Przedwzmacniacz story

[benpe]

Cześć, Ci co widzieli wątek o końcówkach mocy jakie zrobiłem kilka lat temu, niech wiedzą, że one naprawdę dobrze grają. Znalazł się nawet słuchacz, co zbudował podobne (lepsze?) i głosi, że jest zadowolony. U mnie doszła zmiana kondensatorów filtrujących z Nichicon KG (gold tune) na Mundory (teraz 4x 33000uf na kanał).
 
Chodziło mi po głowie kupienie przedwzmacniacza – partnera tych końcówek. Obecnie działam na pasywce z drabinką rezystorową i selektorem.
Wymagałem 3 wejść XLR dla moich źródeł (CD, phono i DAC) i opcjonalnie wejścia AUX.
Pozostałe oczekiwania to zbalansowany tor (bez kombinowania), pilot, wyświetlacz i ... jakość dźwięku.
Bujając się po stronach internetowych znalazłem jednego producenta co takie robi – Audio Research i to modele z linii Reference. No ale cena tego jakoś blokuje.
 
Zacząłem kombinować co można zbudować.
Moja koncepcja zakładała selektor, tranzystory w części aktywnej, regulację głośności i ewentualnie bufor wyjściowy.
Lampy mnie odpychały koniecznością selekcji czwórek albo ósemek, aby zachować równość na czterech ścieżkach, razem z lampami idą kondensatory w torze audio, a to autostrada do opcji (znowu czwórki w torze do zaaplikowania).
 
Z wyborem selektora nie było trudno, miały być przekaźniki i już.
Głośność – lubię układ Muses72323 (opisany w wątku integry), no trzeba dwa.
Wybór bufora był opcją z szuflady, miałem bardzo stare (pewnie ponad 15 lat stare) moduły Diamond Buffer (by P.D.).
Sama część aktywna zajęła mi najwięcej czasu na decyzję, na koniec wybór padł na klona C3850, podobno kiedyś wymyślili to projektanci z Acc_u_phase.
Sterownik – tutaj podjąłem się szukania na diyaudio i github programowania pod mikrokontrolery ESP32 i sam dłubałem.
Wkrótce więcej!

[wiki]

Dawaj, dawaj...
Już jestem ciekaw co Ci tam wyszło...

[benpe]

Sam stopień aktywny w wersji standardowej można nabyć na dalekim wschodzie za kilkadziesiąt złotych (kit wszystkich podzespołów i płytka). Zmontowany poprawnie już pokazuje swoje dobre cechy, jednak można go poprawić.
Mnie zachęciła możliwość zmiany punktów pracy tak, aby pracował w klasie A. W zasadzie po tej zmianie jest już wzmacniaczem słuchawkowym gotowym napędzić nawet trudne słuchawki. Zmiana polega na dostosowaniu rezystorów i tranzystorów stopni wyjściowych. Aby zapewnić równość 4 ścieżek trzeba selekcjonować tranzystory, kupiłem chyba po 100 par (npn i pnp) i na mierniku wybierałem zbliżone wzmocnienie i napięcie b-e. 
Te dostarczone w kicie są nawet blisko siebie, ale chciałem z tym jeszcze się pomęczyć i wybrać bliższe.
Na szczęście nie są drogie.
Na fociach kit i moduł standardowy (tylko bez części zasilania).

[benpe]

Zasilanie części analogowej to dwa moduły shunt, klasa A potrzebuje prądu z zasilania więc są ułożone na około 12W na kanał.
Powinna być regulacja potencjometrem ale posiedziałem nad doborem dzielnika rezystorowego tak, aby wyszło +/- 15V na stałych wartościach.
Po ustabilizowaniu się mam około 50 stC na tych większych radiatorach i około 30 stC na mniejszych.
Zasilanie analogowe idzie na moduły preamapa, bufora i drobne mA idą do regulatora głośności.

[benpe]

Zasilanie mam na dwóch transformatorach.
Jeden (20VA do cyfrówki) włączony jest na stałe, zasila kontroler, czujkę pilota i gotowy jest zasilić przekaźnik załączający drugi transformator.
W trybie czuwania pobór jest ok. 1,5W (wyświetlanie zegara i czuwanie pilota).
Ten drugi transformator to 50VA do analogu i pierwotne uzwojenie podpięte jest przez filtr.
Cały przedwzmacniacz pobiera blisko 30W co powoduje, że robi się całkiem ciepły.

[benpe]

Teraz obudowa.
Kupiona z dalekiego wschodu, ale przesyłka przyszła z magazynu w EU. Szerokość 38cm, czyli nieco mniej niż standard ~43cm, wysokość z nóżkami 9,5 cm, w środku netto ok 7,5 cm.
Otwory z tyłu na gniazda XLR robiłem sam i z tego nie jestem zadowolony, męczarnia i słabo wyszło. Gniazdo zasilające już było z zestawie oraz był na nie otwór w panelu co ogranicza możliwość wyboru własnego gniazda.
Front ma 6mm grubości, jest nieco inny niż pozostałe elementy (nieco jaśniejszy) ale chyba to nie przeszkadza. Wykonanie otworu na froncie dałem już do fachowca, nawet pochwalił materiał.
Rozkład płytek wewnątrz robiłem bez pośpiechu, pomimo tego, że obudowa nie jest mała, nie miałem dużo miejsca i płytki przedwzmacniacza są na płytkach z regulacją głośności a wysokość mocowania dobrana jest tak, aby górna pokrywa zapewniała, że dyskretne wzmacniacze operacyjne nie wypadną w przypadku transportu.
Nie miałem dobrego miejsca na ten mały toroid do cyfrówki, dałem go pod transformatorem zasilania analogowego – na fotkach go nie widać.
Po zamontowaniu pokrywy górnej mi się nie podobało – wyszło takie coś jak obudowa na komputerek. Zamówiłem robotę u szklarza – będzie przyciemniane szkło. Zdaję sobie sprawę z tego, że amatorskie konstrukcje wyglądają brzydko wewnątrz ale trudno.

[benpe]

Regulacja głośności
Tutaj korzystam z układów scalonych ze zintegrowanymi drabinkami rezystorowymi. Dostępnych jest 447 kroków po 0,25dB, czyli od 0dB do minus 117dB.
Dla mnie za dużo, ustawiłem regulację co pół decybela na jeden krok i myślę o ograniczeniu skali do minus 80dB. Zobaczymy.
Według noty katalogowej na wejściu powinien być kondensator, na wyjściu podobnie. Chodzi tutaj o ochronę wewnętrznej drabinki rezystorowej przed napięciem stałym (z obu stron) mogącym przegrzać te rezystory w drabince, które pewnie mają tam po 50mW.
Cóż, u mnie nie ma tych kondensatorów, wpinam się z sygnałem audio wprost na nóżkę wejściową i z nóżki wyjściowej jadę do wyjścia. Jest ryzyko, ale kto nie ryzykuje ten ...
Sterowanie odbywa się szyną SPI, podpinamy się 3 sygnałami do układu i wysyłamy mu instrukcję zgodnie z dokumentacją. Tyle w teorii. W praktyce brakuje mi informacji zwrotnej z takiego układu, byłoby miłe jakieś potwierdzenie, a tak tylko trzymamy kciuki, czy wyreguluje drabinkę i zrobi się zmiana głośności.
Jedna kość jest na dwa kanały, mamy regulację dla każdego kanału oddzielnie. U mnie są dwa takie układy, ale teraz nie mam regulacji balansu, wszystkie drabinki dostają tą samą wartość do ustawienia.
Dzisiaj bez fotek.

[benpe]

Kodowanie i sterowanie.
Dawno temu miałem na studiach podstawy programowania w języku C, projekty zaliczałem sprawnie, ale programowanie nie rajcowało mnie.
Przy okazji zapoznawania się z regulatorami głośności często są potrzebne elementy kodowania. Drabinki rezystorowe sterowane są z małych procesorków i ich zakodowanie to banalne zadanie dla programisty.
Platforma mikro sterowników ESP32 to takie lepsze / nowsze Arduino, robi się na tym automatykę, elementy smart home oraz ogólnie duperele IOT bo mają WIFI i BT.
Jako interfejs użytkownika wybrałem zintegrowany diwajs mający procesorek ESP32 z pamięcią, wyświetlacz, kręcący się pierścień i przycisk.
Kupiłem jeden z superanckim wyświetlaczem AMOLED o rozdzielczości 466x466 pixeli, no piękne obrazki dawał, dosyć ciężko był programowalny (dla mnie) ale jak już się z nim przełamałem to mi zdechł. Nawet go otworzyłem i wymieniłem upalony stabilizator 3.3V ale nie odzyskał czegokolwiek. Dwa tygodnie działał.
Poszukiwania drugiego rozpocząłem od ,,reputacji" i na koniec zostały dwa modele, miały swoje za i przeciw, ale decyzja zapadła na M5Dial. Ma gorszy wyświetlacz (240x240 TFT) ale jest dobrze udokumentowany od strony kodowania.
Niestety takie kontrolery mają mało portów wejścia/wyjścia, za mało do obsługi selektora wejść, głośności, przekaźnika zasilania analogowego i czujki pilota. Trzeba było zapiąć dodatkowy ESP32 do sterowania częścią audio. Do uruchomienia korzystam z pełnego ESP32 Dev Module ale docelowo przejdę na ESP32 Super Mini (moduł ma wymiary ma 23mm x 18mm).
Gdy zaczynałem to kodować Polak leciał w kosmos i nazwałem program obsługi kontrolera - Dragon, ten pomocniczy moduł to Falcon a wszystkie połączenia drutowe obsługuje płytka uniwersalna nazwana Houston (tam tylko złącza, kabelki, sterownik przekaźników selektora i stabilizator).
Sam kod Dragona to jakieś 750 linii, kod Falcona to około 200 linii.
Dragon odbiera pilota, pokazuje czas, reaguje na kręcenie gałą i przyciskiem, komendy wysyła do Falcona po drucie a Falcon steruje selektorem i głośnością. Mocowanie Dragona na froncie jak na fotkach, dziura 45mm z podfrezowaniem.
Aha, Dragon ma opcję ekranu dotykowego ale nie korzystam z tego.

[Piterski]

Ładnie i bym powiedział, nowocześnie.

[wiki]

Noś pojechał...
Dragon/Falcon/Houston...🙂🙂🙂

A zadam pytanie. Jak to dźwiękowo wychodzi?
Dla sygnału audio...

[benpe]

Dźwiękowo zrobiłem próbę zanim jeszcze pojawiła się obudowa i ze zwykłą klasyczną drabinką rezystorów/przekaźników.
Tło absolutnie ciche, żadnego pomruku, szelestu, jakby wszystko było zwarte od masy.
Test trwał kilkanaście minut, na desce z pajęczyną i po single-ended - było dobrze.
Jeszcze nie miałem okazji podpiąć do mojego głównego systemu. 
Może w ten weekend? Ale tylko jak będzie zła pogoda. Trzeba korzystać przez zmianą na jesień.
No i ciągle czekam na pokrywę.
U mnie ciężko coś wpinać wypinać na chwilę. Kable prowadzone są tak aby je ukrywać, powoduje to upierdliwość jak coś mam zmienić.

[wiki]

W torze sygnału zrobiłeś tak?
Przedwzmacniacz klon Accuphase, potem drabinka na scalaku, a na wyjściu diamond buffer?

[benpe]

Tak.
Jest tylko taki myk, że mam dwa wyjścia - jedno wprost z drabinki, drugie po buforze.
Złącza są tak przygotowane, że mogę bufor pominąć i na drugi zestaw wyjść dać też wprost z drabinki.
Na razie nie wiem do czego to może być przydatne poza bi-amping all-XLR. 

[benpe]

Pogoda była taka sobie, podłączyłem.
Jak gra to gra fajnie. Nie mam wielkiej różnicy po zmianie z pasywki (to chyba dobrze) ale dwie sprawy mnie zirytowały.
Pierwsza to włączenie lub wyłączenie przy włączonych końcówkach mocy, no nie, strzela sygnałem za bardzo.
Oczywiście jak najpierw włączę pre a potem amp to jest OK ale nie o to chodzi aby się pilnować i szkolić rodzinę.
Drugie to jakiś brum na głośnikach przy włączonych końcówkach a wyłączonym pre.
Moja pasywka tego nie ma.
Cóż - trzeba dodać przekaźnik zwierający wyjście pre do masy podczas stand-by i załączający sygnał z opóźnieniem po starcie.
Do roboty!

[benpe]

Poprawki
Pierwsza sprawa to zachowanie końcówek mocy przy wyłączonym preampie. Jest to problem końcówek – one nie lubią jak wejście wisi bez podłączenia.
Drabinka rezystorowa zawsze ma rezystancję na swoim wyjściu i to wycisza końcówki, jednak ten moduł po wyłączeniu zasilania już taki miły nie jest. Dodałem przekaźniki na wyjściu, które wyciszają sygnał wyjściowy przy braku zasilania.
Druga niedogodność to dziwnie działający MUTE, daje taki klik przy włączeniu i wyłączeniu wyciszenia, może to problem oprogramowania, dopytam autora biblioteki.
Dodałem w oprogramowaniu zmiany w obsłudze wyciszenia (wykorzystuję te ostatnio dodane przekaźniki) i jest dobrze.
 
Dźwięk
Robiąc kilka przełączeń pasywka / nowe pre mam różnicę - jest na niskim basie. Na nowym pre jest energia samego dołu, takie ,,ruszenie przepony" jak zagra kocioł albo kontrabas. Wydaje się, że pasywka za bardzo obciąża źródło przy najbardziej energetycznych sygnałach i to się gubiło.
 
Pojawiła się pokrywa, odpowiednio ciemna, montując preamp wszędzie montowałem diody w jednym kolorze (pomarańczowe) i teraz widzę, że miało to sens.
Można zamykać wątek.

[Pboczek]

Bardzo elegancko.

[miniabyr]

Beniu tyle zaokrągleń, krągłości. Prawie jak w Ajfonie -) 

[Piterski]

Gratuluje, efekt wizualny jest . Twoje spostrzeżenia w temacie pasywki, a pre aktywnego pokrywają się z spostrzeżeniami innych audiofili. Dobre pre aktywne to jest jednak jest to.

[frywolny trucht]

Szybko poszło. Ja bym tylko dodał uwagę taką, że jeśli pokrywa górna ma być ładna, do oglądania co w środku, to śrubki wypadałoby wyeliminować jako element techniczny, a nie estetyczny. Może jakieś zatrzaski?