RIAA correctie (MM/MI): kanniekiezen

[hannesie]

Overigens kun je het beste een rumble filter plaatsen helemaal aan het begin.

Wat er niet in komt hoef je er ook niet uit te halen, net als jitter in het digitale circuit.

[rho]

Ik heb altijd al BR luidsprekers gehad en eigenlijk nooit last van die rumble gehad.
Ik heb al genoeg high-end sets gezien waar de woofers stonden te klapperen als gek. Ik heb nooit begrepen hoe ze dat voor elkaar krijgen.

[mischa72]

Hey Rik,

Kijk eens hier.

Groeten,
Mischa

[Mr Tube]

Klapperende woofers heb ik ook genoeg gezien, dit had de volgende oorzaken:

Bij LP's draaien een slecht gekozen arm element verhouding met vervelende resonanties, dit is mechanisch op te lossen

Invloed van lichtnetvariaties in buizenversterkers met enkel CLC voeding, rimpel wordt extreem laag maar laagfrequente storingen worden weinig gefilterd.

Servo schakelingen die 3e orde gefilterd waren en daardoor oscillatie neigingen had, zelfs met CD weergave nog problemen.

Met normale LP weergave heb ik nog nooit behoefte gehad aan een subsonicfilter, ook niet bij hoge volumes. Het een en ander zal wel te maken hebben met afstelling en kwaliteit van de draaitafel, inderdaad....wat er niet is hoef je ook niet weg te werken.
Ik heb een aantal zeer mooie phonotrappen in mijn werkplaats gehad tot zelfs boven de 5K euro en daar was een subsonicfilter echt ver te zoeken. Wat mij betreft hoeft dat er dus ook niet in te zitten, heb het alleen overwogen als extra optie op de print.

[Pjotr]

Dat lijkt mij toch een heel andere discussie. Je hoeft toch geen excuus te zoeken om er geen sub-sonisch filter in te stoppen?

[Mr Tube]

Tja discussie of niet.

ik geef alleen maar redenen waarom ik zelf het normaal gesproken niet toepas, ik was ook wat verrast doordat ineens werd opgemerkt dat er een subsonic filter in moest komen. Ik heb de laatste jaren veel highend apparatuur gerepareerd en ben een subsonic filter nog nooit tegen gekomen, soms wel koppel condensatoren zoals in de ARC Phono Reference maar die waren zo groot gekozen dat het kantelpunt rond de 1Hz lag en bij een buizenpre ook onvermijdelijk was.

de vraag voor mij is dan ook meer waarom wel een subsonic filter.....

Ik vind het nogal een puzzel ook.

als ik de tweede trap en derde trap vervang door een enkele trap met komplete RIAA filtering in de tegenkoppeling dan kan ik op de ingang wat hoogohmiger werken (omdat ik op de + ingang aanstuur) en een fatsoenlijke koppel C aan het begin plaatsen die een kantelpunt van pakweg 10Hz heeft, daarmee is de tweede trap met een gain van pakweg 500 @ 20Hz natuurlijk niet offsetvrij waardoor een servo of een koppel C nog steeds nodig is aan de uitgang. Nadeel is dat de servo terugkoppelt op een veel gevoeliger ingang en daarmee ook een veel grotere invloed kan hebben op het geluid, de opzet zoals ik gegeven had in het eerste schema was met een vrij lage gain in de laatste trap. Uiterraard kun je in de uitgang een verzwakkings weerstand aanbrengen om de servo wat te temmen maar mijn gevoel zegt dat ik nu beter een koppel C kan plaatsen, zal eens wat simuleren....

[Mr Tube]

OK subsonic filter of niet, ik ben maar eens aan het simuleren gegaan met het voorstel in de vorige post om de twee inverterende trappen te vervangen door een niet inverterende trap. Servo is ook weer aanwezig en nu berekend op 10Hz, het laagdoorlaat filter in de uitgang staat nu ook op 10Hz en is erg noodzakelijk geworden omdat de servo Opamp x1 blijft versterken boven een bepaald frequentie. Zo wordt het nu een 2e orde filter en met de koppel C zelfs 3e orde, simulatie laat een verzwakking zien van 1dB bij 20Hz wat ik zelf zeer acceptabel vind.

volgens mij begint de schakeling nu aardig vorm te krijgen, de koppelcondensator kun je ook best weglaten en de subsonicfiltering geheel aan de servo overlaten.

en nog een plaatje van de simulatie van de servowerking inclusief koppel C
zonder RIAA filter

[mischa72]

Misschien heb ik iets gemist, maar waarom staat er een NE5534 in de MM-kring?

Groeten,
Mischa

[Mr Tube]

De NE5534 is zeker geen slechte keuze voor MM vanwege de lage stroomruis, zoals in het begin van het topic is besproken blijkt dat voor MM en MC verschillende eigenschappen van belang zijn. Een MC ingang is gebaat met een zo laag mogelijke spanningsruis terwijl bij MM juist stroomruis laag moet zijn. De AD8671 is ook nog een interessante en wellicht betere optie.
Als ik een print ga maken dan zal ik zeker ook een shape voor een SMD toevoegen want de 8671 is alleen in SMD verkrijgbaar, die 5534 was ook maar een keuze... er kan door de bouwer natuurlijk altijd afgeweken worden van de types zoalng het maar aan bepaalde criteria voldoet.

MM = lage stroomruis (GBP hoeft niet extreem te zijn omdat deze opamp maar 4x hoeft te versterkern)
MC = vooral lage spanningsruis en een behoorlijk GBP
2e trap = vooral hoog GBP en lage vervorming.
Servo = lage offset en Fet input

[Pjotr]

MM = lage stroomruis (GBP hoeft niet extreem te zijn omdat deze opamp maar 4x hoeft te versterkern)
MC = vooral lage spanningsruis en een behoorlijk GBP
2e trap = vooral hoog GBP en lage vervorming.
Servo = lage offset en Fet input

Voor MM heb je net zo goed een hoog GBP en hoge open loop gaan nodig:

Total gain benodigd voor MM is 46 dB op 1 KHz en 65 dB op 20 Hz. Voor dat laatste heb je een grote OLG nodig en daar blinkt die NE5534 niet in uit.

Total gain benodigd voor MC ligt 20 dB hoger dan voor MM, verder dezelfde eisen als hiervoor genoemd voor MM.

Een MM pre bouw je met met 2 op-amps die beide 33 dB versterken aan de lage kant van het frequentie spectrum. Voor een MC heb je een extra op-amp nodig. Een MM pre kun je wel maken met 1 op-amp en dat zijn die dan dingen die je voor €30 op de hoek van de straat koopt.

[mischa72]

Even iets heel anders: Is het niet beter om van het ontwerp van de voortrap een apart topic te maken?

Groeten,
Mischa

[Pjotr]

Is een idee. Maar er zijn eigenlijk zoveel filosofieën over hoe en wat dat dat ook niet veel uitmaakt Mischa.

Naar aanleiding van de de vraag van Rho ben ik bezig met een MM uitgaande van 2 opamps en wat benodigd is bij MM. Dat kost alleen wat meer tijd. Die NE5534 is de second best t.o.v. de AD8671 mits hij niet veel hoeft te versterken. Dat zit bij Tube wel goed. Ik heb meer moeite met het veel versterking stoppen in de 2e trap er achter in 1 op-amp. Op deze manier minimaliseer je de vervorming niet.

[Mr Tube]

Ik heb meer moeite met het veel versterking stoppen in de 2e trap er achter in 1 op-amp. Op deze manier minimaliseer je de vervorming niet.

Dat is inderdaad een punt... de vervorming is in dit geval het hoogst bij 50Hz, zo rond de 0,015%, bij 1K is deze 0,0018% en bij 20k 0,0007%, dat allemaal dankzij de RIAA correctie. Ik heb 0,01 als grens gesteld dus dat gaat dan niet door, of de gain moet een factor 1,5 naar beneden..... ik ga nu uit van 1V uit (ongeveer de helft als van een CD speler.

Het pleit dus weer voor de eerste schakeling met de twee inverterende trappen, hierbij de Servo afstemmen op zo'n 10Hz voor het actieve subsonicfilter om het volgens de laatste inzichten te doen. De koppel condensator moet dan weg in elk geval en dan houden we een 2 orde hoog doorlaat filter over.
Eigenlijk vind ik een inverterende Servo mooier werken maar zal ook daarmee eens wat simuleren.

[Pjotr]

Hou er wel rekening mee dat de vervorming plotjes in de datasheet opgegeven zijn bij een gain van 1. Laat je de op-amp schakeling meer versterken dan neemt die vervorming evenredig toe, althans in principe. In de praktijk is het meer dan evenredig.

Als je dat bekijkt over het audio frequentie spectrum dan is die AD8671 vele malen beter dan de NE5534. De LM4562 is ook een topper maar die is minder geschikt als 1e op-amp bij een MM vanwege de ruis. Als 2e op-amp is het m.i. 1e keus.

[Mr Tube]

De AD8671 en de LM4562 lijkt me ook de mooiste combinatie voor MM, vervormingcijfers heb uit de datasheet en dan vermenigvuldigd met de gain. De vervorming bij 50Hz vind ik inderdaad te hoog voor mijn doelstelling, zeker als je nog eens rekening moet houden dat de vervorming in de praktijk nog verder op kan lopen.

Na simulatie ben ik tot de conclusie gekomen dat de servo beter 1e orde kan blijven en heb hem afgestemd op 10Hz, het laagdoorlaatfilter is aangepast en werkt op om hogere frequenties te blokkeren. In deze situatie geeft de servo bij 1Hz zo'n 20dB wat mi voldoende moet zijn om konus gewapper tegen te gaan. Het laagdoorlaatfilter achter de Servo veroorzaakte een kleine boost in het laag wat echt ongewenst is, bij een niet inverterende Servo zoals ik wel eens meer gebruikte werkte dat wel goed.

Edit: bijgewerkt schema

De vervorming in de tweede trap kumt nu op 0,002% bij 50Hz (volgens datasheet) en bij 20KHz op 0,0006%
In de derde trap zitten we op 0,0004% en 0,00007% bij 20K (bij 20k zit je rond de 1x versterking).

[Pjotr]

Als je de gain evenredig verdeelt over 2 op amps en de 75us met de eerste trap doet en de 3180us en 318 uS met de tweede trap, kun je het ook zo doen:

3189u-318u.gif (2.19 KiB) 227 keer bekeken

Dit heeft een -3 dB punt op 12 Hz, laag genoeg om niet in de weg te zitten.

B.t.w. de LME49860 is de 44V uitvoering van de LM4562. Zelf zou ik daar de single LME49710 voor gebruiken.

[Mr Tube]

Ja inderdaad!

als je tussen de twee opamps een koppel C zet dan heb je de servo niet nodig. Die 2,2uF is ook nog een mooie waarde om er wat meer audiofiele condensatoren te nemen. Ik zou zelf gaan voor een Mindorf mcap (die witte) met parallel nog een klein c'tje.

Alleen is de offset niet echt klein te krijgen, de bias is 10-72nA en dat geeft in een weerstand van 100K toch al snel een offset van 1 a 7mV

[Pjotr]

Kijk eens naar deze: http://nl.farnell.com/panasonic/ecwf210 ... dp/1854891

Zijn mooi klein wat de HF eigenschappen zeer ten goede komt. Daarvan 2 parallel en dan 220nF PP er parallel aan. Dan heb je het en klein en niet te overtreffen denk ik.

[Mr Tube]

Kijk eens naar deze: http://nl.farnell.com/panasonic/ecwf210 ... dp/1854891

Zijn mooi klein wat de HF eigenschappen zeer ten goede komt. Daarvan 2 parallel en dan 220nF PP er parallel aan. Dan heb je het en klein en niet te overtreffen denk ik.

dat is inderdaad een interessante serie condensatoren, zou alleen die 220nF weglaten anders krijg je zo'n bos condensatoren..... je kan de schakeling op 2uF berekenen.

[Pjotr]

Met 2u verschuift het naar 12,8 Hz, niet iets om wakker van te liggen. Die kleine C parallel zit er voor een beter hoogfrequent gedrag boven de 100 KHz. Maar misschien zijn deze C's zo goed dat het niet hoeft, dat moet je nameten uiteindelijk. C3 is om diezelfde reden ook 15nF + 100 pF. R5 kun je i.v.m. met ruis niet groter gaan maken, wel kleiner. Dit is een redelijk optimale waarde waarbij de ruis t.o.v. de ingangstrap vrijwel niet toeneemt als de ingang 30dB - 32dB versterkt op lage frequenties.

De input bias stroom loopt nu door R6 en met de LME49710 kom je dan op een uitgang off-set van 1,4 mV (typ). Als je dat teveel vindt zou ik die weg trimmen met een potmeterje. De drift ervan is maar 0,1 nA/Gr.C

[Mr Tube]

Dit vind ik allemaal perfect, daar is niets tegen in te brengen.
alleen het offset probleem.....

de offset stroom aan de ingangen kan worstcase 62nA zijn, als ik de ingangs weerstand gelijk hou aan die in de tegenkoppeling om de balans te verkrijgen dan nog blijft er een maximale offset over van zo'n 12mV. Wellicht valt het met een afregelpunt weg te werken als we geen servo willen.... ik vind de waarde van 12mV in elk geval onacceptabel.

[Pjotr]

Ja, dat is wel een punt en dan heb je nog niet eens de off-set van de eerste trap er bij als je die twee DC koppelt.

Ik heb aardig wat van die LME-serie gebruikt inmiddels en ze liggen vrijwel allemaal rond de typ waarde en eerder er onder dan er boven. De grenswaarde heb ik nog niet meegemaakt.

Zal vanavond eens de eerste trap er aan plakken met een AD8671 en eens een ruisanalyse doen. Heb het idee dat dit wel mooi gaat worden en toch redelijk simpel blijft

[b_force]

Een LME49720 (= LM4562) heeft een ruis van 2,7nV/wortel(Hz)

Ik bekijk net de datasheet van de AD8671 en die komt op 2,8nV uit.
Daar zit toch amper verschil in?
Beiden bij 1kHZ.

Enkel de offset voltage is ietsjes meer, hoewel de waarde niet gelijkwaardig gemeten zijn volgens mij.

[Pjotr]

Lees even het topic van begin af aan Bart, wordt het misschien duidelijk.

Ohw ja, alles wat je weten moet over ruis bij op-amps: http://www.ti.com/lit/an/slva043b/slva043b.pdf

[b_force]

Nou dat heb ik gedaan Peter.
Maar ik zie uit de datasheet weinig bijzondere verschillen tussen een AD8671 en een LME49720
Dus ik vraag om wat uitleg, niet om een of andere verwijzing.
De mindere ruis is niet echt te vinden namelijk.


AD797 kan ik wil begrijpen die heeft wat lagere ruis.
Een OPA211 is trouwens ook niet verkeerd.

Uit de datasheet van de OPA211 is trouwens op te maken dat de vervorming zeker niet altijd hoeft te stijgen met de gain.
Bij een gain van 1 vervormt hij van 20Hz tot 2kHz 0,000035% = -129dB
Bij een gain van 11 (dus 11 keer zoveel = 20,8dB) vervormt hij 0,000060% = -124dB
Dat is bij een BW filter >500kHz.
Bij BW 80kHz filter is het verschil amper te zien.

Duidelijk is wel dat je een OPA211 beter geïnverteerd kunt gebruiken.