Putkivahvistinrakennusohje - SE/84 Brachycera - Osa 3

Paperilta todellisuuteen

Edellisissä osissa artikkelisarjaa käytiin läpi putkivahvistimen sielunelämää ja suunnittelua. Tässä viimeisessä osassa nakataan kuitenkin lyijykynä nurkkaan ja tartutaan järeämpiin työkaluihin, jotta "tahroista paperilla" viimein syntyisi tehtävänsä toimittava, todellinen vahvistin.

Mikä tahansa tekeminenvaatii tietenkin soveliaat työkalut, eikä elektroniikan rakentaminen ole säännöstä mikään poikkeus. Verrattuna vaikkapa kaiutinrakentamiseen homma on kuitenkin hieman siistimpää ja vaatii huomattavasti vähemmän tilaa. Kaupasta hankittavan puolivalmiin kotelon työstäminen onnistuu kerrostalo-olosuhteissakin, kunhan vähän huolehtii siitä ettei poratessa lastuja lennä aivan joka puolelle.

Brachyceran - tuttavallisemmin "Kärpäsen" - voi toki rakentaa ihan minkä vain näköiseen laatikkoon haluaa. Esittelen kuitenkin tässä oman ehdotukseni, nojaten toteuttamaani esimerkkikappaleeseen; tosin sillä erotuksella, että esimerkkikoneessa tuloja on kolme, kun rakennussarjassa on osat vain yhteen. Päädyin rakennussarjassa yhteen tuloon ihan vain yksinkertaisuuden vuoksi, mutta niitä saa totta kai halutessaan enemmänkin lisäämällä äänenvoimakkuuden säädön eteen valintakytkimen ja tarvittavat liittimet.

"Esimerkkilaitteen somistuksena
petsatut mahonkikyljet ja
alumiininen etulevy etsattuine
merkintöineen."

Uraltonen kanssa yhteistyössä tästä laitteesta työstettiin rakennussarja. Osat koneeseen on siis ostettavissa ihan kotimaisesta kivijalkaliikkeestä kertareissulla. Sarja sisältää piirilevyn ja sähköiset osat, kotelon suhteen valinta on vapaa. Tässä esittelen oman ehdotukseni siitä, miten laite sullotaan Hammondin 1444-22 -alumiinipeltikotelon sisään; näitäkin saa Uraltonelta. Valmis kotelo on helppo lähtökohta aloittelevallekin, jo pelkän helpon työstettävyytensä vuoksi. Tuota voi sitten koristella niin paljon kuin sielu sietää. Esimerkkilaite on saanut somisteikseen punaiseksi petsatut mahonkikyljet ja alumiinisen etulevyn etsattuine merkintöineen. Laiskempi tietysti ottaa vain "kilikalipullon" ja maalaa kotelon lempivärillään.

Jostain pitää aloittaa - Piirilevyn kokoonpano

Piirilevyn kalustaminen ja juottaminen on periaatteessa aika yksiselitteinen juttu, varsinkin kun piirilevyllä on silkkipainatuksin merkittynä kunkin komponentin paikka. Kokoonpano helpottuu entisestään, kun vielä hieman miettii, missä järjestyksessä osat lätylle lätkii.

Helpointa kalustaminen on, kun juottaa osia kiinni pienimmästä suurimpaan. Ensin 0,6 watin metallikalvovastukset, sitten pariwattiset, lopuksi viisiwattiset. Tämän jälkeen muut komponentit alkaen matalimmista yksilöistä.


Brachyera EL84 SE:n piirilevy kalustettuna.

Vastukset tulisi juottaa hieman piirilevyn pinnasta irti. Pienimmille riittää milli-pari tilaa alle; itse hoidan asian laittamalla vastuksen alle pätkän nippusidettä ja teippaamalla yhdistelmän levyn pintaan. Isommille sitten tietysti enemmän - ainakin vastuksen halkaisijan verran. Juottaminen sitten tietenkin vastakkaiselta puolelta, ja komponentin jalka lyhennetään ennen juotosta! R21:n paikalle tuleva hyppylanka syntyy kätevästi noista pätkityistä jaloista. Tähän tosin pieni vinkki: tuo hyppylanka kannattaa jättää pikkaisen irti piirilevystä, näin siihen on helppo kytkeä hauenleuka ja käyttää sitä mittaillessa maapisteenä.

Polaaristen komponenttien - siis tässä käytännössä elektrolyyttikondensaattoreiden ja tasasuuntaussillan - asennot ovat merkitty kortille. Diodisillan silkkipainatuskuviossa on yhden jalan jälkeen viiva, joka merkkaa vastaavaa viistettä komponentin kotelossa. Elektrolyyttikondesaattoreiden plussapuoli on merkitty pienellä plusmerkillä silkkipainatukseen.


Putkia varten asennettavat putkenkannat tulevat eri puolelle piirilevyä kuin muut komponentit.

Putkenkannat juotetaan tällä kortilla vastakkaiselle puolelle kuin muut komponentit. Jos laitoksen välttämättä haluaa rakentaa kokonaan umpikoteloon, voi kaikki muut komponentit tarvittaessa juottaa tälle puolelle, kunhan pitää huolen napaisuuksista elektrolyyttikondensaattoreiden ja diodisillan kohdalla. Jos siis tietää, mitä tekee.

Helppo ratkaisu kotelointiin

Kuten mainittu, esimerkkikoneen runkona toimii Hammondin 20x30x5 -senttinen alumiinipeltikotelo. Alumiini on siitä kiitollinen aine, että sen työstäminen on aika helppoa. Poraaminen onnistuu tavallisella akkuporakoneella, ja katkaisulaikkaa käyttäessä syntyy lähinnä pölyä, eikä juurikaan kipinöitä. Kotelon rei'ittäminen onnistuu siis tarpeen vaatiessa vaikka keittiössä tai kylpyhuoneessa.


Brachyera EL84 SE:n kannen porausmalli.

Koska olen aika patalaiska vätys, en anna tässä kotelon porauksille suoria mittoja. Sen sijaan kerron miten homma onnistuu ilman mittanauhaa! Ohessa kuvana rakennussarjan mukana tulevat poraussapluunat. Kun nuo tulostaa 1:1 ja liimaa porattavan osan päälle, on kaikki porauskohdat merkitty yhdellä kertaa! Suosittelen kyllä käyttämään vielä pistepuikkoa porauskohtien merkintään tuon läpi, mutta tuolla menetelmällä porauskohtien merkintä nopeutuu huomattavan paljon verrattuna niiden etsimiseen suorakulman ja tussin kanssa. Kuvan voi kiinnittää koteloon teipilläkin, mutta olen havainnut parhaaksi tavaksi käyttää tehtävään ala-asteeltakin tuttua liimapuikkoa: puikolla liimat kanteen, paperi kiinni siihen. Valmis! Nuo kuvat saa sitten rakennussarjan mukaan sopivan kokoiselle paperille tulostettuna Uraltonelta.

Verkkovirtaliittimen neliskanttisen reiän tekoon on monta vaihtoehtoa. Itse poraan reiän kulmat auki 3-millisellä poranterällä ja leikkaan Dremelin katkaisulaikkaa käyttäen sivut auki kulmien välistä. Tuo lienee nopein menetelmä. Toinen vaihtoehto on käyttää ns. nakertajatyökalua. Oikein pitkäpinnainen voi tietysti yrittää porata ääriviivoja pitkin pienellä poranterällä - minulla tuohon ei kyllä ole koskaan maltti riittänyt. Putkenkantojen suuret reiät syntyvät helposti askelporanterällä. Rasiateräkin käy, kyllä se alumiinia syö, mutta askelporan jälki on hieman siistimpää, ja yhdellä terällä saa aikaiseksi monta erikokoista koloa.


Etu- ja takalevyn porausmalli.

Pohjalevyyn kannattaa myös tehdä tarpeeksi reikää ainakin piirilevyn alapuoliselle alueelle jäähdytystä varten. Jätän tässä harrastajien mielet laukkaamaan, kairatkaa miten lystäätte. Asia kun ei ole kovin tarkka yksityiskohtien suhteen.

Kun kaikki peltiosat lopulta ovat riittävän "reikäjuustoa", siistityt porausjäysteistä ynnä muusta roskasta, voi kotelon koristella haluamallaan tavalla. Tai vaikka jättää paljaaksi jos siltä tuntuu.

Kokoonpano oikeassa järjestyksessä

Kun piirilevy on kalustettu ja juotettu kasaan, kotelo työstetty ja koristeltu, on loppukokoonpanon vuoro. Vaikka asia ei ole hirvittävän kriittinen, kannattaa tässäkin vaiheessa noudattaa tiettyä kasausjärjestystä; näin moni asia hoituu hieman helpommin. Onneksi mitään kauhean peruuttamatonta ei tässä vaiheessa laitteen kokoonpanoa voi enää tehdä.


Brachyera EL84 SE:n johdotuskaavio

Ensimmäiseksi koteloon kiinnitetään liittimet ja kytkimet. Verkkovirtaliittimeltä vedetään langat kierrettynä parina virtakytkimelle, ja siitä kierrettynä parina taas piirilevylle. Nämä kannattaa juottaa kiinni ennen kuin piirilevy on paikoillaan, ja johdot kannattaa vetää lähellä kotelon nurkkia. Virtaliittimeen suojamaadoitusliittimeen juotetaan n. 10cm pätkä keltavihreää johdinta, jonka toiseen päähän kiinnitetään rengasliitin. Se rengasliitin sitten myöhemmin kiinnitetään toisen päätemuuntajan kiinnitysruuvin alle.

Myös tulopuolen ja kaiutinlähdön mykistyskytkimien johdotus kannattaa tehdä tässä vaiheessa, mutta älä juota voimakkudensäätöpotentiometrin maapuolta vielä kiinni; piirilevyltä tuleva maakarva kun juotetaan samaan korvakkeeseen. Mykistyskytkimelle juotetaan piuhat kaiutinlähtöjen maapuolelta, ja kytkimeltä kaiuttimien maa vedetään piirikortin kaiutinlähtöjen maanastaan. Näille johdoille kannattaa mittaa jättää sen verran, että laitteen pohjasta katsoen piuhat saa kulkemaan piirilevyn ja kotelon kannen välistä; tämä helpottaa hieman elämää jos piirilevyn haluaa joskus vielä irroittaa kotelosta.


Brachyera EL84 SE:n kotelo kalustettuna.

Kun nuo johdotukset ovat hanskassa, voi loputkin rojut lyödä kiinni koteloon. Päätemuuntajat tulevat kotelon kannelle, verkkomuuntaja ja kuristin sisäpuolelle. Päätemuuntajat kannattaa kiinnittää niin päin, että ensiöpuolen johdot (sininen ja ruskea) tulevat etummaisesta reiästä sisään. Muuntajien jälkeen piirilevyn voi kiinnittää paikoilleen.

Kun levy on paikoillaan langoitetaan muuntajat sekä kuuloke- ja kaiutinlähdöt. Päätemuuntajien ja kuristimen johtimet voi lyhentää haluamaansa pituuteen, kuten myös verkkomuuntajan tulon (ruskea-ruskea) ja korkeajännitepuolen (sininen-sininen), mutta en suosittele lyhentämään hehkukäämien antoja (valkoinen-musta-valkoinen). Näissä on päällä käämilakka, ja sen poistaminen voi osoittautua hankalaksi. Hehkujen väliulosotolle (musta) ei ole kortilla paikkaa, joten sen pää pitää ehdottomasti eristää ja taitella koteloon niin, ettei se pääse ottamaan mihinkään kiinni. Kutistesukka tai itsevulkanoituva teippi on tässä hyvä eriste. Eristysteippikin käy, mutta se tuppaa aikojen saatossa kuivumaan ja irtoamaan.

Sitten tarkistetaan vielä kerran kaikki kytkennät, että kaikki piuhat ovat oikeilla paikoillaan ja komponentit varmasti oikein päin levyllä.

"Tarkista vielä kerran kaikki
kytkennät ennen testausta."

Totuuden hetki

Kun laite on kasassa on syytä hengähtää hetki. Sitten yleismittari käsille, laite pohja avattuna ja ilman putkia pöydälle, pääsulake verkkovirtaliittimen pesään ja virtajohto kiinni. Muistahan sitten mittaillessasi kaikki sähköturvallisuuteen liittyvät vinkit; toinen käsi selän taakse, käytä mielellään eristäviä hanskoja, älä ota tälliä ja kuole. Vaikka kyseessä on pienitehoinen putkivahvistin, käyttää se silti tappavan korkeita jännitteitä. Huolellisuus pitää hengissä.

Kun sitten olet kerännyt tarvittavan rohkeuden, on aika kääntää virtakytkimestä. Jos mikään ei palanut, hyvä. Mittaa nyt kortilta hehkujännitteet (kortilla TP4, hehkukäämien yli). Nämä saattavat heittää nimellisestä 6,3 voltista aika paljonkin, kun muuntajalla ei ole kuormaa. Karvan yli seitsemän volttia vaihtojännitettä ei ole vielä poikkeava lukema. Mittaa myös anodisyötön kuormittamaton jännite (TP1), tämän pitäisi olla jossain 350 voltin tienoilla. Tässä vaiheessa nimellisistä jännitteistä heittoa voi kuitenkin olla, muuntajan ollessa käytännössä täysin kuormittamaton. Sitten virrat pois ja odotetaan kunnes anodisyötön kondensaattorit ovat tyhjentyneet.

Milloin ne ovat tyhjentyneet? Varmin tapa on mitata jännite virtalähteen ensimmäisen kondensaattorin (C6) yli, toinen vaihtoehto on ottaa kymmenen minuutin pidennetty tupakkitauko.


Brachyera EL84 SE:n mittapistetaulukko.

Tämän jälkeen voidaan laittaa putket paikoilleen. Samoin päätemuuntajia suojaavat anodisulakkeet. Kaiuttimia ei kuitenkaan tarvitse vielä kytkeä, saati mitään keinokuormaa, koska pääteasteella on kuulokelähdöstä aina pieni kuorma. Ja sitten virrat päälle. Oheisesta taulukosta näkyvät nimelliset arvot jännitteille eri testipisteissä kortilla. Jos kaikki jännitteet näyttävät olevan OK, niin homman pitäisi olla "rok".

Sitten se todellinen tulikoe; kaiuttimet ja lähde kiinni laitteeseen, volyymit nollille, virta päälle, musiikkia soimaan ja varovasti avaten hanikasta. Kuuletko musiikin? Jos kuulet, onneksi olkoon.

Laite valmis, mihin tästä?

Rakentamaansa laitetta saa sitten - kuten todettu - koristella ja muokata niin paljon kuin sielu sietää ja mielikuvitus ehtii kuvittelemaan. Puukylkeä, alumiinisia koristeita... Päätemuuntajatkin voi koristella päätykelloin kuten esimerkkilaitteessa. Mahdollisuudet ovat varsin moninaiset.

Putkenrullauskaan ei tässä tapauksessa ole hirvittävän kallista, ainakaan jos pitäytyy nykytuotannossa. Kaikki EL84/6BQ5 -variantit käyvät tässä pääteputkiksi, ja keulalle voi laittaa minkä tahansa ECC81/12AT7-putken. Tosin jostain kumman syystä tosin pidin tuota räävittömän halpaa, pelkistä JJ Electronicin putkista kasattua settiä hämmentävän hyväsointisena. Vaihtoehtoja kuitenkin on, eikä hintakaan yleensä ole aivan mahdoton.

Lopuksi vielä pieni kiitos niille, joille se kuuluu. Ensimmäisenä kiitos tästä sarjasta kuuluu päätoimittajallemme, jonka viattoman oloisesta kyselystä koko ajatus sai alkunsa. Toinen kiitos menee Uraltonelle, joka mahdollisti rakennussarjan markkinoille saattamisen. Ja viimeisenä pieni mutta hyvin nöyrä kiitos Mauri Pännärille - herralle joka on toiminut paitsi innoittajanani, myös mentorinani putkielektroniikan alueella.

Kärpässarjan muut artikkelit:
Osa 1
Osa 2

Rakennussarja Uraltonesta:

Kuvat: 
Mikko Kutvonen ja Samu Saurama
Tagit: 

Kommentit

Etulevyn etsatut merkinnät niin, onko tehty liikkeessä vai itse?

Jos itse niin miten ja jos liikkeessä niin miten ns vector/pohja tehdään?

Nuo on tehty ihan kotioloissa, ns. "saline sulfate etch"-menetelmällä. Tuosta löytyy jotakin tietoa netistä, mutta se on vähän sirpaleista ja sitä joutuu soveltamaan. Hirveän vaikeaa tuo ei ole, mutta vaatii harjoittelua ja aika paljon työtä. Työvaiheita tulee toista kymmentä, joten tässä kommenttikentässä menetelmää ei oikein voi selostaa kovin seikkaperäisesti. Yksinkertaistetusti hommaan tarvitaan tietysti syövytettävä alumiinikappale, etsausmaski (jonka tekoon käy hyvin vaikka Positiv 20 -piirilevylakka), ja itse syövytysliuos, joka koostuu kuparisulfaatin ja natriumkloridin vesiliuoksesta.

Onkohan joskus mahdollisesti tulossa versio ilman pääteastetta?

Tarkoitatko nyt siis etuvahvistinta? Vaiko pelkkää kuulokevahvistinta? Ensin mainittuun tästä kytkennästä ei oikein ole, ellei sitten nauti hyvin korkeasäröisestä etuvahvistimesta. Jälkimmäiseen taas ei tarvitse kuin jättää kaiutinliittimet asentamatta; kuulokelähtö kun on otettu suoraan noista.

Tyhmä kysyy että miten onnistuu diy subbarin liittäminen tähän putkivahvistimeen, Onko edes järkevää?

Ps.eka kosketus putkivahvistimeen

Subbari kytketään tähän kuten mihin vain stereovahvistimeen, subissa pitää olla kaiutintasoiset liitännät signaalille. Se, kaipaako putkivahvistimen omistaja subbaria on sitten ihan eri asia. Näistä yleensä löytyy ihan muita hyveitä äänestä ja subbarin tarve ei tunnu enää niin kriittiseltä.

Olisiko tähän mahdollista liittää volttimittari (tai pari) henkeä lisäämään. Miten liitäntä käytännössä onnistuu?

Haluaisin kokeilla mainioon Brachyceraan Toroidyn TTG-EL84SE päätemuuntajia, jotka on noin periaatteessa EL84 single ended vahvistimille tarkoitettuja. Katodin takaisinkytkentä olisi otettava 8 ohm lähdöstä (Toroidyssä ei ole 16 ohm lähtöä). Tarvinneeko takaisinkytkennän vastuksen R7 arvoa muuttaa?

"Kärpänen" on valmiiksi ja mahdollisimman aloittelijoille helpoksi mietitty rakennusohje. Toki sen kanssa saa jokainen kokeilla haluamiaan muutoksia, mutta me emme voi käydä läpi niiden vaatimia asioita.

Pahoittelut, en osannut kysyä oikein. Artikkelisarjan tarkoitushan on avata yksinkertaisen putkivahvistimen sielunelämää. Seikkaperäisesti on selitetty, mitä kytkentäkaavion eri komponentit tekevät. Kiitoksia paljon artikkelisarjasta, jonka avulla monet 'mystiset' asiat ovat selvinneet!

Takaisinkytkennästä kerrottiin, että sen avulla saadaan nelisen desibeliä vastakytkentää, joka hieman alentaa sekä vahvistimen säröä että lähtöimpedanssia. Olisin toivonut hieman lisätietoa takaisinkytkennän periaatteista.

Virittelyt olkoon tosiaan jokaisen oma asia, toiminnan ymmärtäminen siis kiinnostaa!

Vastakytkentä noin yleisesti teorian tasolla sen verran monisyinen kokonaisuus, että sitä on hankala lähteä tässä ruotimaan. Käytännössähän idea on siinä, että vahvistimen lähtöä ikään kuin vertaillaan sen tuloon, jolloin vahvistin voi korjata omat virheensä. Vastakytkentä madaltaa säröä, lähtöimpedanssia ja vahvistusta, sekä suoristaa taajuusvastetta.

Sanomattakin lienee selvää, että koko konsepti on jossain määrin kiistelty. On niitä, joiden mielestä sitä ei saisi käyttää lainkaan, toisten mielestä sitä pitää käyttää vain maltillisissa määrin, ja kolmansien mielestä sitä pitää olla niin, että tuntuu. Vastakytkentä ei ole mikään ilmainen lounas, vaan silläkin on varjopuolensa.

Mitä tulee tuohon katoditakaisinkytkentään, se tarkoittaa vain käytännössä sitä, että pääteaste on muuntajansa kautta paikallisvastakytketty. Toisiokäämi on suoraan sarjassa pääteputken kanssa sen katodilla. Aiemmassa viestissäsi mainittu R7 ei kuitenkaan liity vastakytkentälenkkiin, vaan se on pääteputken biasoiva katodivastus. Vastakytkennän kannalta tuota vastusta ei kuitenkaan ole, R7:n ollessa ohitettu isolla konkalla.

Jos haluat tuota Toroidyn päätemuuntajaa kokeilla, niin siitä vaan. Vastakytkentää häviää jokseenkin desibelin verran, lähtöimpedanssissa tämä näkyy vastaavasti noin neljännesohmin kasvuna. Eli ihan hirveän dramaattinen ei muutos ole. Huomioi kuitenkin, että jos kytket toision vaiheen väärin, kääntyy takaisinkytkentä positiiviseksi, ja vahvistin voi alkaa oskilloimaan.

Terve Kaakko,

Meinasin itse toteuttaa tämän vahvistimen myös Toroidyn päätemuuntajilla. Olen kysynyt taaemmin Toroidyltä Custom versiota tuosta TTG-EL84SE-muuntajasta jossa on myös 16 ohmin lähtö, eli pitäisi sopia sellaisenaan kytkentään. Muistaakseni hinta oli jossain 70 € kieppeillä/muutaja + postit.