Więcej o przydźwięku
HAROLD REED
Audio January, 1957
(Tłumaczenie Radiowiec z Forum Triody)
Po wypróbowaniu wszystkich oczywistych i zwykłych środków w celu wyeliminowania szczególnie kłopotliwego przypadku przydźwięku/brumu, czasami może się okazać, że jest on spowodowany tak nietypową przyczyną, jak ta opisana niżej.
Wiele już pisano o brumie we wzmacniaczach audio. Autorowi czasami wydawało się, że w niektórych swoich artykułach opisał ten temat dość dokładnie, lecz później napotkał na brum w obwodach elektrycznych, których nie przedstawił wcześniej ani nie znalazł w innych artykułach. Jeden z takich przypadków zostanie rozważony w tym artykule.
Konstruktorzy wzmacniaczy audio doskonale wiedzą, że lampa wejściowa pracuje z niskim poziomem sygnału i powinna charakteryzować się ona minimalnym upływem żarzenia do katody, wynikającym z przepływu prądu pomiędzy włóknem żarzenia a katodą, które oddzielone są od siebie specjalnym rodzajem izolacji.
Istnieje wiele sposobów na złagodzenie lub wyeliminowanie niepożądanego przydźwięku na wyjściu wzmacniacza spowodowanego tym upływem. Ponieważ zostały one szczegółowo omówione w literaturze, toteż nie będą one tutaj wymieniane. Jednym z najskuteczniejszych sposobów jest oczywiście umieszczenie katody na potencjale zbliżonym do masy. W tym celu zwykle stosuje się duży kondensator bocznikujący katodę.
Kondensator 20 µF przy częstotliwości sieci energetycznej wynoszącej 60 Hz ma reaktancję około 130 omów. Rysunek 1 przedstawia dobrze znany obwód z triodą, gdzie reaktancja kondensatora umieszcza katodę o 130 omów względem masy dla prądu zmiennego. Rezystor 3900 omów zapewnia polaryzację siatki pierwszej lampy napięciem 1,2 wolta.
Rys. 1. Typowy schemat stopnia wejściowego wzmacniacza o dużym wzmocnieniu z rezystorem katodowym zmostkowanym w zwykły sposób.
Rys. 2. Metoda zmniejszania impedancji katoda-masa bez użycia kondensatora bocznikowego.
Autor od wielu lat pracuje nad obwodami, które charakteryzują się katodą umieszczoną blisko potencjału masy bez użycia kondensatora bocznikującego. Obwód ten nie jest dobrze znany hobbystom, ale jest ostatnio szerzej stosowany. Układ pokazano na rys. 2 - katoda jest umieszczona zaledwie 390 omów nad masą. Aby utrzymać właściwy prąd polaryzacji siatki pierwszej, katoda jest podłączona do zasilania poprzez rezystor 68k omów. Obwód działa i był wielokrotnie stosowany. Ponieważ hobbysta będzie częściej spotykał ten obwód i z niego korzystał, autor zwraca uwagę na jeden przypadek, w którym warunki nie były zgodne z oczekiwaniami i przydźwięk stanowił spory problem.
Topologia z rys. 2 została zastosowana w obwodzie przedwzmacniacza, jak to robiono już wiele razy wcześniej. Tym razem jednak poziom brumu był wyjątkowo wysoki gdy włączono wtyczkę do gniazdka elektrycznego w określony sposób, a jego wartość spadała do rozsądnej wartości po odwróceniu wtyczki. Jedno urządzenie wykazywało zmianę poziomu przydźwięku o 17 dB. W przypadku większości wzmacniaczy „najlepszym” sposobem, z punktu widzenia przydźwięku, jest odpowiednie podłączenie przewodu wtyczki do gniazdka sieciowego, ale rzadko różnica wyniesie 17 dB.
Rozwiązanie problemu - lekarstwo
Próbowano wielu sposobów, aby wyeliminować tę wadę. Zdecydowanie udowodniono, że brum przedostawał się do siatki stopnia wejściowego wzmacniacza. Odpięto wszystkie przewody wejściowe od siatki pierwszej tego stopnia a następnie siatkę tą połączono z masą za pomocą rezystora 0,47 MEG. Całe okablowanie prądu zmiennego z wyjątkiem przewodów żarzenia oddalone było od lampy wejściowej o co najmniej 10 cali. Obwody żarzenia zasilono z 6 woltowego akumulatora, co zmniejszyło przydźwięk jedynie o 5 dB. Nie była to zatem oczywista sprawa upływności katoda-żarzenie dla prądu przemiennego 60 Hz. Nic nie pomagało poza zrównoważeniem brumu za pomocą potencjometru symetryzującego w obwodzie żarzenia dostosowanego do każdej pozycji wtyczki zasilania. Ponieważ wzmacniacz miał być stosowany w przenośnych gramofonach, podejście to nie stanowiło praktycznego rozwiązania, ale można było je zastosować w przypadku wzmacniacza stacjonarnego, mimo że nie jest to rozwiązanie praktyczne.
Następnie stwierdzono, że zrównoważenie przydźwięku sieciowego dla sygnału wyjściowego po zmianie położenia wtyczki można było uzyskać za pomocą obwodu z rys. 1. Wzmacniacz zbudowano na stalowym chassis zamiast jak poprzednio na aluminiowym, więc naturalnie, pole prądu przemiennego potraktowano ze szczególną uwagą. Początkowo, okablowanie 115-woltowego zasilacza prądu przemiennego zostało ułożone jak pokazano na rys. 3A. Można zauważyć, że przewody zasilające, przewody transformatora mocy i przewody silnika gramofonu były skręcone ze sobą tylko na części ich długości. Na rys. 3B pokazano poprawioną metodę prowadzenia wszystkich przewodów dla 115-woltów prądu przemiennego, przy czym każda para jest skręcana ze sobą w sposób ciągły aż do punktu połączenia. Ta metoda rozwiązała problem i może być ona stosowana dla obwodów z rys1 i 2 z równie dobrym skutkiem. W obu obwodach zmiany poziomu brumu podczas „odwracania” wtyczki sieciowej wynosił nie więcej niż 2 dB, a brum był dostatecznie niski.
Rys. 3. (A) pokazuje oryginalne okablowanie typowego magnetofonu z zasilaczem prądu przemiennego. Linka nie jest skręcona na całej długości. (B) pokazuje modyfikację okablowania, które wyeliminowało trudny przypadek przydźwięku.
Autor doszedł do wniosku dotyczącego stanu niepożądanego, ale nie jest z niego całkowicie zadowolony. Czytelnik może mieć pewne pomysły dotyczące tego problemu a jego sugestie będą mile widziane.
