Naprawa i konserwacja - wzmacniacz m.cz.

Gdy już mamy sprawny zasilacz można przystąpić do uruchomienia wzmacniacza końcowego z głośnikiem. Takie naprawianie radia 'od końca' daje bardzo dobre efekty - po prostu słychać to co się robi, nie trzeba polegać tylko na przyrządach. jako przykład układowy zostanie wykorzysta fragment układu istniejącego odbiornika, zawierający blok małej czestotliwości, w typowym układzie, bez żadnych 'udziwnień'.

Schemat wzmacniacza m.cz. z punktami kontrolnymi
Schemat wzmacniacza m.cz. z zaznaczonymi wartościami napięć i prądów. Wartości w nawiasach są podane dla włożonych lamp, bez nawiasów dla wyjętych.

Fragment schematu wykorzystany jako układ demonstracyjny oczywiście nie może objąć wszystkich przypadków spotykanych w rzeczywistości, w szczególności polaryzacja siatki lampy końcowej nie musi pochodzić z ogólnego minusa, a z opornika w katodzie, wtedy opornik R3 lub 4 jest łączony do masy a nie do ogolnego minusa, a katoda lampy nie bezpośrednio do masy, a przez opornik o odpowiedniej dla danego typu oporności, z reguły rzędu stu do kilkuset omów. Przykładowy układ nie zawiera również sprzęzenia zwrotnego, ani regulacji barwy dźwięku. Oczywiście metody analizy tych przypadków też będą podane

Układ widoczny powyżej jest fragmentem schematu odbiornika Elektrit Superior Z, zawierającym wzmacniacz końcowy audio i stopień wstępny. Tak naprawdę stopień wzmocnienia wstępnego m.cz. jest też detektorem reakcyjnym, ale nie będzie teraz rozpatrywanie działanie tej lampy jako detektora. Do punktu 2 dołączony jest sygnał m.cz. z detektora, punkt 1 wykorzystywany jest w detektorze reakcyjnym, punkt 3 podłączony jest do zasilacza i zaopatruje siatkę w ujemne napięcie. I ostatni punkt - 4 to napięcie anodowe dostarczone z zasilacza. Najpierw należy sprawdzić stan elementów. Aby to zrobić włączamy radio z włożoną tylko lampą prostowniczą, bez lampy głośnikowej i wstępnej i mierzymy (względem masy) napięcia w punktach 3, 5, 6, 7. We wszystkich tych punktach powinno być napięcie 0V lub minimalnie ujemne, jeżeli w radiu są obwody biorące prąd bez lamp (np. w Elektritcie Patrii są). Napięcie w punktach 6 i 7 ewentualnie może być minimalnie wyższe od zera - rzędu 1 volta. Jeżeli tak nie jest i napięcia są niższe oznacza to, że źle sprawdziliśmy zasilacz - gdzieś w jego okolicach jest zbyt duży pobór prądu. Gdy napięcia w którymś z tych punktów są dodatnie to prawie na pewno winny jest kondensator C5. Aby to sprawdzić wylutowujemy go (wystarczy tylko jedną nogę) i mierzymy w tych punktach napięcia ponownie. Gdy są poprawne to oznacza to że znaleźliśmy błąd - kondensator C5 ma upływ i trzeba go wymienić. Jest to sytuacja bardzo częsta, od tego kondensatora wymagana jest mała upływność (duży opór), już 10μA prądu upływności przy opornościach rzędu kilkuset kiloomów, a takie występują w obwodach polaryzacji siatek pierwszych lamp daje spadek napięcia kilku woltów. Zwiększa to napięcie stałe polaryzujące siatkę lampy głosnikowej, co ma kilka negatywnych następstw: zwiększa się składowa stała prądu anody, co skutkuje mocniejszym grzaniem się lampy i większym obciążeniem zasilacza, skróceniem czasu życia lampy i zniekształceniami przy głosniejszych sygnałach.

Gdy pomimo odłączenia kondensatora C5 napięcie w tych punktach nadal jest duże (co jest raczej mało prawdopodobne) to największym podejrzanym jest podstawka lampy głośnikowej. Dość często gromadzi się tam brud, zwłaszcza w podstawkach do lamp bocznostykowych (jak np. popularna AL4), który minimalnie przewodzi prąd - wtedy następuje przepływ prądu po podstawce od wyprowadzenia anody lampy do wyprowadzenia siatki. Taką podstawkę trzeba starannie wyczyścić, czasami wręcz skrobać, i to zarówno od góry jak i od dołu. Gdy czyszczenie da efekt w postaci spadku napięcia w punktach kontrolnych to jesteśmy w domu - podstawkę należy szorować aż do skutku.

Gdy pomimo dokładnego wyczyszczenia podstawki i włożenia na pewno dobrego kondensatora C5 napięcie w punktach 6 i 7 się utrzymuje są dwa rozwiązania: albo gdzieś do punktów 5, 6 lub 7 dopływa prąd poprzez jakiś zwarty przewód lub błędnie przylutowany element, albo któryś z rezystorów R3 lub R4 ma przerwę lub znacznie zwiększony opór. Jest to mało prawdopodbne, bo te rezystory pracują przy minimalnych prądach, ale woże wyniknąć z uszkodzenia mechanicznego albo starzenia się materiału z którego są wykonane. Typowa konstrukcja takiego rezystora to ceramiczny wałek z napyloną cienką warstwą oporową. Może ona ulec zarysowaniu lub pęknięciu (czasami nawet pod nieuszkodzonym lakierem na wierzchu). Jak się okaże, że winny jest rezystor to należy go wymienić. Analogicznie należy sprawdzić rezystor R5. Doprowadzenie do sytuacji takiej, że w puntach 3, 5, 6 i 7 napięcie jest zbliżone do 0V jest bardzo istotne - większe oznacza przeciążenie lampy końcowej, mniejsze - znaczny upływ w układzie, obie te sytuacje są groźne. Dopiero, w sytiacji ggdy te napięcia są dobre możemy włożyć do odbiornika lampę końcową.

Po włożeniu lampy końcowej (i tylko jej) włączamy zasilanie odbiornika i ponownie mierzymy napięcia na siatce. Gdy ujemne napięcie w punkcie 6 jest zbyt mało ujemne (np. -10V zamiast -15V) w stosunku do wymagań lampy (te można znaleźć w katalogu, np. tutaj), to przy braku żadnych uszkodzonych elementów (które powinniśmy wykryć w poprzednim punkcie) to oznacz, że najprawdopdobniej lampa głośnikowa jest zużyta - trzeba sprawdzić jej emisję i wymienić na nową. Może też zajść inny, znacznie rzadziej spotykany przypadek. Po włożeniu lampy, w trakcie i po jej nagrzaniu napięcie w tym punkcie będzie rosnąć, czasami aż do dużych wartości, Przyczyną tego jest sama lampa, a konkretniej prąd jonowy w niej. Pojawia się w momencie kiedy próżnia w lampie uległa pogorszeniu. Dodatkowym objawem jest mniej lub bardziej silne świecenie w kolorze niebiesko-fioletowym, zlokalizowane w okolicy katody lampy. Takiej lampy nie da się już uratować, trzeba ją koniecznie wymienić na nową. UWAGA! dla lamp bezpośrednio żarzonych (tak jak na omawianym schemacie) żarzenie musi być jakoś połączone z masą, bo przez katodę przepływa prąd lampy który do masy musi jakoś dopłynąć!.

Gdy wszystkie rezystory i kondensatory są dobre to po włożeniu lampy napięcia w badanych punktach układu powinny osiągnąć wartości podane w nawiasach, a po dotknięciu siatki pierwszej lampy głosnikowej powinien być słyszalny mniej lub bardziej głośny brum w głośniku, bez dotykania powinna być cisza lub cichutki przydźwięk. Gdy przydźwięk jest głośny przez cały czas trzeba znaleźć jego przyczynę - spróbujmy odłączyć kondensator C5 - jak zniknie, to znaczy, że przychodzi z wcześniejszej części układu, o jego usunięciu będzie za chwilę. Gdy nie zniknie, to znaczy że przyczyna jest w samym wzmacniaczu. Najprawdopodobniejszym przypadkiem jest duży przydźwięk sieci na napięciu zasilającym (anodowym). Na to źródło przydźwięku szczególnie wrażliwe są wzmacniacze na triodach. Przydźwięk sieci spowodowany jest najczęściej wysychniętym kondensatorem elektrolitycznym, największy wpływ ma tu drugi kondensator zasilacza - należy go (albo oba) wymienić na nowe, o właściwej pojemności. W skrajnych przypadkach utraty pojemności przez drugi elektrolit układ potrafi się wzbudzić - przy maksymalnym nastawieniu potencjometru głośności może zacząć burczeć, gwizdać itp., przy czym po nastawieniu potencjometru poniżej pewnego poziomu objawy te gwałtownie znikają. Taka usterka jest bardzo mało prawdopodobna, ale za to jej przyczyna jest trudna do określenia - bo w układzie nie ma przecież żadnego widocznego sprzężenia które by mogło powodować drgania!. Źródłem sprzężenia może być właśnie wyschnięty drugi elektrolit, albo sprzężenie poprzez same lampy - lampy małej mocy są z reguły ekranowane, zniszczenie lub uszkodzenie warstwy metalizacji na lampie wstępnej może prowadzić do niewytłumaczalnych sprzężeń.

Trzecię przyczyną buczenia może być niewłaściwa symetryzacja żarzenia w układach z lampą żarzoną bezpośrednio, tak jak to ma miejsce w opisywanym układzie. W tych lampach zmienne napięcie żarzenia występuje na emitującej powierzchni katody i dodaje się do sygnału wejściowego dając ciągły dźwięk 50Hz. W celu uniknięcia takiego zachowania lampy głośnikowe bezpośrednio żarzone mają specjalną konstrukcję, umożliwiającą przy odpowiednim ustawieniu napięcia żarzenia automatyczną kompensację przydźwięku. Zasada działania jest prosta: Napięcie żarzenia doprowadzone do katody jest tak ustawione, że jego zmiany na obu końcach wyprowadzenia katody zachodzą odwrotnie - jak na jednym końcu jest 'górka' napięcia, to na drugiem jest 'dołek' o takiej głębokości jak wysokośc górki. Dzięki temu warunkowi średnie napięcie katody jest stałe i przydźwięku nie ma. Gdy symetryzacja jest robiona za pomocą potencjometru drutowego podłączonego do żarzenia i masy trzeba go wyregulować na najmniejsze natężenie brumu, gdy symetryzacja jest zrobiona na stałe za pomocą odczepu w środku uzwojenia żarzenia nic się nie da zrobić. Można wtedy zmierzyć napięcie (zmienne!) pomiędzy masą i każdą końcówką żarzenia. Gdy się różnią o więcej niż pół wolta jest błąd w transformatorze (albo zwarcie gdzieś w obwodzie żarzenia). Niestety pomaga wtedy tylko przewinięcie uzwojenia żarzenia. Gdy przydźwięku nie da się żadną metodą usunąć może to być wina lampy - można to sprawdzić wstawiając inną, na pewno dobrą lampę głośnikową.

Schemat wzmacniacza m.cz. zasialniem potencjometrycznymAkapity powyżej odnoszę się do wzmacniaczy polaryzowanych z ogólnego minusa. Po prawej stronie widać schemat wzmacniacza polaryzowanego za pomocą rezystora w katodzie. Układ pochodzi z Philipsa 456A, i jest dość skomplikowany, na ogół takie wzmacniacze konstruowane są prościej - typowo nie montuje się rezystora oznaczonego R1, a punkt 11 podłącza się bezpośrednio do masy. Punkt 7 odpowiada temu samemu punktowi z poprzedniego schematu. Punkt 12 jest wykorzystywany do polaryzacji detektora i nie ma w tym momencie znaczenia. W tym układzie siatka ma taki sam potencjał jak punkt 11. Gdy jest wyższy stosują się wszystkie uwagi o za wysokim napięciu siatki podane poprzednio. Na katodzie lampy - punkt 10 panuje napięcie stałe o wartości kilku do dwudziestu kilku woltów - jest to wartość ujemnego przedpięcia siatki i zależy od typu lampy, trzeba jego wartość określić z katalogu. Zbyt duża wartość oznacza albo uszkodzoną lampę, albo uszkodzony (zbyt duży) opornik R2. Elementy te należy wtedy sprawdzić i w razie potrzeby wymienić. Zbyt małe napięcie oznacza albo słabą lampę, zbyt małą wartość rezystora lub przebity kondensator C1. Analogicznie - elementy te trzeba sprawdzić i ewentualnie wymienić.

Gdy mamy już poprawnie działający wzmacniacz można go sprawdzić za pomocą generatora akustycznego - po podaniu na siatkę sygnału m.cz. o maksymalnej amplitudzie (amplitudę tę można znaleźć w katalogu, np. dla lampy AL4 wynosi ona 4V) powinno się słyszeć w głośniku silny, czysty ton. Jak jest inaczej trzeba obejrzeć transformator głośnikowy i sam głośnik, jak te czynności nie pomogą to sprawdzić lampę, czy nie straciła emisji, lub czy napięcia stałe na siatkach i anodzie są odpowiednie. Jeżeli uszkodzony jest głośnik lub transformator to zly sygnał na ogół słychać niezależnie od siły sygnału podanego na wejście, gdy zużyta jest lampa to pojawiają sie one przy pewnym poziomie sygnału i rosną wraz z jego zwiększaniem. Gdy mamy oscyloskop możemy obejrzeć napięcie wyjściowe wzmacniacza (na głośniku) - jak nie jest ładną sinusoidą, tylko jest obcięta na pewnym poziomie z góry, z dołu lub z obu stron to błąd jest w lampie lub jej układzie polaryzacji, gdy uszkodzony jest głośnik lub transformator to nie ma konkretnego od razu widocznego efektu, wszystko wtedy zależy od uszkodzenia. Dość częstą usterką głośników jest obcieranie ceweczki głośnika o nabiegunniki, wywołane albo niewłaściwym położeniem nabiegunników, albo przesunięciem ceweczki wywołanym np. uszkodzeniem membrany głosnika, ewentualnie zmianą kształtu ceweczki wywołaną np. wilgocią. Jeżeli głośnik jest rozbieralny (np. głośniki firmy Philips) to można go spróbować rozłożyć na części, skorygować uszkodzenie i na powrót złożyć, aczkolwiek jest to dość trudne. Tego rodzaju uszkodzenie daje dość charakterystyczny efekt dźwiękowy, którego charakterystyczną cechą jest brak widocznych zniekształceń na oscylogramie.

Po całkowitym przetestowaniu układu wzmacniacza głośnikowego czas sprawdzić stopień wstępny audio (jak oczywiście dany odbiornik go posiada). Schemat na górze zawiera wzmacniacz wstępny zrobiony na lampie E447. Układ ten pochodzi z odbiornika Elektrit Superior Z, i ta lampa pełni tam też rolę detektora reakcyjnego (do celów detekcji służy punkt kontrolny 1 który nas tu nie interesuje), jednak każdy detektor reakcyjny jest też wzmacniaczem m.cz. - tu widać to wyraźnie, bo jest do niego podłączone wejście gramofonowe. Układ ten w swoich ogólnych zarysach jest podobny do wzmacniacza głośnikowego, więc zostaną tu tylko dokładniej opisane różnice w naprawie. Przed uruchomieniem układu z lampą podłączamy zasilanie jeszcze z wyjętą tą lampą i mierzymy napięcia w węzłach układu - w punktach 1 i 9, czy ich wartości są takie jak na rysunku. Podana tam wartość 400V nie jest obligatoryjna - musi być taka sama jak w punkcie 4, z reguły jest niższa. Gdy jest za mała w punkcie 9 trzeba sprawdzić przede wszystkim kondensator C4, czy nie ma upływu - poprzez jego odlutowanie, przy sprawnym kondensatorze napięcie nie powinno się zmienić. Gdy stwierdzony zostanie upływ wymieniamy kondensator na nowy, gdy upływu nie ma to albo w układzie jest gdzieś zwarcie, lub upływ prądu ma miejsce w podstawce - wtedy jak poprzednio trzeba wyczyścić podstawkę. Czasami układ polaryzacji siatki drugiej jest zrobiony potencjometrycznie - oprócz rezystora R6 łączącego siatkę z zasilaniem jest drugi rezystor, równoległy do kondensatora C4 łączący siatkę z masą, oba razem pracują wtedy jako dzielnik napięcia. W takiej sytuacji oczywiście bez lampy napięcie w punkcie 9 nie jest takie jak w punkcie 4, ale takie jak wynika z podziału napięcia w dzielniku. Przy dzielniku napięicia napięcie w punkcie 9 może być za duże jak i za małe. Zbyt małe może wynikać tak jak poprzednio z istnienia upływu w kondensatorze lub pdstawce, ale również ze zbyt dużej wartości rezystora R6, zbyt małej rezystora łączącego punkt 9 z masą, zbyt duże - odwrotnie, R6 jest zbyt mały lub drugi opornik zbyt duży. Poza sprawdzeniem tylko podstawki i kondenstora trzeba więc sprawdzić oba rezystory czy nie są uszkodzone. Gdy wzmacniacz jest zbudowany z wykorzystaniem triody, to oczywiście nie ma połączenia siatki drugiej.

Analogicznie - jeżeli w punkcie 1 napięcie jest mniejsze nić w punkcie 4, to oznacza upływ prądu. Podejrzane są tu kondensatory C5, C6 i C7. Jeżeli po odłączeniu któregoś z nich napięcie w punkcie 1 wzrośnie to oznacza że ma on upływ i należy go wymienić. Gdy wzmacniacz jest jak tutaj elementem detektora rekacyjnego przydatne jest wtedy odłączenie elementów tego detektora od lampy - można rozłączyć układ w punkcie 1. Analogicznie przyczyną może być zbyt duża wartość oporników R7, R8 lub R9

W tym układzie tego nie ma, ale często lampa wstępna też jest odpowiednio polaryzowana za pomocą ujemnego napięcia siatka-katoda. Napięcie to jest brane albo z odczepu w oporniku ogólnego minusa w radiu które taki układ wykorzystują - tak jest np. w odbiorniku Elektrit Presto, albo za pomocą opornika katodowego tak jak w ujmieszczonym powyżej drugim schemacie wzmacniacza głośnikowego z lampą AL4. Prawie zawsze układ ten jest bardzo prosty i składa się z równolegle połączonego opornika i kondensatora elektroilitycznego lub papierowego. Sprawdzenie poprawności pracy stopnia wstępnego jest proste - po włożeniu lampy napięcie stałe na siatce pierwszej powinno pozostać niezmienione, na siatce drugiej (jak jest) spaść w związku z poborem prądu przez siatkę, również powinno spaść na anodzie wskutek przepływu prądu anodowego przez rezystory anodowe. Dokładne wartości tych napięć są trudne do określenia, bo zależą nie tylko od lampy, ale i od konkretnego układu. Ogólna zasada jest taka, że wzmacniacze które są jednocześnie detektorami reakcyjnymi pracują przy zerowym napięciu polaryzującym siatka-katoda, z małym (ok. 0.5mA) prądem anodowym i siatki drugiej, małymi (50V, czasami nawet mniej) napięciami na anodzie i siatce drugiej co implikuje duże (setki kiloomów, czy nawet megaomy) wartości oporników w obwodach tych elektrod - tak jak w schemacie na górze strony. Układ które są czysto wzmacniające mają większe prądy elektrod (kilka miliamperów), ujemne przedpięcie siatki względem katody to z reguły małe kilka woltów, a napięcia anody i siatki drugiej wyższe - 150 do 200 woltów i znacznie mniejsze rezystancje - kilkadziesiąt do małych kilkuset kiloomów.

Po sprawdzeniu układu 'na zmino', bez lampy czas przeprowadzić próbę ostateczną. Wkładamy lampę do odbiornika i sprawdzamy znowu napięcia na elektrodach lampy. Gdy napięcie anodowe wydaje się za małe oznacza to, że albo przez lampę płynie za duży przy istniejących napięciach na elektrodach prąd (bardzo mało prawdopodbne, takie uszkodzenia lamp się praktycznie nie zdażają) i spadek napięcia na oporniku anodowym jest zbyt duży, albo opornik (oporniki) anodowe mają zbyt duży opór (np. w skutek spalenia lub uszkodzenia warstwy oporowej) - należy je sprawdzić i w razie potrzeby wymienić, analogicznie postępuje się w przypadku siatki drugej. Inną przyczyną zbyt dużego poboru prądu może być za małe ujemne napięcie siatki w układach które to wykorzystują . Gdy wykorzystywana jest polaryzacja z ogólnego minusa może to oznaczać zbyt mały opornik w układzie ogólnego minusa, uszkodzony (z upływem) kondensator filtrujący stałe napięcie polaryzujące siatkę, lub zwarcie gdzieś koło siatki. W układzie wykorzystującym opornik katodowy opornik ten może być zwarty lub mieć za mały opór, ewentualnie równoległy do niego kondensator ma upływ. Elementy te należy sprawdzić i ewentualnie wymienić.

Gdy wartości napięć na anodzie jest zbyt duża, to albo opornik anodowy ma za małą wartość (raczej mało prawdopodobne), albo z jakiegoś powodu przez lampę nie płynie wystarczający prąd. Przyczyną może być słaba, zużyta lampa, lub zbyt duże ujemne napięcie siatki względem katody. Taki efekt nastąpi też, gdy siatka druga pentody nie będzie zasilana lub będzie zasilana zbyt niskim napięciem - trzeba zmierzyć napięcie na tej siatce i poszukać usterki w elementach ją zasilających. Gdy przyczyną zbyt małego prądu jest silne ujemne przedpięcie błąd leży albo w zasilaczu (przy polaryzacji siatki pierwszej z ogólnego minusa), albo w oporniku katodowym przy takiej formie polaryzacji. Gdy okaże się, że opór jesgo jest zbyt duży (lub ma wręcz przerwę) należy go wymienić.

Jak juz uda się osiągnąć stan poprawnej polaryzacji lampy można układ przetestować czy działa poprawnie: po dotknięciu siatki lampy wstępnej w głośniku powinien być silny brum, po zabraniu palca powinno być cicho - najwyżej cichy przydźwięk sieci. Gdy przydźwięk wyraźnie słychać cały czas nawet bez dotykania siatki trzeba poszukać jego źródła. Trzeba tu odłączyć wejście wzamcniacza od reszty układu, w przypadku układu demonstracyjnego - przerwać połączenie w punkcie 2, jak przydźwięk zniknie to oznacza to, żę przychodzi z poprzedniej części układu (opis wcześniejszych stopni znajdzie się w następnych rozdziałach). Jeżeli przydźwięk nadal jest słyszalny, to natępnym podejrzanym jest układ filtrujący złożony z elementów R7 i C7. Należy spróbować podłączyć do kondensatora C7 inny kondensator o pojemności kilkuset nanofaradów, zniknięcie przydźwięku oznacza, że oryginalny kondensator stracił pojemność i dołożony kondensator powinien pozostać. Gdy wzmacniacz nie ma takiego dodatkowego członu filtrującego to analogicznie trzeba sprawdzić drugi elektrolit w zasilaczu.

Jak jednak żadna z powyższych metod nie pomoże przyczyną może być lampa. Co prawda we wzmacniaczach wstępnych nie używa się lamp bezpośrednio żarzonych, ale jak lampa ma uszkodzoną katodę (lub błąd fabryczny), to zmnienne napięcie z drucika żarzenia może przenikać do obwodu dając przydźwięk, aby to sprawdzić wystarczy wyjąć lampę (lub włożyć inną, na pewno dobrą) - gdy przydźwięk zniknie lub znacznie się zmniejszy to odnaleźliśmy przyczynę. Inną przyczyną przydźwięku może też być indukowanie się zakłóceń w przewodach i elemenatch obwodu siatki pierwszej lampy - emiterem może być silne źródło zakłóceń niedaleko - np. transformator, niepodłączony ekran lub złe rozmieszczenie przewodów. Przczyn przydźwięku może jednocześnie wystepować kilka, więc jak jest on silny nie wystarczy sprawdzić tylko w jednym miejscu. Ogólnie - usuwanie przydźwięków z wzmacniaczy akustycznych jest trudne, wymaga sporo wprawy i nie zawsze uda się zakończyć pełnym powodzeniem.

Wzmacniacz można też przetestować za pomocą generatora akustycznego, z tym, że w zależności od wzmocnienia stopnia maksymalne napięcie zmienne w pełni wysterowujące wzmacniacz to kilkadziesiąt do kilkuset miliwoltów. Gdy dźwięk jest zły (zniekształcenia itp.), to postępujemy analogicznie jak dla wzmacniacza głośnikowego

Krok czwarty - detektor reakcyjny (odbiorniki reakcyjne)

Krok czwarty - detektor diodowy (odbiorniki superheterodynowe

Powrót do teorii