Předzesilovač pro gramofon
Phono preamplifier

Zabývat se v dnešní době konstrukcí předzesilavače pro gramofon mi připadá poněkud "out of date". Přesto se může hodit: buď abychom si mohli nostalgicky přehrávat staré "vinyly" nebo proto, abychom mohli desky naposledy přehrát, zdigitalizovat a vypálit na CD. Některých titulů se totiž v reedici na CD nejspíše nikdy nedočkáme.

Trocha teorie

Výstupní napětí snímače - gramofonové přenosky - je úměrné rychlosti hrotu. Čím vyšší kmitočet, tím je napětí větší. Vyšší kmitočty je třeba proto při přehrávání potlačit. To je velmi výhodné, neboť se zároveň zvětší odstup signálu od šumu. Rovněž při záznamu se signál kmitočtově upravuje tak, aby při přehrávání bylo dosaženo co nejlepšího kompromisu mezi maximální vybuditelností, zkreslením a odstupem od šumu. Pro vyrovnanou kmitočtovou charakteristiku, je třeba signál z přenosky nejen zesílit, ale také kmitočtově upravit dohodnutým způsobem. Nejčastěji se používají korekce podle křivky RIAA, viz obr. 1. Časové konstanty odpovídající zlomovým kmitočtům jsou 75, 318 a 3180 µs. Méně je známé, že někteří výrobci používali odlišné záznamové korekce a pro správné přehrávání takových desek byly zapotřebí i jiné časové konstanty korekcí ve snímacím zesilovači. Rovněž desky pro 45 ot/min mají odlišné korekce. Používané časové konstanty jsou v tabulce. Správný High-End předzesilovač by měl mít možnost zvolit vhodný typ korekcí.

Obr. 1. Kmitočtová charakteristika RIAA snímacího zesilovače pro magnetodynamickou přenosku
Fig. 1. Frequency RIAA characteristics phono preamp

Běžný předzesilovač bývá sestaven ze dvou či více tranzistorů nebo používá operační zesilovač. Korekce jsou realizovány vhodným zpětnovazebním členem z výstupu na vstup. To způsobuje často problémy, protože na kmitočtu 20 kHz je přenos asi o 40 dB menší než na kmitočtu 20 Hz. Předzesilovač musí mít dostatečné zesílení s otevřenou smyčkou zpětné vazby, aby signál nízkých kmitočtů nebyl zkreslen. Pro vysoké kmitočty je zpětná vazba příliš "utažena" a předzesilovač má sklon k nestabilitě. To se projeví např. zákmity při buzení signálem s impulsním nebo obdélníkovým průběhem. Proto se u některých kvalitních předzesilovačů používají pasivní korekce. Rozdíl "ve zvuku" je při přímém srovnání dobře patrný.

Předzesilovač 1

Na obr. 2 je zapojení pravděpodobně nejednoduššího předzesilovače. Kmitočtové korekce, odpovídající časové konstantě t1 nejsou součástí korekčního obvodu ve zpětné vazbě, ale jsou vytvořeny vhodným zatížením cívky přenosky. Zbytek korekcí realizuje zpětná vazba z kolektoru do báze tranzistoru. Odpor rezistoru ve vstupním obvodu je třeba zvolit podle konkrétního snímače. Ke kvalitě toho mnoho říci nemohu (nikdy jsem tento předzesilovač neměřil), ale opravdu to hraje. Největší nevýhodou je nestandardní nízkoohmové připojení přenosky.

Obr. 2. Nejjednodušší předzesilovač
Fig. 2. The simplest phono preamp

Předzesilovač 2

Složitější předzesilovač je na obr. 3. Výstupní napětí je asi 1 V a lze jej proto připojit i zařízením s méně citlivými vstupy. Například zvuková karta Sound Blaster Live vyžaduje pro plné vybuzení asi 0,7 V na vstupu Line In. Korekční člen byl rozdělen do dvou stupňů, čímž se výrazně zmenšilo zesílení potřebné na každý stupeň. Současně se oproti klasickým zesilovačům výrazně zlepšila odezva na impulsní signál - ta je podobná jako u zesilovače s pasivními korekcemi. Zesilovač je přímovázaný, jediný kondenzátor v signálové cestě je na výstupu. Signál z magnetodynamické přenosky je přiveden přímo na bázi T1. Tranzistory T1 až T4 tvoří první stupeň předzesilovače. První část korekcí s časovými konstantami t2 a t3 realizují R5, R6, R7 a C2. Následující stupeň s T5 až T7 je navázán přímo bez oddělovacího kondenzátoru. V tomto stupni je zavedena zpětná vazba se zbytkem korekcí (t1). Protože byl předzesilovač citlivý na zvlnění záporného napájecího napětí, je doplněn o filtr - násobič kapacity s tranzistorem T8. Tento filtr je společný pro oba kanály.

Obr. 3. Předzesilovač pro magnetodynamickou přenosku
Fig. 3. High quality phono preamplifier

Stavba předzesilovače

Předzesilovač je postaven na desce z obr. 4. Většina součástek je zapájena na výšku. Tranzistory T1 a T2 zvolíme nízkošumové typy s velkým zesílením. Ostatní tranzistory mohou být běžné nf. Nezapomeňte zapojit obě drátové propojky. Kondenzátory C1 a C2 jsou fóliové. Máme-li možnost, vybereme je tak, aby jejich kapacita byla v obou kanálech pokud možno shodná. Rovněž zpětnovazební rezistory by měly mít v obou kanálech shodný odpor. Vzhledem k tomu, že prodávané rezistory mají toleranci jen 1 %, nemusíme je vybírat. Elektrolytické kondenzátory jsem použil tantalové, zesilovač však bude stejně dobře pracovat s běžnými hliníkovými. Předzesilovač osaďte součástkami až na kondenzátory C4 a C104. Připojte napájecí napětí a změřte napětí na kolektoru T7 a T107 proti zemi. Podle změřeného napětí zvolte polaritu C4 a C104. V mém případě bylo na obou kolektorech asi -0,3 V. Můžete použít také svitkový kondenzátor 1 µF - pak není třeba polaritu zjišťovat. K napájení můžete použít napětí stabilizované běžnými monolitickými stabilizátory 7815 a 7915.

Obr. 4. Deska s plošnými spoji pro předzesilovač. Kliknutím získáte obrázek v rozlišení 300 dpi Fig. 4. PCB layout phono preamp. Click to get 300 dpi resolution image

Obr. 5. Rozmístění součástek na desce
Fig. 5. Locations of components on the board

Obr. 6. Deska předzesilovače z roku 1988
Fig. 6. View on preamplifier board

Rozpiska součástek

Jaroslav Belza

Předzesilovač 2 byl otištěn v Amatérském radiu pro konstruktéry č. 5/1991 s. 178

21. 3. 2000