Kdo hodláte poslouchat jen „digitálně“, neztrácejte prosím čas se čtením. Zde se totiž budeme pohybovat v hazardních stavech mezi nulou a jakousi jedničkou...
I analogový gramofon lze pořád ještě vylepšit.
Jaroslav Ferst ( Hill )

Kdo hodláte poslouchat jen „digitálně“,
neztrácejte prosím čas se čtením. Zde se totiž budeme pohybovat v hazardních
stavech mezi nulou a jakousi jedničkou.
Klasická černá deska naštěstí rok 2000 přežila. Sice
spíše ve vinylových rezervacích, zato ještě početných. Fandové desek dál
přísahají na to, že cédéčko nemá ten zvuk jako černá deska (proti celkem
objektivně naměřeným parametrům, ale v uchu nejsou měřidla) nebo mají unikáty,
které na CD neexistují vůbec. Pokud ano, jsou obvykle „vyčištěné“, aby to
„lépe hrálo“, výsledek však tomu ne vždy odpovídá.
Gramofonová šasi, která se ještě provozují, mají
zpravidla velmi dobré až špičkové parametry. V Evropě jich hodně pochází z
Litovle, kde jejich produkce ve vyšší a nejvyšší třídě pokračuje (nezřídka
prodávaná pod jinou značkou). Jinak jde o širokou paletu gramofonů od
„vymakaných“ typů firem zvučných jmen až po takové, které se prodaly jen díky
vzhledu a nápis „HiFi“ na jejich štítku značně přehání.
Termín „Hi-Fi“ je vlastně také značně pružný: spousta
publikací uvádí vzájemně odlišné kvalitativní požadavky [6]. V posledních letech
přesně a s nadhledem tuto problematiku zpracoval RNDr B. Sýkora ve [4] a v jeho
tvrzeních jsem nenašel nic, s čímž bych měl důvod polemizovat.
Výraz „gramofon bez kompromisů“ vždy byl a je a navěky
bude nesmysl. Největší potíže jsou s potlačením praskání, kterému nezabráníte
ani při nejlepší péči o desky, (dobrý nápad uveden v [5], ale není to
univerzální řešení) a odstupem hluku: asi tak do -40dB to lze ještě celkem snadno a
levně zvládnout, ale každý další decibel znamená nepříjemný růst pracnosti a
ceny, takže přiměřený kompromis je třeba najít.
Zlaté pravidlo kontaktního záznamu: co zkazí
mechanika, elektronikou nezachráníš.
Často také ruší vypínací mechanismus, ten však lze
oželet. Zpravidla stačí odstranit jeden jeho díl. Kdo na vypínání trvá, může je
řešit bezkontaktně elektronicky (optočlenem, vyhodnocením delší absence nf signálu
apod. [6]).
Za dobrý standard s dobrým poměrem ceny ke kvalitě tedy
pokládejme řemínkový náhon talíře, kde rušivé hluky vznikají zejména ztvrdlým
starým řemínkem či špatným závěsem krokového motorku. Zde je důležité, že
jeden z nejdelších vektorů rušivého chvění působí téměř v přesně svislém
směru. Naproti tomu pohon mezikolem a některé typy přímých náhonů (DirectDrive)
způsobují chvění, jehož směr je obtížněji definovatelný.
Nebo to zkusíme jinak: při přehrávání prázdné drážky
přepněte zařízení na mono. Klesla úroveň hluku? Tak prosím:
Chvění, způsobené pohonem, lze omezit změnou konstrukce.
Nejjednodušším řešením je řemínkový náhon od krokového motorku, ale pozor: ten
je nutné napájet napětím sinusového průběhu, takže nejlíp ze sítě, otáčky
měnit vícestupňovou kladkou a přehazováním řemínku. Jiný průběh napětí
(např.obdélníkový) ruší slyšitelným krokováním motorku, což poněkud komplikuje
konstrukci případného frekvenčního měniče. Ještě rád jsem se vrátil k
mechanickému přepínání otáček a napájení motorku SMR300 přímo ze sítě, ale
pořád mi chyběla možnost dorovnat otáčky jemně.
Dobrou alternativou se ukázal malý stejnosměrný motorek
(vyšší frekvence jeho otřesů se lépe tlumí). Přitom zde bývá někdy
výhodnější dvoustupňový převod (2 řemínky, výhodou je vyšší celkový
převodový poměr, tedy větší průměry hnacích řemenic a menší prokluz
řemínků). Přesto s dostatečně velkým průměrem hnaného talířového kola
(spodního dílu talíře) a dostatečně vzdáleným motorkem ani toto není nutné
považovat za problém.

a)
A=horní díl skříně; B=motor; C=snímač
otáček; D=pomocná růžice (některé motorky mají tachogenerátor
nebo snímač polohy už vestavěné); E=šasi; F=plochý
řemínek; G=vícevrstvé tlumení (pěnová guma, plsť, molitan); H=spodní
talíř; J=pěnová guma (tlumení šasi); K=nožičky,
pokud možno tlumicí; L=dno skříně; M=horní talíř
(nebo prstenec na spodním talíři, případná vrchní guma může sloužit jako další
tlumicí vrstva)
b)

obr.1: a) schematicky, b) praktické provedení
Možné provedení je na obr. 1: motor „B“ není
připevněn na šasi „E“ - pomocí vícevrstvého tlumení je pružně uchycen ke dnu
skříně. Na to je vhodný těžký materiál, např.dřevotříska používaná na
ozvučnice kvalitních reproduktorových soustav. Ze stejného materiálu by měl být i
vrchní díl skříně „A“. V tomto případě je deska šasi „E“ tvořena
sendvičem (organické sklo tl. 3mm, duralový plech tl. 1mm a novodur tl. 8mm) slepeným
v celé ploše silikonovým těsnicím tmelem a na více místech sešroubovaným. Teprve
pak byly vyvrtané a vyříznuté všechny potřebné otvory. Toto samozřejmě
nepovažujte za zákon - lze použít jakýkoli jiný vhodný materiál přiměřených
vlastností.
Šasi je zavěšeno v rozích ve skříni na pružinách
prostřednictvím dalších tlumících závěsů. Další členy „J“ jsou kostky z
pěnové gumy a molitanu, které podpírají šasi zejména v blízkosti ložiska talíře
- nejde zde o nosné členy, pohlcují však další část chvění šasi.
V zásadě je při konstrukci nejdůležitější dostatek
trpělivosti a zkoušet a zkoušet.
Po vyčerpání možností či ekonomické únosnosti
mechanických úprav lze odstup jedné složky rušivých signálů zvýšit i
elektronicky a to poměrně jednoduchým způsobem.
Při monofonní reprodukci desky (nebo s použitím jediného
subwooferu, česky HTJ - hlubokotónové jednotky) jsme zaznamenali příjemně lepší
odstup hluku. Proč? K objasnění viz obr. 2, který znázorňuje způsob uložení
stereofonního záznamu v drážce desky. Zanedbávám pro jednoduchost různé odchylky
snímacího úhlu v kterékoli rovině, to by bylo na celou knihu.
Stranovým pohybem hrotu vzniká monofonní (součtový) signál
M = L+R, zatímco hloubkovým signál rozdílový S = L-R, který se při
monofonní reprodukci, tedy ani při reprodukci basů jedinou HTJ, nevyužívá.

obr. 2: směry záznamu stereofonních kanálů v drážce
Co tedy víme:
a) Pohyb desky ve svislém směru se těžko
tlumí (někdy nestačí ani „přišroubování“ desky k talíři). Deska se také
chová jako membrána mikrofonu a při větších hlasitostech se reprodukční řetězec
rozkmitává. Svislý vektor rušivého signálu se přičítá k informaci prostorové
(S), jejímž vyloučením, například přepnutím na mono (nebo s HTJ) se stabilita i
odstup hluku výrazně zlepší.
b) Směrová lokalizace je možná na
kmitočtech od asi 150 Hz výše (podle [3] je tato hranice individuální - dokonce až
od 300 Hz), kmitočty nižší mohou tedy být vyzařovány monofonně oběma kanály
současně ( jako by „uprostřed“) nebo jedinou HTJ a to bez významné ztráty
prostorové informace.
Zkrátka můžeme oddělit nízké kmitočty z obou kanálů,
odstranit z nich prostorovou informaci a pak tento signál přimíchat stejným dílem do
každého z původních kanálů zpět.
Před lety vyšlo něco podobného v bulletinu „Informace pro
hifikluby Svazarmu“, autora si nepamatuji. Bylo to jednoduché a navíc ze součástek,
které se tehdy kupodivu daly sehnat během několika týdnů. Kmitočtová
charakteristika ale vlivem fázových posuvů, způsobených dvěma horními a dvěma
dolními propustmi, nebyla příliš lineární, ani snadno nastavitelná. Proto jsem
zkusil zapojení s jedinou dolní propustí na kanál, nastavitelné i bez přístrojů.
Velmi dobrých výsledků lze dosáhnout se součástkami v toleranci 5%.

obr.3: blokové schéma
Funkce je patrná z obr. 3: v každé pomocné cestě je
neinvertující dolní propust 2.řádu s mezním kmitočtem asi 160Hz a maximálně
plochým průběhem fázového posuvu (Salen-Key). Jednoduché fázovací články podle
[2] v každé z přímých cest udržují v uzlech R6/R7 resp. R106/107 sčítané
signály v co nejširším rozsahu nízkých kmitočtů vzájemně v protifázi. Tak lze i
po nepříliš přesném nastavení pomocí P1 / P101 účinně potlačit úroveň
kmitočtů do 80 Hz na výstupech SL i SR. Teoreticky lze nastavit pro určitou oblast
kmitočtů přenos 0, tedy „mínus nekonečno“ dB, prakticky lze danou oblast
potlačit o 26 až 30 dB, což, je i tak zbytečně moc. Z vektorového diagramu totiž
vyplývá, že odstup hluku tímto způsobem lze na výstupech L´a R´ zlepšit jen o
3dB.
Součtový (monofonní) signál nízkých kmitočtů je k
dispozici na běžci trimru P51, kterým lze jemně vyvážit zbylou nesymetrii úrovní
rušivého signálu z obou kanálů. Přeslechy mezi kanály v samotné přenosce jsou jen
zřídka lepší než -30 dB. Toto zapojení je na kmitočtech nad 200 Hz nezhorší,
protože k maticování dochází vždy v uzlech s téměř nulovou impedancí. Při
buzení obou kanálů týmž signálem současně má přípravek v celém pásmu
lineární amplitudovou charakteristiku.
Živá nahrávka neumožní objektivní měření. Z měřicích
desek Supraphon byla k dispozici jen kmitočtová, ale na ní je signál vždy jen v
jediném kanálu, což nemůže poskytnout objektivní údaje. Ukázalo se, že účinnost
zapojení závisí m.j. i na snímaném poloměru desky. Přes výše uvedenou teoretickou
hodnotu -3dB se jeví subjektivně vnímaný odstup signálu od hlukového pozadí s
tímto obvodem výrazně vyšší a přitom v signálu „nic užitečného nechybí“,
což je zřejmě hlavní - zřejmě se na tom podílí fyziologická závislost prahové
citlivosti na nízkých kmitočtech.
Současně se zvýšila mez výkonu pro nasazení akustické
zpětné vazby. Kmitočtově závislé natáčení fáze signálu se rušivě neprojevilo
při poslechu žádné v většího počtu nejrůznějších nahrávek. Jako jednoznačně
pozitivní to hodnotím při přepisu na kazetu nebo na CD - rozdíl mezi údaji VU-metrů
a hlavně indikátorů špiček záznamové úrovně se podstatně zmenšil, takže se
zjednodušilo nastavení vyvážení „na střed“.
Výstupy SR, SL a HTJ slouží k nastavování omezovače, ale
lze je v zásadě přímo použít k buzení výkonových zesilovačů satelitních
reproduktorů a hlubokotónové jednotky. V tom případě lze vynechat R10, R11, R12 i
R110, R111, R112. Ale pro tyto účely stejně dobře vyhoví i jiná, jednodušší
zapojení, už mnohokrát popsaná i na stránkách AR.

obr.4: schéma zapojení s obvody LM324
Zapojení (obr. 4) sestává z běžných součástek. Stačí
to, protože se předpokládá buzení z korekčního předzesilovače signálem o
napětí nejméně 200 mV. Jako IO1 a IO2 lze použít čtyřnásobné OZ v pouzdře DIL14
(např LM324 a podobné, nudily se mi v šuplíku a chtěl jsem to s nimi vyzkoušet; jako
obvykle už jsem to nepředělával) nebo, nepoužije-li se plošný spoj uvedený na obr.
4 a 5, zřejmě lépe poslouží OZ s nízkým šumem a vyhovující rychlostí přeběhu,
např. NE5532. Tranzistory jsou univerzální křemíkové npn a pnp, t.j. typů KC
237/KC307 nebo podobné s UCE0>25 V. Samozřejmě i ty lze nahradit neinvertujícím
sledovačem s OZ. Rezistory miniaturní, většinou pájené nastojato, kondenzátory
fóliové bezindukční MKT nebo keramické (u kmitočtově závislých členů
C1,2,3/101,102,103 nejlépe vybírané na stejnou hodnotu). Stejného typu by měly být i
kondenzátory výstupní. Pokud by byly použity ellyty, pak záleží na polaritě a
způsobu připojení. Ostatní kondenzátory jsou elektrolytické miniaturní,
přednostně tantalové kapky.
Napájení je žádoucí dobře filtrované, symetrické,
nejméně ±8V proti „kostře“. K tomu stačí použít monolitické stabilizátory
78L08 a 79L08 nebo lépe 7812 a 7912, což vyhoví pro uvažovaný max. rozkmit nf
signálu na výstupu Upp<2,5V. Na desce plošného spoje jsou v obvodu napájení
zakresleny kondenzátory C52 každý dvakrát (u každého IO po jednom), zatímco ve
schématu jen jednou. Adaptér lze připojit přímo na výstup korekčního zesilovače
dvojím způsobem:
1. korekční předzesilovač nemá na výstupu stejnosměrný
potenciál proti zemi (GND): (C0) a (C100) nahradit drátovými propojkami a vstupy spojit
přímo s výstupy předzesilovače.
2. kolektory výstupních tranzistorů předzesilovače mají
nenulové klidové napětí proti zemi: osadit (C0) a (C100) a navázat je přímo na
kolektory výstupních tranzistorů korekčního předzesilovače (polarita!). Pak je
nutno na desce osadit (stačí na straně spojů) rezistory (R0) a (R100) - asi 47k až 68
k.

obr.5: plošné spoje (40 x 70 mm) pro 2x LM(CA)324

obr.6: osazená deska s 2x LM324
Nastavení tento obvod potřebuje spíše
proto, že se nelze vyhnout nepřesnostem způsobených třeba jen nesymetrií signálů z
přenosky či korekčního předzesilovače. Proto jsem zvolil nastavování tří
parametrů, k němuž nejsou třeba měřicí přístroje. Stačí příslušný gramofon
(korekční předzesilovač má mít co nejnižší výstupní impedanci
a hlavně předem vyvážené úrovně signálu obou kanálů při
snímání monofonní desky) a dobrý zesilovač s kvalitními reproduktorovými
soustavami nebo sluchátky. Postupně připojíme:
1. výstup SL: snímat část desky bez signálu
(prázdnou drážku). Trimrem P1 nastavit nejvýraznější potlačení hluku.
2. výstup SR: totéž provést v pravém kanálu trimrem
P101.
3. výstup HTJ: opět snímání drážky bez záznamu.
Trimrem P51 nastavit minimální hluk.
Nastavení se opakuje pouze vyjímečně - např. po výměně
přenoskové vložky, změně nastavení svislé síly na hrot a antiskatingu.
Na výstup připojený výkonový zesilovač či vstup
magnetofonu mají mít vstupní impedanci vyšší než 40kOhm, aby s uvedenými vazebními
kapacitami C4=C104=150nF nedošlo ke zbytečnému potlačení nízkých kmitočtů, když
už jsme si s nimi dali takovou práci. Rezistory R12 a R112 určují zisk posledního
stupně, lze jimi tedy nastavit požadovanou výstupní úroveň (pro jednotkové
zesílení vyhovuje přibližně R12 = 2*R11).
Někdy je lépe celý obvod vyřadit z funkce (například u
nahrávek, kde je basa záměrně nahrána s opačnou fází). To je možné dvoupólovým
spínačem spojujícím vstupy „blok.L“ a „blok.R“ s kostrou. Zde se nabízí i
možnost dalších vylepšení: m.j. dynamické přelaďování mezního kmitočtu
dolních propustí od 15 Hz do asi 450 Hz podle amplitudy maskujícího signálu; otázkou
zůstane závislost výsledného efektu na vynaloženém úsilí, aby z toho nevznikla
lokomotiva. Konečně - ani tento článek nemusí nutně sloužit jako závazný návod.
Použité součástky:

Dodatek (a můžete mne kamenovat, nebo to zkusit)
Pokud si chcete přepsat své vzácné desky na kazetu nebo CD,
je použití tohoto obvodu obzvlášť vhodné. Kdo jste někdy zkusil v nějakém
waveeditoru vytvořit hlukový profil a jeho pomocí potlačit hlukové pozadí o více
než nějakých 8 dB, víte, co to se zvukem udělá. Znovu opakuji to, co jsem uvedl na
začátku: čím méně hluku bylo v původním signálu, tím menší je nutnost
potlačit jeho zbytky, aniž by utrpěl užitečný signál.
Mimoto právě basy mívají signál značných amplitud, což je
vidět na indikátorech záznamové úrovně. A takto indikovaná úroveň svádí změnit
vyvážení kanálů. K tomu s popisovaným zařízením nedochází - údaje indikátorů
se navzájem liší podstatně méně. U tape-decků s nevypínatelnou záznamovou
automatikou, ať už si o ní myslíte cokoli, se obdobně nežádoucí „stranový posuv
stereofonního obrazu“ zmenší na minimum.
A ještě něco: šum desky a mnohdy většinu drobných
praskotů lze omezit úplně neelektricky. Vyzkoušel jsem s úspěchem i další nápad
zveřejněný před lety omezenému okruhu čtenářů v již zmíněném bulletinu
„Informace pro Hifikluby“ - přehrávání desek za mokra. Nedělal jsem si velké
iluze, že to bude fungovat, přesto jsem to udělal a výsledek mě dokonale dostal,
takže zde je recept na lázeň:
50 ml čistého lihu, 25 ml aviváže bez
tužidel (nesilanizující), asi 20 kapek saponátu s minimem přísad
(Jar, ideální byl Fomapon - toho to sneslo i lžičku), to vše dolít
destilovanou vodou do litru, smíchat a nalít do dobře vymytého a čistou
vodou propláchnutého rozprašovače s pumpičkou. Taková zásoba vydrží hodně
dlouho.
Před použitím zatřepejte a pak na desku nastříkejte tak,
aby na ní byla souvislá vrstvička kapaliny. Přehrajte, než uschne.
Vlivem síly odstředivé střed usychá jako první, je obvykle nutné během hraní
kapalinu na desku přidat. Čím jemnější mlhu rozprašovač dělá, tím méně
hrozí, že dopad kapek bude v nahrávce slyšet. Jinak je lepší přehrávání
přerušit, obnovit hladinu na desce a teprve pak pokračovat.
Po přehrání osušte zbytky kapaliny z desky (odsajte přebytky
bavlněným hadříkem nepouštějícím chlupy), nechte ji doschnout a uložte. I když
příště, třeba za rok, zjistíte, že se na tu desku nechytá prach, přehrávejte ji
za mokra znovu, má to něco do sebe. V kapalině hromadící se před hrotem v drážce
vzniká značný tlak, který vyplavuje drobné nečistoty z drážky, jenže část se ho
zase za hrotem vrátí zpět. Některé přenosky mají extrémně krátký hrot, v
drážce vždy nějaká ta nečistota zůstane, za sucha se pak hromadí pod chvějkou a
zvedá ji. A to, co v drážce zbylo, se otiskne do jejích stěn a praskotů přibývá.
Je to samozřejmě věc názoru - někdo přísahá na ionizující zařízení, někdo na
ultrafialové světlo, někdo na štěteček z veverčích chlupů…nejlepší bude
vyzkoušet si to a porovnat výsledky.
Literatura:
[1] Pešák, J., RNDr: Gramofon, jeho provoz a technické využití. SNTL Praha, 1982
[2] AR-B 4/93: Operační zesilovače nejen podle p. Socloffa
[3] Blauert, J.: Räumliches Hören, SH-Verlag Stuttgart, 1974
[4]:Sýkora, B., RNDr: AR-B 5/93, kap.1 -Problém věrné reprodukce
[5] AR B 1/2001 (Konstrukční elektronika), str.8 až 24
[6] …a v průběhu let řada dalších knih a časopisů
Celá dokumentace ke stažení
.
Poslal: Jaroslav Ferst
( Hill ), Jičín, Český Ráj, 1983 - 2005