SIGMA ELECTRONICS
A „Dual Tornado”
Történet
A „phono” fokozat
A komplett integrált erősítő
A végfokozat
A tápegység
Tapasztalatok
Átépítések
Az átalakított végfok
Konklúzió
Még valamikor az egyetemi évek alatt történt...
Abban az időben kezdtek mendemondák felröppenni arról, hogy az ódivatú csöves ketyerék jobban szólnak, mint az ultramodern, csillogó-villogó tranzisztorosok. Nyilván ez a
megállapítás ilyen formában nem állja meg a helyét. Mindenesetre a „csöves reneszánsz” hozzánk is betette a lábát. Az akkortájt induló Hifi-magazin
is megpróbált utánajárni a dolognak.
Az igazsághoz hozzá tartozik, hogy a technika kizárólag ellenütemű kapcsolásokra korlátozódott, lényeges volt a lehetőleg nagy kimenőteljesítmény
és a hatásfok. Hallottunk híreket bizonyos A-osztályú herkentyűkről is, bár a technikai részleteket továbbra is homály fedte.
Szükségessé vált tehát egy igazi csöves sztereó erősítő megépítése. Egy kedves barátommal, aki sajnos már nem az evilági
herkentyűkkel foglalatoskodik, szent dacszövetséget kötöttünk a vázolt cél elérése érdekében. Ezzel persze kivívtuk némely megrögzött, vaskalapos
félvezető-őrült kollégánk ellenszenvét is.
Adott volt egy bevált konstrukció, a „Tornado” ultralineár végfok. Ebben az időben élte végnapjait a méltán
világhírű magyar elektroncső-gyártás. Ennek volt néhány időlegesen pozitívnak tűnő hatása is: a kifutó sorozatokat pár forintos áron lehetett beszerezni. Nagy lökést adott
a megvalósításnak, hogy Szovjetúnióban tanuló volt gimnáziumi osztálytársam meglepett néhány odakint felettébb olcsó, számomra viszont rendkívül
értékes alkatrésszel. Köztük volt egy színes TV hálózati trafója (igen, arrafelé olyan is létezett!). Ez képezte a tápegység alapját.
Az alkatrészbeszerzés terén egyetlen probléma maradt: a kimenőtrafók. Ezeket én rendeltem meg itthoni mesteremnél. A kivitelezést gondos tervezés előzte meg,
sajnos, a végeredmény nem lett tökéletes, de erről majd később részletesebben is beszámolok.
Az előerősítő áramköreinek tervezésére is sok időt fordítottam. Mivel akkor már egy ideje pörgött a Taya DP 510-es lemezjátszóm, így a
„phono” fokozattal kezdődött minden.
|
|
A szerkezetről fénykép annak idején nem készült, időközben többször át is építettem, így csak rövid leírását
adom.
A teljes erősítőbe igyekeztem beépíteni a korra jellemző minden lehetséges szolgáltatást. Fő tervezési szempont volt még, hogy a jel útjába
sehol ne kerüljön félvezető. A bemenetek a hátlapon a szokásos tuchel-csatlakozók voltak. A bemenet-választó kapcsolósor egy Isostat-blokk egymást váltó egységeiből állt („Phono-Tuner-Tape-Aux”).
A kiválasztott jel beiktatható mély- és magasvágó szűrőn, valamint a szokásos RC-tagon keresztül közvetlenül az ECC 82 triódával felépített erősítő fokozatra került. Túl nagy jelet nem akartam
továbbvinni, ezért a katódellenállást nem blokkoltam át. A megoldás javítja a linearitást, ugyanakkor megnöveli a kimenőimpedanciát. Hogy ne legyen annyira egyszerű az eset, meg hát volt még egy üres
kapcsoló az Isostaton, azért be lehetett iktatni a blokkoló kondit is. Ezzel nyertem kb. 4-5 dB-t.
Ezután jött a mono-kapcsolóval áthidalt, kiiktatható Baxandall-hangszínszabályzó, egy darab ECC 85-össel. Az áthidalást az jelentette, hogy „mono” állásban csak az
egyik csatorna szabályzója működött, ez elvégezte a jelösszegzést, és az az előnye is megvolt, hogy a hangszín-csatornák asszimmetriája nem befolyásolta a hangképet. A lánc végére került a
hangerő- és balansz-szabályzó. Ez azért volt jó, mert kis hangerőnél nem vitte át az előző fokozatok zaját.
A teljes berendezéshez hozzátartozott még a monitor fokozat. Ez szintén egy-egy ECC 82-es triódából állt, ez erősítette az akkor még analóg magnó jelét, egy
kapcsolón keresztül behallgatást biztosítva az éppen folyamatban lévő felvételbe. Háromfejes magnónál a felvett anyagot kis késéssel ellenőrizni lehetett.
Hátra van még a két végfok, de ezeket külön fejezetben tárgyalom.
|
A végfok kapcsolásának tervezésénél a jól bevált „Tornado”-ból indultam ki. Itt viszont szerettem volna nagyobb erősítést
elérni, ezért az ECC 85 helyett ECC 83-akkal szerkesztettem a meghajtót. Ha utólag belegondolok, ez nem biztos, hogy szerencsés húzás volt. |
a legsúlyosabb hiba pedig az volt - sajnos, csak később derült ki -, hogy a szekunderek menetszámai nem egyeztek. A gyakorlatban ez úgy nyilvánult meg, hogy az ultralineár üzemet nem bírta
az erősítő, bármit csinálhattam, azonnal begerjedt.
Nem volt más megoldás, át kellett térnem tiszta pentódás üzemre. Kezdetben ezt úgy valósítottam meg, hogy a segédrácsokat egyszerűen a tápfeszre kötöttem,
mivel egy ötpólusú csokival csatlakoztattam a trafót, ez csak két-két drót odábbcsavarozását jelentette. Természetesen így megváltoztak a végfok paraméterei, adott illesztésre nem lehetett
kivezérelni a csöveket. A visszacsatolás további bonyodalmakat okozott, csökkenteni kellett a mértékét, mert a jel felfutó élén jellegzetes nagyfrekvenciás gerjedés jelentkezett, minél nagyobb volt a jel,
annál inkább kiszélesedett a nagyfrekis csomag. A hangban ez iszonyú zúgás, recsegés formájában nyilvánult meg.
|
Két dolgot lehetett tenni. Először is le kellett mondani a szimmetrikus kimenetről. A fél szekundereket egyenként összekötöttem, ezáltal a menetszámok
közötti szórás elviselhető mértékűre csökkent. Másodszor vissza kellet venni a segédrácsok feszültségét. |
|
katódárama 75 mA, anód-disszipációja 7 W, a trióda erősítési tényezője 63, ezzel igen jó stabilitás érhető el. Nem utolsó
szempont az sem, hogy kis méretben, kevés alkatrészből megépíthető. Nekem volt még egy előnyöm, néhány alig használt és új példány is hevert a fiókomban. |
Az erősítő tápegysége a már említett 330 W-os trafóra épül. O-magos kivitel lévén két tekercstest található
rajta, ennek megfelelően több bekötési módja is van. A primer beköthető 110, 127 és 220 voltra. A szekunder tekercsek a következők:
2 × 120 V; 0,75 A (anódfesz)
2 × 32 V; 0,9 A (PL-ek fűtése, előfesz, segédtáp)
17,6 V; 0,2 A (műszervilágítás)
6,5 V; 1,2 A (meghajtócsövek fűtése)
6,5 V; 8 A (előfok fűtése)
A két 120 voltos tekercs sorbakötve adja az anódfeszültséget, egyenirányítás után itt kb. 320 V-ot nyerhetünk. Az egyenirányító természetesen
félvezetős, Graetz-kapcsolású. Ezt 4 db csavaros felerősítésű elkó követte, az első 100+100 mikrós volt a puffer. Ide csatlakozott a két végfok, valamint a csatornánként szétválasztott szűrőlánc
2 db 47+47 mikrós kondija is. Az anódfeszt itt is külön lehet kapcsolni a „Standby” kapcsolóval. A bekapcsolás tényét 2 sorbakapcsolt LED jelzi. A „Standby” második áramköre nyugalmi
záró kontaktus, ez a LED-et alaphelyzetben rövidre zárja.
A 2 × 32 V-os tekercs egyrészt kiadja a PL-ek fűtését, ami eredetileg 27 V, ezért egy-egy soros ellenállással csatlakozik a csövekre. Az egyik tekercs feszültségkétszerezőn
át táplálja az előfesz áramkörét, itt 80 V körüli értéket lehet elérni. Azonkívül a tekercsek egyszerű kétutas egyenirányító kapcsolásban előállítanak még
42 voltot, erről működött a Phono fokozat csöveinek fűtése tranzisztoros áramgenerátoron keresztül, ide jön egy 24 V-os stabilizátor, amely a segédtápot adja. Valamikor szerkesztettem egy egyszerű kis IC-s keverőerősítőt,
ez direktben csatlakoztatható jelen berendezéshez, a tápláláshoz pedig 24 V-ra van szüksége. Mindamellett nem emlékszem rá, hogy ezt a lehetőséget valaha is kihasználtam volna.
Az erősítőn kezdetben két mutatós műszer látta el a kivezérlésmérő funkcióját (mármint mutató volt rajtuk!). Megvilágításuk 2 db 18 V 100 mA-es
skálaizzóval történt. Ezeket táplálta a 17,6 V-os tekercs. Jelenleg ennek más funkciója van, de erről majd később.
A két fűtőtekercs használata magától értetődik. A végfokok meghajtócsöveinek fűtőszálai a katodin kapcsolás miatt pozitív előfeszítést is kaptak.
Nem szóltam még az erősítő mechanikájáról. Doboz céljára alulemez-konstrukciót képzeltem el, 440 × 350 × 150 mm-es
méretben. Számításaim szerint ebbe mindennek kényelmesen bele kellett férnie. Sikerült is szereznem 0,8-as lemezt, ha ebből hajlítom a dobozt, ez biztosan nem bírja el a trafók súlyát. Ennyi erővel akár
papírból is dolgozhattam volna, az legalább szigetel. Nem volt más megoldás, T-idomokból szerkesztettem egy tartóvázat, így már össze lehetett hozni a kütyüt.
Az előlapra került az összes kezelőszerv, a hálózati- és az anódkapcsolót (Isostathoz hasonló kivitel) a hozzájuk tartozó 5 × 5-ös zöld, ill. piros LED-ekkel a bal oldalon helyeztem
el. Középre tettem a potméterek ezüst színű forgatógombjait, jobbra volt az Isostat kapcsolósor, szögletes szürke gombokkal, felettük a műszerek. Két oldalt felszereltem egy-egy krómozott műszerfogantyút is, a
„profibb” kivitel érdekében.
A hátlapon foglalt helyet a hárompólusú hálózati csatlakozó, a biztosítékok csavaros házai és egy földeletlen kettős konnektor. A végfokok mögött
közvetlenül a hangszórókimenetek, jobb oldalon a tuchel-aljzatok és a phono táp kapcsoló.
A hálózati trafó, amellett, hogy jelentősen túl volt méretezve és jól bírta a gyűrődést, rendelkezett néhány kellemetlen tulajdonsággal is. Egyrészt iszonyatos
mértékű volt a mágneses szórása. Ez talán a szovjet színes televíziókban nem volt gond. (Emlékszik valaki a szovjet licensz alapján gyártott „Color Star”, vagy az orosz katonáktól
kéz alatt beszerzett eredeti készülékek ragyogó színeire? Egyik pesti rokonunknak is volt egy példány az utóbbiból, mai napig sem értem, hogy tudták nézni?) Emiatt aztán mindent árnyékolni
kellett. A phono erősítőre egy régi TV kutyaházát operáltam rá, de még a kimenőtrafókra is vas borítólemez került. A másik kellemetlenség, hogy miután elérte az üzemi
hőmérsékletet, kegyetlen zúgást produkált. Ez ellen persze semmilyen árnyékolás nem segített. Talán az első modifikációk egyike volt, hogy szétszedtem, és a tekercseket pár napra
lakkba beáztattam. Valamit segített, de nem volt az igazi. A végső megoldásról később írok.
Még egy kis kitérő a témával kapcsolatban. Az egyetemen egy erősáramú kolléga kiszámolta, hogy az ominózus vasmag több, mint 1 kW-ot is át tud vinni. Ezen fellelkesülve
terveztünk is a klub számára egy lóölő tranzisztoros erősítőt. Megjött a várva várt trafó, de első ránézésre is vékonykának tűnt a rátekert drót. Természetesen nem is hozta a
specifikációt. Visszaküldtük, hogy tekerjék át. Sajnos ez sem lett jó. Nem fért el a szükséges tekercs. Hát ennyit az elmélet és a gyakorlat korrelációjáról. Az oroszok sosem voltak
egy takarékos nép, ha ők azt írták rá, hogy 330 W, akkor az 330 W.
|
Az erősítőt éveken át használtam, ez volt a fő zenehallgató kütyü alapkészüléke. Kezdetben műsorforrásként adott volt a Taya
lemezjátszó. Az eredeti hangszedőjét elég hamar kicseréltem az Ortofon FF10XE-re. Ez abszolút alaptípus, de stabil, jó minőséget szolgáltatott. A Tayáról meg annyit, hogy ugyan direct drive, de ez nem az a műanyag
lemeztányéros gagyi herkentyű. Meglepően jó hangja van, a karcsapágyazását egy korabeli tesztben a kategóriájában a legjobbnak hozták ki. Egyetlen komolyabb gond van vele: a rezgéscsillapításra nem sok
energiát fordítottak, így aztán nem mindegy, mire tesszük, és az is hallatszik, hogy a plexitető fel- vagy le van hajtva. |
leszerepelt. Sajnos az eredeti doboz egyik mélynyomója is rosszul járt, a lengőtekercse a tudomány hősi halottjává vált. Végeredményben a reménybeli sztereó párból
nulla darabot sikerült előidézni. Szerencsére abban az időben jelent meg a pesti amatőrboltok polcain az Orion által későbbiekben használt, úgynevezett bolgár hangszóró. Az ára igen kedvező volt, paraméterei szinte megegyeztek
az eredetivel. Egy gond volt vele, a kosárszél kiképzése egészen más volt, úgyhogy a HS-ek előlapját alaposan meg kellett vésnem. Lényeg az, hogy végre megvolt a hangsugárzó-rendszerem.
Elsőként is feltűnő volt a dörgedelmes basszus. Ennek egyik fő okozója persze a dobozok padlón való elhelyezése volt. Ezen egy-egy fa állvánnyal kívántam segíteni. Egyéb
modifikációknak is alávetettem a sugárzókat. Az ostoba DIN-csatlakozókkal szerelt drótokat kiváltottam rugós szorítókra, a hangváltó közönséges elkóit pedig jobb fajta bipoláris
típusokra cseréltem. Végezetül a belső kábelezés primi tyúkbelei helyett vastag tömör rézvezetékeket forrasztottam be. Mindegyik változtatás hozott valami javulást, bár ezt a
visszafordíthatatlanságuk okán mindig nehéz ellenőrizni. A folyamatot itt kellett abbahagyni, ezek a dobozok ennyit értek. |
|
Kisebb átépítésekről már eddig is beszámoltam. Az első nagyobb modifikációként a be- és kimeneti csatlakozók
cseréjét hajtottam végre. Igazából nem is csere volt, hanem a tucheleket meghagyva aranyozott RCA-aljzatokat szereltem a hátlapra. A kimenetek az eddigi egyszerű rugós szorítók helyett csavaros banánhüvelyeket
kaptak. Hogy a belső szerkezet se maradjon érintetlen, az árnyékolt vezetékköteget, ami a hátlapról az előerősítő paneljén lévő Isostat-sorhoz ment, kiváltottam úgy, hogy a hátlap közelében
felszerelt merevítő idomra rögzítettem egy relésort, az Isostatok ezt kapcsolták.
Így már adott volt a lehetőség távvezérlés beépítésére is. Ezt az is indokolta, hogy a hagyományos lemezek kifutóbarázdái meglehetősen zajosak,
a műélvezet után közvetlenül nem kell felugrálni a lemezjátszóhoz. Hozzá kell tennem, hogy a Tayán nincs semmiféle automatika, csak kapcsoló-fordulatszámváltó, a két finomszabályzó,
valamint a karlift. Azonkívül a hangerőszabályzó kezelése is kényelmesebb a fotelból. Kidolgoztam egy szerkezetet, amellyel minden fontos funkciót meg lehet valósítani, ráadásul a Sony DAT rendszerbe
épülésével a monitorkapcsoló kezelése is fontossá vált. A készülék leírása megtalálható a távirányítóknál. Lényeg az, hogy
a távvezérlőn 4 gombbal a következő funkciókat sikerült kezelni: hangerő fel-le, monitor, némítás; ez utóbbi aktiválása esetén megoldható a csatornák váltása is.
Táplálás céljára a 17,6 V-os tekercs rendelkezésre állt.
A potméterek és a hangszínszabályzó panelje eredetileg is az előfok felett, kiemelve helyezkedett el. A hangerőszabályzó működtető mechanizmusát
régi telefonkészülék tárcsa-szerkezetéből alakítottam ki. A meghajtó először a fiók mélyéről bányászott kommutátoros motor volt, később ezt váltotta egy levitézlett
walkman motorja. Az eredeti grafitleszedős potméterek Tesla gyártmányúak voltak, a hangerő 250 kohmos, 2 dB-es együttfutású példány. |
a szekunderek kapocsfeszültsége lecsökken. Ez esetemben nem probléma. Az anódfeszültség csökkenése valamit visszavesz a kimenő teljesítményből, mivel az amúgy sem
meghatározó teljesítmény-mániám alábbhagyott, ez nem zavart. Egyébként pedig úgyis át akartam térni más végfok-üzemmódra.
A fűtésekkel nincs gond, mivel a PL-ek soros ellenállásról járnak, az előfokoknak pedig egyenáramú fűtést terveztem. A segédtápban és az előfeszben is van bőven tartalék,
így további problémákkal sem kell számolni.
Az eredetileg ultralineárnak tervezett végfok tiszta pentódásként üzemelt sok éven át. Ez a rendszer egyik szélső értéke,
amikor is a segédrácsokat a tápfeszre kötjük (leágazás=0%). Nézzük meg a másik végletet, amikor a 100%-os leágazást alkalmazzuk, ez a trióda-kapcsolás. Mit várhatunk ilyenkor?
Először is lecsökken a kimenő teljesítmény, függően a munkapont helyzetétől, 25-50%-ra. Ha megmérjük az otthoni zenehallgatás során elődübörgő teljesítmény
mértékét, meglepődve tapasztalhatjuk, hogy bőven 10 W alatt maradunk, hacsak nem kívánjuk magunk ellen kihívni a család és a szomszédok permanens ellenszenvét (ez egyébként az enyhébb
eset). Némileg azért függ a dolog a hangsugárzók hatásfokától is.
Nézzük meg, mit nyerhetünk? A trióda kimenő impedanciája kicsi, ezért jól csillapítja a hangszórót, nem hagyja „visszabeszélni”. Személy szerint még azt
is reméltem, hogy a nem éppen kifogástalan kimenőtrafóimat is jobb belátásra bírja. A másik nagy előny, hogy mivel a trióda elsősorban páros harmonikusokat termel, különösen A-osztályban az
ellenütemben dolgozó végcsövek nagyrészt kioltják egymás torzítását.
A triódás kapcsolásnak viszont van még egy hátulütője: nagy meghajtófeszültséget igényel. Ezennel nyugdíjba küldhetem a
jó öreg katodin fordítós meghajtó-fokozatot, és kereshetek valami más megoldást.
A már említett Hang és Technika című kedvenc folyóiratom közölte annak idején az Audio Note „Kit Four” erősítőjének leírását. Innen származik a
„lebegő parafázisú” fázisfordító felhasználásának ötlete. Nézzük most meg közelebbről ezt a kapcsolást.
Az első trióda normál földelt katódos beállításban üzemel. Az anódjáról vesszük le a fordított fázisú
jelet az egyik végcsőnek. A második trióda R7-R8 ellenállások segítségével teljesen vissza van csatolva, így fázist fordít, erősítése viszont egységnyi. A kimenő impedanciája a
feszültség-visszacsatolás miatt rendkívül kicsi, kiváló a linearitása. A pontos 1-szeres erősítés R7-R8 válogatásával beállítható. Végül is a katodinhoz hasonlóan az
első trióda határozza meg a torzítási paramétereket, csak itt közel duplája a kivezérlési tartomány. Voltaképp a kapcsoláson még egyszerűsíteni is lehetne (C1-C3), de itt törekedtem a
szimmetriára. Igazság szerint lehetőség van a kimenőtrafóról visszacsatolásra is, ezt R3 és a katód közé kellene csatlakoztatni. Én ezt nem terveztem, ebben az esetben össze lehet kötni a két katódot,
így tovább javíthatjuk az áramkör tulajdonságait.
Nézzük meg a hátrányokat is. A két anódon mérhető impedancia nem azonos, V1A-é nagyobb, mint V1B-é. De így volt ez már a katodinnál is, csak ott azért jelentősebb
volt a differencia. A nagyobb gond, hogy V1B-nek jól kimutatható fázistolása van a magas frekvenciák felé. Oszcilloszkóppal ez remekül mérhető. Ennek ellensúlyozására építettem be C5
kondenzátort. Ugyan kissé felfelé billenti a frekvenciamenetet úgy 10 kHz fölött, de ez szerintem nem olyan nagy probléma.
A figyelmes szemlélő azt is észre veheti, hogy az ECC 83-asokat ECC 85-re cseréltem. Ez utóbbinak sokkal kisebb a belső ellenállása, az alacsonyabb
erősítés pedig nem gond, ha nem használunk visszacsatolást. |
Mint az alábbi képen is jól látható, az erősítő nem készült el teljesen. A funkcionális egységek a potméter-panel és a
távvezérlő kivételével beépültek és működőképesek. A csatornaváltót ideiglenesen a monitor vonalválasztó kapcsolója működteti, a hangerőszabályzó a monitor
szintszabályzója. Az előerősítő paneljéről a foglalatból hiányzik a monitor ECC 82-ese is.
Az erősítőt így használtam az utóbbi időkig. Az új áramkörök beváltották a hozzájuk fűzött reményeket, jelentős javulást sikerült elérni.
Különösen a phono fokozat hangzása meggyőző, ezt még megfejeltem egy új Ortofon hangszedő rendszerbe állításával is.
Végül is sok minden javult, egyedül a basszusok nem akartak megjönni. Elkönyveltem hát, hogy a Mirrorok ennyit tudnak. Kell egy mélynyomó
külön erősítővel, plusz a hozzá való kimenet a doboz hátlapjára. Először az apró, számítógépes rendszerhez tervezett negyedfokú dobozomat kötöttem be, ez optimista becslések
szerint sem ment 40 Hz alá. Mégis remekül érezhető volt a hatás. Akkor láttam neki a nagyobb ládának, ez papíron már 30 Hz-ig is lejutott. Már csak meghajtó erősítő kellene hozzá. Ott hevert
a sarokban a jó öreg „Tornado”, ez megfelelőnek látszott. Csak egy baj volt vele, a nullázásos csatlakozás sehogy sem akart passzolni a földelt rendszerhez. Eretnek módon azután egy fél Quad 405-össel
próbálkoztam. |
Irodalom
[1] Rádiótechnika Évkönyve - 1979.
[2] Tungsram - Electron tubes and semiconductors - 1978.
[3] Hang és Technika 1999. 5. szám