Elektroniikka ja soitinrakennus ›

Juhani_t: Mikä sieltä putkivahvarista menee ilman kuormaa päästeltynä? Putket tuskin huonoa tykkää mutta onko se muuntaja jossa nousee jännitteet koviksi ja alkaa läpilyönnit?
 
Ei jännitteet, vaan päätemuuntajan virrat. Kun virta nousee, tulee liian kuuma ja tapahtuu sulaminen. Päätemuuntaja on aika iso ja painava otus, jolla on jonkinverran hintaa.

ituvirtanen: Ei jännitteet, vaan päätemuuntajan virrat. Kun virta nousee, tulee liian kuuma ja tapahtuu sulaminen. Päätemuuntaja on aika iso ja painava otus, jolla on jonkinverran hintaa.
 
Jos päätemuuntajan toisio on auki eli kuormaa ei ole niin ei siellä kulje virtaakaan?
Ensiövirta kasvaa siis hallitsemattomasti?
Hallitsematon värähtely jollain taajuudella?
Mikä on se mekanismi joka muuntajan kuumentaa ja rikkoo?

Pauli Lappalainen: Jos päätemuuntajan toisio on auki eli kuormaa ei ole niin ei siellä kulje virtaakaan?
Ensiövirta kasvaa siis hallitsemattomasti?
Hallitsematon värähtely jollain taajuudella?
Mikä on se mekanismi joka muuntajan kuumentaa ja rikkoo?
 
Kyllä. Ei siellä virta kulje.
RF-laitteet tuppaavat värähtelemään ja sitä hillitään monin tavoin. Kilowatin RF-vahvistin työntää useamman sentin mittaista valokaarta antenniliittimestä tai anodihatusta, mutta mikä rikkoo pienen AF-putkarin?

Juhani_t: Mikä sieltä putkivahvarista menee ilman kuormaa päästeltynä?
 
https://www.talkbass.com/threads/wh … to-a-tube-amp-with-no-load.1341319/

Moi.
 
Jucciz: Samuli on kohtelias setä, kun moikkaa lukijoita iloisesti joka viestin alussa ja lisää nimensä loppuun - niin kuin kirjettä lukisi. Tässä on tietyllä tapaa hauskaa vanhan liiton meininkiä.
 
Kiitos, vanhaa liittoa tunnen edustavanikin ;).
 

 
ituvirtanen: Kyllä, aina yhtä tyylikäs, asiallinen ja vielä malttavakin mies.
 
Kiitos.
 
T:Samuli

Moi.
 
Juhani_t: Mikä sieltä putkivahvarista menee ilman kuormaa päästeltynä? Putket tuskin huonoa tykkää mutta onko se muuntaja jossa nousee jännitteet koviksi ja alkaa läpilyönnit?
 
Ensimmäisenä vikaantuva osa-alue riippuu vahvistintopologiasta ja osittain siitä tuleeko vikaantumissysäys hyötysignaalista vai käyttöjännitteestä.
Ja toki myös siitä mikä on komponenttien suhteellinen kestävyys ja/tai minkä komponentin on suuniteltu toimivan "sulakkeena".
Putkilaitteiden korkeista sisäisistä jännitteistä johtuen yhden osa-alueen vikaantuminen rikkoo yleensä myös muuta kuin ensimmäisenä hajoavan.
 

 
Serenity: https://www.talkbass.com/threads/wh … to-a-tube-amp-with-no-load.1341319/
 
Sinänsä hyvä viestiketju jopa (nyky)TalkBass-mittakaavassakin, mutta olennaisen tiedon suodattaminen Jenkkilän elektroniikkasuunittelukoulutusta vuosikymmenten varrella ruotivien joukosta on vähintäänkin haastavaa.
Lisäksi lähinnä kahdesta todellisesta asiantuntijasta joiden vastauksille kannattaa ainakin mun mielestä antaa enemmän painoarvoa, toisella vastauksia suitsii työnantaja/asema (Agedhorse) ja toisella vaikuttaa lukuisat koetut infarktit (Bassman Paul).
Muut TalkBassin entiset tai nykyiset vahvistinsuunittelijat ja -teoreetikot ovat näemmä pitäneet jälleen kerran parempana olla tällä(kin) kertaa osallistumatta ;).
 
Osallistumattomuuden toisaalta ymmärtääkin, vaikka monasti ruodittu aihe kokonaisuutena mielenkiintoinen onkin, ydinasia jota juuri tässä viestiketjussa kysytään ja "ongelma" jota yritetään ratkaista ei ole etenkään kaupallisten vahvistinten kantilta olennainen, eikä täydellisesti edes ratkaistavissa.
Ulostulojakin oikosulkeminen tai sopivalla tehonkestolla varustettu "keinokuorma" lankavastuksella toteutettuna kattaa 99% loppukäyttäjän kämmeistä muutaman euron rahallisella panostuksella.
 

 
Jos joku osa-alue joka muuntajasovitteisissa topologioissa yleensä vikaantuu kun suunittelun lähtökohtana ollut kuorma muuttuu suuntaan tai toiseen, on se sekä omakohtaisen kokemuksen että niin kirjallisuus- kuin netti"tiedonkin" perusteella ehdottomasti päätemuuntaja.
Riippumatta päätemuuntajan tyypistä: SE-A, SE-A-OTL, PP-A, PP-A/B, PP-A/B-OTL, PP-D, jne. ja soveltuvin osin edellisten UL-variantit, edes auttavan äänenlaadun audiopäätemuuntaja on kustannuksiltaan yleensä liki puolet kokonaisvalmistuskustaanuksista "tavallisessa" ~100W MI-vahvistimessa.
Mitä matalampien taajuuksien toistoon pyritään, sitä suuremman siivun päätemuuntaja kustannuksista haukkaa.
Paine kustannussäästöihin on kaikessa kaupallisessa toiminnassa iänpäivän ollut kova, joten varsin usein päätemuuntaja alimitoitetaan jo äänellistenkin ominaisuuksien vuoksi.
 
Olisi täysin mahdollista valmistaa muuntajakytketty putkivahvistin jossa ehjät spekseissään olevat putket hajoaisivat ennen päätemuuntajaa, mutta kustannukset pompsahtaisivat, ja läpilyövät putket todennäköisesti silti rikkoisivat päätemuuntajan, tai ainakin vaurioittaisivat sitä.
 

 
Maallikolle selkein termein selitystä syistä miksi päätemuuntaja hajoaa jos kaiutinkuormaa ei ole, se äkillisesti katoaa, tai sen suuruus muuttuu suunitellusta, on likipitäen mahdotonta antaa koska rautasydämisten kelaparien lainalaisuudet ja terminologia pitäisi tuntea.
Ja jos nuo lainalaisuudet ja terminologian tuntee ja osaa lukea putkikäppyröitä edes auttavasti, vastaus on kokolailla ilmiselvä.
Erilaiset vahvistintopologiat ja/tai negatiivisen takaisinkytkennän toteutustavat tuovat soppaan omat mausteensa, mutta kokonaiskuvassa nuo jäävät kirkkaasti kärkipaikalta.
 
Eikä kannata missään nimessä tuntea häpeää tai alemmuudentunnetta jos kyseisiä asioita ei tunne, alan oppilaitoksissakaan noita osa-alueita ei ole 70-luvun jälkeen mainittu edes sivuhuomautuksena ellei joku ole vartavasten kysynyt.
 
Veikkaisin että jokainen alle viiskymppinen on nuo asiat oppinut joko joltain vanhemmalta gurulta jos on ollut erityisen onnekas, tai yleensä alan kirjallisuudesta.
Nykyaikana netistä on toki mahdollista löytää sama tieto, mutta ainakin omasta mielestä silloinkin parhaiten digitoiduista vanhoista alan oppikirjoista.
 

 
Koska maallikkotermein selittäminen on haasteellista, lopuksi pari "pakollista" analogiaa :D.
 
Muistaakseni jäsen Kivi jossain ikivanhassa mnet-viestiketjussa vertasi tilannetta kuulantyöntäjään jolta kesken työnnön napataan kuula kädestä, tai kuulantyöntäjä tekee täydellä voimalla työntöliikkken ilman kuulaa, ja sen seurauksena käsi menee paskaksi.
 
Kaikkien rakastamien autoanalogioiden avulla tilanne toisaalta vastaa jotakuinkin tehokkaan auton kanssa täydellä kaasulla vetävät pyörät ilmassa kiihdyttämistä, tai täyskaasulla ja täydellä kuormalla suoritettua hyppyä hyppyristä.
 
Kumpainenkaan analogia ei vastaa kuormatonta muuntajakytkettyä putkivahvistinta kuin osittain, mutta lopputulos on käytännössä sama: jotain olennaista hajoaa.
Se mitä hajoaa, ja kuinka pahasti, riippuu niin noissa analogioissa kuin aiheena olevassa putkivahvarissakin monituisista eri syistä.
 
T:Samuli

Eli kovin yksinkertaistetusti laitettuna: huonosti tehtyjä vimpaimia.
 
Yhtään PA-vahvistinta ei menisi kaupaksi jos suojaukset olisivat tuolla tasolla.
 
Tai ahdettua dieselmoottoria ilman säädin/kierrostenrajoitinsysteemiä.
Lämä tiskiin, niin kiertää kunnes räjähtää.
 
Tai lämminvesivaraaja ilman varoventtiiliä
 
Tai .....

basisti1971: Moi.
Maallikolle selkein termein selitystä syistä miksi päätemuuntaja hajoaa jos kaiutinkuormaa ei ole, se äkillisesti katoaa, tai sen suuruus muuttuu suunitellusta, on likipitäen mahdotonta antaa koska rautasydämisten kelaparien lainalaisuudet ja terminologia pitäisi tuntea.
Ja jos nuo lainalaisuudet ja terminologian tuntee ja osaa lukea putkikäppyröitä edes auttavasti, vastaus on kokolailla ilmiselvä.
T:Samuli
 
Ihan hyvä välikommentti. Edelleenkin; mikä siellä menee ja miten? Olkoon esimerkkinä vaikka kaikkien tuntema Marshall Kaikki me olemme muuntajista laskuharjoitukset ja labrat aikoinaan tehneet joten ei pidetä sitä esteenä.
 
https://mhuss.com/MyJCM/JCM800_2204.gif
 
Omastani en saanut mitään rikki. Ihmettelin vain että miksi ei kuulu mitään ja että mikä ritisee. Selviä läpilyönnin ääniä mutta tuliko ne putkista vai muuntajasta?

ituvirtanen: Putki Trankut taas kestävät usein ulostulon
 
Tämä kyseinen trankkupeli kärähtää kuulemma hyvinkin helposti. Kajarinvaihtajat ovat asian todistaneet kun onkin jäänyt piuhat kytkemättä.

Moi.
 
Pauli Lappalainen: Eli kovin yksinkertaistetusti laitettuna: huonosti tehtyjä vimpaimia.
 
Voihan asian toki noinkin ajatella.
Toisaalta voi myös ajatella että valtaosalla on mahdollisuus hankkia tuollainen "huonosti tehty vimpain" ja käyttää sitä normaali elinkaarensa ajan kunhan muistaa aina kytkeä kaiutinkuorman käytettäessä.
 

 
Pauli Lappalainen: Yhtään PA-vahvistinta ei menisi kaupaksi jos suojaukset olisivat tuolla tasolla.
 
Ei ehkä tänä päivänä montakaan, mutta älykkäät ja oikein toimivat suojaukset ovat vasta DSP:n, D-luokan vahvistinasteiden ja hakkurivirtalähteiden mukanaantuomia "kylkiäisherkkuja".
Pitkälle -00 luvulle perinteiset peruskäyttäjän kivirekivahvarit lineaarivirtalähteineen joihin pelkän virranrajoituksenkin tekeminen on suhteellisen haastavaa pikkubudjetilla, olivat joko ilman suojauksia tai korkeintaan mukaan oli ympätty joku halpa lähdön tasajänniteindikointi.
Pro-tason vehkeissä suojauksia toki oli, mutta niin oli pro-hintalappukin.
Samalla tapaa löytynee kuvetta kaivamalla putkivahvistimia joissa sisäinen keinokuorma mahdollistaa sen että käyttäjä voi olla hivenen keskimääräistä yksinkertaisempi.
 

 
Pauli Lappalainen: Tai ahdettua dieselmoottoria ilman säädin/kierrostenrajoitinsysteemiä.
Lämä tiskiin, niin kiertää kunnes räjähtää.
 
Jos kuorma yhtäkkiä katoaa tai sitä ei ole lainkaan, aniharva nykyisistä(kään) dieselohjausjärjestelmistä estää täystuhon.
 
Ja lasken tuhoksi myös jos venat ottaa "ihan hituruikkusen" mäntiin kiinni.
 

 
Pauli Lappalainen: Tai lämminvesivaraaja ilman varoventtiiliä
 
Kas kun ei piha ilman sadettajaa :D.
 
Varoventtiilin analogia on ainakin toistaiseksi ollut lähempänää sulaketta kuin kuormaa.
 
T:Samuli

Moi.
 
Juhani_t: Edelleenkin; mikä siellä menee ja miten? Olkoon esimerkkinä vaikka kaikkien tuntema Marshall
 
Vastaus kysymykseen mikä on kohtuullisen yksinkertainen, tavallisimmin päätemuuntajan ensiö lyö läpi syystä tai toisesta.
Hajottaako läpilyönnin seurauksena muuttunut kuorma jotain, se on toinen juttu se.
 
Miten on jo hastavampi vastata koska kuten jo aiemminkin mainitsin, tuo riippuu niin käytetyistä osista kuin vahvistintopologiastakin.
 
Marshall on vuosikymmenten saatossa muuttanut päätekytkentää ja komponentteja soundimieltymysten perusteella kuten aikaansa seuraavan ja asiakaidensa toiveet huomioonottavan yrityksen kuuluukin, joten kaikkia saman valmistajan päätteitä on hivenen paha niputtaa samaan läjään.
 
Marshallin käyttämät suunitteluperusteet ovat kuitenkin kautta linjan olleet kapeammat kuin monilla kilpailijoistaan ja tuosta syystä likipitäen kaikista heidän varteenotettavista vahvistimistaan löytyy impedanssinvalintakytkin.
En ole tarkempaa analyysiä tehnyt siitä miten joku tietty Marshallin kytkentä käyttäytyy impedanssin muuttuessa suunitellusta, mutta netistä moinen mitä luultavimmin löytyy ainakin osaan (väärin-)kytkentävaihtoehdoista.
 

 
Juhani_t: Kaikki me olemme muuntajista laskuharjoitukset ja labrat aikoinaan tehneet joten ei pidetä sitä esteenä.
 
Pitäisin hienona että meistä mnettiläisistä edes 1% on laskeskellut äänitaajuuspäätemuuntajien käyttäytymistä eri tilanteissa vaikka jännite- ja virtamuuntajalaskuja joskus olisikin suorittanut syystä tai toisesta.
 
Tuosta yllälinkitetystä TB-viestiketjusta saa osviittaa siitä mitä tapahtuu kuorman puuttuessa, mutta ainakin pikaisella lukemisella olen jäsen Agedhorsen kanssa samaa mieltä ettei tuossakaan selityksessä ihan kaikki ole kohdallaan.
 
Korkea muuntosuhde ja edes jonkinasteinen taajuusstabiilisuus aiheuttaa päätemuuntajan suunitteluun ja valmistamiseen haasteita.
Etenkin tuo stabiilisuus edellyttää että niin generaattorin ulostulo kuin kuormakin on pysyy suunitellulla tasolla.
Jos varsinainen suuniteltu kuorma -eli tässä tapauksessa kaiutin- poistetaan, generaattorin kuormana on lähinnä rautahäviöt, kelojen reaktanssit ja mm. Marshallin tapauksessa negatiivinen takaisinkytkentä ja sen komponentit.
Generaattorikaan ei toimi suunitellusti koska silläkin suunitteluperusteina on viimekädessä kuorma.
Sama koskee tietysti negatiivista takaisinkytkentää, senkin suunitteluperusteena on tasoittaa tietynlaiseen kuormaan annettavan tehon taajuuskäyttäytymistä, ei sattumanvaraiseen.
 
Syvemmälle en aio selitystäni ulottaa koska huomattavasti mua pahaista harrastelijaa viisaammat ja perehtyneemmät ovat kaikki mahdolliset variaatiot jo vuosikymmeniä sitten paperille laittaneet, ja netistä halukas ne varmasti löytää.
Jos lontoo ei taivu, klassinen Kuuselan Vahvistimet-kirja antaa osviittaa siitä miten putkivahvistin käyttäytyy kuorman muuttuessa.
 
Kysymys on myös pitkälti hypoteettinen, puolikkaalla aivosolulla varustettu muusikko on kuullut, lukenut ja tajuaa että muuntajakytketyn vahvistinasteen kuormitusimpedanssi on tarkka ja tärkeä, kuten myös sen että jos kämmi syystä tai toisesta käy, päätemuuntajaa ei ainakaan itse korjata vaan vaihdetaan tai viedään ammattikäämijälle entrattavaksi.
 
T:Samuli

Tykkään tuosta lempeän kärsivällisestä ja perinpohjaisesta tarinointitavasta. Voisi opettajaksi luulla.

Jymi: Asiaa mitenkään tutkimatta pohdiskelin että onkohan mahdollista että päätemuuntajan käämi värähtelee silloin kun vahvistinta ajetaan ilman kuormaa?
 
Kaipa se mahdollista on. Keinokuormavastukseen soittaessa kuuluu soitto päätemuuntajasta hiljaisella äänellä, joten kyllä siellä liikettä tapahtuu. Eri asia toki missä välissä - voihan ne rautalevytkin liikkua.
 
Todennäköiseksi vikaantumismekanismiksi tästä ei kyllä kitaravahvistimessa ole. Päätemuuntajan alkaessa leikkiä tulpatonta sytytyspuolaa tapahtuu läpilyönti ennemmin tai myöhemmin jossain. Toivottavasti halvassa paikassa.

Moi.
 
Jymi: Asiaa mitenkään tutkimatta pohdiskelin että onkohan mahdollista että päätemuuntajan käämi värähtelee silloin kun vahvistinta ajetaan ilman kuormaa?
 
Varmasti värähtelee kuormatta, mutta toisaalta niin tekee kuorman kanssakin.
Värähtely on vaan niin heikkoa että hyötysignaali ja kohina peittää sen alleen.
Kuormatta värähtely on tietysti hallitsematonta ja ennalta-arvaamatonta, joten jos sen antaa jatkua pitkään, mitä luultavimmin tuollakin voi olla oma osansa päätemuuntajan vikaantumisessa.
 
Toisaalta etenkin putkipäätemuuntajan tapauksessa, virhekäyttö on poikkeuksetta niin lyhytaikaista ja tehot pieniä, etten usko että tuosta reaalimaailmassa olisi selittämään miksi päätemuuntaja ilman kuormaa lyö läpi.
 
Yhtäkkisellä kaiutinkuorman katoamisella tai suunnitellusta poikkeavalla kuormalla käytettäessä ennalta-arvaamaton värähtely on ainakin teoriassa todennäköisempää.
Mutta koska päätemuuntajien toleranssit ovat varsin laajat, ja valtaosa valmistajista käyttää päätemuuntajia joita sillä hetkellä helpoimmin/halvimmalla sattuvat saamaan, vikaantumisherkkyys olisi tuossakin tapauksessa varsin sattumanvaraisesti yleistettävissä.
Edes saman valmistajan samanlaisiin vahvistimiin.
 
Joten samaa mieltä kuin yllä: todennäköiseksi vikaantumistavaksi tuosta ei minunkaan mielestä ole.
 

 
Jymi: ...tietyissä virhetilanteissa käämin saa värähtelemään, jolloin käämilangan eristeet mekaanisesti hieroutuvat puhki. Tuloksena tietenkin oikosulku käämipakan sisään.
 
Likipitäen kaikki muuntajat -etenkin verkkomuuntajat- värähtelevät jollain taajuudella ehjinäkin.
Varsin usein värähtelyn aiheuttama ääni on kuitenkin peräisin raudasta, tai löysän kelarungon liikkeestä.
Se onko värähtely tunnettavissa/kuultavissa, se riippuu jälleen kerran monesta eri seikasta.
 
Joskus nuorempana kun ei ollut vielä jöpäkästä jarruvastuksesta tehtyä keinokuormaa, käytin lieden massalevyä.
Tuonkin saa iloisesti soimaan (huonolla taajuusvasteella) jo sadan watin teholla, jotkut pienemmälläkin.
Isot lankavastuksetkin "laulavat", tosin hyvin heikosti.
Ja noissa ei varsinaisia liikkuvia osia ole lainkaan, kaikki on valettuja johonkin väliaineeseen.
 

 
Jymi: Onkohan tätä mahdollisuutta vikaantumismekanismina kukaan tutkinut?
 
En ainakaan itse ole tuollaista tutkimusta löytänyt, ja em. syistä johtuen en oikein usko että kukaan olisi vaivautunut.
 
T:Samuli

Tähän minun dilemmaan taisi löytyä ratkaisu. Laitoin vahvarin palasiksi ja päätteestä löytyi TDA7293 vahvistin.
 
https://www.st.com/resource/en/datasheet/tda7293.pdf
 
Speksien mukaan tuon pitäisi toimia 4 ja 8 ohmin kuormilla molemmilla ilman ongelmia.