Эталонный усилитель для электростатических наушников: заметки с тегом SRM-727A

Что не так с усилителем STAX SRM-727A/SRM-727II?

Wed, 29 May 2024 16:37:44 +0300

Так исторически сложилось, что пластинки, которые я иногда слушаю, я прослушиваю через старшую модель усилителя для электростатов STAX SRM-727A. Младшая модель, причём самая младшая в линейке какого-то там лохматого года — SRM -Xh, используется мной для прослушивания записей с компьютера. Усилитель не идеален, но на малой громкости слушать можно.

Винил с усилителем SRM-727A спелись очень хорошо, вот даже замечаний нет. Это тем более естественно, что корректор собран мною лично и с учётом, если так можно выразиться, моего понимания правильного усилителестроения. За основу была взята схема Accuphase C-27, чуть изменённая и с теми электронными компонентами, которые я считаю правильным применить для этой схемы. Корректор получился изумительным, по ссылке http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=79079/ есть пара картинок и схема, кому интересно. Но не об этом речь.

Тут решил подключить SRM-727A к компу вместо младшей модели, и какого-же было моё удивления, что помимо большей ясности, воздуха, значительно меньших искажений, напрочь, вот именно так ощущается переключения с одного усилителя на другой, пропали верхние частоты, — как будто их срезали фильтром. Решил разобраться с этим вопросом, тем более, что схема SRM-727A у меня теперь имеется.

Для начала, картинка с тех. параметрами, — она нам понадобиться.

В самой первой же строчке видим, что ширина полосы пропускания усилителя составляет целых 115 кГц (при -3 дБ)! Круто, подумали мы, даже Hi-Res (условно, диапазон от нуля до 100 кГц) можем слушать без искажения тонального баланса. Тогда почему же при прослушивании записей мы не слышим высоких частот?! А давайте на всякий случай графически проверим АЧХ, мало ли что, ну у нас же есть схема и программа компьютерного моделирования LTSpice.

Сказано — сделано!

Примечание: промоделируем схему с учётом переменного резистора регулятора громкости, пусть он буде выставлен, скажем, на 12 часов (думаю никто на полную мощность не слушает усилитель), т. е. со среднего вывода снимается половина входного напряжения сигнала. Сопротивление регулятора громкости возьмём из спецификации выше — 50 кОм для каждого канала (да, он спаренный из четырёх секций).

Входная часть схемы будет такой:

Для начала, убедимся, что наша модель схемы не занижает верхнюю граничную частоту. Вот какая АЧХ получится, при выкрученной ручке регулятора громкости на максимум (т. е. нивелируем влияние сопротивления резистора на частоту):

Примечание: картинка скомпилирована из 2-х с тем умыслом, чтобы было хорошо видно ход АЧХ.

На картинке частоте 115 кГц соответствует спад всего 2,4 дБ (а не 3 дБ), лучше даже, чем в спецификации. В целом, неплохо АЧХ смотрится (подумали мы). Практически ровная, на конце небольшой спад. Не может он так влиять на качество звука. Мы так думаем.

А давайте-ка посмотрим ход АЧХ уже с учётом резистора регулятора громкости (как описано выше). Смотрим:

Видим, что какой-то наглый регулятор громкости изменил нашу АЧХ на высоких частотах в разы!!! Вот же сволочь! Или, кто-то скажет, что эти изменения небольшие? Тогда давайте сделаем следующее: переведём вертикальную шкалу из дБ в линейный масштаб, то есть усиление в разы. Смотрим что получилось на картинке ниже:

Ну шо, посмотрели? Осознали? Как говорится, шах и мат, любители высококачественного звука! Пожалуй, даже слепой не сможет не заметить, что из себя представляет АЧХ данного «усилителя».

Для тех, кто не видит, поясню: спад АЧХ заметен (визуально) уже на 2 кГц, далее спад усиливается и с частоты 20 кГц резко идёт вниз. Получается, что данная модель усилителя не то, чтобы была готова к воспроизведению Hi-Res-форматов, но даже не в состоянии качественно воспроизвести формат Audio-CD. Такое ощущение, будто-бы все разработчики сговорились (рекомендую прочитать мой обзор SMSL M400 по ссылке https://www.univerge.ru/all/obzor-cap-a-smsl-m400/)!

Анализ схемы показывает, что АЧХ «гробят» в первую очередь конденсаторы 220pF на входе усилителя. Конкретную величину вклада конденсаторов в ослабление верхних (да даже и средних!!!) частот можно увидеть на картинке ниже (графики сняты для величин кондёров в 0 (ноль) pF и стандартные 220pF):

На картинке хорошо видно влияние этих конденсаторов. Если их выпаять, то усилитель SRM-727A всё-таки (с натяжкой) способен достоверно воспроизвести запись CD-качества, но по-прежнему лишён возможности достоверно воспроизводить Hi-Res-форматы.

В принципе сложности разработки высоковольтных усилителей для Стаксов понятны, но я не могу понять, почему разработчики из STAX так вольно обращаются с АЧХ усилителя. Кто знает почему, — расскажите.

Какое может быть решение проблемы? 100% решения проблемы нет, поскольку даже без кондёров на входе имеется значительный (для перфекциониста) спад АЧХ на высоких частотах. Но частичное решение видно сразу — выпаять эти кондёры с плат усилителя + (важно) на входных разъёмах установить RC-цепочки с номиналами где-то 100 Ом/100pF. Совсем без фильтров усилитель оставлять сильно не желательно.

Что интересно, таким же недугом, который здесь описан, скорее всего подвержены и ВСЕ остальные усилители от STAX среднего и верхнего ценового уровней, вот есть у меня в этом уверенность почему-то; вряд ли они кардинально меняют схемотехнику входных каскадов своих усилителей. Из этого следует, что частичное решение проблемы спада АЧХ на высоких частотах может подойти и к другим усилителям от STAX.

Ну и, наконец, важно и другое: подтвердилось, что проблем со слухам у меня нет, и усилитель действительно фильтрует (ослабляет) высокие частоты :)

Схема усилителя STAX SRM-727ASRM-727II для электростатических наушников

Wed, 29 May 2024 16:29:01 +0300

Давно искал схему усилителя STAX SRM-727A (это для Японии, питание 110В; у нас он называется STAX SRM-727II). Хотелось прикинуть его искажения в программе компьютерного моделирования LTSpice, а то данные спецификации слишком куцые.

Известный многим Кевин Гилмор в своё время владел сайтом, где были выложены схемы различных усилителей (в том числе и выше упомянутый), но бобик «сдох», и доступ к схемам пропал (а я её не скачал в те ещё времена).

Но вот буквально некоторое время назад на head-case.org он дал новую ссылку на свой архив, который успешно был мной скачен. Выбрал нужную схему, забил её в симулятор и запустил. Но схема «не завелась» — шла генерация. Пришлось разбираться.

Как оказалось, в схеме не были указаны два конденсатора, что интересно, реализованные в виде площадок проводников с обеих сторон печатной платы (т. е конденсатора в обычном понимании на плате не было), создающие определённую, очень небольшую (порядка долей пикоФарада) ёмкость. Как только были добавлены ёмкости, схема заработала без дополнительной правки. Это был первый косяк в схеме Гилмора.

Второй косяк был в том, что он неправильно указал номинал истоковый резисторов во входном каскаде на полевых транзисторов, снизив их сопротивление с 560 до 200 Ом, и тем самым увеличив коэффициент усиления схемы (доведя её до 70 дБ). Есть предположение (моё), что таким образом он пытался придать усилителю устойчивость (из-за отсутствующих конденсаторов на его схеме), ибо чем больше усиление схемы, тем больше запас по фазе на частоте единичного усиления петлевого.

Кстати, пока не забыл, реальный коэффициент усиления усилка SRM-727A оказался 60 дБ, хотя в инструкции указано значение 54 дБ (к SRM-727II; на RM-727A инструкции, очень неожиданно, пока не обнаружил).

Примечание: 54 дБ — это усиления для небалансных входов (проверено лично мной). Для балансных будет как раз 60 дБ (а вот это только предположение, надо будет как-нибудь проверить).

В общем пришлось снять крышку и вынуть плату одного канала для проверки схемотехники, выложенной Гилмором. Что заняло некоторое время. Вот картинка одного канала. Фактически, это и есть (почти) вся схема усилителя (кроме выходного каскада; он обведён красной пунктирной линией на схеме).

Ну и как вишенка на торте — сама схема. Показаны искажения для различных вариантов моделирования входного сигнала по частоте и уровню. В реальности эти параметры могут значительно отличаться в большую сторону. Обычно, чем меньше искажения при моделировании, тем больше ошибка с измерениями реальной схемы — реальные искажения могут быть на порядок, или даже два, больше. И наоборот: чем больше смоделированные искажения, тем меньше отличий в измерениях от реальной схемы.

Нумерация на схеме (та, которая не в красной рамке) соответствует нумерации элементов на плате.