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!

[Pilulkin]

Все мы знаем, что многие наши коллеги страдают такими тяжелыми расстройствами как симуляторофобия и поучательствомания. Практика показывает, что на улучшение состояния благотворно влияют фотографии реально собранных плат.

На "улучшение состояния" влияет результат,в качестве прослушивания - для этого всё и делается....
P.S.Получение минимального уровня результирующего шума - полдела,если не говорить про всё остальное...

[ViktKors]

Offтопик:

Насколько я знаю, это оно

Спасибо.
Т.е. параллельные входные ОУ охвачены частотнозависимосй ОС. На верху диапазона остается чуть меньше 30 дБ.
Учитывая, что сигнал на ВЧ почти отсутствует, а в остальном диапазоне тоже явно не вольты, это вполне достаточно (имхо).
Особым случаем будет реализация сквозного канала, когда 100 кГц подмагничивания "свистит" на вход, на частоте, где от ООС остались слезы. Опять же, на входе стоит цепь охлажденного демпфирования резонанса + резонанс сдвинут далеко в ультразвук (раз уж наличествует дополнительный каскад к формирования резонансо-подобной АЧХ), т.е. ультразвуковые наводки фильтруются в условной степени.
Т.е. такой УВ скорее всего не предполагается для подобного применения. Впрочем, сквозной канал во времена кассетников - это все-таки экзотика (нынче наоборот, если уж заморачиваться..), а влияние EMI помех на таких относительно низких ультразвуковых частотах все таки не очень актуально (не если не отвлекаться на ныне употребительные DC-DC в питании или шумящие контроллеры механики и/или индикации).

В сабжевом УВ ОС входных ОУ не частотнозависима, а усиление чуть выше, за счет этого еще с десяток дБ глубины ОС теряется. Полоса ООС становится чуть более 200 кГц. Формально конечно достаточно, но по нынешним временам такая "экономность" - это скорее дело личного вкуса, чем вынужденность (как это было во времена кассетинков).

Имхо, дополнительный транзистор (транзисторы) во входной цепи единичного "закопозитенного" входного ОУ (поширокополоснее) или тупо еще один ОУ для реализации композитного включения может расширить потенциальные возможности. Но опять-таки, это дело личного вкуса.

---------- Сообщение добавлено 15:38 ---------- Предыдущее сообщение было 15:27 ----------

Offтопик:

Про это в статьях тоже есть, почитайте. Там не всё просто, нужно много экспериментировать, да и по звуку это может быть не совсем хорошо.

Если речь про отдельный каскад формирования АЧХ, то согласен. Собственно, (имхо) тут прикол именно в бескомпромиссности. Дело в том, что игры с добротностью и частотой обычного контура (или его "эмуляции на ОУ") позволяют не так уж мало. При этом итоговая разница будет на частотах от его резонанса и выше (фактически неслышимых), а вот настройка цепи второго порядка проще, а стабильность ее параметров выше (да, ценой некоторого ухудшения измеряемых интегральных параметров, но при субъективной идентичности на практике).
Но опять-таки, это дело вкуса.
Ну и кроме того, я не настаиваю, вполне согласен считать, что не разобрался и у меня еще все впереди.

[MikeF]

На "улучшение состояния" влияет результат,в качестве прослушивания

Тут уж я наверное им помочь не смогу.

Получение минимального уровня результирующего шума - полдела,если не говорить про всё остальное...

Это очень большие и легко заметные полдела. А про остальное никто говорить не хочет особо, все зациклились на шуме.

Т.е. такой УВ скорее всего не предполагается для подобного применения.

Почему, в том числе для сквозного, типовые заводские ещё меньшую глубину оос имеют и работают, не думаю что это сильно страшно. Усложнять смысла нет, всё равно слушают то постфактум когда подмагничивания нет, а для контроля при записи какая разница.
Вариант Сергея предполагался в том числе для катушечников, потому там коррекция прям на входе чтобы усиление подрезать, голова кассетника имеет заметно меньшую ЭДС, поэтому риск перегрузки невелик. Да и ОУ 4 штуки, поэтому внедрять туда коррекцию это не только сложности с разбросом номиналов компонентов, но и потенциально - ловля наводок. Никаких 10 дБ разницы усиления (или глубины ООС при одинаковых ОУ естественно) между этими схемами конечно нет, номиналы близкие - меньше 5 дБ, не думаю что это на что-то влияет.

может расширить потенциальные возможности.

Вы видимо мыслите понятиями современных трактов где искажения мизер, какой смысл уводить электронику за -120дБ, если речь идет про искажения в 0,5-3% в большинстве случаев.
Личный вкус тут не причем - какой смысл усложнять схему, если это не приведет к улучшению, а может даже наоборот.

Если речь про отдельный каскад формирования АЧХ, то согласен.

Нет, там был рассмотрен (с точки зрения шумовых параметров) случай использования входного резонанса с индуктивностью ГВ для коррекции АЧХ на ВЧ. Я думал вы про это.

вау, это только для избранных?

Что не так то? Человек по собственной инициативе потратил время, нашел ссылку. От вас же в ветке вроде только негатив был, если мне память не изменяет.

[Turbo_man]

Offтопик:
Иди освежи память.

[MikeF]

Иди освежи память.

И вам того же, ваш пост сразу после моего стартового сообщения, №2 - ну, прям масса пользы.

[Turbo_man]

Offтопик:
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2839876
Слабая память.

[MikeF]

Как у гуппи память.

Такая болезненная обидчивость и тут же хамство. Вроде уже всё обсудили там. Спасибо что я теперь знаю что вы ролик изопропилом трете. Детсад.

[Turbo_man]

Спасибо что я теперь знаю

Вот теперь норм.

[ViktKors]

Вы видимо мыслите понятиями современных трактов где искажения мизер, какой смысл уводить электронику за -120дБ, если речь идет про искажения в 0,5-3% в большинстве случаев.

Кончено. Именно что "понятиями современных трактов". Именно они ведь показали, что ни АС, ни наушники с их аналогично большими искажениями не могут нивелировать разницы в звуке между "тогдашними" трактами с 0.01% искажений и нынешними с -120 дБ. Более того, даже уменьшение искажений (или нечто, что нередко сопровождает этот инженерный процесс) за этот предел, вполне может сказываться на субъективном качестве звука.

Нет, там был рассмотрен (с точки зрения шумовых параметров) случай использования входного резонанса с индуктивностью ГВ для коррекции АЧХ на ВЧ. Я думал вы про это.

Я нашел, о чем писалось.
Речь, так понимаю, о графике из третьей части публикации, вот этом:

Это про то, как компенсировать щелевые потери.
Я не нашел противоречия в статье с моими тезисами, а они таковы:
Pезонанс шумит. Шумит не сам по себе, а большим значением активного сопротивления, применяемого для ограничения его добротности.
Проблема исключается, если использовать шунтирование не обычный резистором, а "охлажденным".
Вывод: Если использовать "охлажденный резистор, не имеет значения, как именно формировать нужную АЧХ. И теоретически LC контур ничуть не хуже каскада на ОУ.


Остается вопрос точной аппроксимации АЧХ щелевых потерь, но мне казалось, что +/- нужный "широкий" левый скат горбы АЧХ в звуковом диапазоне (а реально на частотах до 16-18 кГц, и не так уж и важно, что будет выше по частоте) можно получить и на обычном LC контуре. Просто нужно поиграть его частотой (сделать повыше) и добротностью.

Я вполне допускаю, что не все головки позволят реализовать это на практике (у меня складывалось), но думаю, что даже просто цепи коррекции первого порядка (для которой не нужен отдельный ОУ) в дополнение к LC будет достаточно в большинстве случаев.

П.С. Есть еще момент с ГВЗ (и асимметричностью горба), но это отдельная тема.

[MikeF]

Вот теперь норм.

Отлично.

[Leoniv]

Offтопик:

Иди освежи память, клоун.

Вы какой-то злой человек, уже не раз замечал это на форуме. Что за причина, у Вас дома что-то не так?

в том числе для сквозного

В старших катушечниках Studer УВ построен тоже с использованием предусилителя с линейной АЧХ, а коррекция делается в последующих каскадах. Само такое решение - отдельный вопрос, обычно его стараются избегать. Но по некоторым причинам иногда делают. У Studer эти причины - предусилитель вынесен к головкам, а вариантов частотной коррекции поддерживается множество. У Вас причина - возможность параллельного включения ОУ. Если бы пошли другим путем - применили бы внешний дискретный входной каскад, такой структуры не потребовалось бы. Возвращаясь к Studer, у него сразу после линейного предусилителя идет хитрый фильтр, который представляет собой ФНЧ, но еще имеет режекцию на частоте подмагничивания. Кстати, настраивается фильтр подстроечным конденсатором



Я тоже планирую в УВ применить активный фильтр, пробовал его моделировать на структуре GIC. Там можно сблизить по частоте два нуля и получить в результате довольно широкий провал на частоте подмагничивания, что снижает требования к точности ее установки и точности настройки фильтра. Было бы еще хорошо на этом же фильтре сделать и коррекцию на ВЧ, но для таких специфических случаев методики расчета GIC-фильтров не существует.

P.S. Подобные рассуждения в этой ветке, наверное, неуместны, так как плата у Вас уже готова. С другой стороны, если плата готова, то что обсуждать?

[MikeF]

или нечто, что нередко сопровождает этот инженерный процесс

Вот именно что "нечто", не факт что изменение глубины оос на несколько дБ на это повлияет и как. В любом случае я пас если речь идет про втыкать композиты в УВ Думаю и без сверхглубоких ООС вполне прилично будет работать, многие аппараты звучат вполне достойно при гораздо более скромных формальных параметрах чем в моей схеме.

Речь, так понимаю, о графике из третьей части публикации

Нет я больше про вторую часть.
А если уж вы про щелевые потери, то я опять же не понял, Сергей же как раз пишет что LC контур тут не помощник.
Да и вообще если такая грандиозная работа была проведена зачем её игнорировать и изобретать велосипеды ради магнитофона.
Я же не пытаюсь выдать это за свои исследования, просто хочу посмотреть что можно выжать из магнитной записи, т.к. в то время не было возможности. Так скажем скомпилировал знания и решения в виде схемы и платы, может кому-то пригодится.

В старших катушечниках Studer УВ построен тоже с использованием предусилителя с линейной АЧХ, а коррекция делается в последующих каскадах. Само такое решение - отдельный вопрос, обычно его стараются избегать.

При такой схемотехнике с || ОУ мне кажется это меньшее зло. Тем более что плюс от коррекции всего несколько дБ (если сравнивать со схемой на AD745), а это немного как мне кажется. Со стороны шумов не знаю будет ли какой ощутимый плюс.

настраивается фильтр подстроечным конденсатором

я знал, что конденсатор это хорошо

Подобные рассуждения в этой ветке, наверное, неуместны, так как плата у Вас уже готова. С другой стороны, если плата готова, то что обсуждать?

Вовсе нет. Я писал выше что это просто компиляция - вдруг кому будет полезна. Если кто-то заинтересуется, то всегда может применить и исходную схему и прислушаться к замечаниям которые тут добавляют участники.

[Turbo_man]

Offтопик:
Потёр. Успеха.
Нужен был результат. По-другому не получалось.

[MikeF]

Offтопик:
Turbo_man, а стоило оно того - достигать цели любым средствами, ругаться из-за сущих мелочей.

---------- Сообщение добавлено 21:58 ---------- Предыдущее сообщение было 21:35 ----------

waso, Вадим, я знаю ты ветку читаешь, но молчишь У тебя же тоже первый каскад с линейной АЧХ, напиши, что думаешь?

Ты мне кстати в личку писал, а она переполнена, я тебе на "паяльнике" ответил.

[waso]

Я читаю ветку, конечно. Целью такого построения входа было сперва приподнять уровень сигнала с головки до такого уровня, когда бы шумы последующих каскадов не имели бы никакого значения. Разумеется, коррекцию я мог бы выполнить и в инвертирующем сумматоре, но мне не хотелось изменять степень "охлаждения" входного сопротивления УВ при смене постоянной времени коррекции, вот почему у меня инв. сумматор после четырёх ОУ также имеет линейную АЧХ.
Также я солидарен с тем, что многие фирменные аппараты, которые имели на входе, казалось бы, обычный NJM4570 или типа того, играли более чем достойно, без петлевого усиления в 300дБ, и никакой "Маяк" - с его 3Д24.080 (в лучшем случае) им в подмётки не годился. Важную роль играло качество головок, а искажения от УВ полностью перекрывались искажениями от ленты. ИМХО, если УВ обеспечивает КНИ менее 0,01% во всем диапазоне частот и входных уровней, этого достаточно. С магнитной записи лучше просто не получится.
Остальное вроде бы не вызывает замечаний, хотел только добавить, что "вытягиватель" ВЧ по Агееву имеет излишне высокую частоту среза и вместе с ВЧ так же хорошо задирает уровень частоты от ГСП, наводимой на ГВ в сквозном канале. Суховский каскад имеет частоту среза около 24кГц, чего вполне достаточно, и далее работает фильтром второго порядка, срезая частоту ГСП гораздо сильнее, чем агеевский. Разумеется, после фильтра-пробки от этой помехи вообще остаются рожки да ножки, но совсем не считаться с этим нельзя.
Кроме того, я также прорабатывал схему и ПП УВ по принципу Н.Сухова, но его входная часть имела линейную АЧХ, а для снижения шумов предусматривалось параллельное включение двух транзисторов типа ВС560.

Offтопик:
ЗЫ. А в личку писал, т.к. у меня есть на работе незапиленный Таскам 202й, и ленту с образцовым уровнем 0дБ 400Гц я мог бы записать. Тем более, города соседние.

[Leoniv]

"вытягиватель" ВЧ по Агееву имеет излишне высокую частоту среза и вместе с ВЧ так же хорошо задирает уровень частоты от ГСП

Это недостаток схемы, в идеале она должна работать как ФНЧ. Я как-то даже пытался моделировать этот "вытягиватель" с дополнительными компонентами, превращающими его в ФНЧ второго порядка за пределами звуковой полосы.

[waso]

в идеале она должна работать как ФНЧ.

Я тоже не понял, какой смысл в подъёме АЧХ до 60..70кГц, ведь даже при ускоренной перезаписи на этих частотах вытягивать нечего.

[pwrday]

Я бы не сказал что советские головы совсем пропащие и никуда не годные.
Например я ставил новосибирский Монолит в двухголовую сони, и получал с неё очень динамичный и быстрый звук. С хорошей прорисовкой мелких и крупных деталей..
Гораздо более интересный и слушабельный, чем с родной головой. Писала она также лучше родной головы.

Потом я ставил Вильнюский сендаст 081 в педальный Виктор А35. Из 70гг.
Эта связка давала звук напоминающий приличные колесники. Этакий ветер в грудь.

Думается, головы у нас делали хорошие.
А серийные аппаратура звучала хреново не по вине голов, а из-за тяпляп конструктива и проектирование вания по остаточному принципу...

Ещё хотелось бы обратить внимание на то, что в реальной жизни, при прослушивании музыки с ленты, искажения большой роли не играют.

Даже слегка перегруженные ленты никакого отторжение не вызывают.
При условии что звук сохраняется живым и динамичноым.
.
Зато плоскостопие замечают и ОТМЕЧАЮТ, практически все слушатели.
Также, даже не подготовленные слушатели отмечают неправильный тональный баланс, когда искусственно выделяется/ выдвигается вперёд какая то часть спектра.

Особенно не гармонично звучит, так называемый "мониторный" звук, аля некоторые модели тик или денон..
Сухой бас, "задвинутый" назад, и сильная, выдвинутая вперёд верхняя середина...
Не самое лучшее сочетание., это отмечают многие слушатели

[waso]

Я сравнивал звучание 3Д24.810 и сквозного Кэнона.
По АЧХ наш сендаст можно свести. Всё вполне прилично, и 20-22кГц там прекрасно читается с ленты, как и пишется. Последний раз делал это год назад.
Но что касается звука...тут без комментариев. Всё ясно сразу.

[pwrday]

А я ни слова про ачх и частоту не писал.
Наоборот заострял внимание совсем на другом.

Почему люди читают текст по диагонали?

------------

Сравнивать звук голов необходимо в одном тракте.
Тоесть в равных условиях для каждой головки участвующие в текущем сравнении.

Каким образом можно сравнивать звук сэндвича и универсальной головы? не совсем понятно