ДОРАБОТКА CD-ПРОИГРЫВАТЕЛЯ

В качестве пролога...

Один из признаков нашего времени - революционная смена форматов звукозаписи. И в быту и в профессиональной области на смену аналоговым приходят цифровые технологии записи и воспроизведения звуковой информации. Наряду с объективным улучшением электрических параметров (большой динамический и частотный диапазон и т.д.) цифровая техника сделала возможной высокотехнологичную обработку и копирование фонограмм, обеспечила длительную их сохранность.

Почти у каждого любителя высококачественной звукозаписи сейчас, кроме других источников имеется проигрыватель формата CD digital audio (далее CD). Однако, при всех достоинствах CD, наиболее требовательная часть слушателей обладающая к тому же техникой средних ценовых категорий, замечает такие неприятные особенности цифрового звуковоспроизведения, как ненатуральность "холодность", "жесткость" звучания, а так же утомление от длительного прослушивания. Жесткий раздражающий звук зачастую уже даже принято называть "цифровым". Некоторые аудиофилы в связи с этим указывают на врожденный порок формата CD - низкую информационную плотность потока данных при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрядности 16 бит. Отчасти они правы... Между тем надо заметить, цифровая бытовая техника высших ценовых групп (HIGH-END) звучит довольно качественно и натурально даже сточки зрения подготовленного опытного слушателя. Очевидно - аппаратная часть таких проигрывателей наиболее полно реализует возможности формата. Этот факт наводит на мысль, что обладать цифровым источником высококачественного звуковоспроизведения может только состоятельный человек, ведь стоимость современного HIGH-END CD-проигрывателя сейчас от 1000$ и выше. Разумеется формат CD тоже не идеален и ему на смену идут более совершенные (и более дорогостоящие) DVD audio, SACD, однако частично решить проблему высококачественного цифрового воспроизведения для среднего, не очень состоятельного меломана, можно уже сейчас путем апгрейда (от англ. upgrade) имеющейся в его распоряжении техники для воспроизведения CD.

НЕДОСТАТКИ КОНСТРУКЦИИ.

Цифровые источники музыкальных программ породили новые виды искажений, большинство из которых человек не слышит, а остальные его либо раздражают, либо утомляют, причем условно не слышимые искажения обедняют тембр музыкального сигнала. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся в недорогой аппаратуре факторы, влияющие на возникновение этих искажений:

1. Ненадежное (с выпадениями) считывание информации с диска, что ведет к интерполяции потерянных данных и упрощению звука.
    Механически слабо выполненный корпус, не защищенный от проникновения внешних вибраций, еще более осложняет считывание.
2. Упрощенный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
3. Примитивный выходной аналоговый каскад.
4. Взаимные наводки по цепям питания, наводки на аналоговую часть от цифровой и наводки от систем привода транспортного механизма.
5. Упрощенный блок питания.
6. Некачественные электронные компоненты.

ДОРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ.

Приведем возможные способы устранения выше указанных недостатков в порядке их перечисления.

1. Произвести виброзащиту корпуса проигрывателя. На штампованное основание корпуса снизу прикрепить винтами или саморезами лист ламинированного ДСП вырезанного по размерам корпуса. Штатные пластмассовые ножки необходимо заменить самодельными - слой плотной резины 20-25 мм толщиной 10-15 мм - слой пробки 15-20 мм толщиной 5-7 мм (рис. 1).






Корпус усилить распоркой, на которую будет опираться верхняя крышка. Верхнюю крышку проклеить в двух-трех местах герленом.
Для более подготовленных читателей предлагается подстроить транспортный механизм в тех CD-проигрывателях, в которых для этого предусмотрены элементы регулировки. За критерий оценки качества настройки предлагается взять безошибочное уверенное считывание сильно поцарапанного диска, который раньше сбоил. Уже проведение только этих операций даст вполне заметное улучшение качества звучания.
2. Реально улучшить работу даже скромного ЦАПа можно запитав его от собственного источника питания +5В, желательно на отдельном маломощном сетевом трансформаторе, с применением параметрического стабилизатора на дискретных элементах (интегральные стабилизаторы для этих целей не годятся). Трансформатор должен быть подключен синфазно по отношению к другим сетевым трансформаторам в проигрывателе, через фильтр ВЧ помех (рис. 2).






3. Доработке выходного буферного каскада надо уделить наиболее серьезное внимание, так как им в конечном счете и будет определяться реализация качества звучания. Надо еще учесть, что это очень важное звено тракта звуковоспроизведения производителем обычно не подвергается тотальной интегрализации на одном чипе, а выполнено в виде отдельного каскада на интегральных операционных усилителях (ОУ) и дискретных элементах и поэтому максимально открыто для апгрейда или замены узла в целом. Выходной каскад проигрывателей CD обычно строится по традиционной схеме, состоящей из ФНЧ и буферного усилителя, который необходим для согласования выходного сопротивления ФНЧ с входным сопротивлением усилителя мощности (рис. 3).






Зачастую выходной каскад делают совмещенным. ФНЧ в CD-проигрывателе необходим в основном для того, чтобы избавиться в выходном звуковом сигнале от частоты дискретизации 44,1 кГц и ее гармонических составляющих. Выполняется обычно по схеме фильтров 2-го - 4-го порядков. Фильтры высоких порядков позволяют наиболее полно справляться с задачей обеспечения крутого (до 24 дБ на октаву) спада АЧХ за границей звукового диапазона и имеют линейную АЧХ в области частот 20-20000 Гц. Однако, при всех достоинствах такие фильтры вносят значительные фазовые искажения в сигнал, что на слух воспринимается как уменьшение прозрачности звучания и глухой "зажатый" звук. Кроме того, они сложны в изготовлении и настройке (требуют подбора элементов). Для наших целей наиболее полно подойдет ФНЧ второго порядка с управляемой круизной среза, выполненный по совмещенной схеме (рис. 4).






Он обеспечивает спад АЧХ за границей звукового диапазона 12 дБ на октаву, а искажения АЧХ, неизбежно возникающие при данном способе фильтрации компенсируют на слух регулятором крутизны среза (рис. 5).






С точки зрения простоты, а так же обеспечения чистоты и прозрачности звучания данное решение видится наиболее приемлемым. Чтобы получить минимальное выходное сопротивление, а следовательно хорошее согласование с УМ, выходной каскад выполнен однотактным в режиме класса А. Выходные каскады работающие в чистом классе А конечно требуют энергоемких источников питания и отвода большого количества тепла от выходных транзисторов, однако обеспечивают достаточно высокое качество звучания. В качестве теплоотвода можно использовать металлический корпус проигрывателя, транзисторы устанавливаются на него через изолирующие прокладки.
4. Аналоговый выходной каскад так же предлагается запитать от отдельного источника питания 15В на собственном сетевом трансформаторе с соблюдением всех выше перечисленных условий (см. рис. 2). Необходимость раздельных сетевых трансформаторов и стабилизаторов вызвана желанием получить максимальную развязку цифровых и аналоговых узлов по питанию. Цифровая часть работает с достаточно высокими тактовыми частотами (от десятков килогерц до единиц мегагерц) гармонические составляющие которых могут проникать по цепям питания в выходной каскад и смешиваясь с усиливаемым сигналом вносить своеобразную "цифровую" окраску в звучание. Этими же требованиями обусловлена запитка от собственного источника питания каскадов сервопривода транспортного механизма. Так как пиковые токи в сервоприводе могут достигать 2-3А, наведенные помехи от них имеют весьма заметный уровень. Распространение излучений внутри корпуса проигрывателя (вплоть до радиочастотного диапазона) вызывает необходимость экранировки всех усилительных аналоговых каскадов. Экран следует изготовить из мягкого пермаллоя и заземлить на корпус. Все цифровые цепи питания желательно дополнить блокировочными конденсаторами емкостью 0,015 мкФ в керамическом исполнении.
5. Пиковые токи сервопривода значительны (2 3А), так же велико потребление тока выходным каскадом, следовательно трансформаторы и стабилизаторы необходимо выбирать с запасом по мощности. Емкость конденсаторов в фильтрах питания выбрана номиналом 5 000-10 000 мкФ по той же причине.
6. С целью снижения себестоимости не очень добросовестные производители зачастую используют в своей аппаратуре электронные компоненты низкого и среднего качества. Данный факт самым отрицательным образом сказывается на качестве звучания, поэтому если у вас есть необходимые знания, а главное желание и возможности, не поленитесь во всех местах своего аппарата, куда сможете добраться заменить штатные конденсаторы конденсаторами известных аудиофильных марок (Rubicon, Black Gate, Nichicon и т. д.). Используйте керамические, лавсановые, полипропиленовые конденсаторы; угольные резисторы известных фирм; высокочастотные диоды. Вы увидите - результат превзойдет ожидания.

P.S. Описанным в статье способом был доработан проигрыватель NAD 502. Субъективно по сравнительным тестам качество звучания вышеупомянутого проигрывателя ничем не уступало аппаратам более высокой ценовой категории (стоимостью 500-600 долларов США).

Д. Сенаторов, С. Демин, г. Орел
Радио 7/2002