Audio Line High-End Preamplifier with ICs

Γενικά

Μετά την παρουσίαση του Modular προενισχυτή καλό είναι να παρουσιάσω και έναν κύκλωμα πιο απλό στην κατασκευή αλλά  πολύ καλής ποιότητας. Και σε αυτό το κύκλωμα η φιλοσοφία που ακολουθώ είναι: το απλό είναι και πιό καλό. Όπως θα δείτε στο κύκλωμα, δεν χρησιμοποιήθηκε παρά μόνο ένα ποτεσόμετρο έλεγχου της στάθμης [Volume]. Ακόμη και η επιλογή Tape Monitor, θεωρείται πλέον αρκετά σπάνια στην χρήση, παραμένοντας χρήσιμη μονον σε όσους διαθέτουν και επιμένουν να χρησιμοποιούν κασετόφωνα 3 κεφαλών και μαγνητοφώνα ανοικτής ταινίας. Διαφορετικά μπορεί κα χρησιμοποιηθεί και αυτή η είσοδος σαν LINE, αφού δεν διαφέρει σε τίποτε από τις άλλες εισόδους ή να καταργηθεί. Όλα τα υλικά που αποτελούν το κύκλωμα πρέπει να είναι κορυφαίας ποιότητας. Ο προενισχυτής έδωσε ήχο πολύ καλό και ουδέτερο. 

preamp_2a.gif (37806 bytes)

Περιγραφή
Στο Fig.1A φαίνεται ο κύριος κορμός που αφορά τον ήχο. Στην επιλογή υπάρχει η σταθερή προτίμηση μου στα  ρελέ. Νομίζω ότι είναι η καλύτερη λύση, αφού προσφέρει τα καλύτερα αποτελέσματα χρήσης και ποιότητας ήχου και σταθερότητας στον χρόνο. Βέβαια εξαρτάται από την ποιότητα του ρελέ που θα χρησιμοποιήσουμε. Πολλοί καλοί κατασκευαστές προσφέρουν τις κατάλληλες λύσεις. Εκείνο που πρέπει να προσέξουμε να είναι κλειστού τύπου και να περιέχουν στην συσκευασία τους δίοδο παράλληλα με το πηνίο. Εάν επιλέξουμε κάποιο τύπο που δεν διαθέτει δίοδο παράλληλα με το πηνίο τότε θα πρέπει να τοποθετήσετε διόδους. Ολο το κύκλωμα δεν διαθέτει πυκνωτή απόζευξης στην πορεία του σήματος ήχου, ακολουθώντας DC σύζευξη [σε αυτό βοηθούν τα τριμμερ TR1-6]. Το ακουστικό σήμα από την είσοδο που θα επιλεγεί κατευθύνεται στο πρώτο στάδιο απομόνωσης και προσαρμογής που αποτελείται από δύο μονούς τελεστικούς ενισχυτές IC1-2. Αυτό το στάδιο δεν προσφέρει καμία ενίσχυση στο ακουστικό σήμα. Όπως θα παρατηρήσατε στο σχέδιο, όλοι οι τελεστικοί ενισχυτές διαθέτουν ένα μικρό ρυθμιζόμενο τρίμμερ [TR1 έως TR6]. Η χρηση αυτών των τρίμμερ μας επιτρέπει την ακριβή ρύθμιση της τάσης εκτροπής [Offset voltage] στην έξοδο των τελεστικών σε πολύ χαμηλά επίπεδα [200uV]. Όποιος κρίνει ότι αυτό είναι υπερβολικό, μπορεί να τους καταργήσει Σε κάθε τρίμμερ υπάρχουν οι βραχυκυκλωστήρες SF1-4, σε μορφή διακόπτη. Κάθε διακόπτης επιλέγει εάν το τρίμμερ τροφοδοτηθεί από θετική ή αρνητική τάση. Αυτό εξαρτάται από τον τύπο του ολοκληρωμένου που θα χρησιμοποιηθεί. Εάν καταλήξουμε σε συγκεκριμένο τύπο ολοκληρωμένου και δεν θα χρειαστεί  να αλλάξουμε  τότε μπορούμε να τους καταργήσουμε. Στο Table 1 φαίνεται η πολικότητα της τάσης με την οποία πρέπει να συνδεθεί το τρίμμερ ανάλογα με τον τύπο του ολοκληρωμένου. Η ρύθμιση των τρίμμερ πρέπει να γίνει, αφού ο προενισχυτης εργαστεί λίγη ώρα, και με το ποτεσόμετρο στην πιο χαμηλή αντίσταση [κλειστό], χωρίς να είναι συνδεδεμένος κάποιος τελικός ενισχυτής στην έξοδο του προενισχυτή. Οι επιλογές ολοκληρωμένου στις θέσεις IC5-6  είναι τέτοιες ώστε η σύνδεση των τρίμμερ TR5-6 να γίνεται αποκλειστικά με την θετική τάση τροφοδοσίας. Μετά το πρώτο στάδιο ακολουθεί το ποτεσόμετρο ρύθμισης στάθμης ήχου RV1[VOLUME] το οποίο πρέπει να είναι πολύ καλής ποιότητας. Ακολουθεί το στάδιο εξόδου αποτελούμενο από τα IC3-4. Σε αυτό το στάδιο γίνεται ενίσχυση της στάθμης του σήματος σε επίπεδα τέτοια ώστε να οδηγούνται όλοι οι τύποι τελικών ενισχυτών. Με τις τιμές R15-18=15Kohm και R16-20=2.2Kohm το κέρδος είναι περίπου 17dB [X7.5]. Αυτό το κέρδος μπορεί να αλλάξει, εάν αλλάξουμε κάποια από αυτές τις αντιστάσεις ακολουθώντας τον τύπο υπολογισμού του κέρδους A=R14+R15+R16/R16. Οι αντιστάσεις R14-18 προστατεύουν την έξοδο του ολοκληρωμένου από βραχυκύκλωμα καθώς επίσης κάνουν την κατάλληλη προσαρμογή για μακριά καλώδια. Αυτές οι αντιστάσεις τοποθετούνται μέσα στον βρόγχο ανάδρασης, για αυτόν τον λόγο πρέπει να υπολογίζονται στην συνολική ενίσχυση. Στην έξοδο υπάρχουν  οι επαφές του RL6 που κλείνουν όταν περάσει ο χρόνος καθυστέρησης που καθορίζεται από τον C13 και το IC7a-b [Fig.1A], ώστε να μην ακούγονται ενοχλητικοί θόρυβοι στο άνοιγμα και το κλείσιμο της τροφοδοσίας. Οι τελεστικοί IC5-6 λειτουργούν σαν απομονωτές με ενίσχυση μονάδα, οδηγώντας τις εξόδους ηχογράφησης J11-12.

Table 1

NE5534 +V
OPA604 -V
OPA627 +V
OPA637 +V
Επιλογή τελεστικών ενισχυτών
Η επιλογή των τελεστικών είναι ένας βασικός παράγοντας για την καλή αναπαραγωγή του ήχου. Μια φθηνή, αλλά καλή λύση είναι η χρήση σε όλες τις θέσεις του κλασσικού NE5534. Η καλύτερη βέβαια επιλογή είναι οι OPA604, OPA627 και OPA637 της Burr-Brown αλλά είναι πιο ακριβοί. Ο OPA637 είναι ο κορυφαίος αλλά δεν παρέχει σταθερότητα με κέρδος κάτω από Χ4, άρα αποκλείεται από τις θέσεις IC1-2-5-6 όπου το κέρδος είναι Χ1. Η επιλογή του OPA604 είναι η καλύτερη επιλογή επειδή εχει πάρα πολύ καλά χαρακτηριστικά και είναι λίγο πιο φθηνός. Είναι μονός υβριδικός τελεστικός ενισχυτής που συνδυάζει την χρηση FET αλλά και ημιαγωγών  διπολικής τεχνολογίας  . Εχει πολύ χαμηλή παραμόρφωση, χαμηλό θόρυβο, μεγάλο εύρος ζώνης, είναι σταθερός στο μοναδιαίο κέρδος και μπορεί να οδηγήσει φορτία 600Ω.

Part List Main Preamp. [Fig.1A]

R1.....R10=47K ohms

TR1.....TR6=100K ohms Multiturn Trimmer

SF1......SF4=Jumper Switch [See Text]
R11-12-21-23=1M ohms RV1=2X10K ohms  Log. Pot. [ALPS-NOBLE] J1.....J14=RCA Type Female gold-plated plug
R13-17=470K ohms C1......C12=100nF 100V MKP 5%
R14-18-22-24=100 ohms IC1-2=OPA604-OPA627-NE5534 [See Text]
R15-19=12K  ohms [See Text] IC3-4=OPA604-OPA627-OPA637-NE5534 [See Text] All Registors is 1/4W 1% Metal film
R16-20=1.8K ohms IC5-6=OPA604-OPA627-NE5534 [See Text] For ICs Techical Data see my Database

Input Selector and Delay Time [Fig.1B]

preamp_2b.gif (14318 bytes)

Επιλογή εισόδων – Καθυστέρηση σύνδεσης εξόδου [Fig.1B]
Εδώ υπάρχει το κύκλωμα των ρελέ επιλογής εισόδων από τον S1, ακρόασης εγγραφής [Tape monitor] από τον S2, σίγασης [MUTE] από τον S3 και το κύκλωμα καθυστέρησης σύνδεσης εξόδου προενισχυτού IC7A-B. Με τον S1Α τροφοδοτούμε με τάση +12V [+VD], τον αντίστοιχο ρελέ. Ταυτόχρονα ανάβει και η αντίστοιχη Led D1..D4, ώστε να ξέρουμε ποιά είσοδο επιλέξαμε. Στην ίδια απλή λειτουργία στηρίζεται και η επιλογή  Tape monitor. Όταν τροφοδοτήσουμε τον προενισχυτή με τάση, η +VDD τροφοδοτεί το IC7A η έξοδος του γίνεται High, μέσω της R28 φορτίζεται ο πυκνωτής C13, μετά από 5 δευτερόλεπτα η έξοδος του  IC7B γίνεται High, το Q1 κλείνει και ο RL6 οπλίζει. Εάν θέλετε να αλλάξετε αυτόν τον   χρόνο θα πρέπει να αλλάξετε την τιμή του C13 με διαφορετική από αυτή που δίνω στον κατάλογο των υλικών. Για να είναι το κύκλωμα πιό απλό η λειτουργία MUTE γίνεται με τον S3 ως εξής. Στην θέση ηρεμίας  ο S3 είναι κλειστός. Όταν επιλέξουμε λειτουργία MUTE ο διακόπτης ανοίγει διακόπτεται η τάση προς τον RL6 του οποίου οι επαφές ανοίγουν με αποτέλεσμα να διακόπτεται η ροή του σήματος προς την έξοδο του προενισχυτή. Ταυτόχρονα ανάβει η D7, δείχνοντας λειτουργία MUTE. Κλείνοντας πάλι τον S3 η τάση αποκαθιστάται αμέσως και οι επαφές του RL6 κλείνουν, όποτε το ακουστικό σήμα οδηγείται πάλι προς τους τελικούς ενισχυτές. Όπως παρατηρείτε η δεύτερη ομάδα επαφών του S1 είναι βραχυκυκλωμένες και μέσω αυτών γίνεται η τροφοδοσία των +12V στον S3. Αυτό εξασφαλίζει ότι κάθε φορά ο μεταγωγός διακόπτης μετακινείται από την μία θέση στην άλλη υπάρχει μια μικρού χρόνου διακοπή της τροφοδοσίας του RL6 με +12V. Έτσι κάθε φορά που γίνεται η επιλογή κάποιας εισόδου η έξοδος του προενισχυτή διακόπτεται με αποτέλεσμα πιθανοί θόρυβοι, να μην ακούγονται. 

Part List Sel. and Delay [Fig.1B]

R28=1M ohms C14=100nF 100V MKT 5% RL1.....RL6=Relay 12V [See Text]
R25-26-30=1K ohms IC7=4081 c-mos S1=6 stepX2 contact Rotary Switch [See Text]
R27=10K ohms D1.....D5-7=Red Led 3mm S2-3=1X2 step mini switch
R29=39K ohms D6=1N4148 All Registors is 1/4W 1% Metal film
C13=4.7uF 25V Q1=BD678 For ICs Techical Data see my Database

Power Supply [Fig.2]

preamp_2c.gif (26462 bytes)

Τροφοδοτικό
Απαραίτητη προϋπόθεση για ένα προενισχυτή υψηλής ποιότητας, είναι να συνοδεύεται με ανάλογης ποιότητας τροφοδοτικό. Στην είσοδο της τάσης δικτύου υπάρχει το βύσμα JF1 που περιέχει και φίλτρο ΕΜΙ. Υπάρχει διαφορετικό κύκλωμα τάσης για το τμήμα του ήχου και το τμήμα των ρελέ, πλήρως διαχωρισμένο και με διαφορετική γραμμή γης. Στο τμήμα τροφοδοσίας των κυκλωμάτων ήχου επέλεξα την λύση της διπλής σταθεροποίησης της τάσης. Αυτή η τοπολογία δημιουργεί ένα πολύ ισχυρό φίλτρο, που εξασφαλίζει πολύ καλά αποτελέσματα απόρριψης κυμάτωσης και θορύβων . Ταυτόχρονα εξασφαλίζει μικρο βαθμό θερμικής και μηχανικής καταπόνησης των σταθεροποιητών στην διάρκεια του χρόνου. Η ρύθμιση της τάσεως εξόδου των σταθεροποιητών γίνεται με τα πολύστροφα τρίμμερ που υπάρχουν σε κάθε σταθεροποιητή. Όλοι οι σταθεροποιητές πρέπει να τοποθετηθούν σε μικρές ψήκτρες. Ο ρυθμιστής IC6 δεν είναι ρυθμιζόμενος αλλά σταθερής τάσης εξόδου +12V. Στην γραμμή τροφοδοσίας των ρελέ δεν θέλουμε κάτι παραπάνω. Η χρήση στην θέση των C31-32 πυκνωτών με μικρή σχετικά χωρητικότητα εξασφαλίζει την γρήγορη αποφόρτιση τους κατά το κλείσιμο της τροφοδοσίας, με αποτέλεσμα να ανοίγει γρήγορα ο ρελε RL6 αποσυνδέοντας την έξοδο του προενισχυτή. Έτσι κανένας θόρυβος από την εκφόρτιση των πυκνωτών τροφοδοσίας δεν περνά στους τελικούς ενισχυτές. Η δίοδος Zener D17 σε συνδυασμό με την R11 δημιουργούν μια σταθερή τάση +12V ώστε να τροφοδοτηθεί το IC7. O μετασχηματιστής Τ1 καλό είναι να τοποθετηθεί όσο πιο μακριά γίνεται από τα κυκλώματα του ήχου. Μεγάλη προσοχή πρέπει να δοθεί στις γειώσεις, ώστε να μην δημιουργηθούν βρόγχοι γείωσης, με αποτέλεσμα, βόμβους.

Part List For Power Supply [Fig.2]

R1-6-7-10=170 ohms C27=470uF 25V TR1.....TR4=10K ohms Multiturn Trimmer
R2-4=3.3K ohms C30-32=4.7uF 25V T1=230Vac @2X22V 50VA //12V 5VA
R3-5-8-9=15K ohms C31=47uF 40V S1=2step 2contact Switch [230Vac 3A]
R11=2.2K ohms 1W B1=Bridge Rectifier 80V-3A F1=1A Slo Blo Fuse
C1....C4=22nF 100V MKT B2=4 Diodes 1N4002 JF1=3pin male supply jack with EMI Filter
C5.....C8=4700uF 63V D1.....D6=1N4002
C9-10=1uF 100V MKT D7=12V 0.4W Zener
C11-12-15-16-19-20-28-29=100nF 100V IC1-2=LM317T [On Small Heatsink] All Registors is 1/4W 1% Metal film
C13-14-21-22-25-26=10uF 25V IC3-4=LM337T [On Small Heatsink] For ICs Techical Data see my Database
C-17-18=100uF 40V IC5=LM7812 [On Small Heatsink]

 

Sam Electronic Circuits 3/04