Audio koncový zesilovač s korekcemi (není návod)

 To už máte takový ten pocit na jaře nezaseju, trénujete skoky do rakve a přikládáte si na prsa hlínu, to jako aby si člověk zvykl, prostě reagujete adekvátně situaci, když tu do toho příjde někdo, kdo vás pro něco nadchne a tak tedy naznáte, že možná ještě chvíli neumřete. Jsou prostě lidé, kteří na toto mají talent a dělají to různým lidem a opakovaně. No a přesně to se stalo i mně, takže nepřemýšlejte nad tím proč jsem se proboha rozhodla stavět zesilovač, racionální důvod to nemá.

 

Co se urodilo? Danwatt. Dostala jsem desky a schema. A čínské korekce s ukrutně hřejícími tranzistory, což jsem popisovala v https://niki-bretschneider.blogspot.com/2023/02/modifikace-cinskeho-predzesilovace-op.html a tady se to pak použilo. O Danwattu si můžete pročíst velice dlouhé vlákno na audiowebu, no já na to nervy nemám, navíc na ten web ani nechodím, nerozumím tomu. Ve vlastním zapojení Danwattu jsem udělala dvě změny (a měla jsem jich udělat víc, ale to vím teď). První věcí byla zdrojová část. Na zdroj s transformátorem na síťovém kmitočtu už v dnešní době nějak nemám ani náladu, ani nervy. MeanWell dělá poměrně slušné síťové zdroje víceméně libovolného napětí, čili si stačí vybrat. Já si vybrala dva LRS-75-36, což má být 36V a 2.1A, pro každý kanál jeden. Ono to na první pohled vypadá jako málo, ale po stažení na požadovaných 35V ten zdroj do zátěže dokáže trvale dávat 3.1A a to je pro jeden modul dostačující. Pravda, nad touto hranicí již zabírá jištění, nicméně Danwatt má na vstupu 3.15A pojistku a před ní je 10G kondenzátor, to se prostě nějak srovná. Pochopitelně jsem vypustila diodový můstek a nahradila jej dvěmi propojkami a vypustila jsem též foliový kondenzátor na vstupu. 

Tato úprava ovšem přinesla další problém. Tady se musím nejprve trochu pověnovat topologii toho zesilovače aby další výklad dával smysl. Danwatt je zesilovač ve třídě B, jehož zesílení je drženo pomocí dvou zpětných vazeb. Nemá to symetrické napájení (ale to asi chápete už z předcházejícího), takže to má DC block v podobě seriové kapacity na výstupu. První zpětná vazba obsahuje i stejnosměrnou složku a tudíž drží výstup zesilovače na nějaké DC úrovni (která je nastavitelná). Druhá zpětná vazba je toliko střídavá a bere se až za seriovým kondenzátorem, čímž se kompenzuje jeho vliv. Díky tomu nemusí být výstupní kapacita nějaká ohromná na „basy pyčó“, vlastně ani nesmí být, myslím si (ale opět, audiu nerozumím), že od určité výstupní kapacity by se to celé mohlo rozkmitat na nějakém subaudio kmitočtu, patrně výrazně pod 1Hz. Výhodou odzkoušené konstrukce je, že nad tímto přemýšlet nemusíte, do této části jsem nesahala. Bohužel do jiné jsem sahat musela. V návodu se jasně píše, že DC level na výstupu (pochopitelně před DC blockem) se má nastavit na polovinu napájecího napětí. Nojo, jenomže to je problém, výstup z pulzáku je stabilizovaný, takže tam těch 35V prostě bude držet. Jenže konstrukce je navržena na běžný síťový transformátor, kde napětí bez zátěže nastoupá na nějakých 50V a se zátěží bude padat. A pokud začnu ze zesilovače tahat výkon, vzroste mi jeho příkon, takže to napětí bude padat, otázkou zůstává jak moc proporcionálně se posune DC level. Inu, můžete nad tím přemýšlet:

Můžete nad tím přemýšlet, můžete to změřit na vzorku, ale já jsem toho názoru, že moc přemýšlení škodí zdraví, takže. Co je účelem nastavení DC levelu? Dosáhnout maximálního výkonu současně s minimálním zkreslením ve stavu blízkém limitaci, což znamená jediné. Limitace musí nastupovat symetricky, tedy při přebuzení se signál rozšíří o liché harmonické, avšak nikoliv o sudé, neb ty vznikají nesymetrickou limitací. A teď nastává ten moment, kdy si audiofilové budou říkat ježišikriste to je kráva a asi právem, protože, no, udělala jsem to tak nějak podle toho, čeho chci dosáhnout. Takže z kvalitního AF generátoru vybudím vstup zesilovače zatíženého 4Ω rezistorem tak, aby se mi objevily liché harmonické a pak začnu posunovat DC levelem tak, aby zmizely ty sudé. Nojo, jenomže problém. Už sám generátor produkuje jak sudé tak liché harmonické, čili když přivedu zesilovač do early saturation tak mi ano, s ohledem na DC level vyprodukuje sudé harmonické, které, když vyrovnám, tak fázově vykompenzuji ty, které mi vyprodukoval generátor, takže tudy cesta nevede (to je důvod, proč generátor musí být pokud možno kvalitní, tj. s velice slabými vyššími harmonickými). Musí se na to jít jinak. Sudé harmonické musím dostat v nějakém poměru odpovídajícím poměru základního kmitočtu tak, aby to odpovídalo tomu, co leze z generátoru. Liché harmonické musím mít ve výstupu vyšší, neb musí docházet k přebuzení zesilovače. Jinými slovy, potřebuji maximální přírůstek na lichých při minimálním přírůstku na sudých, protože přesně v tomto případě dochází k limitaci symetricky. A přesně takto jsem nastavila DC level a dál nad tím nepřemýšlela.

Druhá úprava byla čistě mechanická — Wágus svorky jsem nahradila svorkovnicemi do DPS. Naštěstí to šlo zcela nenásilně. Ony wágus svorky s těmi páčkami, no, zbytečně to namáhá DPS, ty páčky se ulamují a pak se to musí řešit, dalším prohřeškem proti návodu bylo to, že jsem to pájela bezolovem. Sorry, ale žijeme v 21. století, všechny součástky jsou PbFree, deska, kterou jsem měla v rukou, na to byla připravena, nevím, proč bych měla letět po hlavě do světa nespolehlivých spojů s olovnatými (či bismutovými) příměsemi. Byla bych ráda, kdyby mi toto autor návodu vysvětlil. Stejně tak výstupní tranzistory dostaly jako izolační podložku korund, stojí to pár korun a je to výrazně lepší než nějaké papli sopli s podivnými pastami a slídou. Žijeme v moderním světě. Z podobného důvodu jsem použila ty moduly pulzních zdrojů, z čehož zaručeně všem hifistům praskla žilka a teď tahají nohu. Poslední a zásadní změna byla v zemění. Ano, měla jsem plastovou bednu, která údajně není určena na zástavbu zařízení na síťové napětí. No, řeknu to takhle, izolační pevnost jsem zkusila a drželo to. Ano, existují plastové krabičky, které začnou být vodivé při 50V, už jsem je potkala a byl to jeden z důvodů, proč jsem se donutila zkusit co si tato bedna nechá líbit. To, čím si ale nejsem jistá, je izolační pevnost toho MeanWellu, takže chladič čumící z bedny musí jít natvrdo na PE. Sorryjako. V návodu je o zemění strašlivě dlouhá sekce, kde se řeší co je a co není proti předpisům (jakým?) a že se něco musí udělat v rozporu s předpisy atd. Na to jsem upřímně řečeno neměla nervy, takže netuším co přesně se tam píše, každopádně na jeden z úhelníku šlo oko na zem. Pochopitelně přes vějířovku, protože hliník (tedy pokud je to skutečně hliník a ne nějaký hnůj) se povrchově pasivuje a to je horší než nalakovaný železný plech. Další věc, která šla natvrdo na PE, bylo jádro transformátoru pro korekce, no a pochopitelně oba MeanWelly, protože ty PE potřebují jednak kvůli vstupnímu filtru, navíc se tím uzemní jejich kryty, do kterých zase vedou zvenku upevňovací šrouby stejně, jako do jádra toho pomocného transformátoru pro korekce. Tím jsem získala zařízení třídy I. v plastové bedně, což je dle názoru českých elektrofašistů z hnutí elektrika.cz v rozporu s českými normami, no, mně stačí, že je to konformní k IEC.

Druhou věcí byly pracovní země. Uvnitř zařízení jsem vesměs používala sedmižilové stíněné kabely, kde jsem jako aktivní používala čtyři žíly, tři zbývající a stínění pak posloužily jako země. Všechny země jsem propojovala pouze u přepínačů, no a navíc tak nějak postupně jak signál prochází přes přepínače, čili nejdříve vstupy u přepínačů vstupů, potom insert vstupy u dvou přepínačů insertů atd. Stínění jsem na straně konektorů nezapojovala, tam jsem používala pouze ony zbývající tři žíly. Jestli je to tak správně nevím, ale chová se to mravně.

Tím se dostávám k vlastní signálové cestě. Ta začíná přepínačem vstupů, kterých je šest. První dva vstupy jsou vyjímečné. První vede na čelní panel do dvou ¼"TRS zásuvek, kde dochází k poměrně šílenému přepínaní. Pokud jsou zapojeny obě, používají se TIP signály jako levý a pravý, jeden na každý konektor. Pokud je zapojen konektor jen do levého, pak je TIP levý (I-IV.), RING pravý (II-III.) a SLEEVE zem. Pokud je zapojen jen pravý, chová se podobně, ale s tím rozdílem, že je prohozen levý a pravý kanál. Tím pádem lze do těchto vstupů zapojit téměř cokoliv. Přes dvě redukce RCA/¼"TS získám RCA vstup, napřímo mám přímý či reverzní ¼"TRS a v podstatě mohu použít i dva ¼"TS, případně i jeden, ale monofonní (k tomu se ještě dostanu). Druhý vstup vede na zadní panel a vede na dvě RCA. Čistě z toho důvodu, aby zesilovač měl i nějaký vstup na RCA. Zbývající čtyři vstupy vedou na ¼"TRS na zadním panelu, protože tyto konektory prostě běžně používám pro audio. Použila jsem ACJS od Neutriku, protože jsou to patrně nejlevnější fungující ¼"TRS. 

Po přepínači vstupu následuje kanálový volič se třemi polohami — Stereo/I-IV./II-III. neboli Stereo, levý do obou kanálů, pravý do obou kanálů. A tím se dostávám k tomu jak vyrobit mono vstup na čelním panelu. Ano, tento přepínač je potřeba čistě kvůli magnetofonům, kde se pak dá natlačit na stejnou pásku dvojnásobek záznamu tím, že se nahrává mono do jedné stopy namísto stereo do dvou stop. Kdybych neměla magnetofon, patrně se tímto přepínačem neobtěžuji, ikdyž ono se to občas hodí, například pokud slyšíte v jednom kanále něco divného a snažíte se najít příčinu. Následuje přepínač insertů, na tom opět není nic úžasného, prostě čtyřpólový přepínač, který buď pošle svůj vstup na svůj výstup, nebo vstup pošle do insert konektoru a návrat pošle na svůj výstup. Pro inserty jsem použila DIN5 konektory, protože je to jediný běžný konektor, kterým mohu protlačit čtyři signálové linky (levý vstup, pravý vstup, levý výstup, pravý výstup). Inserty dostal zesilovač dva, jeden pro vložení elektronkového předzesilovače, druhý pro vložení kompresoru dynamiky. Následují dva potenciometry vstupního zisku. Ano, dva, protože korekce, které jsem použila, zase pro velký úspěch nemají balance, takže toto jsem považovala za dobré místo. Samozřejmě chci řídit úroveň ještě před korekcemi, ono totiž není nic zábavnějšího než přebuzené korekce. Paralelně k potenciometru vstupního zisku je řazen spínač zátěže, za kterým následuje dvojitý 50kΩ potenciometr, přes který vede signál přes dva 100Ω rezistory do země. Tímto způsobem jde zapnutím spínače snížit vstupní impedanci z cca 50kΩ na 25kΩ a následně pomocí potenciometru až na 100Ω. Občas je výhodné snížit vstupní impedanci zesilovače, typicky když se do vstupu připojují různé divotvorné sluchátkové výstupy, které celkem mění vlastnosti se zátěží a určitou zátěž potřebují, jinak se na nich dějí nepěkné věci. 

 

Tímto se dostáváme ke korekcím. Ty jsem popisovala ve samostatném článku, takže zbývá pouze dodat, že jsem pro jejich napájení použila jakýsi divotvorný transformátor z burzy, který měl pochopitelně malé napětí, takže jsem mu musela přimotat nějaké závity. Každopádně předzesilovač má vlastní samostatný zdroj. Z výstupu korekcí je signál veden na moduly koncových zesilovačů a ze zesilovačů na reproduktorové výstupy. Použila jsem zdířky pro měřicí přístroje. Ne že by reproduktory potřebovaly banánky s izolačním tunelem, ale řekněme, že ty zdířky jsou patrně nejlevnějšími kvalitními zdířkami, spolehlivě vydrží 20A, takže tady s nimi definitivně nebude problém. Propojení je udělané kroucenou dvojlinkou, bylo to tak nakresleno v návodu. Má-li to nějaký význam netuším, nicméně je to dobrý způsob jak licny udržet u sebe. 

Mechanika koncových stupňů je dílo satanovo. Konstrukce je navržena pro použití L profilu pro přenos tepla z tranzistorů na vlastní chladič. Rozhodla jsem se dát moduly nad sebe (jinak by se mi to nevešlo do bedny), takže jsem L profily vrtala tak, aby horní byl svislou stranou směrem dolů, kdežto spodní zase nahoru. Mezi svislými pásy L profilu nakonec vyšla mezera asi ½cm. Svislá plocha profilů lícuje s vnější plochou zadního panelu do kterého je vyřezána díra, přes kterou L panely vystupují ven. Vlastní chladič je potom přišroubován šesticí M4 šroubů k svislým plochám L profilů, takže vnitřní stěna chladiče těsně doléhá na vnější plochu zadního panelu v místech, kde není vyřezána díra. Na montáž je to tak trochu ježek v kleci, předně, celý čelní panel a předzesilovač musí ven, jinak to prostě nejde. Předzesilovač drží maticemi potenciometrů v čelním panelu a současně je přes distanční sloupky přišroubován k dolnímu panelu skříně. Spodní modul má L profil ohnutý nahoru, takže jej lze k chladiči přišroubovat poměrně snadno, byť elektrolytické kondenzátory celkem zavazí. Zábavnější je to ale s horním modulem, který má L profil montovaný směrem dolů. Na první pokus to byla hrůza děs asi jako když mají fazolovou v ponorce, ale když jsem to montovala počtvrté, už to šlo docela snadno. Nicméně kdybych mechaniku řešila se zemědělskou přesností, patrně by to nešlo složit, neb ke šroubům prostě není kolmý přístup. Použila jsem šrouby s PH2 hlavou, ale myslím si, že s INBUS by to šlo složit snadněji, jenže já je neměla a s těmi PH2 to nakonec šlo. 

Dodala bych, že pokud v GME koupíte čtyři M3 distanční sloupky pod stejným skladovým číslem, zapomeňte na to, že dostanete čtyři stejné distanční sloupky. Obdržela jsem dva druhy, jeden šel dotáhnout 5.5 klíčem podobně jako M3 matice (to by člověk čekal), nad dvěmi se mi ale 5.5  klíč radostně protočil (což by člověk nečekal), no a 5 byl pochopitelně malý. Vyřešila jsem to nastavitelným klíčem, protože na toto už opravdu nemám nervy. Štěstí v neštěstí bylo, že ty tenší tam byly dva. Totiž abych měla desky obou modulů paralelně, musím distanční sloupky na dolním modulu opírat o DPS, nikoliv o hliníkový profil, čili do hliníkového profilu musím navrtat díry tak, abych prošla. Toto už neplatí na horním modulu, kde přes desku, potažmo hliníkový profil, prochází pouze šroubovité zakončení které se fixuje maticí, tudíž do profilu stačí navrtat 3mm díru a maticí dotáhnout i profil. Pochopitelně se mi velikost díry na spodním profilu nechtělo z těch 5.5 počítat, takže jsem to změřila a řízením osudu jsem změřila zrovna ten tenší distanční sloupek. Kdybych měla jen jeden, znamenalo by to tranzistory dolů, hliníkový profil dolů a převrtat díru. Naštěstí tam ty tenší sloupky byly dva.

 V tomto provedení už zesilovač fungoval, ale s omezeným výkonem. Ano, koupila jsem jen jeden zdroj, kdyby to náhodou nešlo, nechtěla jsem v tom topit zbytečně moc peněz…dobře, oni ten zdroj zase neměli, no. Takže jsem přikoupila ještě jeden, čili nyni má každý z modulů svůj zdroj. Montáž už byla rychlá, protože díry na něj byly připravené a kabely také, to je ostatně důvod, proč tam „cosi“ vězelo ve svorkovnici. Ano, to byly kabely na primární svorky druhého modulu zdroje. A aby se to nezkratovalo, bylo to dotaženo ve svorkovnici.

(Sorry, fotka mobilem. Je to děs, ale nechtělo se mi vytahovat foťák. Byla to chyba…)

Co bych udělala jinak. Tak předně, na moduly zesilovačů bych neosazovala JST-XH, ale dala bych tam místo toho buď duponty, nebo BLS. Tady ty JST jsou dílem čínského satana, horší konektory jsem nezažila. Problémem je, že když nepřilepíte tu plastovou část k desce, tak ji následně stáhnete z těch pinů, protože to na nich prostě ničím nedrží. Nechápu jak toto kdo myslel. Navíc jsou ty konektory mrňavé. Čím menší styková plocha tím menší tření při stejném zalisování kovové části, takže ono to ani moc na těch kabelech nedrží. Prostě je to děs. Druhou věc, kterou bych udělala jinak, je LED. Přesněji řečeno, rezistor pro LED bych přemostila a místo LED použila telegrafní žárovku. Nějak mi ty LED poslední dobou na pohled vadí. No a možná bych páčkové přepínače nahradila otočnými, myslím, že by to na pohled lépe vypadalo, jenže. Otočné přepínače mají kolem dokola 12 vývodů, čili pokud potřebuji čtyři pakety (a to potřebuji, dva na vstup, dva na výstup, znamená to tři polohy, no a to je problém, jelikož. Vypnuto, první insert, druhý insert, oba, jsou dohromady čtyři polohy. Proto jsem tam nakonec dala páčkové přepínače. Druhou věcí je vypínač zátěže, bylo by hezké tam dát potenciometr s vypínačem, jenomže sehnat dvojitý potenciometr se spolehlivým dvoupolovým vypínačem je těžká věc. Současná podoba není v tomto ohledu důsledkem toho, že by mne to napadlo až bylo zařízení hotové, ale bylo to řekněme racionální rozhodnutí ze kterého nejsem nadšená. Ta žárovka je jiný případ, tam mne to opravdu nenapadlo a došlo mi to až v momentě kdy to leželo vedle elektronkového předzesilovače, který pochopitelně má indikační žárovku.

Po zvukové stránce jsem se zesilovačem spokojena, nicméně nejsem hifista, tudíž neslyším do 7GHz (nebo kolika), nicméně zvuk má tvar pohlcující fialové koule s ostrými zelenými hranami. Tedy toto moudro jsem si před cca čtvrt stoletím přečetla v časopise Stereo&Video (od té doby tak nějak nemusím hifisty) a přestože nevím co to znamená (podobně jako bobby-dazzler), myslím si, že to musí být jistě něco naprosto úžasného, navíc to zní dostatečně hifisticky a profesionálně na to, aby mi to prošlo. Zesilovač, no, hraje to celkem obstojně, co víc k tomu dodat.