Audiofile-elektronicy,

maj¹c dobry sprzêt

firmowy, czêsto pragn¹

go jeszcze udoskonaliæ.

Jedno z takich

interesuj¹cych ulepszeñ

opisano w arykule.

Chêtnie zamieœcimy inne

propozycje.

P

roblemy budowy uk³adów wyj-

œciowych w odtwarzaczach CD

s¹ interesuj¹cym tematem dla

elektroników bêd¹cych równie¿

audiofilami. Uk³ad taki jest umieszczony

w ka¿dym z dwu kana³ów odtwarzacza miê-

dzy przetwornikiem c/a i gniazdem wyjœcio-

wym. Zazwyczaj pe³ni on funkcje konwerte-

ra pr¹d-napiêcie, filtru dolnoprzepustowego

i bufora wyjœciowego o ma³ej rezystancji wyj-

œciowej, potrzebnej do sterowania wzmacnia-

czem akustycznym przez kabel zwyczajowo

zwany ”interkonektem”. Filtr s³u¿y do t³umie-

nia segmentów powielonych widma sygna-

³u (efekt próbkowania) oraz sk³adowej o czê-

stotliwoœci 353 kHz, która jest wynikiem

oœmiokrotnego nadpróbkowania standar-

dowej czêstotliwoœci próbkowania dla p³yt

CD, równej 44,1 kHz (8 x 44,1 = 352,8 kHz).

Jakkolwiek s¹ to czêstotliwoœci le¿¹ce dale-

ko poza granic¹ s³yszalnoœci (ok. 16 kHz), to

jednak mog¹ siê przyczyniaæ do szkodli-

wych zjawisk intermodulacyjnych we wzmac-

niaczu. Dlatego na wyjœciu przetwornika

c/a w odtwarzaczu wprowadza siê odpowie-

dni filtr.

Konwerter pr¹d-napiêcie i bufor wyjœciowy s¹

zazwyczaj realizowane przy u¿yciu oddziel-

nych wzmacniaczy operacyjnych, które mo-

g¹ byæ umieszczone w jednym uk³adzie sca-

lonym. Takie rozwi¹zanie przyjêto równie¿

w popularnym odtwarzaczu RCD-971 firmy

Rotel (rys. 1). Filtr dolnoprzepustowy jest re-

alizowany przez ogniwo ca³kuj¹ce

R703(C701 + C703) i filtr aktywny drugiego

rzêdu w znanej konfiguracji Sallen-Keya.

£¹cznie konfiguracja taka ma charaktery-

styki czêstotliwoœciowe zbli¿one do charak-

terystyk popularnego filtru Butterwortha. Za-

12

MODYFIKACJA UK£ADÓW

WYJŒCIOWYCH W ODTWARZACZU

ROTEL RCD-971

pewnia on du¿e t³umienie sk³adowych czêsto-

tliwoœciowych wystêpuj¹cych w paœmie za-

porowym, ale nie zapewnia sta³ego opóŸnie-

nia sygna³ów o czêstotliwoœciach akustycz-

nych w paœmie przepustowym. Jest proble-

mem dyskusyjnym, czy niewielkie, ró¿ne

opóŸnienia sk³adowych sygna³u _ lub inaczej

mówi¹c _ niewielkie zmiany opóŸnienia gru-

powego, pogorszaj¹ce liniowoœæ charaktery-

styki fazowej s¹ s³yszalne. Niew¹tpliwie naj-

lepszym testem jest eksperyment.

Na rys. 2 przedstawiono zmodyfikowany

uk³ad wyjœciowy dla jednego kana³u. Podwój-

ny wzmacniacz operacyjny OPA2604AP fir-

my Burr-Brown (obecnie Texas Instruments)

zamieniono na typ LT1364CN8 firmy Linear

Technology, o identycznych obudowach i roz-

k³adzie koñcówek. A oto g³ówne ró¿nice:

Parametr OPA2604 LT1364CN8
Wzmocnienie

100 dB

79 dB

Iloczyn

wzmocnienie-pasmo

20 MHz

70 MHz

Czas ustalania do 0,1%

1

µ

s

50 ns

StromoϾ zbocza

25 V/

µ

s

1000 V/

µ

s

Wejœciowe

napiêcie szumu

25 nV/

√

Hz

9 nV/

√

Hz

Pojemnoœæ wejœciowa

10 pF

3 pF

Parametry wzmacniacza LT1364 s¹ wyra-

Ÿnie lepsze od parametrów uk³adu

OPA2604, który te¿ jest bardzo dobrym

wzmacniaczem. Dotyczy to równie¿ wzmoc-

nienia, gdy¿ w zastosowaniach akustycz-

nych bardzo du¿e wzmocnienie oznacza

koniecznoœæ u¿ycia silnego ujemnego

sprzê¿enia zwrotnego, co mo¿e niekorzy-

stnie odbiæ siê na jakoœci brzmienia. Koñ-

cówki zasilania (4 i 8) uk³adu LT1364 dodat-

kowo odblokowano do masy miniaturowy-

mi kondensatorami ceramicznymi 0,1

µ

F/50

V (Kemet, Elfa 65-716-73), przylutowanymi

bezpoœrednio do koñcówek po stronie po-

³¹czeñ na p³ycie drukowanej. Uk³ady

LT1364CN8 mo¿na zamówiæ (w cenie po-

ni¿ej 5 $) bezpoœrednio w sklepie interne-

towym w firmowej witrynie www.linear.com,

z dostaw¹ do domu. Z tej samej witryny

mo¿na równie¿ œci¹gn¹æ biuletyn firmowy

(plik .pdf w formacie Acrobat) zawieraj¹cy

kompletne dane techniczne, charaktery-

styki i opis zastosowañ uk³adu LT1364 oraz

bliŸniaczego uk³adu LT1365 zawieraj¹cego

cztery wzmacniacze operacyjne.

Firmowy filtr wyjœciowy zast¹piono filtrem

Bessela, którego cennymi zaletami s¹ sta-

³oœæ opóŸnienia grupowego w paœmie prze-

pustowym i wiernoϾ przenoszenia zbo-

czy impulsów. Filtr Bessela trzeciego rzêdu

zaprojektowano przy u¿yciu programów

komputerowych Filter Wiz LE (www.sche-

matica.com) oraz FilterLab (www.micro-

chip.com). Pierwszy z nich umo¿liwia obser-

wacjê charakterystyki opóŸnienia, nato-

miast drugi (bezp³atny) zapewnia du¿¹ ela-

stycznoœæ w wyborze elementów. Wyko-

rzystano równie¿ znakomity podrêcznik

projektowania ”Design of Analog Filters”

(autorzy R. Schauman i Mac E. Van Valken-

burg, Oxford University Press, 2001), do-

stêpny m.in. w ksiêgarni internetowej

www.amazon.com. Filtr ma t³umienie

_ 0,9 dB przy 20 kHz, _ 3 dB przy 35 kHz

i _ 51 dB przy 353 kHz. OpóŸnienie grupo-

we jest sta³e i równe 7,97

µ

s do 15 kHz, na-

stêpnie minimalnie maleje do 7,94

µ

s przy

20 kHz. Zmiana fazy wynosi _ 43

o

przy

15 kHz. Aby uzyskaæ wiêksze napiêcie wyj-

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2002

r

ELEKTRO

AKUSTYKA

Rys. 1. Oryginalny uk³ad wyjœciowy w odtwarzaczu

RCD-971 firmy Rotel (jeden kana³)

Przetwornik c/a

7

œciowe mo¿na zastosowaæ wartoœci ele-

mentów w pierwszym ogniwie filtru przed-

stawione na rys. 2 w nawiasach (3,43 k

Ω

wraz z 1 nF). Rezystory s¹ metalizowane,

1%, 0,6 W (tanim Ÿród³em jest sklep Uni-

tra Unizet w Warszawie). Kondensatory

1,5 nF s¹ foliowe, polipropylenowe, 1%

(BC Components, Elfa 65-103-66).

Napiêcie sta³e na wyjœciu filtru (koñcówka

7) jest praktycznie równe zeru, wiêc zrezy-

gnowano równie¿ z wyjœciowego konden-

satora sprzêgaj¹cego 100

µ

F/25 V wprowa-

dzaj¹c sprzê¿enie sta³opr¹dowe.

Testy ods³uchowe z subiektywn¹ ocen¹ ja-

koœci dŸwiêku, wykonane po dwudniowym

wygrzewaniu odtwarzacza, wykaza³y

znaczn¹ poprawê brzmienia. Przy orygi-

nalnych uk³adach wyjœciowych dŸwiêk by³

ogólnie bior¹c mêcz¹cy, ze œciemnion¹

œrednic¹, nieco zapiaszczon¹ metalicznie

gór¹ i nieciekawym basem. Po wprowa-

dzeniu modyfikacji dŸwiêk sta³ siê detalicz-

ny, rozjaœniony, soczysty i pojawi³o siê du-

¿o ”powietrza”. Odtwarzacz okaza³ siê bez-

litosny dla kiepsko nagranych p³yt, ale p³y-

ty dobre (m.in. wszystkie przes³uchiwane

p³yty firmy Telarc) zajaœnia³y pe³nym bla-

skiem. Jennifer Warnes na trochê przeba-

sowanej p³ycie The Hunter zaœpiewa³a

przepiêknie. Poprawa sceny muzycznej

by³a wybitna, a lokalizacja muzyków znako-

mita. Autor ma kolumny g³oœnikowe usta-

wione w oko³o 1/3 d³ugoœci œcian bocznych,

w odleg³oœci ok. 0,5 m od nich (zalecenie

1/3 lub 1/5 jest równie¿ podawane w audio-

filskiej biblii Roberta Harleya ”The Com-

plete Guide to High-End Audio”, równie¿ do-

stêpnej w ksiêgarni Amazon). DŸwiêk jest

oczywiœcie ca³kowicie oderwany od g³o-

œników (wydaj¹ siê one ”nieme”), natomiast

orkiestra jest ”widziana” w obrêbie œciany

przedniej.

Aby zoptymalizowaæ ustawienie kolumn

g³oœnikowych, warto trochê poeksperymen-

towaæ. Ucho ludzkie wykazuje du¿¹ wra¿-

liwoœæ w sensie lokalizacji na g³os ludzki

(mowê). Po wczeœniejszym wyborze miej-

sca ods³uchu i ustawieniu np. z tunera lub

magnetofonu g³osu spikera (nie œpiewu)

w trybie monofonicznym nale¿y stopnio-

wo i po kolei zmieniaæ nieco odleg³oœæ ko-

lumn od œciany przedniej oraz ich k¹t obro-

tu (³¹cznie cztery zmienne), tak aby uzyskaæ

precyzyjn¹ lokalizacjê s³uchow¹ spikera

dok³adnie w jednym punkcie œciany prze-

dniej (na wprost s³uchacza). Czasem nie-

wielka zmiana k¹ta obrotu jednej kolumny

mo¿e daæ zaskakuj¹ce efekty. Nastêpnie

w³¹czamy tryb stereofoniczny i ze zdumie-

niem spostrzegamy, ¿e scena dŸwiêkowa

jest nieporównywalnie lepsza.

Opisana powy¿ej modyfikacja odtwarza-

cza CD nie jest jedyn¹, która daje poprawê

brzmienia, oczywiœcie istniej¹ równie¿ inne

rozwi¹zania. Jednym z nich jest eleganc-

ki projekt Juhy Tolonena, szczegó³owo opi-

sany w jego witrynie www.megabaud.fi/~jto-

lonen. Wiele opinii i porad mo¿na te¿ zna-

leŸæ na liœcie dyskusyjnej w witrynie

www.audioasylum.com/audio/tweaks. Na

przyk³ad po wpisaniu w okienku Text to

find: RCD-971 i klikniêciu Go! uzyskuje

siê dostêp do wielu anglojêzycznych wypo-

wiedzi dotycz¹cych tego odtwarzacza.

Mo¿na jeszcze wspomnieæ o znanej mody-

fikacji generatora zegarowego, propono-

wanej przez firmê LC Audio i maj¹cej na ce-

lu zmniejszenie rozmycia czasowego (ti-

me jitter) okresu zegara. Autor wykona³ po-

miary tego parametru zarówno dla oryginal-

nego generatora kwarcowego w odtwarza-

czu RCD-971, jak równie¿ dla dwóch pro-

fesjonalnie wykonanych generatorów fir-

my LC Audio o czêstotliwoœci 16,9344 MHz.

Pomiary wykonano za pomoc¹ oscylosko-

pu próbkuj¹cego w czasie rzeczywistym

LeCroy WavePro 950 (1 GHz, 16 GS/s),

z dedykowanym oprogramowaniem do ta-

kich pomiarów. W rezultacie uzyskano war-

toœci estymatorów odchylenia standardowe-

go dla okresów roz³¹cznych i dla okresów

s¹siednich (cycle-to-cycle). W dwu mierzo-

nych generatorach LC Audio uzyskano od-

powiednio 17 ps (ctc 28 ps) i 19 ps (ctc 32

ps), a w uk³adzie oryginalnym wartoœci ok.

20% wiêksze. Poprawa jakoœci dŸwiêku

po wymianie generatora by³a niewielka,

choæ wyniku jednej próby nie mo¿na uogól-

niaæ.

n

Józef Kalisz

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2002

Rys. 2. Zmodyfikowany uk³ad wyjœciowy z filtrem Bessela trzeciego rzêdu

o sta³ym opóŸnieniu 8

µµ

s (jeden kana³)

,43 k)