PHONO PEAMPLIFIER (29.09.2025):
PHONO PEAMPLIFIER mal byť pôvodne súčiastou projektu PREAMPLIFIER/predzosilňovač no nakoniec jeho nekompromisné riešenie (s reguláciou hlasitosti pomocou relé, prepínaním analogových vstupov s postupným a plným odpájaním vodičov, modulmi diskretnych bufferov, DAC, vrátane asynchronneho USB vstupu, kvalitnými zdrojmi a zložitým riadením...) zabralo tak velkú časť vnútornnej plochy krabice že dostať dnu rovnako nekompromisný gramofonový predzosilňovač už nebolo možné.
Z toho dôvodu vzniká dodatočne táto podstránka ktorá bude celá venovaná PHONO PREAMPLIFIER/gramofonnemu predzosilňovaču.
Chcel by som všetko napísať formou blogu. Vysvetliť myšlienku, koncepciu a chronologicky zdokumentovať celý proces. Vrátane detailných vysvetlovaní a úvah okolo celého projektu.
zdroj (30.09.2025):
Bude tvorený zložitejším sietovým filtrom/EMI. Za ním bude semi toridný transformátor ktorý má nízke kapacity medzi sekundárnym a primárnym vinutím ale zároveň by nemal vyžarovať tolko 50Hz rušenia okolo seba ako klasický EI transformátor. Tiež by mal mať rozumne nízke sítenie jadra čo v tomto smere tiež pomôže. Každopádne niečo vyžarovať bude a je dosť možné že bude potrebné jeho umiestnenie dalej od citlivej elektroniky, oddelenie prepážkou, prípadne jeho zabudovanie do samostatnej krabice.
Zvyšok budú tvoriť rýchle diody s minimálnym peakom pri spínaní a CRC filtrácia s pomerne vysokými filtračnými kapacitami. Na výstupe bude predregulátor. Klasický obyčajný integrovaný.
regulátory (30.09.2025):
Vzhladom k nízkemu výstupnému signálu prenosky a pomerne extemnemu zisku signálových zosilňovačov je signál náročnejší aj na moduláciu rušenia zo siete do signálu. Obzvlášť v prípade že pracujú s nízkou spätnou väzbou. Keďže predzosilňovač má byť nekompromisný, rozhodol som sa použiť diskretne nízkošumové zdroje s vysokým PSR ktoré som pôvodne staval primárne pre analogovú sekciu D/A prevodníku.
frekvenčné kompenzácie RIAA (30.09.2025):
Vždy ak je to možné sa snažím aktívnym nízkoladeným filtrom vyhnúť pretože sú to prakticky frekvenčné kompenzácie v spätnej väzbe zosilňovačov s velmi nízkym ladením, v akustickom pásme. Prakticky degradujú jeho parametre. Každopádne by to potrebovalo podrobnejšie testy. Vyskúšať korekciu v spätnej väzbe by stálo za to aspoň pre zvukové porovnanie. Pasívna korekcia sa nevyhne použitiu dvoch aktívnych zosilňovačov v ceste signálu. Čo samo o sebe obvykle býva hodnotené ako zvukovo horšie. Mojim cielom teda bude postaviť dva natolko dobré obvody aby ich v ceste signálu nebolo počuť, alebo teda bolo počuť čo najmenej a medzi ne bolo možné umiestniť pasívnu korekciu.
signálové predzosilňovače (29.09.2025):
Obvod - topologia/schéma/doska bude vychádzať z pôvodného obvodu diskretneho predzosilňovača ktorého prvú verziu som postavil už niekedy pred 9 rokmi ale po pár rokoch bola kvôli jej zbytočnosti (ako napríklad zisk obvodu - db) nahradená radšej kvalitným bufferom (bez zisku/ 0db)...
Táto verzia kedysi používala zisk 6db a jej THD na 1kHz pri bežných úrovniach bolo okolo 0.00045%. Počítam že gramofonový predzosilňovač bude potrebovať v celku zisk okolo 40db určite. Čo by pri rozdelení medzi 2 obvody znamenalo nutný zisk stále cez 20db.
Zo obvodu sa mi podarilo po napárovaní tranzistorov dostať pri zisku 9db THD tušim okolo 0.00075%. Čo znamená že keď chcem udržať hodnotu do 0.000xx% tak obvod bude potrebovať väčšiu linearitu alebo väčší zisk/OLG alebo oboje...
Z toho dôvodu mám v simulácií už zložitejšie obvody s kvalitnejšou výstupnou častou a zložitejšou konštrukciou IPS/vstupnej časti a VAS/rozkmitovej časti...
Ku konštrukcií signálových predzosilňovačov využijem moje zásoby tranzistorov. Mám približne všetky najlepšie vyrábané typy vhodné pre mimoriadne kvalitné audio obvody. Mám ich niekolko tisíc kusov. Z čoho sa budú perfektne vyberať dokonalé dvojice. Vdaka čomu sa lahko dosiahne ich vysoký zisk aj perfektná symetria v obvodoch.
Pre vstup budú s najväššou pravdepodobnostou použité 2SK117BL alebo 2SK246BL. Teda výborné JFET tranzistory od firmy TOSHIBA. Do rozkmitu pôjdu výrobné tranzistory svojou rýchlostou, hfe, nízkymi kapacitami aj nízkym šumom od firmy HITACHI/RENESAS, 2SC1775A-E a 2SA872A-E. Výstupná časť bude kvôli vyššiemu klúdovému prúdu osadená narozdiel od vstupu a rozkmitu (TO-92) tranzistormi TO-126. Buď budú použití nízkokapacitné extremne rýchle tranzistory SANYO 300-400MHz alebo tiež pomalšie verzie okolo 150-200MHz a možno nejake robustnejšie typy pre vyššie prúdy od firmy FAIRCHILD. To sa uvidí na základe posluchových testov.
PCB/DPS/doska. Tu by som chcel tak isto zúročiť extreme vela času strávaného kresleným výkonových zosilňovačov, signálových zosilňovačov a bufferov a možno zahrnúť aj nejake know how z návrhu dosiek pre D/A prevodníky... Celá doska by mala byť kompaktná tak ako to len ide, s tepelnými väzbami medzi tranzistormi tam kde je to potrebné. Celý obvod by mal byť na doske s rozliatou zemou. Kedže obsahuje extremne rýchle tranzistory tak budem dbať na indukčnosť a parazitnú kapacity spojov... Okolo vstupov, spätnej väzby, impedancie výstupu...
celková koncepcia dosiek a rozloženia (30.09.2025):
Na lavej strane krabice komponentu by mala byť umiestnená doska sietového filtra spolu s transformátorom a tiež diodovým mostíkom, filtračnými kondenzátormi a integrovanými predregulátormi. Na pravej strane komponentu by mala byť nosná doska s frekvenčnými RIAA fitrami a sietou obvodov pre volbu vstupných kapacít a impedancií prenosky. Signálové predzosilňovače, v celku 4 moduly, budú zatial riešené ako vymenitelné moduly. Čo je výhoda pri skúšaní rôznych obvodov a pri úpravách v nich. Regulátory budú umiestnené na hlavnej doske napevno ako jej súčasť alebo ako vymenitelné moduly. To sa ešte rozhodnem.
nastavenia predzosilňovača (30.09.2025):
Teda kapacity a impedancie. Zatial budú pravdepodobne riešené jumpermi na hlavnej doske. Čím sa vylúčiť chytanie rušenia do signálovej cesty. Potom môže vzniknúť verzia s miniatúrnymi signálovými relé a volba bude riešená otočnými prepínačmi na zadnom paneli komponentu. V prípade že sa potvrdé že toto zložitejšie riešenie negatívne nezasahuje do zvuku, teda svojim prípadným rušením.
Najextremnejšia verzia by mohla vyzerať až nejako takto (31.10.2025):
prvý tzv. "nástrel" rozloženia (31.10.2025):
Doska s relé je pre konfigurovania vstupných kapacít a impedancií. Ale do prototypu by sa na miesto relé dali vložiť jumpery...
Moduly signálových zosilňovačov sú pomerne jednoduché, EF alebo 2EF alebo buffer ako výstup. Vstup a rozkmit je diferenciálny. Jedinou zložitou vecou sú prúdové zdroje a zrkadlá ktoré majú nahnať zisk a tým aj znížiť THD ale nie je nutné ich osadiť. Schém mám v simulácií mnoho. Dosky sú nakreslené zatial pre asi 5 variánt.
Medzi zosilňovačmi bude neskôr asi medzera a v nej budú súčiastky pasívnej korekcie.
Za modulmi signálových zosilňovačov mali byť v tesnej blízkosti rovno kvalitné nízkošumové regulátory na bázi IO a nejakych diskretnych súčiastok... Konfigurácia bude až na transformátor dual mono...
Použité by bolo kvôli kapacitám zo siete EI trafo...
Kvôli širokému rozsahu vstupných kapacít a impedancií a ich pohodlnému voleniu boli použité relé. Rozsahy sú kombinované podobne ako pri binárnom stupňovaní.
Volba jumpermi by potrebovala velkú tabulku všetkých kombinácií a vybrať konkretne hodnoty by bolo zldhavé... Vdaka kombinovaniu by rozsah hodnôt pravdepodobne mohol vyzerť takto:
rozsah vstupnej kapacity: 50p, 100p, 150p, 200p, 250p, 300p, 350p, 400p, 450p, 500p, 550p, 600p, 650p, 700p, 750p, 10N
rozsah vstupnej impedancie: 13R, 15R, 20R, 60R, 76R, 82R, 100R, 194R, 230R, 248R, 289R, 330R, 428R, 750R, 1000R, 47k
Ich volba by mala prebehnúť pomocou dvoch otočných prepínačov alebo encoderov... Asi na prednom paneli. Alebo možno ich tiež nahradil tlačítkami UP/DOWN...
Navolenú hodnotu by mohol zobrazovať biely OLED displej ako majú aj ostatné komponenty. Dispej by bol vzadu vypínatelný páčkovými vypínačom aby nerušil a pri jeho vypnutí by sa vzadu rozsvietila biela LED aby bolo jasné že komponent funguje...
Súčastou bude riadenie so standby režimom so spínaním pomocou predzosilňovača. Myslím že kód by mohol byť pomerne jednoduchý...
Ale kvôli rušenie by mohol kód obsahovať powerdown režim kedy MCU s oscilátorom neruší, pretože oscilátor by tušim nemal bežať...
Najskôr sa všetko vyskúša v minimalistickej verzií. Volenie jumpermi, žiadne relé, žiadna doska riadenie a jednoduché napájacie zdroje.
Bohužial kvalitné mechanické otočné prepínače sú velmi drahé. Obzvlášť v prípade že krokov je až 16...
topologie signálových predzosilňovačov (17.11.2025):
nakoniec som sa rozhodol pre 6 prakticky 5 rôznych obvodov. Vychádzajú z mojich starších obvodov a dosiek... Aspoň niektoré...
Väčšina bude obsahovať diferencálny vstup aj rozkmit doplnený o prúdové zdroje a zrkadlá. Výstup bude tvoriť buffer alebo buffer s CFP alebo 2EF výstup. Jedna varianta mala EF VAS ale sám o sebe ani kaskadovaný ma nepresvedčil... Najjednoduchšia obsahuje 15 tranzistorov. Najzložitejšia potom až 24. Čo je extrém... 5 verzií po 4 dosky, to je 20.
DPS topologia 4/4 (29.1.2026):
Najzložitejšia zo 4 variant s buffer výstupnou častou.
simulácia LTspiceIV, topologie 2 z 4 (08.3.2026):
simulácia topologie 2 z 4 H2 na cca -125db
meranie topologie 2 z 4 (10.3.2026):
Vyššie je fotka z dielne z meraní. Ide o topologiu/obvod 2 z 4. Zisk je 18.78db čo už je pomerne dosť. THD je na úrovni cca -123db oproti signálu. Všetky tranzistory sú párované. Párované niesu len niektoré z prúdových zdrojov a zrkadiel a LED.
Každopádne limitom meraní je zvuková karta ESI Julia. Z toho dôvodu mám pripravenú staršiu zvukovú kartu Lynx L22 ktorej limit by mal byť až niekde okolo 0.00001x%. Takže merania určite zopakujem. Ktovie, možno sa dostanem až na hodnoty zo simulácie.