Ремонт звуковой аппаратуры Радиотехника У-7101С
Конструирование усилителей звуковой частоты — довольно актуальная задача, несмотря на широкий ассортимент предложений подобной техники от солидных и менее известных фирм. Подтверждением этому является проведение ежегодных выставок по этой тематике.
Высокие технические характеристики представленных на этих выставках аппаратов, выполненных на различных, порой весьма экзотических радиокомпонентах, затрудняют предпочтение какого-либо экспоната в связи с тем, что на субъективные оценки, как правило, влияют и различные акустические системы. Субъективное восприятие в значительной степени нивелирует элементную базу радиокомпонентов и схем этих устройств, но предпочтительность применения в них современных высококачественных полупроводниковых приборов очевидна.
Однако в настоящее время у населения ещё имеется некоторый ассортимент усилительных устройств, произведённых во времена СССР, с достойными для того времени эксплуатационными характеристиками. Нынешняя доступность современных компонентов позволяет при их применении устранить “узкие места” в этих изделиях и даёт возможность модернизировать аппаратуру с более высоким качеством.
Следует отметить, что замена отдельных элементов в аппаратуре малоэффективна. Более рационально производить модернизацию блоками или узлами с известными характеристиками. Такой подход, используемый в компьютерной технике, позволяет провести быстрое сравнение (на слух) предполагаемых изменений и сделать выводы об их целесообразности без рассмотрения и оценки графиков, осциллограмм и технических характеристик.
Естественно, что сравниваемые блоки должны быть предварительно налажены. Исходя из этой концепции, был выполнен ремонт усилителя “Радиотехника У-7101С”, который на сегодня представляет собой весьма удачный аппарат для модернизации [1]. Он является модификацией усилителя “Радиотехника У-101 С”, выпускавшегося ранее. Основные изменения при его модификации были произведены в темброблоке, где из трёх микросхем К157УД2 была оставлена лишь одна и оксидные конденсаторы в цепи прохождения сигнала были заменены плёночными; это положительно сказалось на качестве звука.
Вполне приемлемый внешний вид и наличие ряда необходимых узлов являются основой для достижения более успешного результата. При модернизации изначально не планировались значительные доработки “железа” и экстремистские решения с целью получения выходной мощности в сотни ватт. Этот усилитель — для дома, где вполне достаточно мощности до 40…50 Вт на канал при работе с АС чувствительностью 85…86 дБ/Вт/м.
По современным меркам, технические характеристики этого усилителя (номинальная выходная мощность — 2×20 Вт, коэффициент гармоник — 0,3 %) очень скромны, причём существенную роль в этом играет выходной каскад. Попытки улучшить работу усилителя предпринимались и ранее [2]. Не вступая в полемику с автором этих предложений, хочу заметить, что применение в выходном каскаде комплементарной пары КТ805/КТ837 не является оптимальным решением.
Согласно техническим данным, транзисторы КТ837 имеют граничную частоту коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером около 1 МГц. Выпущенные позже транзисторы КТ818, КТ819 были чуть лучше и имели этот параметр несколько выше — 3 МГц. Поэтому замена пары КТ805/КТ837 на КТ818/КТ819 не приводила к существенному улучшению качества, что впоследствии и отмечалось этим автором.
Значительно улучшить характеристики усилителя мощности в аппарате можно, реализовав схему и конструкцию УМЗЧ SymAsym5 2 [3]. В этом случае декларируются следующие параметры усилителя: выходная мощность — до 60 Вт, коэффициент гармоник — до 0,002 % при соответствующем напряжении питания и нагрузке. Современные полупроводниковые приборы, схемотехника с применением двух дифференциальных каскадов и оптимальная разводка проводников печатной платы позволяют получить наиболее качественные результаты в блоке УМЗЧ.
На рис. 1 приведена схема этого блока УМЗЧ. Печатная плата и фото смонтированной платы приведены в первоисточнике [3]. Желающим повторить конструкцию рекомендую заглянуть на сайт разработчика; там, помимо рекомендаций по применяемым компонентам, их типам и возможным заменам, имеется ряд других сведений, полезных при изготовлении блока. В частности, можно рекомендовать в нагрузке входного каскада подобрать резисторы R4, R5 с разбросом сопротивления ±1 %.
Размеры печатной платы (рис. 2) допускают возможность установки на место каждого из заменяемых блоков U4 и U7 [1]. Крепление плат в аппарате осуществлено с помощью имеющихся кронштейнов.
При налаживании изготовленных плат нового УМЗЧ была учтена острота установки тока покоя мощных транзисторов. Поэтому в качестве подстроечного резистора R17 применён отечественный СП5-2. Плату защиты U6 устанавливают на своё штатное место через резьбовые стойки высотой 20 мм.
Для проверки качества работы было проведено контрольное прослушивание нового УМЗЧ в сравнении с исходным блоком усилителя, отключённым от соответствующих разъёмов. Отмечено существенно более предпочтительное и естественное звучание, особенно в высокочастотной части спектра.
Для реализации более полного потенциала модернизации были изменены схема и конструкция блока питания усилителя. Значительно увеличены ёмкости блокировочных конденсаторов на платах УМЗЧ и в самом блоке питания, внесены изменения в питание остальных блоков усилителя. Это позволило получить заметную прибавку выходной мощности и существенно снизить фон переменного тока и помехи.
Схема модернизированного блока питания приведена на рис. 3. Ёмкость оксидных конденсаторов выпрямителя набрана из нескольких имеющихся в наличии (С6—С13). Ёмкость металло-плёночных конденсаторов С5 и С14 (13мкФ) также составлена из двух параллельно включённых конденсаторов К73-11 ёмкостью 6,8 мкФ на 160 В.
Входной блок усилителя U2 на микросхемах, используемых для электронной коммутации входных сигналов от различных источников, помимо некоторых описанных в литературе недостатков, обладал ещё одним свойством: он чётко реагировал на включение и выключение холодильника, расположенного в соседней комнате. Поэтому схема коммутации входов была изменена на вариант (рис. 4) с применением герметизированных реле РЭС49, исполнение РС4.569.421 на рабочее напряжение 22…36 В.
В случае применения реле этого типа на другое напряжение необходимо подобрать резистор R1. Монтаж реле на плате входного блока показан на фото рис. 5. Число используемых входов для источников сигнала было уменьшено до двух (электромагнитный звукосниматель и универсальный вход). Входные разъёмы СГ5 (ОНЦ-ВГ-4-5/16-Р) установлены на месте бывших выходных, а новые выходные пружинные зажимы — на месте демонтированных входных (рис. 6). Все подключения к необходимым точкам платы осуществлены навесным проводным монтажом.
При модернизации усилителя “платы входов” блок U1 (УПЗ-15) оставлен без изменений. Это сделано для возможности проведения его слухового сравнения с внешним предусилителем- корректором магнитного звукоснимателя ЭПУ. Наличие двух входных разъёмов в усилителе позволяет достаточно оперативно это сделать.
Темброблок усилителя дополнительно экранирован сверху и снизу металлическими пластинами. Схема его питания выполнена с использованием стабилитронов Д814Д вместо делителей, образованных резисторами R31n R32. Сигнальные цепи от его выхода до входа усилителя мощности выполнены экранированным проводом.
Разводка общего провода в усилительных устройствах — достаточно серьезная задача. Если набрать в поисковой системе Интернета фразу “разводка земли в усилителе”, можно убедиться в актуальности этой темы. В предлагаемом мною варианте модернизации задача облегчается тем, что в изготовленной плате выпрямителей и фильтров все общие провода, подходящие к ней, соединяют в одной точке (геометрический центр платы), а на остальных платах все соединения общего провода остаются без изменений.
Наводки от проводов, идущих от сетевого выключателя до трансформатора, были минимизированы. Для этого изготовлен новый кабель из свитых проводов сечением 0,75 мм, на который надеты экранная оплётка и трубка ПВХ. Оплётка соединена с корпусом возле сетевого трансформатора. Аналогично выполнен и второй участок кабеля — от выключателя до сетевого разъёма. Для защиты от импульсных помех на сетевых выводах трансформатора установлен конденсатор 0,1 мкФ на 630 В. Выключатель питания усилителя ПКН41-1 заменён импортным аналогичного назначения и конструкции, с коротким рабочим ходом.
Применённая в темброблоке усилителя микросхема К157УД2 — казалось бы, устаревший ОУ. В связи с этим мной проведены контрольные прослушивания при замене её популярными микросхемами ОУ NE5532 и ОРА2132, используемыми в аудиоаппаратуре. Результаты сравнения не показали каких-либо преимуществ их применения, а чувствительность к сетевым помехам оказалась выше.
Возможно, это было связано со способом проведения испытаний, при которых в темброблоке со стороны печати отсекался один из ОУ К157УД2, а сравниваемый подключался к соответствующим площадкам платы короткими проводками. Поэтому было решено не заменять прежнюю микросхему. На рис. 7 приведён общий вид на монтаж модернизированного варианта усилителя.
Профилактика и доработка усилителя Радиотехника У-101
Всем привет! Представлять этот красивый, легендарный советский усилитель я не буду, а сразу же приступлю к описанию технологии работы над ним. Усилитель попал в мое владение довольно таки в неплохом внешнем и рабочем состоянии. Внешний вид моей Радиотехники У-101 представлен на фотографиях ниже.
Профилактика.
В первую очередь речь пойдет именно о профилактике. Как известно самым уязвимым элементом электрических схем, который зависит от времени, является электролитический конденсатор. Он высыхает с годами и теряет свою емкость. Замена всех советских электролитов на новенькие, импортные, заранее проверенные – это и есть профилактика усилителя Радиотехника У-101.
Для интереса, я замерил емкость двух электролитов на 5мкФ, которые стояли на платах усилителей мощности. Я не был удивлен, так как этого и ожидал. Вместо 5мкФ емкость составила около 30нФ, то есть емкости полностью высохли. Остальные я проверял ради интереса и был все-таки удивлен, что конденсаторы на плате блока питания имели емкость больше чем указано на банке. Сейчас такое бывает редко, особенно с китайскими конденсаторами.
Далее я поэтапно производил замену всех электролитов, плату блока питания оставил на потом. На ней я сделал несколько дополнительных отверстий для монтажа нескольких конденсаторов. В итоге я увеличил емкость в два раза относительно штатной, так как размеры позволяют это сделать с запасом, а емкость лишней не бывает. На шинах +-31В я установил по два электролита (в каждое плечо), емкостью 4700мкФ 50В каждый. А на шинах +-26В установил по два электролита (в каждое плечо), емкостью 2200мкФ 35В каждый.
Электролитические конденсаторы блока питания я зашунтировал пленочными конденсаторами емкостью 100-470нФ, по одному на каждое из плеч +-31В и +-26В.
После профилактики, усилитель начал дышать по новому, словно помолодел на лет 15-20.
Доработка.
Теперь немного расскажу про доработку усилителя Радиотехника У-101. Некоторые умельцы под словом «доработка» понимают переделку и выкидывают из корпуса все родные потроха, но это уже получается совсем другой усилитель…
Я внесу несколько незначительных изменений, которые улучшат работу Радиотехники У-101.
Один значительный недостаток, который реализован на заводе изготовителе, это нестабилизированное питание темброблока через гасящие резисторы R47 и R48 (смотрите схему). Гасящие резисторы хорошо подходят в цепях со статической нагрузкой (например, для светодиода). Темброблок имеет динамическую нагрузку. Также необходимо учитывать тот момент, что происходит пульсация напряжения на шинах +-31В при номинальной мощности усилителя. Поэтому, я добавил два интегральных стабилизатора LM7815 (+15В) и LM7915 (-15В), а вместо резисторов R47 и R48 поставил перемычки. Тем самым обеспечив темброблок усилителя Радиотехника У-101 биполярным стабилизированным напряжением постоянного тока +-15В.
Следующим этапом была замена проводов от выходов усилителей до задней панели на провода большего сечения.
Также были заменены родные, советские колодки под предохранители на импортные. Связано это с тем, что предохранители ненадежно фиксировались в родных колодках.
Некоторые разъемы и клеммы были заменены на пайку, чтобы исключить потерю контакта при вибрации.
Параллельно сети (первичной обмотки) я поставил неполярный конденсатор типа X2 емкостью 0.1мкФ для подавления помех из сети (от холодильника, стиральной машины).
Следующей доработкой была защита сигнальных проводов идущих от платы входов до темброблока, от различных наводок, в том числе 50Гц. Для этого я применил оплетку от коаксиального антенного кабеля. В две оплетки я поместил жгут из сигнальных проводов. Защитил экраны термоусаживаемой трубкой. С одной стороны (со стороны платы входов) вывел вывод от экрана (оплеток), и припаял этот вывод к средней точке блока питания (заземлил).
Еще очень хотелось заменить потенциометры, так как с годами они изнашиваются, и при регулировке они иногда вносят помехи. Хотелось, но не получилось, таких потенциометров в своем городе я, к сожалению не нашел.
Впрочем, профилактика и доработки прошли успешно, усилитель остался прежним и не изменился внутри. Это все та же Радиотехника У-101 у которой открылось второе дыхание.
Методика настройки усилителя описана в статьях: «Установка тока покоя усилителя Радиотехника У-101«, «Настройка предварительного усилителя Радиотехники У-101«, «Настройка индикатора уровня мощности Радиотехники«.
Схема усилителя Радиотехника У-101
