреждать их . Для стандартных круглых игл с радиусом острия 18 мкм этот эффект («ошибка неогибания» , англ. tracing error ) может проявляться уже на 2 кГц, для игл с узким эллиптическим остриём - на 8 кГц . Нормированный в СССР предел ускорения составлял вначале 25 10 4 см/с 2 (255 G), а к 1978 году вырос до 41 10 4 см/с 2 (418 G) .

Принцип предыскажений

Существуют два основных режима записи гармонического сигнала на лаковый диск. В режиме постоянства амплитуд смещения амплитуда смещения канавки зависит только от амплитуды записываемого электрического сигнала и не зависит от его частоты. При этом скорость изменения смещения растёт прямо пропорционально частоте сигнала и рано или поздно достигает неприемлемо высоких значений. В режиме постоянства амплитуд колебательной скорости от частоты не зависит амплитуда скорости изменения смещения канавки, а амплитуда смещения обратно пропорциональна частоте сигнала. Наиболее распространённые электромагнитные звукосниматели чувствительны именно к колебательной скорости, поэтому воспроизведение пластинок, записанных в этом режиме, не требует какой-либо частотной коррекции. Однако такие записи отличаются неприемлемо высоким относительным уровнем шума на средних и особенно высоких частотах . Из-за этих недостатков ни один из двух режимов не применим в чистом виде. Все практические системы звукозаписи сочетают участки обоих режимов: на низких частотах рекордер работает в режиме постоянства амплитуд смещения, на средних - в режиме постоянства колебательной скорости. Переход от одного режима к другому происходит в особом фильтре предыскажений , а частота раздела выбирается так, чтобы вписать в заданные технологией пределы максимум полезного сигнала.

Идеального решения задачи не существует, так как всякая музыкальная или речевая программа имеет своё, уникальное, спектральное распределение энергии и пиковых амплитуд сигнала . Не существует и эталона такого распределения, которым можно было бы оценить эффективность той или иной настройки фильтра . На практике используется простейшая модель спектра, в которой в диапазоне 20 Гц…1 кГц пиковые амплитуды постоянны, а в диапазоне 1…20 кГц они снижаются со скоростью примерно 10 дБ на октаву . Доля высокочастотных составляющих в этой модели столь мала, что ограничение предельного ускорения теряет смысл. Напротив, с точки зрения лучшего соотношения сигнал-шум целесообразно увеличить уровень высокочастотного сигнала, чтобы максимально полно использовать динамический диапазон записи . Наклон АЧХ в 10 дБ на октаву простыми фильтрами воспроизвести невозможно; на практике используются лишь комбинации фильтров первого порядка, каждый из которых реализует наклон в 6 дБ на октаву . Важна не точность «вписывания» условной модели спектра в условную модель пластинки, но точное, зеркальное соответствие АЧХ каналов записи и воспроизведения .

По той же причине - необходимость подавить низкочастотные помехи воспроизведения - дополнительно поднимается и уровень записи на самых низких частотах (20…50 Гц в стандарте RIAA) . Таким образом, оптимальная АЧХ фильтра предыскажений долгоиграющей записи имеет в звуковой области три точки перегиба: две в области средних частот и одну низкочастотную .

Исторический очерк

Частотная коррекция до перехода на долгоиграющую запись

Абсолютно все пластинки в истории были записаны с искажениями спектра исходного сигнала . Вначале это были естественные, неизбежные и неустранимые частотные искажения чисто механических рекордеров . Этот этап развития технологии достиг вершины в середине 1920-х годов ; тогда же начался переход от непосредственной записи акустических колебаний к электрическому усилению записываемого сигнала . Разработчики первого электрического рекордера Bell Labs Джозеф Максфилд и Генри Гаррисон, понимавшие невозможность использования режимов постоянства амплитуды и постоянства колебательной скорости в чистом виде, ввели в схему фильтр предыскажений с частотой раздела низкочастотной и среднечастотной области ( f 1 {\displaystyle f_{1}} ) 200 Гц . Для частот выше 4 кГц они рекомендовали переход к режиму постоянного ускорения, но в несовершенной аппаратуре 1920-х годов он востребован не был . Не сразу, постепенно, необходимость преднамеренных искажений спектра осознали и другие конструкторы и звукоинженеры .

В 1930-е годы большинство производителей применяли как минимум двузвенную частотную коррекцию, аналогичную схеме Максфилда и Гаррисона, а дополнительный подъём АЧХ на высоких частотах обеспечивали стандартные конденсаторные микрофоны конструкции Уэнта . Рынок США захватила патентованная система записи Western Electric ; британская EMI , а за ней и большинство европейских производителей взяли на вооружение схему «Блюмлейн 250» (англ. Blumlein 250Hz ) с частотой раздела 250…300 Гц .

Первые долгоиграющие пластинки

Компания, работавшая над новинкой с 1930-х годов, всерьёз рассчитывала стать автором и владельцем нового мирового стандарта . Ей действительно удалось сделать стандартом скорость вращения диска (33⅓ оборота в минуту), геометрическую спецификацию канавок, она изобрела и ввела в оборот само обозначение . Схему частотной коррекции долгоиграющих пластинок Columbia выбрала по рекомендации своего старого партнёра - Национальной ассоциации вещателей (NAB) . Точное техническое описание этой схемы никогда не публиковалось; из опубликованных графиков следует, что NAB использовала АЧХ с перегибами на 1590 мкс (100 Гц), 350…400 мкс (400…450 Гц) и 100 мкс (1600 Гц) . С инженерной точки зрения это было удачное компромиссное решение, весьма близкое к будущему стандарту RIAA и почти не отличимое от него на слух .

К 1952 году фирменное название кривой Columbia (англ. LP Curve ) стало в США именем нарицательным . Эксперты отрасли были уверены, что именно эта схема станет стандартом отрасли, но войну форматов Columbia проиграла . Главным недостатком её схемы было то, что она была оптимизирована для пластинок диаметром 406 мм , которые не были приняты рынком. Для завоевавших рынок пластинок диаметром 305 мм , более чувствительных к перегрузкам на высоких частотах, схема Columbia подходила хуже . Выбранное компанией значение f 2 {\displaystyle f_{2}} (1600 Гц) было слишком низко, что лишь усугубляло эти искажения .

Война форматов

Вслед за Columbia на рынок долгоиграющих пластинок вышли конкуренты, использовавшие альтернативные схемы частотной коррекции. Об этих недолговечных технических решениях, никогда не публиковавшихся в виде полноценных технических описаний, сохранились лишь фрагментарные, неточные и часто неверные сведения. Маркировка пластинок этого периода запутана или вовсе недостоверна ; действительную АЧХ предыскажений, применённую при их записи, можно лишь оценить на слух. Например, компания Decca , в 1950 году начавшая продажи долгоиграющей версии своей патентованной системы ffrr , в течение трёх лет опубликовала четыре различных графика АЧХ . Однако, по мнению Копленда, в действительности до перехода на стандарт RIAA Decca применяла лишь две схемы - «Блюмлейн 500» и её вариант с подъёмом высоких частот выше 3,18 кГц . Всего же в послевоенное десятилетие на статус стандарта претендовали не менее девяти различных систем . Граница раздела низкочастотной и среднечастотной области варьировала от 250 до 800 Гц, подъём высоких частот составлял от 8 до 16 дБ на 10 кГц . Кроме того, существовали не предназначенные для тиражирования «фирменные стандарты» крупных радиостанций, архивов и библиотек - например, различные службы BBC использовали три разные схемы предыскажений вплоть до 1963 года . Отраслевые (AES , 1950 ) и международные (CCIR , 1953 ) организации, как могли, «управляли процессом», предлагая собственные решения. Последний из этих несостоявшихся стандартов, германский DIN 45533 , был одобрен в июле 1957 года и так и не дошёл до серийного производства .

Множество несовместимых форматов было на руку лишь производителям аппаратуры, предлагавшим слушателям сложные темброблоки для исправления частотных искажений. Производители пластинок, напротив, были заинтересованы в скорейшей стандартизации частотной коррекции. В 1953 году, когда стало очевидным, что отрасль не собирается принимать схему коррекции NAB и Columbia, Национальная ассоциация телерадиовещателей (NARTB) провела сравнительный анализ схем частотной коррекции, использовавшихся в США, и составила на их основе идеальную «среднестатистическую» АЧХ записи и воспроизведения . Из всех реально используемых схем к ней лучше всего подходила АЧХ записи компании RCA Victor , внедрённая в производство в августе 1952 года под фирменной маркой New Orthophonic . Её отклонение от среднестатистического идеала во всём звуковом диапазоне не превышало ±1,5 дБ . RCA Victor, так же как и Columbia, использовала кривую записи с тремя перегибами, но оптимизированную для скорости 33⅓ об/мин. Именно схема RCA Victor, c подъёмом низких частот на f 3 {\displaystyle f_{3}} =50,05 Гц, и была выбрана в качестве национального стандарта США .

Внедрение

В 1953-1954 годы предложенное NARTB решение было последовательно признано американскими Ассоциацией производителей телерадиоаппаратуры (RETMA) и Обществом звукоинженеров (AES). После того, как в мае 1954 года Американская ассоциация звукозаписывающих компаний (RIAA) утвердила его в качестве национального отраслевого стандарта США, за ним закрепилось название «кривой RIAA» или «частотной коррекции RIAA» (англ. RIAA curve, RIAA equalization ). В 1955 году кривая RIAA стала национальным стандартом Великобритании и получила предварительное одобрение Международной электротехнической комиссии ; тремя годами позже МЭК официально признал кривую RIAA в ранге стандарта (Публикация МЭК-98-1958, ныне IEC 60098).

Переход промышленности США на кривую RIAA был стремительным, по крайней мере на словах . Понимая, что продать запасы старых, нестандартных пластинок в новых условиях будет весьма затруднительно, производители поспешили декларировать соответствие новому стандарту

Данная статья для тех кто до сих пор любит и ценит виниловый звук, вопреки всем цифровым современным штучкам 🙂

Корректор используется, чтобы усилить и корректировать сигнал, который поступает с электропроигрывающей головки ЭПУ с алмазной либо корундовой иглой. В основе работы корректора лежит стандарт RIAA, в нём регламентированы основные требования к записи и воспроизведению грамзаписи с виниловых дисков. По стандарту RIAA вид АЧХ имеет вид, представленный на рис. 2. По этой причине, чтобы достичь линейность АЧХ воспроизводящего трэка нужно применить фонокорректор, его АЧХ представлена на рис. 3.

Рис. 2

Рис. 3

Схема практического усилителя - фонокорректора представлена на рис. 4, а схема блока электропитания показана на рис. 5.

Рис. 4

Рис. 5

Основа схемы состоит из двухкаскадного усилителя, который построен по классической схеме усилителя напряжения с резистивной нагрузкой. Частотную коррекцию сигнала создаёт пассивная цепь частотной коррекции. Чтобы работа фильтра была надёжной он поставлен в разрез между двумя каскадами усиления.

График реальной АЧХ фонокорректора показан на рис. 6. Как видите, вид практической характеристики почти не имеет отличия от теоретической.

Рис. 6

Элементы, конструкция и налаживание

Для правильной и надёжной работы корректора все элементы, которые применяются при его сборке должны быть наилучшего качества и должны иметь минимальный допуск погрешности номинала. Максимальный допуск номинала для цепей частотокорректирующей цепи ±1%. Для остальной схемы ±5%. Допускается применение элементов с большим допуском, но тогда нужно индивидуально подбирать элементы по номиналу. Так же рекомендуется применение радиоламп с военной приёмкой и маркировкой ЕВ (то есть с повышенной долговечностью и механической прочностью).

Корпус этого устройства может быть выполнен с закрытыми и с открытыми радиолампами. Корпус можно изготовить из металла (сталь, медь, латунь и др.), пластмассы и дерева. В двух последних случаях обязательно нужна ещё дополнительная экранировка внутренней схемы медной либо латунной фольгой. На рисунках 1 и 7 представлен один из возможных вариантов конструкции фонокорректора.

Рис. 7

Особое внимание нужно уделять и блоку питания фонокорректора, поскольку главной проблемой предварительных усилков считается большой уровень фона. Чтобы максимально уменьшить уровень фона при сборке блока питания нужно принять несколько мер. Прежде всего, блок питания должен быть сделан в своём отдельном корпусе (чтобы предотвратить влияние электромагнитных полей сетевого трансформатора). Сетевой трансформатор лучше разместить в экран, либо как минимум намотайте на него дополнительную экранную обмотку. На схеме показаны минимальные номиналы всех электролитических конденсаторов. Чтобы надёжно устранить фон их ёмкости лучше увеличить в 1.5 - 2 раза. Особенно важен номинал конденсатора C1, потому что накальное напряжение устройства (в отличие от анодного) не стабилизировано. Стабилизация анодного напряжения достигнута при помощи “Электронного дросселя”. Разделение питания стереоканалов не нужно, поскольку разделение каналов при грамзаписи совсем небольшое.

Это всё. До свидания.

Итак, подробно рассказываю, как самому сделать довольно качественный корректор, с хрустальными верхами, живым голосом и натуральным полновесным басом, т.е. именно тем, что отличает звучание винила от любого цифрового носителя музыки. Основное время на изготовление корректора у вас уйдет на поиск деталей, саму же конструкцию можно легко, даже не обладая опытом мастера-всёделкина, собрать за один воскресный день. Принципиальная схема качественного и простого в сборке и по деталям лампового корректора винила изображена на прилагаемой картинке. Корректор построен на сосредоточенной цепи коррекции по стандарту RIAA, оптимизирован по всем возможным для оптимизации параметрам относительно своего среднего класса и возможности подключения его к транзисторным усилителям со стандартным значением импеданса входов. Пусть вас не смущает моя средняя оценка этого корректора, эта оценка по абсолютной шкале звукового качества, где на нижней ступени находятся все известные вам бренды, например Сони, Маранц, Техникс, Крик, MF, да вообще почти все, что изготовлено из транзисторов, как и большинство ламповой техники средней стоимости от брендов и, тем более, от так называемых "росхайэндщиков".
Корректор построен на старых октальных лампах, которые можно легко найти на любом радиорынке и в большинстве фирм, торгующих советскими радиодеталями, т.е. эти лампы совсем не дефицитны, и даже выпускаются ламповыми заводами до сих пор. На зарубежное замахиваться не будем, подобные зарубежные лампы высшего звукового качества стоят очень дорого, так как все относящееся к электронным лампам на западе давно уже перешло в разряд фетиша. Нам желательны старые лампы производства МЭЛЗ, они обладают наилучшим звуком из отечественных, хотя стоит добавить, что зарубежные звучат еще лучше. На год изготовления внимания обращать не стоит, хотя чем старее, тем результат основательней. К лампам нужно купить керамические панельки для октальных ламп, они также не дефицит и продаются там же, где вы будете приобретать лампы. Все резисторы мощностью 0.5...1 Вт, подойдут марок С2-10,С2-29,МТ. Можно использовать и углеродистые резисторы ВС, которые применялись в старых ламповых радиоприемниках. Резисторы R3 и R6 желательно найти с точностью 1%, причем резистор R6 составлен последовательным соединением резисторов номиналами 30 к и 2 к. Конечно, в случае отсутствия этих серий, можно применить и распространенные МЛТ, или, из современных, углеродистые резисторы российского или импортного производства на указанную мощность, но качество звучания подсядет. Конденсаторы С1 и С8 электролитические, производства ELNA, HITACHI, RUBYCON, NICHICON, желательно звуковых серий. Ни в коем случае нельзя использовать Самсунги, Самюнги, Чемиконы и прочие подобные низкокачественные конденсаторы, которые почему то российские продавцы продают по соизмеримым ценам с качественными изделиями. Звук от такого соседства сразу станет грязным и разваленным. Конденсаторы С2,С3 нужно найти слюдяные, серий ССГ,СГМ,КСО,К31, с погрешностью не более 2%, хотя вполне можно попробовать и 5% допуск. Конденсатор С5 тоже желательно слюдяной, например ССГ, КСО номиналом 0.047...0.1мк, но за неимением подойдет бумажный К40У-9 или КБГ. Потому что главное, конечно, собрать схему, что бы она заработала, а в дальнейшем вы сможете реально улучшать её звучание, заменяя используемые вами детали на более качественные, например зарубежные аудиофильные. Конденсатор С6 электролитический, тех же производителей, что и первые электролиты, хотя можно добавить к тому списку и фирму Саньо, некоторые их конденсаторы с органическим диэлектриком очень достойно звучат. Конденсатор С7 желательно найти бумажный, К40У-9 на напряжение 200 Вольт, за неимением можно использовать полипропиленовый из любой серии К78-хх, здесь главное не составлять этот конденсатор из нескольких. Батарейка в катоде первой лампы это никель-кадмиевый аккумулятор стандартного размера ААА, на 300mAh, обязательно использовать нероссийского производителя, хотя бы тайваньскую GP. Дроссель L1 любой на ток более 20 mA и индуктивность 2...10 Гн, например от советских ламповых телевизоров. С деталями разобрались, осталось собрать конструкцию.
Для этого возьмем любую деревянную доску из родной русской древесины размером около 15-ти на 20 см и толщиной около10..18 мм, и проделаем в ней три отверстия для ламповых панелек. Одно отверстие проделываем на оси симметрии по длинной стороне под первую лампу 6Н9С, в которой физически находятся два одинаковых (почти) триода, они у нас будут работать каждый на свой, правый или левый канал. Панелька этой лампы должна быть закреплена в деревянном основании через прокладку из вязкой резины толщиной около 10 мм, это необходимо чтобы развязать лампу от механических вибраций основания. Также нужно акустически развязать и колбу лампы от механических колебаний, передающихся через воздух. Это можно сделать, прикрыв колбу лампы стаканом с толщиной стенок около 5 мм, склеенным из нескольких слоев неплотного картона клеем типа Феникс. Этот стакан прикрепляется тем же клеем к той самой прокладке из резины, которая развязывает лампу от колебаний шасси. Виброзащита для этого типа ламп обязательна. Два других отверстия для ламп 6Н8С делаем на расстоянии 7…8 см от первой лампы по длинной оси основания, на одинаковом расстоянии с каждой его стороны симметрично друг другу, поскольку триоды каждой из этих ламп работают на свой звуковой канал. Панельки этих ламп крепятся непосредственно к деревянному основанию.
Далее, перед лампой 6Н9С, симметрично длинной оси основания, делаем отверстия соответствующего диаметра и закрепляем, каждый со стороны соответствующего стереоканала, два стандартных панельных разъема RCA, желательно качественных, например фирмы NEUTRIK, которые легко можно найти в продаже. Эта пара разъемов будет входом корректора. Такие же разъемы нужно закрепить рядом с соответствующими канальными лампами 6Н8С, с противоположной стороны от расположения лампы 6Н9С. Это будут выходные разъемы корректора. Далее понадобится медная пластина толщиной от 0.5 до 1 мм и размерами 15 х 10 см. Из нее, вдоль одной длинной стороны, вырезаем полоски, которые будут служить опорными контактными площадками для распайки на них деталей (лепестки, терминалы), размером 10 х 25 мм, с обоих сторон которых делаем отверстия диаметром 2…3 мм. Одно из этих отверстий предназначено для крепления лепестка к деревянному основанию посредством обычного шурупа соответствующего размера. После того, как эти опорные площадки будут закреплены в выбранных вами местах деревянного основания согласно принципиальной схемы, вы можете изогнуть их любым образом, чтобы было удобно крепить на них выводы соответствующих этим площадкам деталей. На рисунке все эти контактные площадки обозначены розовым цветом. Другие выводы деталей закрепляются либо на выводах (лепестках) ламповых панелек, которые на схеме отмечены черным цветом, либо на общей для обоих каналов земляной шине, вырезанной из той же медной пластины особым образом. Лишь выводы конденсаторов С7 и резисторов R10 каждого канала крепятся непосредственно к сигнальному контакту соответствующего выходного разъема RCA. Если вам не хватит длины выводов деталей для соединения их согласно схемы корректора, то в качестве проводников нужно будет использовать вырезанные из медной пластины полоски шириной в два-три миллиметра, заизолировав последние, если потребуется, трубочками из хлопковой ткани или обычной бумаги. Общая для обоих каналов земляная шина представляет вырезанную из той же медной пластины под вашу конкретную конструкцию и ваши конкретные детали фигурную пластину, начинающуюся от земляных контактов входных разъемов RCA, далее проходящую над тыльной стороной общей для обоих каналов панелькой первой лампы 6Н9С и огибающую эту панельку, далее снова спускающуюся до деревянного основания и проходящую между панельками вторых ламп 6Н8С каждого стерео канала и заканчивающуюся на срезе земляных контактов выходных разъемов RCA, причем сама эта фигурная пластина земляной шины своей большей площадью располагается перпендикулярно к деревянному основанию. Минимальная ширина фигурной пластины около 10 мм. Со стороны деревянного основания у земляной шины должны быть предусмотрены (вырезаны и отогнуты на 90 градусов) лепестки для крепления, с помощью тех же шурупов, фигурной пластины земляной шины к деревянному основанию минимум в трех точках – около входных разъемов, после огибания фигурной пластиной панельки первой лампы и между панельками ламп 6Н8С каждого канала. Земляная шина на рисунке обозначена сине-красной линией проводников, причем оранжевые площадки на концах этой линии означают общие (физически) точки крепления деталей, чьи выводы на принципиальной схеме присоединяются к общей шине на оранжевых площадках. После того, как вы разберетесь со схемой и поймете как её организовать в «железе», остается главное – заставить себя собрать конструкцию, при этом подавив в себе совковый позыв к рационализаторству. И приобщение к виниловому сообществу вам гарантировано!

Некоторые частности

1. Корректор задуман и рассчитан так, что НЕ ТРЕБУЕТ НИКАКОЙ НАСТРОЙКИ! Вам нужно только правильно, как показано на схеме и рассказано в описании, собрать его. Специально повторяю еще раз - обязательно подавив в себе всякие позывы к рационализаторству. Например, к шунтированию электролитов мелкими пленочными конденсаторами, потому что этот корректор не электродвигатель.
2. Звук раскрывается после трехдневного прогрева.
3. Корректор должен располагаться вблизи проигрывателя грампластинок.
4. Источник питания представляет отдельную, достаточно удаленную от корректора (под метр где-то), конструкцию.
5. В качестве высоковольтного источника питания желательно использовать трансформаторный кенотронный выпрямитель с фильтром С-L-C на выходе. Максимальный потребляемый ток по высокому напряжению не более 16…18 mA для обоих каналов корректора, т.е. вполне можно использовать в качестве выпрямителя лампы 6Ц5С или её пальчиковый эквивалент.
6. В качестве накального питания ламп желательно использовать постоянное напряжение 6.3 Вольта, стабилизированное любым подходящим интегральным стабилизатором с рабочим током больше 2А, например из серии LM: 138, 150, 338, 350, которые широко распространены и очень дешевы. Ток, стабильно отдаваемый накальной обмоткой трансформатора, также должен быть не менее 2А.
7. Дальнейшее художественное оформление конструкции корректора зависит от ваших личных предпочтений.
8. В дальнейшем предполагается в этой серии выложить описание сборки качественного и простого усилителя на лампах с настоящим ламповым звуком. Т.е такого усилителя, который обладает прозрачным, чистым, с большой и устойчивой пространственной сценой, и, при всем этом, одновременно еще и смачным звучанием. Ну и общее питание для получившейся вместе с корректором усилительной системы. Единственная проблема вот только есть, она, как обычно, в отсутствии доступных по цене и одновременно качественных выходных трансформаторах. Так что на трансформаторы для этого усилителя объявляется конкурс.
9. Ну и конечно же, любая ламповая техника представляет собой устройства с повышенной опасностью поражения электрическим током, поэтому очень прошу, не суйте пальцы во включенную конструкцию, прежде чем это сделать, обязательно убедитесь, что схема обесточена и электролитические конденсаторы успели разрядиться.