Что такое riaa корректор

Расчёт цепи частотной коррекции стандарта RIAA

Частотная характеристика кривой стандарта RIAA. Онлайн калькулятор для расчёта
частотозадающих цепей фонокорректора проигрывателей винила.

Частотная коррекция RIAA является общепринятым стандартом как на студиях записи виниловых дисков, так и при разработке устройств для их воспроизведения.
Причём любая попытка видоизменить стандартную кривую RIAA каждый раз встречала ожесточённое сопротивление, в результате чего на сегодняшний день, именно первоначальный стандарт кривой RIAA используется большинством звукозаписывающих компаний, а соответственно, и подавляющим большинством производителей музыкальной аппаратуры.

Рис.1 АЧХ фонокорректора стандарта RIAA, нормализованная к 0 дБ на частоте 1 кГц

При записи оригинала фонограммы на виниловый диск сигнал обрабатывается цепью предыскажений с постоянными времени 3180, 318 и 75 мкс, что соответствует частотам перегиба АЧХ 50, 500 и 2122 Гц. В результате амплитудно-частотная характеристика записи приобретает форму, которую можно представить в виде таблицы из ряда контрольных точек с зависимостью коэффициентов передачи (относительно уровня 1 кГц) от частоты:

При воспроизведении же пластинки электромагнитным звукоснимателем исходный спектр сигнала необходимо восстановить при помощи корректирующей цепи с теми же постоянными времени, но обратной характеристикой АЧХ. Пример такой характеристики АЧХ приведён на Рис.1.

Частотная коррекция по стандарту RIAA может быть реализована как активными, так и пассивными фильтрами. Однако в высококачественной аппаратуре использование активных схем является нежелательным, причём это касается не только фонокорректоров, но и таких элементов, как регуляторы тембра.

Одной из классических схем, предназначенных для пассивной коррекции RIAA, является схема, приведённая на Рис.2.
Соотношения для расчёта номиналов цепей коррекции выглядят следующим образом:
R1*C1 =2187мкс;
R1*C2 = 750 мкс;
R2*C1 = 318 мкс;
R2*C2 = 109,05 мкс;
C1 /C2 = 2,916; R1 /R2 = 6,877.

Необходимо учитывать, что величина резистора R1 должна включать в себя выходной импеданс Rout предшествующего каскада, а величина ёмкости конденсатора С2 – включать входную ёмкость Сin последующего каскада.

Рис.2 Схема пассивной коррекции RIAA

Входное сопротивление последующего каскада Rin также будет оказывать некоторое влияние на суммарную АЧХ корректора.
Поэтому в формулы вместо R1 необходимо подставлять: R1′ = ( Rout + R1)* Rin /( R1 + Rout + Rin),
а из посчитанной ёмкости С2 следует вычесть значение Сin.
Рассчитаем номиналы цепей коррекции, исходя из заданной величины резистора R1, а также Rin, Сin, Rout подключённых к корректору входных/выходных каскадов:

ОНЛАЙН КАЛЬКУЛЯТОР ЦЕПИ RIAA ДЛЯ ФОНОКОРРЕКТОРА

Номиналы элементов следует подобрать с точностью 1% от расчётных посредством параллельного/последовательного их соединения.
Следует отметить, что стремление к идеальной точности по отношению стандартной кривой RIAA не имеет большого смысла, так как многое зависит от применяемого звукоснимателя, тонарма, да и диски записываются с большим количеством вариаций используемых коррекций. Гораздо важнее правильно сбалансировать каналы, т. е. выдержать идентичность АЧХ левого и правого каналов.

А на странице – ссылка на страницу можно познакомиться со схемой транзисторного фонокорректора для высококлассной звуковой аппаратуры.

Источник

Предварительный усилитель-корректор для винила со стандартной характеристикой RIAA

На работе в театре мне срочно потребовалось с проигрывателя виниловых долгоиграющих грампластинок подать сигнал на линейный вход звуковой платы компьютера, для чего понадобился соответствующий усилитель-корректор.

Был взят обломок платы неопознанной модели «AKAI», на котором имелся неповреждённый участок с подобным корректором (далее УК), собранным на микросхеме типа С4558. Когда для проверки работы УК было подано питание, а к гнёздам были подключены проигрыватель и контрольный усилитель, то УК заработал с заметным шумом и нелинейными искажениями.

По моему мнению, причиной шума и искажений являлись электролитические конденсаторы на входе устройства и в цепи обратной связи. Когда они были замкнуты перемычками, то шум и искажения исчезли, но УК стал чувствителен к разного рода внешним помехам.

Содержание / Contents

Почти все используемые детали были с «исходного материала», кроме электролитов. Они приобретались специально. В питании они такие «емкие» (6800uF), чтобы обойтись без лишнего стабилизатора напряжения. К тому же, я считаю, что все лишние «добавки» в цепях питания вносят свои, иногда не самые желаемые коррективы (например, тепловой шум).

↑ Схема

Из схемы оригинала были исключены электролитические конденсаторы на входе и в цепях ООС (ранее они включались последовательно с резисторами R3, R4, R5 и R6). На выходе устройства были включены аналоги неполярных электролитических конденсаторов с подачей напряжения смещения (С5, С7, R13 и С6, С8, R14).

Была изменена схема включения земляной шины, которая теперь собой представляет две «звезды», разделённые резистором R19. по такой же «звёздной» схеме организовано и питание в обоих полюсах, что обеспечило высокую устойчивость к внешним помехам.

↑ Список деталей

↑ Сборка и настройка

Всё устройство было собрано на макетной плате и помещено в жестяной корпус, который затем был затиснут в два одинаковых пластиковых короба, на одном из них была укреплена колодка с гнездами типа «RCA».

Трансформатор питания — любой маломощный с напряжением на вторичной обмотке порядка 18-25 Вольт (и желательно с разделительной экранной обмоткой) был помещён в корпус блока питания — «вилки» вместе с выпрямительным мостом, коим может быть, например, КЦ405А.

Блок питания подключается через трех проводный кабель (это может быть баллансный микрофонный кабель) с помощью подходящего трехконтактного разъема, коим может быть XLR или «DIN», аналог советского «СГ-3».

Вся конструкция получилась неказистой — нужно было срочно, в течении дня решить проблему. Однако уже почти восемь лет она благополучно работает. Кто будет повторять, может приложиь руку и к внешнему виду, желаю успехов.
Лабораторные измерения параметров устройства не производились.

P.S.
Я не стал разбирать всю конструкцию, чтобы отснять плату с деталями, т. к. она «на ходу». Каждый день мой отец слушает свои любимые «винилы».
В разработке «печатки» стоит исходить из габаритов деталей, которые могут отличаться от примененных мною.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Источник

Винил коррекция по стандарту RIAA

Стандарт RIAA был утвержден еще в 1955 году. До этого времени фирмы изготовители пластинок делали записи по самым различным, зачастую собственным стандартам на характеристики. Такое положение требовало предусматривать в усилителе несколько видов коррекции грамзаписей или же использовать регуляторы тембра.

По мере распространения грампластинок, как основных носителей звука, такой подход становился все более и более некорректным. Количество фирм записи росло, а с ними росло и количество стандартов.

По этим причинам Международной электротехнической комиссией (МЭК) с 1958 г. была принята коррекция по стандарту RIAA (Recording Industries Association of America), которая вошла в стандарты большинства стран, например ГОСТ 7893-72, DIN 45 541.

Запись на пластинки осуществляется головкой-резцом. Скорость движения резца около точки равновесия (СЧ область) прямо пропорциональна значению подаваемого на него сигнала. Следовательно, при постоянном по амплитуде сигнале скорость также остается постоянной. А амплитуда резца и, соответственно, ширина канавки будут обратно пропорциональны частоте сигнала. Говоря проще, на высоких частотах ширина канавки буде уменьшаться и соотношение сигнал/шум ухудшится. На низких частотах ширина канавки увеличивается, что требует увеличения расстояния между канавками и приводит к повышению уровня искажений. Из всего этого и следует необходимость уменьшения амплитуды на НЧ и ее увеличение на ВЧ. Применение RIAA коррекции в конечном счете приводит к улучшению соотношения сигнал/шум, выравниванию и уменьшению ширины дорожек на пластинке и, соответственно, к большей продолжительности звучания одной пластинки.

Характеристика записи, утвержденная стандартом RIAA пригодна как для моно-, так и для стерео- записи.

Стандарт RIAA определяет три зоны

Такая характеристика получается с помощью трех постоянных времени τ

Эти три точки определяют зигзагообразность кривой записи, а три постоянные времени используются при расчетах величин элементов корректирующих фильтров.

Кристаллические звукосниматели, которые использовались ранее имели обратную характеристику и не требовали корректировки т.к. частотная компенсация получалась автоматически. Однако такие звукосниматели не отвечают высоким звуковым требованиям и были полностью вытеснены магнитными звукоснимателями. Магнитные звукосниматели, в свою очередь имеют линейную частотную характеристику. Что вызывает необходимость использования RIAA — корректора сигнала звукоснимателя.

Источник

Фонокорректор RIAA

Введение

Кривая RIAA является общепринятым стандартом для виниловых дисков. Он используется в течение длительного времени с 1954 года. К 1956 году новый стандарт, за которым закрепилось название «кривой RIAA», вытеснил конкурирующие форматы и захватил рынки США и Западной Европы. В 1959 году кривая RIAA была одобрена, а в 1964 году стандартизована Международной электротехнической комиссией. В 1976 году МЭК видоизменила стандартную кривую воспроизведения RIAA в области низких частот; нововведение встретило ожесточённую критику и не было принято промышленностью. В XXI веке подавляющее большинство производителей предусилителей-корректоров следует первоначальному стандарту кривой RIAA без изменений, введённых МЭК в 1976 году.

Частотная коррекция по стандарту RIAA может быть реализована как активными, так и пассивными фильтрами, и комбинациями фильтров двух типов. Многие используют корректоры, построенные полностью на пассивных фильтрах, в убеждении, что они звучат «лучше», но схема, показанная здесь, реализована комбинацией фильтров двух типов. Эта концепция была разработана мною задолго до появления Интернета, а показанная схема (с несколькими небольшими изменениями) была впервые опубликована на веб-сайте ESP в 1999 году.

Теоретическая и фактическая кривая RIAA

На приведенном выше графике показана теоретическая и фактическая АЧХ RIAA, нормализованная к 0 дБ на частоте 1 кГц. Большинство фонокрорректоров RIAA имеют дополнительный (и нежелательный) ноль на некоторой частоте выше 20 кГц. Этот дополнительный ноль отсутствует в описываемой конструкции, потому что в схеме используется пассивный фильтр нижних частот, который продлевает кривую АЧХ выше 20 кГц, при этом конечный предел значительно превышает 10 МГц (в зависимости от собственной индуктивности конденсатора).

Термины «полюс» и «нуль» нуждаются в некотором (в данном случае упрощенном) объяснении. Один полюс заставляет сигнал снижаться со скоростью 6 дБ / октава (20 дБ / декада), а один нуль вызывает рост с той же скоростью. Если после полюса вводится ноль (как показано выше), то эффект заключается в том, чтобы перевести АЧХ в горизонтальную форму. Горизонтальная АЧХ наблюдается на частотах от 500 Гц до 2100 Гц. Следующий полюс (2,100 Гц) заставит сигнал снова снижаться. «Неопределенный» ноль выше 20 кГц вызван тем, что многие предусилители не могут уменьшить свой коэффициент усиления ниже некоторого фиксированного значения, определенного схемой. Однако, не все корректоры обладают этой проблемой, нет ее и в приведенной схеме.

Следует отметить, что стремление к «идеальной» точности бессмысленно, так как многое зависит от иглы, тонарма и (конечно) записи. Когда вы покупаете винил, никто не скажет вам, какой эквалайзер был применен во время мастеринга, кроме того, АЧХ ухудшается после многократного воспроизведения. Поэтому, в конечном счете, вы должны позволить своим ушам стать последним судьей в том, что предпочтительно именно вам.

Схема фонокорректора

Представленный фонокорректор соответствует кривой RIAA, он очень «тихий» и обеспечивает гораздо лучшую звуковую эффективность, чем подавляющее большинство тех устройств, что приводятся в различных журналах. Как и в остальных каскадах предусилителя, в схеме фонокорректора используется ОУ NE5532. Он обладает низким уровнем шума, высокой скоростью и приемлемой ценой. Он идеально подходит для такого рода применения. Другим отличным ОУ является OPA2134.

Рис. 1. Схема фонокорректора

5 мВ на любой частоте вплоть до 10 Гц, и эти конденсаторы не играют никакой роли в построении кривой RIAA. Не бойтесь увеличить значение, если хотите (100 мкФ не является проблемой).

Общепринятое выравнивание кривой при 50 Гц не была полностью реализовано, так как большинство слушателей считают, что бас звучит гораздо более естественно без этого. В связи с этим можно сказать, что точности не хватает, но я до сих пор использую эту неточность и не выявил никаких проблем с низкочастотным шумом.

Характеристики кривой RIAA

Если резистор 100 кОм увеличить до 220 кОм общее усиление будет чуть больше, чем в два раза, на 38 дБ. Входной сигнал на 2-й ступени в 17 мВ (5 мВ с выхода звукоснимателя) дает нормальный выход на 1 кГц (до пассивного фильтра) от 1,12 В RMS. Теоретический выход на частоте 20 кГц превышает 9,75 В RMS, но это никогда не происходит, потому что на частоте 20 кГц все записи будут на 15-20 дБ ниже уровня на частоте 1 кГц (см. АЧХ на рис. 2).

Одним из факторов, который часто упускается из виду в фонокорректорах, является емкостная нагрузка на выходе операционного усилителя на высоких частотах. Это устранено в данной конструкции, а так как NE5532 и OPA2134 могут с легкостью управлять нагрузкой в 600 Ом, то резистор 820/750 Ом изолирует выходной каскад от любой емкостной нагрузки. Первый каскад имеет 10 кОм в сочетании с конденсатором, поэтому емкостная нагрузка не является проблемой.

Каждый ОУ должен быть зашунтирован электролитическими конденсаторами 10 мкФ х 25 В от каждого плеча питания на землю и конденсаторами емкостью 100 нФ между выводами питания.

Заметим, что при использовании звукоснимателя с подвижной катушкой, должен быть использован повышающий трансформатор или предварительный усилитель со сверхнизким уровнем шума. Эта схема предназначена для использования со стандартным подвижным магнитом.

Фото завершенного узла

Зависимость уровня сигнала от частоты

Существует очень мало информации в сети и других местах, чтобы дать любому человеку представление о том, на каком уровне они должны ожидать звук на любой частоте. Изображение на рис. 2 было захвачено с использованием «Visual Analyzer» – одной из многих доступных компьютерных программ на основе быстрого преобразования Фурье. Сигнал был взят из FM-тюнера – вы можете увидеть резкий спад частотной характеристики выше 15 кГц и пилот-тон на частоте 19 кГц, используемый для декодирования 38 кГц FM-поднесущей. Захват был снят с австралийской «альтернативной» радиостанции, так что включает в себя несколько различных жанров музыки, а также речь.

Рис. 2. Типичная АЧХ

Захват был настроен для удержания максимального уровня, обнаруженного за время выборки (более 2-х часов), так что представляет собой самый высокий уровень, записанный по все полосе частот. Коррекция не использовалась на принятом сигнале, захватывался непосредственно эфирный сигнал. Хотя все выше 15 кГц удаляется, общая тенденция отчетливо видна. В то время, как всегда будут отклонения и исключения с различными музыкальными стилями, общая тенденция действует в широком диапазоне музыкальных стилей.

При использовании рекомендуемых значений компонентов для эквалайзера RIAA максимально возможный уровень сигнала на выходе второй ступени составляет около 1 В RMS – довольно хорошо в пределах возможностей предложенных операционных усилителей. Даже если максимальный уровень будет 50 мВ (тот же результат на 20 кГц как и на 1 кГц), второй каскад по-прежнему будет ниже уровня перегрузки.

Дальнейшее повышение коэффициента усиления не рекомендуется, если вы не понимаете вероятный результат.

Общая АЧХ

Если схема корректора соответствует обратной кривой RIAA, то общая АЧХ должна быть ровной. Уже отмечалось, что представленный корректор имеет небольшое усиление в низкочастотной области, что можно увидеть на следующем графике.

Рис.3. АЧХ фонокорректора без фильтра ИНЧ и с использованием фильтра ИНЧ

Конечным результатом является усиление 1 дБ на частоте 40 Гц, при этом АЧХ падает на 36 дБ / октава ниже 20 Гц.

Источник

RIAA корректор

Описание

Чтобы слушать старые виниловые пластинки с полноценным звучанием, вам понадобится схема, называемая RIAA корректор. Эту можно найти в старых усилителях, но в современную домашнюю аппаратуру ее уже давно не встраивают. Если вы захотите заархивировать ваши виниловые записи на ПК, вам также будет необходим RIAA корректор. Было бы хорошо, если бы корректор имел встроенный усилитель мощности для небольших динамиков или наушников. В описываемом здесь устройстве такой усилитель есть. Оно состоит из двух частей: корректора и усилителя.

Корректор выполнен на сверхмалошумящей микросхеме NE5532. В схеме корректора используются металло-пленочные резисторы с допуском 1%, мощностью 0.6 Вт, конденсаторы должны быть с допуском 5% или лучше, с рабочим напряжением 63…100 В. Корректор имеет прямой выход на внешний усилителя или ПК.

Усилитель выполнен на микросхеме LM1877. Он обеспечивает выходную мощность 2 Вт на канал с очень низкими искажениями. Потенциометр P1 служит для регулировки выходной мощности усилителя.

Вся схема питается от внешнего источника постоянного напряжения 12…16 В. Схему, фотографии устройства и печатную плату можно скачать по соответствующим ссылкам.

Схема

Перечень компонентов

Компонент

Количество

2 × 50 кОм
логарифмический

RCA разъем для монтажа на п/п, одинарный, красный (правый канал)

RCA разъем для монтажа на п/п, одинарный, белый (левый канал)

Разъем питания для монтажа на п/п 5×2.5 мм

Разъем для наушников для монтажа на п/п

Внешний источник питания 12 В/не менее 5 Вт

Печатная плата

Загрузить рисунок печатной платы в PDF или в формате Protel

Кривая RIAA

При записи виниловых дисков уровень низких частот уменьшают, а высоких – поднимают. Это связано с тем, что для одного и того же уровня звука низкие частоты требуют более широкой гравировки, что создает следующие сложности:

На противоположном, конце звукового спектра, вследствие механического контакта иглы с дорожкой записи, возникают высокочастотные шумы. Увеличивая уровень высоких частот при записи, мы получаем лучшее соотношение сигнал/шум.

До кривой RIAA существовало несколько других кривых воспроизведения, но RIAA полностью вытеснила их в течении 60-х годов 20 века.
Ниже представлена формула для получения оригинальной кривой RIAA:

N – уровень в дБ
f – частота
t₁ – высокочастотная временная константа, 75 мкс
t₂ – среднечастотная временная константа, 318 мкс
t₃ – низкочастотная временная константа, 3180 мкс

В 1976 году IEC представила модификацию этой кривой, введя новую временную константу, влияющую только на нижнюю часть низкочастотного диапазона. Эта кривая получила название RIAA/IEC. Этот тип коррекции так и не получил широкого признания, первоначальная кривая RIAA все же стала наиболее распространенной.

Для информации здесь представлена формула:

t₄ – введенная IEC временная константа, 7950 мкс

Источник