Konstrukce předzesilovače IP-03

s eliminací vlivu propojovacích kabelů

Filosofie

Problémy s propojováním audiokomponentů jsou všeobecně známy. Vliv kabelů na zvukovou kvalitu rovněž. Jsou známy způsoby, jak omezit ovlivňování výstupů audiokomponentů, za všechny jmenujme alespoň jeden: SoundRefiner Pavla Dudka.

Na trhu je mnoho různých předzesilovačů, v různých cenových a kvalitativních kategoriích, honosí se parametry, recenzenti se předhánějí v hodnocení zvukových kvalit. Na konci jejich recenze je většinou v seznamu použitých komponentů uveden velmi kvalitní signálový kabel, nebo Sound Refiner. Je to proto, že sebelepší předzesilovač je zapojen až za propojovacím signálovým kabelem, tedy zesiluje jen to, co je už ovlivněno interakcí mezi zdrojem signálu a parametry propojovacího kabelu. Zvláště u levnějších komponentů je toto ovlivnění značné.

Naskýtá se řešení: nejlepší kabel, žádný kabel, proč ne...

Návrh řešení

Domnívám se, že je potřeba situaci řešit komplexně, tedy včetně rušení, přepínání vstupů a jejich ovlivňování, regulace hlasitosti a další. Ve stručnosti je možné aspekty mého řešení shrnout do těchto bodů:

1. Zdroj umístit zvlášť, tím se může kromě menšího potencionálního rušení významně snížit velikost předzesilovače, zvláště jeho výška. Řesení používají i špičkové firmy např. Bryston.
2. K přepínání vstupů použít relé, jejich cena je příznívá a připravíme si půdu pro další rozšiřování vlastností, např. dálkové ovládání.
3. Pro vstupní a výstupní konektory na vlastním předzesilovači nepoužít konektory CINCH, jejich kvalita je iluzorní, lépe použít různé typy Cannon konektorů. Jak uvidíme v dalším, vícepólové konektory budou s výhodou.
4. Ač zdroj bude zvlášť, je možné jeho zapínání provádět přímo z předzesilovače dálkově, nabízí se řešení např. pomocí triaku.
5. Vstupní kabel, tedy kabel mezi zdroj signálu a předzesilovač je v blízkosti konektoru, který se zasouvá do zdroje signálu osazen vstupním bufferem se ziskem 2, tedy 6dB, jeho vstupní odpor a kapacita budou takové, aby výstup zdroje signálu pracoval prakticky naprázdno, tím je vyloučen vliv vlastností kabelu na zvuk připojeného komponentu. Technické řešení je různé, jedna z možností je implmentovat buffer přímo do konektoru. Výstup bufferu bude mít vysokou impedanci a bude pracovat do nulové impedance následujícího stupně, jedná se o proudový přenos, který má spoustu výhod. Používá ho např. firma Krell
6. Tím je pro každý zdroj signálu použit jeden vstupní buffer, jeho vlastnosti tak můžeme přizpůsobit danému použití. Tyto "aktivní kabely" (aktivní, mají zisk +6db) jsou tedy nedílnou součástí předzesilovač IP-03
7. Přepínání vstupů bude provedeno v místě nulové impedance vstupního zesilovače, tím je zamezeno přeslechům mezi jednotlivými vstupy. Další zlepšení přinese zkratování ostatních vstupů na kostru.
8. Regulace hlasitosti: Prozatím bude použit kvalitní potenciometr ALPS, s tím, že je možné přejít na jiný způsob - řadič, elektronické řízení zisku apod.
9. Výstupní kabely: I zde lze omezit jejich vliv na kvalitu zvuku, pokud budou výstupní obvody mít malou impedanci a budou odolné proti kapacitní zátěži. Standardní řešení je posílit výstup proudovým bufferem.
10. Bude použita modulová koncepce, tím je možné použít různě řešené jednotlivé dílčí celky.

Principiální schema

OZ1 je vstupní buffer, umístěný v těsné blízkosti konektoru, který je připojen do zdroje signálu. Vstupní impedance je dána pararelní kombinací odporu 1Meg a vstupní kapacity použitého OZ, která je několik málo pikofaradů, tedy toto řešení téměř nezatěžuje zdroj signálu. Zesílení bufferu je dáno odpory R8 a R12 a je 2, tedy +6dB. Výstupní impedance je upravena na hodnotu 1500 Ohm odporem R4.
Přípojná místa označená jako PreOut1, PreOut2.....atd. jsou vlastně konektory na vlastním předzesilovači, jsou použity Cannon konektory, známé ze studiové techniky, v tomto případě 5-ti pólové. Tento kabel je taktéž pětipólový, 3 vodiče jsou použity pro napájení, 2 vodiče jsou použity pro signál, tedy napájecí a signálová zem jsou odděleny - toto není detailně zakresleno.
U1, U2,....atd. jsou relé. které přepínají vstupní signály, ostatní signály(vstupy předzesilovače) jsou zkratovány na kostru.
OZ2 je jen převodník I/U, na jeho výstupu je připojen přes oddělovací odpor ALPS pro regulaci hlasitosti.
Závěrečný OZ3 spolu s výstupním bufferem mají zesílení 4,9, respektive 3,9, pokud použijeme "zatížený" kabel, tedy koax 50Ohm se zatěžovacím odporem 50 Ohm na jeho konci. Protože vstupní buffer má zesílení 2, je celkové zesílení asi 10, respektive 5.

Tolik k použité koncepci a principiálnímu schematu.

Testovací zapojení

Rozhodl jsem se na jednoduchém obvodu otestovat, jak pracuje proudový přenos v praxi. A proto vzniklo toto jednoduché zapojení:

Popis zapojení

Základem je neovlivnit funkci výstupních obvodů ve zdroji signálu, např. CD přehrávači. To bývá většinou operační zesilovač, se silnou zápornou zpětnou vazbou, tedy obvod citlivý na kapacitní zátěž.

R2 je oddělovací odpor, umístěný přímo v konektoru, zapojený do zdroje signálu, netřeba se obávat jeho velikosti, propojovací kabel ne druhé straně pracuje do virtuální země, tedy do nulového odporu. Nemůže tedy dojít k omezení vysokých kmitočtů. R3 je jen oddělovací odpor, R1 spolu s R2 určují velikost napěťového zesílení celého obvodu, v našem případě 1x, tedy 0dB. C1 kompenzuje kapacitu propojovacího kabelu, R4 je opět oddělovací odpor.

Výstup obvodu je připojen co nejkratší cestou do vstupního konektoru zesilovače. Celek je vestavěn do malé krabičky, zdroj je umístěn zvlášť, předpokládá se jeho další využití.

Poslechový test

Cílem testu bylo zjistit, jaký je zvukový rozdíl mezi propojením CD přehrávače a zesilovače Sound Refinérem a tímto obvodem, který realizuje proudový přenos signálu.

Porovnání "normální kabel" / "proudový přenos"
Pokud jsme porovnávali normální kabel / toto zapojení, rozdíly byl na první pohled patrné, dojem byl stejný, jako kdyby byl zapojen SR. Tedy: větší objem a přesnější basy, lepší čistota vyšších kmitočtů.

Porovnání Sound Refiner / "proudový přenos"
Rozhodli jsem se porovnat SR / proudový přenos: Po dvou hodinách přehazování kabelů a poslechu různých snímků jsme došli k závěru, že rozdíly sice jsou, ale nelze je zodpovědně definovat. Zdá se, že SR má trochu větší prostor v nižších kmitočtech, proudový přenos se zase více projeví tam, kde dochází s obyčejným kabelem k nárůstu zkreslení. Např. ve snímku B.Smetana, Má vlast, Tábor, tam kde dochází k nástupu žesťů, se zdá být zvuk s proudovým přenosem o něco čistší.

Závěr poslechového testu

Je jasné, že při detailním srovnávacím poslechu na citlivé aparatuře vyniknou různé drobné změny jak v zapojení, tak při výměně kabelů a dalších "drobných maličkostech".

Ještě seznam komponentů, použitých při testování:

1. DVD/CD přehrávač Yamaha DVD-S520
2. Zesilovač vlastní koncepce a konstrukce dvojčiná třída A bez celkové zpětné vazby
3. Reproduktorové soustavy d'Appollito, vlastní konstrukce

Poslechový test 2

Provedl jsem ještě druhý poslechový test, na daleko lepší aparatuře:
Sony XB930 - DPA111SE - Bryston 4B-ST - Cabasse Jonque 302
na které lépe vynikly rozdíly mezi originálním sound Refinerem a mým proudovým přenosem. Lze říci, že rozdíly byly asi stejne, jako je rozdil mezi originalnim a zkopirovanym CD a to jen ve vyssich kmitoctech, barva a objem basove slozky zustala stejna. Dovoluji si upozornit, že SR a můj testovací obvod neobsahovaly stejné OZ, v mém je prozatím použit OPA134, v SR byl AD..., takže rozdíly mohly být dány právě touto skutečností.

Závěrem si dovoluji podotknout, že vzhledem k složitosti problematiky se neodvažuji tímto vynášet nějaké obecné závěry a doporučení.

...to be continued