Przedwzmacniacze gramofonowe. Wzmocnić i wyprostować - część 2
Z uwagi na fizyczne ograniczenia nośnika, płyty winylowe wymagają specjalnie przygotowanego sygnału, który jest na nich zapisywany (a później z nich odczytywany). Korekcje są wprowadzane do sygnału przed nacięciem matryc (z których tłoczone są płyty) zgodnie z przyjętym standardem - krzywą korekcyjną. Jej zasadnicze cechy to obniżenie poziomu najniższych częstotliwości oraz uwypuklenie wysokich. Teoretycznie można byłoby zapisać na płycie sygnał o charakterystyce liniowej (w funkcji częstotliwości), jednak o bardzo niskiej amplitudzie maksymalnej w całym pasmie. Barierą jest niski dopuszczalny poziom w zakresie niskich częstotliwości, bowiem wiążą się one ze znacznie większymi amplitudami niż częstotliwości średnie i wysokie (o takim samym poziomie). A duża amplituda basu oznacza proporcjonalnie zarówno dużą amplitudę membran głośników (to już ich problem), jak też dużą amplitudę igły prowokowaną dużymi zmianami w rowku płyty winylowej. Tutaj pewnych granic przekroczyć nie można (przy ustalonym stan-dardzie wielkości płyty i szerokości rowka).
Z kolei "równanie w dół" charakterystyki w całym pasmie spowodowałoby ograniczenie dynamiki (a więc podniesienie poziomu szumów) w zakresie średnich i wyższych częstotliwości, podczas gdy mechaniczne parametry układu mogą "wytrzymać" relatywnie większą (bezwzględnie mniejsza niż w zakresie niskich częstotliwości) amplitudę igły. Dlatego pomysł na zapis (i w konsekwencji odczyt) z charakterystyką nieliniową, czemu przed wzmocnieniem sygnału we wzmacniaczu towarzyszyć musi przywrócenie liniowości za pomocą korekcji "odwrotnej" - wzmacniającej niskie częstotliwości i obniżającej wysokie.
Dalszej poprawie "wydajności" w zakresie niskotonowym służy sumowanie sygnałów obydwu kanałów (w zapisie i odczycie). Innymi słowy bas na winylach jest nagrywany w mono, co dla wielu osób może być informacją szokującą. W praktyce nie jest to jednak dotkliwe w odsłuchu, z powodu znanego zjawiska ze względu na wynikające z innych powodów trudności w lokalizacji źródeł niskich częstotliwości. Ale jest to jakiś kompromis. Tego połączenia niskich częstotliwości obydwu kanałów na płycie nie da się już "odkręcić" i przywrócić stereo w tym zakresie żadną korekcją, jednak liniowość charakterystyki można odzyskać dość łatwo (przynajmniej teoretycznie), odpowiednio ukształtowanymi filtrami, do czego niezbędne są właśnie przedwzmacniacze gramofonowe (układy phono-stage).
Mniej więcej od połowy lat 50. wytwórnie posługują się krzywą korekcyjną o nazwie RIAA. Wcześniej nie było jednego standardu; każda z wytwórni (a nawet każdy z producentów sprzętu do nacinania matryc) stosował swój własny, choć opierający się na podobnych założeniach system. Stąd wśród najstarszych płyt możemy spotkać rejestracje z użyciem krzywych Columbia, Teldec, Decca, EMI (to tylko najważniejsze z nich) i aby je prawidłowo odtworzyć, potrzebujemy odpowiednich filtrów. Pewien kłopot polega na tym, że oznaczenia dające jednoznaczne wskazówki co do tego, jaką krzywą zastosowano na płycie, należą do rzadkości. Wtedy trzeba eksperymentować. Za generalną wskazówkę można przyjąć to, że każda płyta stereofoniczna (niezależnie od okresu wydania) jest nacięta w standardzie RIAA, bowiem wprowadzenie tego standardu wyprzedziło popularyzację zapisu dwukanałowego.
Moon 310LP
310LP prezentuje się jednak dość zwyczajnie i nie ma się nad czym rozczulać - podłączamy zasilanie, przewody z sygnałami audio i uruchamiamy urządzenie.
W fabrycznym ustawieniu przedwzmacniacz przyjmuje sygnał z wkładek typu MM. Aby dotrzeć do jakichkolwiek ustawień, należy najpierw odkręcić śruby mocujące obudowę i zapoznać się z gąszczem zworek. Bez instrukcji ani rusz. 310LP okazuje się przedwzmacniaczem o sporych możliwościach, ale przeznaczonym dla najbardziej zaawansowanych użytkowników. Nie ma tutaj nawet przełącznika trybów MM i MC, wszystkie parametry należy ustawić niezależnie.
Dla wkładek MM przeznaczone są dwa warianty obciążeń pojemnościowych 100 pF oraz 470 pF; trzecie ustawienie pojemności 0 pF to już wstęp do konfiguracji wkładek typu MC. Towarzyszą temu cztery warianty obciążenia rezystancyjnego: 10, 100, 470 oraz 1000 Ω. A piąte to znowu ukłon w stronę wkładek MM, czyli najbardziej typowy wariant 47 kΩ.
Niezależnie od obciążenia musimy wyregulować wzmocnienie; fabryczne 40 dB jest wartością typową dla wkładek MM, natomiast dla modeli MC są tryby 54, 60 oraz 66 dB.
Moon 310LP może także pochwalić się dwoma krzywymi korekcji - to ciekawe rozwiązanie także ze względu na niekonwencjonalną aplikację takiego układu. Wszystkie wymienione parametry musimy ustawić niezależnie dla każdego kanału (i nie pomylić się).
Dostęp do ustawień nie jest łatwy, ale poza tym wnętrze urządzenia jest zorganizowane wzorowo.
Wejście jest wprawdzie jedno (para RCA, oczywiście z bolcem uziemiającym), ale wyjścia są już dwa: jedno w standardzie RCA, drugie XLR.
W dość podstawowej funkcjonalności przedwzmacniacza 310LP wyróżnia się jeden element. To wprawdzie atrakcja mniej praktyczna, a bardziej ciekawostka techniczna, ale tym chętniej się jej przyglądamy. Moon chwali się zastosowaniem dwóch krzywych korekcyjnych; nie chodzi jednak o jakieś historyczne krzywe sprzed epoki RIAA.
Podstawowym trybem pracy pozostaje RIAA, natomiast krzywą IEC możemy wybrać przełącznikami. Jej kształt określono już po upowszechnieniu się RIAA jako jej udoskonalenie. Charakterystyka RIAA jest określona trzema stałymi czasowymi, ale IEC dodaje do nich jeszcze czwartą (7950 us, odpowiadającą częstotliwości 20,02 Hz), która powoduje odfiltrowanie częstotliwości subsonicznych. Pomysł pojawił się w drugiej połowie lat 70., miał na celu redukcję zbyt dużych amplitud igły i ramienia, a w konsekwencji membran głośników. Wywołał kontrowersje: z jednej strony część argumentów była pryncypialna - sama modyfikacja źródłowego zapisu na płycie była grzechem, z drugiej - zaproponowana korekcja nie była dostatecznie skuteczna z uwagi na łagodne zbocze filtra (6 dB/okt.). Równocześnie w latach 70. wielu producentów zaczęło stosować własne układy o takim przeznaczeniu, nazywając je po prostu filtrami subsonicznymi (i to bardziej skutecznymi, o nachyleniu zwykle 12 dB/okt.) Moon 310LP nie ma dodatkowego filtra subsonicznego, ale do pewnego stopnia rolę tę pełni właśnie krzywa IEC.
Musical Fidelity M6x VINYL
To urządzenie pełnowymiarowe, w stylu, który znamy z wielu wzmacniaczy Musical Fidelity. Obudowa jest solidna, wręcz pancerna, skręcona z grubych elementów. Do obsługi służy osiem przycisków podzielonych na kilka grup. Wyjątkową cechą M6x Vinyl są aż trzy wejścia, co oznacza możliwość podłączenia np. trzech gramofonów albo trzech ramion. Wybieramy dwoma przyciskami, aktywne wejście jest sygnalizowane diodą.
Sprawy podstawowe pójdą łatwo, jest też pakiet ustawień zaawansowanych. Obsługę zaczynamy od wyboru głównego trybu - dla wkładki MC lub MM - przy czym wysokonapięciowe MC podpadają pod tę drugą kategorię. To określa bazowe wzmocnienie (prawdopodobnie klasyczne 40 dB dla MM oraz 60 dB dla MC) i od razu uaktywnia jedną z dwóch sekcji do regulacji obciążenia: pojemnościową w przypadku wkładek MM albo impedancyjną dla modeli MC. W każdym z wariantów mamy do wyboru aż sześć ustawień: 50, 100, 200, 300, 350 i 400 pF dla MM oraz 25, 50, 100, 400, 800 i 1200 Ω dla MC. A gdyby bazowe wzmocnienie okazało się niewystarczające, możemy sięgnąć po "dopalacz", który doda kolejne +6 dB. Jest też filtr subsoniczny, ale producent nie informuje o jego charakterystyce.
Trzy wejścia przygotowano na dwóch parach RCA i jednej parze XLR. Wyjścia są też w obydwu standardach. Ciekawym dodatkiem jest przełącznik pozwalający na rozprawienie się z pętlami masy. Oprócz wariantu oczywistego (uziemienia gramofonów są podłączone do uziemienia przedwzmacniacza) możemy połączenie przerwać (na wypadek przydźwięków pętli masy). Jest jeszcze trzeci tryb Soft z mikrofiltrem (układ pasywny) działającym wyłącznie w zakresie najniższych częstotliwości.
Oprócz korekcji charakterystyki częstotliwościowej, drugim podstawowym zadaniem przedwzmacniacza gramofonowego jest wzmocnienie sygnału z wkładki do poziomu odpowiadającego wymaganiom wzmacniacza zintegrowanego (lub dzielonego). Wejścia liniowe wzmacniacza wymagają sygnałów o napięciu ok. 2 V, które przyjęło się traktować jako standard w przypadku liniowych źródeł takich, jak np. odtwarzacze CD. W praktyce wystarczy nawet nieco mniej, ponieważ czułość nowoczesnego wzmacniacza zawiera się zwykle w przedziale 0,2–0,7 V.
Gdyby nawet wkładka gramofonowa nie wymagała omówionej już korekcji częstotliwościowej, jej napięcie byłoby zdecydowanie za niskie jak na wymogi wejść linowych we wzmacniaczu (dlatego podłączając gramofon wprost do wejścia liniowego, usłyszymy nie tylko dźwięk "pozbawiony" niskich częstotliwości, ale i bardzo cichy).
Napięcie typowej wkładki MM wynosi ok. 3-5 mV (są wyjątki, np. 7 mV - Ortofony z serii DJ). W przypadku wkładki MC jest jeszcze słabiej, tutaj typowe napięcie to ok. 0,3 mV, a zdarzają się nawet takie ekstrema, jak np. Ortofon MC 20, której poziom wyjściowy to zaledwie 0,07 mV.
Sygnał z każdej wkładki wymaga więc wstępnego wzmocnienia, aby znalazł się w pobliżu poziomu typowego dla źródeł liniowych. W przypadku wkładek MM ustawiamy zwykle ok. +30 dB, dla MC będzie to już +60 dB, a nawet więcej - niektóre przedwzmacniacze oferują tryb +70 dB.
Pathos IN THE GROOVE
In The Groove to propozycja dla zaawansowanych użytkowników, którzy nie boją się regulować, ustawiać i których wiedza o działaniu gramofonu, wkładkach i ich parametrach elektrycznych wykracza poza podstawową znajomość dwóch wariantów - MM i MC. Początkujący mogą sobie z konfiguracją In The Groove nie poradzić. Nie jest to więc najlepszy sprzęt dla tych, którzy zorientowali się dopiero poniewczasie, że gramofon wymaga przedwzmacniacza, a teraz chcieliby ten problem rozwiązać błyskawicznie. In the Groove nie dopasuje się do wkładki automatycznie. Próżno tutaj szukać popularnych oznaczeń MM i MC, wszystkie instrukcje sprowadzają się do konkretnych parametrów. Część z nich wyregulujemy pokrętłami z przodu, ale po jedno z najważniejszych ustawień (wzmocnienie) trzeba sięgnąć na tylną ściankę (co nie jest zbyt wygodne).
Pokrętła z przodu służą do ustawiania obciążenia, lewe odpowiada za impedancję (niezbędne dla wkładek MC), a prawe za pojemność (to z kolei ważne w przypadku wkładek MM). Impedancję możemy regulować w bardzo szerokim zakresie (56 Ω - 47 kΩ), a pomiędzy nimi są jeszcze cztery ustawienia pośrednie (100, 220, 470 oraz 1000 Ω). Opcji pojemności jest aż sześć: od typowych dla współczesnych wkładek MM wartości 68, 100 i 220 pF aż po wysokie, raczej rzadko spotykane 1, 3,3 oraz 10 nF.
Najmniejsze dostępne wzmocnienie to +43 dB, potem przez pośrednie warianty +50 dB i +56 dB przechodzimy do najwyższej wartości +62 dB. To powinno wystarczyć nawet dla wkładek MC (o niskim poziomie wyjściowym), może z wyjątkiem modeli najbardziej egzotycznych (bo zdarza się, że lepiej stosować tam nawet +70 dB, ale są to już rzadkie sytuacje).
Wejście dla gramofonu jest jedno (para RCA). Wyjścia są dwa (działają równolegle) - RCA oraz XLR - przed ostatnimi sygnał jest symetryzowany.
Małe urządzenia z oddzielnymi zasilaczami wydają się być kompromisem wynikającym z przyjęcia określonych założeń, głównie estetycznych - przygotowania jak najmniejszego urządzenia głównego, w którym sam zasilacz już się nie mieści, więc musi znaleźć się obok, najlepiej jak jest schowany gdzieś z tyłu. Często historia tak właśnie wygląda, jednak w przypadku przedwzmacniaczy gramofonowych oddzielenie układów audio od zasilania ma też, a nawet zasadniczo inne powody i sens szczególny. Ze względu na operowanie na sygnałach wejściowych o bardzo niskich napięciach należy zadbać o zmniejszenie zakłócającego wpływu zasilacza generującego silne pole elektromagnetyczne. Potrzebne jest więc albo ekranowanie, albo fizyczne odsunięcie zasilacza, a najlepiej - jedno i drugie. Wciśnięcie malutkiego zasilacza impulsowego do niewielkiej, wspólnej obudowy z obwodami korekcyjnymi byłoby zwykle możliwe, ale niekorzystne dla parametrów (i brzmienia); przygotowanie efektywnego ekranowania w takich warunkach byłoby trudne (zabierałoby jeszcze więcej miejsca) i droższe. Taniej i skuteczniej jest wyekspediować zasilacz na zewnątrz.
Pro-Ject PHONO BOX RS2
Box RS2 to najlepszy wśród aż piętnastu przedwzmacniaczy (gramofonowych) Pro-Jecta. Jest to urządzenie niesamowitej funkcjonalności, dedykowanej najbardziej dokładnym i doświadczonym użytkownikom gramofonów. Początkujący mogą mieć pewne kłopoty, ale wszystkiego można się nauczyć, a Box RS2 jest do tego doskonałą okazją.
Box RS2 nie ma typowego przełącznika MM/MC. Pro-Ject rozdzielił wszystko na poszczególne sekcje i parametry. To propozycja dla użytkowników, którzy wiedzą, co robią, rozumieją znaczenie parametrów wkładki. Wszystko ustawią zgodnie z normami, a może... po swojemu.
Z przodu zainstalowano dwa duże pokrętła. Pierwsze służy do regulacji obciążenia impedancyjnego, w zakresie 10 Ω - 1 kΩ, regulacja jest płynna, możemy więc cyzelować ustawienia kluczowe dla wkładek typu MC i to nawet bez przerywania odsłuchu. Co prawda Box RS2 nie ma zdalnego sterowania, więc w czasie prób i tak trzeba będzie do niego podejść, aby cokolwiek zmienić, ale daje to możliwość szybszych porównań. W przypadku wkładek MM mamy już przełączniki i konfigurację skokową od 50 do 450 pF (osiem wariantów co 50 pF - zupełnie wystarczy). Kolejny zestaw przycisków odpowiada za wzmocnienie, w zakresie 40–70 dB (skok co 3 lub 4 dB, w zależności od miejsca na skali). Drugie pokrętło to jeszcze bardziej unikalna regulacja zrównoważenia kanałów, w niewielkim zakresie (±2 dB), a więc praktyczna i precyzyjna. Większość wkładek jest wykonywana ręcznie, dopasowanie delikatnych podzespołów nigdy nie jest idealne, stąd dość duża tolerancja parametrów i niezrównoważenie kanałów, nawet ±2 dB to nic kompromitującego, chociaż już słyszalnego. Pro-Ject pozwala te różnice zniwelować, do czego jednak najlepiej posłużyć się elektroniką pomiarową (oraz specjalną płytą testową).
W sekcji trzech przycisków z prawej strony jest selektor źródeł (przedwzmacniacz ma dwa wejścia), włącznik filtra subsonicznego (poniżej 20 Hz) oraz wybór krzywych korekcyjnych - najpopularniejszej RIAA oraz dodatkowej w standardzie DECCA.
Tył podzielono zgodnie z kanałami, wejścia i wyjścia są dostępne w standardach RCA oraz XLR.
Pro-Ject chwali się, że Box RS2 jest układem w pełni zbalansowanym. Warto jednak przy tej okazji coś wyjaśnić. Dobrze znamy symetryczny układ połączeń XLR między np. odtwarzaczem a wzmacniaczem. Polega on na rozdzieleniu sygnału na dwie połówki (+ oraz –) i przesyłanie ich niezależnymi gałęziami. W taki sposób przygotowano wyjścia w Box RS2. Ale wejścia (do których podłączamy gramofon) działają inaczej. Nie dochodzą tutaj dwie połówki sygnału, bo żadna wkładka ich nie generuje, mają jedynie dwa styki (na kanał), podłączone do wewnętrznych cewek zarówno w MM, jak i MC. W tej sytuacji (w przypadku gramofonu) połączeniem zbalansowanym nazywamy układ, w którym sygnały z wkładki są wyprowadzone niezależnie dla obydwu kanałów z samej wkładki. Tak jest w absolutnej większości wkładek MC, jednak jeśli chodzi o wkładki MM, producenci stosują na ogół dodatkowy ekran (pomaga on eliminować przydźwięki), do którego podłączone są minusy każdego z uzwojeń, co przekreśla szanse na transmisję zbalansowaną między gramofonem a przedwzmacniaczem. Z kolei, wbrew powszechnej opinii, klasyczne wyjścia RCA nie są przeszkodą dla układu zbalansowanego (takiego, jaki definiujemy w przypadku gramofonu). Pro-Ject poleca jednak wtyki XLR, co ma jeszcze inną zaletę - sygnał z wkładki (dwie żyły) prowadzimy w dodatkowej żyle ekranującej.
Teac PE-505
PE-505 wyróżnia się wyjątkowym zestawem funkcji, z kilkoma prawdziwymi perełkami, których nie ma chyba nikt inny. Obsługuje każdy rodzaj wkładek i pozwala na precyzyjną kalibrację parametrów. Obsługa wymaga pewnej wiedzy na temat wkładek, warto też się zapoznać z instrukcją obsługi PE-505, bo nie wszystkie rozwiązania są typowe. Kluczową rolę odgrywa lewe, wielofunkcyjne pokrętło. Jego podstawowym zadaniem jest ustalenie typu oraz wartości obciążenia. Wybieramy jedną z dwóch sekcji, impedancyjną albo pojemnościową, a ponieważ skojarzono z nimi automatykę przełączającą czułość (a więc zmieniającą wzmocnienie), pokrętło pełni od razu rolę selektora trybów - MM lub MC.
Wokół pokrętła zainstalowano 12 diod sygnalizujących aktywne parametry. I tak lewą "połówkę" zajmują ustawienia impedancji, poruszamy się więc w zakresie właściwym dla wkładek MC. Przedwzmacniacz od razu uruchamia tryb "wysokiego" wzmocnienia - dokładnie +54 dB. Przechodząc na prawą "połówkę" zmieniamy obciążenia pojemnościowe właściwe dla wkładek MM, a wzmocnienie wynosi wówczas +34 dB. Impedancja obciążenia dostępna jest w zakresie 10 - 1 kΩ (10–22–47–100–220–470–1kΩ), pojemności są cztery (0, 100, 220 oraz 330 pF). To praktyczne i "współczesne".
Dla wkładek o wyjątkowo niskim napięciu wyjściowym PE-505 ma jeszcze tryb "booster" - dodatkowy stopień dodaje kolejne +12 dB (w każdym wariancie). Prawą część obudowy zajmuje selektor wejść (XLR lub RCA), przycisk trybu monofonicznego oraz filtra subsonicznego (częstotliwość graniczna bardzo niska - 17 Hz, ale zbocze strome - 24 dB/oktawę).
Wyjścia są również dwa (jedna para RCA i jedna XLR), ale można je wykorzystywać równocześnie.
PE-505 pozwala na wybór jednej z trzech krzywych korekcji (prawe pokrętło); oprócz standardowej RIAA są jeszcze "archaiczne" DECCA oraz Columbia. Rarytasem jest układ mierzący rezystancję cewek (we wkładkach typu MC),
co daje wskazówkę, jaką wartość obciążenia należy stosować. Wprawdzie Teac sugeruje, aby impedancja obciążenia była dwa razy większa od impedancji wkładki, ale wydaje się to absolutnym minimum, warto poeksperymentować z większą różnicą (nawet x10). Większość producentów wkładek rekomenduje, jaka powinna być wartość obciążenia, tym niemniej układ pomiarowy w PE-505 może się przydać w celu weryfikacji tych danych lub jako wskazówka do własnych eksperymentów i poszukiwań. Impedancję odczytujemy z umieszczonego na przedniej ściance wskaźnika wychyłowego.
Ma on i drugą funkcję - wskazuje poziom sygnału poniżej 6 Hz. Jeśli będzie wysoki, rekomendowane jest włączenie filtra subsonicznego, który działa efektywnie i zarazem dyskretnie, redukuje problemy i nie wpływa na brzmienie.
Radek Łabanowski
