Téma: Zesilovací moduly AUJ635 a odvozeniny
V tomto příspěvku bude řeč o tom, jak odstranit příšerné přechodové zkreslení, citelné zvláště u menších hlasitostí, u výkonových zásuvných modulů z rozhlasových ústředen a výkonových stojanů. Jedná se o jednotky typu AUJ635 a jeho odvozeniny /pro vizuální identifikaci - dva filtrační elyty 5G/50V nastojato, 2xKD503, na jednotce vedle filtračních kondenzátorů jsou dva zasouvací moduly - modul budiče a modul elektronického jištění, zboku filtračních kondenzátorů malé budicí trafo rozměrů EI20x25.
Řeč bude tedy jednak o 100W/100V zásuvných jednotkách AUJ635, nejčastěji používaných ve výkonových stojanech AUC2100/1000W-paralelní chod/ a AUC2101 /10x100W-dělený výkon/, pultových rozhlasových ústřednách AUA230, AUB230 a potom hlavně v odvozeninách naprosto shodného zapojení, které se používaly ve výrobcích Tesly Vráble "oranžové" řady STUDIO, jmenovitě : Studiosolo 130, Studiobass 130, Studiomix 6-130, EQ130 /ASO300/ a také v zesilovači AZK180, který poněkud vybočuje z řady a nikdo mu neřekne jinak, než "štorcka".
"Oranžová" řada výrobků řady STUDIO je, jak už jsem uvedl, naprosto shodně zapojena, liší se od zásuvných modulů AUJ635 pouze jiným mechanickým provedením a jiným výstupním transformátorem, který má kromě 100V vinutí také vinutí pro zátěže 8 ohmů a 15 ohmů.
POZOR ! Neplést s výrobky taktéž zpočátku výroby oranžové, pak již pouze černé řady s koncovým označením 132 /Studiosolo 132, Studiobass 132, Studiomix 6-132 a EQ131/, která má již značně modernější koncové stupně odvozené od zásuvného modulu 100W/100V AUJ637 /pro vizuální identifikaci : čtyři filtrační elyty 5G/50V, nebo posléze 4G7/63V, čtyři KD503, inverze, rozkmitový stupeň a proudový zdroj rozkmitového stupně zajišťují tranzistory KD337/338, na vstupu jsou dva šestivývodové dvojtranzistory KC810 a KC809 - takto je konstruován i ohavný a parametrově mizerný zesilovač AZK052/. Koncové stupně shodného zapojení, ale napájené menším napětím a zapojené v můstku pak byly použity i v následující "koženkové" řadě zesilovačů řady DISCO, kytarových, baskytarových a univerzálních kombech a též v koncových zesilovačích AZK210 a AZK220. V zesilovačích AZK220, AZK052 a většině řady 132 jsou pro větší spolehlivost koncové tranzistory zdvojeny.
Jak již bylo předesláno, v článku jde především o to, jak odstranit nepříjemné přechodové zkreslení těchto zesilovačů, tedy starších typů AUJ635, zvláště citelné při malých signálech. Při vyšším výkonu už je tento jev maskován silným užitečným signálem, jde totiž prakticky o čistou třídu B. Já jsem se byl v poslední době nucen zaměřit na to, jak dostat koncové tranzistory v tomto zapojení do AB třídy, nebo alespoň částečné.
Tento problém mě nikdy moc netrápil, protože jsem přístroje s těmito zastaralými koncovými stupni ještě zastaralejší koncepce nebyl nucen používat a když už, tak důkladně upravené - například ze Studiomixu 6-130 šel celý koncový stupeň i výstupní trafo pryč, zůstal pouze síťový zdroj, srážecí odpory pro zenerky napájecí části mixážního dílu a celý zesilovač byl nahrazen dvěma zapojeními ala Sinclair s KD3773 na konci, takže úprava si vyžádala i nové chladicí profily /pro dva a dva tranzistory/, filtrační elyty 5G/50V šly pryč a byly nahrazeny typy WK704.43 s kapacitou 8G2/100V, moduly zpožděného připojení zátěže a ochrany proti ss byly zakoupeny jako standardní ND v Tesle Eltos v Uh.Brodě i s relé RP700 na 48V za doslova pakatel-za 105Kčs.
Výsledkem byl jen průměrně šumící mixážní pult /vybíral jsem z MAA503 i A109D z NDR/ s výkonem kolem 2x130W a ve směšovací části s vybavením pro nenáročné akce, kde 6+2 vstupy stačily - jako druhý linkový vstup jsem používal vstup pro echo na pinu 3+5, který má zhruba shodnou citlivost, jako vstup pro magnetofon.
Brzy však tento upravený pult šel pryč - konkrétně ke countryové kapele, kde slouží dodnes, ale to už je jiná kapitola.
Při pohledu na koncový stupeň zapojení AUJ635 se nabízí hned několik způsobů, jak koncový tranzistor přiotevřít, ale přitom aby přístroj zůstal tepelně stabilní, spíše překompenzovaný. Mně už z toho tak trochu hrabalo, tak jsem problém konzultoval s RNDr.Sýkorou, který podle Pavla Dudka s těmito konci kdysi experimentoval.
Jak už to tak v životě chodí, někdy pro stromy není vidět les...:-) Zpočátku se zdálo, že nejjednodušší bude pohrát si s tvrdým bázovým děličem, napájeným poměrně velkým proudem z 25W srážecích odporů, zapojených na plné napájecí napětí. Ale ouha, jakékoliv experimenty s bázovým děličem, dokonce i zkušební odpojení 10R termistoru nemělo téměř žádný, nebo jen minimální vliv na úbytek napětí na emitorových odporech 0,12R, tedy klidový proud.
Stačilo se ovšem podívat pořádně a bylo víceméně jasno. Celé napětí na bázovém děliči předpětí drží diody KY701, přilepené většinou epoxidem na hliníkových "brejlích" přes horní část KD503 /z druhé strany je přilepený termistor/. Až změření předního napětí diod KY701, které činilo kolem 0,55V ukázalo, že díky těmto diodám můžete hýbat s bázovým děličem jak chcete a přesto koncový tranzistor díky nízkému přednímu napětí Uak dotyčné diody KY701 neotevřete, i kdybyste se posrali. Vzal jsem tedy dvě 2A Schottky diody s předním napětím cca 0,15V a zařadil je sériově do každého z přívodů k diodě KY701 tak, aby se Schottky diody nacházely v dutinách otvorů chladiče pro původní dlouhé vývody diody.
Regulační trafo, ss milivoltmetr a pic kozu do vazu - rázem koncovým tranzistorem švihalo 40mA a nemělo tendenci stoupat ani při značném ohřátí - zřejmě už zapůsobily termistory, které tam byly do té doby k hovnu. Nicméně se mi 40mA klidového proudu pro takový zesilovač už zdálo moc, tak jsem jednu Schottky diodu vyřadil - proud klesl na přijatelných 22mA. Co navíc - úpravu musíte udělat u obou polovin koncového stupně naráz, jinak se na primáru výstupního trafa objeví nemalý ss ofset. Mně se to povedlo výběrem dotyčných Schottky diod tak, že na primáru výstupního trafa bylo přijatelných asi 10mV ss napětí a nemělo tendenci se hýbat s teplotou.
Asi ideální by byly jakékoliv Schottky diody pro proud nad 1A a s předním napětím Uak 0,2-0,22V. Potom klidový proud není zbytečně vysoký a neroste riziko, že v případě, kdyby došlo k poruše termistoru či upadnutí jeho vývodu, nedojde k lavinovitému vzrůstu klidového proudu a následnému průrazu koncového tranzistoru /tavné pojistky F4A, které jsou na pomocných destičkách koncových tranzistorů, to celé při průrazu jen chrání proti totální destrukci/.
V zájmu objektivity je ale ještě nutno uvést několik věcí. Modul budicího zesilovače je frekvenčně nakompenzován jednak na ZV z výstupáku, ale hlavně je nutno se zaměřit také na polovodiče, které jsou uvedeny ve schématu. Znamená to tedy několik věcí :
1. Tranzistory KC148 v diferenčním zesilovači bez obav vyměňte za nízkošumové KC149, ale s velmi podobnou, nejlépe shodnou
betou
2. Tranzistor PNP v rozkmitovém zesilovači MUSÍ být typu BC177A, BC177B, nejlépe s betou do cca 300
3. Tranzistor v proudovém zdroji pro rozkmitový stupeň by měl být z hlediska dlouhodobé spolehlivosti typu KC507, na betě u tohoto typu příliš
nezáleží, stačí, bude-li vyšší, než cca 300, což má spolehlivě většina těchto typů tranzistorů.
4. Koncové tranzistory budicího zesilovače rozhodně nemusí být typu KF517A/KF506, mohou tam být prakticky jakékoli komplementární páry,
např. KFY16/KFY34, KFY18/KFY46, ovšem MUSÍ BÝT SPÁROVÁNY aspoň na h21e.
5. Rovněž tranzistory na desce elektronického jištění nemusí být zrovna předepsané, tj. KF517B/KF508, ale mohou to opět být průmyslové typy
KFY18/KFY46, opět nejlépe spárované.
6. Na vstupní desce a na desce elektronického jištění jsou dosti často zničené cermetové trimry - běžně k dostání u fy Denkl.
7. Na vstupní desce je dobré vyměnit elektrolyty za rovněž axiální, výroby Tesla - elektrolyt v hlavní smyčce ZZV nemusí být
nutně tak veliký, jaký byl původně montován, tedy 1000uF/3-10V, pro dolní mezní kmitočet 30Hz bohatě stačí kondenzátor
"modrého " typu TF008 o kapacitě 470uF/10V. Rovněž tak je dobré vyměnit kondenzátor 20uF/15V za typ TF010 22uF/40V včetně
vstupního elytu, který může být radiální a bohatě stačí 2,2uF/100V, třeba SMG Nippon z ECOMu - netřeba připomínat, že všechny elyty by
měly být před montáží dobře naformovány a změřena rezerva kapacity. Důležitá je rovněž kontrola kompenzačního keramického
kondenzátoru 68pF mezi C-B BC177 - nejméně na 100V, lépe 500V provozního napětí /ECOM/.
8. Na závěr to nejdůležitější - párování a h21e koncových tranzistorů. Začněme tím, že v tomto zapojení je dosti důležité proudové zesílení
koncových tranzistorů, protože jinak bude přetěžován budič a nedosáhnete plného výkonu zesilovače. Samozřejmostí je Uceo minimálně
100V i více, protože koncový stupeň pracuje do poměrně těžké induktivní zátěže. Párovat koncové tranzistory je bohužel potřeba ve třech i
více bodech, i když jsou KD503 tranzistory s poměrně slušnou linearitou. Párovat je třeba při proudech 100mA, 1A a 5A, přičemž jejich
proudové zesílení by při Ic=5A a Uce=5V nemělo klesnout pod hodnotu 100. Koncové tranzistory je třeba párovat na vzájemnou toleranci
max. 5%. Koncový stupeň jsou vlastně dva stupně se společným emitorem, z dc hlediska v sérii, z ac hlediska paralelně. Proto je nutné tak
dokonalé párování, které např. u modernějšího modulu AUJ637 vůbec není nutné, tento modul má výkonné buzení a dosti velké emitoráky,
které případné rozdíly v Ube dokonale srovnají, takže se to do nich dá "sypat z krabice". Zde, u těchto starších modulů to ale bohužel tak
není. Musíme brát v úvahu rok vzniku tohoto zapojení, které bylo podle hodnověrných zdrojů na papíře a ve třech vzorcích testováno a
upravováno /se zahraničními tranzistory 2N/ už v roce 1973. Budicí transformátor je z nouze ctnost, protože na takové KD337/338 a podobné
menší tranzistory kolem 20W, vhodné k obracení fáze a buzení, tehdy ještě v Rožnově nikdo ani nepomyslel. V roce 1973 nebyl v sortimentu
Tesly Rožnov ANI JEDINÝ trochu výkonnější tranzistor vodivosti pnp - proto ještě v roce 1974, kdy vznikal legendární TW40, byly osazovány
na místo pnp výkonového tranzistoru germaniové 4-5NU74. Neuvěřitelná ostuda, už tehdy jsme byli v elektronice sto let za opicemi a nejspíš
nebýt Vráblí, tak KD501-503, KD605-607 a KD615-617 možná ani nevznikly a v rámci RVHP by se sem něco tahalo z Maďarska...
9. Při zkoušení zesilovače si dejte pozor na velmi často přerušený metaloxidový odpor TR224 3R9 v Boucherotově členu, někdy tam bývá
dokonce ještě předchůdce TR224, drátový 2W typ TR506. V případě přerušení, nebo rapidní změny hodnoty jej vyměňte za kvalitní DRÁTOVÝ
typ s nejlépe stejnou hodnotou na zatížení nejméně 4-6W, nejlépe typu Tesla TR507 "cihlák", případně temně zeleně smaltovaný typ TR510.
Neseženete-li, bohatě postačí spolehlivý drátový 3R9/4W typ Vishay G204 od firmy ECOM. Přípustná je při výměně tohoto odporu změna
hodnoty na 3R3, méně ani více rozhodně ne. Odpor TR507 3R3/6W je běžně k dostání u firmy Denkl. Hlavně tam proboha nedávejte 5W
noname bílou kostku z GME. Když už, tak šedobílé kostky Vitrohm s hranou tuším 6,5mm. Kondenzátorům, pokud jsou zde osazeny
terylenové typy TC280 220n/250V dejte pokoj, snesou o dost velké pulsní zatížení, než běžný MKT kondenzátor - jediná plnohodnotná
náhrada je axiální MKP kondenzátor 220n/250V, případně /pokud seženete axiál/ tzv. CFAC X2 kondenzátor - jsou to MKPčka, přímo určená
pro síťové střídavé napětí 250-275V. Myslím, že jsem MKPčka firmy Bennic viděl i s tak malou kapacitou u Prodance, ale určitě budou i jinde.
ES Ostrava axiální MKP vyrábí pod označením tuším MKP380-389. Pokud je ale v Boucherotově členu cokoliv jiného, např. tzv. "hovňák",
nebo stříbřitý polystyrenový kondenzátor z NDR, raději jej vymontujte a namontujte již zmíněný kondenzátor TC280 220n/250V, které by
firma Denkl snad ještě měla mít. Jsou to sice vzhledem ke kapacitě velké axiály, které se téměř nikam nehodí /v elektronkových zesilovačích
jsou ale výborné, dělaly se až do 1.600V/, ale : mají běžně jen 5% toleranci /zlatá tečka na obalu/, nebo 10% /stříbrná tečka/ a v podstatě
je nelze prorazit /250V TC280 neprorazíte ani kilovoltem/, jsou hermetické /vývody jsou nikoliv jen zarolovány, ale přivařeny a zality
kvalitním epoxidem. Nejlepší z nejlepších, ale v dnešní době bohužel hodně velký.
10. Před závěrem dobře míněná rada: i když je tento popis poměrně podrobný, neměli by se do úprav pouštět úplní laici - u takovéto
"vypiplávací" práce prostě není možné někam něco naletovat a rovnou to vpálit do zásuvky a trnout, odkud vyšlehne oheň. Předpokládá to
prostě základní vybavení, jako je kvalitní multimetr, minimálně měřič výkonových tranzistorů např. BM455E nebo lepší, regulační
transformátor, tónový generátor se dnes už dá nahradit laptopem, ss a st milivoltmetr kvalitním multimetrem, je nutný měřič zkreslení
alespoň BM543 a umělá zátěž nejlépe 100R/100W.
11. Na úplný závěr opět jedna dobře míněná rada. Zvláště u modulu AUJ635, který je celý otevřený a ukostřený na síť buďte při každém zásahu
do zapnutého modulu velmi, velmi opatrní. Já osobně jsem od těchto a podobných modulů schytal tolik ran, že už to ani nepočítám, ale někdo
se slabším srdíčkem, či unavený by už to nemusel ustát, tak buďte kurevsky opatrní.
12. Na závěr dosažené výsledky : někomu se to bude zdát směšné, ale je to tak radikální a slyšitelné zlepšení, že stojí za to to zkusit. Z
původních asi 3% zkreslení při výkonu 1W a kmitočtu 1kHz zbylo za stejných podmínek necelých 0.33%, největší zkreslení má zesilovač na
kmitočtu 10kHz a to bohužel celých 0,5%, za což je evidentně zodpovědné mizerné železo v budicím a výstupním transformátoru. Na 100Hz
už je to lepší, tam jsem naměřil necelých 0,3%. Osobně si myslím, že na to, jak stará je to konstrukce, jaký je to bastl a na to, že tam signál
prochází na výkonové úrovni /budič má výkon asi 2,5W/ přes dvoje železo, to není tak zlé.
13. Hlavně proboha nedělejte demontáž výstupního trafa podle toho debila danyka - to vinutí, které on nazývá zpětnovazebním, VŮBEC NENÍ
zpětnovazební, ale bere se z něj napětí v protifázi pro elektronickou ochranu koncových KD503. Bez tohoto vinutí je ochrana zcela nefunkční
a při prvním sebemenším impedančním přetížení, nebo zkratu okamžitě vyhučí koncové KD503, protože jim NEMÁ CO omezit budicí proud.
Určitě jste si všimli, že zesilovač normálně pracuje i po vytažení celého modulu elektronického jištění - ano, pracuje, ale jen do prvního
zkratu. Moduly AUJ635-636 jsou s dobře nastavenou elektronickou ochranou /osciloskopem/ i při trvalém zkratu na výstupu nezničitelné.
Na závěr ještě kousek povídání, které s výše uvedeným textem až tak přímo nesouvisí :
Samozřejmě, že lepší bude kvazikomplementární sérioparalelní koncový stupeň podle microlana, jenže kupované KD503 bývají většinou
hodně mizerné, předražené, několikrát přetříděné a na "těžení" KD503 potřebujete moduly AUJ637 /alespoň čtyři/, kterých
už postupně ubývá, anebo mají konce probité.
Kdo z odrostlejších zachytil konec tzv. rozhlasu po drátě v ČR, měl příslušné známosti, tak si mohl zadarmo či za flašku při
likvidaci odnést 500W výkonové moduly ADJ636A, ve kterých bylo kvalitních KD503 dvanáct kusů a na každém průměrném
rádiouzlu do 5.000 obyvatel bylo těchto zesilovačů /v paralelním chodu/ nejméně šest i více a kromě toho bylo v těchto
modulech i spousta dalšího "bastlířsky" zajímavého materiálu - já sám jsem si z našeho místního rádiouzlu těch konců
odvezl šest plus spoustu materiálu na jejich servis, který na každém takovém rádiouzlu musel být povinně k dispozici.
Umím si poměrně dobře představit, jaký instalovaný výkon musel být ve větších městech, počítalo-li se s výkonem 0,5W na
pobočku - rozhlas po drátě měl doma prakticky každý včetně paneláků a velkých sídlišť, krom toho to bylo tvořeno jako
hvězdicová síť s dálkově ovládanými bezobslužnými koncovými stupni stejného typu, protože napětí 240V, na kterém
dvoustupňová síť RPD pracovala, bylo přece jen nízké a při delších rozvodech z jedné centrály by už docházelo ke ztrátám,
nehledě k tomu, že při tak rozsáhlém páteřním rozvodu se velmi těžko hledaly poruchy - proto bývaly budovány ony dálkově
ovládané koncové stupně /tohle nemám ze své hlavy, to mi povyprávěl pán, který na RPD pracoval přes 20 let/. Takže podle
tvrzení onoho pána je docela dobře možné, že zrovna ve vašem baráku je "nějaká" místnost, od které nikdo nemá klíče,
nedá se tam nahlédnout /okna bývala zabílená/ a kde se např. může nacházet soustava paralelně jdoucích výkonových
stojanů s celkovým výkonem např. 5.000W - což představuje deset jednotek ADJ636A po 500W, výkonnější zesilovač Vráble
nikdy nedělaly a rekonstrukce z ruských elektronkových 1kW konců se dvěma GU81 na konci proběhla někdy v půli
sedmdesátých let. Zpočátku to byly tranzistorové 1kW výkonové stojany ADC2100, které ale při nepřetržitém provozu byly
tak strašně poruchové, že tehdejší Správa spojů požádala Vráble o vývoj výkonného a spolehlivého konce s automatickým
zálohováním, limiterem atd. - tedy nynější ADJ636A, která se vyráběla ve dvou verzích, vzájemně záměnných - jedna /starší
z nich/ měla výstupní transformátor s množstvím odboček a byla použitelná i pro městský rozhlas s napětím 100V a odlišně
řešenou zdrojovou část, novější verze už tyto vymoženosti neměla a měla i dosti poruchový zdroj s elektrolyty 5G/50V.
Dá se říci, že "odpadním" produktem vývoje těchto dvou verzí ADJ636A byly vojenské zesilovače TB500A a TB500B, chudší o
limiter a rovněž dvěma způsoby řešení zdrojové části a signalizace poruch, jinak jsou oba tyto vojenské zesilovače
naprosto špičkovým produktem, mají výkonovou část řešenou naprosto stejně, jako ADJ636A, pouze výstupní transformátor
je jiný, je určen pro 100V a 200V výstupního napětí, přičemž starší verze TB500A má na výstupáku rovněž hafo
samostatných vinutí, jejichž šikovným přepojením se s tímto zesilovačem dá hrát i do zátěže 8 ohmů. To je ale téměř k
ničemu, protože jednak výstupní transformátor sám a jednak elektronika před koncovým zesilovačem je nastavena velmi
ostře /36dB-okt/ pro provoz s plným výkonem až přesně od 100Hz, vršek omezen není, tam to šlape přes 40kHz - proto je v
obou verzích zesilovače TB500 výstupní transformátor tak "podezřele" malý, oproti výkonovým blokům ADJ636A, které
musely podle normy pro RPD běžet lineárně a s plným výkonem už od 40Hz. TB500 byly navrhovány hlavně pro hlásné
účely, takže tam stačilo daleko menší výstupní trafo se značně vyšším dolním mezním kmitočtem.
Zesilovače TB500A a TB500B jsou navrhovány ještě pro starou napěťovou normu 220V, takže připojíte-li je na síť, ve které
je např. 240V, nic se nestane, vše tam má obrovské rezervy, pouze zesilovač místo jmenovitých 500W dává přes 650W na
1kHz, což bylo s nemalým překvapením vyzkoušeno na umělé zátěži a jednak v terénu, kdy na 100V výstupu bylo navěšeno
asi 700W příkonu v reproduktorech, bez sebemenšího protestu zesilovače, dokonce se ani nezapnul Mezaxiál, který má celý
zesilovač provětrávat. Omezení na 100Hz naprosto nevadilo, šlo o mluvené slovo a semtam podkres. Všem, kteří se
zabývají ozvučováním velkých a dlouhých ploch po 100V rozvodu tyhle zesilovače vřele doporučuju.