Onkyo P-303:n RIAA

Risto_H

Hifiharrastaja
Liittynyt
6.12.2018
Viestejä
1 485
Kaupunki
Järvenpää
Vinyylipuolella oli "Pieniä kysymyksiä" -ketjussa juttua otsikon etuvahvistimesta ja sen RIAA-osasta. Koska toteutus näytti mielenkiintoiselta ja hyvältä ja päällepäätteeksi netistä löytyi skemat sisältävä huolto-ohje, päätin kokeilla simuloimalla selvittää kuinka hyvä se oikeastaan on ja pystyisikö sitä modaamaan vielä paremmaksi. Omaan silmääni nimittäin osui skemasta hieman "paniikinomaisesti" toteutettu vahvistinasteen kompensointi. Tällä tarkoitan sitä että ottoasteen differentiaalitransistorien B-E -väleihin oli ripoteltu pieniä kondensaattoreita transistoreja hidastamaan ja lisäksi lähtöasteessa oli haitalliseksi osoitettu Miller-kompensointi. No, homma ei tietenkään osoittautunut triviaaliksi ja vaatii mietintää mutta vaikuttaa siltä että Onkyota saa melko helposti paranneltua.

Laitan tähän aluksi simulointituloksen alkuperäisen kytkennän RIAA-tarkkuudesta:
P-330 original response 10 Hz - 40 kHz .jpg

Tässä on taajuusvastevirhe piirrettynä outputista ja ennen outputissa olevaa alipäästösuodatinta. Ennen alipäästösuodatinta otettu vaste on kohdallaan 0,12 dB tarkkuudella (sininen käyrä) mitä voi pitää erinomaisena mutta lähdössä oleva 1. asteen 20 kHz alipäästö pilaa vasteen (vihreä käyrä). Jostain syystä valmistaja on halunnut rajoittaa toistoa yläpäästä turhan reippaasti ja minä korjaisin kytkentää pienentämällä 18 k vastusta jonnekin 1 - 2 k paikkeille jolloin alipäästön -3 dB piste nousee 200 kHz paikkeille eikä se enää vaikuta haitallisesti vasteeseen kuuloalueella. Myös tuota 390 pF konkkaa voisi pienentää 100 pF paikkeille jolloin vastusarvoksi kävisi vaikkapa 4,7 k.

Huomatkaa että kytkentää on hieman yksinkertaistettu poistamalla DC-erotuskonkat ja niihin liittyvät isohkot vastukset mikä ei vaikuta simulointiin tässä vaiheessa. Alkuperäiset transistorit on korvattu LTSpicestä valmiina löytyvillä malleilla mikä ei juuri vaikuta itse RIAA-ketjun simulointiin mutta vaikuttaa kyllä kompensointiin mikä tullaan huomaamaan. Käytetyt transistorit ovat saman teholuokan osia vaikkakin ottoasteen transistorit eivät ole jännitekestoltaan ihan vastaavia kuin Onkyon käyttämät. Toisaalta ne ovat sitten nopeampia.

Lähtöasteen transistoreissa kuluu jo jonkin verran tehoakin joten siellä on suhteellisen järeät kivet. Skemasta näkyy että ne ovat japanilaisia tyyppimerkinnältään kuten alkuperäisetkin ja yllättäen muutenkin aika lähellä. Suurin ero on nopeus joka on uudemmilla tyypeillä paljon parempi eli bipolaaritransistoritkin ovat kehittyneet aikojen kuluessa.

Tässä vielä ylläolevassa simuloinnissa käytetty kytkentä:

P-330 original response schematic.jpg

Tässähän on itse asiassa kyseessä diskreetti oparikytkentä!

PS: Tarkkasilmäinen lukija huomannee että olen käyttänyt laitteesta aluksi väärää tyyppimerkintää joka johtui ihan näppivirheestä. Joissakin screenshoteissa on vielä tuo virhe mutta kyseessä on siis oikeasti P-303. :D
 
Viimeksi muokattu:
Lähdön sarjavastus on todennäköisesti 1,8k. Pilkku numeroiden välistä on hukkunut huoltomanuaalia/kytkentäkaaviota kopioitaessa.
Tähän viittaisi sekä ilmoitettu taajuusvaste että ainakin minun löytämässäni kytkentäkaaviossa vastuksen merkinnän numeroiden välissä oleva tyhjä väli (vertaa tulotransistorin 18k kollektorinvastuksen merkintä).

"Haitalliseksi osoitettu Miller-kompensointi"? Ei kai oikein mitoitetussa miller kompensoinnissa ole vikaa? Käsittääkseni suuri/suurin osa audiovahvistimista käyttää yhä Miller kompensointia.
Väärällä mitoituksella sillä saa tietysti pilattua vahvistimen nousunopeuden.
 
Tuo pilkun puuttuminen kyllä selittäisi mainitun outouden taajuusvasteessa. Mietin itsekin että voiko olla näin hölmö moka huoltomanuaalissa mutta ei olisi ensimmäinen kerta. Pitää katsoa huoltomanuaalin osalistasta mitä siellä lukee. :)

No Miller-kompensoinnin pystyy useimmiten välttämään jos näkee vaivaa, hidastus se on pienikin hidastus mutta on totta että se muuttuu oikeasti haitalliseksi vasta silloin kun normaali audiosignaali (joksi pitää kylläkin laskea esim. vinyylien ikävät napsahdukset) uhkaa ajaa vahvistusasteen slew-tilaan. Tässä tapauksessa Miller-kondensaattorit ovat varsin maltilliset kooltaan joten se ei ole suurin ongelma tässä. Sen sijaan pidän ottoasteen B-E -väleihin ripoteltuja konkkia melkoisen turhina ja voisin vetää johtopäätöksen että ne on lisätty sinne kiireellä kun on havaittu että tuotantolaite ei ollutkaan ehdottoman stabiili kaikissa oloissa. Siitä huolimatta tämä kytkentä ei oikein tykkää nykyaikaisista nopeammista transistoreista vaan kompensointi menee uusiksi. vaihevara tippuu turhan ohueksi ainakin tällä kytkennällä ja transistorivalinnoilla.

Pistän tänne kuvan vaihevarasta kunhan ehdin...

Aloin myös kehitellä vaihtoehtoista kompensointia joka toimiikin lupaavasti mutta ei vielä ratkaise ihan koko ongelmaa.
 
Tutkailin huolto-ohjetta tarkemmin mutta siinä ei ole listattu kaikkia vastuksia. Pilkun puuttuminen on kuitenkin hyvin mahdollista, jopa todennäköistä R181:stä sillä vaikuttaa että pilkun kohdalla on ollut taitos alkuperäisessä sivussa. Osalistasta selviää kuitenkin että RIAA-ketjussa on käytetty 2% polypropyleenikondensaattoreita eli tarkkuus on hyvä ihan oikeastikin.

Tässä simulointitulos vaihevarasta RIAA-ketju poistettuna ja korvattuna 20 dB vahvistuksen antavalla resistiivisellä takaisinkytkennällä.
P-303 original phase margin without RIAA 20 dB.jpg

Kuvasta nähdään että vaihevara on 61 astetta mutta pitää samalla ottaa huomioon että tuossa on 20 dB vahvistusta mikä auttaa. RIAA-ketjun kanssa tilanne poikkeaa hieman sillä vahvistus isommilla taajuuksilla putoaa korjauksen takia aikaisemmin ja tasoittuu yhteen lähteäkseen uudelleen alaspäin vasta hieman yli 10 MHz missä on ikävä kyllä kaksi napaa lähekkäin. Tämä syö vaihevaran aika huonoksi. Toisaalta kuvasta näkee myös että siirtofunktiossa on myös nollia hieman ylempänä. Arvailen että alkuperäisillä transistoreilla joku niistä osuu hieman alemmas jolloin kytkentä on hyvinkin stabiili. Toisin sanoen jos aikoisi rakentaa vahvistimen simulaation transistoreilla, pitäisi houkutella yksi nolla selvästi alemmalle taajuudelle muuttamalla jokin kompensoinnin osista napa/nolla -pariksi. Toinen vaihtoehto on liikuttaa toista tuolla 10 Mhz tienoilla olevaa napaa reippaasti ylöspäin.

Tässä vielä simulointikytkentä:
P-303 original phase margin without RIAA 20 dB schematic.jpg
 

Liitteet

  • Onkyo-P303_RIAA_original.zip
    2,3 KB · Katsottu: 5
Viimeksi muokattu:
Tutkailin huolto-ohjetta tarkemmin mutta siinä ei ole listattu kaikkia vastuksia.

Kiitos vaivaannäöstä. :) Voi viedä hieman aikaa, mutta voin tarkistaa ne puuttuvat vastukset "koekappaleelta" - anna vain tähään lista.

Luen ketjun myöhemmin, tänään on jo myöhäistä perehtyä...

Etkö voisi tähään ladata simulointimallia?
 
Lisäsin simulointimallin zip-tiedostona tuohon edelliseen viestiin. Editoin sitä sen verran että muutin lähdössä olevan vastuksen 1,8k arvoon.
 
Myös tuota 390 pF konkkaa voisi pienentää 100 pF paikkeille ...

Se kondensaattori on minulla jäänyt aikoinaan, kun sitä vahvistintä kuntoon laitoin, huomaamatta. Yleensä olen sellaiset vaihtanut vähintään puolet pienemmäksi. Farnellista löytyy 100/120/150pF-lla - olisiko tässä 120pF sopiva (ei liian pieni)?
 
No jos tuo vastus on oikeasti 1,8 k niin eipä 390 pF konkasta ole juurikaan haittaa sillä näillä arvoilla RC-suodattimen rajataajuudeksi tule varsin sopiva 200 kHz. Toisaalta jos sen haluaa muuttaa pienemmäksi niin ei siitäkään pitäisi olla mitään vahinkoa.
 
Ei se rajataajuus kun sellainen minua haittaa, mulle on vain muodostunut askartelujen myötä mielipide, että sellaiset kondensaattorit "tappavat" signaalissa pieniä yksityiskohtia ja se ero pitäisi ollaa kuultava.

Esimerkiksi omassa Hitachi HMA-7500MKII vahvistimesse vaihdoin 220pF kondensaattorin 120pF-lle (jos muisti pelaa oikein):

Hitachi.jpg

ja äänestä poistui "seuraava verho".
 
Asiat liikkuvat pikkuhiljaa - vaihdoin tänään 390pF kondensaattorien tilalle 120pF konkat. Ja se vastus on todella 1k8, eikä 18k.
 
"Kehitys kehittyy" pikkuhiljaa - kun "päälaite" on saatu kunnostetuksi, niin "varalaitteella" voi - varovaisesti - pelata.

Tuli sellainen ajatus, että jos kokeilisin MC etuvahvistimen
P-303 MC Head Amp.jpg

korvausta sellaisella:
ESP MC Head Amp.jpg

.
Opvahvistimet juuri saapuivat...
 
Mikäs siinä, tuo opareilla tehty varmasti toimii myös. Eipä tullut simuloitua tuota transistorietuastetta mutta silmämääräisesti sen vahvistus on himpun verran yli 20 dB (10k / 820). Koska siinä on kolme rinnankytkettyä transistoriparia mutta vain yksi vahvistusaste, on selkeästi tavoiteltu matalaa kohinaa särön ollessa toissijainen parametri. Tähän täytyy ehkä palata ja tutkia onko em. arvioni edes sinnepäin oikein. :D

Tuo opariversio toimisi luultavasti loistavasti LT1028A:lla joka on edelleen paras opari mitä on olemassa MC-asteeseen sillä sen kohinaominaisuudet toimivat parhaiten juuri pienestä tuloimpedanssista. Piirikortti tosin menisi uusiksi sillä LT1028 on yksikköopari, vastaavaa tuplaa ei ole olemassa.
 
Ma vähän ihmettelen, miksi C2 on 1nF suuruusluokassa - opariasteisse on sellaisissa paikoissa myös 50...100pF ollut hyvin tavanomaisia...
 
Ma vähän ihmettelen, miksi C2 on 1nF suuruusluokassa - opariasteisse on sellaisissa paikoissa myös 50...100pF ollut hyvin tavanomaisia...
Hyvä huomio, ihmettelin itsekin samaa ja tutkin datalehteä joka on kyllä aika niukka. Siellä on kuitenkin käppyrä josta näkee että kyseinen opari ei ole stabiili yksikkövahvistuksella. Stabiilisuus saavutetaan vasta yli 40 dB vahvistuksella datalehden esimerkkitapauksessa jossa kuorma on 2k / 100 pF.

C2 tarvitaan vahvistimen kompensoimiseksi. Se voisi luultavasti olla pienempi jos vahvistus on maksimissa. Tämänkin voisi tietysti kokeilla simuloida kun mallikin löytyi...
 
Ei kannata simuloitaa - parempi on se kondensaattori pesittää ja mitata (FFT) tulosta.
 
Back
Ylös