AZK 401 reloaded, UL push-pull AB1, 2 x 25 W

Úvod

Na konci roku 2008 mi v jednom knihkupectví padla do ruky Lampárnaexternal link od J. Vlacha, což se nemělo stát. Knihu jsem koupil, přečetl a následně prolezl internet abych překvapeně zjistil, jaké množství lidí staví elektronkové zesilovače. Tou dobou jsem zvažoval pořízení zdroje hudby do malé pracovny. V zimě toho není moc na práci, takže jsem se rozhodl vstoupit do klubu vyvolených.

Protože jsem se na začátku nechtěl pouštět do žádných složitostí, koupil jsem na Aukru AZK 401external link s tím, že se na tom něco naučím. Tento prehistorický stroj má ale 100 V výstup, pracuje dost blízko třídě B a je v opravdu hnusné pixli. A samozřejmě mono. Nicméně jsem poprvé navštívil EZKexternal link a koupil hromádku MKT kondenzátorů, elektrolytů a pár drobností. Po rekonstrukci spočívající převážně ve výměně kondenzátorů se podařilo zesilovač rozjet s bednou kterou jsem k němu dostal.

Pokračoval jsem různýma modifikacema AZK 401čky - dal jsem pryč dvě EF86, protože nepotřebuju mikrofonní vstupy, dále jsem dal pryč EZ80 a přepojil jsem GZ34 na její přívod z trafa. Tím kleslo anodové napětí koncového stupně a pracovní bod koncových elektronek jsem posunul blíže do třídy AB. Sehnal jsem knihu Věrný zvuk od J. Lukeše a spoustu jsem toho našel na internetu.

Rozhodl jsem se pro zásadní krok - předělat koncový stupeň na impedanci současných reprosoustav, dodělat druhý kanál a tedy to celé překopat a přesunout do jiné bedny.

Zapojení

Dlouho jsem rozmýšlel zapojení zesilovače, nakonec jsem vyšel ze schématu Jolidy 302external link. Mezi SRPP a LTP jsem použil vazební kondenzátor, abych se nemusel trápit s nastavením pracovního bodu invertoru.

Vzhledem k tomu že používám nižší napětí zdroje než originál a úrovně jednotlivých napětí ani nejsou v popisu, jsou hodnoty odporů přepočítány.

SRPP

Na vstupu zesilovače je SRPPexternal link s ECC83 (=12AX7) - má vysoký zesilovací činitel (μ=100) a v SRPP zapojení klesne výstupní impedance na asi 31 kΩ z katalogových Ri=62,5 kΩ.

ECC83 se vyskytuje v různých provedeních, ceněné jsou ty, které mají frame grid konstrukci: [1]external link, [2]external link.

Oběma triodama V1 teče shodný klidový proud, na každé z nich tedy zůstane polovina B2+ (360 / 2 = 180 V). V grafu vyneseme na 180 V svislici nahoru a k ní kolmo zvolený klidový proud 0,7 mA. V průsečíku odečteme klidové předpětí řídící mřížky ≈ -1,6 V.

	Rak = Rk = Ubias / Iq
	1,6 V /0.0007 A = 2285 Ω, R2 = R3: 2,2 kΩ

V poslední době dávám na této pozici přednost elektronce 5751, má o něco nižší zesilovací činitel (μ=70) a nižší zkreslení.

Invertor

Další stupeň je invertor - Long Tailed Pairexternal link. Je zde použita ECC81 (=12AT7), protože s ní má tento stupeň mnohem nižší výstupní impedanci než s ECC83, kterou zde mnozí používají.

Rezistory v anodách se obvykle volí jako dvojnásobek Ri, dal jsem tedy R8 a R9 18 kΩ. Klidový proud triod v invertoru (V2) jsem zvolit 5 mA, pracovní bod na -2 V z toho vychází:

	Rb =  Ub / (2 * Iq)
	2 V / (2 * 0.005 A) = 200 Ω
	Nejbližší hodnota R7: 220 Ω

Výkonový stupeň

Na konci je klasický push-pullexternal link se dvěma EL34 v linearizovaném zapojení.

Klidový proud je 48 mA, což při 372 V dělá anodovou ztrátu necelých 18 W, takže je zbytečně nepřetěžuju. Pracovní bod se nastavuje ze samostatného zdroje, pro každou pentodu zvlášť. Klidový proud se měří voltmetrama přes katodové odpory R17, R18 - 10 Ω, tedy 50 mA = 0.5 V.

Žhavení

Žhavení EL34 je běžným způsobem odbručeno pomocí uzeměného umělého středu. Elektronky invertoru (ECC81) mají střed žhavení připojen na umělý potenciál 130 V, aby nebylo překočeno maximální Uk/f = 90 V. Žhavicí napětí pro ECCxx je usměrněno a stabilizováno pomocí 7806.

Anodový zdroj

V první verzi zesilovače jsem měl upravené síťové trafo z AZK 401. Pak jsem kvůli jeho tichému vrčení nechal udělat v Tronicu dva toroidy. Nakonec jsem se rozhodl postavit externí anodový zdroj, se kterým se mi podařilo potlačit brum.

Anodové napětí je po usměrnění regulováno pomocí The Simple High-voltage regulator.

Pár rad k oživení zdroje:

  1. Umělá zátěž je tvořena pěti odpory 860 Ω/15 W v sérii. Než připojíte osciloskop na výstup (pochopitelně AC coupling), zkontrolujte kolik snese na vstupu nejen on, ale i sonda. Moje sonda osciloskopu vydrží na rozsahu 1x 100 V, proto měřím zvlnění jen přes spodní odpor a ne přes celou zátěž, kde je přes 370 V !
  2. R10 je tvořen odporem 560 Ω a trimrem 120 Ω. Před zapnutím je třeba vytočit trimr na minimální odpor a pomalu přidávat (výstupní napětí klesá) za sledování teploty MOSFETu a napěí UG-S. Když regulátor "zabere" a zvlnění na výstupu zmizí, otočíme trimr ještě o pár otáček a je hotovo.
  3. POZOR! Bez zátěže, i půl hodiny po odpojení ze sítě zůstane na elektrolytických kondenzátorech dost na to, abyste dostali při hrábnutí na plošňák pecku, že se vám srolují fusekle. Vlastoručně vyzkoušeno !

Výstupní trafa

Kvalitní výstupní trafo je základ elektronkového zesilovače. V podstatě jsou tři možnosti: koupit v česku, koupit v zahraničí nebo si ho (nechat) navinout. V česku nabízí trafa GES, ty ale nemají moc povzbudivé reference. EZK prodává trafa Indel, o nich se toho moc neví. Web firmy Indel je příšerný, najít katalogový list ke konkrétnímu trafu vyžaduje detektivní práci. O materiálu, ze kterého jsou plechy nikde ani zmínka. Tak to tedy ne. Prozatím jsem se rozhodl upravit trafa z AZK 401, později možná sáhnu hlouběji do kapsy a poohlédnu se v zahraničí.

Pořídil jsem na Aukru další výstupní trafo, navštívil podruhé EZK a koupil smaltovaný drát ø1 mm. Trafa jsem rozebral, odmotal původní vinutí a navinul jsem primár 2 * 932 z s odbočkama na 43 % původním drátem. Sekundár 64 z drátem ø1 mm pro 8 Ω. Vinutí primáru je podle článkuexternal link ve starém amáru, způsob C, s tím že sekundár je pohromadě mezi polovinami primáru.

Při této práci se velmi osvědčil podkladový pás šířky 5 cm ze samolepek, který je z jedné strany pěkně hladký, takže závity se skládají jeden vedle druhého skoro samy.

Za-a traf je vychází kolem 5 kΩ při zátěži 6 Ω. Výstupní trafa AZK 401 mají EI plechy 32*48*50, indukčnost primáru vychází výpočtem [Lukeš, str. 173] 23 H, reálněexternal link je při 1 kHz okolo 40 H. Obě trafa jsem úspěšně vyzkoušel ve starém zesilovači v UL zapojení.

Konstrukce

Zesilovač je v dřevěné skříňce. Není to zrovna precizní řemeslná práce, na to nejsem vybaven. Zadní a čelní panel a deska s paticema jsou od QuickPanelu.

Konstrukce je v dnes oblíbeném otevřeném stylu - elektronky jsou na horním panelu. V zesilovači je několik univerzálních destiček: zdroje konstantního proudu pro invertory, DC žhavení ECCxx, zespodu je zdroj a regulace -Ug koncových pentod a na poslední jsou vstupní potenciometry. Zbytek je zadrátován stylem point-to-point na paticích a pertinaxové pájecí liště.

Kolik to stálo ...

... radši ani nechci vědět, takže jen seznam toho nejdůležitějšího. Různý spotřebák nemá cenu uvádět.

Zesilovač
Značka Typ (hodnota) Množství Cena [Kč] Poznámka
V1ECC83s2458dvojitá trioda
V2ECC812458dvojitá trioda
V3, V4EL3441450koncová pentoda
R1 - R24odpor38901 nebo 2 W, metaloxid
R21, R22odpor 1 kΩ4144 W
POT150 kΩ/G249Potenciometr logaritmický
Trim1, 220 kΩ41034Vishay Spectrol 534-1-1
C110 n/600 V252Vishay Sprague 716P (Orange Drop)
C3220 n/250 V217MKT206
C2100 p/500 V216Mica
C4, C5220 n/600 V4232Vishay Sprague 716P (Orange Drop)
C6100 M/400 V279ELRA
C747 M/500 V2230TE050
C8500 M/500 V2638TC509
Patice noval4304keramická, do chassis
Patice oktal4323keramická, do chassis
M1, M2MP914476Panelový voltmetr 1 V
HS21R-51186Hirose, vestavná zásuv., kolík. kont 5p. vel. 21
HS21P-51185Hirose, zástrčka s kontaktem zásuvky 5-p. vel.21
CUL 1.000.46 kg275Smaltovaný drát, sekundár VT
LL10 2 232Pertinaxová pájecí lišta
SCOTCH 24-4.5 1 200 Stínící páska
H25PS050125Univerzál deska 50 x 100
KNOB MADK282175Kovový knoflík 28 mm
RJ-129 RCA CINCH2100A.E.C. connectors, zásuvka na panel, zlacená
BI-2044600A.E.C. connectors, repro terminály
Interní zdroj žhavení + bias
Značka Typ (hodnota) Množství Cena [Kč] Poznámka
Z1EURO vidlice1120 síťová s filtrem, na panel
SW1SSK16RED 01124Spínač 250 V 1 A, s doutnavkou
TER1termistor243NTC25R-2A
VAR1varistor23JVR14N431K
TR1Toroidní trafo22000Zakázková výroba Tronic
D1 - D81N58191632Dioda Schottky, 40 V, 1 A
C1, 2, C810n/100V621Wima, MKS2
C3, 41000 M/16V V47ELRA
C5, 633000 M/10V V426ELRA
7806432
D1 - D8BYV27-200862Dioda rychlá usměrňovací, 200 V, 2 A, 25 ns
ZD1BZX85/33V23Dioda Zenerova, 33 V, 1.3 W
C9, 10100 M/160 V220ELRA
R1 - R6odpor12352 W, metaloxid
LEDL934SEC12443mm, oranžová, pouzdro čiré, 1300mcd/20mA, podsvícení voltmetrů
H25PS050250Univerzál deska 50 x 100
H25PS160172Univerzál deska 100 x 160
CLL5/21297Svorka do DPS
CHL205A/30496Chladič, 70 x 20 x 30 mm
DP04117Držák pojistky PP5, na panel
DP06227Držák pojistky PP6, 6.3 A/250 V, na panel
CSA 1.5 BLK3 m45Vodič propojovací, silikonová izolace, žhavení EL34
CSA 0.75 BLK6 m64Vodič propojovací, silikonová izolace, žhavení ECCxx
LEDL934ED123mm, oranžová, pouzdro oranžové difuzní, 20mcd/10mA, indikace zapnutí
Zdroj konstantního proudu (CCS)
Značka Typ (hodnota) Množství Cena [Kč] Poznámka
R133 kΩ + 39kΩ4102 W, metaloxid
R3100 Ω200.25 W, metaloxid
R450 Ω24043P, trimr víceotáčkový cermetový
LED1, 2L934SRD-D410LED dioda 3mm, červená
Q1MJE340220Tranzistor NPN, 300V, 0.5A, 20.8W, TO126
Q2BC546B23Tranzistor NPN, 65V, 0.2A, 0.5W, TO92
CHL205A/30248Chladič, 70 x 20 x 30 mm
H25PS050250Univerzál deska 50 x 100
Externí anodový zdroj
Značka Typ (hodnota) Množství Cena [Kč] Poznámka
Z1EURO vidlice1120 síťová s filtrem, na panel
SW1SSK16RED 01124Spínač 250 V 1 A, s doutnavkou
TER1termistor243NTC25R-2A
VAR1varistor23JVR14N431K
TR1Toroidní trafo22200Zakázková výroba Tronic
D1 - D4UF4007865Dioda, ultrafast reverse recovery time, 1000 V/1 A
C11 M/1000 V2147Wima MKS4
C20,1 M/1000 V258MKT209
R14.7 kΩ255 W
R2680 Ω232 W, metaloxid
C3200 M/500 V2386TE050
C447 M/500 V2230TE050
HS21R-51186Hirose, vestavná zásuvka, kolík. kont 5p. vel. 21
HS21P-51185Hirose, zástrčka s kontaktem zásuvky 5-p. vel.21
Arctic Fan F8 TC1200Ventilátor
LEDL934ED123mm, oranžová, pouzdro oranžové difuzní, 20mcd/10mA, indikace zapnutí
Regulátor 372 V
Značka Typ (hodnota) Množství Cena [Kč] Poznámka
R...odpor12121 W, metaloxid
R10100 Ω24043P, trimr víceotáčkový cermetový, 100 Ω v sérii s R560 Ω
C1100 p/250 V424TK
C2470 n/630 V250MKT208
D1BZX85/12V24Dioda Zenerova, 12 V, 1.3 W
DA1TL43128Napěťová reference TL431CLP
VT1MJ13003218Tranzistor NPN, 700V/400V, 1.5A, 40W, TO126
VT2IRFBG302100Tranzistor výkonový MOSFET, N, 1000V, 3.1A, 125W, 5R0, TO220
PTF78+BS232214Držák pojistky + kryt, max. 6.3A, do DPS
V7141215Chladič pro TO220
CHL205A/30248Chladič, 70 x 20 x 30 mm
CLL5/2436Svorka do DPS
CLL5/3227Svorka do DPS
H25PS050250Univerzál deska 50 x 100
Softstart
Značka Typ (hodnota) Množství Cena [Kč] Poznámka
D1 - D7BY1331410Dioda 1300 V/1 A
NE55529 + pár součástek okolo, viz schéma
F4052-062200Relé, cívka 6V, 2x 8 A/250 VAC
CLL5/2218Svorka do DPS
PAT08 DIL27Patice DIL
QuickPanely, černý eloxovaný hliník
Použití Cena [Kč] Poznámka
Zdroj - přední panel160010 mm
Zdroj - horní kryt5003 mm
Zesilovač - zadní panel9005 mm
Zesilovač - přední panel220010 mm
Zesilovač - přední kryt měřáků13006 mm
Zesilovač - deska pro patice14005 mm
Zesilovač - horní kryt8003 mm
Zesilovač - čelo za elekronkama4002,5 mm

K tomu je potřeba připočíst obětní AZK 401 a výstupní trafo (oboje na Aukru cca 1300 Kč), po jejichž rozebrání zbyly ojeté elektronky na oživování a zkoušení. Takže odhadem je to něco přes 25 000 Kč. Některé věci (voltmetry, precizní potenciometry pro bias) je možné si odpustit.

Většina součástek je z firmy EZK, jejíž rožnovskou prodejnu mám po ruce. Stínicí páska, pájecí lišty, MICA kondenzátory a knoflíky pocházejí z GES-ELECTRONICS, kruhové konektory jsou z RS-components a audio konektory od CustomWorks.

Měření

Kontrola symetrie invertoru

Bez komentáře :-)

Kontrola sinusovkou

Při kontrole sinusovky na anodě EL34 byl sondě předřazen dělič cca 10:0.91, takže skutečný rozkmit je 560 Vp-p.

Fázový posun

Kanál 1: vstup, 2: výstup.

Kulatý obdélníky

Při testu obdélníkovým signálem 1 kHz byly vidět zákmity (1. a 2. obrázek). K jejich odstranění existují dva možné postupy - buď RC člen přes sekundár výstupního trafa, nebo laborování s hodnotou kondenzátoru ve zpětné vazbě. Osvědčila se druhá možnost. V první verzi zesilovače byla hodnota C4 - 22 pF. Připojil jsem paralelně k němu ladicí kondenzátor a došel k hodnotě 100 pF.

S velikostí kompenzační kapacity se to nesmí přehnat, jinak může nastat motorboating. Takže po změření ladicího kondenzátoru vždy volíme menší dostupnou hodnotu.

Zkreslení

Pro měření zkreslení používám zvukovou kartu ESI Juli@ a softvér ARTA.

Měření probíhalo do umělé odporové zátěže 8 Ω. Uveden je vždy horší výsledek z obou kanálů. K limitaci dochází při výstupním výkonu 27 W.

Výsledky měření
Pout THD 1 kHz THD+N 1 kHz IMD CCIF 13+14 kHz
[W] [%]
50,060,070,16
100,080,090,3
150,140,150,6
200,20,31,0
250,30,32,2

Co na tom poslouchám ?

Zesilovač není vybaven přepínačem vstupů - jediný zdroj signálu je Cambridge Audio Dac Magic Plus external link, krmený notebookem a Foobarem external link, případně CD přehrávačem. Repro je vintage Technics.

Pokud jde o žánry, tak je jasné že poté co vyvinete úsilí k sestrojení takového přístroje, nebudete na tom poslouchat zvonky štěstí, hip-hop, techno či jiné duchamorné záležitosti. Protože tam kde chybí umělecká kvalita, technická dokonalost už to nezachrání. Teda ne že by tento zesilovač byl zrovna High-End, ale snad chápete. Osobně preferuji rock 60. a 70. let, blues nebo folk.

Takže se rozvalíme v křesle, nalejeme sklenku dobrého moku a v šeru pozorujeme
'ó jak ty elky krásně žhnou'
při poslechu třeba:

Odkazy, literatura external link

CD

Na internetu se válí doslova tuny informací, uvádím pouze průřez toho co považuju za nejlepší a co mi nejvíce pomohlo.

Základní zdroje

Něco o vazebních kondenzátorech

Něco o výstupních transformátorech

Další domácí bastlíři

Zahraniční bastlíři, firmy

Literatura

Výrobci

Software

Ostatní

Valid XHTML 1.0!