Схема высококачественного предусилителя для МС головки
звукоснимателя

Как усилить сигнал МС-головы до уровня ММ или как правильно
подключить МС-головку к стандартному фонокорректору?

Рано или поздно, но у любого начинающего виниломана неизбежным концом встаёт резонный вопрос: "А можно ли улучшить звучание имеющей в наличии вертушки в рамках, опять же, имеющегося в наличии бюджета?".
Причём перебор вариантов у приобщившегося к миру винила по традиции начинается со взгляда в сторону МС (или Moving Coil) головки с подвижной (если кто не понял) катушкой. И действительно, ведь MC-головки за счёт меньшей движущейся массы имеют лучшие переходные характеристики по сравнению с более распространёнными и дешёвыми MM-звукоснимателями и, соответственно, "умеют" более чётко и оперативно отслеживать изменения сигнала, записанного на виниле. Однако ложкой дёгтя в бочке мёда для данного типа изделий являются: довольно высокая цена, низкая чувствительность и, как правило, полное фиаско при попытке сменить иглу на новую.
И если с первым и третьим пунктами списка, хочешь не хочешь, но придётся мириться, то недостаток чувствительности лечится двумя способами: 1. посредством недешёвого и чертовски качественного повышающего трансформатора, 2. при помощи простого малошумящего предварительного усилителя, подключаемого между МС-головкой и стандартным фонокорректором (со стандартной чувствитель- ностью и входным сопротивлением 47кОм).

В сторону трансформатора можно смотреть лишь в случае готовности клиента к тщательному подбору его параметров, которые должны строго соответствовать характеристикам применяемой головки. При отсутствии же RLC согласования электрической цепи "головка-трансформатор" неизбежны искажения АЧХ, приводящие к "кривому" и малоприятному итоговому звучанию.
Что же касается активного предварительного усилителя для МС головки, то здесь значительно всё радостней – возникает простая возможность оптимизировать его как по коэффициенту усиления, так и по параметру входного сопротивления. А если сильно расстараться и сделать его 1. малошумящим, 2. не вносящим каких-либо искажений, то становится очевидно, что бюджетное самодельное устройство сможет вступить в победоносную конкуренцию с любым, даже самым дорогим моточным изделием.

В рамках данной статьи мы рассмотрим такой активный MC-усилитель, однако прежде чем приступить к описанию, хочу предостеречь читателя от некоторых погрешностей, присутствующих в схемотехнике подобных конструкций и широко представленных в различных источниках.

1. Распространённая на звуковых форумах схема МС-усилителя на транзисторных каскадах с общей базой (источник: Радио 2014, №10). Рассмотрим недостатки:
Каскад с ОБ, расположенный на входе данного усилителя, имеет R_вх = 25,6/I_э, то есть ~ 17 Ом (при токе 1,5 мА). А так как там два таких каскада, включенных в параллель, то входное сопротивление усилителя составляет ~ 8,5 Ом, что явно маловато. Производители МС-звукоснимателей рекомендуют величину сопротивления нагрузки для своих изделий в 5..10 раз превышающую значение внутреннего импеданса головки, т. е. номиналом не менее 40...200 Ом в зависимости от модели.
Включение же дополнительного резистора последовательно со входом (как предлагается отдельными товарищами) вызывает падение уровня сигнала на делителе, образованным этим дополнительным резистором и R_вх усилителя, что приводит к необходимости повышения его усиления (в К_дел раз) и, как результат, к ухудшению в такое же количество раз шумовых характеристик тракта.

2. Схемы MC-предусилителей на основе полевых транзисторов (разные построения). Недостатки:
Если всматриваться в графики зависимости коэффициента шума от сопротивления источника сигнала у полевых и биполярных транзисторов, то можно наблюдать, как в области низких сопротивлений источника (условно – до 5кОм) преимущество имеют биполярные транзисторы, а в области высоких – полевые. Поэтому при импедансах MC-головок, которые исчисляются единицами ом, предусилители, построенные на биполярах, по шумам всегда и явно будут выигрывать у аналогов на полевиках. А вот в ММ-фонокорректоре во входном каскаде полевой транзистор однозначно будет на своём месте!

Однако пора переходить к делу и привести схему "правильного" фонокорректора, а вернее его часть – каскада усиления MC-звукоснимателя, входящего в состав заслуженного и отлично играющего стерео усилителя YAMAHA A-S1000 (Рис.1).


Рис.1 Схема предусилителя MC-звукоснимателя YAMAHA A-S1000

Что радует меня в этой схеме? А радует то, что японские инженеры, обладающие недюжинным техническим умом и креативностью, не повелись на клёкот доморощенных "крикунов" о радикальном вреде разделительных электролитов в звуковом тракте и со спокойствием самураев использовали их в устройстве, несмотря на наличие двухполярного питания!

Устройство представляет собой двухтактный симметричный каскад усиления с общим коллектором. Для улучшения шумовых характеристик каждое плечо состоит из четырёх параллельно соединённых малошумящих транзисторов разной проводимости, что в сухом остатке позволило уменьшить коэффициент шума в √8 раз по отношению к одиночному полупроводнику.

Данный усилитель, впрочем, как и большинство YAMAHA-вской звуковой техники, находится на верхней ступени Hi-Fi аппаратуры. Однако для перехода в более высокую область High-End класса желательно некоторое снижение коэффициента гармоник, который у предусилителя, приведённого на Рис.1, составляет величину около 0,003% при номинальном уровне входного сигнала 0,3 мВ.

Методы борьбы за повышение линейности известны и в нашем случае сводятся к простому введению источников тока вместо нагрузочных резисторов (Рис.2).

Рис.2 Схема предусилителя MC-звукоснимателя для Hi-End аппаратуры

Два токовых зеркала на транзисторах Т9, Т10 и Т11, Т12 представляют собой две базовые схемы источников тока с общим токозадающим резистором R19.
Резисторы обратной связи R3, R5 и R4, R8 задают режим усилительных каскадов по постоянному току, а величина R17 определяет коэффициент усиления предусилителя. При указанном на схеме номинале K_u = 14 (22,8 дБ), при R17 = 200 Ом K_u = 10 (20 дБ), а при R17 = 100 Ом K_u = 20 (26 дБ).

Режимы элементов по постоянному току приведены на схеме. Подбором резистора R3 можно достичь максимальной амплитуды неискажённого выходного сигнала, величина которой у меня при R3 = 14 кОм составила ±4,9 В при U_вх = 350 мВ. Однако эта манипуляция – для эстетов и не имеет большой практической ценности, т. к. максимальная амплитуда на выходе MC-звукоснимателей, как правило, не превышает 1мВ (обычно – около 0,3 мВ). Поэтому можно использовать резистор стандартного номинала на 13 кОм и не особо запариваться.

Входная цепочка R1, C1, C2, L1 представляет собой ФНЧ с частотой среза в несколько сотен килогерц и является неотъемлемым атрибутом большинства фабричных изделий, а потому и я не увидел никаких поводов её исключать. Для того чтобы катушка не нахватала из окружающего пространства лишних помех, её лучше выполнить на небольшом низкочастотном (с высокой проницаемостью) ферритовом кольце.

Изменяя номинал резистора R2 можно в некоторых пределах регулировать входное сопротивление усилителя. При указанном номинале R_вх составляет около 70 Ом, при R2 = 75 Ом R_вх = 50 Ом, при R2 = 200 Ом R_вх = 100 Ом, при R2 = 2 кОм R_вх = 160 Ом.

Теперь что касается основных параметров приведённого усилителя:

Коэффициент усиления: 22,8 дБ;
Частотный диапазон по уровню -3 дБ: 5 Гц...450 кГц;
Входное сопротивление: 70 Ом.
Коэффициент нелинейных искажений:
На частоте 1 кГц при U_вх ≤ 7 мВ прибор с нижним пределом измерения 0,001% показал все нули, а при уровнях 7 мВ...20 мВ – 0,001%.
На частоте 10 кГц нулевые искажения индицировались для U_вх ≤ 4 мВ, а для сигналов 5 мВ...13 мВ искажения составили 0,001%.
Все измерения проводились при R_ген = 10 Ом и R_нагр = 47 кОм.

Питание предварительного усилителя необходимо осуществлять от стабилизирован- ного ИП с низким уровнем (не более 1 мВ) пульсаций.

Выход предусилителя следует подключить ко входу ММ-фонокорректора, описанного на предыдущей странице, либо ко входу любого другого RIAA фонокорректора.

Назад