Винил: рокот-фильтр своими руками

Статья для узкого круга винильщиков, обладающих азами радиолюбительства. Остальным, думаю, читать будет не интересно...

Наткнулся тут на древнюю, но весьма изящную схему рокот-фильтра для винилового проигрывателя в 3 номере английского журнала Wireless World за 1980 год, стр.61.:

Принцип работы схемы прост: поскольку паразитный сигнал от детонации пластинки и двигателя вертушки по каналам практически всегда присутствует в противофазе, достаточно отфильтровать НЧ составляющую одного канала и подать её на другой канал, где полезные части сигнала сложатся, а паразитные вычтутся. Пример работы фильтра:

На рисунке в верхней части два канала, промодулированные ИнфраНизкой Частотой от неровностей пластинки, ниже тот же участок после фильтрации рокот-фильтром по ИНЧ. 

Лет так 40 назад я, кстати,  уже пытался повторить эту схему, но попытка провалилась - собранная на четырёх отечественных операционниках (на 140УД7, ЕМНИП) схема вышла громоздкая и выдала невразумительный результат, в следствие чего была послана. В оригинальном же  предложении использовалась всего одна 14-пиновая микросхема TL074  с четырьмя операционниками на борту, что значительно (в разы) уменьшает монтажное место и принимаемые схемой наводки. Кроме того, этот счетверённый операционник имеет очень малые собственные шумы, большое входное сопротивление из-за полевых транзисторах на входах и как следствие, очень малые нелинейные искажения (даташит здесь).

Полез на просторы сети в надежде найти сию замечательную микруху и, к своему удивлению, нашёл сие чЮдо в продаже. Вторым приятным сюрпризом было то, что стоит микросхема удивительно не дорого, всего рублей сорок (к слову, за те же отечественные 140УД7 просят нынче в двадцать раз(!) больше, 800+ рублей)! Решение принял сразу, сделал заказ на доставку, занялся разводкой макета. Через 3 недели, когда всё пришло, собрал концепт:

Подключил, убедился, что всё работает как надо. Нашёл и исправил косяки, сделал выводы, внёс в схему некоторые исправления:

Первый вывод: номиналы ёмкостей и сопротивлений фильтров следуют подбирать особо близко к оригинальным номиналам, с минимальными разбросами. Поставленные в концепт китайские полосатики 47Ком, хоть и были отобраны из партии в 30 штук, по номиналам были в диапазоне  45,90К - 46,15К , что сделало сигнал на выходах схемы на 2,5Дб больше входных. Для точной подстройки уровня сигналов на выходе, поставил вместо резистора подстроечник 100К,  а в обратной связи выходного операционника увеличил сопротивление до 56Ком.

Далее: нашёл, что уменьшение номинала конденсатора с 22Нф до 18Нф, смещает срез фильтрации по НЧ (со 120Гц до, прим., 140Гц) и на пару децибел увеличивает подавление паразитных составляющих в районе 20Гц, при этом, слегка добавляя полезной части НЧ. Для компенсации этой добавки понизил номинал выходного конденсатора до 0,68Мкф.

Начал финальную сборку.

Питание. Штатное питание TL074: +/-15В. Можно, в-принципе, запустить её и от +5Вольт, работать будет, но про качество работы придётся забыть. Поэтому, питаем по-полной. Чтобы не заморачиваться с БП, взял обычный амперный китайский зарядник (300руб) на 5В и заказал DC/DC конвертор, который на выходе и выдал мне искомые плюс/минус 15В:

Потратил всего на питание 1,5kруб -самое дорогое из вложений в проект, кстати. Всего ушло на комплектующие и текстолит для Фильтра порядка 3.000 рублей - не так много, как казалось в начале.

Корпус. Использовал корпус от купленного пару лет назад повышающего трансформатора. И конвертор и сама плата со схемой и разъёмами входа/выхода/питания вполне уместились внутри. Для вывода индикации питания конвертора питания просверлил в корпусе пару дырок 1,5мм и выпилил из плекса световод, получилось красиво(см. тизер).

Внутри вот так:

Номиналы для финальной модели подбирал особо тщательно, резисторы 47Ком заказал наши, советские, ОМЛТ, 50 штук. Из них набрал на схему сопротивления в диапазоне 47,05Ком - 47,14Ком, 33К и 8,2К; ёмкости 47Нф -нашёл идентичные, 18НФ подобрал составными, для чего добавил посадочное место для вторых кондёров на плате. Коммутацию сделал на нашем четырёхсекционном П2К, в нажатом состоянии сигнал идёт через схему, в отжатом - на прямую.

Настройка. Подал на входы 1000Гц, подогнал подстроечниками выходной сигнал в ровень входному.  Итог:

На этом рисунке 4 фрагмента качающей частоты 20Гц-20КГц с тестовой пластинки (перед началом каждого цикла секунд 10 сигнал 1КГц). 1 и 3 фрагменты - в фазе, 2 и 4 - в противофазе.

В 1 и 2 фрагментах фильтр включен и его работа видна на 2м, противофазном фрагменте: с прим. 140Гц и ниже начинается завал АЧХ, на 20Гц он составляет порядка 12Дб. Спад, само собой, идёт и ниже, но визуально мы это зафиксировать уже не сможем. Сравнить можно с фрагментами 3 и 4, где сигнал идёт напрямую, без фильтрации.

Итог. Схема своё предназначение исполняет вполне, в колонках низкочастотники на заходе пластинки едва шевелятся. Схема хорошо отрабатывает сам момент опускания иглы на винил, нивелируя "бухание" попадающей в канавку иглы, а так же крупные "волдыри" на подпорченных пластинках. Одним словом, мне лично реально комфортнее слушать музыку через этот фильтр. Это в плюсах.

В минуса можно поставить то, что стереобаза на частотах ниже 150Гц несколько размывается. Но это из минусов - всё.

ЗЫ. Ниже - двухсторонняя разводка для платы. Размер - 70х55 (скачать оригинальную разводку можно здесь). Если кто-то решит повторить мой манЕвр, обращайтесь, подскажу, что и как...