Przeróbka wzmacniacza lampowego BIS 105



Tekst i zdjęcia  - Krzysztof "Vault Dweller" Słychań


     Dostałem kilka miesięcy temu hybrydowy wzmacniacz ZDZ Wrocław, model BIS-105. Na początku kilka słów o tejże konstrukcji. Posiada ona tranzystorowy stopień sterujący czterema lampami mocy- EL34, przedwzmacniacz mikrofonowy, a także układ opóźnionego załączania napięć anodowych. Urządzenie wyposażone jest we wskaźnik wysterowania na diodach LED, a także sygnalizację włączenia zasilania sieciowego, napięcia anodowego oraz awarii linii.
     W moim egzemplarzu uszkodzony był prawdopodobnie inwerter fazy lub obwody limitera. Nie chciało mi się naprawiać tych "krzemowych bebechów" - postanowiłem przerobić tę końcówkę mocy na całkowicie lampową... I do dzieła :).
     Na początku wymontowałem płytkę drukowaną odlutowując od niej przewody, usunąłem kondensator 2x47uF/160V i wstawiłem na jego miejsce 2x100uF/350V, zdjąłem przedni panel (z zamiarem wymiany) i wreszcie wymontowałem prawie wszystko- poza płytką oporników siatek sterujących i ekranujących lamp EL34. Później nie miałem zbytnio czasu :) więc urządzonko sobie poleżało... W międzyczasie kupiłem blachę 190x90mm na mocowanie lamp sterujących - założyłem ją w miejscu płytki. Kupiłem też blachę 483x177mm z której wykonałem panel przedni. Zacząłem oczywiście od trasowania i wiercenia otworów. Później, panel powędrował sobie do byłego właściciela wzmacniacza, by wylądować w lakierni proszkowej :). Po wykończeniu prezentuje się naprawdę pięknie. Założyłem go we wzmacniaczu... i znowu parę tygodni czekania aż znajdzie się trochę czasu. Ostatnio przed feriami nie miałem natłoku zajęć, więc udało mi się wygospodarować tych parę godzin dziennie na grzebanie z lutownicą. A że dostałem do uruchomienia wzmacniacz W-100 (ma być później przerobiony, będzie miał inne chassis) z poleceniem usunięcia układu kontrolno- pomiarowego (miał rozwalony isostat), skorzystałem na tym... i miernik wychyłowy znalazł zastosowanie w BISie. Oczywiście narobiłem się mocno wiercąc rząd otworów po okręgu, a potem wybijając "mostki" i cyzelując wszystko pilniczkiem- ale miernik jest na miejscu i spełnia swoje zadanie, a przy tym prezentuje się IMHO ładnie.
     No dobrze, ale co z elektroniką? Myślałem pewien czas nad tym... Wywierciłem w "mojej blasze" dwa otwory na podstawki nowalowe, kilka innych na potencjometry, założyłem łączówkę lutowniczą z TME (miałem na zbyciu - odciąłem z 15cm :)). Wykoncypowałem inwerter samorównoważący na duotriodzie ECC83, poprzedzony stopniem wzmocnienia na połówce ECC82. Lecz co się okazało? Wzmacniacz się wzbudzał- zmieniłem ECC83 na ECC82 i przestał. Jednak wzmocnienie się okazało za małe- postanowiłem zmienić lampę wstępną. Nie chciałem jednak wsadzać tam "osiemdziesiątki trójki" - mam tych baniek za mało by je tak marnować :)). Postanowiłem więc wykorzystać... część triodową ECL86, co później się okazało dobrym pomysłem. Ustrojstwo zagadało, a ja postanowiłem dokończyć dalsze obwody. Były to miernik wysterowania i kompresor, zasilane z jednego z uzwojeń transformatora głośnikowego. Napięcie z tego uzwojenia jest prostowane i wygładzane kondensatorem
220uF/100V (akurat taki miałem- podwójny Elwa KEN, i założyłem bo było jeszcze miejsce na otwór na oryginalnym chassis). Kompresor jest na razie bardzo prosty, lecz będę go ulepszał i rozbudowywał. Wykonany jest w oparciu o żarówkę (dla której wzmocnienie mocy zapewnia pentodowa część ECL86) i fotorezystor tłumiący sygnał. Potencjometry regulacyjne, na razie w liczbie
sztuk 2, służą do ustawiania ograniczenia wzmocnienia oraz progu zadziałania. Ten pierwszy, wyposażony w wyłącznik, znajduje się na panelu przednim i pozwala na wyłączenie kompresora przez odłączenie jednego styku fotorezystora. Oczywiście na panelu przednim przybędzie regulatorów kompresora, by możliwe było kształtowanie jego charakterystyki działania.
     W zasilaczu też dokonałem nie lada spustoszeń. Po pierwsze wywaliłem obwód opóźnionego załączania napięć anodowych. Zastąpiłem go przekaźnikiem R15 2PDT =24V, połączonym szeregowo z diodą PY88 i zasilanym z uzwojenia polaryzacji siatek sterujących lamp EL34. Przekaźnik odcina i niskie (około 400V- na inwerter fazy, siatki sterujące lamp EL34), i wysokie (680V- anody EL34) napięcie za pierwszym kondensatorem filtrującym. Poza tym, o czym już wspomniałem, wstawiłem kondensator 2x100uF/350V i 2 oporniki 1k tworzące z połówkami kondensatora dwuogniwowy filtr typu "pi" do wygładzania napięcia anodowego obwodów wstępnych.
     Czas na wrażenia odsłuchowe. Niewiele mam tu do powiedzenia, jako że słucham na głośniku radiowęzłowym podłączonym do linii obsługiwanej przez ten wzmacniacz :). Mam jednak nadzieję, że urządzenie sprawdzę w warunkach estradowych na wyjściu 30V przy podłączonej kolumnie 8om. Wtedy będzie można ocenić bas- bo w kołchoźniku go praktycznie nie słychać, i nie jestem pewien czy to tylko wina głośnika, czy też przymałego transformatora wyjściowego. Za to jak najbardziej można się wypowiedzieć na temat tonów średnich i wysokich. Średnie naturalnie brzmią "lampowo", wysokie nie są drażniące, ale też nie ma żadnego "zamulenia", niewyraźności. Brzmienie jest bardzo "jasne"- a ktoś kiedyś na Triodzie chyba wspomniał, że ten wzmacniacz PRZENOSI TYLKO DO 6 kHz! :)
     Dobrze- tyle tej grafomanii, teraz czas na fotki. Trochę stare- nie ma regulacji poziomu kompresji, ale za jakiś czas, w ostatecznej formie, wzmacniacz będzie tutaj znów zaprezentowany. Chyba zapomniałem porobić fotek
od spodu chassis- nie jest to jednak znak tego, że się wstydzę :D. Obecnie rysuję schemat urządzenia- powstaje on na bazie oryginalnego schematu BIS-105.


Fot.1.

Fot.2.

Fot.3.

A oto co pod chassis się kryje


Fot4. 

Fot.5.

Fot.6.

Fot.7.

Fot.8.


Wojowania z BISem ciąg dalszy

     Jakiś czas temu okazało się, że wzmacniacz zaczął szwankować- dwie lampy mocy grzały się do czerwoności. Po wzięciu wzmacniacza na warsztat, przy wyłączonym zasilaniu anodowym wszystko było dobrze- na siatki sterujące dochodziło "poprawne" -33V. Po załączeniu wszystkich napięć wyszło jednak, że ujemne napięcie polaryzacji wadliwej gałęzi gwałtownie malało. Po wymianie lamp objawy ustąpiły- podejrzane EL-ki pójdą do sprawdzenia (podejrzewam w jednej z pentod zwarcie S1 do katody lub żarzenia - mam dostęp do miernika lamp i mogę zbadać). Ta usterka była bodźcem do kolejnej przeróbki wzmacniacza, tym razem w zgodzie z moimi obecnymi standardami dotyczącymi elegancji montażu. To oznacza, że musiałem rozlutować w zasadzie wszystkie połączenia i porobić je na nowo, stosując się do następujących zasad:

  • połączenia mające kontakt z siecią energetyczną BEZWZGLĘDNIE zaizolować przy użyciu koszulek igelitowych,
  • przewody prowadzić w wiązkach, zszywanych po Bożemu za pomocą szpagatu,
  • końce przewodów zabezpieczać przed przegrzaniem i uszkodzeniem izolacji przez naciągnięcie kawałków koszulek olejowych,
  • doginać pod kątem prostym wyprowadzenia elementów na łączówkach,
  • skoro już mowa o łączówkach, to końcówki i przewody przewlekane przez oczka lutownicze miały być dogięte i oplecione.

     Bardzo wiele zmian dotyczyło strony elektrycznej. Oto najważniejsze z nich:

  • zmiana sposobu prowadzenia masy - nic nie jest uziemiane gdzie popadnie do obudowy wzmacniacza (tak było poprzednio). Od katody każdej lampy mocy prowadzony jest oddzielny przewód do głównego punktu masy, to samo tyczy się kondensatorów filtra zasilacza, przewodów od uzwojenia sygnalizacyjno - sterującego i żarzenia EL34 (uzwojenia te są umasione na jednym z końców) oraz żarzenia lamp inwertera (symetryzowane potencjometrem).
  • siatki hamujące pentod mocy są podłączone do ujemnego napięcia polaryzacji - podobno ma to wpływ na wydłużenie czasu życia lamp mocy przy wysokich napięciach anod i siatek ekranujących. Wprawdzie S2 nie dostają zbyt wysokiego napięcia (zaledwie 350V), ale te około 700V na anodach należy już do wysokich napięć.
  • przerobiony zasilacz - w oryginalnym układzie zasilanie anod było filtrowane dwoma ELWA-mi 2x47u/450V stawianymi piętrowo z równoległymi oporami 75K/2W. Jako że uzwojenie anodowe transformatora sieciowego jest symetryczne, postanowiłem podłączyć środek między kondensatory (wymieniłem je na pojedyncze 100u - 2x47u mogą się do czegoś innego przydać). Na każdym "plusie" jest teraz oddzielny bezpiecznik i zestyk przekaźnika do włączania. W oryginalnym układzie zabezpieczenie było wspólne dla obu szyn (0,8A), a włączanie z opóźnieniem odbywało się za pomocą tyrystora. Miało to jednak poważną wadę: po każdym "restarcie" wzmacniacza trzeba było odczekać około minuty zanim "zaskoczy". Teraz zasilanie włączają dwa przekaźniki: jeden mniejszy z cewką na 24V=, podłączoną szeregowo z uzwojeniem żarzenia EL34, lampą PY88 (notabene żarzoną również przez to samo uzwojenie) i wyłącznikiem stand-by. Drugi przekaźnik, typu R15 3PDT, jest włączany przez poprzedni. Jego cewka (Uznam=6V~) jest zasilana z uzwojenia 6,3V, które zasila również żarówki sygnalizacji włączenia zasilania sieciowego i anodowego. Jako że jest nawinięte bardzo cienkim drutem (średnica 0,35mm), zrezygnowałem z używania go do żarzenia lamp inwertera. Do tego posłużyło uzw. 19V, przy szeregowym połączeniu grzejników. 
    Wracając do kwestii zabezpieczeń: usunąłem z tylnej ścianki bezpiecznik żarzenia EL34 i masy stopnia mocy, pozostał tylko sieciowy. Bezpieczniki napięć anodowych zamocowałem wewnątrz urządzenia, przy zasilaczu. Pozwoliło to na skrócenie przewodów, w razie awarii wymusza też zajrzenie do środka konstrukcji. 
    Zasilanie anodowe lamp mocy poprowadziłem pozbawionym ekranu przewodem koncentrycznym używanym do podłączania anten TV. Posiadałem akurat taki przewód, którego żyła główna była w postaci linki, a nie drutu (nie ułamie się), a że miał dość grubą izolację (około milimetra) i był często stosowany do prowadzenia napięć rzędu kilowoltów w konstrukcjach innych amatorów techniki lampowej, to postanowiłem spróbować. Były wprawdzie małe trudności z układaniem kabla i zszywaniem w wiązki, ale w końcu dał się "ubłagać". Oprócz tego wszystkiego założyłem na tylnej ściance gniazdo IEC ("komputerowe"), by umożliwić transport wzmacniacza bez plączącego się przewodu.
  • zmieniony sposób nastawiania napięcia wyjściowego. Możliwości są takie: 
    30V (dla linii radiowęzłowych niskonapięciowych, lub zespołów głośnikowych o impedancji 8 omów) lub 120V (dla wysokonapięciowych linii radiowęzłowych). Oryginalnie napięcie wyjściowe było ustawiane za pomocą wkładanej w odpowiednim kierunku wtyczki (w jednej pozycji 30, a w drugiej - 120V). Miało to jednakże jedną wadę: co zrobić, gdy taka wtyczka zaginie? Klapa murowana... Poza tym warto zauważyć (schemat BISa w wersji oryginalnej), że w pozycji 30V były łączone równolegle tylko dwa uzwojenia. Drut w każdym ma średnicę 0,7mm (czyli przekrój 0,38mm kw. na jedno uzwojenie, a na dwa 0,76mm kw.). Siłą rzeczy wyciągnięcie z tak cienkiego drucika tych trzech i pół ampera byłoby utrudnione i wiązałoby się z dużą impedancją wyjściową, a więc lichym współczynnikiem tłumienia i przede wszystkim pewnymi stratami mocy w uzwojeniu! Chciałem jednak zapobiec takiej sytuacji i postanowiłem dla napięcia 30V połączyć równolegle wszystkie cztery uzwojenia.
    Kolejnym argumentem jest posiadany przeze mnie, niestety grzebany, drugi BIS105, którego też chcę w ten sposób zmodyfikować. No dobra, ale jak to do licha połączyć? Główkowałem, kombinowałem, i jak się okazało, dla istniejącego złącza nie byłoby to możliwe. Postanowiłem więc założyć tekstolitową płytkę z zaciskami śrubowymi i odpowiednio ustawianymi zworkami. Eureka! Nastawienie właściwego napięcia wyjściowego nie jest czynnością, która zdarza się często i wykonuje się ją mimowolnie- można więc ograniczyć nieco dostęp do odpowiednich elementów (przy okazji się wyeliminuje możliwość spalenia głośnika tymi 120V przy źle włożonym wtyku ;)), a zworki przestawiać tylko za pomocą szczypiec lub klucza (wymagane odkręcenie nakrętek). Wielostykowe gniazdo na tylnej ściance zostało więc zastąpione dwoma zaciskami laboratoryjnymi.
  • układ pomiaru napięć. W zasadzie jest to jedna z tych rzeczy, które upodabniają ten wzmacniacz do bardzo dobrej polskiej końcówki robionej w spółdzielni Elektronika, a oznaczonej typem W-100. Nawet wskaźnik ten sam- wymontowany z jednego takiego uszkodzonego wzmacniacza... Tak więc można mierzyć napięcie anodowe (lamp mocy i inwertera), ujemne przedpięcie siatek sterujących oraz wysterowanie wzmacniacza.
    Prawdopodobnie rozszerzę możliwości pomiaru- będzie możliwy np. pomiar napięcia biasu (przepraszam kolegę tszczesn za to określenie ;)) na każdej gałęzi, kontrola napięć anodowych inwertera w każdym punkcie filtra, pomiar prądów anodowych lamp mocy oraz asymetrii wzmacniacza... 
    Są to jednakże bardzo odległe plany i nie wiem, czy je kiedykolwiek zrealizuję
  • usunąłem wstawiony przez siebie kompresor dynamiki, gdyż doszedłem do wniosku, że jej ograniczanie powinno odbywać się jeszcze przed wzmacniaczem, za pomocą odpowiedniego procesora efektów.
  • i wreszcie inwerter. Wykonałem i założyłem kompletnie nowy, na obraz i podobieństwo tego od W-100/1. Było trochę roboty z doginaniem końcówek oporników itp., ale blacha z lampami (wstawiona na miejsce oryginalnej płytki drukowanej) siedzi już sobie elegancko na swoim miejscu. Sam układ jest określany po angielsku jako "cross-coupled" albo "Van Scoyoc inverter". Krótka wzmianka jest na stronie http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/tom/odwracac.htm - rysunek 3b. Tak samo jak w W-100, zostało tu wprowadzone symetryczne ujemne sprzężenie zwrotne na właściwy inwerter i następny stopień- ze wspólną katodą. Trochę inne jest jednak podłączenie wejścia- zamiast umasienia jednej z siatek duotriody ECC82, została ona przyłączona do wejścia przez tłumik, służący do regulacji siły głosu. Wejście wzmacniacza jest bowiem (w odróżnieniu od oryginalnego układu BISa, późniejszych moich rozwiązań, a nawet inwertera W-100) symetryczne. Nie ma co się dziwić, gdyż zamierzam wykorzystywać wzmacniacz jako estradową lub studyjną końcówkę mocy, a nie chcę, by na długich liniach sygnałowych (np. od miksera do wzmacniacza) wchodziły różne brumy itp. zakłócenia. Wszelkie przydźwięki i inne zakłócenia współbieżne mają się zerować we wzmacniaczu różnicowym (mogłem założyć transformator wejściowy, bo być może wkrótce będę miał dostęp i do tego typu elementów), ale w obudowie raczej nie ma dla niego miejsca.

[Dział był aktualizowany 13.11.2005 r.]

Krzysztof "Vault Dweller" Słychań

[galeria]

© 2005 FonAr Sp. z o.o. e-mail: waw@fonar.com.pl