background image

The significance of this equation is that it tells us 

the noise in a MC preamplifier is largely determined 
by e

n

, transistor noise voltage and not  i

n

, transistor 

noise current, since  R

g e n

 is small. This dictates the 

transistor design. For a transistor to have low e

n

 it 

must have low base diffusion resistance, r

bb

. This 

requires that the transistor must have a large base 

diffusion area with a long case perimeter and use a 

low resistivity silicon material. Also, surface 
leakage must be absolutely minimum. 

The complementary input stage transistors in the 

MCP 1 have these characteristics. The equivalent 

r

bb

 can be lowered further by parallelling a number 

of transistors. Eight transistors are parallelled in the 

MCP 1 which gives a reduction of 9 dB in noise level 

over using just one transistor. This design ap-

proaches closely the theoretical optimum. To 

guarantee performance each input transistor is in-

dividually tested for noise voltage and noise current 
at 100 Hz, 1 kHz, and 10 kHz before it is mounted in 

the MCP 1. This testing is time consuming but 

assures noise free operation. 

Each channel of amplification in the MCP 1 uses 

two stages of amplification. The first stage has eight 

low noise bipolar transistors in a parallel com-
plementary push-pull configuration. This stage 

amplifies the signal between 2.5 and 20 times (8 to 

26 dB) depending on which input impedance is used. 
The second stage uses a pair of complementary 

bipolar transistors with a gain of 1.8 times (5 dB). 

The over all amplifier is described as a noninverting 

parallel cascaded complementary low noise bipolar 

transistor amplifier circuit. 

The two cascaded stages of amplification in the 

MCP 1 preserve the phase of the input signal and in-

crease the signal handling ability or dynamic range. 

The input stage inverts the signal and the second 

stage restores the phase to zero. The inverting input 
stage has an important additional noise advantage. 
If the input is open circuited the noise output 
reduces instead of increasing as in some other 

designs. 

The power supply circuit required a new approach 

with very careful design. Many MC amplifiers use 

batteries to avoid hum and noise problems. These 

amplifiers, of course, require battery replacement 
and usually the noise and distortion performance is 
compromised to allow better battery life. The MCP 1 
uses a line voltage power source to eliminate the 

need to compromise its noise performance. But the 

usual problem of a power transformer had to be solv-

ed first. Power transformers which use 50/60 Hz have 
external magnetic fields which can modulate the 

minute signal in the moving coil cartridge, add hum 

and noise to the cartridge, to the cartridge connec-
ting cable and even to the main preamplifier. The 
design of the MCP 1 eliminates all of these pro-

blems. Knowing that a 50/60 Hz hum field simply 

could not be tolerated the Mcintosh design group 
chose a totally new approach. A high frequency, 
completely shielded, solid state switch mode power 
supply was used. 

The AC power line feeds a reactive voltage divider 

and a full wave bridge rectifier. The rectifier pro-

duces 24 volts DC which is filtered and supplied to a 

15 volt series voltage regulator. This regulator has 70 

dB ripple rejection and reduces the power line hum 
to a negligible level. The 15 volts DC powers a stable 

multivibrator/frequency divider with an output fre-

quency of 200 kHz. The 200 kHz drives a push-pull 

power switching amplifier followed by a ferrite core 
toroidal transformer. This transformer has two 

secondary windings bifilarly wound. Each winding 
feeds a separate rectifier and filter system. The two 
outputs are completely independent. One feeds the 

left amplifier channel and the other feeds the right. 
Filters and shielding are used to contain the 200 kHz 

switching within the power supply itself and there is 
no unwanted interference radiation or conduction. 

The MCP 1 has three independent grounding 

systems to prevent ground loops when connecting 
input and output cables. The steel metal enclosure 

connects to a ground post for grounding to the turn-

table frame and associated amplifying equipment. 

The left and right channels have separate grounds. 
There is no hum or noise introduced as a result of 

the routing of input and output cables. 

How To Design A 

Head Amp 

The input transistors, input circuit configuration, 

and the power supply required critical design con-
sideration since noise and hum must be held to an 

absolute minimum. 

Transistor noise is characterized by two noise 

components;  e

n

, Equivalent Short-circuit RMS Noise 

Voltage, and  i

n

, Equivalent Open-circuit RMS Noise 

Current. The resistance or impedance of the MC car-
tridge and resistance in the input circuit of the 
amplifier also contribute Thermal Noise Voltage, e

r

as a result of random electron movement within 
these resistances. The combined noise voltage, e

n

appearing at the input of the amplifier can be 

calculated as: 

Отзывы: