Komponenttien tunnistaminen - Vahvistinrakentelu

Osien tunnistamissarjan toisessa osassa perehdytään astetta suurempien komponenttien tunnistamiseen. Artikkeli on osin ensimmäisen artikkelin toistoa, tunnistamisen periaatteet ovat pitkälti samat.

Elektroniikan komponentit jaetaan kahteen ryhmään, passiiviset ja aktiiviset. Nimeäminen perustuu ko. osan toimintaan, tässä tyydymme toteamaan asian olevan kuten on. Passiivisiin kuuluvat vastukset ja kondensaattorit sekä kelat ja muuntajat. Aktiivisiin putket, diodit, transistorit ja muut puolijohteet. Näiden lisäksi rakentelussa käytetään elektromekaanisia jne. osia, kuten kytkimiä ja liittimiä. Putkivahvistimissa käytetään jokaiselle putkelle kantoja.

Tässä artikkelissa tutustutaan putkivahvistimissa käytettyihin komponentteihin. Käymme läpi miltä eri komponentit näyttävät, miten näiden merkintöjä tulkitaan ja luetaan ja mihin osat asennetaan. Teknisten ominaisuuksien käsittely jää tämän artikkelin ulkopuolelle.

Vastukset, trimmerit ja potentiometrit

Vastuksen symboli kytkentäkaavioissa. Laatikko on eurooppalaisen, sahalaita amerikkalaisen käytännön mukainen. P1 ja P2 ovat trimmerin ja potentiometrin symbolit.

Erilaisia vastuksia vasemmalta oikealle: 1k 0,25W hiilikalvovastus, 1k 0,6W metallikalvovastus, 1M 0,5W hiilimassavastus, 2W metallikalvovastus, 10k 1W hiilikalvovastus, 100ohm 5W lankavastus, 1k 10W lankavastus.

Putkivahvistimissa tyyppisiä vastuksia kytkennästä ja osin myös tyyliseikoista riippuen. Pienempitehoiset vastukset merkitään miltei aina värirenkain. Riippuen vastuksen tyypistä, koko ilmaistaan joko kolmella tai neljällä renkaalla. Neljäs tai viides, hieman muista erillään oleva rengas merkitsee vastuksen tarkkuuden eli toleranssin prosenteissa. Tarkkuus ja renkaiden määrä ovat osin keskenään kytköksissä, suuremman toleranssin osien arvoa ei ole järkevää merkitä kovin tarkasti.

Tehovastuksissa vastusarvo merkitään numeroin. Jotkut valmistajat saattavat käyttää Ω-merkin sijaan kirjainta R, joissain tapauksissa yksikkömerkkiä saatetaan käyttää desimaalipisteenä, esim. 0R22 = 0,22ohm.

Kaksi (tai kolme) ensimmäistä rengasta ilmaisee vastuksen arvon ensimmäiset arvot ja viimeinen nollien määrän. Esim. punainen - violetti - ruskea kääntyy numeroiksi 2 - 7 - 1 = 27 ja yksi nolla, eli 270ohm. Metallikalvovastuksissa numeroille on varattu kolme desimaalia, vastaavan kokoinen metallikalvovastus on merkitty punainen - violetti - musta - musta = 2 - 7 - 0 ja 0kpl nollia eli 270ohm.

Vastuksen arvojen kertoimet ovat kilo (k) x 1000 ja mega (M) x 1000000

Koska värirenkaiden lukeminen ja muistaminen on välistä hankalaa, voit käyttää netistä löytyviä värirengas tulkkeja (googleta resistor color code) tai käytä yleismittaria. Useimmissa mittareissa tulee valita mitattava vastusalue, joten valitse tämä sen mukaan minkä kokoista vastusta etsit osakasasta. Suosittelemme värirenkaitten opettelua pienessä määrin: On helpompi löytää kaikki kakkosella alkavat osat isosta pinosta, kun ensin karsii kaikki punaisella raidalla merkityt osat syrjään.

Vastusten painatuksia piirilevyllä. Ylinnä pystyyn asennettava (toinen jalka taitetaan kotelon suuntaisesti) juotospaikka. Merkintätavat vaihtelee joko osanumeroilla R1,R2... tai osalle on merkitty tietty arvo, tässä tapauksessa 10kohm.

Piirilevyllä, mikäli rakenussarjassa käytetään levyä, vastuksille on painatettu aina osan symboli tai ulkonäöltään ja -muodoltaan osaa vastaava kuvio. Tämän lisäksi levylle on painatettu joko osan tunnus tai arvo. Vastuksten tunnus on R (resistor). Vastukset voidaan asentaa levylle kummin päin tahansa. Vastukset kannattaa kuitenkin asentaa aina samaan lukusuuntaan, jolloin laitteen korjaaminen ja virheiden etsintä on mukavampaa.

Säädettävä vastuksia: Vasemmalla trimmeri, Lineaarinen 1kohm 16mm potentiometri, Logaritminen 1Mohm 24mm potentiometri. Oikealla 16mm piirilevylle asennettava potentiometri.

Eräs vastuksen erikoissovellus on säädettävä vastus. Näitä ovat mm. trimmerit, joita säädetään kerran) tai potentiometrit, jotka ovat tarkoitettu jatkuvaan säätämiseen. Esimerkkinä voimakkuussäädin. Säätövastuksessa on kolme kytkentäjalkaa. Laitimmaiset ovat vastusradan päät ja näiden välissä on nimellisarvoa vastaava vastusrata. Keskimmäinen jalka on kytketty kontaktipintaan joka liikkuu vastusrataa pitkin. Tämän resistanssi vaihtuu potentiometrin asennosta riippuen.

Kondensaattorit

Kondensaattorin symbolit. C1 = keraaminen tai muovikondensaattori, jolla ei ole napaisuutta. C2 elektrolyyttikondensaattori (valkoinen laatikko plusnapa). C3 Bipolarielektrolyytti.

Kondensaattoreita. Vasemmalla 10pF keraaminen kondensaattori, 22pF Silver Mica, 47nF muovikalvokondensaattori, 15nF PIO eli Paper In Oil -kondensaattori, 220nF ja 47nF muovikalvokondensaattorit, 100uF ja 22uF aksiaali / vaakaan asennettavat elektrolyyttikondensaattorit ja 32uF+32uF pantakiinnitteinen kannukondensaattori.

Kondensaattoreissa kapasintanssin yksikkö on suuri, joten arvot kerrotaan aina kertoimilla. Näitä ovat piko (p), nano (n) ja mikro (µ / u). Koska käytännössä mikro on suurin järkevin yksikkö, kertoimet menevät tämän mukaisesti. 1uF = 1000nF = 1000000pF.

Vahvistimissa käytetään useimmin kolmea eri kondensaattorityyppiä. Pienikapasitanssiset kondensaattorit ovat keraamisia tai silver mica -tyyppisiä (10pF - 1nF) tai muovikondensaattoreita (1nF - 1uF). Suurempiin kapasitansseihin käytetään elektrolyyttikondensaattoreita (1uF ->).

Kondensaattorien arvojen merkintätavat ovat kirjavat. Keraamisilla kondensaattoreilla arvo merkitään numeroin. Kaksi ensimmäistä lukua merkitsevät kapasitanssin ensimmäiset kaksi lukua. Kolmas numero ilmoittaa nollien määrän. 101 = 100pF, 102 = 1nF. Arvot alle sadan ovat ilman kerrointa, 10 = 10pF.

Muovikalvokondensaattoreissa arvo kerrotaan joko nanoissa tai mikroissa. Yksikköä ei aina ilmoiteta, 100nF voi olla merkitty 0.1, .1 tai u1. Yksikkökertoimen merkkiä u voidaan myös käyttää pilkkuna, esim 2u2 =2,2uF. Yleensä mitä pienempi osa, sitä lyhyemmät merkinnät.

Elektrolyyttikondensaattoreissa kapasitanssin selvittäminen on suoraviivaisinta, kapasitanssiarvo on miltei aina painatettu uF:nä osan kylkeen.

Kaikkien kondensaattoreiden merkinnöissä on myös maksimijännitteen merkintä. Sarjoissa saattaa olla useampi samalla kapasitanssilla oleva kondensaattori, mutta jännitteen kesto on eri (esim. 25V ja 450V). Noudata aina määrättyä jännitteenkestoa. Jännitteenkeston on oltava yli määrätyn.

Kondensaattorien painatuksia piirilevyllä. Vasemmalla keraamisten ja muovikondensaattorien juotospaikkoja, keskellä pystyyn asennettavien elektrolyyttikondensaattorien ja oikealla vaakaan asennettavien elektrolyytti kondensaattorien merkinnät. Navoista merkitään tai/ja plus tai miinuksen raita. Vaakaelkoissa merkitään pluspäädyn kotelon ura.

Piirilevyllä ja osalistoissa kondensaattoreiden tunnus on C. Piirilevyn painatuksessa kondensaattorit ovat painatettu muotonsa mukaan, elektrolyyteissä on merkitty napaisuus eli polariteetti. Keraamiset ja muovikondensaattorit voidaan asentaa kummin päin tahansa. Elektrolyyttikondensaattoreissa on merkitty joko plus-napa tai miinuksen raita. Vaakaan asennettavissa kondensaattoreissa on plus-päädyn ura merkitty levylle.

Diodit ja LED:t

Diodin piirrosymboli. P1 tavalliden diodi, keskellä led. D2 on Zener-diodi.

Diodeita. Vasemmalta 1N4148 piidiodi, BAT42 Schottky-diodi, 1N34 Germaniumdiodi,
1N4007 piidiodi, UF5408 Ultra Fast piidiodi. Kaikkien katodit (kotelon juova) ylhäällä. Oikealla kaksi lediä 3mm ja 5mm. Katodit (-) vasemmalla.

Diodit johtavat sähköä vain yhteen suuntaan, joten näiden asennuksessa on noudatettava oikeaa polariteettia, napaisuutta. Diodeissa on merkitty miinusnapa (katodi) renkaalla. Eräs diodin muoto on led, joka valon tuottamisen lisäksi toimii kuten perus-diodit. Ledin napaisuuden tunnistaa joko kytkentäjalkojen pituudesta (lyhyt K), kotelon viisteestä (viiste K) tai sisäisten elementtien muodoista (isompi kolmio K).

Osan merkintä on suoraviivainen - osan tyyppimerkintä on painatettu komponentin kylkeen. Joissain tapauksissa etuliite saatetaan jättää pois (1N4007 => 4007).

Diodien merkintätapoja piirilevyn painatuksissa. Vasemmalla pystyyn asennus, anodi ja katodi -merkinnöin.

Diodin merkintä levyllä on kuten vastuksilla poikkeuksena napaisuuden raita joka on painatettuna myös osaan. Diodien luettelomerkintä on D, ledeillä Led. Pystyasennuksessa merkitään napaisuus A, K. Ledeissä painatuksessa on useimmiten merkitty kotelon viistetty sivu.

Zener-diodit ovat tavallisen diodin muunnoksia. Näillä myötäsuuntaan kulkevan jännitteen määrä vaihtelee, jolloin diodia voidaan käyttää tietyn tarkan jännitteen saavuttamiseksi.

Transistorit, FET:t, MOSFET:t 

Transistorin piirrosmerkkejä. T1 ja T2 ovat kaksi erilaista tapaa piirtää transistori. T3 on JFET ja T4 MOSFET -transistorin symboli.

Transistoreilla on kullakin kytkentäjalalla oma funktio joten osan asentaminen oikein päin on tärkeää. Riippuen tyypistä jalkajärjestys voi vaihdella, mutta rakennussarjoissa osan jalkajärjestys vastaa levyn painatusta.

Transistoreita. Vasemmalla 2N3906, keskellä kaksi tehotransistoria, BD139 ja BD243.
Oikealla STW11NK100Z teho-MOSFET

Transistoreissa merkintä on selkeä, tyyppimerkintä on painatettu kotelon kylkeen.

Erilaisia transistoreiden painatusmerkkejä levyllä. Oikealla alhaalla tehotransistorin merkintä. Valkoinen viiva merkitsee sitä puolta osasta johon mahdollinen jäädtytyslevy kiinnitetään. Tämä on yleensä paljas metallipuoli.

Transistorin luettelomerkintä piirilevyllä on T (tai joissain tapauksissa Q). Transistoreiden asennus piirilevylle tapahtuu noudattamalla kotelon ulkomuodon ja piirilevyn painatuksen suuntaa. Joissain tapauksissa samaa kytkentälevyä saatetaan käyttää eri tyyppisellä osalla (esim. pii-transistori korvataan germanium-transistorilla) jolloin rakentajan tulee selvittää oikea asennussuunta erikseen. Huom. Jotkut IC-piirit, kuten 78Lnn-sarjan regulaattorit ovat koteloitu samoin kuin transistorit, asennus levylle tapahtuu samoin ehdoin.

Putket ja putkien kannat

Putkia on eri tyyppisiä riippuen käyttötarkoituksesta ja sähköisistä ominaisuuksista. Useimmat vahvistinputket ovat joko yhdeksän pinnisiä noval-kantaisia putkia (etuasteet) ja pääteasteet sekä tasasuuntaajat kahdeksan nastaisia octal-kantaisia. Tämä on karkea yleistys, tosiasiassa etuasteputkia löytyy octal-kannalla, tasasuuntaajia ja pääteputkia noval-kannalla. Octal-kantaisissa putkissa osa nastoista on jätetty pois, mikäli näillä ei ole sähköistä tarvetta.

Putkia ja kantoja. Vasemmalla noval-kantaan sopiva etuasteputki ja sen kanta.
Oikealla octal-kantainen pääteputki ja tälle sopiva kanta.

Näiden kahden vahvistinrakentelun kannalta yleisimpien tyyppien lisäksi putkia ja kantoja on neljästä kontaktista runsaaseen kymmeneen.

Putkissa ja kannoissa on yleensä merkinnät kytkentänastojen numeroinnille. Octal-kantaisissa putkissa on putken / kannan keskellä ohjaustappi jossa on ura. Noval-kannassa on kymmenennen nastan paikalla tyhjää. Asenna ja johdota kanta aina näiden ohjainten mukaisesti.

Muuntajat ja kuristimet

Erilaisia muuntajia. Vasemmalla kaksi pakkamuuntajaa, toinen kytkentäjohdoilla toisessa on juotoskorvakkeet. Oikealla rengassydänmuuntaja. Tarkista aina kytkentäjohtojen värien merkitykset muuntajan mukana toimitetuista tiedoista.

Kaikissa putkivahvistimissa käytetään muuntajia ja miltei kaikissa kuristimia. Muuntajia käytetään sekä verkkovirran muutamiseksi sopivaksi putkien käytettäväksi että sovituksessa pääteasteelta kovaääniselle. Kuristimia käytetään virtalähteen suodatuksen parantamiseksi.

Muuntajat rakennetaan joko kantikkaaseen metallipakkaan tai pyöreään laminoituun metallirullaan (toroidi). Kuristimet ovat poikkeuksetta pakkarunkoisia.

Kytkentätapa vaihtelee valmistakohtaisesti. Joissain muuntajissa on numeroidut juotoskorvakkeet, toisissa lyhyehköt n. 30-50cm johdot. Tällöin tunnistaminen tapahtuu johtimien eristeen värien mukaan.

Muut kytkennässä käytetyt osat

Edellämainittujen osien lisäksi eri kytkennöissä saatetaan käyttää keloja, optoerottimia, tasasuuntaussiltoja jne. Näiden osien luettelomerkinnät vastaavat usein osan englannin kielistä nimeä ja asennussuuntaa vastaavat silkkipainatuksen merkinnät vs. kotelon merkinnät / viisteet.

Mekaaniset osat - kytkimet, jakit

Kytkimiä. Vasemmalla SPDP vipukytkin, DPDT vipukytkin, 3PDT jalkakytkin ja verkkovirralle tarkoitettu DPST vipukytkin.

Kytkimiä on eri tyyppisiä. Peruskytkimeksi voisi kutsua tavallista on-off -tyypin kytkintä (lyhenne SPST). Tässä ominaisuuksia on tasan yksi, virta kylkee tai sitten ei. Koska asentoja on kaksi, on luontevaa toteutaa vaihtokytkin, on-on (lyhenne SPDT). Tällaisessa kytkimessä on kolme kytkentänastaa. Keskimäisestä nastasta kytketään sähkö jompaan kumpaan laitaan.

Näitä vaihtokytkimiä voidaan asentaa mekaanisesti useampi rinnakkain. Vaihtoja on yleensä kahdesta neljään. (DPDT, 3PDT, 4PDT). Jalkakytkimissä on usein kolme vaihtoa. Kytkimessä on yhteensä yhdeksän kytkentänastaa. Asennuksessa tuleekin olla tarkkana, ettei johdotus tapahdu väärässä asennossa, kytkin 90 asetetta kääntyneenä.

Terminologia. Kirjainlyhenteissä kerrotaan sekä napojen määrä ja vaihtojen määrä. S=single, D=doube. SPDT=Single Pole, Double Throw, yksi kytkin, kahdella asennolla. 3PDT=kolme kytkintä, kahdella asennolla.(

6,3mm jakkeja. Vasemmalla muovirunkoinen monojakki.
Takaa kuvattuna: monojakki, monojakki kytkimellä ja stereojakki.

Myös jakkeja on eri tyyppisiä. Efekteissä käytetään pääsääntöisesti joko mono- tai stereo-jakkeja. Monojakissa on kaksi kytkentänastaa, toinen plugin päähän kytkeytyvä signaali (tip). Stereojakissa kontakteja on kolme.

Avomallisissa jakeissa maadoituksen / rungon juotoskorvakkeen tunnistaa siitä, että se on suoraan yhteydessä keskiosan hylsyyn jolla jakki asennetaan runkoon.

Vastaa