Il T-Phonum MKII è un preamplificatore phono RIAA ad elevate prestazioni concepito sia per testine a magnete mobile (MM) che a bobina mobile (MC).
⚠️ Attenzione alle schede contraffatte
È stato segnalato che alcuni negozi on-line non autorizzati vendono schede contraffatte, talvolta difettose, allo scopo di trarre profitto ingannando gli acquirenti che sperano di acquistare un T-Phonum MKII autentico. Queste schede appaiono simili all’originale, ma sono realizzate con processi di qualità inadeguata e presentano errori nel disegno del circuito stampato che degradano le prestazioni audio del progetto. Inoltre, possono essere fornite con componentistica contraffatta di qualità inadeguata e priva delle protezioni previste per tutelare la catena audio e l’utente.
Nessun venditore terzo è autorizzato a commercializzare questo progetto, pertanto invitiamo a segnalare qualsiasi venditore non autorizzato affinché gli acquirenti vengano tutelati da queste frodi. Per richiedere informazioni sulla reperibilità dei componenti originali, è possibile usare la pagina contatti.
Introduzione
Il T-Phonum MKII è stato sviluppato allo scopo di ottenere le migliori prestazioni nella riproduzione del disco in vinile. Il circuito impiega una particolare rete d’equalizzazione RIAA a due stadi, uno attivo ed uno passivo, che permette di risolvere efficacemente le problematiche di accuratezza, rumore e dinamica d’ingresso che tipicamente si presentano impiegando le reti attive o passive tradizionali.
Attraverso una complessa procedura di dimensionamento è stato possibile ottenere un’elevatissima accuratezza nella riproduzione della curva RIAA, garantendo un’eccezionale fedeltà nella riproduzione. L’uso della rete RIAA a due stadi, unitamente al particolare arrangiamento degli stadi di guadagno, ha permesso di ottenere un rapporto segnale/rumore e una dinamica d’ingresso sensibilmente superiori rispetto alle circuitazioni convenzionali.
| Parametro | Valore | Note |
|---|---|---|
| Guadagno | MM: 40 dB, 46 dB MC: 60 dB, 66 dB | 4 valori selezionabili mediante interruttori DIP |
| Rapporto segnale/rumore | A-weight: MM: 92 dB, 87 dB MC: 73 dB, 67 dB Unweight: MM: 88 dB, 83 dB MC: 69 dB, 63 dB | Op-amp LT1115 |
| Massimo segnale d’ingresso | 81 mVRMS (230 mVpp) a 40 dB 7,8 mVRMS (22,2 mVpp) a 60 dB | 1 kHz, alimentazione a ±12 V |
| Margine prima del clipping (headroom) | 27 dB | 1 kHz, alimentazione a ±12 V |
| Distorsione armonica totale | ~0,002% | Op-amp LT1115, 1 kHz |
| Accuratezza della curva RIAA | ±0,05 dB | Typ., 20 Hz ÷ 20 kHz |
| Capacità d’ingresso | 0 pF, 100 pF, 150 pF, 220 pF, 250 pF, 320 pF, 370 pF, 470 pF | 8 valori selezionabili mediante interruttori DIP |
| Resistenza d’ingresso | 47 kΩ, 1 kΩ, 100 Ω, 91 Ω | 4 valori selezionabili mediante interruttori DIP |
Alcuni interruttori DIP presenti sulla scheda permettono di regolare il guadagno (modalità MM e MC), la capacità d’ingresso (per ottimizzare l’interfacciamento delle testine MM) e la resistenza d’ingresso (per le testine MC).
Tutti questi aspetti sono stati concepiti allo scopo di ottenere una riproduzione estremamente fedele del supporto in vinile e assicurare prestazioni musicali di elevatissimo livello.
Stadio preamplificatore
Il circuito impiega complessivamente quattro amplificatori operazionali singoli per applicazioni audio, due per ciascun canale.
La rete RIAA a due stadi è a bassa impedenza per minimizzare il rumore termico. Questa viene pilotata dal primo op-amp, che fornisce anche una porzione significativa del guadagno complessivo. Il secondo op-amp fornisce il restante guadagno necessario, che può essere regolato a seconda del livello d’uscita della testina impiegata. La particolare combinazione di equalizzazione e amplificazione è alla base dell’elevato rapporto segnale/rumore e dell’elevata dinamica d’ingresso del T-Phonum MKII.
Per ottenere il miglior rapporto segnale/rumore è necessario che il primo op-amp fornisca un basso rumore d’ingresso. Per esempio, i modelli seguenti sono adatti.
| Op-amp del primo stadio | Rumore d’ingresso | Alimentazione |
|---|---|---|
| NE5534 | 3,5 nV/√Hz | Da ±12 V a ±20 V |
| OP37 | 3 nV/√Hz | Da ±12 V a ±22 V |
| LME49710 | 2,5 nV/√Hz | Da ±12 V a ±17 V |
| AD797 | 0,9 nV/√Hz | Da ±12 V a ±18 V |
| LME49990 | 0,9 nV/√Hz | Da ±12 V a ±18 V |
| LT1115 | 0,9 nV/√Hz | Da ±12 V a ±22 V |
| LT1028 | 0,9 nV/√Hz | Da ±12 V a ±22 V |
| BK251 (scopri di più) | 0,5 nV/√Hz | ±15 V (da ±12 V a ±18 V) |
Il secondo op-amp non incide significativamente sul rumore complessivo, per cui la sua scelta è meno critica. Alcuni modelli consigliati sono i seguenti.
| Op-amp del secondo stadio | Slew-rate | GBP | THD | Alimentazione |
|---|---|---|---|---|
| NE5534 | 13 V/µs | 10 MHz | 0,002% | Da ±12 V a ±20 V |
| LME49710 | 20 V/µs | 55 MHz | 0,00003% | Da ±12 V a ±17 V |
| OPA604 | 25 V/μs | 20 MHz | 0,0003% | Da ±12 V a ±24 V |
| OPA134 | 20 V/µs | 8 MHz | 0,00008% | Da ±12 V a ±18 V |
| OPA627 | 55 V/µs | 16 MHz | 0,00003% | Da ±12 V a ±18 V |
| OPA637 | 135 V/µs | 80 MHz | 0,00003% | Da ±12 V a ±18 V |
L’accuratezza della riproduzione della curva RIAA dipende dalla tolleranza dei componenti usati nella rete d’equalizzazione. Per questo, i resistori sono a strato metallico con tolleranza uguale o inferiore all’1% e i condensatori sono a film plastico metallizzato con tolleranza uguale o inferiore al 5%.
I condensatori di accoppiamento (C6, C7, C17 e C18) sono a film plastico (qualsiasi capacità compresa tra 2,2 e 10 µF è adatta). I condensatori di bypass delle alimentazioni (da C8 a C11 e da C19 a C22) sono di tipo ceramico per ottenere la minima impedenza alle alte frequenze.
Gli interruttori DIP possono essere attivati secondo varie combinazioni per ottenere 4 valori di guadagno (S2 e S4), 8 valori di capacità e 4 valori di resistenza d’ingresso (S1 e S3).
La rete RIAA a due stadi
Diversamente dalla maggior parte dei preamplificatori RIAA, che impiegano reti d’equalizzazione esclusivamente attive o esclusivamente passive, il T-Phonum MKII impiega simultaneamente due distinte reti specializzate: una attiva per le basse frequenze ed una passiva per le alte frequenze. Questa tecnica offre dei notevoli vantaggi, perché permette di superare efficacemente le limitazioni delle reti tradizionali.
Infatti, le normali reti RIAA passive introducono un’attenuazione di circa 20 dB ad 1 kHz, che deve essere recuperata amplificando ulteriormente il segnale. Questo pone severe limitazioni circa il rapporto segnale/rumore e la dinamica d’ingresso ottenibili. La rete RIAA a due stadi non introduce quest’attenuazione, per cui è in grado di massimizzare il rapporto segnale/rumore e la dinamica d’ingresso del preamplificatore.
Inoltre, con questo approccio è agevole dimensionare reti a bassa impedenza senza sovraccaricare lo stadio amplificatore. Questo riduce sensibilmente il rumore termico, che è il principale problema delle reti passive tradizionali ad alta impedenza.
D’altro canto, l’uso di una parte passiva per le alte frequenze (il polo a 75 µs) permette alla rete RIAA a due stadi di seguire il corretto andamento della curva RIAA anche alle frequenze ultrasoniche, cosa che non sarebbe stata possibile impiegando una sola rete attiva nella configurazione non-invertente. Questo permette di ottenere una perfetta fedeltà nella riproduzione della curva RIAA anche alle alte frequenze.
La corretta attenuazione delle frequenze ultrasoniche previene anche la comparsa delle distorsioni d’intermodulazione dovute alle limitazioni dello slew-rate degli stadi amplificatori successivi, che lavorano così nelle loro condizioni operative ottimali.
In definitiva, la rete RIAA a due stadi permette di beneficiare dei vantaggi di ciascuna tipologia di rete senza presentarne le limitazioni. Un’accurata analisi della rete ha permesso di sviluppare un apposito algoritmo finalizzato ad individuare la miglior combinazione di valori per assicurare sia un’elevata accuratezza che un basso rumore.
Stadio d’alimentazione
La scheda del T-Phonum MKII può essere alimentata in molte diverse modalità (a partire dalla Rev. 7). Pertanto, la scheda può essere assemblata secondo due opzioni:
- sfruttando lo stadio d’alimentazione integrato nella scheda (opzione A);
- sfruttando un alimentatore esterno o una coppia di batterie (opzione B).
Lo sapevi che…
Il T-Phonum MKII può essere realizzato sia in un singolo telaio che in due telai.
Infatti, lo stadio di alimentazione integrato sulla scheda (opz. A) può funzionare sia con un semplice trasformatore che con una scheda di pre-regolazione BP221 aggiuntiva, capace di massimizzarne le prestazioni. Vuoi saperne di più?
Per tutti i dettagli sull’alimentazione, trovi il resto dell’articolo qui sotto.
Opzione A (predefinita)
La scheda include uno stadio d’alimentazione stabilizzato progettato per assicurare un’adeguata alimentazione a basso rumore. Questo permette di alimentare la scheda dal connettore E5 con un trasformatore da 15 V~ (a singolo o, preferibilmente, doppio secondario) da almeno 6 VA, o anche con una tensione duale non stabilizzata compresa tra ±18 e ±24 V come quella fornita dalla scheda di pre-regolazione BP221.
Il raddrizzatore è costituito da diodi veloci di tipo 1N4936 che, in parallelo ai condensatori, assicurano un basso rumore di commutazione. I diodi D5 e D6 prevengono l’aggancio delle uscite (output latch) al momento dell’accensione. I regolatori possono essere sostituiti con modelli simili capaci di fornire tensioni diverse, in accordo con gli op-amp e il trasformatore impiegati.
C29, C30 e C31 sono i condensatori di bypass dei regolatori e sono di tipo ceramico. Invece, C32 compensa il regolatore negativo e deve essere da 1 µF al tantalio. Le tipologie indicate assicurano la stabilità dei regolatori, un’ottima risposta al transitorio e un basso rumore.
L’impiego di un trasformatore esterno è il miglior modo per evitare i disturbi elettromagnetici. Il trasformatore può anche essere inserito all’interno del contenitore purché sia posizionato opportunamente.
Opzione B
Escludendo lo stadio d’alimentazione integrato nella scheda è possibile alimentare direttamente gli op-amp dal connettore E7. Quest’opzione è utile se si desidera impiegare una coppia di batterie o un alimentatore esterno con una tensione d’uscita duale adatta agli op-amp impiegati (generalmente compresa tra ±12 e ±18 V per la maggior parte degli op-amp). In questo caso i componenti contrassegnati con l’asterisco (*) non devono essere montati.
Modalità di alimentazione
Le due opzioni permettono di alimentare la scheda con un trasformatore a singolo secondario (1), con un trasformatore con presa centrale (2), con una tensione duale non stabilizzata (3) o con una tensione duale stabilizzata (4).
| Opzione | Modalità | Note |
|---|---|---|
| Opz. A |
Modalità 1 (predefinita) Funzionamento a singola semionda |
Utile se si dispone di un trasformatore a singolo secondario da 12 V o 15 V. Vengono usati i terminali AC1 e GND di E5. |
| Modalità 2 Funzionamento a onda intera |
Utile se si dispone di un trasformatore con presa centrale da 12-0-12 V o 15-0-15 V. Vengono usati i terminali AC1, GND e AC2 di E5. |
|
| Modalità 3 Funzionamento in DC |
Utile se si dispone di una tensione DC duale non stabilizzata compresa tra ±15 e ±22 V. Vengono usati i terminali AC1 (per V+), GND e AC2 (per V-) di E5. |
|
| Opz. B |
Modalità 4 Alimentazione diretta degli op-amp |
Utile se si dispone di una tensione DC duale stabilizzata compresa tra ±12 e ±18 V. Vengono usati i terminali V+, GND e V- di E7. |
Montaggio
La scheda deve essere montata in un contenitore metallico per assicurare un’adeguata schermatura. Il collegamento a massa del contenitore può essere effettuato tramite uno dei connettori posteriori di alimentazione o di massa. Il sistema può essere montato in due telai come descritto nella pagina dedicata.
I connettori RCA sono isolati dal pannello e i collegamenti di segnale sono stati eseguiti con cavo RG-174. Anche il morsetto per il collegamento della massa del giradischi è isolato dal pannello ed è connesso al terminale GND al centro della scheda, che è il punto d’incontro dei piani di massa dei due canali e dell’alimentazione.
Il circuito stampato è stato attentamente progettato per offire piani di massa a basso rumore. Le dimensioni sono di 10 × 12 cm e sono previsti dei fori di fissaggio per viti M3 da usare con distanziatori isolanti. La serigrafia facilita l’assemblaggio, mentre il trattamento HASL protegge il rame e favorisce saldature di elevatissima qualità.
Configurazione dei DIP-switch
Gli interruttori DIP possono essere attivati in varie combinazioni per modificare resistenza d’ingresso, capacità d’ingresso e guadagno.
| Capacità e resistenza d’ingresso (S1, S3) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 pF | Off | Off | Off | ||
| 100 pF | On | Off | Off | ||
| 150 pF | Off | On | Off | ||
| 220 pF | Off | Off | On | ||
| 250 pF | On | On | Off | ||
| 320 pF | On | Off | On | ||
| 370 pF | Off | On | On | ||
| 470 pF | On | On | On | ||
| 47 kΩ | Off | Off | |||
| 1 kΩ | Off | On | |||
| 100 Ω | On | Off | |||
| 91 Ω | On | On |
| Guadagno (S2, S4) | 1 | 2 |
|---|---|---|
| +40 dB (MM e MC ad alta uscita) | Off | On |
| +46 dB (MM e MC ad alta uscita) | On | On |
| +60 dB (solo MC) | Off | Off |
| +66 dB (solo MC) | On | Off |
Cronologia degli aggiornamenti
- Aggiornamento (01/2021): modificati i regolatori predefiniti (da ±12 V a ±15 V) e alcuni valori di resistenza dell’alimentazione.
- Aggiornamento (Rev. 7, 03/2017): aggiunti due valori di guadagno e due valori di resistenza d’ingresso, aggiunta alimentazione ad onda intera.
- Aggiornamento (Rev. 6, 06/2016): aggiunto connettore per alimentazione diretta op-amp.
- Aggiornamento (Rev. 5, 01/2016): migliorato il rapporto S/N in modalità MC.
- Aggiornamento (Rev. 4, 01/2015): modificati i valori della capacità d’ingresso.
- Aggiornamento (Rev. 3, 05/2013): aggiunto un valore di resistenza d’ingresso.
- Aggiornamento (Rev. 2, 02/2013): sostituzione dei jumper con DIP-switch.
- Aggiornamento (Rev. 1, 12/2012): ottimizzazione della rete RIAA
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