Jak dobrze odtworzyć sygnał z gramofonu? Wkładki MM, MC i korekcja RIAA.

Kiedy już mamy ustawiony gramofon, ramię, wkładkę, nacisk, kabel jest wyprowadzony to trzeba go do czegoś podłączyć.

W przypadku źródeł liniowych sprawa jest prosta. Podłączamy się do jednego z wielu wejść liniowych o niskiej czułości, czy CD, AUX, czy tuner. W przypadku gramofonu, czułość wejścia mysi być wielokrotnie wyższa, gdyż wkładka gramofonu podaje sygnał elektryczny o poziomie zwykle ok 0.25-2mV dla wkładek MC (ruchoma cewka) lub 3-6mV dla wkładek MM (ruchomy magnes). To niewiele w porównaniu do wyjścia liniowego (0.7-2.5V).
Na dodatek mamy jeszcze do czynienia z korekcja RIAA, czyli wzmocnieniem wysokich częstotliwości przy tłoczeniu płyty i ich osłabieniem (lub wzmocnieniem niskich) przy odtwarzaniu płyty. Mamy więc skomplikowany proces bardzo dużego wzmocnienia sygnału z wkładki gramofonu i jednoczesnej jego korekcji zgodnie z krzywą RIAA.

Wkładki MC zwykle brzmią lepiej i są znacznie droższe. Niestety większość układów korekcji RIAA i wzmocnienia sygnału z gramofonu dotyczy wkładek MM. Co zrobić, żeby móc słuchać gramofonu z wkładka MC na wzmacniaczu lub przedwzmacniaczu wyposażonym w korekcję dla wkładek MM?

Zwykle stosuje się specjalny transformator wzmacniający o odpowiednim przełożeniu. Przełożenie transformatora to odpowiednik stosunek ilości zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego dający odpowiedni skok napięcia. Dla tzw. STEP-UP'ów MC jest to od 1:10, poprzez często występujące 1:20 aż do 1:100 dla wkładek o niezwykle niskim poziomie napicia wyjściowego, rzędu 0.05-0.1mV.
Zwykle przyjmuje się, że transformator musi wzmocnić napięcie wkładki do poziomu ok 5mV, czyli odpowiadającemu typowej wkładce MM.

Jak to się dzieje, że transformator - urządzenie pasywne - może sobie tak bezkarnie zwiększyć napięcie bez dodatkowego zasilania? Dzieje się tak, gdyż wkładki MC mają bardzo niską impedancję wyjściową. Waha się ona zwykle od 1-40ohm. Czym niższa impedancja wyjściowa, tym mocniej możemy zwiększyć napięcie tak, aby dobrze współpracowało w impedancją wejściową układu RIAA, zwykle ustalona na 47k ohm. Tak już w fizyce jest, że zawsze jest coś za coś. Czym wkładka MC o niższym poziomie wyjściowym sygnału, tym ma niższą impedancję wyjściową i możemy bezkarnie (bez wpływu na pasmo przenoszenia) podnosić napięcie przy pomocy transformatora.

Policzmy typowy układ.

Wkładka MC o dość niskim poziomie sygnału 0.24mV, 4 ohm impedancji wyjściowej.
Zwykle wtedy producent deklaruje, że wkładka powinna być obciążona na poziomie min 100ohm.
Aby osiągnąć poziom sygnału dla wkładki MM, powinniśmy zastosować transformator o przełożeniu 1:20. Wzmocnienie sygnalu dwudziestokrotne, powoduje że impedancja widziana przez wkładkę wzrasta 20x20=400x.

47000 - tyle wynosi impedancja wejściowa układu RIAA
47000/400=117ohm.

Jak widać wkładka widzi 117ohm od strony korekcji RIAA, więc zapewnia pełne pasmo przenoszenia i jest to zgodne z zaleceniami producenta.

Często przy stosowaniu transformatorów step-up stosuje się także tricki ze zmianą impedancji wejściowej przedwzmacniacza RIAA, poprzez zrównoleglenie dodatkowego rezystora z rezystorem wejściowym korekcji (zwykle 47k ohm). Robi się tak często aby pozbyć się rezonansu transformatora, tzw. dzwonienia transformatora, co jest dobrze widoczne na przebiegu prostokątnym sygnału testowego. Zmniejszając efektywną rezystancję wejściową RIAA, dociążamy uzwojenie wtórne transformatora.
Wpływa to na brzmienie, czyniąc je nieco ciemniejszym, mniej "entuzjastycznym" i jasnym.

Co możemy zrobić jeszcze przy stosowaniu wkładek MC?
Możemy kupić urządzenia aktywne, które pozwalają na podłączenie od razu wkładki MC do wejścia liniowego przedwzmacniacza.
Niektórzy producenci stosują hybrydowe układy wzmocnienia w przedwzmacniaczu gramofonowym, np. Audio Research. Pierwszy stopień wzmocnienia jest na tranzystorach, drugi na lampach. Czułość wejściowa jest na tyle duża, że umożliwia bezpośrednie podłączenie do przedwzmacniacza wkładek MM i MC o wysokim poziomie (ok 0.5mV).

Dlaczego w ogóle zawracać sobie głowę MC?

Moving Coil to niższa masa całego układu odpowiedzialnego za generowanie sygnału elektrycznego. 
Brzmienie MC jest bardziej subtelne, przestrzenne, delikatne. Wkładki MM zwykle grają bardziej "rockowo". 

Wiem, ze są to pewne uogólnienia. Jeżeli ktoś ma odmienne zdanie, proszę o komentarz:-)

Więcej o mojej korekcji RIAA i jej modyfikacjach już niedługo...

12.02.2014