А.Г. Зызюк, г. Луцк
Модернизация CD-проигрывателя — это далеко не самая легкая и простая задача.
Замена штатного ЦАП новым, более совершенным, — занятие довольно хлопотное во всех отношениях. Требуются не только знания и материальные затраты, но и немало свободного времени.
Замена элементов «обвязки» штатного ЦАП (например, операционных усилителей), действительно, в ряде случаев дает ощутимый прирост в качестве звука. Но солидные фирменные ОУ дорогостоящи. При их замене нужно разбираться со схемотехникой работающего CD-проигрывателя. Поэтому в данной статье предлагается хоть и менее радикальный (в плане улучшения качества звука), но более простой в реализации способ улучшения качества звука CD-проигрывателя.
Его достоинство состоит в том, что не обязательно внедряться во внутреннее устройство самого аппарата. Он не требует применения дефицитных и дорогостоящих комплектующих.
Результат в выигрыше качества звука будет скромнее, нежели с солидной модернизацией. И все же, звучание CD-проигрывателя существенно улучшается. Звук становится «просто другим».
Следует подчеркнуть, что большинство CD-проигрывателей средней ценовой категории почти всегда оснащены буферными (выходными) каскадами весьма посредственного качества. Факт остается фактом: из-за примененных дешевых операционных усилителей и сопутствующих элементов этих буферов выходной сигнал значительно теряет в качестве звука.
Дополнительно на качество звука оказывает влияние и ряд иных факторов. В том числе и тип кабеля, и входное сопротивление усилителя мощности (УМ) или предварительного усилителя (ПУ), который подключен к выходу CD-проигрывателя.
Как правило, в недорогих моделях CD-проигрывателей производители не обращают никакого внимания на «деликатность» их же кабелей (из комплекта). Зато о соединительных кабелях очень много пишут в рекламных журналах. Им нужно раскручивать дорогостоящие «бренды». В любом случае, плохое качество кабеля не может не оказывать влияния на звуковые сигналы. Тем более, если через тонкие кабели малого сечения проходят и достаточно широкополосные сигналы (20 Гц…20 кГц), да еще и с небольшим уровнем напряжения (от единиц мВ до нескольких В). Понять рекламных агентов можно, но тратить немалые средства на золотые кабели тоже бессмысленно.
Совершенно ясно одно: если УМ и CD-проигрыватель достаточно качественные, то они позволяют четко зафиксировать разницу в ухудшении звука при замене хорошего кабеля посредственным.
На качество звука влияют также буферные усилители. Неспроста в дорогостоящих моделях CD-проигрывателей производители используют высококачественные ОУ.
В итоге, в современных «цифровых» аппаратах применяются, в том числе, и ламповые выходные каскады!
Речь в данном случае не идет о каких-то экзотических моделях проигрывателей с заоблачными ценами (вроде часов с бриллиантами). Имеются в виду вполне доступные ценовые категории. В наше время все чаще электровакуумные приборы производители используют даже в своих конструкциях в составе плат ЦАП.
В дальнем зарубежье производители бытовой техники вообще могут использовать электровакуумные приборы (ЭВП), полевые транзисторы (ПТ), биполярные транзисторы (БТ) и ОУ в одном усилительном блоке какого-либо «ширпотребовско-го» устройства. Причем такой бытовой аппарат работать будет весьма прилично.
Работа БУ
Схема одной из авторских конструкций усилителя для CD-проигрывателя, которая выполнена на ЭВП, ПТ, БТ и одном микросхемном стабилизаторе напряжения, показана на рис. Данный буферный усилитель (БУ) длительное время эксплуатировался совместно с CD-проигрывателем Technics SL-PG 570А.
Вне сомнений, ЭВП — это лидеры по линейности (изначально) передаточных характеристик. То есть, не применяя нескольких каскадов и глубоких отрицательных обратных связей, получается великолепный результат. А благодаря повышенному питающему напряжению ЭВП легко решается и вопрос проблем с перегрузочной способностью. И при работе с сигналами в единицы вольт (выход CD-проигрывателей) ЭВП, вне сомнений, выдают чистейший звук. К тому же, по теории однокаскадный усилитель максимально устойчив в работе, если сравнивать его с многокаскадными структурами, теми же ОУ.
Основная задача: при монтаже не создать условий для режимов самовозбуждения или «подвоз-буждения», граничащих с явной ВЧ генерацией каскада. Иначе резко теряем в качестве звука.
В схеме для защиты от самовозбуждения для ЭВП-триода достаточно резистора R2 , образующего простейший входной ФНЧ, а также резистора R4, включенного последовательно в цепь нагрузки триода. Антивозбудной цели служит и резистор R9. Ведь не менее важно обеспечение устойчивой работы и генератора стабильного тока (ГСТ). Здесь ГСТ двухтранзисторный, наVТ1 и VT2.
На первый взгляд схема выглядит усложненной. На самом же деле ничего лишнего в ней нет. Оба канала БУ выполнены на одном баллоне ЭВП типа 6Н23П-ЕВ. Последние две буквы означают следующее: Е — долговечность, В — повышенная механическая прочность. Во времена СССР сочетание букв ЕВ означало, что изделия (элементы, детали) изготовлены, отобраны и предназначены для военно-промышленного комплекса (ВПК). Отсутствие таковых на баллонах 6Н23П означает обычный ширпотреб. Но и на них БУ работает весьма пристойно. Все зависит от параметров конкретного ЭВП и, естественно, от схемы БУ.
На схеме рис.1 показан один канал БУ. Однако многие элементы и узлы в схеме являются общими для обоих каналов стереоварианта. Так, двухполярный стабилизатор напряжения (СН), выполненный на полевых транзисторах VT3 и VT4, общий для двух каналов БУ. Данный стабилизатор напряжения рассчитан на выходное напряжение +48 В и -48 В. Таким образом, через резисторы R8 и R7 на аноды триодов обоих каналов БУ поступает стабилизированное напряжение +48 В.
На ГСТ обоих каналов БУ отрицательное напряжение около 48 В подается через резисторы R14 и R15. Узел формирования накального напряжения здесь несколько усложнен. Но «игра стоит свеч».
Во-первых, накальное напряжение ЭВП стабилизировано, что исключает его изменение от «чудес» с колебаниями напряжения в наших электросетях. Это решение одной проблемы.
Во-вторых, напряжение накала со временем требуется несколько увеличивать, чтобы максимально продлить ресурс возможного использования ЭВП. Как известно, самой первой причиной, приводящей ЭВП в негодность, являются экстратоки. Причем больше всего сокращают срок службы ЭВП экстратоки (броски токов) в нитях накалов ламп. Производителям аппаратуры, как правило, до всего этого нет дела. Аппарат все равно купят. А покупатели будут заниматься проблемами заменой и подбором ЭВП. Срок службы всех ЭВП (при условии организации грамотного «щадящего» питания) увеличивается в среднем в 1,5-2 раза.
Система СНП
ЭВП, оснащенные системой плавного накала (СПН), эксплуатируются 15…20 лет и больше. Вна-шем случае с 6Н23П, при номинальном токе накала (при UH=6,3B) всего-то 0,3 А, бросок тока может быть семикратным! Такое обстоятельство не может не разрушать ЭВП, приводя ее в негодность. Именно поэтому в схеме рис.1 имеется СПН. Она изготовлена на ПТ типа IRL540. Работа СПН простая. При включении конструкции в электросеть напряжение не поступает на анодные и катодные цепи. РелеК1 выключено. Контакты К1.1-К1.4 рассоединены. Напряжение с диодного моста VD10 подается на сток ПТ — VT6. В это время напряжение на выходе ИМС-СН DA1 отсутствует. Нить накала обесточена. По мере того, как через резистор R20 заряжается конденсатор С13, напряжение на нем увеличивается. Плавно возрастает напряжение и на затворе ПТ — VT6. Следовательно, постепенно повышается входное напряжение стабилизатора DA1. (Отказ от использования «удобных», с регулировкой напряжения, ИМС типов LM317 и КР142ЕН12 для получения напряжения 6,3 В в пользу ИМС 7806 + германиевый диод продиктован только их невысокой надежностью.)
Медленно, без каких-либо скачков, начинает увеличиваться и накальное напряжение ЭВП.
Так обеспечен плавный разогрев триода, и он подготавливается к подаче анодного напряжения. И пока накальное напряжение не превысит значения напряжения включения порогового устройства, выполненного на элементах HL1, R21, R22,VT5, К1, VD9, то анодные напряжения на триоды не поступят. На это же время будут обесточены и схемы ГСТ. Транзисторный (а не ламповый) ГСТ позволил построить стереовариант усилителя всего на одном баллоне 6Н23П. Отметим, что триоды одного баллона более сходны по параметрам, чем триоды, взятые из разных баллонов. Кроме того, триоды из одного баллона, как правило, и «садятся» (ухудшаются их параметры) более одинаково. Выбор именно 6Н23П обусловлен ее превосходными параметрами. Вспомним, что ее применяли в селекторах каналов метрового диапазона, т.е. она работоспособна на сотнях мегагерц! Использовать, с целью упрощения схемы, вместо ГСТ резистор ущербно для качества усилителя. Хотя радиолюбители зачастую вместо ГСТ применяют катодный резистор. Наглядный пример что это плохо — осциллографы.
Замена катодного резистора на ГСТ дает сразу несколько преимуществ:
Прежде всего, ГСТ обеспечивает практическое равенство (если применяется двухполярное питание ЭВП) обеих полуволн сигнала на катоде ЭВП. С катодным резистором отрицательная полуволна срезается преждевременно. Естественно, возрастают все виды искажений. При этом массово, в том числе и за рубежом, в катодных повтори- телях вместо ГСТ устанавливают резисторы. При этом триод, в большей степени, работает больше на низкоомный резистор (вместо нагрузки). Поэтому ошибочно мнение, когда устанавливают лампу в катодном повторителе и считают такой каскад совершенным. С применением ГСТ ситуация меняется кардинально. Крутизна характеристики лампы теперь не зависит от напряжения анод-катод. Стабилизируется и выходное сопротивление нашего катодного повторителя. Существует мнение, что ГСТ, выполненный на биполярных транзисторах, может «испортить» ламповый звук.
Поэтому в данной схеме использован ПТ. А биполярный транзистор применен как вспомогательный элемент, стабилизирующий ток ПТ в ГСТ.
Ток ГСТ определяется положением движка резистора R12. Ограничительные резисторы R18 и R19 исключают броски токов как через оксидные конденсаторы С8 и СЮ, так и через диоды моста VD11. Кроме того, обеспечивается отсутствие громких щелчков в акустике (если УМ не оснащен защитой АС с задержкой ее подключения).
О деталях
В конструкции усилителя использованы одни из самых недефицитных и недорогих в приобретении зарубежных ПТ. Вместо IRF610 допустимо использовать IRF510, а вместо IRF9610 — IRF9510. В позиции VT6 использован ПТ с пониженным значением порогового напряжения (индекс L). Каскад на транзисторе VT6 при желании можно выполнить и на трех биполярных транзисторах, по схеме Дарлингтона, использовав, например, КТ819Б, КТ815Б и КТ3102Б, или же на КТ827 или КТ829, и КТ3102. Более простым в реализации, как видим, оказывается данный вариант на IRL540 (меньше деталей).
Надо учитывать, что очень часто ПТ с практически одинаковыми параметрами разительно отличаются по цене. Более того, нередко ПТ со скромными параметрами стоят вдвое-втрое дороже.
В качестве VT2 можно пробовать использовать и более ВЧ транзисторы. Но нужно проверять, не начинает ли ГСТ самовозбуждаться. Даже небольшой «самовозбуд» способен свести на нет все потенциальные возможности ЭВП.
Диодный мост VD10 заменим любым на ток не менее 2 А и напряжение 50 В. Аналогично и со вторым мостом, но он должен быть рассчитан не менее чем на 200 В.
Защитные стабилитроны КС211 в цепях затворов ПТ заменимы КС213. Стабилитроны VD3 и VD6 можно «набрать» последовательным соединением нескольких стабилитронов иных типов. Важно, чтобы суммарное напряжение
стабилизации было около 50 В. Разброс в несколько вольт роли не играют. Предпочтение отдают типам стабилитронов с минимальным током стабилизации (для КС551 I стмин =1 мА).
Стабилитрон VD4 (на напряжение 7…8 В) — для защиты нити накала от нештатного напряжения.
Диод VD7 нужен для обеспечения накального напряжения на уровне 6,3 В (а не 6 В, которое обеспечивает 7806). В качестве его замены подходит почти любой германиевый диод, обеспечивающий прямое напряжение 0,3 В при токе 10 мА. Для нового экземпляра лампы вполне достаточно накального напряжения 6 В. Поэтому во многих других СПН автор этот диод вначале заменял проволочной перемычкой. С течением времени, спустя годы, появляется естественный запас или необходимость повышения накального напряжения. Со старыми ЭВП все хуже. Начинать с ними приходится с напряжения не менее 6,3 В.
В конструкции применены недорогие типы оксидных конденсаторов зарубежного производства. Поэтому в ответственных местах они зашунти-рованы пленочными. Конденсаторы С1, С2, С4, С6, С11, С16 типа К73-17. Конденсатор С15 типа К78-2.
Реле К1 типа РЭС-22. РФ4.523.023-01. Все резисторы (кроме R12) типа МЛТ.
Резистор R12 многооборотный СП5-3.
О сетевом трансформаторе
Он изготовлен самостоятельно. Использован тороидальный магнитопровод. Его размеры: внешний диаметр 92 мм, внутренний — 55 мм, высота 32 мм. Первичная обмотка содержит 900 витков провода ПЭЛШО-0,41. Обмотка 2 содержит 286 витков. Она намотана двойным проводом ПЭЛШО-0,41. Обмотка 3 намотана проводом ПЭЛШО-0,64 и содержит 64 витка. Первичная обмотка изолирована от всех остальных двумя слоями толстой лакоткани. Поверх этой лакоткани намотан один слой провода ПЭЛШО-0,64. Он служит электростатическим экраном. К общему проводу схемы припаян один вывод этой обмотки. Поверх этой обмотки расположен один слой лакоткани. И уже затем намотаны все вторичные обмотки.
О конструкции
Данная конструкция выполнена на макетных платах и установлена в корпусе из ударопрочного полистирола. Лампа и ПТ — VT1, VT2 размещены на минимальном отдалении друг от друга. С общим проводом схемы соединен экранный провод 6Н23П (вывод 9, на схеме не приведен). Микросхема DA1
установлена на ребристом теплоотводе с охлаждающей поверхностью 250 см2. Полевые транзисторы (кроме VT5) оснащены П-образно изогнутыми радиаторами-флажками (длина одной полоски составляет 10см, ширина — 1,5 см). Транзистор VT6 установлен на ребристом радиаторе с охлаждающей поверхностью около 50 см2.
О налаживании
Отдельные узлы схемы налаживают по очереди. В самом начале отпаивают резисторы R18
и R19. Включив устройство в сеть, наблюдают за выходным напряжением DA1. Если напряжение 6,3 В устанавливается дольше, чем через 1 мин, то уменьшают сопротивление резистора R20 или заменяют конденсатор С13 на 100 мкФ. В своих конструкциях СПН автор, как правило, устанавливал интервал времени СПН не более 45 с. Этого достаточно для качественного прогрева большинства бытовых ЭВП. По достижении накального напряжения 5,5…5,7 В должно включиться реле К1. Напряжение срабатывания узла на реле К1 зависит от порогового напряжения изипор VT5 и суммарного падения напряжения на резисторе R21 и светодиоде HL1. Поэтому, при необходимости, последние два элемента можно подбирать. Убедившись в правильной работе перечисленных узлов, переходят непосредственно к ЭВП и ГСТ.
Проверяют факт зависимости изменения тока ГСТ от положения движка резистора R12. Ток ГСТ выбирали в зависимости от эмиссионных способностей ЭВП. Проще всего подключить к выходу схемы осциллограф и нагрузку (33 кОм) и на вход БУ подавать синусоидальный сигнал. Постепенно увеличивая ток ГСТ, находят его такое значение, при котором обеспечивается максимально возможный размах неискаженной амплитуды синусоиды на катоде ЭВП. Для разных экземпляров ЭВП (в зависимости от их «старости» — эмиссионной способности) ток отличается весьма значительно (в несколько раз). Естественно, удостоверялись, что на выходе схемы на синусоиду не наложены ВЧ составляющие (факелы и др. признаки возбуждения на ВЧ).
О подключении и эксплуатации
Вероятно, много говорить об этом нет смысла. Вход схемы подсоединяли к CD-проигрывателю многожильными трехпроводными проводами минимальной длины.
Чтобы не разбирать аппарат, владельцу предлагалось экран и сигнальную массу с Technics SL-PG 570А (или другого CD-проигрывателя) брать с выходных разъемом «тюльпанов». А уже к БУ сигнальная масса идет отдельно от экрана к резистору R1, а оплетка отдельно соединена в другой точке (вблизи соединения экранной обмотки сетевого тора Т1). Количество жил внутри кабеля -чем больше, тем лучше.
Если корпус БУ будет металлический, то массы БУ и CD-проигрывателя обязательно надо разделять. То есть, нельзя пускать сигнальную массу вместе с экранной оплеткой — помех и фона будет много. Хотя эта тема выходит за рамки объема данной статьи, но один важный вывод однозначен:
Данный усилитель, даже при обычном («каноничном») подключении к CD-проигрывателю, дает заметный выигрыш в естественности звуковоспроизведения.
К сожалению, автор уже не может привести фотографий данной конструкции, поскольку с ней пришлось распрощаться. Конструкция изготавливалась исключительно для себя, но в наше экономически непростое время приходится продавать даже то, что раньше бы и не подумали продавать.
Радиоаматор-7-‘2010
делал этот буфер но старый вариант работает отлично лет 5 . снебольшими переделками в накале и задержке накала.ок
Юрий, уверен что многим читателям будет интересно услышать Ваше мнение по этому буферу, как именно отразилось на звуке? Опишите в деталях.