Фонокорректор

Фонокорректор — это электронное устройство или функциональный блок в составе усилительного тракта, предназначенный для предварительного усиления и частотной коррекции электрического сигнала, снимаемого с головки звукоснимателя (картриджа) граммофона или проигрывателя виниловых пластинок. Основная задача фонокорректора — восстановить исходную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) звукозаписи, которая была намеренно искажена в процессе мастеринга грампластинки по стандарту RIAA (Recording Industry Association of America), а также согласовать выходное сопротивление и уровень сигнала звукоснимателя с входом усилителя мощности или активной акустической системы.

История

Предпосылки появления

При записи звука на грампластинку механическим способом (с помощью режущего резца) возникают технические ограничения: низкие частоты требуют широких канавок, что уменьшает время звучания, а высокие частоты — малой амплитуды, что делает их уязвимыми к шумам и искажениям. Для преодоления этих ограничений в 1920-х годах была разработана система предыскажений (pre-emphasis): при записи низкие частоты ослабляются, а высокие — усиливаются. При воспроизведении требуется обратная коррекция (de-emphasis), которая ослабляет высокие частоты и усиливает низкие, восстанавливая исходный баланс и одновременно снижая уровень поверхностного шума пластинки.

Стандартизация

До 1950-х годов разные звукозаписывающие компании использовали собственные кривые предыскажений, что создавало несовместимость. В 1954 году Ассоциация звукозаписывающей индустрии Америки (RIAA) предложила единый стандарт частотной коррекции, который вскоре был принят большинством производителей. Этот стандарт, известный как кривая RIAA, стал основой для всех последующих фонокорректоров. В СССР и странах Восточной Европы применялся аналогичный стандарт ГОСТ 7893-56, который был близок к RIAA, но имел незначительные отличия в постоянных времени.

Эволюция схемотехники

Первые фонокорректоры были пассивными RC-цепями, встроенными в усилители. С развитием ламповой и транзисторной техники появились активные корректирующие каскады, обеспечивающие более точное соответствие кривой RIAA. В 1970-х годах, с распространением высококачественных стереофонических проигрывателей, фонокорректоры стали отдельными устройствами или выделенными блоками в интегральных усилителях. В 1980-х годах, с упадком виниловой индустрии, производство фонокорректоров сократилось, однако в 2000-х годах, с возрождением интереса к аналоговому звуку, рынок вновь расширился.

Принцип работы

Стандарт RIAA

Кривая RIAA задаёт три постоянные времени: 75 мкс (для высоких частот), 318 мкс (для средних) и 3180 мкс (для низких). На практике это означает, что при записи сигнал пропускается через фильтр нижних частот с частотой среза около 2120 Гц, а при воспроизведении — через обратный фильтр, ослабляющий высокие частоты на 20 дБ на частоте 10 кГц относительно уровня 1 кГц.

Электрическая схема

Фонокорректор состоит из двух основных частей:

• Усилитель-корректор — активный или пассивный каскад, реализующий кривую RIAA. В активных схемах (с использованием операционных усилителей или транзисторов) коррекция выполняется в цепи обратной связи. В пассивных — после предварительного усиления сигнал пропускается через RC-цепочку, а затем снова усиливается.
• Входной каскад — обеспечивает согласование с типом звукоснимателя (см. ниже) и подавление шумов.

Типы звукоснимателей и их влияние

Фонокорректоры делятся на два основных типа в зависимости от используемого звукоснимателя:

• MM (Moving Magnet) — звукосниматели с подвижным магнитом. Имеют относительно высокий выходной сигнал (3–5 мВ) и требуют нагрузки 47 кОм и ёмкости 100–200 пФ. Большинство фонокорректоров рассчитаны именно на MM-картриджи.
• MC (Moving Coil) — звукосниматели с подвижной катушкой. Выходной сигнал значительно ниже (0,2–0,5 мВ), что требует дополнительного усиления (обычно на 20–30 дБ). Кроме того, MC-картриджи чувствительны к импедансу нагрузки (обычно 10–100 Ом). Для них существуют специализированные MC-фонокорректоры или отдельные предусилители (head amplifier).

Классификация

По типу исполнения

• Встроенные — интегрированы в усилитель или ресивер. Обычно имеют фиксированные параметры (только MM).
• Внешние (отдельные) — самостоятельные устройства, подключаемые между проигрывателем и усилителем. Обеспечивают лучшую защиту от наводок и более гибкие настройки.
• Модульные — в виде плат для установки в аудиосистему (например, в формате «фантомного питания»).

По схемотехнике

• Ламповые — используют электронные лампы. Ценятся за «тёплое» звучание, но имеют большие габариты и высокое энергопотребление.
• Транзисторные — на биполярных или полевых транзисторах. Компактны, надёжны, часто имеют низкий уровень шума.
• Операционные усилители (ОУ) — современные интегральные схемы. Обеспечивают высокую точность коррекции и низкие искажения.

По функциональности

• С фиксированной коррекцией — только стандарт RIAA.
• С переключаемыми кривыми — для старых пластинок, записанных по другим стандартам (например, Columbia, Decca, AES).
• С регулировкой нагрузки — для MC-картриджей (переключение импеданса и ёмкости).

Характеристики

Основные параметры фонокорректора:

• Коэффициент усиления — обычно 40–60 дБ для MM и 60–80 дБ для MC.
• Входной импеданс — для MM: 47 кОм; для MC: от 10 до 1000 Ом.
• Входная ёмкость — для MM: 100–500 пФ (влияет на АЧХ на высоких частотах).
• Отношение сигнал/шум — не менее 80 дБ (взвешенное по шкале А).
• Неравномерность АЧХ — в пределах ±0,5 дБ в диапазоне 20–20000 Гц.
• Коэффициент гармоник (THD) — менее 0,01% для качественных моделей.

Применение

Фонокорректоры используются в системах воспроизведения виниловых грампластинок. Они являются обязательным звеном в тракте, если усилитель мощности или активные колонки не имеют встроенного RIAA-корректора. В профессиональной студийной технике фонокорректоры применяются для оцифровки архивных записей, а также в радиовещании.

В России и странах бывшего СССР фонокорректоры входили в состав многих бытовых усилителей (например, «Одиссей», «Радиотехника», «Бриг»). В настоящее время популярны модели таких производителей, как Pro-Ject, Rega, Cambridge Audio, Musical Fidelity, а также российские бренды (например, «Аудиофил»).

Интересные факты

• Стандарт RIAA не является единственным: в 1950-х годах существовали кривые Columbia, Decca, EMI, а в СССР — ГОСТ. Некоторые современные фонокорректоры имеют переключатель для воспроизведения старых пластинок.
• Для MC-картриджей с очень низким выходным сигналом (менее 0,1 мВ) иногда требуются повышающие трансформаторы вместо электронных усилителей.
• В 2020-х годах появились цифровые фонокорректоры, которые выполняют коррекцию RIAA программно, после аналого-цифрового преобразования сигнала.

Критика

Основные претензии к фонокорректорам связаны с точностью реализации кривой RIAA. В дешёвых моделях возможны отклонения АЧХ, особенно на краях диапазона, что приводит к неестественному звучанию. Также критикуется влияние паразитных ёмкостей кабелей и входных цепей на высокочастотную характеристику. Некоторые аудиофилы считают, что пассивные корректоры звучат «чище» активных, хотя объективные измерения этого не подтверждают.

Источники

• ГОСТ 7893-56 «Пластинки граммофонные. Кривые частотной коррекции»
• Стандарт RIAA (Recording Industry Association of America), 1954
• Книга: «Аудиотехника: от фонографа до цифры» / под ред. В. А. Смирнова, 2005
• Журнал «Stereo & Video» (Россия), статьи о фонокорректорах, 2010–2020
• Документация производителей: Pro-Ject Audio Systems, Rega Research, Cambridge Audio