LCR RIAA EQ均衡网络的实际测试
左增军 / 2024-06-14
没有规矩不成方圆，我们首先来普及一下唱机EQ均衡网络：大约在 1954 年左右，美国唱片业协会（RIAA）制定了留声机唱片录制和播放规范。均衡曲线（见下图）旨在作为事实上的全球记录行业标准。在此之前每个公司都有自己的标准，比如Columbia-78、Decca-U.S.、European、Victor-78、Associated、BBC、NAB、Orthacoustic、World等。
上图是用于播放黑胶唱片的 RIAA 均衡曲线。对低频和高频进行规范调整，主要目的是在刻录时允许更长的录制时间（通过减少每个凹槽的平均宽度），提高音质，并减少播放过程中可能出现的凹槽损坏。从图中可以看到，20Hz~20kHz相差40dB也就是100倍增益。RIAA回放均衡，定义了三个位置的过渡点：75 μs、318 μs 和 3180μs，分别对应于 2122 Hz、500.5 Hz 和 50.05Hz。
按照这个公式，用Execl很简单的计算出各频点的参考值，下图摘录的几个常用频点的数据，任意频率点都可以计算出详细参数，有需要这个Execl表的的朋友留言送出。
这是理论计算的RIAA均衡曲线，也就是说，我们的唱放输出端，需要满足上述频点的增益要求，才能更好的重放黑胶唱片。
RIAA均衡主要分：有源反馈型、无源RC网络型、无源LCR型等，资深发烧友大多喜欢用LCR均衡，个中原因这里就不再“夸夸其谈”了，大家可以搜一下。
LCR均衡电感，我们不仅要看到好的一面，也要看到不足之处。根据电感元件的特性，不适合做高阻输出。比较典型的就是Tango的EQ-2L，1.8H+45mH，适合600欧姆左右的网络均衡。所以后来Tango干脆出了EQ-600P，直接集成电阻电容元件，形成完整的600Ω EQ均衡单体。
这是LCR典型的应用参数：
这是EQ-600典型应用电路：
下面是桥本（Hasimoto）的H-EQL：
此外还有一些其他品牌的EQ均衡电感，基本是在Tango EQ-2L基础上演变，参数可能有一点出入，但相差不多。本人试验了各种LCR元件参数的组合和变化，发现大多是在自家的电路基础上设定的元件数值，比如EQ-600P的元件参数，是建立在这个电路基础上的结果：
电路用到了NP-206输出变压器，先来看一下这个变压器的特性：20-30kHz -2dB，也就是说后面的EQ均衡元件数据是在这个基础上选定的。
假如自己选择的电路频宽或宽或窄，严格意义上来讲是需要改变相应元件数值的。桥本的应用电路也给出了图一和图二的元件模式，以便适应不同电路特性。有的发烧友看到不同的EQ均衡元件参数会迷惑，不知道该如何选择。其实，最终测试结果才是硬道理，电路不同，选择不同的元件参数，这是经过试验测试的结果。我测试过多种类型的唱放电路，除了RC数值的调整，电感L的参数如果能有一定的变化范围，以适应不同电路组合，会比较方便。
关于LCR的元件参数，对均衡曲线的影响，我这里有一份Excel文档可以实时模拟出效果图，有需要的朋友请留言送出。这里包括电感的直流电阻（DCR）对均衡结果的影响。从仿真结果看，电感的直流内阻小一些，可以让仿真曲线更接近理想。
我自己试验过1.8H电感的DCR在7~30多Ω的不同值，直流电阻越小，绕制上需要用更粗更好的线材，同时为了容纳更粗的线径，铁芯窗口需要相应增加，缺点是分布参数也跟着增加。尝试过多种绕制方式，以尽量减小分布参数带来的影响。现在基本确定下来的参数是：1.8H=12Ω，45mH=1.6Ω。
LCR均衡电感，需要提升、压缩40dB约100倍的电压增益，放大电路需要有足够的动态范围，尤其是低频提升20dB，唱放电路低、高频特性应当很好，假如电路低频相应20Hz时已经出现-2dB，那么经过EQ均衡网络输出的低频则不能满足曲线要求。这同时又引来一个麻烦，那就是如此大幅度提升低频，50Hz/100Hz（或60/120Hz）交流嗡嗡声也相对提升。特别是唱放工作在小信号放大状态，所以对LCR元件的屏蔽是应该的。假如没有屏蔽，从LCR出来的信号，很有可能会输出很大的嗡嗡声。
大家可以看到，就算是外部引出端子，也特别制作了直径1.2mm的镀金铜针，而放弃了普通的大接线柱，以尽量避免端子本身感应的噪音。假如把全部RC元件集成到这个屏蔽罩内，做成EQ-600P那样的集成均衡单元，可以让噪音做到更小~当然这会让元件调整变得稍微麻烦。
虽然LCR特性阻抗是低阻输出，但若将此信号直接供前级还是有些勉强，EQ-2L标称最大输入电压是10V，那么最大输出有用信号电压就是0.1V，作为前级放大的输入还是有些低~现在的CD机信号输出可达2V，所以目前的前级一般只有十倍左右的电压增益。所以厂家建议在LCR后面增加一级放大，这样可以轻松满足前级输入的要求，动态也得到了提高。
我建了一个黑胶唱放交流群，欢迎大家一起沟通交流。
未完待续
