Putkiradiosta kitaravahvistimeksi - osa 1: yleisestä yksityiseen

Aloitin urani monen muun tavoin rakentamalla putkiradiosta vahvistimen. Radio oli saatu papaltani, enkä tiedä millä ilveellä isäni suostui antamaan sen minulle "tuhottavaksi". Radiosta tosiaankin syntyi kitaravahvistin, ja vielä erittäin hyväsoundinen (ajan kultaaman muistikuvani mukaan). Rakensin laitteen pitkälti uusiksi ja asensin vahvistinosan väsäämääni hyytelömaalilla punaiseksi maalattuun puukoteloon.

Celeston Royal Celeston Royal 3D sointi odottamassa käyttöönottoa vuosikymmenien makuuttamisen jälkeen.

Käyn tässä artikkelissa läpi ensin yleisellä tasolla putkiradion ottamisesta kitaravahvistinkäyttöön ja lopuksi näytän esimerkin avulla miten korjaus ja muutos käytännössä voidaan toteuttaa.

Putkiradiot ovat sen verran hienoja vanhan ajan kapistuksia, ettei kovin moni raaski moista heittää roskiin. Suvun varhaiset radioiltamat toistaneella laitteella on tunnearvoa. Lisäksi monet kuvittelevat, että niillä on myös rahallista arvoa, mitä putkiradioilla harvoin todellisuudessa on. Hyvä näin, sillä Suomessa on edelleen valtavat määrät erilaisia putkiradioita, vaikka hyvin harva niistä on missään käytössä. Toimivat tai helposti korjattavat radiot pitää mielestäni jättää radioksi, ainakin niin kauaksi aikaa kun analogisia radiolähetyksiä on vielä olemassa. Useissa vanhoissa radioissa on erinomainen äänenlaatu verrattuna "post 70-lukulaisiin" radiolaitteisiin. Meilläkin on kotona aina pari putkiradiota aktiivikuuntelussa.

Vaikeasti korjattavat ja vähäistä keräilyarvoa omaavat radiot voi minusta hyvin ottaa toiseen käyttöön eli tehdä niistä kitaravahvistimia. Näin hieno tekniikka saa uuden käyttötarkoituksen eikä happane käyttämättömänä koristeena tai ullakon perukoilla.

Turvallisuus

Putkiradioissa on tappavan korkeat jännitteet. Lisäksi yli 50 vuotta vanhan laitteen osat voivat olla vaarallisessa kunnossa: johtojen eristeet hapertuneita rikki, kondensaattorit oikosulussa jne. Jos olet epävarma tai et tiedä mitä teet - älä tee mitään! Tämä artikkeli on suunnattu niille, jotka osaavat toimia turvallisesti verkkotoimisten putkilaitteiden kanssa.

Celeston Royal Pitkään käyttämättömänä ollutta radiota ei saa laittaa suoraan valtakunnan verkkoon.

Radion valinta

Radion tulee täyttää seuraavat kriteerit:

  • Radio ei saa toimia radiona - älä riko radiota sillä toimimattomia kyllä löytyy.
  • Silmämääräisesti kaikkien osien pitäisi olla tallella sekä muuntajien ja kaiuttimen pitäisi näyttää suhteellisen terveiltä.
  • Virran olisi hyvä mennä päälle ja kaiuttimesta kuulua jotain rohinaa, hurinaa tms.
  • Laitteessa tulisi olla E-saran putket (esim. EL84 tai EL41 pääte).
  • Johdotus olisi hyvä olla ns. point-to-point, sillä varhaiset piirilevyt ovat melkoisen hauraita.
  • Kaiuttimen tulisi olla suurehko. Ihan pienimmät radiot toki toimivat vahvistimina, mutta hyvin pieni kaiutin voi rajoittaa liikaa toimivuutta vahvistimena.

Toki eksoottisimmistakin tapauksista voi saada jotain aikaiseksi, mutta jättäisin vanhemmat tapaukset kokeneemmille rakentajille, jotka eivät tämän artikkelin ohjeita tarvitse avukseen.

Jos radiossa on yksi pääteputki (esim. EL84) on ulostuloteho 3-5W tietämissä, jos taas pääte on ns. push-pull EL84 (kaksi pääteputkea) on maksimi teho 10W luokkaa. Single ended -päätteisen radion kytkentä on paljon yksinkertaisempi, joten se on hyvä ensimmäinen projekti. Toisaalta Push-pull -päätteisestä radiosta saa tehtyä bändikäytöön riittävän blueskoneen. Valtaosassa radioista on yksi pääteputki.

Jos lähipiiristä ei löydy projektiksi kelpaavia putkiradioita, löytyy sopiva melkein varmasti kiertämällä kaupungin kirpparit läpi. Myös huuto.net:ssä ja tori.fi:ssä on yleensä iso valikoima radioita myynnissä. Älä maksa liikaa. Sopiva hinta radiosta, joka ei toimi radiona on 20-60€:a.

Helpoin vaihtoehto

Radiosta saa tehtyä kitaravahvistimen melko pienellä vaivalla, jos käytetään radion omaa vahvistinkytkentää ja levysoitin / nauhuri sisääntuloa. Minimissään verkkojohto tulee vaihtaa maadoitetuksi: Poista vanha johto ja korvaa se uudella maadoitetulla ja kytke suojamaa tiukasti runkoon.

Maadoittamaton verkkojohto on kelvollinen radiokäytössä, koska metallisiin osiin ei kosketa keholla. Kitarakäytössä kielet on maadoitettu ulostulojakin maahan ja siitä kitarakaapelin kautta vahvistimen maahan. Olet siis yhteydessä radion kuoreen kehollasi. Jos radion kuori tulee jännitteelliseksi ja satut koskemaan kielten lisäksi jotain toista maadoitettua metallikappaletta, esim. laulumikrofonia, voit saada verkkojännitteen näpeillesi. Täten on oleellista käyttää maadoitettuja sähkölaitteita ja tietysti muutoinkin varmistaa, että kitaravahvistin on sähköturvallinen.

Kun verkkopuoli on laitettu kuntoon voit liittää radion levysoitin- tai nauhuriliitäntään kitaran. Liitännän herkkyys on pieni, joten tarvitset etuvahvistimen siis boosterin, esim. UralTone trans-siberian-boost, joka toimii erinomaisesti tällaisessa käytössä. Radioiden sisäänmenot on usein banaaniliittimillä eli sinun pitää tehdä banaani-plugi  -kaapeli, jotta saat liitettyä soittimen radion sisäänmenoon,

UralTone banaani-plugi kaapeli Kaksoibanaani - plugi testikaapeli.

Putkiradiot alkavat kuitenkin olla jo niin vanhoja, että monet osat eivät ole enää toimintakunnossa. Yleensä on pakko vaihtaa elektrolyyttikondensaattorit, osa signaalitien kondensaattoreista, osa vastuksista, puhdistaa kontakti, kannat jne. Esimerkkiprojektiosiossa käydään läpi tarkemmin tarvittavat huoltotoimenpiteet.

Uudelleen rakentaminen

Toinen vaihtoehto on tehdä radiosta aivan uusi vahvistin käyttämällä radion koteloa, putken kantoja, muuntajia, kaiutinta ja joitakin muita toimivia osia. Esim. Fender Champ -tyyppinen vahvistin on helppo rakentaa radion sisään. Kehoitan kuitenkin testaamaan radiota originaalilla kytkennällä. Tämä voi olla soundillisesti paljon mielenkiintoisempi, kuin maailman-yleisin-vahvistinkytkentä eli Fender Champ. Kun radion rikkinäiset osat on vaihdettu ja laite soi hyvin alkuperäisellä kytkennällä voi sitä lähteä helposti viemään haluamaansa suuntaan: jos alapäätä on liikaa, rajoitetaan sitä signaalitien konkkien arvoja pienentämällä, tai jos takaisinkytkentä halutaan pois, katkaistaan takaisinkytkentälenkki...

Esimerkkiprojekti Celeston Royal 3D sointi

Celeston Royal logoVarastossa on pitkään maannut toimimaton radio, jonka olen ostanut vuosia sitten radiokorjaajan jäämistöstä korjauskelvottomien pinosta. Kaikki osat näyttäisivät olevan, pohjalevyä lukuunottamatta, tallessa, joten radio vaikuttaa hyvältä aihiolta kitaravahvistinprojektiin. Tarkoituksena on käyttää radion vahvistinosan kytkentää sellaisenaan eli jos radio-osan saa toimimaan voi laitetta käyttää myös radiona tulevaisuudessa.

Kytkentä ja sen nopea analyysi

Kattavalta radiomuseum.org sivustolta löytyi radion kytkentäkaavio. Siispä säästymme sen piirtämisen vaivalta. Googlaamisen lisäksi kytkentäkaavioita voi tiedustella Suomen Radiohistorialliselta Seuralta ja alan keskustelupalstoilta. Jos kytkentäkaaviota ei löydy, täytyy se piirtää seuraamalla komponentteja ja johdotusta. Tämä ei ole vaikeaa, mutta voi olla hidasta, jos osa komponenteista sijaitsee näkymättömissä, toistensa alla.

Celeston royal vahvistin osion kytkentäkaavio. Celeston royal vahvistinosion kytkentäkaavio.

Kaaviosta huomaamme, että vahvistimessa on hyvin perinteinen virtalähde: tasasuuntaajasilta, jonka perässä on 50uF kondensaattori - kuristin - 50uF kondensaattori - 10K vastus - 16uF kondensaattori. Ekalta kondensaattorilta on otettu jännite päätemuuntajan kautta anodeille, toiselta konkalta pääteputkien suojahiloille ja viimeiseltä etuasteeseen.

Pääteasteessa on tavanomainen push-pull EL84 -kytkentä ja vaiheenkääntäjä on ns. cathodyne kytketty ECC92. Päätten ja vaiheenkääntäjän kytkentä on siis hyvin lähellä Fender Tweed deluxe:a ja montaa muuta 50-luvun putkivahvistinta. Etuaste on sen sijaan perinteistä kitaravahvistin kytkentää monimutkaisempi. Peruskytkentä on ns. grid-leak biasoitu triodi aste, jossa on sisäänmenossa 20nF konkka ja hilalta maahan 10Mohm vastus. Tämän kytkennän ympärille onkin saatu mahtumaan melkoisesti taajuuskorjailua.

Radiossa on mahtava neliasentoinen sävynsäätökytkimistö: Puhe, Soolo, Konsertti, Jazz. Tämän lisäksi on basso ja diskanttisäätimet. Sävynsäätökytkimet vaikuttavat monessa kohtaa kytkentää: etuasteen ja vaiheenkääntäjän välissä, takaisinkytkennässä ja volumesäätimen tienoilla. Bass säädin on takaisinkytkentäpiirissä: potentiometri on kytketty 50nF kondensaattorin yli, joka estää takaisinkytkennän bassotaajuuksille. Kun konkka oikosulkeutuu lisääntyy bassotaajuuksien takaisinkytkentä, mikä vähentää bassotaajuuksien määrää vahvistimen ulostulossa. Diskanttisäädin taas oikosulkee ylätaajuuksia maahan vahvistinosion sisäänmenossa 2000pF konkan läpi. Tämä on lienee yleisin tapa säätää vahvistimen ylätaajuuksia. Tämän lisäksi potentiometri oikosulkee takaisinkytkennän korkeita taajuuksia maahan vähentäen näin takaisinkytkentää korkeiden taajuuksien osalta, mikä lisää korkeita taajuuksia vahvistimen ulostulossa.

Volumesäädin on sijoitettu ensimmäisen vahvistusasteen eteen. Takaisinkytkentä tulee potentiometrin maapuolelle eli silloin kun volume on pienellä on takaisinkytkentää enemmän ja päin vastoin.

Ulotulomuuntajan ensiölle on laitettu RC-filtteri, jonka tarkoituksena on parantaa ulostulomuuntajan taajuusvastetta tasoittamalla putkien näkemä impedanssi suhteessa tajuuteen. Kytkentäkaaviossa on pieni virhe tässä kohdin. Filtteri menee anodilta-anodille ja suojahilavastukset on kytketty ulostulomuuntajan keskiulosottoon eli suoraan virtalähteeseen.

Puhdistus ja silmämääräinen läpikäynti

Ensimmäiseksi radio puhdistetaan isommista pölyistä paineilmalla. Jos paineilmaa ei ole saatavissa, pitää tyytyä imuriin ja sopivaan suuttimeen. 50-vuodessa on kertynyt pölyä niin paljon, ettei hengityssuojaimen käyttö ole lainkaan liiottelua.

celeston verkkojohto Todella epäilyttävä viritys.

Tämän jälkeen katsotaan silmämääräisesti verkkomuuntaja, verkkojohto, sulakepesät ja sulakkeiden arvot sekä muut ensiöpuolen komponentit. Tuttuun tapaan muutama pommi löytyy. Verkkokytkin on ilmeisesti rikki, koska joku on asentanut todella hienon tee-se-itse virityksen eli täysin avonaisen verkkokytkimen verkkojohdon väliin. Näin karuja ratkaisuja näkee nykyään harvemmin.

radiovaihtoosat Sisältä löytyy lisää huolenaiheita hapertuneiden osien muodossa.

Kuvan vasemmassa alareunassa on kaksi kondensaattoria. Ne on muuntajan ensiöpuolella maadoittamassa ensiökäämin molempia päitä. Kokemuksesta tiedän, että nämä konkat useimmiten ovat rikki eli vuotavat (tai ovat jopa oikosulussa), mikä voi johtaa jännitteelliseen metallikotelon, siispä nuo konkat voi suoraan poistaa. Kun verkkojohto vaihdetaan maadoitettuun ei näistä konkkia tarvita.

Seleenitasasuuntaajasillan (laatikko kuvan alareunassa) vaihtojännitepuolen konkka on haljennut. Konkat on kovilla vaihtojännitteeseen kytkettynä, eikä tuon ajan konkkien laatu ollut nykypäivän tasolla. Suosittelen, että moiset konkat otetaan aina pois - ne ei ole välttämättömiä. Tarvittaessa ne voidaan korvata asianmukaisilla polypropyleenikondensaattoreilla.

Radiota ei kannata käynnistää ennen kuin edellä mainitut asiat on korjattu. Koska projekti on tarkoitus tehdä huolella, otetaan radion metallikotelo pois puukotelosta ja testataan radiota jännitteellisenä vasta myöhemmin.

Celeston viritysputki Viritysputken irrotus.
Celeston tonekytkimet Tone kytkinpaneelin irrotus.

Viritysputki (EM84) ja sävynsäätökytkinpaneeli pitää irrottaa sekä kaiutinjohdot katkaista, jotta metallikotelon saa irtoamaan vapaasti. Katkaisen kaiutinjohdot aina kaiuttimien pään juuresta jättäen pienen pätkän johtoa kaiutimien päähän, jotta oikean kytkennän näkee myöhemmin helposti. Suosittelen myös ottamaan digikameralla tarkkoja kuvia laitteen johdotuksista aina ennen johtojen katkaisemista tai komponenttien poistamista. Kuvista näkee nopeasti miten osat oli kytketty.

Tässä vaiheessa on hyvä puhdistaa kevyesti myös kytkimien ja potikoiden kontaktit. Klassinen PRF "sininen" eli 6-68 haihtuva puhdistusaine on sopiva aine tähän tarkoitukseen. Koska kontaktit ovat taatusti hapettuneita, suihkutetaan kaikkiin kytkimiin ja potikoihin spraytä ja napsuttellaan kytkimiä ja väännellään potikoita edes takaisin useita kertoja.

Putken kannat puhdistetaan niin, että suihkutetaan puhdistusainetta putken pinneille ja hangataan putken pinneillä kantoja. Siis putkea sisään ja ulos lukuisia kertoja ja välillä lisätään ainetta putken pinneille. Suoraan kantoihin ei kannata suihkuttaa puhdistusainetta. Yleensä kannat vaativat myös tarkemman puhdistuksen ja kiristyksen, mutta tämän tarve selviää testauksen yhteydessä.

Lopullinen puhdistus tehdään kun laite on testattu ja todettu kuinka pahassa kunnossa kontaktit todellisuudessa ovat.

Korjausprosessi

Celeston - poistetut ensiöpuolen konkat. Poistetut vaihtojännitepuolen konkat.

Edellä mainitut vaihtojännitepuolen kondensaattorit poistetaan ja testaan elkot ESR -mittarilla.

Celeston ESR mittaus. ESR mittaus käynnissä.

ESR -mittari (equivalent series resistance meter) on todella kätevä apuväline elektrolyyttikondensaattorien testaamiseen. Sillä näkee helposti, jos konkka on oikosulussa. Tässä tapauksessa yksikään radion elko ei ollut oikosulussa ja ESR -lukemat oli suhteellisen normaalilla alueella. ESR -mittarilla voi mitata konkat irrottamatta niitä, mutta jos konkan rinnalla on muita komponenttejä ei lukema ole välttämättä luotettava. Kuten kuvasta näkee, kyseisen elkon kapasitanssia mittari ei osaa kertoa, koska muu kytkentä haittaa mittausta. Irrotetusta, toimivasta, kondensaattorista mittari kertoo kapasitanssin ja ESR -arvon.

Huom. vaikka kondensaattorit näyttävätkin mittarilla olevan jonkunlaisessa kunnossa, kokemuksesta voin sanoa, että ne kannattaa vaihtaa. Usein vaihtamattomat elektrolyytit aiheuttavat ongelmia ennemmin tai myöhemmin, usein ennemmin. Tässä vaiheessa niiden vaihtaminen on helppoa ja uudet elkot kestävät taas seuraavat 30-50 vuotta.

Jos mittaria ei ole ja haluaa testata laitetta ennen elektrolyyttikondensaatorien vaihtoa kannattaa katsoa kaikki elkot silmämääräisesti läpi. Tarkista ettei yksikään konkka ole pullistellut tai vuotanut sisälmyksiään ulos.

Tässä vaiheessa radiota voisi testata varovaisesti verkkovirralla. Koska radio-vahvistin tulee  aktiivikäyttöön vaihdetaan kaikki elektrolyyttikondensaattorit ennen testausta.

Elektrolyyttikondensaattoreiden vaihto

 

Uudet ja vanhat elkot rinnan Uudet kannukonkat on huomattavasti sirompia.

Kuvasta näkee kuinka elektrolyyttikondensaattorien koko on pienentynyt vuosien saatossa. Oikealla on radiosta poistettu 50+50 350V elko, jonka rinnalla on kaksi uutta saksalaista F+T konkkaa: keskellä 47+47 / 350V ja vasemmalla 50+50 / 500V kannu. Usein radioissa on keskimmäisen konkan tyylinen, ruuvikiinnitteinen kannukonkka. Tässä tapauksessa konkka on kiinnitetty metalliliuskoilla, joilla kannu on lukittu bakelliittilevyyn, joka on niitattu metallikoteloon. Onneksi levyn reikä on sopivan kokoinen ruuvikiinnitteiselle elkolle, joten säästytään kiinnityspannan lisäämisen vaivalta.

Celeston 50+50uF elko Uusi virtalähteen kannukondensaattori.
16uF konkassa on selvä kylmäjuotos. 16uF konkassa on selvä kylmäjuotos.
Tina ei ole tarttunut konkan johtimeen lainkaan. Tina ei ole tarttunut konkan johtimeen.

16uF aksiaalista elektrolyyttikonkkaa poistaessa tulee vastaan mielenkiintoinen seikka. Konkan + navan juotos on tehty huonosti: kyseessä on klassinen kylmäjuotos. Alla olevista kuvista näkee, kuinka konkan johtimeen tina ei ole tarttunut lainkaan. Johtimen pystyy vetämään juotoksesta sulattamatta tinaa. Uusi kondensaattori laitetaan hieman eri paikkaan, sillä konkan johtimet yltävät näin paremmin kiinni ja pienikokoinen konkka mahtuu hyvin uuteen paikkaan.

Uusi 15uF elko Uusi etuasteen B+ konkka.

Viimeinen vaihdettava elko on pääteputkien katodivastuksen yli kytketty sininen 50uF / 12V aksiaalinen elko. Tilalle vaihdetaan RIFA 47uF / 100V konkka, sillä se on suurikokoinen ja näyttää paremmalta vanhan tilalla kuin minikokoiset uudet elkot.

Vanha katodikonkka. Alkuperäinen pääteputkien katodikondensaattori.
Uusi katodikonkka Uusi RIFA 47uF katodielko.
Sinisellä ympäröitynä vaihdettavat elektrolyyttikondensaattorit ja punaisella ympäröity poistettavat vaihtojännitepuolen kondensaattorit. Sinisellä ympäröitynä vaihdetut elektrolyyttikondensaattorit ja punaisella ympäröity poistetut vaihtojännitepuolen kondensaattorit.

Vastukset

Kaikki vastukset, joihin pääsee käsiksi testaan yleismittarilla. Sitä mukaan kun konkkia irrotellaan testataan myös niiden ympärillä olevat vastukset. Esim. katodivastuksen voi mitata vain jos rinnan kytketyn konkan irrottaa. Jos lukema on 20% sisällä, ei vaihto ole tarpeellinen. Vastuksien kunto tarkastetaan myös silmämääräisesti: halkeilleet vastukset vaihdetaan uusiin. Esimerkkiradiossa vastukset on pysyneet yllättävän hyvin arvoissa. Olen korjannut radioita, joissa kaikki vastukset on pitänyt vaihtaa. Osan arvo on ollut monin kertainen alkuperäiseen verrattuna. Hiilimassavastuksien resistanssi nousee ajan myötä. Tässä on myös yksi syy miksi hiilimassavastukset voidaan kokea paremmiksi. Jos ikääntynyt 120K anodivastus vaihdetaan alkuperäiseen 100K arvoon kuulee soundissa eron.

Putket

Putket testataan putkitesterillä, jos sellainen löytyy. Celestonin pääteputket oli täysin lopussa, joten uudet JJ EL84:t vaihdettiin tilalle. EC92 ja EABC80 oli vielä toimintakunnossa, tosin kuluneita, joten ne jätettiin testien ajaksi koneeseen kiinni. Molempia putkityyppejä saa vielä kohtuullisen helposti, joten varaputket kannattaa hankkia varastoon, sillä NOS putkien hinnat nousevat koko ajan. Jos ei omista putkitesteriä, kannattaa ostaa uudet putket ja kokeilla laitetta niillä. Jos soundi muuttuu paremmaksi ovat putket todennäköisesti kuluneet. Jos eroa ei kuule, voi vanhat putket jättää koneeseen ja pitää uudet varalla.

Liitännät

Liitännät sisältäpäin. Liitännät sisältäpäin.

Sekä lisäkaiutinliitäntä että molemmat sisäänmenot (nauhuri ja levysoitin) vaihdetaan banaaniliittimistä 6,3mm jakeiksi. Bakelliittisten liitinpaneeleihin saa asennettua suoraan jakit, mutta toki siistimmän saisi jos korvaisi levyt kokonaan uusilla. Toimintaan tämä ei kuitenkaan vaikuta millään tavalla.

Nauhuri ja levysoitin sisäänmenot sekä lisäkaiutinliitäntä. Nauhuri ja levysoitin sisäänmenot sekä lisäkaiutinliitäntä.

Testaus verkkovirralla

Uusi verkkokytkin ja - johto. Uusi verkkokytkin ja - johto sekä suojamaadoitus.

Uusi verkkokytkin asennetaan takapaneeliin ja vaihdetaan verkkojohto uuteen maadoitettuun kaapeliin, sillä laitteen sisäinen verkkojohto on poistettu kokonaan. Suojamaa (kelta-vihreä (KEVI) kaapeli) pitää kiinnittää omalla ruuvilla tiukasti laitteen metallikoteloon kiinni. Kevi kaapeli jätetään hiukan sinistä ja ruskeaa pidemmäksi, jotta vedonpoiston pettäessä se irtoaa vedon seurauksena viimeisenä vaihe- ja nollajohtimien jälkeen.

Testauksessa on hyvä käyttää variakkia (eli säätömuuntaja), jolla voidaan nostaa sisäänmenevä verkkojännite ylös hitaasti. Näin voidaan joissain tapauksissa pelastaa vanhat virtalähteen elkot ja estää suurempia vaurioita tapahtumasta. Jännitteen nostamisen aikana tarkkaillaan virtamittaria. Jos virrankulutus ei nouse missään vaiheessa pysyvästi oletettua tasoa korkeammaksi voidaan testata laitetta korvalla ja mittareilla. Jos virtamittarin alkaa nousemaan katkaistaan jännite välittömästi.

Saloran tehtaan kalustosta poistettu variak / suojaerotusmuuntajapalkki. Saloran tehtaan kalustosta poistettu variak / suojaerotusmuuntajapalkki.

Useimmilla ei ole käytössä variakkia, jolloin laite on pakko laittaa suoraan täydelle verkkojännitteelle. Tällöin pitää olla erityisen varovainen ja sammuttaa virrat heti jos radio käyttäytyy odotusten vastaisesti.

Kaiutin kiinnitetään lisäkaiutinliitäntään, verkkojohto kytketään säätömuuntajaan ja jännite nostetaan hitaasti ylös: virtamittari tulisi näyttää matalia lukemia ja pikkuhiljaa putket alkavat hehkua. Molemmat merkkivalot ovat pimeänä, joten ne menevät vaihtoon testin jälkeen. Kaiuttimesta pitäisi kuulua pientä hurinaa tai rohinaa.

Ennen kitaratestiä mittaan jännitteet yleismittarilla. Kannukonkan navoilla on normaalisti 250-290VDC jännite. Esimerkkiradiossa myös muut kytkennän jännitteet ovat ok-tasolla. Siispä päästään mielenkiintoisimpaan vaiheeseen: ensimmäinen testaus kitaralla. Kitara kytketään sisäänmenoon. Ensin kitara ei kuulu lainkaan, mutta volume täysillä alkavat sävelet leijailla kaiuttimesta testihuoneen ilmatilaan. Kytkimien ja potikoiden nopea läpikäynti: power-kytkintä ja volume-säädintä lukuun ottamatta kaikki toimii. Volume toimii vain täysillä, mikä on erittäin harmi, sillä alkuperäisen kaltaista varaosaa taitaa olla mahdoton löytää.

Radio-vahvistimen soundi on todella pehmeä ja vanha. Kirkkautta ei ole paljoa, mutta lämmintä ja rouheaa jazz / blues -soundia irtoaa aivan toisella tavalla kuin uudemmista vahvistimista. Sopivilla asetuksilla laite menee särön rajamaille, mutta äänenpainetta ei irtoa kovin merkittävästi. Levysoitin liitännästä saa enemmän gainia, sillä nauhuriliitännässä on vastuksilla tehty vaimennin. Missään nimessä ei olla 10W tietämillä, minkä data-lehdet lupaa push-pull el84 kytkennälle 250V anodijännitteellä.

Potentiometrin vaihtaminen osoittatuu yllättävän hankalaksi hommaksi. Jotta potikan saa irti, pitää irottaa radion lasipaneeli.

Radion etulasin alta löytyy lisää vuosikertapölyä. Radion etulasin alta löytyy lisää vuosikertapölyä.

Potikka lähtee tämän jälkeen melko helposti irti, mutta potikka osoittautuu korjauskelvottomaksi: hiilirata on kokonaan kulunut pois. Ainut sopiva varaosa, jossa on pitkä 6mm akseli, ei omaa alkuperäisen vakuuttavaa ulkonäköä, mutta on onneksi laadukas muovikalvopotentiometri.

Vanha ja uusi volume potentiometri. Vanha potentiometri avattuna. Vieressä korvaava malli, joka ei ikävä kyllä ole ihan tyyliin sopiva.

Kaapeleiden juottaminen potentiometriin on todella hankalaa. Tilaa on vähän ja toiseen laitaan pitää saada kiinni kolme johtoa. Lopuksi kytkennät onnistuvat ja testeissä potikka toimii hienosti. Koska uudessa potikassa ei ole keskiulosottoa, joudutaan kytkentää hieman yksinkertaistamaan.

Nyt on koputustestin aika: Laitetaan virrat päälle, volumet täysille ja koputellaan muovitikulla kaikkia komponentteja ja juotoksia. Jos jonkun tienoilla kuuluu pauketta, selvitetään onko kyseessä kylmäjuotos vai rikkinäinen komponentti. Putkia koputellaan ja pyöritellään kannoissa, jotta selviää ovatko putket mikrofonisia tai ovatko kantojen kontaktit edelleen likaiset tai hapettuneet.

Tässä vaiheessa laite siis toimii ja on suhteellisen turvallinen käyttää. Toki näin vanhaan laitteeseen pitää suhtautua aina vanhana laitteena eli sitä ei kannata jättää yksin päälle eikä luovuttaa tuntemattomalle henkilölle, ainakaan ilman selostusta mistä on kyse.

Ikävä kyllä laite ei kuitenkaan ole lähelläkään alkuperäistä kuntoa ja jos vahvistin on tulossa aktiivikäyttöön tulee jatkaa vikojen selvittämistä ja korjaamista. Tästä eteenpäin korjaustoimenpiteet vaativat hieman enemmän työtä ja osaamista.

Signaalitien kondensaattorit

Kokemuksesta tiedän, ettei elektrolyyttikodensaattoreiden tavoin muutkaan konkat ole ikuisia. Muovikonkilla on tapana alkaa vanhetessaan vuotamaan tasajännitettä läpi, mikä aiheuttaa ongelmia laitteen toiminnalle. Signaalitien kondensaattoreiden tärkeimpiä tehtäviä on estää tasajännitteen pääsemisen kondensaattorin läpi (vaihtojännite eli audiosignaali sen sijaan jatkaa kondensaattorin läpi kulkuaan). Kun kondensaattori alkaa vuotamaan pääsee tasajännite kytkennän osaan, jossa sitä ei kaivata, aiheuttaen mm. ongelmia putkien biasoinnissa ja rohinaa potentiometreissä.

Putkien anodeilta lähtevät konkat voi testata seuraavalla tavalla: poistetaan putket ja irroitetaan konkan matalajännitepuoli kytkennästä. Toisella puolella pitäisi siis olla putken b+ jännite (yleensä yli 250VDC) ja toisella puolella nolla volttia, sillä kondensaattori blokkaa DC jännitteen. Jännite mitataan maan ja kondensaattorin irrotetun jalan väliltä. Konkkien kunto tulee huonontumaan ajan myötä, joten kaikki epäilyttävät konkat tulee vaihtaa uusiin. Mittauksessa olisi hyvä käyttää korkeaimpedanssista mittaria, joka kuormittaa mittapistettä vähän, mutta normaaleillakin yleismittareilla löytyy ongelmalliset konkat.

Osa signaalitien konkista on vaihdettu. Osa signaalitien konkista on vaihdettu.
Konkka liitettynä vanhan konkan johtimeen. Konkka liitettynä vanhan konkan johtimeen.

Tässäkin radiossa kaikki mitatut konkat vuotavat jonkin verran. Siispä nekin on pakko vaihtaa, vaikka eittämättä konkkien kunto ja tyyppi vaikuttaa soundiin. Kun puhutaan kondensaattorien soundi eroista, voi osa harhaluuloista johtua tilanteista, joissa vuotavat konkka on korvattu uusilla ja toimivilla. Kun laitteesta on vaihdettu vanhat rikkinäiset konkat pois niin muutos soundissa on luonnollisesti hyvinkin havaittavissa. Rikkinäinen konkka voi joissain tapauksissa soundata paremmalta, se voi biasoida seuraavan putkiasteen "väärin" jolloin särön ja soundin luonne muuttuu.

Tärkeintä on vaihtaa konkat, jotka estävät DC jännitteen pääsyn seuraavan putken hilalle eli tässä tapauksessa EC92 ennen oleva 20nF konkka ja vaiheenkääntäjän ja pääteasteen välillä olevat 20nF konkat. Point-to-point laitteissa voi olla vaikea päästä alimmaisiin komponentteihin käsiksi. Vaikeissa tapauksissa on hyväksyttävää jättää osa vanhasta johtimesta, "koukuttaa" ja juottaa siihen uusi johdin kiinni.

Konkkien vaihdon jälkeen radio-vahvistin soi paljon terveemmin. Puhdasta soundia lähtee enemmän ja säröytyminen on kauniimpaa. Tämä todistaa parhaiten, että konkat olivat vaihtokunnossa.

Myös muut paperi- / muovikondensaattorit kannattaisi vaihtaa uusiin, sillä mitä todennäköisemmin nekin ovat vuotavia. Koska vahvistinosa kuitenkin toimii ja soi, jätetään vaihto tulevaisuuteen.

Testaus mittalaitteilla

Skooppi on verraton apuväline vahvistimien mittaamisessa. Kaiutinulostulo kytketään keinokuormaan ja sisäänmenoon signaaligeneraattori.

skooppi1 Hameg oskilloskooppi ja HP wave analyzer.

Ensimmäiseksi mitataan ulostuloteho n. 1kHz taajuudella. Säädetään signaaligeneraattorin voimakkuus niin suureksi kuin mahdollista, ilman että siniaalto menee lyttyyn tai muuten epäsymmetriseksi. Ulostulosta mitataan vaihtojännite, joka on tässä tapauksessa n. 6VAC. Lasketaan teho: 6V x 6V / 4 ohm = 9W. Teho on odotetulla tasolla.

Skooppi 2 Säröinen siniaalto.

Tämän jälkeen katsotaan miten vahvistin säröytyy. Aalto menee nätisti lyttyyn, ennen kuin ylimenosärö (crossover distortion) tulee mukaan kuvioihin.

Muinaisella, mutta täysin toimivalla Wave Analyzer testerillä näkee myös taajuusvasteen. Tulokset on mielenkiintoisia. Yläpäätä on vaimennettu todella paljon vahvistimen taajuuskorjauskytkennöillä. Kytkimien ja tone-säätimien asennoilla saa säädettyä vaimennukset niin, että leikkaus alkaa "vasta" parista kilosta suhteellisen loivasti. Basso- ja diskanttisäätimien taajuusalue on kuitenkin kitarakäyttöön huono.

Jos et omista oskilloskooppia, voi tietokonetta käyttää alkeellisena skooppina äänikortin ja sopivan ohjelman avulla. Google löytää lisätietoja. Myös muut audiomittaukset hoituu karkeasti ilmaisilla ohjelmilla ja kohtuullisella äänikortilla. Jos audiolaitteiden mittaus kiinnostaa enemmän on oskilloskooppi pakollinen. Vanhat analogiset skoopit on audiomittauksissa käyttökelpoisia ja hinnat on matalia. Erilaisia audioanalysaattoreita saa myös kohtuu halvalla käytettynä, mutta nämä ei ole mitenkään pakollisia, vaikkakin hyvin käytökelpoisia vahvistinsuunnittelijan apuvälineitä.

Tulevat korjaukset ja muutokset

Celeston royal on korjausten ja muutosten jälkeen soittokunnossa. Vahvistinta voi kuitenkin parantaa vaihtamalla loputkin vuotavat konkat, jolloin myös taajuusvaste oletettavasti muuttuu. Tone-säätöpiirit on mitoitettu enemmän hifi-osastolle, joten niiden taajuusaluetta kannattaa muokata järkevämpään suuntaan.

Jos radiopuoli päätetään hylätä, mikä tässä tapauksessa on mielestäni järkevää, voidaan laitteeseen rakentaa helposti yksi kanava lisää. Esim. 12AX7 vahvistusaste, jolloin radiosta saadaan gainia niin paljon, ettei ulkoisia boostereita enään tarvita, jotta saadaan laite särölle.

Radio-osa

Celestonin radiopuoli ei edelleenkään toimi, eikä sen vikoja ole yritetty selvittää. Se on kuitenkin koskematon, joten se voidaan korjata.  On makuasia, onko järkeä käyttää tähän resursseja, sillä toimivista ja siisteimmistä radioista ei ole pula.

Radiopuolen putket otetaan tässä vaiheessa pois ja radion kytkentään menevä B+ jännitelinja katkaistaan. Näin radiopuolen mahdolliset oikosulut ei haittaa vahvistimen toimintaa.

Käytety osat

F+T 47+47uF / 350V elektrolyyttikondensaattori, SKU: 515-47+47-350FT 11.09€
Kojeliitos verkkojohto 3m, 3x 1mm² SKU: 821-SN311-3/10/3BK 5.05€
Rengasliitin 3.2x6.0mm punainen SKU: 417-rengasm3 0.15€
Dijon 22nF (0.022uF) / 630V polyesterikondensaattori, vaaka SKU: 536-600V-0.022 4kpl 5.66€
Evox Rifa 47uF / 100V elektrolyyttikondensaattori, vaaka SKU: 519-RIFA47-100 3.03€
F+T 15uF / 450V elektrolyyttikondensaattori, vaaka SKU: 512-15-450 2.02€
6AB4 / EC92 triode SKU: 149-6AB4 / EC92 11.90€
EABC80 / 6AK8 NOS SKU: 149-EABC80 24.80€
JJ EL84 SKU: 112-EL84-Medium (3) 2kpl 26.16€
Pilot light lamppu - 6V 150mA E10 kanta SKU: 942-LAMP-E10/6/150 2kpl 0.69€
Switchcraft 12A 6,3mm metallijakki kytkimellä, mono SKU: 421-12A 3kpl 6.07€
Marquardt 2xon-on kytkin, Fender tyylinen, muovisella vivulla SKU: 734-DPDT-P 13.3€

Yhteensä: 109.9€, joista valtaosa tulee putkista.

Kertausta pähkinänkuoressa

  • Silmämääräinen läpikäynti: ovatko kaikki osat tallessa ja näyttävätkö ne terveiltä.
  • Pölyjen puhdistus paineilmalla (muita pölyjä puhdistetaan sitä mukaan kun niihin pääse käsiksi).
  • Metallikotelon irrotus puukotelosta.
  • Vaihtojännitepuolen kondensaattoreiden poistaminen.
  • Elektrolyyttikondensaattoreiden vaihtaminen uusiin.
  • Maadoitetun verkkojohdon ja kytkimen asennus.
  • Kaikkien vastuksien mittaaminen yleismittarilla.
  • Ensimmäinen testaus ja mittaukset.
  • Rikkinäisen volume potentiometrin vaihto uuteen.
  • Vuotavien signaalitien kondensaattoreiden vaihto.
  • Uusi testauskierros.
  • Radiopuolen putkien poistaminen ja B+ linjan katkaiseminen.
  • Kaiutinulostulon ja sisäänmenojen vaihtaminen jakeiksi.
  • Radion "moottoriosan" kiinnittäminen takaisin koteloon.
  • Soittoa, nautiskelua ja testausta äänellä.
  • Mietitään jatketaanko kunnostusta ja tehdäänkö modifikaatioita.

Artikkelin toisessa osassa syvennytään esimerkkiprojektin kytkentään, jatketaan korjausta ja modataan vahvistin toimimaan paremmin kitaralla.

Kirjoittanut Mikko Kankaanpää kesäkuussa 2014

 

 

 

18 vastausta artikkeliin ”Putkiradiosta kitaravahvistimeksi - osa 1: yleisestä yksityiseen”

  • Kiitokset hyvästä artikkelista! Tämän innottamana voisi alkaa virittämään yhdestä vanhasta Helvarista urkuvahvistinta.
    Yksi lisäkysymys kuitenkin noista seleenitasasuuntaajista: nehän ovat pitkäikäisiä, mutta jos sellaista olisi tarvetta uusia esim. epäilyttävän ulkonäön vuoksi, muistelen että siihen liittyi joku jippo eli seleenitasasuuntaajaa ei voi suoraan korvata puolijohdetasasuuntaajalla. Miten tuo meni?

    Vastaa
    • Kiitos! Yleensä seleenitasurin voi korvata putkiradioissa suoraan modernimmalla versiolla. Jännite nousee hieman, mutta se ei yleensä haittaa. Seleenitasurit hajoavat herkästi ja ne kannattaa vaihtaa. Lisäksi rikkoutuessaa seleenitasurin haju on todella karmea. Artikkelin toisessa osassa käyn läpi myös tämän asian.

      Vastaa
  • Hieno artikkeli! Rupesi kämmentä syyhyämään kun noita radioitakin on, harmi että parikuukautta sitten vein pari romuradiota kirppariin joista olis ollu hyvä tollaseen. Kiitos vielä tästä artikkelista, odotan mielenkiinnolla seuraavaa osaa.

    Vastaa
  • Loistava artikkeli.
    Saataisko seuraavaan artikkeliin tietoa olemassa olevista menetelmistä jolla selvitetään tuntemattomien ulostulomuuntajien arvot? Putkiradioissa kun on usein melko olemattomat merkinnät. Minullakin tällä hetkellä radio jossa on E41 putki. Pitäisi selvittää suostuisiko radiossa oleva muuntaja EL84:n kanssa yhteistyöhön. Tarkoituksena olisi tietysti vaihtaa putkien kannat ja rakentaa 12AX7 -> EL84 yhdistelmä jos vaan ulostulomuuntaja antaa periksi.

    Vastaa
  • Helvarin kytkentää voisi muuttaa siten että EABC80 muutetaan esim EC92:ksi tai jopa ECC81:ksi , EABC80 alkaa olla katoava putkityyppi, siinähän on diodi ja kaksoisdiodi radion ilmaisintoimintoja varten.

    Toiseksi hinta on korkeampi kuin ehdottamamillani putkilla.

    Vastaa
  • Huusin kesällä Helvar Jubile Deluxe koneiston, myöhemmin ostin myös etukaiuttimet.
    Siihen oli jo vaihdettu elektrolyytit ja levysoitinliitännästä ääni kuului. Mutta muutaman kokeilukerran jälkeen toinen EL84 alkoi vuotaa hilalle ja jännite katodivastuksen yli kohota. Sain toisen putken tilalle ja vika hävisi.
    EABC80:n voisi ehkä vaihtaa kuten Jukka ehdottaa. Tässä mallissa se vaan on kelapurkin kanssa kotelon sisällä. Taajuuskorjaimet ovat minulle käyttökevottomat ja olen selannut netin läpi korvaavia kytentöjä etsiessäni. En vain ole saanut päätettyä haluanko kitaravahvistin- vai hifi-tyyppisen äänensävyn säätimet. Olen peräti ajatellut muuttaa ULA -etuputken ECC85 etuvahvistimeksi ja siihen Baxandall sävysäädöt. Mitä ehdotatte?

    Vastaa
  • Huusin kesällä Helvar Jubile Deluxe koneiston. Siihen oli jo vaihdettu elektrolyytit ja yksi radiopuolen putki EF85 -> EF183, mutta radio on mykkä.
    Levysoitinliitännästä ääni kuului, mutta muutaman kokeilukerran jälkeen toinen EL84 alkoi vuotaa hilalle. Sain paikallesesta radiohuollosta vanhan tilalle ja vika korjaantui.
    Sävynsäädöt on minulle käyttökelvottomat, ja olen selannut netin läpi uutta sävynsäätöä etsiessä. En vain osaa päättää pitäisikö laittaa kitara- vai hifityyppiset säädöt.
    Olen ajatellut myös muuttaa ULA etuasteen ECC85:n vahvistimen etuasteeksi ja siihen Baxandall säädöt. Mitä mietä olette?

    Vastaa
    • hei, katsoisin kaikki audiopuolen komponentit läpi ja vaihtaisin ne, joiden arvot on muuttuneet tai jotka on muutoin viallisia. Sitten testausta kitaralla. Tämän jälkeen voi poistaa tone säädöt ja taas testausta kitaralla. Sitten mietitään millaista tone säätöä laite kaipaa, vai kaipaako mitään. Jos käytät laitetta kitaralla on hifi sävysäätimet käyttökelvottomat, sillä niiden taajuusalue on viilattu hifi käyttöön, ei kitaralle. Toki Baxandall kytkennän voi sovittaa kitarakäyttöönkin...

      Mikko

      Vastaa
  • Olisiko Putkiradiosta kitaravahvistimeksi osa 2 julkaisu aikataulusta arvioita ?

    -Jari-

    Vastaa
  • Do dii, jokohan teillä alkaisi kiire hellittämään ? ;)
    Ni en minä kiilaa vaan kysyn, oli sen verran kiinnostava tuo eka osio tuosta alla mainitusta artikkelista.
    Olisiko Putkiradiosta kitaravahvistimeksi osa 2 julkaisu aikataulusta arvioita ?

    Vastaa
  • * * 15kHz Minulla on ko. radion kaaksoisveli, Helvar Jubile, tekeillä
    * * * kitaravahvistimeksi. Kaiutinlähdöstä mitattuna 15kHz kohdalla
    * * on viereisen kuvan näköinen sörö, eli huippujen kohdalla on syvä
    * * kuoppa. Olen kokeillut päätemuuntajan ympärille monenlaista
    ----------------------------- kompensointikondensaattoria, mutta ei apua. Onkohan ainoa
    * * vaihtoehto päätemuuntajan vaihto johonkin Hammond 125xxx?
    * * Vaikka kitarakäytössä 15 kHz särö ei paljoa kuulu. Kuoppa
    * * * esiintyy kapealla n. 2kHz alueella. Ja kohta säröalueen jälkeen
    * * sinin siistiydyttyä taso alkaa laskea alta 20kHz:n.

    Vastaa
    • Moro,

      Paha sanoa tutkimatta, mutta voisiko yläpäätä leikata yksinkertaisesti pois. Kitarakäytössä 5-7KHz:n jälkeen on hyvin vähän mitään informaatiota, kun kitarakaiuttimien kaistakin loppuu noille tietämille.

      -Mikko

      Vastaa
  • Yrjö Sääskilahti 10.6.2015 klo 23:05

    Kiitos hienosta artikkelista !
    Läysin sattumalta juuri samanlaisen Celeston Royalin ja rupesin kunnostamaan sitä.
    Siihen oli luutavasti iskenyt salama koska sulake ja lämpösulake oli paleneet. Lisäksi muutama vastus oli palanut tuhkaksi.
    Vaihdoin tasurin, kannukonkan, palaneet vastukset, signaalitien kytkentäkonkat ja vahvistinputket.
    Ja kas kummaa se alkoi soimaan. Siis melkein. Kun virrat panee päälle ja laite lämpenee se soi ihan hienosti ja volumea riittää, mutta noin 30 sekunnin jälkeen volume laskee ja alkaa hurisemaan.
    Mikähän mättää ? Olisin kiitollinen vinkistä.

    Vastaa
    • Moro, sori viivästynyt vastaus. Oletko mitannut mitä tapahtuu kun hurina alkaa? Muuttuuko jännitteet. Alkaako kenties pääteputken bias nousemaan? Onko pääteputken katodivastus, konkka ja hilalle menevät vastukset VARMASTI kunnossa? Voisi vaihtaa varmuuden vuoksi joka tapauksessa. -Mikko

      Vastaa
  • Misshän vois korjauttaa putkiradion edullisesti

    Vastaa
Vastaa