Современный тракт записи-воспроизведения магнитофона

[MikeF]

Всем доброго дня.
Перед тем как окунутся в инжиниринг позволю себе небольшое лирическое отступление.
После внезапно нахлынувшей ностальгии приобрел себе кассетный магнитофон, не вдаваясь в целесообразность такого поступка в наше время, к выбору подошел довольно рационально, благо нынче сервис мануалы легко доступны, а отзывов хоть отбавляй. После изучения всей этой информации понял, что главное - взять аппарат не "отжатый" и с изначально хорошей механикой и головами.
Почему? Ответ прост.
Исследование электроники любых дек, даже "золотой эры" и топов вроде приснопамятных Накамичи, показало полную ущербность звукового тракта при замечательных головах и ЛПМ.
Не вдаваясь подробно в причины таких решений, которые видимо были обусловлены в первую очередь идеологией и низким качеством массово доступной музыки и остального тракта,
было принято решение создать свой звуковой тракт, естественно с использованием современной элементной базы и схемотехнических решений.

Начну свою публикацию с воспроизводящего тракта, куда включаю цепи коммутации Tape/Monitor и линейного выхода, как основы, которая работает во всех режимах.
Если будет интерес к теме, продолжу с усилителем записи (УЗ) и возможно блоком автоматики и автокалибровки записи.

Итак, рассмотрение схем начнем собственно с модуля усилителя воспроизведения (УВ).
Идеология и схемотехника данного модуля навеяны по большей части циклом статей Сергея Агеева в журналах Радио, более подробно с ними можно ознакомится в первоисточнике (№12 2004г, №№ 1-3 2005г).

Для снижения уровня шума, как наиболее характерной проблемы "кассетников" применено параллельное включение 4-х входных ОУ, данное решение позволяет снизить уровень шума в 2 раза (в пределе) по сравнению с одиночным каскадом.
Для дальнейшего снижения уровня шума применено так называемое охлажденное шунтирование резонанса ГВ с помощью цепочки R101-103, C101 (здесь и далее нумерации идет общая, без поканальных индексов). Данные решения позволяют значительно улучшить реальное отношение С/Ш при использовании высокодобротных ГВ.
Так же, по рекомендации из вышеупомянутых источников постоянная времени t2 выбрана выше стандартных 120/70 мкс и составляет примерно 134/85 мкс (что не характерно для большинства исследованных дек, исходная схема модернизируемого аппарата имеет близкие значения постоянных времени ).
Узел коррекции в диапазоне ВЧ на ОУ U103 позаимствован оттуда же.

Общая схема данного узла представлена в отдельном файле и отличается от типовых решений следующими важными моментами:
1. позволяет обойти каскады системы шумопонижения Dolby, которые как известно, вносят значительный вклад в общую нелинейность и уровень шума тракта;
2. имеет масштабирующий выходной усилитель (на ОУ U1), который позволяет привести уровень выходного сигнала к современным значениям около 2В эфф. И что самое главное - обладающий низким выходным сопротивлением, т.к. автору не удалось найти ни одной деки у которой бы выходное сопротивление было менее 1кОм. Что по современным меркам выглядит довольно феерично, чего не скажешь о качестве звука и легкости выбора межблочника ;
3. не используются эл. ключи и мех. выключатели склонные в таких винтажных аппаратах к тотальному шуршанию, искажениям и полному пропаданию звука. Вся коммутация осуществляется малогабаритными реле с контактами имеющими AgPd(Ni) + Gold покрытие;
4. для подачи сигнала на индикаторы уровня и, в перспективе, выпрямитель системы автокалибровки записи используются буферные ОУ U2, что зачастую позволяет снизить искажения на линейном выходе;
5. используются заведомо качественные пассивные комплектующие: прецизионные тонкопленочные резисторы, NP0 (или пленка), довольно крупных типоразмеров 0805/1206.
Отсутствуют типовые "шеренги разделительных конденсаторов", наличествует только один С114.

На этом пока всё, продолжение по заявкам слушателей а так же по мере прихода плат, комплектующих и продвижения сборки и наладки.

Следует понимать, что рассматриваемые схемы и платы являются оценочным вариантом для получения быстрого результата и дальнейших ориентиров развития!

Спасибо моим друзьям и знакомым, кто принимал активное участие в обсуждениях: sia_2, waso, bishbosh!

[waso]

Имел в виду только УВ,а не весь тракт воспроизведения.

Ну понятное дело Как же иначе можно оценить шум ленты, как не в тракте магнитофона..

там не получается ..."лучше",к сожалению.

Если оценивать весь динамический диапазон ленты - металл лучше, но по шумам хром шумит меньше. "Атлас аудиокассет от AGFA до Yashimi" Н.Сухова соврать не даст.

Коррекция необходима для устранения "слоевых\слойных потерь", для разных типов лент и,да,шумы уменьшаются,при использовании 2,4 типа,но "бонус" получается автоматически....

Да не только. Ведь при записи на хром зеркально поднимается верхняя середина - ровно на величину последующего завала в УВ. Я проделывал такую штуку: писал с "железной" коррекцией - но с "хромовыми" токами записи и подмагничивания. На воспроизведении оставлял "железную" же коррекцию. Вы знаете, если бы не волновали проблемы совместимости записи, то можно преспокойно было бы оставить именно так, ничего не переключая при воспроизведении. Перегрузочная способность тракта по СЧ\ВЧ растёт, т.к. подъём их в УЗ меньше.

Кстати, именно при такой вот коррекции в УВ можно однозначно сравнить шумность лент, поскольку все остальные условия становятся одинаковы. И вот в этом случае "малошумность" хрома становится уже не столь ощутимой.

[VladimirV]

Вообще то сравнивая ОУ для УВ по шумам, надо для корректности выводов сравнивать взвешенные значения шумов по кривой МЭК "А". И в этом случае 1656 будет лучше 1644. Даташит - это хорошо, но его надо правильно понимать.

[MikeF]

Даташит - это хорошо, но его надо правильно понимать.

Так тут и пытаются растолковать, что нужно правильно понимать написанное в даташите, для чего его нужно хотя бы читать, а не вываливать с умным видом рекламную циферку на 1 кГц как это делается поголовно.
Взвешивание шума к даташиту, равно как и к написанному в нём, никакого отношения не имеет.

[waso]

Есть еще одна, косвенная засада, почему я не в восторге от ОРА1652\1656.
При использовании с компандерными (и не только) ШП обработки нижних частот практически не происходит. Следовательно, реальное отношение с\ш на НЧ падает. Цифра невзвешенного с\ш тоже не улучшается.
Вспомним, что ЭДС ГВ на низах ощутимо ниже, чем на СЧ, а усиление УВ - выше. Там и без того не такое большое с\ш, чтобы еще похоронить его на 10..15дБ фликкер-шумами.
АЧХ фильтра МЭК-А, по идее, зеркальна коррекции в УВ - там спад на НЧ и краю ВЧ, наибольший акцент делается на максимальную чувствительность слуха на СЧ. Это один из способов сделать цифры измерений более красивыми. Вот потом и получаем: шумовая дорожка на экране осцилла - 30мВ, при выходе 0дБ 775мВ, а в цифрах отчётов - красота ....
Поэтому моё ИМХО - если уж бороться за качественный тракт, то без маркетинговых допущений и всеми доступными нам способами.
Выиграв на СЧ 1..1,5дБ с\ш, вы потеряете его же на низах 10..12дБ, что лучше?

[Pilulkin]

Если оценивать весь динамический диапазон ленты - металл лучше, но по шумам хром шумит меньше. "Атлас аудиокассет от AGFA до Yashimi" Н.Сухова соврать не даст.

Если ДД больше, то шумов(в итоге) меньше....,а с учётом "3%" искажений - и подавно...
P.S.Предпочитаю каталоги измерений фирм изготовителей,а не "коммерческое издание" Cухова...

[waso]

то шумов(в итоге) меньше

Если мерить с\ш от стандартной точки отсчёта 0дБ ? Индикатор уровня есть на всех деках, а вот измеритель КНИ - не у всех.
Понятно, что индикаторы калибруются у всех контор по-разному, у кого-то 160нВ, у кого-то 200, 250нВ-стандарт. Но привязка должна к чему-то быть, не зависимо от ленты.

каталоги измерений фирм изготовителей

Эти как раз ещё более заинтересованы, нежели Сухов. У него приведены измерения нескольких совершенно разных людей на разных аппаратах.

[Pilulkin]

Если мерить с\ш от стандартной точки отсчёта 0дБ ?

В с\м каждого конкретного аппарата присутствует(должно присутствовать) пунт,где указана методика измерения с\ш и это не "индикатор уровня" аппарата,а измерительный прибор на линейном выходе(как правило).

Понятно, что индикаторы калибруются у всех контор по-разному, у кого-то 160нВ, у кого-то 200, 250нВ-стандарт. Но привязка должна к чему-то быть, не зависимо от ленты.

Да,но! каждому значению намагниченности(для каждого аппарата) - соответствует "0VU",которое имеет своё числовое значение(на линейном выходе или в контрольных точках).
Это означает,что для одного аппарата может быть,например: 0,39V,а у другого - 0,775V или 1V - в с\м указано какому уровню намагниченности соответствует "0VU" и приведено числовое значение уровня.
В большинстве случаев приводятся тест-кассеты,рекомендуемые для настройки,но можно пользоваться и другими,используя пересчёт,который давно известен...,если известна намагниченность кассеты.
P.S.Кстати,во многих с\м приводится "уровень привязки",для настройки:или в числовом значении(mV),или в относительных единицах(dB)....

[MikeF]

Если ДД больше, то шумов(в итоге) меньше

Это же не аксиома. В общем случае расширять ДД можно как "копая вниз" по шумам, так и залезая в нормируемую 3%-ми перегрузку. И в случае тип4 последнее как раз работает лучше чем у других.

[VladimirV]

Взвешивание шума к даташиту, равно как и к написанному в нём, никакого отношения не имеет.

Как это? Ведь в самом то конечном изделии будут приведены данные по с/ш именно взвешенные.
Вот и получается, что при мировой общепризнанной методике оценки качества УВ на 1656 будет лучше, чем на 1644.

---------- Сообщение добавлено 16:52 ---------- Предыдущее сообщение было 16:49 ----------

Это один из способов сделать цифры измерений более красивыми.

Т.е. все данные о зависимости заметности шумов от частоты по кривой, обратной МЭК А - это обман маркетологов?
Сильно. Но учебник по музыкальной акустике с Вами не соглашается.

[MikeF]

Как это?

Очень просто. Взвешиваем мы для людей и их особенностей слуха. Микросхема от этого не начинает шуметь меньше и график в даташите тоже не улучшается.

Так же я никогда не говорил, что OPA1656 плохой/недостойный в данном применении ОУ. На практике, особенно с низкодобротными головами, OPA164x показывает достаточный результат, заведомо лучший по звуку чем промышленные, маркетинговые схемы-"обрезки", это хороший выбор по совокупности св-в и кроме того 4 ОУ в параллель позволяют улучшить шумовой бюджет и по резисторам, которые, как известно, зачастую дают шума больше чем активные приборы

Сильно. Но учебник по музыкальной акустике с Вами не соглашается.

Учебник как и ОУ ничего "не знают" об этой ветке и нашей писанине в ней А вот их авторы навряд ли бы спорили, что взвешивание при замере шума таки является частью маркетинга.
В любом случае "зашумление" отдельных звуковых диапазонов явно качества не добавляет сигналу в целом по органолептической оценке, а не только заостряясь на шумах при отсутствии сигнала.

[VladimirV]

А вот их авторы навряд ли бы спорили, что взвешивание при замере шума таки является частью маркетинга.

Т.е. их курс лекций имеет целью обман? Не думаю, чтобы они с этим согласились бы.

OPA164x показывает достаточный результат

С этим я и не спорю. Но в теме (не мною) был поднят вопрос, а что лучше? Не достаточно, а именно - лучше. Так вот, получается, что для слуха - лучше 1656, а не 164х. Для записи данных на ленту - может и нет, не знаю. А вот для звука, который слушают люди - однозначно да. Безо всяких уклончивых аргументов.

[MikeF]

Т.е. их курс лекций имеет целью обман?

Вы на самом деле рассуждаете настолько полярно, с максимализмом или это дворовый развод?

Так вот, получается, что для слуха - лучше 1656, а не 164х.

Это как получилось? Я серьезно, кто это установил и как, гадая по даташиту?

По моему мнению как раз рекомендовать приборы с высокой частотой среза фликкер шумов для УВ, где и так большой подъем на НЧ, - явный моветон.
Т.е. по факту мы снижаем ДД на НЧ, ухудшаем разборчивость, детальность, но ничего страшного - шумы по МЭК А зато отличные, главный параметр, чего там на какие-то мелочи обращать внимание...

А так конечно пара корпусов 1656 - вполне себе решение, но явно не 1652, которые по рекламным циферкам из даташита тут были упомянуты.

[VladimirV]

Вы на самом деле рассуждаете настолько полярно, с максимализмом или это дворовый развод?

Да никакого развода. Мне просто не понятно, как можно огульно, без доказательств и каких-либо психоакустических исследований обвинять методики МЭК в ложности и продажности? Там, между прочим, принимали их как раз по итогам многолетних, в разных странах проведенных экспериментов и исследований.

Т.е. по факту мы снижаем ДД на НЧ, ухудшаем разборчивость, детальность,

Вы сами себе противоречите, и не замечаете, что "разборчивость" и "детальность" - это именно психоакустические характеристики, которые с Вашим невзвешенными оценками параметров по шумам никак не согласуются. Именно к такому случаю подходит известная поговорка по поводу "или крестик снимите, или...". Если шумы на НЧ менее заметны (именно - ЗАМЕТНЫ), то как может страдать детальность и разборчивость?

[MikeF]

Offтопик:
Всё превращается в пустой спор.

[waso]

Сильно. Но учебник по музыкальной акустике с Вами не соглашается.

Зато согласятся милливольтметр и спектроанализатор. Учебник не предполагает, что можно сделать и чуточку погромче, чем "негромкая музыка в помещении".
Скажите, вы использовали магнитофон на дискотеке? Где громкость вовсе не комнатная, а больше концертная?
Это когда шумы ленты в паузах между песнями очень даже хорошо слышны. А я очень хорошо помню разницу между заводской 122й Вегой - кассетником (на записях без компандера) и 122м сидюком - как раз по шумам в паузах. Достаточно впечатляло. Особенно доставляла болтанка НЧ диффузоров, которую вроде бы и не было слышно, но зато прекрасно ощущалось и виделось.

---------- Сообщение добавлено 22:08 ---------- Предыдущее сообщение было 22:07 ----------

Всё превращается в пустой спор.

Михаил, согласен. Просто делай так как считаешь нужным. Я тоже ставил ОРА164* (1644 - ты в курсе) и ни о чём не пожалел.

Выиграв на СЧ 1..1,5дБ с\ш, вы потеряете его же на низах 10..12дБ, что лучше?

[VladimirV]

Скажите, вы использовали магнитофон на дискотеке?

Конешно. Но никогда - кассетник. Базовым аппаратом была Электроника ТА1-003. И к ней несколько вспомогательных агрегатов.

---------- Сообщение добавлено 18:36 ---------- Предыдущее сообщение было 18:32 ----------

Зато согласятся милливольтметр и спектроанализатор.

В фирменной измериловке звукотехнической для этого предусмотрены встроенные фильтры кривых МЭК. Так что настоящие профессиональные приборы как раз не согласятся с Вами.

[waso]

Offтопик:
У катушечника с динамическим диапазоном всё же получше - и ширина дорожки другая, и скорость ленты, и ЭДС головки.
А у нас тогда выбора не было. Работали на том, что было.
Надо отдать должное САДП Н.Сухова - реально улучшала запись верхов. Но для низов таких средств нет - не поможет ни динамическое подмагничивание, ни шумодав.

---------- Сообщение добавлено 22:43 ---------- Предыдущее сообщение было 22:41 ----------

В фирменной измериловке звукотехнической для этого предусмотрены встроенные фильтры кривых МЭК. Так что настоящие профессиональные приборы как раз не согласятся с Вами.

Так они и приводили цифру как ВЗВЕШЕННОЕ по кривой МЭК-А отношение с\ш, и, строго говоря, упрекнуть их в некорректности нельзя - ибо предупредили о методике. Но достаточно посмотреть на НЕВЗВЕШЕННОЕ с\ш того же самого аппарата - и оно гораздо хуже.

[Pilulkin]

В общем случае расширять ДД можно как "копая вниз" по шумам, так и залезая в нормируемую 3%-ми перегрузку. И в случае тип4 последнее как раз работает лучше чем у других.

Дело в том,что самое слабое место не шумы УВ,а сам носитель - лента,она не только нелинейна,но при, таком способе записи, ограничивает возможности получения качественной записи.И как "железо" не улучшай - всё упрётся в неё ...родимую...
P.S.Кстати.у "винила" такое же ограничение ДД - способ записи и носитель....

Это же не аксиома.

Доказанное предположение - аксиома!

[VladimirV]

Но достаточно посмотреть на НЕВЗВЕШЕННОЕ с\ш того же самого аппарата - и оно гораздо хуже.

Но Вы же сами понимаете ущербность этой оценки! Поскольку она не отражает восприятие звука человеком. Ведь именно последнее - и есть конечная цель всех технических усилий.

[waso]

Я призываю не жертвовать тем, чем можно не жертвовать - динамическим диапазоном по НЧ, в погоне за лишним децибелом взвешенного с\ш. Выиграете 1 децибел взвешенного с\ш, децибел 10-12 невзвешенного потеряете.

она не отражает восприятие звука человеком

В погоне за подобным отражением уже были МР3 и прочие форматы. И вроде бы всех всё устраивало...