Jest powszechnie wiadomo, że
wzmacniacze lampowe mają „lepsze” brzmienie. No może powiedzmy inne. Inny
rozkład harmonicznych sprawia, że lampa brzmi lepiej w odsłuchu. Niektórzy
także dopatrują się innego brzmienia tranzystorów germanowych w stosunku do
późniejszych układów na krzemie opartych. Coś może w tym jest, ale po kolei.
A wszystko zaczęło się od Pana
Andrzeja, któremu naprawiałem Telefunkena Opus 2650. Po całkowitej przebudowie
stopnia sterującego tranzystorami mocy, ich „degermanizacji” (jak to brzmi w
stosunku do Telefunkena :-)) odbiornik powrócił do właściciela, który był
zadowolony, że gra. Ale jako osoba słuchem obdarzona (w przeciwieństwie do
piszącego te słowa) twierdziła, że to zadowolenie to tak „nie do końca”. Jeden
kanał grał ciszej i gorzej.
O ile słowo ciszej można w prosty
sposób zmierzyć i przełożyć na formułę decybeli czy też inaczej wyrażonego
wzmocnienia, o tyle to „gorzej” dla inżyniera co to „szkiełko i oko” ma w
uważaniu było trudne do ogarnięcia. Naprawiając 2650 poprzednio zadowoliłem się
obrazami na oscyloskopie i jakimś tam odsłuchem na małych 3W głośnikach.
Większe nie mieszczą się w warsztacie, a że ja i tak różnicy nie słyszę (na
dowód audiogram mogę przedstawić) to na tej fazie pozwoliłem sobie naprawę
zakończyć.
 |
Witaj ponownie! |
Odbiornik wrócił na warsztat
jeszcze z innego powodu – Pana Andrzej zażyczył sobie wejście do gramofonu z
wkładką magnetyczną dorobić. Lubię ten model, więc Opus długo nie czekał. Zaraz
za przyrządy się zabrałem i … rzeczywiście końcówka mocy posiadała pewną
nierównomierność wzmocnienia. Jeden kanał był „bardziej” niż drugi. Bardziej
wzmacniający znaczy się. Recepta była aż nadto prosta się okazało – korekcja
rezystora w emiterze tranzystora T301 lub T1301 tak by cała końcówka równą po
kanałach i nadobną była. Ponieważ R1311 (w teorii 330 om) był łatwiej dostępny (w
samym różku płytki drukowanej) to i on poszedł pod adjustację.
PR-ka 220 +
rezystor
pozwoliły objąć rezystancję
nominalną tj. 330 om
i w górę, i w dół.
Okazało się, że zamiast 332,6 om jakimi się w omomierzu oryginał się deklarował,
bardziej stosowne było 305,6 om, co prawie udało się osiągnąć dobierając
rezystor z torebki. Może da się zobaczyć na oscyloskopie różnicę wzmocnienia,
ale założę się, że nawet najlepszy audiofil jej uchem nie wychwyci.
Przesunięte by było widać obydwa kanały.
Przynamniej
bez audiofilskiego patrzenia na świat. Ok. zatem przeniosłem swoja uwagę na
przedwzmacniacz i układ regulacji barwy dźwięku. I tu wytężając swój słuch
mogłem nawet na tych 3W głośniczkach stwierdzić, że Pan Andrzej pełną rację miał.
Prawy kanał grał - no coś „nie za bardzo”. I to głównie w basach. Z razu myślałem, że
to coś podobnego do problemów z
Opus-em szwagra, ale nie. To było coś innego.
Pomiary czy to za pomocą nanoVNA czy to punktów pracy tranzystorów, rezystancji
rezystorów czy pojemności kondensatorów nic nie wnosiły. W zasadzie wszystko w
zakresie tolerancji (+/-10%) i nie ma się do czego formalnie przyczepić. Nie
mniej, jeden kanał jest zdecydowanie inny i w zakresie najniższych
częstotliwości (dziesiątki Hz) wykazuje wzmocnienie o 1/3 niższe.
 |
No - dobrze nie jest. |
Nawet przy
setkach Hz widać różnicę fazy sygnałów kanału prawego i lewego – więc coś na
rzeczy jest. Sprawdziłem i napięcia na tranzystorze – w miarę OK. W miarę też rezystancje
i pojemności – też bym się nie czepiał. Ale jeśli podam np. 40Hz (czego bym od
tego wzmacniacza już wymagał) to tory (prawy z lewym) mi się rozłażą o te
decybele i fazowe przesunięcie.
Izolując
problem stwierdziłem, że różnica występuje on już na pierwszym na tej płytce
wzmacniaczu z tranzystorem AC171, z korektorem w emiterze (2k2 zbocznikowane
2k2 i 150nF) i takim tam filtrem na wejściu.
 |
To tu. |
Element po elementarze, rezystor
po rezystorze i kondensator po kondensatorze sprawdziłem i wszystko w miarę (w
granicach +/-10% ) tolerancji tam było. Bootstrapowy kondensator 47uF (zamiast
50uF) też w porządku, ale w dalszym ciągu problem jest. No przecież nie
tranzystor (oj naiwny ja, naiwny) – te mają raczej problem z górną
częstotliwością pracy niż z dolną. Jedyne co pozostaje to filtr ma wejściu (RXX
do CXX).
Rozumiem, że w jakiś sposób on kształtuje charakterystykę, ale jak?
Wrzuciłem więc jego wartości do kalkulatora i bingo.
 |
Prawie AI - wrzucasz dane i masz odpowiedź. |
Okazało się że jest to
filtr zaporowy dla częstotliwości ok 10Hz? Coś mi zaczęło świtać odnośnie
gramofonów. Dlaczego akurat taki - pozostaje zagadką.
Pierwszy test to pomiar
charakterystyki częstotliwościowej tego filtra. Generatorem F6900 przemiatałem
częstotliwość od 3 Hz do 15Hz w czasie 15 sekund i zapisując obraz na
oscyloskopie. Niestety generator nie posiada wyjścia impulsu „synchro” (podobno
można to obejść lub dorobić), ale na ekranie udało się wychwycić różnicę w częstotliwości
minimum pomiędzy kanałami.
Wyrywkowe pomierzenie kondensatorów i rezystorów
dało odpowiedź na pytania – różnice pomiędzy wartościami były w deklarowanym
zakresie +/-10% (R552 – R553, C559 – C561). Ale właśnie w jednym to było plus,
a w drugim dużo minus.
 |
Tajemnicze cyferki to zmierzone wartości - jak widać miejscami się różnią bardzo. |
Padła decyzja – wymieniamy elementy na możliwe dobrane. Udało
się podobierać i kondensatory i rezystory z dokładnością do ułamka procenta – z
jednej serii zazwyczaj się nie różnią za bardzo.
 |
Równiutko. W parametrach oczywiście. |
Po przelutowaniu mamy obydwa
kanały identyczne i zachowujące się identycznie – to już nie jest problem.
 |
Równo, wygląd inny bo użyta jest skala liniowa przemiatania (powyżej logarytmiczna). |
Pozostało podłączenie pierwszego stopnia – wlutowanie na powrót kondensatorów C562/C1562
220nF (w miarę równe) i zebranie sygnału
z kolektorów tranzystorów. I klapa – układ zachowuje się podobnie – w zakresie
kilkudziesięciu Hz, aż do kilkuset widać przesunięcie fazy i znaczący spadek
wzmocnienia jednego kanału. Odłączone zostały kondensatory C563/C1563 150nF nie przyczyniają
się zatem one zmiany charakterystyki, a i eksperymentalne zwiększenie
pojemności boodstrapowego elektrolitu (C551) też nie dało odpowiedzi – zero
reakcji na podłączanie dodatkowych 47uF. Dopiero eksperyment polegający na
zwarciu kanałów po filtrze, na wejściu kondensatorów 220nF co dało identyczny (no
bardzo zbliżony) sygnał w obydwu kanałach, bez jakiegokolwiek przesunięcia
fazowego.
 |
To są dwa przebiegi - nie jeden. |
A więc problem nie leży nie tutaj, ale
we współpracy filtra i stopnia
tranzystorowego. Jakkolwiek napięcia na tranzystorach (emiter i kolektor) były
w miarę zbliżone do tych ze schematu, to dokładne pomierzenie pokazało, że duża
różnica występuje w prądzie bazy – czyli napięciu na rezystorze R551, w jednym
kanale to 60uA, a w drugim (T1551) ponad 200uA. Bingo.
Mamy zatem różnicę w impedancji
wejściowej stopnia tranzystorowego, co przekłada się na inną stałą czasową RC i
różnice w charakterystyce. Aż przecierałem oczy ze zdziwienia gdy wylutowałem tranzystory AC171 i pomierzyłem ich
wzmocnienie (beta) jeden miał 63, a drugi ponad 150 !
 |
Różnica w prądzie bazy ! |
Aż mi się nie chciało
wierzyć, że takie oryginalnie wlutowano w fabryce – nie było śladów ich wymiany.
Więc ta „cecha” była od początku. Że nikt na to nie zwrócił uwagi to naprawdę
dziwna sprawa. Przez dziesięciolecia użytkowania.
Nie miałem innych tranzystorów na
podmianę, kupienie czegoś oznaczonego jako AC171 na eBay-u nie daje
najmniejszej szansy, że trafimy na taki, który przypasuje. Jako rozsądne
rozwiązanie przyjąłem zastosowanie krzemowych tranzystorów pnp. Miałem kilka
sztuk BD560C z jednej serii i pięknym
wzmocnieniu 550 (+/- kilka) to poszedłem tą ścieżką. Zastosowanie tranzystorów
Si w miejsce Ge już praktykowałem w tym egzemplarzu, więc nie będzie to żadne
barbarzyństwo. Pozostało ustalenie nowego punktu pracy. Jako punkt odniesienia
przyjąłem zapisane w dokumentacji napięcie na emiterze 3,2V przy nominalnym R557
2k2 – świadczące o prawidłowym prądowym punkcie pracy tranzystora. Dobierałem R556
polaryzujący bazę, metodą już sprawdzoną tj. PR-ką połączoną z rezystorem
stałym. Ku mojemu zdziwieniu okazało się, że optymalna wartość to 15k2. W
germanowej wersji było to15k na schemacie, a 14k7 w rzeczywistości. Aby uzyskać
identyczne wzmocnienie w obydwu kanałach – w drugim dobierałem emiterowy R1557
2k2. Tu optymalne okazało się 2k27. Ponieważ takiego nie miałem to skończyło
się na 2k7 z przytulonym równolegle 15k. Super!
Korektę częstotliwościową
realizowaną przez R558 i C563 wyrównałem korygując wartość kondensatora który
miał tylko 136nF podczas gdy kolega w drugim kanale aż 160nF. Korekcja polegała
na dolutowaniu 22nF kondensatora od strony druku. Odsłuch tak
skorygowanego/poprawionego wzmacniacza pokazał, że kanały się nie różnią od
siebie na ucho. Ale pokusiłem się o komputerowe pomierzenie charakterystyk. Pasmo deklarowane w zakresie 40-16000Hz jako +/-1,5dB - prawie dotrzymane i to w szerszym zakresie 20Hz do 20kHz, zniekształcenia nieliniowe niższe (0,15%) Intermodulacyjne niewiele większe, ale wpływ miał szum.
 |
Porównanie deklarowanych przez producenta i osiągniętych w naprawie parametrów. |
Jest
dobrze, mogło by być jeszcze lepiej, nierównomierności charakterystyki
chyba wynikają z nierównomierności potencjometrów regulacji barwy. Najbardziej mnie cieszą mniejsze zniekształcenia nieliniowe - dowodzą, ze przebudowa końcówki mocy się powiodła.
 |
Troszkę w jednym kanale jeszcze muszę poprawić w najniższych częstotliwościach. |
Stosunek Sygnał/Szum wydaje się
wynika z bardzo prosto skleconego stanowiska pomiarowego, z wieloma
przejściówkami, reduktorami (na wejściu i wyjściu. Oj, wydaje mi się że trzeba
będzie zrobić porządne sztuczne obciążenie połączone z kartą dźwiękową dla pomiarów
RMAA, dobrze zaekranowane i z minimalnymi połączeniami.
Czy zatem jest różnica w
brzmieniu pomiędzy germanowymi a krzemowymi tranzystorami? Nie.
Nie mniej jednak
na tych nowocześniejszych, z bardziej stabilnymi parametrami i lepszymi jest większa
tolerancja. Krzem górą! Germany grają dalej.
Pozostaje jeszcze dobudowanie
przedwzmacniacza do wkładki magnetycznej, ale to już w kolejnym poście.