Kun sähkölaitteen toiminan kanssa tulee ongelmia on laite hyvä viedä asiansa osaavaan huoltoon. Paljolta vaivalta, ja mahdollisesti huoltolaskulta, vältytään kun tehdään yksinkertaisimmat tarkistukset ja huoltotoimenpiteet itse.

Yleiset tarkistukset

Nämä on hyvä käydä läpi vaikkei vahvistimessa olisikaan vikaa. Jos laite on ostettettu käytettynä on lista syytä käydä läpi ennen laitteen käynnistämistä.

1. Verkkojohto. Tarkista että verkkojohto on ehjä ja, jos se on irrotettavaa mallia, kunnolla kiinni molemmista päistä.

2. Sulakkeet. Tarkista kaikkien sulakkeiden kunto ja varmista että ne ovat oikeata kokoa ja tyyppiä. Käyttäjä voi vaihtaa kaikki sulakkeet, jotka on vaihdettavissa purkamatta laitetta. Jos sulake palaa uudestaan vie laite huoltoon. Yleensä kitaravahvistimien sulakkeet ovat hidasta tyyppiä (T), mutta joissakin on käytetty myös nopeita (F) sulakkeita. Sulakkeen arvon pitää olla täsmällisesti oikea. Sullakkeita kannattaa aina pitää varalla.

3. Kaiuttimien impedanssi. Tarkista että kaiuttimet ovat oikeaa impedanssia ja impedanssin valintakytkin on oikeassa asennossa. Tämä on erittäin tärkeää.

4. Kaiuttimien johdotus. Tarkista että kaiutinjohdotus on kunnossa, kaapeli on asiallista ja liittimet / juotokset ovat kunnossa. Jos käytät erillistä kaiutinkaappia tarkista vahvistinmen ja kaiutinkaapin välinen kaapeli. Kaapelin tulee olla hyvälaatuinen (halpis kaapelit muualle) ja hyvässä kunnossa. Pätkivä kaiuttimen johdotus tai kaiutinkaapeli voi rikkoa putkivahvistimen! Pienille signaaleille tarkoitettu instrumentti / kitarakaapeli ei ole kaiutinkaapeli.

5. Laitteiston muut kaapelit. Usein huoltoon tuodaan vahvistimia joissa ei ole vikaa vaan syynä on viallinen kaapeli kitaran ja vahvistimen välisessä lenkissä tai rikkinäinen pedaali.

6. Putket. Putkista ei yleensä ulkoisesti näy onko ne kunnossa vai ei. Tarkista kuitenkin että putket ovat kunnolla kiinni vahvistimessa. Voit ottaa putket yksitellen pois ja laittaa ne takaisin varmistaaksesi kunnollisen kontaktin putken ja kannan välillä. Jos joku putki on selvästi mustunut muihin verrattuna tai putken yläosa on muuttunut valkoiseksi (ns ylioppilas) on putki viallinen eikä vahvistinta saa käynnistää ennen putken vaihtoa.

Putkien mikrofonisuuden voi testata naputtelemalla putkia muovisella tai puisella tikulla (esim. kynä). Vahvistin pitää olla päällä, sisäänmenoon ei kytketä soitinta ja volumet pitää olla kovalla. Kun putkia naputtelee pitäisi koputtelu kuulua kaiuttimesta vaimeasti suhteessa vahvistimen tehoon. Jos jonkun putken kohdalla ääni on selvästi kovempi kuin toisten voi putki olla viallinen (ts liian mikrofoninen). On vaikea sanoa milloin putki on liian mikrofoninen. Jos putket kilisee kaiuttimen kautta soittaessa on mikrofonisuus tietysti ongelma, mutta kaikki putket ovat jollakin tasolla mikrofonisia. Huomaa että vika ei välttämättä ole putkissa vaan huonosti suunnitellussa vahvistimessa tai väärin valituissa putkityypeissä.

Etuasteputkia voi vaihtaa jokainen käyttäjä itse, mutta pääteputkien vaihto vaatii usein biasoinnin. Biasointi ohjeet löytyy sivuiltamme.

7. Kaiuttimet. Jos epäilet että kaiutinelementissä voisi olla vikaa tee seuraavat testit:

Mittaa yleismittarin ohmi asetuksella (pienin asteikko, esim. 200 ohm) kaiuttimen + ja – napojen välinen resistanssi. Jos kaiutin on 8 ohminen, pitäisi mittarin näyttää 6-7 ohmia, jos taas 4 ohminen noin 3 ohmia jne. Jos mittari näyttää ääretöntä on kaiuttimen puhekelan lanka todennäköisesti poikki.

Jos kaiutin särisee tai soiton seassa kuuluu säröisiä haamunuotteja voit testata hankaako puhekela magneettia vasten. Paina kaiuttimen kartiota kevyesti (ja suoraan) sisäänpäin. Jos painellessa kuuluu hankaava ääni on keskitys pettänyt ja kaiutin pitää korjata tai vaihtaa (useimmiten halvempi vaihtoehto). Tarkista samalla myös kartion kunto. Kartion repeämät voi usein korjata kumiliimalla ja teepussin paperilla. Liimaukset ei välttämättä vaikuta soundiin ja kestää kunnolla tehtynä vuosikausia.

Yleisimmät vikatilanteet

1. Vahvistin on täysin mykkä eikä merkkivalo pala

Tarkista ensin sulakkeet, verkkopiuha ja merkkivalo (jos poltin on vaihdettavissa ilman laitteen purkamista). Kokeile laitetta toisessa pistorasiassa. Jos nämä ovat kunnossa mutta vahvistin ei toimi vie laite huoltoon.

2. Vahvistin on täysin mykkä mutta merkkivalo palaa

Tarkista sulakkeet ja kaiutinkytkennät. Jos laitteessa on putkitasasuuntaus tarkista myös se. Jos nämä ovat kunnossa mutta laite ei toimi vie vahvistin huoltoon.

3. Ääntä kuuluu kaiuttimesta mutta tehot ovat tippuneet, ääni säröytyy helposti tai soundi vain ei ole terve

Tarkista kaiutinkytkentä ja muu kaapelointi ja putket ulkoisesti. Jos et löydä näistä vikaa on todennäköisin vikapaikka putkissa (ja yleisimmin pääteputkissa). Etuasteputkia voit kokeilla vaihtaa itse, mutta pääteputket vaativat usein biasoinnin.

Kun putket alkavat olla tiensä päässä voi vahvistin oireilla seuraavanlaisesti: tehot vähissä / “puhti poissa”, soundi tummuu, botne on poissa, häiriöt / hurinat lisääntyy jne.

4. Ostin laitteen mutta soundi ei ole hyvä / sellainen kun kuvittelin sen olevan, laitteessa lienee vikaa

Useimmiten ei. Monet ostavat vahvistimia kokeilematta nettikirjoittelujen perusteella ja pettyvät kun vihdoin pääsevät testaamaan laitetta. Melkein jokaisen laitteen soundia kehuttaan jossakin foorumissa tai jollakin tupakkapaikalla, mikä ei missään nimessä tarkoita että kaikki laitteet olisivat hyväsoundisia.

USD kurssin romahdettua ovat kuluttujat alkaneet tilailla internetin kautta sähkölaitteita USA:sta enenemissä määrin. Toimituskulujen, tullimaksujen ja ALV:n lisäyksen jälkeenkin kokonaiskustannukset jäävät usein Suomen hintoja halvemmaksi. Suomeen on jopa rantautunut ns. jobbareita jotka ostavat laitteita USA:sta (lähinnä ebay:sta) ja myyvät niitä hyvällä voitolla kotimarkkinoillamme, joko soitinliikkeissä ja etenkin internetin myyntipalstoilla (muusikoiden.net jne). Tässä artikkelissa käsitellään 110-120VAC verkkovirtalaitteen käyttämistä Suomen 230VAC verkkojännitteellä.

Kun laite on kotipöydällä tarkistetaan ensin voiko laitetta käyttää suoraan 230VAC:lla. Takapaneelista selviää mille verkkojännitteelle laite on tarkoitettu ja onko laitteessa valintakytkintä verkkojännitteelle. Jos tällaista ei löydy luetaan vielä manuaali läpi ja tarvittaessa kysytään valmistajalta sopiiko laite 230VAC verkkojännitteelle ilman suurempia modifikaatioita tai lisälaitteita. Jos ei, meillä on muutama vaihtoehto edessä:

1. Käytetään ulkoista Suomi-USA (230-115V) välimuuntajaa. Välimuuntajaa valitessa pitää ottaa huomioon muutama seikka. Mikä on laitteen tehonkulutus (ei siis antoteho kaiuttimille tms). 50W vahvistimessa se voi olla esim. 150VA, jolloin valitaan välimuuntaja, joka pystyy antamaan jatkuvana vähintään 150VA:ta eli käytännössä 200VA-350VA mallit ovat sopivia. Osa välimuuntajista on suojaerotettuja ja osa suojaerottamattomia. Jos laitteessa on maadoitettu  (kolmepiikkinen pistoke) emme voi käyttää suojaerotettua muuntajaa. Esim. Suomessa yleisesti myytävät erittäin laadukkaat 230-115V trafox (muuntosähkö) välimuuntajat ovat suojaerotettuja. Maadoitettujen laitteiden kanssa käytetään suojaerottamattomia (ja suojamaadoitettuja) muuntajia. Jos taas laitteessa on perinteisempi 2-piikkinen eli maadoittamaton pistoke pitää meidän käyttää suojaerotettua muuntajaa. Suojaerotettujen muuntajien kanssa hurinaongelmat ovat yleisiä. Lisäksi ulkoiset erotusmuuntajat ovat painavia, epäkäytännöllisiä ja monesti kalliita. Jenkeissä myydään paljon lähes vaarallisia erotusmuuntajia, onneksi Suomessa ei näitä juuri näe kaupoissa. Käytä siis aina vain laadukkaita tunnettujen valmistajien välimuuntajia.

2. Asennetaan laitteen sisään kiinteä 230-115V muuntaja. Laitteesta tehdään suojamaadoitettu. Hammondilta löytyy joitakin sopivia muuntajia:

Tämä on järkevä vaihtoehto silloin kun verkkomuuntajaa ei pystytä muuttamaan ja lisättävä muuntaja mahtuu siististi ja turvallisesti vahvistimen sisälle. Muuntajat ovat halpoja, mutta työtä tässä on jonkin verran.

3. Vaihdetaan verkkomuuntaja vastaavaan mutta 230VAC malliin. Tämä on aina paras vaihtoehto, kunhan vain sopiva muuntaja löytyy. Vanhojen vahvistimien tyyliä pitää kunnioittaa, joten suosittelen muita vaihtoehtoja silloin kun tyyliin sopivia muuntajia ei ole saatavilla. Hammondilla on onneksi loistava valikoima laadukkaita kopioita vanhoista Fender, Marshall, Vox yms muuntajista.

Nämä muuntajat sopivat monesti myös muun merkkisiin saman aikakauden vahvistimiin hienosti. Olemme esimerkiksi asentaneet Hammond Fender-muuntajia moniin muun merkkisiin 40-60-luvun jenkkilaitteisiin. Muuntajan vaihto ammattitaitoisessa huollossa kestää usein 1-2 tuntia eli kustannukset jää lopputulokseen nähden kohtuullisiksi. Samalla huollossa kannattaa tehdä vanhaan laitteeseen perushuolto.

Huoltogalleriassamme on esimerkkejä verkkomuuntajan vaihdosta.

Uudet laitteet

Uusiin vahvistimiin harvoin löytyy sopivia verkkomuuntajia. Monissa on käytetty puolijohteita putkien kanssa, jolloin perinteiset putkivahvistimien muuntajat eivät käy. Esimerkkinä Mesa Boogiet ovat olleet  korkeiden hintojen vuoksi suosittuja tilaustuotteita rapakon takaa. Näihin ei yleensä saa korvaavaa muuntajaa. Valmistaja ei ole vastannut kyselyihin ja maahantuojan kautta muuntajien tilaaminen ei ole onnistunut. Sama palvelun puute ikävä kyllä koskee myös monia muita valmistajia. Tällaisten vahvistimien tilaamista kannattaa harkita kaksi, tai kolmekin kertaa. Monet high gain vahvistimet ovat lisäksi melko vikaherkkiä. Kannattaa muistaa ettei valmistajan virallinen maahantuoja vastaa takuusta jos laite on tilattu maahantuojan ohi.

Ostaako vaikko ei?

Näkemykseni mukaan monesti tavaran tilaaminen jenkeistä kannattaa, mutta ei läheskään aina. Vanhoissa vahvistimissa tämä voi olla joskus ainut vaihtoehto kun suomen markkinoilla ei tavaraa ole tai se on kohtuuttoman kallista. Kannattaa kuitenkin aina varautua joidenkin satojen eurojen muutoskustannuksiin. Tämän lisäksi käytetty laite on aina käytetty laite ja vaikka kuinka myyjä vakuuttaa sen olevan täysin kunnossa hyvin harvoin näin on. Huippuosaajan huoltama voi todellisuudessa olla tee-se-itse miehen purkkaviritelmillä paikkaama. Aina on tietysti mahdollista että halvalla saat huipputavaraa. Homma on järkevää kunhan tiedostaa riskit ja mahdolliset lisäkustannukset. Suomessa on tällä hetkellä runsaasti jobbareiden maahantuomia jenkkisähkölle tarkoitettuja laitteita käytettyjen markkinoilla. Minusta jos laite ei toimi suoraan 230VAC:lla voi hinnasta tiputtaa verkkomuuntajan vaihdosta aiheutuvat kustannukset suoraan pois ja vähän enemmänkin lisävaivasta. Jos laite on jo muutettu tai huollettu kannattaa varmistaa että sen on tehnyt asiansa osaava huolto. Kyse on oleellisesti sähköturvallisuuteen vaikuttavasti muutoksesta, jonka vain ammattilainen saa tehdä!

14.1.2010 Mikko Kankaanpää

Viime vuosina rakentelijoiden keskuudessa on kohistu uudesta tavasta säätää putkikitaravahvistimen ulostulotehoa.  Systeemin lanseerasi ja kaupallisti kitaravahvistinrintamalla ensimmäisenä Kevin O´Connor ja kutsui sitä Power Scaling:ksi. Idea on hyvin yksinkertainen: säätämällä pääteputkien käyttöjännitettä voidaan säätää vahvistimen ulostulotehoa ja saavuttaa pääteastesäröä pienemmillä äänenpaineilla. Toteutus melkein yhtä simppeli: tehdään jännitteensäätö perinteisellä säädettävällä transistoriregulaattorilla (ns. series pass regulator). Kytkentä on erittäin vanha, jo virtalähteiden alkuajoilta, vaikkakin monipuolisemmat ratkaisut ovat nykyään käytetympiä. Tarkoitukseemme kytkentä kuitenkin sopii erittäin hyvin. Jostain syystä kytkentään liittyy erittäin paljon mystiikkaa, jota ei vähennä eri valmistajien keksimät omat nimitykset samalle yksinkertaiselle säädettävälle jännitelähteelle. Tässä artikkelissa kerrotaan yksinkertainen, mutta tehokas tapa toteuttaa säädettävä jännitelähde putkivahvistinkäyttöön. Ensiksi käsittelemme kytkentää teoriatasolla ja lopuksi katsomme miten sitä voi hyödyntää kitaravahvistimissa tai labra-virtalähteissä.

Kaikkein yksinkertaisimmillaan kytkentä näyttää tältä:

Mosfet T1:n sisäänmenoon (nielu, eng. drain) johdetaan b+ jännite tasasuuntaajalta. Jännite ohjataan potentiometrin P1 kautta transistorin hilalle (eng. gate). Transistorin ulostulon (lähde, eng. source) ja hilan välinen potentiaaliero on vain muutama voltti, mikä johtaa siihen että säätämällä hilan jännitettä säätyy myös Mosfetin ulostulojännite. Näin pystymme potentiometrillä säätämään transistorin ulostulojännitettä eli meillä on säädettävä jännitelähde. Transistorin virtavahvistuksen ansiosta pystymme erittäin pienellä virralla (potentiometrin läpi kulkeva virta) säätämään suuria virtoja (sisäänmenosta ulostuloon kulkeva virta). Potentiometrin ja maan välissä oleva vastus R, rajoittaa jännitesäätöä skaalan alapäässä. Kytkennän ulostulojännite on hilajännite vähennettynä transistorin kynnysjännitteellä. Jos käytämme mosfettia maksimi ulostulojännite on siis muutaman voltin alhaisempi verrattuna sisäänmenojännitteeseen. Rajoitusvastus R:n käyttö on järkevää, jotta säätö on lineaarinen, eikä mene turhaan tarpeettoman alas. Ensimmäinen esimerkkikytkentämme sisältää kuitenkin muutaman ison ongelman.

Ensimmäisenä lisäämme komponentit suojaamaan transistoria vioittumasta. Lisäämme transistorin lähdöstä (source) hilalle (gate) zenerin, jottei mosfetin maksimi gate-to-source jännite missään tapauksessa pääse ylittymään. Mosfetit ovat erittäin herkkiä värähtelyille, joten niiden kanssa tulee aina käyttää ns. gate-stopper vastusta. Tämä vastus tulee sijoittaa niin lähelle transistoria kuin mahdollista. Käytämme esimerkissämme 220 ohmin vastusta.

Tämän tyyppinen kytkentä toimii jo käytännössä ja sitä hydyntää mm. Dana Hall VVR -nimellä kauppaamassaan systeemissä. Kytkennässä on kuitenkin edelleen muutama ongelma. Ensiksi potikan yli vaikuttaa käyttöjännite kokonaisuudessaan. Ongelmaa voidaan pienentää käyttämällä erittäin korkealaatuisia potentiometrejä, mutta silti on hieman arveluttavaa ja epäluotettavaa säätää potentiometrillä suoraan jopa 500V jännitettä. Jälleen kerran ongelmaamme löytyy helppo ratkaisu.

Vaihdamme potikan tilalle toisen mosfetin toimimaan “säädettävänä vastuksena” (aivan kuten ensimmäinenkin transistori!). Voimme tällöin käyttää pienjännitettä säätämään transistorin T3 sourcen ja drainin välistä huomattavasti korkeampaa jännitettä. Otamme potikan P1 jännitteen huomattavasti suuremman vastuksen R6 kautta jolloin saamme sopivan jännitteen mosfetin T3 hilalle. Potikan yli vaikuttaa vain muutaman voltin jännite jolloin kytkentä on turvallinen käyttäjälle ja hellä potentiometrille pidentäen sen käyttöikää huomattavasti. Potikan yli on kytketty 12V Zener joka suojelee potikkaa, jos se irtoaa maa potentiaalista ja alkaa kellumaan käyttöjännitteessä, mikä on kyllä erittäin epätodennäköistä.  Tämän suojan vuoksi ei ole mahdollista että potentiometrin yli vaikuttaa yli 12V jännite.  Voimme siis turvallisin mielin viedä potentiometrin kauas kytkentälevystä eikä tarvitse huolehtia pahimmasta mahdollisesta skenaariosta, käyttöjännitteen karkaamisesta potikan kautta laitteen runkoon.  Zener suojaa myös T3:sta estäen gate-to-source -jännitteen nousemasta yli sallitun. Tällaisenaan kytkentä on jo erittäin käyttökelpoinen, mutta voimme parantaa sitä entisestään pienillä lisäyksillä.

Mitä tapahtuu jos pääteputkemme alkaa, vaikkapa bias potikan pettäessä, viemään normaalia korkeampaa virtaa? Sulakkeet paukkuu ja pahimmassa tapauksessa virtalähteemme transistori tai jopa verkkomuuntaja vioittuu. Entä jos haluamme putkitasureista tuttua notkumista virtalähteeseemme?

Ratkaisu molempiin on virranrajoitin. Kytkentään on hyvin yksinkertaista lisätä (jopa säädettävä) virranrajoitin. Lisäämme T1:n lähdön ja hilan väliin transistorin T2. Kytkentä toimii seuraavankaltaisesti: T3 kannan ja emitterin välisen jännitteen ollessa alle 0,7V:a (transistorin kynnysjännite) on transistori kiinni (emitterin ja kollektorin välillä ei kulje virtaa). Jos kytkentämme ulostulo alkaa menemään kohti maata eli virtalähteen jälkeinen kytkentä alkaa viemään enemmän virtaa kasvaa jännitehäviö R3 yli. Kun jännitehäviö nousee yli 0,7V:n alkaa transistori johtamaan eli ulostulon laskeva impedanssi alkaa vetämään T1:n hilaa alaspäin. T1:n ulostulo seuraa hilaa eli kytkennän ulostulojännite laskee. Virran rajoittimemme siis toimii!

R3 arvo säätää rajoittimen virtarajaa. R3 ollessa 1 ohmi on virranrajoitin säädetty 700mA:iin (tällöin emitterin ja kannan välinen jännite on 0,7A x 1 ohm = 0,7V) jne. Jos haluamme säädettävän virranrajoituksen voimme laittaa R3 yli potentiometrin. Jos haluamme putkitasasuuntaajamaista notkumista (eng. sag) voimme säätää virranrajoittimen toimimaan A/B-luokan vahvistimessa niin että se alkaa vaikuttamaan vasta kun vahvistin toimii lähes täydellä teholla. Eli kun soitat voimasoinnun alkaa pääte viemään enemmän virtaa laskee virranrajoitin putkille menevää jännitettä.

Perinteisessä kitaraputkivahvistimen virtalähteessä on suodatus tehty 10-100uF:n  kondensaattoreilla, jolloin virtalähteen impedanssi ei ole tasainen eri taajuuksilla vaan nousee rajusti taajuuden laskiessa. Edellä esitettyjen kytkentöjen impedanssi on taas tasainen suhteessa taajuuteen, joka voi vaikuttaa alapäiden toistoon. Halutessa voidaan kytkentämme ulostuloimpedanssia kasvattaa sarjavastuksella.

Variable power supply, first proto board.

Seuraavalla kerralla lisää, mm. piirilevyn printit ja tarkemmat soveltamisohjeet. Suositeltavaa luettavaa aiheen tiimoilta: Kevin O´Connor tuotanto. Etenkin TUT 6:ssa on paljon infoa Power Scaling systeemistä. …to be continued! Mikko Kankaanpää, 4.6.2009