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RIAAフォノEQをどうすんべ?

純アナログ。アナログレコードの話です。
RIAAフォノイコライザー回路を考えてみます。



RIAA回路と定数に付いてご不明の方は他のサイトで調べて下さい。
決まった定数なんでしょうが、色々な方式とか回路定数がありますな。
それぞれ特色があるんでしょう。
まあ当方は、
なるべく理論値に近い所から徐々に考えてみようと思います。


【理論値に近い回路は?】
理論値の定数というのを探してみますと見つかりません。(爆)
「RIAA 75us」で検索するとトップヒットがこちら→RIAA カーブ
トップページがこちら→ The Art of Analog Circuits
2006年04/15の記事ですな。
この先生を信じるなら理論値に最も近い定数なのかも知れません。

もうひとつはオーディオ計測器のメーカーです。→日本オーディオ
測定ボード「逆RIAA回路」の資料がpdfとしてダウンロードできます。
まあ計測器のメーカーなんで信頼できると思います。

この2つを比べまして、差が小さければ理想に近いと判断できます。
下図は回路シミュレーターのMC9に入力したものです。
e0298562_9354012.png

*上側は(株)日本オーディオさんの逆RIAAから入力。
*下側は参考にさせて頂いたRIAA定数をひっくり返した逆RIAAです。
 4.5454の係数を掛けるとちょうど10nFと7.5kΩで見た目に判り易いですな。
*比較するには微妙に利得が異なりますので、微調整アンプを後段に入れています。

これのf特をシミュレートしたのが下図で、その下が偏差ですな。
e0298562_9395721.png

e0298562_940974.png

両方とも非常に偏差が小さい結果となりました。
理論値に非常に近い定数として、とても信頼できる気がします。
(RIAAの純粋な理論値に対しての偏差ではありませんので要注意です!)

ちなみにですが、あくまでシミュレーター上での確認です。
このままの定数で逆RIAAを作っても重い負荷となって駄目な気がします。


【CR型RIAA回路を考える】
以上はNF型のRIAA回路でしたが、CR型も考えてみます。
CR型をシンプルに考えるには、
日本オーディオさんの逆RIAA回路を反転させるのが良い感じです。
e0298562_9491189.png

*回路図中のX4、X5のアンプは理想アンプです。
 実際にはX4のアンプで高域がクリップ飽和しない様な利得とします。
e0298562_9493640.png

これも偏差が小さいですな。

こんな感じでCR型RIAA回路も考える事が出来ましたが、
当方としましては音質を狙って下図の様に定数を変更します。
e0298562_9525459.png

高音質と自称する2700pFの定数、および68pFが使える様にする訳です。
2700pFが3個パラというのも当方的には期待できそうな所です。
SEコンを超えるかも知れません。当方の妄想の中では。(爆)
この定数はオリジナルと言えるかも知れませんな。
下図は偏差の確認ですな。
e0298562_9553136.png

うまく出来ました。
でもまだ続きますよ。CR型は採用しません。(爆)


【TIA型】
TIAとはトランス・インピーダンス・アンプです。
調べてみますとTIAと略しているICメーカー等があります。
当記事もTIAと略して記事を進めます。
構成は下図の様になります。金田式も電流電圧変換回路ですからTIAの一種ですな。
MJ誌はかなり前から買っていませんので噂の情報を元にしています。(爆)
よって情報に間違いがあっても指摘しないで無視して下さい。(爆)
e0298562_104242.png

まあ金田先生とは違う事をやろうと思います。
当方は下側のNFBを使わない方式で考えてみようと思います。
この基本回路とか基本的考えにつきましては当方オリジナルではありません。
調べてみると同じ様な回路方式を発表されている方も何人か居らっしゃる様です。

この回路で成立できるか考えてみましょう。
⊿Iは、カートリッジの出力5mV。初段のFETのgm10msから求まります。
これにRIAA定数の交流インピーダンスを掛ければ出力電圧が求まります。
e0298562_1016147.png

初段の1石だけで利得が足りますな。(爆)


【TIA型の問題点】
TIA型は単純な回路です。
e0298562_10194065.png

こっこれは良さげなシンプル回路!
このまま問題無く動くというのはシミュレーション上のみです。
実はシミュレーション上でもうまく行きません。(爆)
FETのゲートリーク電流が影響し、こうなります。
e0298562_10202678.png

(当方はリーク電流の値などシミュレーションも懐疑的。もっと悪いかも?)

まあリーク電流で低域が影響を受けますが、1kHzの利得は十分に取れてますな。
それではという事で、リーク電流の少ない2SK30ATMならどうなの?
変更してみますと中点電圧が微妙です。
R4に流れるDC電流によってバランスが崩れてしまう様です。敏感ですな。
定電流の所を調整しまして、何とか中点近い電圧とします。
e0298562_10225036.png

下図はf特です。うまくいきましたよ!
やっぱり原因はゲートリーク電流です。
でも利得がちょっと少な目ですな。そこもイマイチ。
e0298562_10235985.png

e0298562_1024468.png


【課題】
・中点電圧の安定化が大きな問題です。DCサーボ? どうかな?
 当方は下図の回路をヒントに何とかしようと思ってます。
 これはナショセミ刊行の半導体資料から引用した図です。1976年刊ですな。
e0298562_1147289.jpg

 皆さんもこの宣伝資料を参考にナショセミのJFETを採用しましょう!(爆)
 まあナショセミはTIに吸収されちゃいました。栄枯盛衰、諸行無常ですな。
・他には、出力にはDCカットのカップリングコンデンサが入ります。
 電源ON/OFF時にはカップリングCを充放電しますからPOP音が出ます。
 ミュート? これもちょっとな?
・利得がちょっと足りないのはどうするか?
 後段アンプを付ける? 何か嫌だな。
・2SK30ATMじゃなくて、他のJFETを使いたいな〜。

これらは解決が出来るんでしょうか?
頭の中でうまい対応手段が見つかっても実際にはどうなるか判りませんな。
非常にわずかなゲートリーク電流が大きく影響する回路です。微妙です。
続きの投稿ができるかどうかは全く判りません。(爆)


【注意事項】
実験や個人的な使用は自由ですな。しかし、当方考案の回路や検証を断りもせず
商品などに採用したり記事に掲載するのは駄目ですよ。パクりはイケません。
記事の内容は鵜呑みにせずご自身で実験評価して下さい。
そして当方はめんどくさいので一切サポート致しません。(爆)

以上です。
by ca3080 | 2014-06-28 11:06 | オーディオ&電子工作
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