Кризисный твик: Арктур-006

[Leoniv]

Кризис набирает обороты, денег совсем нет. Купить что-то приличное нет возможности, остается твикать то, что уже есть. А есть "Арктур-006". Еще до кризиса удалось поменять шелл и картридж (на AT-95E). В целом аппарат устраивает, но ради хоть какого-то движения хочется его немного доработать. Недостатки мелкие, перечислю их в порядке убывания важности.

1. Очень не хватает подсветки иглы. Сложно попадать на соединительную канавку между треками. В том месте, где установлен проигрыватель, темно, а сделать стационарное освещение затруднительно. Поэтому хотелось бы иметь в самом проигрывателе подсветку. Или в виде башни, как в Technics SL-1200, или на самом тонарме.

2. Не устраивает механический автостоп. Его пришлось отключить, так как со временем увеличилось усилие, которое прикладывается к тонарму на внутренних канавках. Без автостопа пользоваться проигрывателем неудобно. Хочется сделать бесконтактный датчик автостопа и электромагнит в качестве исполнительного устройства, чтобы вообще не нагружать тонарм.

3. Не устраивает встроенный корректор, приходится пользоваться внешним. Хочется избавиться от лишнего ящика и встроить внутрь проигрывателя нормальный корректор. Хочу попробовать с токовым входом.

4. Этого практически не слышно, но на спектроанализаторе хорошо видно - есть рокот. По идее, этот рокот можно существенно уменьшить, если реализовать оптимальное управление двигателем. В связи с этим хотелось бы переделать всю электронику двигателя, сделать новую на основе микроконтроллера. Удивительно, но факт, чтобы полноценно заменить существующую простенькую аналоговую плату, нужен довольно мощный контроллер (планирую использовать STM32), который способен реализовать векторное управление синхронным электродвигателем.

5. Этого тоже не слышно, но немного неприятно. Скорость по рискам стробоскопа немного плавает, ее приходится периодически подстраивать. Если уж переделывать схему управления двигателем, то нужно добавить и кварцевую стабилизацию скорости. Но для этого нужно добавить датчик скорости с низким фазовым шумом. Сколько ни спрашивал на форумах про устройство катушек в Электроника ЭП-060, никто так и не ответил.

6. Ну и так, по мелочи. Например, новая логика управления, которую сможет реализовать тот же микроконтроллер, который будет управлять двигателем.

Controls.pdf

Кое-что из намеченного я уже сделал. Вообще, по модернизации "Арктур-006" написано очень много. К сожалению, большая часть - это разные домыслы, не подкрепленные ни теорией, ни результатами измерений.

Корпус вначале я хотел не трогать. Но потом нашел вариант доработки этого проигрывателя, который посеял зерно сомнений. А не сделать ли полностью новый деревянный корпус? Препятствием является то, что с деревом я никогда не работал и ничего в этом не понимаю. Как вариант, рассматривал лазерную резку фанеры, а затем склейку пакета. После обработки торцов все это дело оклеивается натуральным шпоном и покрывается лаком. Все шильдики гравируются лазером на двухслойном пластике. Я даже набросал дизайн-проект, который на одном из форумов раскритиковали.



Design6.pdf

Весь этот вариант под большими сомнениями. Очень трудно компоновать новый корпус, востанавливая линейкой и штангенциркулем чертежи ЭПУ G-2021 с габаритами всех деталей и координатами отверстий. Когда дело дошло до завес верхней крышки, так и вообще процесс застрял. Их конструкция с вязким демпфированием и торсионами разгрузки вписывается только в тонкостенный пластиковый корпус. Трудности также с расположением ножек, которые должны быть частично утоплены в поддон. Так пока выкройки для фанеры и не дочертил.

Вариант использования старого корпуса пока не отбрасываю. Он очень красивый, но немного неприятный своей гулкостью. Над ним я тоже немного поработал, сделал регулируемые ножки, снял старую краску, проклеил внутри шумоизоляцией. Стал намного более тихим, в таком виде он вполне устраивает. Но впереди сложный и сомнительный в плане результата процесс покраски.





Найден скан книги "ЭПУ G-2021 инструкция по ремонту".
Разыскивается информация по измерительной пластинке ИЗМ 0338/3-10 и ИЗМ 0338/2-8.
Разыскивается скан книги Полозов Ю.С. "Механизмы электропроигрывающих устройств".

[Peredelkin1]

Сделайте новую кнопку для "нажималки" в нужном месте.

[Openreel]

Когда сеть трехпроводная, тогда это оправдано. А в домашних условиях сеть двухпроводная, корпус устройства подключать некуда (синфазные конденсаторы фильтра - тоже). Хотя для аудиоаппаратуры даже при наличии в розетке PE подключать туда корпус противопоказано, иначе будет образовываться большая земляная петля.

В современных домах давно уже есть PE, это я к тому, что домашние сети бывают разные.

Чтобы не образовывалась земляная петля надо использовать симметричные входы-выходы. Но есть и другой колхозный путь - PE каждой розетки соединить с PE ввода не напрямую, а через пару мощных встречно-параллельных диода. Но это при любом раскладе полумера, годная только для эксплуатации готовых девайсов. Себе то такое зачем творить?

---------- Сообщение добавлено 19:01 ---------- Предыдущее сообщение было 18:56 ----------

Но на пути этой "нажималки" здесь находится трансформатор.

Нет никакой проблемы - кнопку в экран и к ней экранированный кабель. Поскольку экранированный кабель, сертифицированный для подключения в розетку на каждом углу не валяется, то имхо проще пустить прямоугольную дюралевую трубу(в наших краях эти трубы лежат в любом строительном магазине). Или медную водопроводную, тоже не должно быть проблемы купить.

[Peredelkin1]

Медная трубка стоит дорого, а "нажималку можно сделать из г о в н а".

[Leoniv]

Сделайте новую кнопку для "нажималки" в нужном месте.

Из-за какой-то "нажималки" менять дизайн? Абсурд, сэр!

Чтобы не образовывалась земляная петля надо использовать симметричные входы-выходы.

В бытовой аппаратуре симметричных входов-выходов чаще всего нет. Ваши же слова - с ними хорошо, но без них не хуже

Но есть и другой колхозный путь - PE каждой розетки соединить с PE ввода не напрямую, а через пару мощных встречно-параллельных диода.

Лучше вообще не подключать PE. Тем более, что в бытовой аудиоаппаратуре оно и не предусмотрено (по крайней мере, в моей). Да и в розетке нет PE. Дом 1986 года, и то это большая удача иметь свое жилье, а не продолжать скитаться по съемным. Получилось благодаря 90-м годам, тогда была работа и неплохой доход. Теперь такого нет, и чем дальше, тем хуже. Поэтому новый дом уже никогда не светит.

Нет никакой проблемы - кнопку в экран и к ней экранированный кабель.

Чуть раньше Вы советовали фильтр не отключать. Я с этим согласился. Ваше мнение изменилось, или это просто к слову? Протянуть экранированный провод можно, но надо ли? Громоздко получается: у трансформатора ввод тоже возле выключателя, надо тянуть через весь корпус 6 проводов.

Тем временем размышляю, не забыл ли чего перед разводкой платы фильтра. На входе после предохранителя, наверное, не помешает поставить варистор, как раз есть подходящий от какого-то ИБП. Предохранитель думаю впаять плату, чтобы не городить никаких держателей. Гореть он не должен. Тоже есть подходящий с разборок старых плат (я использую большинство деталей с разборок).



Хотя варистор - это палка о двух концах. У знакомого был случай, когда электрики что-то накосячили, напряжение в сети поднялось. Приходит домой, а в ковре на полу дырка выгорела и обугленный удлинитель со встроенной защитой дымится. Варисторы начали греться, а ток для перегорания предохранителя был еще недостаточный. Чуть квартира не сгорела.

Еще часто аудиофилы говорят о постоянном напряжении в сети, и что сетевой фильтр должен это дело подавлять. Я не имею статистики измерений параметров сети. Хотя замечал, как мощные трансформаторы, работая при постоянной нагрузке, вдруг начинали гудеть больше, а затем снова меньше. Явно из-за каких-то изменений в сети. Но вся эта тема актуальна только для мощных трансформаторов с низким сопротивлением первички. А здесь первичка 337 Ом при токе холостого хода около 6.5 мА. Поэтому те сотни мВ постоянки, которые могут быть в сети, погоды не сделают.

И еще момент - искрогашение сетевого выключателя. В цепи первички сетевого трансформатора редко производители раньше что-то ставили. Никаких сетевых фильтров не было. Но один конденсатор параллельно выключателю был очень часто.

Вот процесс включения трансформатора. Первый график - включение на пике напряжения, второй график - при переходе через ноль (красный - напряжение сети, желтый - ток первички, случайно показанный инверсно). Видно, что начальный бросок тока будет выше, если трансформатор включать при переходе через ноль. Более благоприятным является включение на пике напряжения. На мощном трансформаторе это было бы еще заметней.



На токе ничего плохого не видно, только при отключении есть небольшой звон. А что происходит с напряжением на выключателе?



При выключении виден огромный выброс много киловольт, в реальности раньше наступит пробой промежутка между контактами с образованием искры. В реальном выключателе может быть дребезг контактов, поэтому и при включении могут возникнуть условия, сходные с выключением. Для устранения этого выброса обычно включают параллельно выключателю емкость порядка 22 нФ.



В принципе, емкость со своей задачей справляется - выброс ограничивается до 600 В. Но еще лучше поставить снаббер. Рекомендации по выбору номиналов для снаббера весьма расплывчаты и противоречивы. Есть в Сети даже номограмма для выбора элементов. Но лучше посмотреть на модели. Чаще всего в подобных схемах можно видеть низкоомные резисторы порядка сотен Ом. Пробую к конденсатору 22 нФ добавить 100 Ом.



Картина практически не изменилась. Методом подбора нахожу оптимальное значение R. Оно оказалось порядка 5 кОм, выброс немного уменьшился, звона стало заметно меньше.



Но все равно выброс довольно большой, надо увеличивать емкость. Можно поставить такой же X2 конденсатор 100 нФ, как и в фильтре. Опять оптимальным номиналом резистора является примерно 5 кОм.



Выброс полностью устранен. Если резистор уменьшить, с конденсатором 100 нФ выброс увеличивается незначительно, зато звона становится намного больше. На обмотке трансформатора после выключения наблюдаются колебания, которые с резистором 100 Ом затухают медленнее (левый график), чем с резистором 5 кОм (правый график).



Больше, вроде, в первичной цепи ничего ставить не надо.

[Openreel]

Чуть раньше Вы советовали фильтр не отключать. Я с этим согласился. Ваше мнение изменилось, или это просто к слову?

Фильтр не отключать, но если выключатель сети тянуть далеко, то возможно лучше экранировать. У меня как правило плотные компоновки, привык экранировать.

Рекомендации по выбору номиналов для снаббера весьма расплывчаты и противоречивы. Есть в Сети даже номограмма для выбора элементов.

Есть готовые модули искрогашения, много кто производит. Но что интересно, мне не попадалось у одного производителя выбор разных номиналов снабера - плохо искал?

У знакомого был случай, когда электрики что-то накосячили, напряжение в сети поднялось. Приходит домой, а в ковре на полу дырка выгорела и обугленный удлинитель со встроенной защитой дымится.

В щиток ставится реле защиты от перенедонапряжений. Тот же УЗМ-51 к примеру. И спать спокойно.

Еще часто аудиофилы говорят о постоянном напряжении в сети, и что сетевой фильтр должен это дело подавлять.

Аудиофилы много разной фигни говорят, ничего не понимая в работе трансформаторов. "Фильтр постоянки" занимается не только и не столько убиранием постоянки из сети, сколько из потока в сердечнике транса. Для торов особенно актуально.

[asnazpost]

Всем привет!

С интересом прочитал всю тему. Решил тоже помучить свой Арктур. На настоящий момент для меня самый главный недостаток - это рокот двигателя. Неравномерность вращения и уход скорости от температурного прогрева решил переделкой платы управления двигателем. Нового особо ни чего не вносил, просто взял за основу оригинальную схему Фишера, выходные усилители поставил по схеме в журнале Радио, управление скоростями сделал на герконовом реле, подачу питания на схему сделал не с микрика, а через реле. Стабилизатор напряжения 13,5V сделал на LM217. Подстроечные резисторы на плате поставил многооборотные, ими можно более точно настроить параметры. В добавок разместил на плате кварцованный 100 Гц стробоскоп на К176ИЕ12. В результате скорость вращения стала очень стабильна, температурного ухода практически нет. Словом, небо и земля по сравнению с тем, что было. Пытаюсь побороть рокот, но пока с переменным успехом. Пытался пропитать катушки статора лаком - не помогло. Прихожу к мнению, что причина рокота - не удачное крепление катушек статора к панели ЭПУ. Пару раз получилось полностью убрать рокот, когда панель ЭПУ стояла криво на ножках и видимо слегка перегнулась по диагонали, проходящей как раз под креплением катушек. Есть ли у Вас какие мысли, наработки, как убрать рокот? Что можно еще попробовать?

[Leoniv]

Довольно хорошо помогает увеличение зазора в двигателе до 2 мм. Момент, конечно, падает, но еще его хватает. Поставить двигатель через эластичные прокладки хочу попробовать, но пока до этого не добрался. Подобное есть у Kenwood L-07D.



А не могли бы Вы запостить сюда спектр Вашего рокота? Можно снять, например, на вводной канавке диска или в любом относительно тихом месте без НЧ сигналов.

[asnazpost]

Увеличение зазора пробовал. С рокотом становится значительно тише, но падает стабильность. При опускании иглы падает скорость. Как то раз умудрился ослабить крепление статора и залезть под вращающийся диск рукой, потрогав статор, он еле заметно вибрировал, думаю это и есть причина рокота. Пробовал подложить между металлическим статором и пластиковой подставкой силиконовую прокладку толщиной 1 мм. Куска нужного размера у меня не было, поэтому порезал то что было полосками шириной 5 мм и проложил через каждые 3-4 см. На слух показалось, что рокот стал сильнее, думаю это правильно, т.к. лежа на мягкой подложке у металлического статора появилось больше свободы для раскачки. Склоняюсь к тому, что крепление должно быть жестким. Спектр снять попробую, измерительная пластинка у меня есть. Могу снять при помощи осциллографа (мой Tectronix умеет это делать), но он показывает не очень наглядно. Неделю назад по следам этого форума поставил AudioTester 3.0, программа ругается на звуковую карту да еще и по английски. Пока в причинах не разбирался. Постараюсь снять спектр на этой или следующей неделе.

[Leoniv]

Задача стабилизации скорости - это уже другой вопрос, он решается электроникой. Лишь бы момента двигателя хватило. У меня с зазором 1.8 мм привод нормально работает даже со штатной платой, и "палки" 66 Гц в спектре практически не видно. А на слух так я вообще рокота не слышу. Что касается подвеса статора, тут пробовать надо, эластичность крепления должна быть определенной, иначе может стать хуже. Снимать спектр лучше звуковой картой, для этого есть куча разного софта.

[asnazpost]

Частота 33,3




Частота 45




Ширина зазора магнитной системы 1 мм. Снято в программе AudioTester 2,2.

[Leoniv]

Маловат сигнал на выходе корректора. Отсюда, наверное, и такие наводки 50 Гц. А так картина весьма схожая с моей, когда ставлю зазор 1 мм. При зазоре 1.8 мм самая вредная палка 66 Гц буквально чуть выступает над уровнем шума. Еще хотел проверить такую идею: датчики положения диска довольно нелинейны. Синусоида после детекторов сплюснута сверху, а это как раз вторая гармоника. Пробовал на модели увеличивать резисторы в питании датчиков искажений становилось заметно меньше. Но в железе пока не проверял. Вообще, давно пора переходить на синтезированный сигнал, но все никак не закончу с корпусом.

[asnazpost]

У меня синусоиды на выходах усилителей относительно неплохие. С платой управления на польских операционниках было гораздо хуже. Присутствовало искажение ступенька, сигнал с одного датчика был слабее, чем с других, сопротивление и индуктивность этого датчика также были ниже. Пришлось перематывать датчики. Кстати, диоды в детекторе я поставил Шоттки. Завтра попробую выложить осциллограммы синусоид, а заодно подкорректирую скрины спектров, как то криво их сохранил.

[asnazpost]

Всем привет.
Мучил 2 дня Арктур. В результате удалось заметно снизить наводку 100 Гц. Как и обещал, выкладываю осциллограммы синусоид управления двигателем на катушках относительно общего провода.

Осциллограф 2-х лучевой, поэтому только 2 синусоиды.

[Leoniv]

В результате удалось заметно снизить наводку 100 Гц.

А что за наводка 100 Гц? Вторая гармоника сети? Так это просто проблема экранировки входных цепей усилителя-корректора.

Как и обещал, выкладываю осциллограммы синусоид управления двигателем на катушках относительно общего провода.

На вид довольно красивые, хотя видно, что не идеальные синусоиды. Можно глянуть спектр этих сигналов. Интересно, есть ли корреляция между гармониками этих сигналов и гармониками рокота?

[Leoniv]

Хочется отказаться от штатных датчиков положения ротора и перейти на датчик скорости (его конструкцию описывал на стр. 3). Конечно, такой датчик является индукционным и на малой скорости работать не будет, старт будет происходить со штатными датчиками. Как раз собираюсь заказывать лазерную резку каркаса катушки датчика, и вот что подумалось: а не сделать ли датчик с квадратурным выходом? Тогда можно будет точно вычислять угол даже не зная амплитуд. С другой стороны, амплитуда быстро не меняется, процессор может ее измерить и вычислить угол по одному синусу.

[sashmich]

Хочется отказаться от штатных датчиков положения ротора и перейти на датчик скорости (его конструкцию описывал на стр. 3). Конечно, такой датчик является индукционным и на малой скорости работать не будет, старт будет происходить со штатными датчиками. Как раз собираюсь заказывать лазерную резку каркаса катушки датчика, и вот что подумалось: а не сделать ли датчик с квадратурным выходом? Тогда можно будет точно вычислять угол даже не зная амплитуд. С другой стороны, амплитуда быстро не меняется, процессор может ее измерить и вычислить угол по одному синусу.

А можно подробней про датчик с квадратурным выходом? И вычисление угла.

[Leoniv]

Если индукционный датчик скорости разделить на две части и повернуть одну из них на 90 градусов электрического угла (или 1.5 градуса механического угла для 120-полюсного двигателя), то получим с датчиков квадратурные сигналы, близкие к синусоидальным. По этим сигналам можно с высокой точностью (на практике до 12 - 16 бит) вычислить мгновенный угол поворота ротора. В простейшем случае нужно вычислить арктангенс отношения сигналов. Но обычно для этих целей применяют ATO (Angle Tracking Observer). Его блок-схему присоединил.

[sashmich]

Вариант с отношением арктангенсов я делал, не очень понравилось. По какой-то причине линейность сигнала угла была немного нарушена, сигнал имел не строго линейную форму, видимо дело в точности расположения датчиков со сдвигом 90 градусов. А это влияет на форму синусоиды. Сейчас я поставил вместо индуктивных датчиков, аналоговые датчики Холла, и микроконтроллер делает по сути то-же что и штатная схема, синусоида очень красивая.
Можете в кратце про работу Angle Tracking Observer?

[Leoniv]

Если Вы про штатные датчики с модуляцией индуктивности, то линейность у них действительно плохая. Я говорю про свой датчик, чисто индукционный и без ферромагнитного сердечника. Можно ожидать неплохую линейность и очень низкий джиттер за счет одновременного использования большого количества полюсов.

Датчики Холла широко использовались в таких двигателях, вполне хорошее решение. Но я хочу попробовать перейти на индукционный датчик. Стартовать с ним, конечно, не получится, но это можно сделать на штатных датчиках положения ротора.

ATO бывают разные, преследуется цель снизить ошибки, связанные с нестабильностью амплитуд и другими факторами. На приведенной выше блок-схеме оцифрованные сигналы с датчика умножаются на sin и cos, для которых угол задает ПИ-регулятор. На вход регулятора поступает сигнал ошибки, получаемый вычитанием результатов перемножения. Этот сигнал пропорционален синусу отклонения угла, для малых ошибок можно считать, что это само отклонение угла. Это всего лишь одна из реализаций, в Сети по этой теме есть большое количество литературы. Сам я пока алгоритмами не занимался, работаю над конструкцией датчика.

[sashmich]

Если Вы про штатные датчики с модуляцией индуктивности, то линейность у них действительно плохая. Я говорю про свой датчик, чисто индукционный и без ферромагнитного сердечника. Можно ожидать неплохую линейность и очень низкий джиттер за счет одновременного использования большого количества полюсов.

Нет. Вариант с арктангенсом я делал на двух аналоговых датчиках Холла, расположенных на расстоянии, соответствующем магнитному углу 90 гр.