|
RIAA correctie en versterking
Regelmatig ontvangen wij vragen over het aansluiten van de draaitafel op een bestaande
installatie, recorder, A/D converter of aanverwante apparatuur. Daarbij is simpel gezegd
het antwoord: er is een voorversterker nodig om het signaal op het juiste niveau te krijgen.
In sommige (voor)versterkers is deze zgn. phono voortrap reeds aanwezig en kan naar believen
de recorder-uitgang worden gebruikt om het aan andere apparatuur aan te kunnen bieden.
Hier een korte uiteenzetting van de taak van deze voorversterker.
Afhankelijk van het gebruikte element is er een zekere versterking nodig
om het pickup signaal op lijnniveau te brengen - op het signaalniveau van
andere audiocomponenten. Voor verschillende elementtypen gelden de volgende signaalniveaus:
- MC (moving coil). Hier is de spoel bewegend opgehangen in een vast opgestelde permanente
magneet. Hiervan is de signaal afgifte zeer laag, bij 1KHz in de orde van 0,2...0,5mV,
net zoals de impedantie waarmee deze moet worden afgesloten (meestal 47 ohm).
De frequentiekarakteristiek is recht, zodat de frequentiecorrectie exact gespiegeld moet
zijn aan de snijkarakteristiek. Naast de standaard MC bestaan er ook high-output varianten
die spanningen produceren in de orde van 3mV bij 1KHz. Deze zijn meestal geschikt voor een MM-ingang.
- MM (moving magnet). Hier zijn de rollen van magneet en spoel omgekeerd. Het voordeel
is het grotere uitgangssignaal, waarmee de versterking eenvoudiger wordt. Een typische
signaalafgifte bij 1KHz is ongeveer 5mV en de afsluitimpedantie is nagenoeg altijd 47k ohm.
Hier speelt de afsluitcapaciteit een wat grotere rol dan bij het MC element, hoewel deze
moeilijk te bepalen is omdat de capaciteit van de verbindingskabel hier ook deel van
uitmaakt. Voor de frequentiekarakteristiek geldt hetzelfde als voor het MC element.
- Kristalelement en keramisch element. Deze elementen zijn gebaseerd op het piëzo
effect (spanningsafgifte bij buiging). De spanningsafgifte is veel groter, 200mV gemiddeld
voor een keramisch element en 500mV voor een kristalelement. Door de elektrische eigenschappen moet de
afsluitimpedantie hoog zijn, 500K ohm of hoger, bij lagere afsluitimpedantie loopt de
uitgangsspanning bij lage tonen terug. Soms werd hiervan zelfs gebruik gemaakt om een simpele
lagetonenregeling te verkrijgen. Door de stugheid van het materiaal wordt de spanningsafgifte
frequentieafhankelijk. De frequentiekarakteristiek is zodanig dat de snijkarakteristiek wordt
benaderd (ligt dicht bij de RIAA karakteristiek) waardoor frequentiecorrectie in de versterker
hier niet nodig is, behoudens kleine correcties van de lage tonen. Deze elementen hebben door
hun constructie een slechte compliantie, waardoor een naaldkracht van 5 gram of
meer noodzakelijk is. Het is duidelijk dat deze elementen niet meer serieus kunnen worden gebruikt.
In geintegreerde versterkers is vaak voorzien in een voorversterkertrap voor Magneto-Dynamische elementen,
hoewel deze meestal alleen geschikt is voor het MM-element. Bovendien is de
kwaliteit van dit gedeelte zeer vaak onder de maat - ook bij zeer goede versterkers.
Daarom kan het zinvol zijn om een losse, betere voorversterker te gebruiken. Versterkers van de
laatste 20 jaar zijn niet meer voorzien van een ingang voor kristal- of keramische elementen, dus we
richten de aandacht verder alleen op de dynamische elementen, MM en MC.

In de eerste plaats moet de amplitude van het signaal te worden versterkt tot een waarde van ten minste
500mV, zodat het kan worden aangeboden aan de lijnversterker. Dit betekent voor een MM element een versterking
van minimaal 100x of 40dB. Door middel van één of meer filternetwerkjes moet de frequentiekarakteristiek exact
omgekeerd lopen ten opzichte van de snijkarakteristiek, zie de afbeelding hierboven. Dit is de karakteristiek
van zo'n voorversterker. Het netwerkje wordt met weerstanden en condensatoren
opgebouwd die in de meeste gevallen in de tegenkoppeling van een versterker worden geplaatst. Dit is de
eenvoudigste oplossing daar hierbij de minste componenten nodig zijn (voor de versterker volstaan
twee transistoren of een OpAmp). Een andere oplossing is het geheel op te bouwen met een versterker met grote
spanningsversterking en voor of achter de trappen de correctie te plaatsen, buiten de
tegenkoppeling. In dit geval is er sprake van passieve correctie. Deze opzet heeft echter een paar
nadelen. In veel gevallen wordt door de hoge versterking de signaal/ruisverhouding slechter en de kans op
oversturing van versterkertrappen is aanwezig. Verder kost deze oplossing meer componenten die bovendien nog
kritischer worden (zie ook het gedeelte over tegenkoppeling bij technische achtergronden, waaruit blijkt dat
bij tegenkoppeling de tegenkoppeling bepalende componenten dominant zijn voor het uitgangssignaal). Dit is
ook de reden dat er soms naar een tussenoplossing wordt uitgeweken van half actieve, half passieve correctie.
De hoorbare resultaten van de eerste categorie hebben duidelijke beperkingen. Met buizen is dit principe
niet bevredigend, is uit verschillende luisterervaringen duidelijk gebleken. Er zijn echter (discreet opgebouwde)
versterkers met actieve correctie bekend die behoorlijke resultaten geven. Desondanks loont het zeer de moeite
om te experimenteren met een buizenschakeling met passieve correctie. De genoemde nadelen hoeven
dan niet van toepassing te zijn. Buizen hebben van nature een grote uitstuurbaarheid en, voor wat betreft
de triode, een lage ruis in vergelijking met opamps. Technisch is het niet gemakkelijk te verklaren waarom
met passieve correctie de resultaten beter zijn maar het houdt verband met de sterke en frequentieafhankelijke
tegenkoppeling.
Om een MC element te kunnen gebruiken zijn er verschillende mogelijkheden. Omdat er een spanningsversterking
van zo'n 10...20x nodig is (20...26dB), wordt er in de meeste gevallen een extra versterkertrap voorgezet met
zeer lage ruis, of er wordt tussen element en voorversterker een step-uptrafo gebruikt. Het komt zelden voor
dat een MC-element direct aan een RIAA correctievoorversterker wordt geplaatst. Dit is niet zonder reden daar
de eisen die worden gesteld tegenstrijdig zijn; signaal/ruis en signaal/bromverhouding, de eisen van hoge
versterking en uitsturing zijn zonder extra voorversterkende trap of trafo niet optimaal te halen.
Extra versterkerelectronica in dit kwetsbare signaalpad in de vorm van een MC-voorversterker is op zich niet wenselijk
. Zeker een halfgeleidervoorversterker is - op deze plaats - door de klankmatige eigenschappen
niet gewenst in een high-end systeem. Toch
wordt er nog steeds vreemd opgekeken als er sprake is van een trafo in het signaalpad. Technisch zijn er
echter geen bezwaren in vergelijking met een extra versterker op te noemen. Enige metingen die wij onlangs aan
een (ringkern) voedingstransformator uitvoerden wees bijvoorbeeld uit dat een bandbreedte van 1Mhz (!) gemakkelijk
haalbaar is. Een step-uptrafo is bij gebruik van een MC element daarom zeer aan te bevelen.
Vinylzone
De Grammofoonplaat
De platenspeler
Afstellen toonarm
Elementen
Onderhoud
|