Zabieramy się za tak zwany tunning naszego wzmacniacza. Na początek zobaczmy, jak zrealizowane jest zasilanie Yamahy A-1000 i które części wzmacniacza, są zasilane, napięciem stabilizowanym.
Widzimy, że z układu stabilizacji +/- 22V, zasilane są wzmacniacze różnicowe końcówki mocy, a przez rezystory obniżające napięcie - przedwzmacniacz z korekcją tonów, przedwzmacniacz gramofonowy oraz układ dc servo. Są to części układu mające ogromny wpływ na brzmienie wzmacniacza.
Zobaczmy więc, jak zachowuje się napięcie w oryginalnym układzie. Sonda oscyloskopu została wpięta w punkt +22V, tuż przy kondensatorach filtrujących 1000uF.
Jak widać, stałość napięcia w naszym wzmacniaczu, pozostawia sporo do życzenia. Problemem są tętnienia oraz podatność napięcia, na zmiany wywołane zmieniającym się prądem obciążenia. Zasilanie w zasadzie, gra razem z muzyką. Nie muszę tłumaczyć, że w zdecydowany sposób wpływa to na obniżenie jakości dźwięku. Uwierzcie na słowo - ten wzmacniacz może grać dużo lepiej, jeśli tylko poprawimy element, jakim jest zasilanie poszczególnych układów. Zyskacie dużo większą szczegółowość, zwiększy się realizm, czystość, a i dynamika również ulegnie zwiększeniu. Myślę, że nie przesadzę stwierdzając, że to jest różnica klasy!
Zmodyfikowany układ
Poniżej znajduje się opracowany i przetestowany, zmodyfikowany układ stabilizacji, który zastąpi oryginalny układ regulacji napięcia:
Układ bazuje na scalonym stabilizatorze liniowym, z regulowanym napięciem wyjściowym LM317/337. Niestety, napięcie wejściowe w naszym wzmacniaczu sięga +/- 77V (około +/- 70,5 V zmierzone, przy ustawieniu przełącznika napięcia sieciowego na 240V), tak więc nie możemy użyć pojedynczego stabilizatora, i napięcie wejściowe trzeba najpierw obniżyć.
W tym celu zastosowałem układ stabilizacji z diodą zenera i tranzystorem szeregowym. Napięcie diody zenera, należy tak dobrać by zapewnić napięcie wyjściowe z tranzystora na poziomie przynajmniej o 3V wyższe niż 22V, które chcemy osiągnąć. Wymaga tego stabilizator scalony, który musi mieć wejściowe napięcie o tyle właśnie wyższe (Dropout Voltage). Równolegle do diody zenera, zastosowałem kondensatory 100nF, w celu odfiltrowania szumów, generowanych przez diodę zenera. Można, pokusić się o dodatkowy kondensator elektrolityczny, pojemności np. 100uF, który poprawi stabilność napięcia referencyjnego, podawanego na bazę tranzystorów.
Między wyjściem pierwszego stopnia stabilizacji, a wejściem stabilizatora scalonego, dajemy elektrolit o pojemności rzędu 220-470uF. Można dołożyć równolegle (tzw. bocznik) kondensator np. polipropylenowy rzędu 100nF, który powinien poprawić właściwości szumowe.
Drugi stopień, to standardowa aplikacja układu LM317/337 wzbogacona o kondensator CADJ, który znacząco poprawia tłumienie tętnień (do nawet 80db), oraz bardzo obniża poziom szumów (wg. datasheet 12 krotnie). Standardowa pojemność to 10uF, jednak w sieci można znaleźć porównania własności szumowych z zastosowaniem 22uF. Dodatkowe diody są konieczne, by zabezpieczyć układ LM317, ze względu na użyty kondensator CADJ oraz dużą pojemność kondensatorów wyjściowych. Wartości rezystorów, zostały tak dobrane, by przy zastosowaniu potencjometru o oporności 1K, można było regulować napięcie wyjściowe na poziomie 19,6V - 22,5V. Wyjściowe kondensatory filtrujące, to oryginalnie występujące kondensatory o pojemności 1000uF/25V, ze starego układu.
Moc tracona i problemy z ciepłem
Na powyższym zdjęciu, widać zmontowany układ, bez radiatorów. Niestety praktyka i testy pokazały, że radiatory, które użyłem, były zdecydowanie za małe i całość zbytnio się grzała.
Prąd pobierany przez wzmacniacz dla całej gałęzi +22V to mniej więcej 110mA. Przy zastosowanej diodzie zenera, o napięciu wstecznym 28V, moc tracona na tranzystorze wynosi:
70,5 V (napięcie wejściowe) - 27,4 V (napięcie na emiterze) = 43,1 V * 110 mA = 4,75 W
Dla napięcia ujemnego, obciążenie jest nieco niższe, jednak różnica jest mała.
Jako, że chciałem zamontować układ w miejsce usuniętej, oryginalnej płytki z drabinką rezystorów, obniżających napięcie, miejsca na większe, nie było zbyt dużo. Wybrałem inną drogę i przeniosłem tranzystory pierwszego stopnia, na główny radiator. Użyłem oryginalnych Sankenów 2SA1668/2SC4382, które spełniają wymagania mocowe i napięciowe, a ponadto są w całej obudowie plastikowej TO-220, dzięki czemu, nie ma ryzyka zwarcia kolektorów do radiatora. Wystarczy nałożyć pastę termoprzewodzącą i przykręcić.
Stabilizatory, mimo, że moc na nich tracona, nie jest już tak wysoka, bo wynosi ok. 0,6 W, zdecydowanie polecam wyposażyć w radiatory. Możemy się pokusić ponadto, o zastosowanie LT317/337, które są ulepszone i mają gwarantowany parametr redukcji tętnień, oraz mniejszy szum. Pamiętajcie też, że LM317 dla napięcia dodatniego, różni się wyprowadzeniami, od LM337 dla napięcia ujemnego.
Jak to podłączyć
Przygotowałem schemat, na którym oznaczyłem elementy, które usuwamy, oraz to gdzie wpinamy nasz nowy układ.
Przy podłączeniu i uruchamianiu, zachowajcie dużą ostrożność. Ewentualne błędy mogą zaboleć i sami ponosicie za to odpowiedzialność. Ja osobiście, zanim podłączyłem układ do wzmacniacza, dokonałem regulacji napięcia i sprawdziłem go w działaniu.
Mierzymy w działaniu:
Poniżej macie filmik z pomiaru nowego zasilania, oscyloskopem. No cóż, komentarz jest zbędny, widać wyraźnie, że napięcie nie "tańczy" juz z muzyką, oraz pozbyliśmy się tętnień.
Na zakończenie, powiem Wam, że po pracochłonnej i długotrwałej wymianie elektrolitów, doszedłem do miejsca, w którym wzmacniacz, grał na tyle dobrze, że byłem pewny, że teraz można go jeszcze ulepszyć. Padło na układ zasilania i to był strzał w 10. Modyfikacja ta, dała skok jakościowy, ale też ponownie "otworzyła" drogę do dalszych ulepszeń. Przyszedł czas, na zajęcie się kondensatorami stałymi i dopracowanie elektrolitów. Dodam jeszcze tylko, że zaproponowany układ, nie wyczerpuje możliwości tej modyfikacji. Możecie dołożyć następne stopnie stabilizacji +/- 16 V dla przedwzmacniacza i sekcji phono, czy zastosować lepsze stabilizatory o ultra niskich szumach. Przy okazji, utworzycie, dobrą, niezależną bazę zasilania, która pozwala wyciągnąć z tego wzmacniacza znacznie więcej.