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!

[pwrday]

УВ и УЗ и детали к ним. Я в первом посте выкладывал УВ, УЗ пока не стал.

Понятно.
Почитал, посмотрел схему., Миша, мне кажется вы немного опоздали.
Ещё 35лет назад, большинство из решений, что вы анонсируете в первом сообщение, было реализовано в серийных изделиях..

от себя замечу что схема УВ - иллюстрация к явлению известному как "горе от ума".
Такое кол-во операционников в цепи сигнала, не пройдёт незамеченным для музыкальности и
слуха..

[MikeF]

Почитал, посмотрел схему., Миша, мне кажется вы немного опоздали.

Опоздал конечно. Но не по той причине, что вы пишете, а потому что магнитофоны - это сейчас просто хобби и круг заинтересованных довольно мал чтобы была большая польза от моей темы.

Ещё 35лет назад, большинство из решений, что вы анонсируете в первом сообщение, было реализовано в серийных изделиях..

Честно признаться я не понимаю о каких серийных вы говорите. Я такого не заметил даже близко, скорее даже наоборот.
Можно сказать что причина во мне, но люди перечисленные в первом сообщении со мной солидарны.

Такое кол-во операционников в цепи сигнала, не пройдёт незамеченным для музыкальности и
слуха..

Мы как-будто разные схемы обсуждаем. Операционников у меня гораздо меньше чем в любом серийном магнитофоне, особенно дорогом и навороченном. И качество их несоизмеримо с теми что ставили в те года. Да и вообще это сложный вопрос чтобы сразу сказать: "два ОУ - хуже чем один". Обычно при грамотном подходе всё наоборот.

[pwrday]

Опоздал конечно. Но не по той причине, что вы пишете, а потому что магнитофоны - это сейчас просто хобби и круг заинтересованных довольно мал чтобы была большая польза= от моей темы.

Честно признаться я не понимаю о каких серийных вы говорите. Я такого не заметил даже близко, скорее даже наоборот.

Видимо у вас все ещё впереди))?

В данный момент интересно как вы будете его обмерять?
План действий составили?
С какой головкой будет работать этот УВ?

[MikeF]

Добавил в первое сообщение фото полученной платы УВ.

Видимо у вас все ещё впереди))?

В плане игр с магнитофоном да, если вы опять про мифические чудесные заводские аппараты, то наврядли

Про план замеров.
Измерить искажения, ачх для меня не проблема. Проблема сейчас - найти толковые изм. ленты чтобы отстроить тракт воспроизведения.

Может у присутствующих есть варианты на примете где взять максимально толковую тестовую кассету?

PS заодно заказал себе переходников с DIP8/SOIC8 на SIP8 для апгрейда оставшихся нетронутыми узлов магнитофона, в частности: Dolby, наушникового усилителя и т.п.
В отличии от часто попадающихся вариантов предусмотрел установку шунтирующего конденсатора smd1206 или выводного (с шагом 5 мм) на выбор или оба сразу, кому как нравится

[pwrday]

Добавил в первое сообщение фото полученной платы УВ.


В плане игр с магнитофоном да, если вы опять про мифические чудесные заводские аппараты, то наврядли

Про план замеров.
Измерить искажения, ачх для меня не проблема. Проблема сейчас - найти толковые изм. ленты чтобы отстроить тракт воспроизведения.

[B]Может у присутствующих есть варианты на примете где взять максимально

шунтирующего конденсатора smd1206 или выводного (с шагом 5 мм) на выбор или оба сразу, кому как нравится

переубеждать вас не собираюсь. Да и банально лень
Вы ведь уже взрослый мальчик

А вот с какими головами будет работать УВ, до сих пор не понятно.
Судя по выбранной тау, с сендастом..

[Фёдор Кривой]

[OFF]

А вот с какими головами будет работать УВ, до сих пор не понятно.
Судя по выбранной тау, с сендастом..

Offтопик:
Этому УВ пофиг на головы.В кассетниках 750й или 080 разница,как между чёрным и белым мерседесом. О колёсниках так же 710 или 060 так же. Бонус,.приходит понимание- нет ни какого стеклянного,сендастового ,пермаллоевого и т.д. звука. Есно я ни чего не мерил и не буду! Понимаю,многим нравиться смотреть кривульки и т.д. Мне просто паять и слушать.

[Гармониум]

я ни чего не мерил и не буду! Понимаю,многим нравиться смотреть кривульки и т.д.

Так строить графики , кривульки ,тоже интересно , тем более , что это продвигает качество изделия .

[Фёдор Кривой]

Так строить графики , кривульки ,тоже интересно , тем более , что это продвигает качество изделия .

Для данного УВ,это мастурбация.

[MikeF]

переубеждать вас не собираюсь. Да и банально лень

Есть чем переубеждать? Схему вроде не трудно выложить, этого достаточно для переубеждения.

А вот с какими головами будет работать УВ, до сих пор не понятно.

На первой странице ещё писал.

[Pilulkin]

это продвигает качество изделия .

Изделие - да,а качество от этого не зависит...

[pwrday]

Миша, главный недостаток ПРИЛИЧНЫХ кассетников вовсе не шум, а плоский неинтересный звук, с атрофированной динамикой и заметной вуалью на вокзалах..

Часто этот недостаток, усугублен спадом ачх на краях диапазона частот, из-за технологических погрешностей, и других не очевидных вещей..

Как соберёте свой УВ, первым делом снимите спектр шума в полосе 20-20000 с подключением к ГВ, т. е в реальном РЕЖИМЕ эксплуатации.
уверен откроете для много нового.. =)
Не забудьте нам показать график

Я не знаю материал полюсных наконечниов в голове ALPS. C51k, но уверенно могу заявить, что тау 132. мкс даже для сендаста избыточно.(с точки зрения линейности ачх воспроизведения)

[MikeF]

pwrday, Вы уж извините, но это какое-то пустословие получается. Если говоришь, что есть пром аппараты где все это уже было, то просто показываешь его схему и всё.

Миша, главный недостаток ПРИЛИЧНЫХ кассетников вовсе не шум, а плоский неинтересный звук, с атрофированной динамикой и заметной вуалью на вокзалах..

Я не возьмусь спорить за статус главного недостатка, но тот факт, что в кассетниках первым делом шум бросается в глаза любому человеку, даже простому обывателю - неоспорим. Он может не заметить других недостатков записи, но шум точно заметит Причем можно сделать звук не плоским, живым, с малой погрешностью АЧХ и т.д., но шум всё равно физически невозможно уронить на уровень той же цифры, хотя бы органолептически. Поэтому не вижу ничего плохого, если можно малой кровью выжать по шуму максимум, тем более с хорошей ферритовой головой.

снимите спектр шума в полосе 20-20000 с подключением к ГВ, т. е в реальном РЕЖИМЕ эксплуатации.
уверен откроете для много нового.. =)

Может это прозвучит не скромно, но - маловероятно Меня уже довольно трудно удивить аналоговым усилением. По моим делам это вообщем-то заметно.
Если не лень, то можно и пояснить вашу мысль.

Теперь что касается качества звука помимо шума.
Искажения. Зачастую в заводских аппаратах использовались схемы УВ и УЗ со смехотворной глубиной ООС на ВЧ, порядка 10-20дб от силы, т.к. пытались выполнить все функции/коррекции одним средненьким ОУ. И здесь распределение усиления по каскадам как раз и даёт выигрыш и по замерам, и по звуку. О чем я вам писал выше в ответ на ваши замечания про мои оу, которых много и они портят звук.
Линейность АЧХ. Здесь помимо завалов АЧХ на краях частенько наблюдались провалы и на средних частотах, в районе 5-10 кГц. Причиной тому как раз заниженная коррекция в УВ для улучшения циферок шума. Недавно натыкался на видеообзор какого-то Техникса, так он сам на себя писал ровненько на НЧ и ВЧ, а как раз вокруг 7 кГц проваливался на несколько дБ.

Таким образом плавно переходим к следующему вопросу.

Я не знаю материал полюсных наконечниов в голове ALPS. C51k, но уверенно могу заявить, что тау 132. мкс даже для сендаста избыточно.

Изучая данный вопрос я понял, что для моей головы нужно как раз столько. Во-вторых, в оригинальной схеме так же сделано.
Вопрос в хорошей тест кассете и это можно настроить весьма точно. Проблема в том, что сейчас это дефицит и что ещё обиднее - многие фирменные тест кассеты записывались с нестандартным/повышенным уровнем на СЧ/ВЧ, чтобы компенсировать заниженную для улучшения С/Ш коррекцию в УВ. Причем зачастую забывали соответствующим образом подшаманить УЗ, как в Техниксе выше
Так что можно не заморачиваться и оставить тау2 как в оригинальной схеме.
ГВ, как я писал выше, феррит, потому я и сделал ей достойный УВ, понятно что для мет. головок это мертвому припарки.

Текста получилось немало, я старался максимально подробно и понятно изложить суть. Если всё же что-то осталось непонятным, можно обсудить по делу.

[Leoniv]

в кассетниках первым делом шум бросается в глаза любому человеку, даже простому обывателю - неоспорим.

Абсолютно верно.

Поэтому не вижу ничего плохого, если можно малой кровью выжать по шуму максимум, тем более с хорошей ферритовой головой.

Бороться с шумом выбором головки и схемотехники УВ - путь малоэффективный. Только нормальная компандерная система шумопонижения способна уронить шум субъективно до уровня цифровых источников. Благо, сегодня доступны микросхемы практически для любой системы.

Вопрос в хорошей тест кассете и это можно настроить весьма точно.

Точное соответствие АЧХ канала воспроизведения стандартной требуется исключительно для обмена фонограммами. Что сегодня вряд ли актуально. Раз так, то достаточно добиться лишь плоской АЧХ сквозного канала.

[MikeF]

Бороться с шумом выбором головки и схемотехники УВ - путь малоэффективный. Только нормальная компандерная система шумопонижения способна уронить шум

Леонид, мы в прошлый раз обсуждали это. Я не спорю, что компандер эффективнее, но это не значит что можно "забить" на исходный шум тракта. Кроме того компандер всё-таки "корежит" звук и тем больше, чем хуже АЧХ сквозного тракта. Но это ладно, можно настроить с достаточной точностью, а вот как быть с падением уровня записи со временем и прогонами?
Поэтому, как ни крути, за исходные параметры системы стоит побороться, тем более сейчас есть возможность.

Точное соответствие АЧХ канала воспроизведения стандартной требуется исключительно для обмена фонограммами. Что сегодня вряд ли актуально. Раз так, то достаточно добиться лишь плоской АЧХ сквозного канала.

Это да, хотел написать в прошлом сообщении, но оно и так было большое, думал не вызовет вопросов.
Тем не менее совсем произвольной нельзя сделать АЧХ УВ. Т.к. это влияет на баланс между шумом и искажениями, от этого никуда не деться.

[Гармониум]

а вот как быть с падением уровня записи со временем

На наш век хватит , а потом все это вынесут в ближайший к..... р . Мои так и говорят .

[Leoniv]

компандер всё-таки "корежит" звук

Корежит, но намного меньше, чем шум. Это все хорошо слышно - на деке со сквозным каналом можно на ходу включать-выключать шумопонижение. С компандером Dolby C, например, звук на выходе на слух практически неотличим от входного с CD. А без шумопонижения, даже в громких местах где шум явно не слышен, звучание меняет окраску.

а вот как быть с падением уровня записи со временем и прогонами?

Всю жизнь касеты записываю с Dolby C (кроме кассет для переносной магнитолы). Проблемы появились лишь на лентах BASF 2-го типа через 20 лет после записи. С остальными кассетами все в норме. Как верно написали выше, на наш век хватит. Тем более, сейчас можно в любой момент освежить запись - цифровой оригинал ведь не протухает.

Поэтому, как ни крути, за исходные параметры системы стоит побороться

Особо бороться не стоит. Конечно, делать совсем чудовищный тракт тоже не нужно, но от всяких извратов, типа параллельных ОУ на входе, толку мало.

Тем не менее совсем произвольной нельзя сделать АЧХ УВ. Т.к. это влияет на баланс между шумом и искажениями, от этого никуда не деться.

Это так, но чтобы испортить картину, надо очень сильно отойти от стандарта. К тому же, стандарт довольно консервативен и не соответствует оптимуму для хороших лент. Опять же, специально делать плохо не стоит, но и гонятся за тест-лентами с точностью 1 дБ тоже не надо. Чувство меры требуется во всем, тем более в игрушках, коими сегодня являются магнитофоны.

[MikeF]

Особо бороться не стоит. Конечно, делать совсем чудовищный тракт тоже не нужно, но от всяких извратов, типа параллельных ОУ на входе, толку мало.

Категорически не согласен. Если только УВ ограничится да ещё с шумной низкодобротной ГВ, то конечно. Но если голова позволяет и переделать так же тракт записи, то можно выиграть столько, что уже компандер можно и не включать на многих записях.
На первой странице я давал ссылку, где автор получал улучшение С/Ш на 10-15 дБ относительно лучших пром образцов. Даже если я получу половину от этого, то уже хорошо, учитывая что основная масса магнитофонов хуже этих топов - совсем прекрасно.

гонятся за тест-лентами с точностью 1 дБ тоже не надо

Да кто бы их знал что они сегодня выдают, 1дБ или 5

[Leoniv]

Категорически не согласен. Если только УВ ограничится да ещё с шумной низкодобротной ГВ, то конечно. Но если голова позволяет и переделать так же тракт записи, то можно выиграть столько, что уже компандер можно и не включать на многих записях.
На первой странице я давал ссылку, где автор получал улучшение С/Ш на 10-15 дБ относительно лучших пром образцов.

Шум ленты после ГС и ГЗ выше шума даже рядового УВ. Поэтому сколько ни улучшайте канал воспроизведения, слышимых изменений не будет.

[cox52]

Абсолютно верно.



Бороться с шумом выбором головки и схемотехники УВ - путь малоэффективный. Только нормальная компандерная система шумопонижения способна уронить шум субъективно до уровня цифровых источников. Благо, сегодня доступны микросхемы практически для любой системы.



Точное соответствие АЧХ канала воспроизведения стандартной требуется исключительно для обмена фонограммами. Что сегодня вряд ли актуально. Раз так, то достаточно добиться лишь плоской АЧХ сквозного канала.

Какая АЧХ канала воспроизведения будет, зависит от ГВ и схемотехники конкретного тракта.
И она НЕ стандартизована .
А выставляется по тестовой ленте. При этом результирующее значения имеют большой
разброс. Для обмена записями настраивают АЧХ и уровень канала записи таким
образом, чтобы в предварительно настроенном канале воспроизведения получить
в результате достаточно линейную АЧХ. Что и приводит к необходимости настройки
при смене головки даже на идентичную, а при использовании не родной--
вообще, караул.
Ну, какие стандарты?

[Leoniv]

Ну, какие стандарты?

Стандартизирован магнитный поток короткого замыкания в зависимости от частоты для тестовой ленты. Сейчас действует стандарт IEC Prague 1981 года. Об этом стандарте речь.