SIGMA ELECTRONICS

Csöves fejhallgató-erősítő orosz drótlábúakkal

<< Vissza

Konstrukció
 A kapcsolás
 A deszkamodell
 A tápegység
 Kimenőtrafók
 Megépítés

     Elkészült a zenehallgató berendezés, megelégedésemre is szolgál. Egyvalami nem lett több vele: a zenehallgatásra szánható idő. Az esti órákban vannak még lehetőségek, ilyenkor viszont nem illik zajongani. Megoldás - a fejhallgató. Van is a rendszerben már egy fejhallgató kimenet, ez a Sony DAT magnó előlapját díszíti. Egy szépséghibája azért van, közvetlenül a D-A konverterhez csatlakozik. Így, ha analóg forrásból jön a jel, először digitalizálja, majd visszaalakítja. Ez eddig nem olyan rossz, de mi van akkor, ha rádiót, netán lemezt hallgatok? A phono előfokról át a DAT-ra, A-D, D-A, majd a fejhallgató? Ez már nem tetszik annyira.
     Mégiscsak jól jönne az az önálló fejhallgató erősítő. És mi lenne, ha az is csöves lenne?
     Publikáltak és építettek már számtalan verziót ebből. Az egyik szerint a remek és jobb sorsra érdemes 6080-as, vagy valamelyik rokona az áldozat. Oldalanként el is füstöl húszegynéhány wattot, hogy a fejhallgatóhoz szükséges milliwattokat előlökje. A hangminőség minden bizonnyal kiváló, a trafót is megspóroljuk, bár a 32 ohm és az alatti fülesekkel éppen ezért gondja lehet. A 2004-es Rádiótechnika Évkönyvben pedig megjelent egy trafós megoldás, ECL86-osokkal.
     Én viszont más úton szerettem volna elindulni.

Konstrukció


     Térjünk vissza ismét a jó öreg szovjet haditechnikához. Nevezetesen a direktfűtésű miniatűr drótlábú pentódákhoz. A polcomon hevert is egy dobozra való. Már korábban terveztem, hogy építek valamit belőlük, de az idő most jött el.

     Először is érdemes egy pillantást vetni ezekre a csövekre. Keresztültekintvén az üvegbúrán menten feltűnhet, hogy a hagyományos értelemben vett rácsok itt nem látszanak. És ez nem csak optikai csalódás, ezeket a csöveket a katódszállal párhuzamosan futó rudakból álló elektronoptikával tervezték. Ezáltal a katód terhelése egyenletesebb, kisebbek az elektródakapacitások és a zaj, javul a nagyfrekvenciás viselkedés. Ez utóbbit természetesen most nem használjuk ki.

     Szerettem volna többet megtudni ezekről a csövekről. Találtam elég sok adatlapot, de az engem érdeklő jellemzőket kénytelen voltam megmérni. Például mindjárt azt, hogy miként viselkednek triódaként. Neki is láttam, az alább látható karakterisztikák születtek. Ezek szerint az 1Zs29B-V típus elég jól viselkedik, 1,5-2 mA/V meredekség mellett 10 körüli erősítési tényezőt mutat. Ezzel egy alacsony torzítású, 15-17 dB-es fokozat építhető, nem utolsó szempont, hogy nem túl nagy anódfeszültség mellett.

     A végfoknak kiszemelt 1P24B-V-t is alaposan megmértem, igaz itt nem volt szándékomban triódás erősítőt építeni, inkább az ultralineár beállítást találtam megfelelőnek. Persze így azonnal el lehetett vetni a trafónélküli verziót, viszont egy jól fejlett kimenő alkalmat ad a pontos impedanciaillesztésre. Visszatérve erre a csőre, ez egy igazi "nagyágyú"! Maximális katódárama 25 mA, csúcsban elmegy 40-ig, az anóddisszipáció A-osztályban 2,75 W, B-ben elérhető a 4 W is! Nekem csak 50-100 mW-ra van szükségem, így az anódot nem érdemes 4-500 mW felett terhelni.


A kapcsolás


     Nézzük először a kapcsolási rajzot. A bemeneti potméter után egy leválasztó kondenzátor jön. Erre itt mindenféleképpen szükség van, mert a direktfűtésű csövek fix előfeszültséget igényelnek. Az első fokozat triódának kötve hajtja meg a végfokot. A szakirodalom melegen ajánlja, hogy a harmadik rácsnak megfelelő elektródákat katódpotenciálra kell kötni, mivel így biztosítható az elektronnyalábok fókuszálása. A fokozat alacsony anódfeszültséggel üzemel, erősítése 17 dB.
     A végfok egyszerű kondenzátoros leválasztással csatlakozik hozzá. A végcsövet kb. 6-8 mA anódáramra állítottam be, ez az alkalmazott 80 V körüli tápfeszültségen -10 V rácsfeszültséggel teljesíthető.
     A segédrácsot a kimenőtrafó 50%-os leágazásához kötöttem. Visszacsatolás az áramkörben nincs. Az előfeszültséget egy 10 V-os Z-dióda biztosítja, ehhez gondos csatolásmentesítéssel kapcsolódnak a rácslevezető ellenállások.


A deszkamodell


     Az erősítőt először deszkamodellen raktam össze. Az anódfeszt a hálózatból nyertem, a fűtést egy NiMH akku biztosította. Kimenőtrafóként az archívumban fellelhető, talán BEAG páros szolgált. A műsorforrás a szokásos kis CD-Walkman volt. Bekapcsolva a kis 32 ohmos Sony fejhallgatóval igen bíztató eredményeket produkált. Úgy döntöttem, érdemes megépíteni végleges verzióban is.



     Háznak az időközben jobblétre szenderült kedvenc TEAC CD-íróm dobozát szemeltem ki. Kellemes kis vasdoboz, csak a belevalókat kellett úgy eltervezni, hogy minden kényelmesen elférjen. Persze azért egy új előlapra is szükség volt, ezt 2 mm-es vaslemezből készítettem el.


     Hangerőszabályzónak egy 2×100 kohmos miniatűr Alps típust választottam, ezek megmérve bőven túlteljesítik az adatlapon feltüntetett specifikációt. Az előlapra még egy kezelőszervet terveztem, ez pedig az impedanciaváltó. A kimenőtrafó ezt a lehetőséget szinte tálcán kínálja. Mivel az öreg Sennheiser HD-40-esem 170 ohmos, ezt az impedanciát mindenképpen megcéloztam. De elmentem 300 ohmig, ez elég univerzális szint. Felette viszont már nagyon megnőnek a veszteségek, meg aztán az sem biztos, hogy a tekercstesten elférünk. Lefelé viszont vannak lehetőségek: a 32 ohm igen gyakori, de akkor már legyen 8 ohm is (pl. régi Videoton, bár ezt nem célom begyűjteni, de ide tartozik az egyik korábbi cikkben említett Hosiden).
     A miniatűr fokozatkapcsolót is sikerült beszereznem, bár korántsem voltam vele annyira elégedett, mint a potméterrel. Azért az valamennyire megnyugtató, hogy nem kell sűrűn kapcsolgatni.

     A csövekkel egyetlen probléma jelentkezett: erősen mikrofóniásak. A legkisebb kocogtatásra éles, magas, lassan lecsengő sípolással reagálnak, a viszonylag hosszú, vékony katódszál hajlamos a berezgésre.



A tápegység


     Összegezvén az alkatrészek által felvett teljesítményt, a következőre jutottam. A két végcső darabonként kb. 600 mW-ot füstöl el, emellett a meghajtók teljesítményfelvétele elenyésző. A fűtésekkel már bonyolultabb a helyzet. A fűtőfeszültség mindkét típus esetén 1,25 V, ez némi tűréssel könnyen betartható. A fűtőszálak duplák, itt a párhuzamos kapcsolás előnyösebbnek látszik az alacsony anódfeszültség miatt. Így viszont a teljes áramfelvétel kb. 550 mA. Soros stabilizátort alkalmazva nagyjából 3 - 3,5 V kell az egyenirányítóról, beleszámítva a diódahídon fellépő nyitófeszültséget, nem tűnik túl gazdaságosnak ez a megoldás.
     Volt azonban egy kis szerencsém. Rég ellopott mobiltelefonomhoz tartozott egy autós töltő, amely évek óta munka nélkül hevert a lomok között. Ebben egy kapcsolóüzemű táp ketyegett, ez ide minimális átalakítással felhasználható volt. Mindössze a feszültségbeállító tag felső ellenállását kellett rövidre zárni, máris előbukkant a kívánt 1,25 V. Oszcilloszkópon ellenőriztem a kimenetet különböző üzemállapotokat szimulálva. Az adott feltételek mellett 8 - 12 V bemenő feszültségnél tökéletesen működött, így alkalmasnak találtam a beépítésre.


     

     Az energiamérleg következőképpen alakul: anódfesz 90 V, egyenirányító és egyéb veszteségekkel együtt 2 W körül megáll. Fűtés: ha a kapcsolóüzemű táp hatásfokát nem dimenzionáljuk túl, és megelégszünk elméletben 60%-kal, az összes egyéb veszteséget figyelembe véve itt is 2 W alatt maradunk. Tehát a kütyünket nyugodtan rábízhatjuk egy bontott dugasztáp trafójára.
     Volt ebből is jópár darab. Persze olyanra volt szükségem, aminek a primerje nem szakadt. Az adott példány összepattintható lemezekkel készült, megfelel az EI 48/16-nak. A tekercstest osztott, a primerre azért rányomtam még kb. 200 menetet, tekintettel a nálunk tapasztalható elég combos hálózatra (közel 240 V). A szekunder új lett, a két tekercs egymás felett kényelmesen elfért. Az anódtekercs 800 menet, 0,13-as huzalból, a fűtőtekercs 110 menet, 0,6-osból.
     Szükség volt még egy fojtótekercsre. Ez egy leégett primerű EI 41/17-es trafó vasára készült, 0,12-es drótból, ami belefért (kb. 4500 menet). Ezeknek a kis trafóknak elég tekintélyesek a veszteségei, így a fojtó soros ellenállása is eléri a 650 ohmot, a tápegység energiamérlegébe feltétlenül bele kell számítani.

     Az anódfesz egyenirányítójához 4 db BA 159-est használtam, ezek nagyfeszültségű, de kis teljesítményű gyors diódák. A fűtését megoldottam egy kis híddal. Az elkók feszültségtűrésére érdemes odafigyelni.

     

Kimenőtrafók

     A trafókhoz először a vasmagot válsztottam ki, egy szép kövér példány volt az áldozat. A tekercselése úgyis halott volt, hát ketté bontottam, így kiadott 2 db EI48/16-ost. A tekercstestet a lehető legvékonyabb anyagból készítettem, hogy minél több drót ráférjen. A tekerést természetesen gondos tervezés előzte meg. Sok osztásra nincs igazán szükség, mivel a vékony huzal miatt elég jó a kitöltés, a veszteségeket nagyrészt úgyis a réz ellenállása okozza, meg hát az átviendő teljesítmény sem nagy. Klasszikus forma szerint jártam el, 1/4-1/2-1/4 osztású primerek közé került a két fél szekunder. Ezeket mindenféleképpen párhuzamosan kellett kötni, tekintettel a leágazásokra.

     A primerre az adott vasmaghoz 5.000 menet adódott, a végeredmény a kis ábrán tanulmányozható. Később a gyakorlat igazolta is a fenti eszmefuttatásomat.

A tekercsadatok a következők:

 primer: 1250 + 2500 + 1250 menet, d=0,09 mm,

 szekunder: 8 ohmig 170 menet, d=0,18 mm,
    32 ohmig +170 menet, d=0,13 mm,
    170 ohmig +440 menet, d=0,11 mm,
    300 ohmig +250 menet, d=0,11 mm.

     A tekercselés műveletéhez azért szükség van egy jó adag mazochizmusra. Főleg a második darabnál. A drót beszerzése sem egyszerű dolog. Nekem szerencsém volt, valamikor réges-régen valaki hozzám vágott egy nagy doboz telefonrelét. Mind használatlan, leltározott darabok, különböző tekercsekkel és érintkező-csoportokkal. A tekercsek 0,05 - 0,2 mm közöttiek. Mivel nekem sem volt különösebb szükségem rájuk, nyugodt lélekkel vettem használatba a tekercselő drótot. A tekerésnél igen óvatosan kell eljárni, mivel a vékony drótok nagyon könnyen szakadnak. A sor-sor mellé hajtást sem egyszerű betartani, de a tekercsek kissé szellősebb elhelyezéssel is elférnek. A mindössze 80 V-os anódfesz miatt a szigeteléseket is vékonyabbra vehetjük.




     Érdemes odafigyelni a kivezetésekre. Mivel a szekunderen sok a leágazás, feltétlenül meg kell jelölni őket. Mint a képeken jól látszik, én színes kivezető ereket alkalmaztam, ezeket a tekercstesten forrasztottam hozzá a zománchuzalhoz.
     Mondanom sem kell, hogy a szekunderek menetszáma mindenképpen meg kell hogy egyezzen.
     Végére marad a bevasalás. Ezt a „single ended” rendszernek megfelelően egy oldalról kell megejteni. Az eredetileg számolt légrés 0,1 mm volt, ez a mérések során kb. 80 Hz határfrekit adott ki, ami azért elég magas. Így lementem 0,05-re, ez már jobbnak tűnt. Végül is az anódáram elég alacsony, a gerjesztés jóval a kritikus érték alatt marad. Ez a hangzásban is megmutatkozik.

Megépítés


     Hogy a szerkezet kényelmesen elférjen a kiszemelt dobozban, több vázlatot is készítettem. A végső megoldás mégsem lett túl kényelmes, de azért minden elfért.
     Fontos, hogy a trafók lehetőleg távol kerüljenek egymástól, mivel a hálózati rendesen meg tudja szórni a kimenőket. A vas doboz sokat segít, de az egységeket érdemes vaslemezekkel is elválasztani egymástól.
     A trafók rögzítését üvegszálas lemezcsíkokkal oldottam meg. Az erősítő paneljét viszont mindenképpen rugalmasan kellett felfüggeszteni. Jó eredményt adott a hőszigetelő habgumi alátámasztás, a panelt négy sarkán apró spirálrugókkal fogattam meg. Most már nyugodtan lehet pofozni a dobozt, a mikrofónia jelensége nem mutatkozik.

     Végre összeállt a szerkezet, meg lehetett hallgatni. A munkapontok szépen beálltak, minden rendben működött. Ami a fejhallgatóban elsőként feltűnt, az az éppen hogy hallható, de meglehetősen zavaró brumm. A fejhallgatók erre a jelenségre különösen érzékenyek, ezért kell maximális gondossággal eljárni. Érdekes volt, hogy a tápfeszen a műszerek semmit nem mutattak ki, mégis tisztán hallható volt a morgás. Ha lekötöttem az anódfeszt, a jelenség így is megmaradt. Az ok tehát a hálózati trafó szórásában keresendő.

     Következett hát a szokásos idegőrlő medvevadászat. Helyem nem sok volt - mint a képeken ez jól látszik - ezért a lehetőségek is korlátozottak voltak.
     Megpróbáltam 90 fokkal elfordítani a hálózati trafót, ez persze a doboztető felrakhatóságát némileg akadályozta. Eredmény semmi. Betettem egy 2 mm-es vaslemezt az erősítő panel és a kimenők közé, ez valamit javított, de - különösen a bal csatornában még mindig lehetett hallani a brummot. Mondanom sem kell, hogy a hálózati trafó rézlemezzel való árnyékolása sem hozott eredményt (a trafó köré tekert és jól összeforrasztott rézlemez, mint egymenetes tekercs, a szórt mágneses terek energiáját felveszi, hővé alakítja).
     Mi hát a megoldás? Legjobb lenne a „dugasztáp”, de ehhez komolyabb mechanikai átalakítások szükségeltetnek. Addig is törődjünk bele a jelen helyzetbe.

     Még egyszer leszögezem, hogy a brumm mértéke minimális, szinte csak a bal csatornában hallható (ez van közelebb a fránya trafóhoz). További javulást lehetett elérni azáltal, hogy a Sennheisernek van beépített hangerőszabályzója, így kissé visszavéve az érzékenységet, már tényleg alig hallani valami zavart. Itt szeretnék megemlékezni egyik kedves, néhai plébános ügyfelünkről, akinek fixa ideája volt, hogy az orgona fúvómotorját mindenképpen ki kell kapcsolni, ha éppen nem szól a hangszer. „Nagyon halk, persze, én sem hallom, csak a tudat, hogy jár...”

     Egyszer aztán eljött az alkalom (meg az önmagamon való erővétel ideje), és átalakítottam a szerkentyűt. Kikerült a dobozból a hálózati trafó, ezzel gigantikus helyek keletkeztek. Gondoltam rá, hogy beteszek még egy fojtótekercset, bár a gyakorlat azt mutatja, hogy erre igazán nincs szükség. Az akció eredményeképp a medvék végleg kimúltak. Igen kell fülelni, hogy valami apró zavar hallható legyen.
     Annyit még hozzátennék, hogy a hátlapról lekerült a hálózati csatlakozó, átadva helyét egy Dsub papának, ezen keresztül négyeres árnyékolt kábel hozza a trafó feszültségeit. A kapcsoló kétáramkörösre változott. Véletlenül világítós kivitel, a glimm a 80 volttól be is gyújt.
     Végül a tapasztalatok. Egy pillanatra meglepődtem, hogy sokkal érzékenyebb lett az erősítő. Persze hamar rájöttem, ez azért van, mert most már nem kell visszavenni a füles

hangerejét. Az orosz haditechnika tényleg csodálatosan szól! Csak úgy futólag összehasonlítottam a DAT kimenetével. Utóbbi valamivel definiáltabbnak hat, de a csöves sokkal elevenebb, az énekesek jobban kiemelkednek a zenekar fölé. Az esti zeneakadémiai Beethoven-közvetítés tényleg félelmetesen szólt.

  

 














     Végül álljon itt ez a fotó a fentiek illusztrálásaképp...


Irodalom
___[1] Rádiótechnika Évkönyve - 2004.
___[2] Ágoston Lajos: Audiofil erősítők építése. Előerősítők Fejhallgató erősítők 2012.
___[3] ROD TUBES - PRINCIPLE AND DESIGN - B. Sukhanov, A. Kireev
         (Translation of the original Russian article published in July 1960 issue of Russian Radio Magazine “Radio”.
         By Dmitri Faguet, English proof reading Joe Sousa, October 2011)


Lap tetejére

<< Vissza

Kezdőlapra