leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Трiбо

Продолжая работу над модернизацией проигрывателя, занялся электрической проводкой от головки звукоснимателя до усилителя-корректора и выходных клемм. Поскольку уровень сигнала на выходе головки довольно мал (считается, что стандартный уровень составляет 5 мВ), очень важными являются вопросы правильного подключения земель и экранирования. Усилитель-корректор я планирую сделать встроенный (чтобы не валялось по квартире лишних коробок), но на всякий случай предусматриваю его отключение (обход). Делаться это будет не заглушкой во внешнем разъеме, как было в Арктур-006, а перестановкой разъемов на плате встроенного корректора. В результате начертил две схемы сигнальных цепей: с использованием встроенного корректора, и без.





Ортодоксальные винильщики выступают против встроенного корректора. Основной аргумент – невозможность его замены. Но если корректор самодельный, то его вполне можно заменить даже внутри проигрывателя, так как нет проблем сделать новый корректор совместимым по размерам платы. Бесспорным плюсом встроенного корректора является малая (и постоянная) длина провода от головки до входа, что позволяет контролировать емкость нагрузки, а также способствует уменьшению уровня наводок.

Когда проигрыватель не имеет встроенного корректора, провода с головки обычно приходят на выходные разъемы RCA, причем земляные провода каналов больше ни с чем не соединяются. Заземление трубки тонарма и заземление шасси проигрывателя подключается к отдельной клемме земли на задней панели проигрывателя.

Если проигрыватель имеет встроенный корректор, то отдельной клеммы земли у него нет, так как сигнал на выходе намного выше и можно не так ответственно относиться к вопросам разводки земли. Тогда заземление трубки тонарма и заземление шасси проигрывателя подключается просто к земле выходных разъемов.

Путь сигнала начинается с головки звукоснимателя. У нее есть свой экран, но специального вывода для этого экрана не предусмотрено. Конкретно у AT-95E внутри экран подключен к земле правого канала. Это одна из причин, почему при подключении нельзя путать сигнальный и земляной выводы головки. Дальше провода идут внутри трубок тонарма. К этим проводам предъявляется ряд специфических требований:

1. Высокая гибкость. Провода не должны оказывать высокого сопротивления движению тонарма. Полная сила сопротивления движению тонарма складывается из силы трения в подшипниках и силы упругости проводов (и сил их взаимного трения). Полная сила сопротивления не должна превышать примерно 1% от прижимной силы звукоснимателя. Дальнейшее уменьшение силы сопротивления особых улучшений не даст. Поэтому искать какой-то сверхгибкий провод для тонарма смысла нет. Достаточно взять любой тонкий многожильный провод.

2. Малая масса. Провода не должны приводить к заметному увеличению эффективной массы тонарма. Это выполняется легко, алюминиевая трубка тонарма имеет массу порядка 10 – 15 грамм, любые тонкие провода будут весить намного меньше.

3. Паразитная емкость проводов суммируется с входной емкостью усилителя-корректора. Но это обычно не вызывает проблем, так как провода тонарма составляют всего 5 – 10% номинальной емкости нагрузки головки. Эту емкость просто надо учесть.

4. Омическое сопротивление и паразитная индуктивность при работе с MC-головками не вносит сколько-нибудь заметного влияния. С MM-головками с низким выходом это влияние может стать более заметным (увеличение шумов, искажение АЧХ), но тут такие головки я не рассматриваю из-за их высокой цены.

В результате для тонарма подойдет любой достаточно тонкий провод. Хотя, конечно, встречается такой провод не так часто. Можно, например, взять провод из шнура гарнитуры телефона. Наверное, было бы перспективным применить внутри тонарма тонкий печатный шлейф (как делают при подключении головок дисководов и т.д.), но найти его отрезок нужной длины довольно проблематично. Поэтому я ничего не менял. В тонарме G-2021 применен тонкий многожильный провод диаметром около 0.55 мм (по изоляции), его гибкости вполне достаточно.

Провода я не свивал, чтобы не добавлять жесткости. Измеренная относительно земли емкость каждого сигнального провода составляет 15 пФ, проводов левого и правого каналов относительно друг друга – 8 пФ. Как показывает моделирование с реальными параметрами головки, такая емкость приводит к уменьшению переходного затухания на частоте 1 кГц до 78 дБ, на частоте 10 кГц – до 38 дБ, на частоте 20 кГц – до 27 дБ. Это в любом случае значительно лучше переходного затухания самой головки.





Подшипники тонарма в G-2021 используют полимерные вставки, поэтому подвижные части тонарма не имеют электрического контакта между собой. Для заземления трубок тонарма используется дополнительный провод. Этот провод соединяет горизонтальную и вертикальную трубки тонарма, а затем выходит из тонарма наружу. На выходе из тонарма провода почти неподвижны при его повороте. Они закручиваются в основном внутри вертикальной трубки. Поэтому на открытую часть проводов можно надеть экран. Даже если он относительно жесткий, на подвижность тонарма это не повлияет. Экран закреплен только с одной стороны, а форму держит за счет своей жесткости. Для проверки не помешает измерить силу сопротивления тонарма при вращении в горизонтальной плоскости. Я для этого изготовил пружинный динамометр с ценой деления 10 миллиграмм-силы, который отградуировал с помощью разновесов.



С тонких проводов, проложенных внутри тонарма, нужно перейти на более толстые экранированные провода, с которыми было бы удобно работать. Специально для этого перехода изготовил электрический шкаф. Подошла бы любая экранированная коробочка. Можно было ее согнуть из жести, но намного интересней фрезернуть ее из цельного куска алюминия.





Внутрь электрического шкафа установил винтажную контактную гребенку. На ней провода тонарма будут переходить на витую пару МГТФ в экране, сверху изолированную термоусадкой. Провод питания светодиода подсветки заблокирован на землю конденсатором внутри коробки. Дальше две витых пары для каждого из каналов приходят на усилитель-корректор.





Тут начинается самое интересное. Описание процесса модернизации проигрывателя я выкладываю на аудиофильский форум vegalab.ru. Услышав про МГТФ, там сразу мне заявили, что этот провод не годится для звука. Вообще, у аудиофилов есть какой-то нездоровый интерес к проводам. Они готовы выкладывать за них баснословные деньги, а иногда доходит и до полного маразма. Как пишет The Wall Street Journal, японец Takeo Morita установил свой личный столб с трансформатором, чтобы в его дом для аудиосистемы подавалось «правильное» электричество.





Я никак не мог понять, какие претензии предъявляются к проводу МГТФ. Мне же утверждали, что его недостатки могут быть измерены приборами. Мне предложили провести опыт: подключить кусок МГТФ ко входу усилителя корректора с чувствительностью 5 мВ, а затем, контролируя выходной сигнал усилителя, стукнуть по проводу. Тогда я понял, о чем речь. Про трибоэлектрический эффект в проводах я знал и раньше, даже когда-то покупал специальный провод, в котором приняты меры по его устранению. Но на практике я редко сталкивался с ситуациями, когда требовалось передавать малые сигналы по проводам, которые в процессе работы могут изгибаться. Для гитаристов или вокалистов это вполне актуально, они знают, какой грохот в колонках создает упавший на сцену провод.

Но в моем случае провод внутри проигрывателя абсолютно неподвижен, наличие у провода трибоэлектрического эффекта никак не скажется. Но поскольку мне напомнили об этом эффекте, я решил разобраться с ним детальнее. Для начала проделал предлагаемый опыт с двумя типами проводов для сравнения. Взял отрезок около 2 м обычного провода в ПВХ изоляции (две жилы в экране), и вот такого МГТФЭ:



Для имитации реального выходного сопротивления источника сигнала подключил на вход корректора по двухпроводной схеме негодную головку ГЗМ-055 без иглы. Хотя аналогичные результаты получаются и с простым резистором на втором конце провода. Саму головку держал в руках за экран, чтобы на нее не передавался звук.





Результаты записал в файл, вот с PVC, вот с PTFE.

Как слышно, для провода с PVC изоляцией микрофонного эффекта практически нет. Для провода с PTFE изоляцией слышен сильный микрофонный эффект. Зато качество экранировки у МГТФЭ намного лучше, фона 50 Гц значительно меньше.

На аудиофильском форуме стали утверждать, что провод МГТФ непригоден для звука, даже если он неподвижен. Почему-то высокий трибоэффект представлялся как показатель низкого качества изоляции. Мне были рассказаны байки про то, как звучание двух катушечных магнитофонов отличалось лишь по той причине, что межблочный монтаж в одном из них был выполнен проводом ПВХ, а в другом – МГТФ. Ну что тут сказать, шизофрения.

На самом деле, PTFE как диэлектрик очень хорош: имеет высокое удельное сопротивление, относительно низкую диэлектрическую проницаемость, низкую ее зависимость от температуры и напряженности электрического поля, низкие потери на высоких частотах, низкую диэлектрическую абсорбцию, высокую термостойкость и стойкость к агрессивным средам. Единственный, пожалуй, его минус – сильный трибоэлектрический эффект.

Бывает, конечно, что плохими являются сразу многие параметры диэлектрика. Пример – сегнетокерамика, которая используется для изготовления конденсаторов. Такие конденсаторы тоже имеют сильный микрофонный эффект, а вместе с ним еще целый букет недостатков, таких как изменение емкости от приложенного напряжения и от температуры, увеличение потерь с частотой и т.д. Но в случае тефлона природа микрофонного эффекта совсем другая, тут нельзя проводить аналогию.

Решил проверить на предмет трибоэлектрического эффекта другие провода. Нашел провод с полиэтиленовой изоляцией, а полиэтилен часто применяют в коаксиальных кабелях, там это второй по качеству изолятор после тефлона. Втянул витую пару в экран от МГТФЭ и подключил к усилителю. Микрофонный эффект остался, хоть и заметно меньший.



Еще нашел оставшийся с конверсионных времен провод, то ли серебряный, то ли посеребренный, в тефлоновой изоляции оранжевого цвета. Изучил провод под микроскопом, вроде, изоляция не литая, а обычная навивка. Тоже втянул в тот же экран и подключил к усилителю. Микрофонный эффект есть, но еще меньший, чем с полиэтиленовым проводом.



Взял какую-то совершенно левую многожильную витую пару с проводами красного и белого цвета (скорее всего, изоляция ПВХ). Когда-то использовал этот провод для монтажа всяких макетов. Втянул в экран и подключил к усилителю. Микрофонный эффект, можно сказать, исчез. Если сильно стукнуть проводом, есть очень слабый щелчок, но он на уровне шумов. Нет микрофонного эффекта и на дешевом экранированном китайском проводе. Складывается ощущение, что чем хуже использован диэлектрик, тем меньший микрофонный эффект.



Мне было известно и раньше, что в качественных микрофонных проводах используется тефлоновая изоляция, но для устанения трибоэлектрического эффекта там принимают специальные меры. Такой кабель называют "малошумящим" (подобный описан здесь). Когда-то я покупал такой кабель для подключения микрофонов, и у меня остался его отрезок. Кабель имеет диаметр внешней изоляции 2.2 мм, диаметр изоляции внутренней жилы – около 1 мм, выполнена она из тефлона навивкой. Поверх тефлона нанесен черный проводящий слой. Сопротивление его относительно большое, тестер показывает примерно 30 кОм на 1 мм длины провода. Решил проверить и этот кабель. Подключил его к усилителю. Микрофонного эффекта нет совершенно, хоть изоляция – тоже тефлон.



Величину трибоэлектрического эффекта в кабеле можно оценить, используя "Трибоэлектрический ряд материалов кабельной промышленности". Чем дальше расположены в ряду материалы, тем большая величина эффекта будет наблюдаться при их взаимном трении. Но, как видим, технология изготовления кабеля тоже влияет на результат.



Тефлон находится в самом конце ряда, на большом удалении от металлов. Поэтому именно в проводах с тефлоновой изоляцией трибоэлектрический эффект выражен сильнее всего.

Оказывается, трибоэлектрический эффект в кабеле может быть не только паразитным. На этом эффекте основаны трибоэлектрические кабельные преобразователи для сейсмических датчиков. Такой кабель, например, используется для охраны периметра важных объектов. Он регистрирует сейсмические колебания, вызванные ходьбой нарушителя или проездом транспорта.

Психологическое влияние – сильная штука. В результате я сделал самодельный кабель в виде экранированной витой пары. Использовал провод, добытый из какого-то многожильного кабеля, у него оказался самый маленький микрофонный эффект из всех имеющихся проводов (за исключением тефлонового провода с проводящим покрытием, но там только одна жила в экране). Именно этот самодельный провод распаял в электрическом шкафу.



Tags: electronics, g-2021, vinyl
Subscribe

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 155 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…