Фонокорректор является важным элементом в системе воспроизведения виниловых пластинок. Его назначение - исправить частотные искажения, которые неизбежно возникают при записи и проигрывании грампластинок. Дело в том, что при записи для увеличения длительности музыкального произведения на пластинке приходится несколько ослаблять низкие и высокие частоты. А при проигрывании такой "подвергнутой коррекции" записи мы слышим звук, лишенный полноты, яркости и естественности. Вот для восстановления оригинального звучания и применяется фонокорректор.
Что такое фонокорректор
Фонокорректор - это устройство, предназначенное для улучшения качества звучания граммофонных пластинок. Оно исправляет искажения амплитудно-частотной характеристики, вносимые системой записи и воспроизведения грампластинок.
При записи музыкального сигнала на пластинку происходит его преобразование, в результате которого низкие и высокие частоты ослабляются. Это делается для того, чтобы уменьшить ширину канавки и добиться большей длительности записи. Однако при проигрывании пластинки такое частотное искажение ведет к "тусклому" и "неестественному" звучанию.
Задача фонокорректора как раз и состоит в том, чтобы восстановить ослабленные низкие и высокие частоты, придав звуку полноту и естественность.
Типы фонокорректоров
Фонокорректоры делятся на пассивные и активные. Пассивные фонокорректоры выполняются на основе RC-цепочек и не требуют внешнего питания. Активные содержат усилительные элементы - лампы или транзисторы, и нуждаются в подключении к сети переменного тока.
По принципу действия фонокорректоры делятся на:
- Резистивно-емкостные
- Индуктивно-емкостные
- Параметрические
В зависимости от используемых активных элементов, выделяют ламповые и транзисторные фонокорректоры.
Схемы фонокорректоров
Рассмотрим несколько типичных схем фонокорректоров.
Простой RC-фонокорректор
Простейший пассивный фонокорректор можно собрать на двух конденсаторах и резисторе. Конденсатор C1 обеспечивает подъем высоких частот, а C2 - низких. Резистор R1 задает требуемый коэффициент передачи сигнала.
Ламповый фонокорректор
Эта схема собрана на двух лампах 6Н2П и позволяет получить хороший частотный отклик. Лампа V1 работает как катодный повторитель и обеспечивает необходимый входной импеданс, а V2 - как анодный повторитель на выходе.
Транзисторный фонокорректор
Простой транзисторный фонокорректор можно реализовать на трех транзисторах с использованием цепочек R и C для коррекции АЧХ. Транзистор VT1 - входной, VT2 - ФНЧ, VT3 - ФВЧ.
Применение фонокорректора
Фонокорректор включается между проигрывателем виниловых пластинок и усилителем. Он позволяет восстановить исходный частотный спектр записанного на пластинку сигнала.
Благодаря фонокорректору звучание становится полнее, появляются глубокий низ и прозрачные верха. Музыка обретает естественность и реалистичность.
Также фонокорректор может использоваться совместно с магнитофонами, в том числе катушечными и бобинными, для улучшения воспроизведения магнитных фонограмм.
Подбор и настройка
При выборе фонокорректора следует обращать внимание на его частотные характеристики, коэффициенты усиления на разных частотах, тип используемых элементов.
Для получения оптимального звучания желательно иметь возможность плавной регулировки частот среза фильтров. Многие модели фонокорректоров оснащаются регуляторами усиления низких и высоких частот.
Правильная настройка фонокорректора позволяет максимально компенсировать недостатки амплитудно-частотной характеристики тракта воспроизведения и добиться натурального, качественного звука.
Особенности схемотехники фонокорректоров
При разработке схем фонокорректоров особое внимание уделяется точности частотных характеристик. Даже небольшие отклонения могут привести к искажению звучания.
В пассивных RC-фонокорректорах критичным параметром является стабильность номиналов конденсаторов и резисторов. Необходимо использовать высокоточные компоненты с минимальным температурным дрейфом.
Особенности ламповых фонокорректоров
В ламповых схемах значительное влияние на АЧХ оказывает внутреннее сопротивление источника питания. Для уменьшения его влияния применяют развязывающие RC-цепи.
Также при выборе ламп следует обращать внимание на низкий уровень собственных шумов и микрофонный эффект.
Транзисторные фонокорректоры Никитина
Известны интересные схемы транзисторных фонокорректоров, разработанные российским инженером В. Никитиным. Отличительные особенности - простота и эффективность коррекции АЧХ.
В этих схемах применены КТ315, КТ3102 в сочетании с RC-цепями. Предусмотрена регулировка частоты среза фильтров.
Применение микросхем в фонокорректорах
С появлением микросхем звукового диапазона стало возможным создание миниатюрных транзисторных фонокорректоров с хорошими электрическими характеристиками.
Например, микросхема 6С52Н позволяет реализовать активный фильтр нижних частот 2-го порядка, который можно использовать в составе фонокорректора.
Современные цифровые фонокорректоры
Современные цифровые технологии открывают новые возможности для обработки звука. Цифровые фонокорректоры позволяют реализовать практически любую амплитудно-частотную характеристику и обеспечить идеальную компенсацию искажений.
Особенности подбора компонентов для фонокорректоров
При разработке схем фонокорректоров большое внимание нужно уделить выбору радиокомпонентов. От их параметров во многом зависят электрические характеристики и качество звучания.
Для RC-цепей важно использовать конденсаторы с минимальной нелинейностью емкости и температурным коэффициентом. Подойдут керамические, слюдяные или полистирольные.
Резисторы должны иметь допуски не хуже 5%, стабильность и низкий уровень шумов. Лучше всего подходят проволочные или металлопленочные резисторы.
Выбор активных элементов
При создании ламповых фонокорректоров предпочтение отдается двойным триодам, таким как 6Н2П, 6Н23П, 12АХ7. Они сочетают высокие параметры и малый уровень шумов.
Для транзисторных схем подойдут биполярные транзисторы с узкой базой, например КТ315, КТ3102. Важны низкие шумы и высокая стабильность параметров.
Применение операционных усилителей
Использование операционных усилителей позволяет упростить схему фонокорректора и улучшить электрические характеристики.
Хорошо подходят ОУ типа TL071, TL072 с низким уровнем шумов и искажений. Они позволяют легко реализовать активные RC-фильтры высокого качества.
Применение цифровой обработки сигналов
Современные цифровые технологии открывают новые возможности для реализации фонокорректоров. Применение ЦАП, АЦП и цифровой обработки сигналов позволяет с высокой точностью формировать нужную АЧХ.
Цифровые фонокорректоры обеспечивают стабильность параметров, высокую точность и повторяемость настроек. Они менее подвержены влиянию внешних факторов по сравнению с аналоговыми.
Схемотехнические решения для улучшения качества звучания
Для улучшения субъективного качества звучания в схемах фонокорректоров применяются различные технические решения.
Это может быть введение регулировок частот среза, использование многозвенных фильтров, применение обратной связи для снижения нелинейных искажений. Такие методы позволяют приблизить звучание к идеалу.
Особенности настройки фонокорректоров
Для получения оптимального звука очень важна правильная настройка фонокорректора. Процесс настройки может быть достаточно трудоемким и требует определенных навыков.
Настройку следует проводить с использованием специальных тестовых записей и измерительной аппаратуры. Необходимо добиться линейной АЧХ в рабочем диапазоне частот.
Влияние остальных компонентов тракта на работу фонокорректора
Фонокорректор является частью всей звуковоспроизводящей системы, и его работа существенно зависит от параметров других компонентов тракта.
Особенно важны характеристики звукоснимателя, усилителя, акустических систем. Их параметры необходимо учитывать при настройке.
Взаимное влияние каскадов фонокорректора
В многокаскадных схемах фонокорректоров происходит взаимное влияние отдельных каскадов друг на друга, что может приводить к искажению АЧХ.
Чтобы минимизировать это влияние, применяют развязывающие RC-цепи между каскадами, выбирают оптимальные режимы работы активных элементов, используют отрицательную обратную связь.
Устранение фоновых шумов и наводок
При проектировании фонокорректоров важно уделять внимание подавлению фоновых шумов и наводок, которые могут ухудшить отношение сигнал/шум.
Для этого используются качественные экранированные линии связи, развязывающие фильтры, симметричные схемы, отдельные цепи питания узлов.
Особенности построения стереофонических фонокорректоров
Для качественного воспроизведения стереозаписей применяются специальные стереофонические фонокорректоры.
В них используются два идентичных канала коррекции, обеспечивающих согласованную обработку сигналов левого и правого каналов. Это позволяет сохранить стереобазу и панораму.
Варианты построения входных и выходных каскадов
При разработке фонокорректоров большое значение имеет правильный выбор схемы входных и выходных каскадов. От этого зависит совместимость с другим звуковым оборудованием.
На входе может использоваться простой разделительный конденсатор, повторитель напряжения, симметрирующий трансформатор. На выходе - эмиттерный повторитель, анодный повторитель, выходной трансформатор.
Способы индикации уровня сигнала
Для удобства использования фонокорректоры часто оснащаются индикаторами уровня проходящего звукового сигнала. Это позволяет оптимально установить громкость и избежать перегрузок.
В качестве индикаторов могут применяться магические глазки, столбики светодиодов, жидкокристаллические индикаторы, цифровые дисплеи.
Снижение нелинейных искажений
Для уменьшения нелинейных искажений, возникающих при работе активных элементов, в схемах фонокорректоров используется отрицательная обратная связь.
Петлевые ООС позволяют значительно снизить коэффициент гармоник и повысить линейность АЧХ. Также применяется выбор оптимальных режимов работы транзисторов и ламп.
Способы регулировки частотных характеристик
Для возможности подстройки частотной коррекции под конкретную акустическую систему и помещение фонокорректоры оснащаются элементами регулировки.
Это могут быть вариаторы в цепях RC-фильтров, переключатели крутизны спада АЧХ, регуляторы усиления ВЧ и НЧ диапазонов.
Организация питания каскадов фонокорректора
Для уменьшения наводок и достижения хорошего отношения сигнал/шум в схеме фонокорректора предусматривается раздельное питание различных каскадов.
Применяются отдельные цепи для питания входных каскадов, выходных каскадов, схем управления. Используются качественные фильтры питания, стабилизаторы напряжения.
