Teksti Risto Hölttä (Alustus Teppo HirviKunnas) Kuvat Risto Hölttä & Uraltone

Aitoa putkisoundia ja tekemisen iloa alle 240 eurolla.

Yksi suosittu ja opettavainen hifiharrastuksen muoto on perinteisesti ollut laitteiden rakentelu, mutta kuten moni muukin käsillä tekemistä vaativa asia, tämäkin on käynyt harvinaisemmaksi, ja voisi jopa sanoa, että harrastus on vaarassa ”ukkoutua”.  No niin tai näin, niin löysimme erilaisiin rakennussarjoihin erikoistuneen Uraltone-liikkeen valikoimista aidon ja ”eksoottisen” putkivahvistimen, joka soveltuu jopa lähes vasta-alkajalle. Eikä edes maksa paljon. Ja toimiipa se myös erinomaisena kuulokevahvistimena.​

Hifilaitteiden rakentelu on ollut aikoinaan hyvinkin suosittua. Osaksi siitä syystä, että laadukkaat laitteet olivat kalliita ja itse rakentamalla saattoi säästää suuriakin summia. Ja osaksi rakentelu koettiin myös mielenkiintoisena. Siitä muodostui jopa harrastus.

Sittemmin äänentoistolaitteet ovat arkipäiväistyneet ja hyvät - tai ainakin jonkinlaiset laitteet saa jo hyvinkin edullisesti. Myös tee-se-itse-harrastus ei ole enää niin “muodikasta”. Osasyynä voi olla sekin, että aihe ei ole enää laajemmin esillä ja projektit/ rakennusohjeet ovat vain kokeneemmille harrastajille suunnattu. Tämä ei ainakaan edesauta uusien harrastajien saamista aiheen pariin.

Siksi AVPlus-lehti on jo julkaissut yksityiskohtaisia rakennusohjeita kaiuttimista ja nyt tarkoituksemme olisi laajentaa aihe-aluetta hieman myös elektroniikkaan. Edelleen kuitenkin niin, että periaatteessa jokainen voi sellaisen toteuttaa.

Ensimmäinen elektroniikka-projektimme on kompakti ja hienolla tavalla vintage henkinen Uraltone EL95 -mikroputkivahvistin, joka sopii mainiosti myös vaikka vain kuulokevahvistimeksi työpöydälle. Rakennussarja on suunniteltu helpoksi ja siinä on hyvät ohjeet, joten hieman kokematomammankin pitäisi hommasta suoriutua.

Putkivahvistin?

Putkivahvistin käyttää tyhjiöputkia (Vacum Tube = elektoniikkaputkia) äänisignaalin vahvistamiseen. Elektroniputken toiminta perustuu elektronien kulkuun tyhjiössä.

Putkivahvistin keksittiin 1900-luvun alussa. Ensimmäisenä tunnetaan Lee De Forestin kehittämä kolmen elektrodin tyhjiöputki (triodi) vuonna 1906. Tämä keksintö mahdollisti sähköisten signaalien vahvistamisen ja oli tärkeä askel radio- ja äänentoistotekniikan kehityksessä. Suomalainen keksijä Eric Tigerstedt paranteli triodia monin tavoin 1914 mennessä ja sai useita patentteja tässä yhteydessä. Putkivahvistimet ovat tunnettuja lämpimästä ja rikkaasta äänestään joka johtuu putkien tuottamasta “musikaalisesta” harmonisesta säröstä. Putkivahvisimet ovat suosittuja monien audiofiilien ja kitaravahvistimissa myös muusikoiden keskuudessa.

Transistorit syrjäyttivät putket 1960-luvulla. Transistori keksittiin 1947 Bell Labsissa, alkoi nopeasti korvata putkia monissa sovelluksissa niiden pienemmän koon, alhaisemman virrankulutuksen ja suuremman luotettavuuden vuoksi. Transistorien kehitys mahdollisti myös modernien elektronisten laitteiden, kuten tietokoneiden ja kannettavien laitteiden, syntymisen. Myös suomalainen keksijä Erik Tigerstedt paranteli viime vuosisadan alussa triodiputkien rakennetta merkittävästi.

Lisätiedot Elektroniikkaputki (Wikipedia)

Uraltone EL95

Musiikki- ja soitinelektroniikkaan erikoistunut Uraltone Amplification Oy myy ja tuo maahan tarvikkeita, varaosia ja komponentteja sekä kitara- että hifi-putkivahvistimiin, kitaroihin, kitaraefekteihin ja kaikkeen musiikkielektroniikkaan liittyvää. Lisäksi valikoimassa on myös monenlaisia rakennussarjoja.

Eräs sellainen on Uraltone EL95 -microamp, joka ei vain vaikuta riittävän yksinkertaiselta, jotta sitä voisi suositella aloittelijallekin, vaan on myös sellainen mitä ei kaupasta hevillä valmiina  löydy. Ei ainakaan alle 240 eurolla. Kyseessä siis hyvin uniikki ja monelle eksoottinen laitetyyppi. Kyseessä on nimittäin aito kunnon “old-school” putkivahvistin. Sellainen mistä luvataan musikaalinen ja pehmeä äänentoisto. No tehoa siitä luvataan vaivaiset 2 x 1 wattia, ja todellisuudessa ei aivan sitäkään, mutta yllättävän pitkälle sekin riittää. Ja pienellä modauksella ja isommalla virtalähteellä tehoa saadaan puristettu hieman enemmänkin. Ja ennen kaikkea vahvistin toimii myös erinomaisena kuulokevahvistimena.

Helpoksi tehty

Vahvistimen ja rakennussarjan rakenne perustuu yhteen piirikorttiin ja sisältää hyvin vähän tarvetta porailla ja koneistaa kotelon osia tai tehdä monimutkaisia johdotuksia. Jokusen reiän toki joutuu poraamaan ja muutaman johdon juottamaan, mutta näiden osuus on kokonaisuuteen nähden pieni. Myös seikkaperäinen ohje helpottaa työtä.

Ja kuten sanottu, tämän sarjan hienoin ja mielenkiintoisin piirre on se, että laite on tosiaan täysin putkitoiminen, mutta virtalähde on silti turvallinen kotirakentajalle; kunhan muistaa muutaman perusasian.

Sarja on pakattu siististi ja mukana tulee osaluettelo.

Sarja on pakattu siististi, osat ovat erillisessä pikkulaatikossa ja pusseissa. Pakettissa on mukana myös osalista toimituksen sisällön tarkistamista varten. Yllätykseksi osia näytti olevan enemmän kuin osaluettelossa oli listattu? Vertailu kytkentäkaavioon paljasti, että ylimääräiset komponentit olivat subwoofer-liitännän suodatuskomponentteja, vaikka osaluettelon ja rakennusohjeen mukaan näitä ei olisi pitänyt olla sarjan mukana. Päätimme joka tapauksessa jättää osat pois, koska subbari ei ehkä oikein sovi tällaisen pienen putkivahvistimen seuraan, etenkään kun suodattimen jakotaajuus ei ole ilman komponenttimuutoksia edes säädettävissä. Jos subbarin haluaa, se on paras lisätä ulkoisen säädettävän jakosuodattimen kautta.

Virtalähde ja kotelo ei kuuluu itse sarjaan vaan tulee tilata erikseen.

Itse sarjan lisäksi tarvitaan vielä 6-7,5 tai 9 VAC virtalähde ja kotelo. Huomaa, että DC-virtalähde ei käy vaan laite vaatii AC-vaihtovirtalähteen. Ja kannattanee valita suoraan tämä 9 voltin virtalähde, niin tehoa saa sillä karvan verran enemmän. Siitä on tarkemmat ohjeet vahvistimen varsinaisessa rakennusohjeessa. Tuo 9 voltin virtalähde on myynnissä (Uraltonella) jostain syystä vain rakennussarjana, mutta äärimmäisen helppo koota. Me käytimme kuitenkin tässä sarjaan suunniteltua pienempää virtalähdettä.

Koteloksi sopii Uraltonen suosittelema valualumiininen “Hammond”. Itse rakennussarjan hinta oli muuten 189 euroa, virtalähteen 25 tai 30 euroa ja kotelon 14,50 euroa. Sarjan mukana tulee myös ko. kotelolle suunniteltu kansilevy (joka on itse asiassa musta piirikortti), jossa reiät putkille, liittimille, LEDille ja pakkamuuntajalle, kotelon kiinnitysruuveille ja laitteen mallinimi ja liitäntöjen tekstit.

Rakentaminen

Sarjan mukana ei siis toimiteta varsinaisia rakennusohjeita, vaan ne löytyvät Uraltonen nettisivuilta. Laitoimme ne ladattavaksi omille nettisivuillemme myös tulostusytävällisenä pdf-tiedostona. Ohjeet ovat kiitettävän seikkaperäiset ja kuvitetut. Ja Uraltonen nettisivuilta löytyy myös kokoamisessa suurena apuna oleva interaktiivinen osalista, joka näyttää mihin mikäkin osa piirilevyllä tulee.

Sarjan rakennusohje löytyy netistä ja Uraltonen nettisivuilla on myös erittäin kätevä interaktiivinen osalista. Osaluettelosta valitaan komponenttirivi, jolloin sen oikeassa reunassa olevalle piirikortin pohjakuvalle korostuu värein valitun rivin komponenttien sijainti. Paikoilleen asennetut osat voi “kuitata” klikkaamalla hiirellä ruksi vasemman reunan ruutuihin. Selain säilyttää jopa tiedot rukseista selaimen evästeissä eli vaikka koneen sammuttaa ja käynnistää myöhemmin uudelleen, osalistan merkinnät säilyvät.

Sarjan kokoamiseen ei tarvita suurta määrää työkaluja vaan kunnollinen juotosasema, juotostinaa, pienet sivuleikkurit, kuorimapihdit, kuusiokolavainsarja, akkupora teräsarjalla ja pari ristipääruuvimeisseliä ovat riittävä setti. Lisäksi läppäri tai tabletti auttavat paljon, koska rakennusohjetta voi seurata tällöin samaan aikaan suoraan ruudulta.

Homma aloitetaan komponenttien läpikäynnillä ja tarkistuksella. Ja vaikka niitä ei ole mitenkään paljon, niin ne on silti hyvä asetella vaikka hieman “suvuttain” omiin ryhmiin tai laatikoihin. Itse kasaaminen on tämän jälkeen helppoa. Osat juotetaan osalistan ja layout-kuvan mukaisille paikoille, lisätään muutaman johto ja laite on valmis. Kasaamiseen ei periaatteessa mene yhtä iltaa pidempään.

Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (5)
Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (6)
Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (7)
Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (8)
Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (5) Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (6) Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (7) Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (8)

Kokoaminen aloitetaan vastuksista. Kahden watin sinipohjaiset vastukset jätetään hieman ilmaan levyn pinnasta, koska osa niistä lämpenee käytössä. Jos et lue sujuvasti vastusten värikoodeja on vastusten arvot helpoin tunnista mittaamalla ne yleismittarilla.

Tässä tulee olla tarkkana, että osaa tulkita oikein vastusten arvoja kuvaavat koodirenkaat. Ainakin vastusten siniseltä pohjalta on toisinaan (valaistuksesta riippuen) hankala erottaa ruskeaa ja punaista värirengasta vuorenvarmasti toisistaan. Jutun lopussa opas vastusten värikoodeista.

Vastusten jälkeen juotetaan muut osat. Kannattaa aloittaa pienimmistä ja edetä sitten isompiin eli vastusten jälkeen kondensaattoreista ja siirtyen niistä liittimiin ja lopuksi keskelle tulevaan verkkomuuntajaan sekä voimakkuuspotentiometriin ja lediin. Kaikki osat sopivat kortille hienosti hyvän suunnittelun ansiosta. Juottamisesta muuten lisätietoa erillisessä kappaleessa, jos homma ei ole tuttua.

Juottaminen

Juottamiseen on suositeltava käyttää säädettävällä lämpötilalla varustettua juotosasemaa. Niitä saa edullisimmillaan jo 30-40 eurolla. Toki perinteinen “kolvikin” käy.

Jos juotoshommat eivät ole tuttuja, niin tässä, tässä ja tässä opastusta aiheeseen.

Jos ei ole aikaisempaa kokemusta, niin juottamista kannattaa harjoitella ennen varsinaisen kokoamistyön aloittamista.

Projektissa käytimme muuten “nykyaikaista” lyijyttöntä SAC96 -juotoslankaa, jossa on tinan lisäksi muutama prosentti hopeaa ja ripaus kuparia. Tällainen lyijytön tina on yhtä helppokäyttöistä kuin perinteinen tina-lyijy -juotoslanka sillä erotuksella, että lämpöä tarvitaan kuitenkin hieman enemmän. Tässä hyvä juotosasema näyttää kyntensä sillä suurin osa ongelmista ja vaikeuksista lyijyttömän tinan kanssa johtuvat yleensä heikkokuntoisista juotoskärjistä, puutteellisesta lämpötilan säädöstä ja liian matalasta lämpötilasta. Lämpöä saa siis olla mieluummin enemmän kuin liian vähän.

Elektrolyyttikondensaattoreissa on tärkeää napaisuus eli niiden - ja + johdin pitää juottaa oikein päin. Muuten kondensaattori voi räjähtää, mikä ei ole lainkaan suotavaa. Miinus on merkitty piirilevyyn valkoisella puoliympyrällä ja plussa + merkillä. Myös tasasuuntaajasilta (musta pyöreä nappi) on juotettava oikein päin eli + tulee piirilevyn kohtaan, joka on merkattu + merkillä.

Tasasuuntaussilta pitää asentaa oikeaan asentoon + merkit kohdakkain. Myös kondensaattoreiden napaisuuden pitää olla oikea. Isot kondensaattorit sijoitetaan vaaka-asentoon. Tämä pitää ottaa juottaessa huomioon. Älä leikkaa jalkoja liian lyhyiksi, että ne riittävät taipumaan 90 asteen kulmaan.

Isoimmat kondensaattorit vaativat hieman huomiota (oikean napaisuuden lisäksi) sillä ne asennetaan vaakatasoon.  Kondensaattorit siis käännetään lopuksi vaaka-asentoon piirilevyn päälle, mikä pitää ottaa juottaessa huomioon. Älä leikkaa jalkoja liian lyhyiksi, että ne riittävät taipumaan 90 asteen kulmaan, mutta myös siten, että kondensaattorit tulevat mahdollisimman kauas piirikortin takareunasta. Tällöin varmistutaan, että kaiutinjohtojen juotospisteet eivät jää niiden alle (kts. kuva).

Sarjassa on tätä vaihetta varten mukana jopa pätkä kutistesukkaa, josta saa palaset kondensaattoreiden jalkoihin suojaamaan taiteltuja jalkoja joutumasta oikosulkuun rungon kanssa. Kondensaattoreiden kiinnityksen voi vielä varmistaa esimerkiksi pienellä palalla kaksipuolista tarraa.

Sisääntulo-, kuuloke- ja virtaliittimen jalkojen kohdalla kannattaa juottaa ensin vain yksi jalka kiinni, jolloin komponentin asentoa on vielä helppo säätää, jos osa ei mennyt ensimmäisellä yrityksellä suoraan ja näin ollen oikeaan kohtaan liitinpaneelissa.

Virtaliitäntä sijaitsee tosiaan laitteen päällä, mikä ei ole esteettisesti ehkä paras ratkaisu, mutta sillä nyt kuitenkin mennään. Virtaliittimen voi toki siirtää takapaneeliin hankkimalla sopivan liitinpaneelin ja johdottamalla sen piirilevyn virtapisteisiin. Kansilevyn tarpeettomaksi jääneeseen reikään vielä sopiva peitelevy.

Ulostulo- ja päätemuuntajat asennetaan ja kytketään ohjeen mukaan. Huomaa ohjeissa mainittu modifikaatio käytettävän kaiutinkuorman, 8 tai 4 ohmia mukaan. Me jätimme kytkennän 8 ohmin kaiuttimille.

Päätemuuntaja kiinnitetään juotosten lisäksi kahdella M4-ruuvilla ja ne voi asentaa kummin päin tahansa, mutta koska kotelossa on sopivasti tilaa, ruuvin kanta kannattaa jättää muuntajan puolelle ja mutteri kortin alapuolelle. Jos haluaa olla tarkka, niin mutterin ja piirikortin väliin voi laittaa vielä nailonisen eristeprikan, koska muuten mutterit tulevat aika lähelle piirikortin johdinvetoja. Tämä ei ole pakollista, mutta parantaa toki laatuvaikutelmaa ja pieni “hifistely” on aina paikkallaan ;-).  Harmi kyllä, näitä eristeprikkoja ei tule sarjan mukana.

Äänenvoimakkuuspotentiometrin runko ei maadoitu mihinkään, joten päädyimme lisäämään pienen maadoitusjohdon potikan rungosta piirikortille. Tässä ympyröitynä juotospisteet joita voi käyttää maadoitukseen (kun subwooferin suodatuskomponentit on jätetty pois) Tämän modauksen ja kuoren maadoituksen jälkeen laitteen kosketusherkkyys hävisi käytännössä kokonaan.

Äänenvoimakkuuden säätöpotentiometri ja virran led-merkkivalo kannattaa juottaa/kiinnittää vasta kun kaikki muut komponentit on juotettu ja kansilevy on valmiina kiinnitettäväksi kortille 20 mm korotustapeilla (huomaa myös väliin tulevat prikat). Potentiometri ja ledi laitetaan valmiiksi paikoilleen kortille, kansilevyn ruuvit kiristetään siten, että liittimet kohdistuvat keskelle aukkoja ja lopuksi potentiometri kiinnitetään mutterilla kansilevyyn (muista laittaa myös sarjassa mukana oleva iso maadoitusprikka potikan ja kansilevyn väliin). Nyt potentiometrin voi juottaa kiinni, kun kansilevy on suorassa ja keskitettynä. Ledin korkeus “säädetään” myös sopivaksi, siten että se tulee juuri kansilevystä esiin. Tämän jälleen sekin juotetaan kiinni (huomaa tässkäin LEDin oikea napaisuus rakennusohjeen mukaisesti).


LED ja potentiometri säädetään oikeaan korkeuteen ja juotetaan kiinni. Huomaa LED:n napaisuus. LED:n lyhyempi jalka eli katodi juotetaan neliön muotoiseen PAD:iin.

Kuulokelähdön modaus

Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (13)
Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (14)
Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (12)
Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (13) Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (14) Uraltone EL95 microamp -putkivahvistinrakennussarja (12)

Alkuperäisessä kytkennässä kuulokeliitäntä on toteutettu siten, että kaiuttimien tilalle kuormaksi kytkeytyy 10 ohmin tehovastukset ja kuulokkeiden kanssa sarjaan tulee 100 ohmin vastukset. Tämä toimii korkeaohmisten (>300 ohmin) kuulokkeiden kanssa, mutta matalaohmisten kuulokkeiden kohdalla (joita suurin osa nykykuukokkeista on) isosta sarjaresistanssista aiheutuu taajuusvastemuutoksia.

Muutimme kuulokelähdön kytkentää. Siinä olleet 100 ohmin vastukset jätettiin pois (piirilevyn alalaidassa) ja alkuperäiset 10 ohmin tehovastukset juotettiin kiinni vain ”yläpäistään” kuvan osoittamalla tavalla. Niiden alkuperäisten alempien kiinnityspisteiden (GND) paikalle lisättiin “lenkkinä” ylimääräiset 2,2 - 3,3 ohmin (1W) vastukset. Sopivia vastuksia ei sattunut olemaan juuri käsillä, niin 2,5 ohmin arvo saatiin tässä kahdella rinnan kytketyllä 5 ohmin vastuksella (kuvassa).

Yläpään 10 ohmin vastuksista vedettiin ylimääräiset johtimet kytkennästä poisjätettyjen alempien 100 ohmin vastusten alimpiin juotospisteisiin (kuva).

Tämä modifikaatio vaimentaa kuulokeliitännästä lähtevää signaalia kaiuttimiin verrattuna siten, että vaimennus on lähes samanlainen kaikille kuuloketyypeille. Epäherkille kuulokkeille tämä ei ole paras mahdollinen tilanne, mutta kaikille muille tästä on etua, sillä lähtöimpedanssi putoaa muutaman ohmin luokkaan, mikä estää taajuusvasteen muutokset. Lisäksi kytkentä vaimentaa myös mahdollisia vahvistimen kohinoita ja hurinoita, mistä on taas etua erityisesti herkkien kuulokkeiden kanssa.

Testaus

Seuraavaksi testataan laitteen toiminta kuulokkeilla ja yleismittarilla. Varmistetaan, että kaikki komponentit ovat 100% varmasti oikeilla paikoilla ja oikein päin juotettuna. Virtalähteen kondensaattorit voivat jopa räjähtää, jos ne on asennettu väärin päin.

Elektrolyyttikondensaattoreilla, siltatasasuuntaajalla, diodilla ja ledillä on tietty napaisuus eli tavallaan kytkentäsuunta. Vastuksissa ja muovikalvokondesaattoreissa (punaiset ja valkoiset kondensaattorit) ei ole napaisuutta.

Varoitus: Vaikka laitteessa on kaksinkertainen erotus vaarallisesta verkkojännitteestä (ulkoisessa 6 V / 18 VA muuntajassa sekä kortin verkkomuuntajassa), ilman putkia tehdyn testaus-/kokeiluvaiheen jäljiltä kondensaattoreissa C15, C16 ja C17 on lähes 300 V tasajännite, joka ei pääse purkautumaan mihinkään putkien ollessa irti. Jostain syystä tästä ei varoiteta rakennusohjeessa, vaikka ehkä pitäisi. Hengenvaaraa tuskin on sillä vaarallisen sähköiskun voi saada vain tökkäämällä molempien käsien sormet kortille siten, että toinen käsi koskee maadoitusta ja toinen jännitteellisiä paikkoja.

Turvallisinta voisi olla koskea korttiin aina vain toisella kädellä, jos laitteessa on sähköt päällä ja kotelo ei ole kiinni. Laitteessa oleva muuntajaerotus estää sähköiskut, vaikka koskisi toisella kädellä johonkin maadoitettuun asiaan, esim. lämpöpatteriin ja toisella vaikka vahingossa jännitteiseen osaan piirikortilla. Jos sen sijaan räplää molemmin käsin piirikorttia virtojen ollessa päällä, on olemassa pieni mahdollisuus, että koskee vahingossa toisella kädellä jännitteiseen osaan ja toisella vaikka kuoreen jossa on maadoitus = miinus. Testaus- ja säätövaiheessa jännitteitä mitatessa tietysti joutuu käyttämään molempia käsiä, mutta hyvät yleismittarin mittakaapelit ovat niin hyvin eristettyjä, että vaaraa ei ole. Mittakärjistä ei tietenkään pidä ottaa kiinni kärjen metalliosasta vaan muovisesta varresta.

Ole siis varovainen äläkä koske korttiin muuten kuin yleismittarin testikärjillä.

Ensin tehdään mittaus ilman putkia. Eli putkia ei ole vielä asennettu paikoilleen. Liitetään vahvistin virtalähteeseen ja verkkovirtaan ja kytketään virrat päälle. Mitataan yleismittarilla (asennossa DC) jännite piirilevyn kytkentäpisteiden TP4:n ja TP1:n väliltä. Sen pitäisi ohjeen mukaan olla noin 275 VDC (+/- 15%). Saimme lukemaksi 282 V. Tämä siis 6 VAC virtalähteellä. 9 voltin virtalähteellä tämä jännite on noin 390 VDC.

Tämän jälkeen vahvistin sammutetaan ja irrotetaan virtalähteestä. Seuraavaksi asennetaan putket paikalleen aloittaen pääteputkista EL95. Ne menevät melko helposti paikoilleen ja laite muuttuu turvalliseksi käsitellä sillä putkien ollessa kiinni, anodijännite-kondensaattorit purkautuvat muutamassa kymmenessä sekunnissa. Etuasteputken kanta on aika tiukka ja piirikorttia on ehkä hyvä aluksi tukea piirikortin alapuolelle, jotta kortti ei väänny liikaa.

Varmistetaan, että piirilevyn trimmerit  RV3, RV5 ja RV6 ovat keskiasennossa ja äänenvoimakkuuden säädin nollassa. Vahvistin kytketään uudelleen virtoihin ja päälle.

Annetaan vahvistimen lämmetä hetken (1 min.) ja mitataan uudelleen TP4 ja TP1 välinen jännite. Lukema pitäisi olla 6 V virtalähteellä nyt 160 VDC (+/- 15%). Saimme lukemaksi 163 V. Tämän jälkeen mitataan vielä kytkentäpisteiden TP4:n ja TP3:n sekä TP4:n ja TP2:n väliset jännitteet. Lukema pitäisi olla välillä 3-9 VDC ja suurin piirtein kummassakin sama. Saimme lukemiksi 5,09 ja 5,43 V. TP2 ja TP3 välinen pieni ero johtuu pienistä eroista pääteputkissa.

Jos arvot on ok seuraavaksi kytketään vahvistimeen ohjelmalähde ja kuulokkeet. Varmistetaan, että headphones/speakers -kytkin on oikeassa asennossa. Laitetaan musiikki soimaan ja nostetaan hiljalleen äänenvoimakkuutta.

Jos jännitteet jostain syystä heittävät reippaasti, pitää etsiä vika joko juotoksista tai komponenttien järjestyksestä. Esimerkiksi jos joku putken toimintaan vaikuttava vastus on vahingossa mennyt väärin, se näkyy putkien kiinni ollessa tehtävissä mittauksissa.

Vinkki Uraltonelle: Testausta helpottaisi, jos testipisteet olisi merkattu komponenttipuolen lisäksi piirikortin alapinnalle. Tämä parannus ei edes maksaisi juuri mitään sillä silkkipainot saa monessa piirikorttitehtaassa mukaan ilman lisäkuluja molemmille puolille.

Vastusten värikoodit

Vastuksien arvojen merkitään pieniin vastuksiin värikoodein eli väriraitoihin, jotka on maalattu vastuksen rungon ympärille. Jokainen väri edustaa tiettyä numeroa tai monikertaa, ja värit yhdessä määrittävät vastuksen resistanssin ja toleranssin.

Kuvan vastusten resistanssien suuruudet ovat vasemmalta oikealle 2,2 Ω, 220 kΩ, 100 kΩ ja 10 kΩ. Suuruudet selviävät vastuksessa olevien värikoodien perusteella.

Värikoodit koostuvat yleensä neljästä tai viidestä väriraidasta, jotka tulkitaan seuraavasti:

Ensimmäinen ja Toinen Raita: Nämä raidait osoittavat resistanssin kaksi ensimmäistä numeroa.

Kolmas Raita: Tämä raita osoittaa kertoimen, jolla ensimmäisten numeroiden arvo kerrotaan.

Neljäs Raita (jos käytössä): Tämä raita osoittaa toleranssin eli sen, kuinka paljon resistanssi voi poiketa ilmoitetusta arvosta.

“Viritys”

Jos arvot on ok seuraavaksi kytketään vahvistimeen ohjelmalähde sekä kuulokkeet ja tehdään lopullinen “viritys” (huomaa, että Headphones/Speakers -kytkimen tulee olla kuulokkeilla asennossa Headphones). Tämä “viritys” käsittää trimmereillä RV3 ja RV5 tehtävän takaisinkytkennän ja trimmerillä RV6 tapahtuvan putkien hehkujen jännitetason säädön. Näillä on vaikutusta ääneen.

Säätö kannattaa siis tehdä kuulokkeilla jo siitäkin syystä, että ilman kaiutinjohtoja vahvistinta ja piirikorttia on helpompi käännellä ja trimmereihin pääsee helpommin käsiksi.

RV6 säätää hehkujen maadoitusta ja jännitetasoa, jolloin mahdollinen verkkohurina minimoituu. Laitetaan ensi musiikki soimaan ja äänenvoimakkuus “normaalille” eli varmaan jonnekin 70% tasolle. Musiikki katkaistaan ja RV6 -trimmeriä säädetään niin, että mahdollinen verkkohurina on pienin mahdollinen. Oletusasetus on trimmerin säätöalueen keskellä ja se voi olla hyvinkin “oikea” kohta.

RV6:n säätöä tehtäessä huomattiin, että äänenvoimakkuussäätimen potentiometrin akseliin koskeminen vaikutti huomattavasti myös häiriötasoon. Vakiona potentiometrin kuori ei maadoitu mihinkään, joten päädyimme lisäämään pienen maadoitusjohdon potentiometrin rungosta piirikortille (kts. kuva), jossa itse asiassa olikin sopiva juotospiste vapaana (koska jätimme subwoofer-filtterin kondensaattorit asentamatta). Tämän modauksen ja kuoren maadoituksen jälkeen kosketusherkkyys hävisi käytännössä kokonaan ja samalla RV6:n vaikutus hurinatasoon pieneni myös merkittävästi. Eroa oli mahdoton kuulla vasemmasta kanavasta ja oikeassakin vaikutus oli enää hyvin pieni. Säätö on yksilöllinen laitteesta toiseen putkien eroista johtuen ja tässä tapauksessa paras kohta löytyi hieman keskikohdan oikealta puolelta (kortin alta katsoen).

Trimmerit RV3 ja RV5 säätävät kunkin kanavan takaisinkytkentää, jolla on selvä vaikutus ääneen. Takaisinkytkentä vaikuttaa taajuusvasteeseen, säröön ja vahvistukseen. Ohjeiden mukaan säätö tehdään seuraavasti: Toistetaan musiikkia äänenvoimakkuuden ollessa maksimissaan ja säädetään molempia trimmereitä siten, että ääni kuulostaa puhtaalta (ei säröydy). Lopuksi hienosäädetään tarvittaessa kanavien välinen balanssi siten, että kumpikin kanava soi yhtä kovaa. Käytimme tässä itse apuna audioanalysaattoria (jollainen harvalla kuitenkin on), jolloin äänenvoimakkuuden säädin sai olla pienemmällä.

Trimmerit RV3 ja RV5 säätävät kunkin kanavan takaisinkytkentää, jolla on selvä vaikutus ääneen. Takaisinkytkentä vaikuttaa taajuusvasteeseen, säröön ja vahvistukseen.

Takaisinkytkentätrimmereillä on siis merkittävä vaikutus ääneen. Käyttökelpoinen säätöalue on vasemmasta laidasta (takaisinkytkennän minimi) noin 20 % päähän oikeasta äärilaidasta (myötäpäivään). Täysin oikeaan reunaan säädettynä laitteen vahvistus menee epäkäytännöllisen pieneksi eikä laite toimi enää kunnolla, mikä on myös havaittavissa äänestä. Säädön voi tosiaan tehdä korvakuulolta puhtaasti sen perusteella, mikä kuulostaa hyvältä, ja toki niin, että kanavat kuuluvat samalla voimakkuudella. Putkien vaihdon yhteydessä säädöllä voi tasata myös putkien eroista johtuvia voimakkuuseroja, jos niitä esiintyy.

Projektissamme säädimme takaisinkytkentätrimmerit hieman keskikohdan yli oikealle, jolloin saimme mahdollisimman suoran toistokäyrän ja sopivasti vahvistusta.

Kotelointi

Lopuksi vahvistin asennetaan koteloonsa. Laitteen mukana tulee koteloon nerokas “kansilevy”, joka on itse asiassa musta piirikortti, jossa on reiät putkille, liittimille, LEDille ja pakkamuuntajalle sekä kotelon kiinnitysruuveille. Päätemuuntajat tulevat suoraan kansilevyyn kiinni kuusiokolokantaisilla siisteillä ruuveilla ja niiden johdot pujotetaan levyyn asennettavista kumipuslista läpi. Hammondin kotelon ruuvinpaikat osuvat tarkasti kansilevyn reikien kohdalle, mutta jostain syystä kansilevyn reiät ovat vain 3,2 mm kokoiset kun kotelon mukana tulevat ruuvit vaativat 3,5 mm reiät. Onneksi reikiä on helppo suurentaa poraamalla, jolloin kotelon mustat tuumakierteiset ruuvit saadaan sopimaan paikalleen. Viimeistelimme uppokantaruuvien kiinnityksen vielä tulostamalla 3D-tulostimella muoviset prikat ruuvinkantojen alle (kunnon hifistelyä). Sarjan mukana tuli myös setti pallokantaisia M4-ruuveja, mutta ne olivat vieläkin suuremmat.

Koteloon pitää myös porata reiät kaiutinterminaaleille ja asennetaan ne paikoilleen. Tässä on hyvä olla tarkkana, että terminaalit tulevat kohtiin, joissa niillä on tilaa mennä piirikortin ja kansilevyn väliin osumatta mihinkään piirikortilla olevaan osaan. Huomaa, että musta liitin on oikosulussa koteloon eli siihen ei asenneta eristeitä. Tämä maadoittaa kotelon ja parantaa häiriösuojaa. Positiivisen terminaaliin tulee eristeprikka.

Viimeinen työvaihe on juottaa kaiutinjohdot ohjeen mukaan piirikorttiin ja terminaaleihin kiinnitettäviin juotoskorviin. Rakennusohjeissa on tähän hyvät opastekuvat ja sopivat johtojen pituudet helpottavat tehtävää.

Muuntajien johdot juotettuna piirikortille. Osaa johdoista kannattaa lyhentää mutta varaa pitää jättää sen verran että kansilevy yltää kääntymään kuvan asentoon. Keltaiset 4 ohmin lähdöt on niputettu ja eristetty kutistesukalla. Kansi vielä kiinni ja se on siinä.

Sarjassa on mukana on myös 4 kpl piirikortin reikiin sopivia tarrakiinnitteisiä korokepaloja, jotka lienee tarkoitettu estämään kortin taipumista kun audiokaapeleita kiinnitetään 3,5 mm liittimiin. Kuitenkin sarjalle suositellun Hammondin kotelon ja piirikortin alapinnan väliin jää 8 mm rako, johon nämä korokkeet eivät yllä, jos ne laittaa ohjeen mukaan piirikortin reikiin kiinni. Piirikortin taipumisen saa estettyä, jos laittaa korokepalan kotelon oikeaan takanurkkaan eikä kortissa olevaan reikään. Parempi ratkaisu olisi kuitenkin laittaa kortin pohjaan pariin kohtaan 8 mm muoviset korokeholkit ruuvilla kiinni.

Putkisoundit kohdallaan

Lopputuleman oli hieno vahvistin, jonka putkien loiste hämärässä luo jo upean tunnelman.

Mutta miltä vahvistin sitten kuulosti ja riittääkö tuo yhden watin teho mihinkään?

Vahvistinta kuunneltiin vanhoilla “vintage” B&W DM 110i -kaiuttimilla, joiden herkkyys on noin 89 dB (2,83V/1m ) sekä Vilma Audio DIY Peerless- ja Sennheiser HD600 -kuulokkeilla.

Sekä kuulokkeilla että kaiuttimilla normaalikuunteluun sopiva äänenvoimakkuus saavutettiin juuri ennen kuin särö alkoi häiritä. Äänenpainetta saa vielä melko paljon lisää volumea säätämällä, mutta tämä ns. single-ended -rakenne ei jaksa ajaa kuormaa enää tasaisesti, vaan toisto säröytyy, ensin maltillisesti ja sitten varsin selvästi. Tosin edelleen “miellyttävällä” sävyllä. Ääni on putkivahvistimelle tyypillinen, miellyttävä ja lämmin.  Normaalikuuntelussa kuunteluväsymys ei uhkaa - päinvastoin.

Modifioidun kuulokeliitännän ansiosta myös 32 ohmin kuulokkeet soivat kovempaa (vakiokytkennällä kävisi päinvastoin). Myös Sennheiserin HD600 -kuulokkeilla (300 ohmia) ääntä saadaan riittävästi kunhan malttaa pysyä maltillisilla voimakkuuksilla. Äänikuva ei ole ehkä niin tarkka kuin parhailla vahvistimilla, mutta kyseessä on oikeastaan makuasia, sillä lämmin putkisoundi saattaa monille korvata tämän moninkertaisesti.

Vahvistimessa on kuultavissa kuulokkeilla jonkin verran 50 Hz verkkohurinaa. Tämä näkyi myös mittauksissa. Tämä ei todellisuudessa kuitenkaan häiritse, ellei kuuntele klassista jossa on paljon hiljaisia kohtia ja suuri dynamiikka. Kaiutinkuuntelussa hurina ei käytännössä häiritse ja se oli kuultavissa vain aivan kaiuttimien lähituntumassa. Herkimmillä kaiuttimilla hurina saattaa toki kuulua selvemmin.

Mitatut teholukemat olivat hyvin 6 VAC virtalähteellä kohtalaisen vaatimattomat. 8 ohmin kuormalla käyttökelpoinen maksimiteho on noin  0,5 wattia. 4 ohmiin saadaan varmaan enemmän ja 9 VAC virtalähteellä on mahdollista päästä ilmoitettuun 1 wattiin.

Toisaalta single-ended putkivahvistimelle tyypillisesti särö nousee tasaisesti tehon kasvaessa eikä lähes pystysuoraan kun raja tulee vastaan kuten transistorivahvistimilla yleensä käy. Ja juuri tuo harmoninen särö on osa putkivahvistimien “sielua”.

Yhteenveto

Uraltone EL95 oli kaiken kaikkiaan mukava ja melko helppo rakentaa kunhan on vain huolellinen, varoo piirikortin kondensaattorien jännitettä, erityisesti ilman putkia tehdyn testin jälkeen ja käyttää hieman aikaa oikeiden asennuskohtien hakemiselle kaiutinterminaaleille. Toki laitetta ja rakennuskokemusta olisi mahdollista edelleen parantaa. Tuntuu, että suunnittelijalla on jäänyt ohjeiden viimeistely juuri ennen kalkkiviivoja lievästi kesken sillä osalistojen ja tekstin väliset pienet ristiriidat olisi helppo korjata kuten myös puuttuvat maininnat kondensaattoreihin jäävästä jännitteestä ja kutistesukan käyttötarkoituksesta. Paperille tulostettava porausmalli kaiutinterminaaleille olisi myös erinomainen lisä, joka olisi helppo toteuttaa. Samoin kansilevyä olisi helppo muuttaa paremmaksi lisäämällä maataso alapinnalle joka samalla hoitaisi myös potikan maadoituksen. Paperille tulostettava porausmalli kaiutinterminaaleille olisi myös erinomainen lisä joka olisi helppo toteuttaa. Myös lievä 50 hertsin verkkohurina on pieni kauneusvirhe.

Kaikkiaan lopputulos on kuitenki aito ja oikea sekä suorastaan söpö putkivahvistin, joka toimii hienosti yhteen riittävän herkkien kaiuttimien kanssa ja etenkin myös  kuulokevahvistimena. Ja tietenkin se tekemisen ilo ja tunne kun vahvistimesta saadaan ensimmäiset “putkisoundit“ ulos.

Uraltone EL95 -microamp
Hinta189 € (perussarja)
+ virtalähde 25 tai 30 € ja kotelo 14,90 €
EdustajaUraltone Amplification Oy
LisätietojaUraltone.com (sarja)
+ kotelo ja 9 VAC virtalähde
Putket2x EL95 NOS + 1x 6N2 NOS
Teho2 x 1 W
Virtalähde6-9 VAC / 2-3 A (ulkoinen)
Linjatulot1 x 3,5 mm
Kuulokelähtö3,5 mm
Mitat (lxkxs)190 x 90 x 140 mm
Paino2,11 kg