Mosfettipääte, Mauri Pännäri ja Mika Rintala

Hitachi esitteli audiokäyttöön tarkoitetut komplementaarimosfettinsa suurinpiirtein 1970- ja 1980-lukujen taitteessa. Näillä kehitellyt tehtaan omat vahvistinmallit ja muidenkin toteuttamat kytkennät (esim. Hafler) menivät vuosien myötä aika monimutkaisiksi. Itselläni heräsi jossain vaiheessa kerettiläinen ajatus, että jos mentäisiinkin toisin päin ja käytetään vain nuo hyvät päätefetit omana palikkanaan.

Mistä lähdettiin? Monelle on tuttu Sahlsten-mosfettipääte. Sitä on rakennettu vuosien varrella paljon ja se on kyllä tuttu itsellenikin, olen mitannut niitä muutamia rakentelijoille. Hifilehdessä aikoinaan julkaistu Leo Sahstenin kytkentä edustaa mielestäni sellaisenaan suomalaista aikansa laadukasta suunnittelua. Vertailukohtana on itselläni ollut suunnitelijalegenda Erno Borbelyn Hafler DH200, jolla soittelin pari vuotta. Pidän tätä Sahstenin versiota, jollainen itselläni nytkin on verrokkina, parempisoundisena. Molemmat vahvistimet käyttävät samoja Hitachi/Renesas-lateraalimosfettejä komplementaaritehoasteessa. Mittaustuloksiltaan Sahlsten on kahdeksaan ohmiin kaikin puolin niin hyvä, että moitittavaa ei minulta löydy, soundiltaan hieno peli myöskin! Blameless kenties, kuten huippusuunnittelija Douglas Self on joskus omia vahvistintekeleitään mainostanut.

Mittaustuloksiltaan Sahlsten on kahdeksaan ohmiin kaikin puolin niin hyvä, että moitittavaa ei minulta löydy, soundiltaan hieno peli myöskin!

Tämä kehittely alkoi, kun tutun harrastajakollegan, studiotekniikkaekspertin ja muusikon, Verde Audion Mika Rintalan kanssa otin puheeksi, että pitäisikö putkivermeitten väliin kenties kokeilla pelkkää fetti- tai transistoripäätettä, jota ohjataan putkietupäällä. Esimerkkinä näytin hänelle netissä kehuttua The Nishiki Amplifier -transistorikytkentää, johon olin jo hankkinut puolijohteetkin. Mika totesi, että hän on tehnyt sellaisen jo, Hitachi/Renesas komplementaarimosfeteillä pentodiohjauksella ja soundi on mielestään laadukas. Tämä johtikin sitten jatkokehitykseen: Mika suunnitteli/teetti satsin uusia paranneltuja piirilevyjä ja kalusti minullekin niitä kaksi kappaletta.

Mihin päädyttiin?

Kytkentä on sinänsä yksinkertainen. Fettiparin keulassa on tarkkuusreguloitu vakiovirtabiasointijännitepiiri ja fettien (2SK1058 ja 2SJ162) hilat (kytkentäkaavion pisteet TP1 Ja TP2) summataan 1,5 uF kondensaattoreilla rinnan signaalin suuriohmiseen tulopisteeseen. Mika on käyttänyt feteille 2 x 30 – 50 V -käyttöjännitettä, jolloin saadaan riittävästi ulostulotehoa 8 ohmiin. Lepovirta on luokkaa 130 mA / kanava. Lämpötilakompensointia ei tarvita. Lisäksi kortilla olevan lähtöreleen ohjauksessa on starttiviive, älykkäät suojapiirit DC:lle ja halutulle suurimmalle signaaliamplitudille. Viive tarvitaan, koska putkietupään anodin toimintapiste muuttuu käynnistyksessä jonkin aikaa ja tätä ilmiötä ei pidä päästää päätteen kautta kaiuttimiin. DC-tarkkailu on oleellista sekä ohjausputken että pääteasteen vaurioitumisen varalta ja suojaa tällöin kaiuttimen. Tehorajoituskynnys säädetään vähän alle lähdön leikkautumisrajan. Fiksua suunnittelua!

Aloin sitten suunnitella omaan käyttööni toteutusta noilla valmiilla Verden korteilla. Päätin laittaa ”purkkiin” vain pelkät päätefettikortit ja järeän virtalähteen (2 x 35 V, 2 x 20 000 uF), jotta voin kokeilla eri etuvahvistinkonsepteja vain rca-kaapeloimalla. Pääteastemoduulin jännitevahvistus on 0,9:n hujakoilla joten tarvitaan etuvahvistin, joka pystyy antamaan n. 20 V rms, jos kunnon tehoja halutaan.

Homma etenikin helposti kun kaikki osat sattuivat olemaan heti saatavilla, eikä vienyt kuin alle vuoden! Hämmästyin kun sain pelin soimaan, mainio äänenlaatu yllätti , kun tuuppasin päätettä eräällä putkietuvahvistimellani. Kyseinen rakentamani versio on Condrad Johnson PV14L -etuvahvistimen klooni Mullardin M8080-triodeilla.

Millä tätä aikaansaannosta voi tuupata?

Tämä etuvahvistinalusta pitää takanaan noin kahdenkymmenen etuasteputkityypin kokeilun parin vuoden ajalta tarkoituksenani löytää triodi n. 20 – 30 dB:n vastakytkemättömällä vahvistuksella niin, että anodilähtö on kondensaattorilla suoraan auki päätevahvistimeen herkkyydellä 0,5 – 1 V ja systeemin voimakkuudensäätö (50 kohm) on keulassa putken hilalla. Tämä kokeilu paljasti jyvät akanoista. Loktaali- ja oktaaliputket kilisevät tässä napauttamalla miltei poikkeuksetta. Loktaaliputkista oli paras Sylvania JAN 7N7, legendaarinen C3m triodina oli yllätyksekseni kilinäarka näin testattuna. 6SN7-tyypeistä erottautui RCA NOS, tässäkin selviä kilinäeroja yksilöiden välillä. Jatkoon karsiutui sitten kaksi putkea: Siemens E82CC triple mica ja tässä nyt käyttämäni harvinainen Mullard M8080, joka on 7-pinniseen kantaan ympätty RF-putki, liki ECC82-puolikas parametreiltään. Vastaava jenkkiversio on 6C4 ja Philipsillä EC90. Tämä etuvahvistin antaa liki 20 V rms ulos kohtuullisella säröllä sopien mainiosti tämän fettipäätteen ajamiseen.

Tähän väliin Verde Audion Mika kertoo: Minulla on draiverina E83F-putken loctal-kantainen erikoisversio 95397. Kehittämäni Kolli PA -systeemin bassokeskiäänivahvistimessa nauhadiskantteja ajaa versio, jossa on E99F-pentodi, koko systeemissä draiveriputket ovat siis pentodikytkennässä. Koko idea lähti joitan vuosia sitten, kun tuon vanhan keikkasetin vahvistimet piti uusia. Tämä Kolli PA oli alunperin kokonaan putkitoiminen dipoli-PA- systeemi ja siinä alkoi ilmetä jo jonkin verran vikoja 10 vuoden käytön jälkeen. Uuden äänen piti olla putkivahvistimen tasoa ja käytössäni onkin ollut 2000-luvun alussa tekemäni nelikanavainen hybridivahvistin ESL-kajareille, jotka soivat hienosti. Tässä systeemissä Hitachin komplementtifettejä ajetaan tunnetulla SRPP-kytkennällä ilman takaisinkytkentää E88CC-putkella.

En halunnut tehdä enää samanlaista, ja mikrofoni- etuasteissa olin jo pitkään käyttänyt pentodeja. Niinpä päätin kokeilla ajaa näitä fettejä pentodiohjaimella. Saundi oli kyllä upea ja kaistaa piisaa riittävästi musiikkikäyttöön. Fettien hilakapasitanssi (600 – 900 pF) rajoittaa taajuutta mutta pentodilla, kun anodivastus on pienehkö, pääsee kyllä 70 kHz:n vaivatta. Se piisaa mainiosti. Vuosi sitten tein LM Ericssonin 40 000 tunnin 18AK5-SQ-putkella studioni monitoreille hybridivahvistimen ajamaan ESL-elementtiä näillä Hitachin lateraalifeteillä. Vahvistin kun on pitkiä aikoja päällä niin ei tarvitse murehtia ohjainputkien kestävyyttä näillä LM Ericssoneilla. Saundi on hieno ja tilantuntu erittäin hyvä. Kaikki ,jotka näitä ovat kuunnelleet, hämmästelevät äänikentän luonnollisuutta ja tilantuntua. Ei voi kuin suositella tällaista systeemiä niille jotka työkseen tekevät ääntä, on kyllä mielestäni paras mahdollinen ratkaisu.

Tämä, että kaikki ylimääräinen karsitaan signaalipolulta pois, on ollut jo periaatteenani pitkään. Mitään turhaa ei laiteta/jätetä signaalipolulle, minimimäärällä osia mennään ja tämä hybridivahvistin on siihen mainio ratkaisu. Yhden version tein myös E180F-SQ-pentodilla jonka laitoin triodiksi. Myös 5654-SQ-putkella on versio tullut tehtyä versio. Ihan oman maun mukaan monen moista putkea voi käyttää. Näistä tekemistäni laitteista ja filosofiasta löytyy myös kirja ‘Vihreä ääni virtaa’.

Miksi tämä tarina?

Mikan kanssa hiljakkoin käydyn keskustelun pohjalta totesimme, että toteutuksen esittelyllä voisi olla yleisempääkin mielenkiintoa ja lopputulos näytetään nyt tässä. Varsinainen rakennusohje tämä ei siis ole ja asiasta eteenpäin kiinnostuvat voivat ottaa yhteyttä Verde Audion Mika Rintalaan ja miksei minuunkin, tämän jutun kirjoittajaan. Oli myös selviö, että tämä juttu tehdään yhteiseen piikkiin tarkistettuna, kun kirjoitan ensin pohjat.

Tällaisia ns. hybridipäätteitä on alkanut tulla markkinoille. Näissä on pääteasteessa joko fetit tai transistorit ja etupää on tehty putkilla.

Tällaisia ns. hybridipäätteitä on alkanut tulla markkinoille. Näissä on pääteasteessa joko fetit tai transistorit ja etupää on tehty putkilla. Pitkää vastakytkentää on näissä käytetty tyypillisesti enempi vähempi, jotta voidaan esittää jonkinlaisia särölukemia. Tässä päätteessä ei vastakytkentää ole lainkaan ja särö on tyypillisesti SE-putkilaitteiden luokassa, 0,7 % parilla watilla, enempää tehoa en saanut HP:n analysaattorista sen omalla generaattorilla mitattua ulos. Mittaus alle lepovirtarajan A-luokassa alle 100 milliwatilla antoi 0,1 %:n lukemia, toisin kuin transistoripäätteillä tyypillisesti. Kaistaa on riittävästi, yli 80 kHz, ja 30 kHz:n kanttiaalto on tyylikäs. Tehoa tulee sen verran kuin ohjausamplitudia riittää, jonnekin 40 W tuntumaan ainakin.

Mika toteaa vielä: Tuosta vastakytkennästä voin sen verran mainita, että en ole itse välittänyt niinkään säröistä vaan suunnitteluni perustuu useimmiten korvan mielipiteeseen ja skoopin piirtämään kuvaan. Nämä ilman takaisinkytkentää olevat ovat yleensä vain niin luonnollisen kuuloisia, mikään ei ärsytä korvaan. Ensimmäiset kytkennät olivat juuri SRPP:llä tehdyt mikrofonietuset, jotka ovat ihan perustyökaluja studiossani jatkuvasti. Niiden saundiin voi aina luottaa. Rinnalle tulivat sitten myöhemmin muutamat pentodiversiot. Mikserissä oli myös jonkin aikaa mu-follower-versio ja siinä on kanssa hieno saundi.

Jatkokehityskokeilu voisi siis olla tehdä versio A-luokkaan, vaikkapa 2 x 20 V syötöllä ja 1,5 A lepovirralla. Tällainen tarvitsee sitten isot jäähdytyslevyt kumpaankin kanavaan, lämpökertoimeltaan alle 0,7 K / W. Tässä esitelty AB-luokan pääteaste soundaa kyllä sen verran hyvin, että epäilen, maksaako moinen jatkokokeilu enää vaivaa.