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Questo genere di preamplificatore è utilizzato per preamplificare il segnale proveniente da una testina MM ("Moving Magnet", ovvero “Magnete Mobile”) o MC ("Moving Coil" o "Bobina Mobile") di un giradischi.
Questo preamplificatore deve amplificare dei segnali di ampiezza molto bassa, tipicamente 2,5mV per testine MM e 0,2mV per testine MC.
La differenza principale è che questo preamplificatore ha una particolare equalizzazione che serve per ripristinare il corretto livello del segnale rilevato dalla testina che in fase di registrazione viene equalizzato in modo particolare per sopperire ad alcune limitazioni intrinseche del supporto utilizzato, ovvero il disco in vinile.
E' possibile anche utilizzare delle testine MC con l'ausilio di un trasformatore che aumenta il livello in uscita portandolo ad un valore paragonabile a quello delle testine MM.
Questo tipo di equalizzazione si rende necessaria data l'impossibilità fisica di incidere il solco del disco in vinile direttamente col suono del brano musicale registrato: le onde a bassa frequenza, rispetto alle alte, inciderebbero solchi di ampiezza tale da occupare in breve l'intero disco e le alte frequenze solchi talmente piccoli da peggiorare per queste il rapporto segnale rumore.
In fase di registrazione, quindi, si attenuano le frequenze basse, esaltando al contempo le frequenze alte.
In fase di riproduzione: viene applicata l'equalizzazione contraria quindi si attenuano le frequenze alte e si esaltano quelle basse, il risultato finale sarà un suono analogo a quello di partenza.
Il circuito preposto a questo tipo di equalizzazione è un semplice filtro costituito generalmente da resistori e condensatori con valori scelti per soddisfare le specifiche di questo standard.
Questo genere di preamplificatore presenta delle criticità proprio in virtù del fatto che lavora su segnali di bassa ampiezza, quindi è suscettibile di sporcali qualora non sia particolarmente "silenzioso". Inoltre amplifica molto di più le basse frequenze piuttosto che le alte (per l'equalizzazione RIAA) rendendolo particolarmente sensibile al ripple (50 o 100Hz) e ai disturbi di natura elettrica e magnetica.
Di seguito vengono riportati i parametri fondamentali di cui occorre tenere conto quando si intraprende la progettazione di un preamplificatore audio per testina MM.
a) Amplificazione in tensione molto alta, dell'ordine di 500 volte.
b) Resistenza di ingresso di 47KOhm.
c) Resistenza di uscita il più bassa possibile.
d) Rumore molto ridotto (il più possibile) e di conseguenza un rapporto S/R il più alto possibile.
e) Equalizzazione RIAA
In questo genere di amplificatore si scelgono le valvole in funzione dell'amplificazione in tensione che possono fornire e in funzione del rumore che introducono. Quindi una amplificazione di almeno 70-80 volte e una valvola triodo per lo stadio di ingresso con lo scopo di aumentare subito l'ampiezza del debole segnale in ingresso e preservare lo stesso il più possibile dal rumore.
Saranno necessari almeno due stadi di preamplificazione e qualora fosse necessario per l'interfaccia con lo stadio successivo (lo è praticamente sempre ed è funzione dell'impedenza di ingresso dello stadio che segue) una ulteriore valvola adattatrice di impedenza.
Nell'immagine sotto riportata si può vedere lo schema di principio di un classico preamplificatore RIAA, nella parte in verde è evidenziato il filtro che esegue l'equalizzazione.
Le due valvole triodo Ecc83 ed Ecc82 denominate V1 e V2 eseguono la preamplificazione del segnale della testina MM, mentre la valvola V3, una Ecc82, serve da stadio adattatore di impedenza ad inseguitore catodico.
La R1 viene calcolata in funzione della resistenza di uscita dello stadio di ingresso che fa capo a V1. V1 e V2 sono scelte in funzione dell'alta amplificazione in tensione mentre V3 in funzione della relativamente bassa impedenza.
Se l'amplificazione totale ottenuta è eccessiva è sempre meglio lavorare sullo stadio che fa capo a V2 in quanto in questo stadio il segnale è già ad un livello relativamente alto e, quindi, più insensibile al rumore eventualmente introdotto. Tenendo conto dell'amplificazione in tensione massima di una Ecc83 che è di 100, se all'ingresso del primo stadio abbiamo 2,5mV all'uscita del primo stadio avremo 250mV e all'uscita del secondo stadio tenendo conto che l'amplificazione di una Ecc82 è 17 avremo 4,2V che è un valore eccessivo.
In questo caso è necessario introdurre nel secondo stadio una controreazione in corrente per abbassarne l'amplificazione.
In alternativa, se lo stadio seguente ha una sensibilità compatibile si può eliminare V2 e collegare direttamente V3 facendo a meno dello stadio intermedio di amplificazione.
Le fonti del rumore in un preamplificatore di questo tipo sono sostanzialmente quattro:
Il rumore introdotto dalle valvole termoioniche
Il rumore introdotto dall'alimentazione anodica unitamente alla bassa reiezione del ripple dei circuiti preamplificatori a valvole
Rumore introdotto da campi magnetici variabili
Rumore introdotto da campi elettrici variabili
Analizzando nello specifico i singoli punti:
Poi possiamo agire sull'ambiente, evitando di mettere il preamplificatore vicino a fonti di disturbo esterne, come altri circuiti che fanno uso di trasformatori, motori elettrici ecc.
