Wzmacniacze tranzystorowe DIORA- naprawy i pomiar parametrów

[Romekd]

Witam.
Od znajomego dostałem do naprawy stary polski wzmacniacz DIORA WS315. Znajomy podczas podłączania kolumn zrobił zwarcie na wyjściu głośnikowym prawego kanału, co spowodowało, że sygnał na tym wyjściu zanikł.

WS315_f.jpg

Jak się okazało uszkodzeniu uległ jedynie bezpiecznik, znajdujący się na wyjściu stopnia mocy. Właściciel wzmacniacza go jednak nie znalazł, choć szukał, gdyż ten był "schowany" pod wiązką przewodów, poprowadzonych koło radiatora. Po wyminie bezpiecznika, przeczyszczeniu i zabezpieczeniu odpowiednimi środkami styków przełączników i potencjometrów, wzmacniacz zaczął działać.

WS315_g.jpg

Zastanowiła mnie niska wartość prądu spoczynkowego tranzystorów wyjściowych stopni mocy, który w obu kanałach wzmacniacza był niemal identyczny i wynosił ok. 2 mA. Ponieważ był to już któryś z rzędu taki przypadek, zaobserwowany przeze mnie w polskim sprzęcie z lat 80. (bardzo niski prąd spoczynkowy, przy braku widocznych śladów jego wcześniejszej regulacji przez jakiegoś amatora-dłubacza) sprawdziłem jak tak niska wartość prądu wpływa na poziom wnoszonych przez wzmacniacz zniekształceń nieliniowych. Według producenta zniekształcenia dla mocy wyjściowej 20 W w WS315 nie powinny przekraczać 0,2%.

https://unitraklub.pl/node/286

Zniekształcenia zmierzyłem dla mocy 0,2 W, 2 W i 20 W

1lewy_0,2W_8R_2mA.png

3lewy_2W_8R_2mA.png

4prawy_2W_8R_2mA.png

5lewy_20W_8R_2mA.png

6prawy_20W_8R_2mA.png

W obu kanałach zwiększyłem wartość prądu do 15 mA i ponownie zmierzyłem harmoniczne. Zgodnie z przewidywaniami ich poziomy spadły, jednak nie spodziewałem się, że zniekształcenia harmoniczne, w tak prostym polskim wzmacniaczu okażą się aż tak niskie.

7lewy_0,2W_8R_15mA.png

8prawy_0,2W_8R_15mAB.png

9lewy_2W_8R_15mA.png

10prawy_2W_8R_15mA.png

11lewy_20W_8R_15mA.png

12prawy_20W_8R_15mA.png

Widoczna na wykresach dość regularna "trawka" na poziomie mniejszym od -100 dB i o paśmie do ok. 10 kHz, to efekt jednopołówkowego prostowania napięcia i podeschnięcia elektrolitu w kondensatorach aluminiowych zasilacza, dostarczającego napięć do obwodów wstępnych i obwodów regulacji barwy. Częstotliwość 50 Hz i jej harmoniczne nie jest co prawda słyszalna w podłączonych do wzmacniacza głośnikach i słuchawkach, ale aparatura pomiarowa już ją wykrywa...

Pozdrawiam
Romek

[Locutus]

Podobna sytuacja wystepowała w 3szt WS-503 z którymi miałem do czynienia.
Inna sprawa, że tam nie ma stabilizacji temperaturowej - jak sie przesadzi to końcówka odpłynie
Byc może jest to efektem takich instrukcji regulacji:

"a. symetryzacja wzmacniacza
- regulację przeprowadzić bez wysterowania wzmacniacza
- potencjometrem R177 ustawić na wyjściu wzmacniacza wartość napięcia stałego 0V

b. regulacja prądu spoczynkowego
- wzmacniacz wysterować do napięcia 1V sygnałem z generatora o częstotliwości 20kHz
- potencjometrem R179 wyeliminować zniekształcenia skrośne "

Na oko ???

[gsmok]

Szczerze mówiąc nie zdziwiłbym się, gdyby to robiono na oko dysponując jedynie oscyloskopem.
Ten sprzęt natychmiast znajdował nabywców. Nie było ekonomicznych powodów, aby ponosić koszty profesjonalnej regulacji.

[Romekd]

Podobna sytuacja wystepowała w 3szt WS-503 z którymi miałem do czynienia.
Inna sprawa, że tam nie ma stabilizacji temperaturowej - jak sie przesadzi to końcówka odpłynie

Pamiętam te wzmacniacze z moich czasów szkolnych. Mój kolega kupił wtedy nowego WS-503, którego mu z resztą zazdrościłem, a który później co chwilę ulegał awariom (zawsze padały w nim tranzystory mocy, sterujące i sterujące sterujących, plus kilka rezystorów... ). Ja kilka lat później kupiłem używany wzmacniacz WSH-205, ze spalonym jednym kanałem. Mój wzmacniacz też już był po kilkunastu niezbyt udanych naprawach (ponoć po każdej z nich działał od kilku minut do co najwyżej kilkunastu godzin) i miał całkowicie przezwojony jeden z dwóch transformatorów sieciowych. Miałem szczęście, bo mnie udało się wreszcie skutecznie go naprawić - do końca użytkowania już się nie zepsuł (będąc w szkole średniej grałem na nim dyskoteki, czyli nie był oszczędzany...) i w końcu podarowałem go koledze zupełnie sprawnego, a na jego miejsce kupiłem w Pewexie Technicsa SU-V55A, którego używam do dnia dzisiejszego w swojej pracowni (nieco zmodernizowanego). We wzmacniaczu WS-503 była prymitywna kompensacja prądu spoczynkowego od temperatury, zrealizowana na diodzie BAP812, ale działała chyba niezbyt skutecznie. Z tego co pamiętam, a mogę się mylić (pamięć często zawodzi), dioda BAP812 znajdowała się na płytce drukowanej, a powinna być umieszczona na radiatorze z tranzystorami mocy i sterującymi.

Szczerze mówiąc nie zdziwiłbym się, gdyby to robiono na oko dysponując jedynie oscyloskopem.
Ten sprzęt natychmiast znajdował nabywców. Nie było ekonomicznych powodów, aby ponosić koszty profesjonalnej regulacji.

Możesz mieć rację! Te wzmacniacze nie leżały na sklepowych półkach... Mnie udało się wzmacniacz WSH-205 kupić z magnetofonem szpulowym M2405S za bardzo dobre pieniądze, gdyż ich właściciel stracił już cierpliwość do pokątnych naprawiaczy oraz wiarę, że ten sprzęt w ogóle da się dobrze naprawić...

Pozdrawiam
Romek

[marekb]

100% wzmacniaczy typu WS które naprawiałem ostatnio, nie miało prądu polaryzacji albo miało ten prąd znikomy. Niektóre nie otwierane od nowości. Nawet podejrzewałem, że może to ze względu na starzenie się elementów Feszczuk w swojej książce zaleca prąd spoczynkowy końcówki na poziomie 2 do 3% prądu maksymalnego. I to mniej więcej odpowiada prądowi spoczynkowemu, podawanemu w serwisówkach wzmacniaczy produkowanych przez firmy zagraniczne. Co ciekawe jak się taki prąd ustawi, to radiator jest lekko ciepły. Niestety wydaje mi się (o ile mnie pamięć nie zawodzi) radiatory nowych wzmacniaczy nigdy ciepłe nie były ( chyba że się mocno na nich "grało").

[Romekd]

Czyli Twoje, Marku, spostrzeżenia pokrywają się dokładnie z moimi i Locutusa oraz mogą potwierdzać wniosek wyciągnięty przez Gsmoka Faktycznie, ja też sobie nie przypominam, by przy braku wysterowania polskie wzmacniacze tranzystorowe jakoś specjalnie się nagrzewały. Raczej pozostawały chłodne (ich radiatory również). Zagraniczne, będąc tylko włączone, były wyraźnie ciepłe, a przy znamionowym obciążeniu i dużym wysterowaniu robiły się bardzo gorące (przy naturalnym, konwekcyjnym chłodzeniu radiator wewnątrz mógł osiągać temparaturę 100°C lub nawet nieco wyższą...). Pamiętam, że jak kiedyś swój wzmacniacz PIONEER A-717 pozostawiłem przez wiele godzin włączony na wersalce, której narzuta skutecznie przytkała otwory wentylacyjne w dolnym deklu, wzmacniacz bardzo mocno się nagrzał i sparzył mnie, gdy się o niego oparłem.
W instrukcjach serwisowych wzmacniaczy WS-311D i WS-315 podana została informacja, że prąd spoczynkowy tych wzmacniaczy powinien wynosić 20 mA, co przy napięciu zasilającym stopnie mocy ±30 V oznacza wydzielenie się na radiatorach w postaci ciepła mocy 2,4 W (to niewiele, jak na cztery radiatory). Ja na wszelki wypadek ustawiam prąd 15 mA.

W międzyczasie przejrzałem instrukcję serwisową wzmacniacza WS-503, i rzeczywiście kompensacja temperaturowa prądu spoczynkowego była w tych urządzeniach niepewna. Prąd zależał w nich od temperatury złącz B-E czterech tranzystorów, z których dwa końcowe znajdowały się na radiatorze (na każdy kanał stereo był oddzielny radiator), a dwa sterujące na płytce wraz z diodą BAP812. Radiatory znajdowały się stosunkowo blisko płytek z elementami, więc jakieś tam przenikanie ciepła z rozgrzanych radiatorów do elementów płytki występowało (gdy obudowa była zamknięta, wewnątrz robiło się dość gorąco), ale trudno takie rozwiązanie nazwać dopracowanym... We wzmacniaczach mocy polskich magnetofonów Finezja i ZK246 (M2404, M2405) zastsowano podobne rozwiązanie z kompensacją temperaturową (diody kompensacyjne na płytce drukowanej koło radiatora /radiatorów/), ale w nich prąd spoczynkowy tranzystorów końcowych (przynajmniej jednego z nich) już z założenia konstruktorów praktycznie nie płynął.

Pozdrawiam
Romek

[marekb]

Kolejny WS-303 trafił na stół. Nie wygląda na bardzo grzebany, poza gniazdami wejściowymi. Brak prądu polaryzacji, radiatory zimne. Poraża liczba PR-ek na płytkach wzmacniacza mocy oraz brak elementów stabilizacji punktu pracy na radiatorach tranzystorów mocy.

[chrzan49]

Im niższy prąd spoczynku tym większe znieksztalcenia ale mniej ciepła na radiatorze.Trzeba wybrać kompromis.
Tomasz

[Penetrator]

Im niższy prąd spoczynku tym większe znieksztalcenia ale mniej ciepła na radiatorze.Trzeba wybrać kompromis.
Tomasz

Wow!
Odkryłeś amerykę!

[marekb]

To aby dokończyć dzieła destrukcji trywialnej - im wyższy prąd polaryzacji tym niższa sprawność wzmacniacza .
A na poważnie - nawet w klasie A występują zniekształcenia, więc powiększanie prądu polaryzacji ponad miarę nie ma sensu. Właściwie to chodzi o eliminację zniekształceń skrośnych. Inne zniekształcenia eliminuje się innymi środkami.

[chrzan49]

Amerykę drogi Kolego Penetrator zawsze warto odkryć bo czesto zapominamy o podstawach.Fora wszelakie zawalone tym podstawowym pytaniem jaki prąd.
Tomasz

[Ukaniu]

Głębokie USZ to nawet brak prądu spoczynkowego nie szkodzi
Swoją drogą znane mi Radmory które otrzymywało się z kartą pomiarów miały prądy ustawione w miarę prawidłowo.

[chrzan49]

W zasadzie do ustawienia prądu podkladu warto użyć oscyloskopu i generatora.Ustawianie katalogowe nieco mija się z celem z powodów rozjechania parametrów elementów po latach.Starośc niestety nie radość.No i wybieramy kompromis pomiedzy zniekształceniami a cieplem.
Pozdrawiam Tomasz

[Romekd]

Czołem.
W zeszłym tygodniu odwiedził mnie znajomy, któremu modyfikowałem sprzęt audio będąc jeszcze uczniem szkoły średniej, i którego od tamtego czasu nie widywałem. Przyniósł wzmacniacz DIORA WS-332, który nagle uległ mu uszkodzeniu. Powspominaliśmy lata szkolne, a ja miałem okazję zapoznać się z tym mniej znanym mi wcześniej modelem wzmacniacza. WS-332 jest słabszą wersją dobrze znanego mi modelu DIORA WS-432, którego miałem przez jakiś czas i z którego byłem nawet zadowolony. WS-332 potrafi oddawać do głośników moc równą 20 W, gdy w WS-432 była ona o 15 W wyższa. Z różnic między wzmacniaczami zauważyłem mniejszy transformator sieciowy (ma on 90 VA, a w WS432 miał 120 VA), dający niższe napięcie dla stopni mocy, słabsze tranzystory końcowe i sterujące (BD283 i BD284 stopniach mocy oraz BD137 i BD138 w sterowaniu, zamiast BD395 i BD396 oraz BD139 i BD140, użytych w WS-432) inne wartości rezystorów w obwodzie boodstrapu i obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego, oraz kosmetyczne różnice w budowie aktywnych filtrach w obwodach zasilania stopni przedwzmacniacza gramofonowego oraz stopni wtórników i regulacji barwy tonu. We wzmacniaczu WS-332 zrezygnowano ponadto z obwodów zabezpieczających tranzystory mocy na wypadek zwarcia któregoś z wyjść wzmacniacza oraz obwodów powodujących opóźnione załączanie głośników.

1front_WS332.jpg

2wnetrze_WS332.jpg

We wzmacniaczu uległy uszkodzeniu tranzystory mocy w lewym kanale. Czas i wahania temperatury spowodowały "poluzowanie" się tranzystorów na radiatorach (być może uległy tylko lekkiemu spłaszczeniu plastikowe podkładki pod tranzystorami mocy), co doprowadziło do pogorszenia się odprowadzania ciepła z tranzystorów do radiatora i w efekcie tego do ich zniszczenia...

Po wymianie tranzystorów i sprawdzeniu kondensatorów elektrolitycznych, wzmacniacz udało się przywrócić do pełnej sprawności.

Z ciekawości sprawdziłem charakterystykę pasma przenoszenia dla regulatorów barwy ustawionych w środkowe położenia. Użyłem do tego generatora szumu białego i analizatora widma (metoda nieco cudaczna, ale postanowiłem ją sprawdzić). Tak wypadło pasmo:

Pasmo WS-332 dla białego szumu - regulatory barwy na środku.png

A tak dla potencjometrów ustawionych w skrajne lewe położenia:

Pasmo WS-332 dla białego szumu - regulatory barwy na minimum.png

A tak dla potencjometrów ustawionych w prawe skrajne położenia:

Pasmo WS-332 dla białego szumu - regulatory barwy na maksimum.png

Zbadałem też poziomy wprowadzanych przez wzmacniacz zniekształceń nieliniowych dla mocy 0,1 W, 1 W, 10 W i 25 W na obciążeniu 8 omów. Poniżej wykresy.

1_WS-332 kanał lewy 0,1W_8R.png

2_WS-332 kanał prawy 0,1W_8R.png

3_WS-332 kanał lewy 1W_8R.png

4_WS-332 kanał prawy 1W_8R.png

5_WS-332 kanał lewy 10W_8R.png

6_WS-332 kanał prawy 10W_8R.png

7_WS-332 kanał lewy 25W_8R.png

8_WS-332 kanał prawy 25W_8R.png

W stosunku do innych mierzonych przeze mnie wzmacniaczy, polskie wzmacniacze Diory wykazują nieco wyższy poziom tętnień 50 i 100 Hz oraz harmonicznych tych częstotliwości (charakterystyczna trawka poza częstotliwością 1 kHz i jej harmonicznymi; w normalnych warunkach odsłuchu jest on i tak niesłyszalny). Natomiast zniekształcenia nieliniowe są w nich stosunkowo niskie (wartość prądów spoczynkowych tranzystorów mocy w badanym przeze mnie wzmacniaczu wynosiła ok. 35 mA).

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Poza zniekształceniami harmonicznymi wszystkie wzmacniacze wprowadzają również zniekształcenia intermodulacyjne. Zniekształcenia harmoniczne niskiego rzędu (parzyste, głównie druga i czwarta) są mało wyczuwalne, gdyż nie tworzą dysonansu z częstotliwościami od których powstają, natomiast zniekształcenia intermodulacyjne są bardziej uciążliwe (lepiej słyszalne), gdyż powstając w nieliniowościach poszczególnych stopni wzmacniaczy są częstotliwościami, których normalnie w sygnale dostarczanym do wzmacniacza nie ma, czyli tworzą one zupełnie nowe dźwięki, zmieniając brzmienie muzyki. Bada się je podając na wejście wzmacniacza sygnał o dwóch częstotliwościach (przebiegi sinusoidalne o odpowiednio dobranych amplitudach, najczęściej przyjmuje się stosunek tych amplitud jako 1:1 lub 4:1). O metodach pomiarów wzmacniaczy audio można poczytać w materiale z linku poniżej (są tam podstawy):

https://sound.eti.pg.gda.pl/student/pe/ ... _analogowe

Zmierzyłem poziomy zniekształceń intermodulacyjnych, które powstają we wzmacniaczu DIORA WS-332 przy mocy wyjściowej 10 W (jeden kanał, trzy różne metody pomiaru).

WS-332 IMD 13-14kHz kanał prawy 10W_8R.png

WS-332 IMD 19-20kHz kanał prawy 10W_8R.png

WS-332 SMPTE_IMD kanał prawy 10W_8R.png

Pozdrawiam
Romek