T-Project 9: T-Phonum MKII

Anche se negli ultimi mesi non ho avuto il tempo (e lo spirito) che avrei voluto per dedicarmi alla realizzazione degli ultimi progetti, con una recente richiesta di un mio conoscente ho colto l'occasione per "rimettermi al passo" e rivedere il progetto originario del T-Phonum. Lo scopo di questa “revisione su richiesta” è essenzialmente stato quello di estenderne l’impiego in modalità MM/MC e migliorare le possibilità d’interfacciamento con le testine magnetiche oltre che, ovviamente, affinarne le prestazioni generali.



Alla fine, ho disegnato una nuova scheda, delle dimensioni di 10 per 12 centimetri che questa volta include sia lo stadio d’alimentazione che i due stadi phono, realizzati in configurazione dual-mono con alimentazione condivisa (ma separata da due reti RC). Infatti, questa volta sono impiegati quattro operazionali singoli, anziché due operazionali duali; in questo modo la separazione dei canali è molto elevata, verosimilmente superiore ai 90 dB.



Con un deviatore realizzato su strip-line direttamente sulla scheda, è possibile selezionare tra le modalità MM e MC. Questo deviatore agisce sul secondo stadio amplificatore in modo da variare l'amplificazione complessiva del circuito tra 40 dB (modalità MM) e 60 dB (modalità MC).



Un altro selettore permette di impostare la capacità d'ingresso a 100 pF, 220 pF e 470 pF. La funzione di questa capacità è quella di risonare con la testina, determinandone la corretta risposta in frequenza. Nonostante il suo valore non sia assolutamente critico (tanto che molti preamplificatori phono montano una sola capacità predefinita), per ottenere le migliori prestazioni e la massima fedeltà nella riproduzione è conveniente impostare il valore più prossimo a quello indicato sulle specifiche tecniche fornite dal costruttore della testina. In mancanza, si può impostare al valore intermedio di 220 pF ed, eventualmente, affinare la scelta ad orecchio.



Per il primo esemplare della nuova versione ho impiegato dei comunissimi amplificatori operazionali bi-FET a basso rumore di tipo TL081, con una distorsione totale dalle parti dello 0,003%. Questi amplificatori sono già in grado di fornire ottime prestazioni in questa configurazione, ma possono essere sostituiti con qualsiasi altro modello singolo, come i più prestanti e mooolto più silenziosi OP27 o OP37, che hanno un rumore d'ingresso di soli 3 nV/√Hz (contro i 25 nV/√Hz del TL081).

I piani di massa dei due canali e delle alimentazioni si uniscono in un unico punto centrale, direttamente collegato alla massa del giradischi (morsetto sul retro). Questo, già impiegando i TL081, ha permesso di ottenere un rapporto segnale/rumore migliore di 84 dB in modalità MM e migliore di 68 dB in modalità MC. Impiegando amplificatori operazionali meno rumorosi, le cose migliorano ulteriormente, e non di poco.

La rete RIAA ibrida (come al solito, costituita dalla parte passiva per le alte frequenze e quella attiva per le basse frequenze) è invariata rispetto alla versione originaria, ma questa volta ho impiegato dei condensatori al poliestere metallizzato (PET, MKT) a bassa tolleranza (5%), che garantiscono un’ottima stabilità ed una risposta del tutto onesta entro la banda di frequenze interessate.



Anche in questo caso la riproduzione della curva RIAA è estremamente fedele, e si discosta al massimo di soli ±0,1 dB rispetto alla curva RIAA ideale in tutta la banda audio. Per l’accoppiamento in alternata degli stadi ho usato dei condensatori al poliestere metallizzato Wima (serie MKS2) da 3,3 µF (50 V), che possono essere tranquillamente sostituiti dai tantalio (o se possibile, dai "wet tantalum") da 6,8 µF (25 V) come nella prima versione del T-Phonum. E visto che qualcuno non aveva gradito i supporti adesivi per fissare le schede al contenitore...

AndreaFx ha scritto:... oppure potrei bucare il case e mettere i distanziali "seri"

scorpio92 ha scritto:Che vuoi dire, che gli appiccichini non sono seri?

... questa volta non c'è neanche bisogno di distanziali, perché bastano le guide preesistenti sul case (10 cm) per fissare stabilmente la scheda.



Ed il lato B, dove si vedono anche i connettori da 2,54 mm che ho usato per ottimizzare il montaggio dei cavi. In alternativa, i cavi si possono saldare direttamente sulla scheda come al solito.



Il contenitore è lo stesso della prima versione, così come il trasformatore d'alimentazione con uscita in corrente alternata.



Se qualcuno è interessato al progetto, posto tutti gli schemi non appena ho finito di controllare che siano ok.

Ciao,
Niki

Grazie per i complimenti!

Ecco gli schemi, questo è di un canale...



... e questo è dell'altro.



Infine, lo stadio d'alimentazione. L'unica aggiunta è D3, che serve ad evitare che il LED si polarizzi inversamente accorciandosi la vita.



Anche qui, il trasformatore da parete deve fornire una corrente alternata di circa 12 V. Nel frattempo preparo pure la lista di tutti i componenti che ho usato. Indicativamente, la spesa di realizzazione è di poco superiore a quella della prima versione.

Ciao,
Niki

Grazie per tutti questi complimenti, sono davvero lusingato!

mikelangeloz ha scritto:Mi accodo anche io alla richiesta di pcb, se fosse possibile...
Non vedo l'ora di costruirlo e sentire come suona. Ps: ma che contenitore usi?

I contenitori li ho acquistati su eBay, basta cercare "aluminum project box" e trovare quello con le guide da 10 cm come questo. Per le PCB, devo valutare come sono messo con l'uni questa settimana, ma penso di poterne fare qualcuna nel weekend. In caso, ti faccio un fischio quando ne ho fatta qualcuna.

Giancarlo Campesan ha scritto:Progetto e realizzazione f a v o l o s i. Aggiungendo uno stadio di amplificazione a integrati, due altri ingressi, un commutatore ed un potenziometro verrebbe in interessantissimo e, penso, bensuonante preamplificatore completo. Lo vedremo mai?

Grazie Giancarlo! La tua idea è interessantissima, da prendere assolutamente in considerazione. Se ci sono ulteriori consigli in merito, sono tutto orecchie!

poeta_m1 ha scritto:
Eheh, questo deriva da un mio suggerimento...
Manca soltanto la possibilità di scegliere l'impedenza di ingresso, presumo fissata a 47K, giusto?

Sì, l'idea di aggiungere il selettore MM/MC (già dalla prima versione) è partita proprio dal nostro Poeta, c'è da riconoscerglielo!

Per il selettore dell'impedenza d'ingresso, sia le testine MM che MC lavorano correttamente su quel valore d'impedenza (anche se alcuni costruttori dichiarano altri valori più bassi), quindi ho pensato che aggiungere un selettore d'impedenza sarebbe stato del tutto superfluo. Ma si può fare!

Prometto che appena ricavo il tempo necessario, faccio la lista dei componenti.

Ciao,
Niki

Grazie ancora per i complimenti, sono davvero incoraggianti!

tino84 ha scritto:come si fa a dare "senior" a uno di 18 anni?
quantomeno DIY junior

Ahah, non fa una piega...

Ho fatto la lista, da prendere con le pinze perché con la memoria effettivamente... "senior" che mi ritrovo, potrebbe facilmente mancare qualcosa...

Codice:

4   Res. 10 Ω   1% [o simile]
2   Res. 487 Ω   1%
4   Res. 1,15 kΩ   1%
2   Res. 1,96 kΩ   1%
2   Res. 3,92 kΩ   1%
2   Res. 12,7 kΩ   1%
1   Res. 27 kΩ   5% [o simile]
4   Res. 47,5 kΩ   1%
2   Res. 66,5 kΩ   1%
4   Res. 118 kΩ   1%

2   Cap. 100 pF   film plastico o ceramico
2   Cap. 220 pF   film plastico o ceramico
2   Cap. 470 pF   film plastico o ceramico
2   Cap. 27 nF   5%, MKT
2   Cap. 39 nF   5%, MKT
12   Cap. 100 nF   ceramico (a disco)
1   Cap. 1 µF   tantalio
1   Cap. 1 µF   ceramico (multistrato)
4   Cap. 3,3 µF   MKT
2   Cap. 220 µF   10 V [o più], elettrolitico a bassa ESR
2   Cap. 2200 µF   25 V, elettrolitico

1   LM7812
1   LM7912
5   1N4936      [o qualsiasi diodo simile, possibilmente di tipo fast, ma non Schottky]
1   LED blu   3 mm
4   TL081      [o altro operazionale singolo]

1   Connettore d'alimentazione
4   Zoccoli 8 poli
1   Set di connettori XH-4P (2,54 mm)
4   Set di connettori XH-2P (2,54 mm)
1   Trasformatore da presa da 12 V alternati
4   RCA isolate da pannello
1   Ghiera da pannello per LED
1   Morsetto serrafilo da pannello (GND)
1   Contenitore
   Circuito stampato
   Cavi q.b.
   

Ovviamente, ho indicato i componenti che ho usato personalmente, ma nulla vieta di usarne di simili; infatti, tra parentesi è indicata qualche possibile variazione. Spero di non aver fatto pasticci!

icsnerdics ha scritto:dove sei finito a studiare? Univpm? ingegneria elettronica? vado a naso.

Non proprio, alla fine ho preso Biotecnologie a Urbino. Sorpresa!

In realtà, la genetica e la biochimica mi hanno sempre attratto moltissimo, così dopo la maturità da "tecnico chimico-biologico" ho deciso di continaure sulla stessa strada. Anche se in realtà le due cose hanno molti più punti in comune di quanti se ne possano immaginare (gira e rigira, i meccanismi del mondo fisico sono sempre gli stessi), ho voluto far restare l'elettronica una mia passione, da coltivare quando e come voglio. Penso che nella vita sia molto utile diversificare e spaziare tra le cose che ci appassionano; avere qualche materia da coltivare fuori dagli studi mi pare sia un ottimo modo per tenere acceso l'interesse e, cosa ben più importante, mantenersi attivi. Ma ce n'è di strada da fare!

Ciao,
Niki

I regolatori 78Lxx dispongono di una minor corrente in uscita (fino a circa 0,1 A), che in questo caso è più che sufficiente. Tuttavia, presentano anche una peggiore reiezione del ripple (circa 50 dB contro i 70-80 dB dei regolatori 78xx). Anche questo è sicuramente accettabile, ma è comunque un peggioramento di circa 20 dB sull'attenuazione del ripple.

Inoltre ho notato che i regolatori 78Lxx sembrano essere più sensibili al fenomeno dell'output latch che si verifica negli alimentatori duali; in teoria, i due diodi montati all'uscita dovrebbero proprio prevenire questo inconveniente, ma non so se potresti avere qualche problema usando questi regolatori.

Ti ricordo che i 7812/7912 sono reperibili in qualsiasi negozio di elettronica a circa 1 € al pezzo.

el3kim ha scritto:grazie mille, sei gentilissimo

Figurati, è un piacere! (:

Ciao,
Niki

I resistori a strato metallico (±1% di tolleranza) sono del tipo più comune, ovvero da 0,6 W. Comunque, anche se trovi dati differenti, non ci sono problemi, il valore non è critico (minimo 0,25 W).

Ciao,
Niki

el3kim ha scritto:volevo sapere se il trasformatore è un componente critico per il rumore o se posso risparmiarmi i 20€ del 12V Friwo 700mA.
Al momento dispongo di 2 toroidali 12V 50VA gemelli potrebbero andare?

Un trasformatore esterno è sicuramente la scelta ideale per quanto riguarda il rumore. Tuttavia, se curi attentamente il cablaggio ed usi un box abbastanza grande (es. uno di quelli in formato rack da 1 unità) in modo da distanziare sufficientemente il trasformatore, non dovresti avere ronzii udibili neanche nella modalità MC.

Il vero problema, però, è quello di prevenire ground loop. Dato che in questo modo avresti la tensione di rete all'interno di un box in metallo, dovrai necessariamente provvedere a mettere in sicurezza il tutto, usando la messa a terra o la tecnica del doppio isolamento.

Considera però che la messa a terra in questo caso costituisce un problema, in quanto se nell'impianto hai altri dispositivi con messa a terra, finirai quasi sicuramente col formare un ground loop. Per evitare questo, di solito si ricorre alla tecnica del doppio isolamento.

Ma come si fanno i buchi e le serigrafie sul case?

L'interruttore a slitta è un po' complesso da montare: dovresti realizzare una finestrella con una fresatrice, oppure fare un buco circolare abbastanza grande (poco elegante, direi). Invece, gli interruttori a levetta sono sicuramente più immediati da montare. Ti consiglio di fare i collegamenti corti, e di lasciarli distanziati in modo da non far interferire i due canali. In alternativa, usa del cavo schermato con due poli interni e collega lo schermo a massa (da un solo lato): così elimini ogni problema di diafonia.

Il logo sul box è inciso al laser a CO₂. Una serigrafia è sicuramente meno conveniente (per un solo pezzo) perché sarebbe necessario preparare dei master che hanno un costo notevole (dalle mie parti non mi hanno chiesto meno di 70 €).

Ciao,
Niki

mikelangeloz ha scritto:Bello l'interruttore! Sarà adatto allo scopo? Cioè parla di 35 volt, è il carico massimo che può tenere? Poi mi piacerebbe alimentare il led con l'alimentazione già prevista dal progetto, non direttamente con i 12 volt e resistenza. Ho paura che sporchi il suono, paranoia o realtà?

Credo proprio non ci saranno problemi da questo punto di vista. L'unica cosa da ragionare è come collegarlo: dato che l'alimentazione è in corrente alternata, il LED potrebbe avere vita breve se non opportunamente protetto dalle inversioni di polarità. Se trovate uno schema dei collegamenti dell'interruttore, possiamo dargli un'occhiata.

mikelangeloz ha scritto:PS: Sto guardando sul sito degli interruttori, e visto che ci siamo sarebbe molto fico mettere un interruttore anche per l'impedenza della testina. Che dite si può fare?

Bisognerebbe curare davvero molto i cablaggi, tra impedenze e capacità parassite dovute al cablaggio, in quel punto non la vedo come una cosa molto positiva da fare.

I cavi che uso di solito sono degli RG 174, abbastanza diffusi e molto adatti allo scopo. Oltre ad essere cavi di ottima qualità (sia per la schermatura che per l'isolante), sono anche molto facili da collegare dato che sono sottili e flessibili.

Ciao,
Niki

el3kim ha scritto:Nel datasheet dell'interruttore il led blu risulta da 20mA 2.8V per caso dovrei modificare il valore della resistenza(R24) in serie?

Quei parametri sono quelli tipici per molti LED blu, e volendone sfruttare la massima luminosità si potrebbe usare un resistore da almeno (12V∙√2-2,8V)/0,02A = 710 Ω; con questo valore, però, usando un normale LED sul frontale, si sarebbe ottenuta una luminosità eccessiva, allora per evitare l'effetto "abbaglianti bi-xeno puntati in faccia", ho portato il valore dalle parti dei 27 kΩ.

Tuttavia, per quel tipo di pulsante, penso si potrebbe aumentare la corrente che scorre nel LED; proverei con un resistore da 8,2 kΩ, ad esempio, per vedere se l'effetto è piacevole.

el3kim ha scritto:Se si saldano R24 e D3 si deve cambiare la disposizione nel connettore di alimentazione(E5) che ora diventa
pin1 12V~IN
pin2 GND IN
pin3 GND OUT
pin4 12V~OUT

In riferimento allo schema non c'è da cambiare nessuna disposizione: se vuoi collegare R24 e D3 direttamente sull'interruttore, ti basta usare 3 dei 4 pin a disposizione sul connettore E5, in questo modo.



Però, per una semplice questione d'ordine e pulizia, monterei R24 e D3 sul circuito, e porterei solo i cavi all'interruttore.



In questo modo, si evitano collegamenti volanti ed il tutto va cablato normalmente.

Ciao,
Niki

Ecco lo schema dei collegamenti.



In questo modo non ci sono cortocircuiti e non devi fare nessuna modifica alla scheda.

Ciao,
Niki

I regolatori LM7815 richiedono una tensione minima d'ingresso di 17,7 V, dunque con 17 V sei già sotto il limite.

In ogni modo, usando un trasformatore con secondario da 12 V, avrai una tensione sui condensatori di 12 V · √2 - 0,7 V = 16,22 V con una tolleranza (dovuta alle fluttuazioni della tensione di rete) del ±10%

Questo fa si che ci sia la possibilità di trovare una tensione compresa tra 14,6 V a 17,8 V. Pertanto, non è garantito il corretto funzionamento del regolatore (specie se in alcuni momenti della giornata la tensione di rete cala un po'), e questo potrebbe compromettere la stabilità della tensione d'alimentazione degli operazionali.

Per questo, ti consiglio di usare un trasformatore da almeno 15 V, che fornisce una tensione continua di circa 20,5 V ±10%, sicuramente adatta a far funzionare bene i regolatori.

Ciao,
Niki

Segue discussione qui:

https://www.tforumhifi.com/t34949-discussione-su-t-project-9-t-phonum-mkii#323776