Artikeln är skriven 1988. Mycket har hänt sedan dess men det mesta är förvånansvärt aktuellt även in på 2010-talet.

Låt mej först som sist deklarera att dessa artiklar endast kommer att innehålla de subjektivaste omdömen - och dessutom är de gällande endast vid skrivögonblicket. Som alla vet är det inte så lätt att t ex välja ut den bästa "interconnect"-kabeln. Du vet vad Du tycker idag men utvecklingen går framåt. Du kan ju till och med ha fel nå´n gång vilket - tro det eller ej - faktiskt drabbar även mej. Pressläggningstiden är inte heller helt kort för en tidning som denna.

Det är inte heller säkert att det kommer nå´t i varje nummer av MoLt även om det faktiskt är ambitionen. Ämnen som jag kommer att behandla är så'nt som intresserar mej - komponenter, kablar, modifiering av div apparater, nätdelar, nätstörningar etc etc. Kanske också en liten "topplista" över vilka komponenter jag för närvarande tycker fungerar bra. Hör av Dej med synpunkter om vad Du vill ha med.

I de fall Du har svårt att få tag på komponenter i små partier där Du bor kan Du ringa mej och kolla läget. Eftersom jag bygger så mycket har jag nästan alltid ett litet lager av komponenter för eget bruk som jag kan dela med mig av. Denna gång hade jag tänkt prata lite om nätdelar.

Om nätdelar

Min erfarenhet av nätdelar och olika nätdelskonstruktioner hänför sig framför allt till rörsidan även om det mesta faktiskt går att överföra till transistorteknik. Det finns ett antal olika sätt att bygga nätdelar. Några billiga och några bra. Därmed har jag alltså sagt att bra kan det inte bli om man inte gör det dyrt. Det är givetvis en sanning med modifikation men det visar sig nästan alltid att man kan förbättra en nätdel betydligt i de allra flesta apparater. Inte för att inte konstruktören begripit bättre (även om det ibland faktiskt även är så) utan för att det kostar pengar att göra en bra nätdel. Och det låter med en billig nätdel också, även om det inte låter så bra som det skulle kunna.

Dioder 1

En förbättring Du nästan alltid kan göra utan problem i vilken nätdel som helst, som är billig om Du gör den själv men som är kostsam i produktion, är att se till att likriktaren inte "spikar". Du får nämligen alltid spänningsspikar från likriktare av olika slag. Det är t ex det som gör att Du hör mycket tydlig skillnad mellan olika likriktarrör. Åk ut till Tesserakt för demo om Du inte tror mej. Metoden för att bota detta är att slöa ner dioderna så att effekttoppen inte blir så spikformad utan mera flack. Du som läste min artikel om störskydd för några nummer sedan (MoLt 3/87 sidan 36 till 39) såg också oscilloskopbilder av fenomenet. Boten får man bland annat genom att sätta en liten resistans i serie med dioderna så att de blir långsammare. Men invänder då den tekniskt intresserade läsaren. Här gör dom ju allt man kan för att få fram snabbare och snabbare dioder och Du säger att man skall slöa upp dem - det verkar ju knasigt.

Ja, det verkar knasigt men inte desto mindre är det mycket bra i de flesta nätdelar. Värdet av effekttåligheten på resistansen måste väljas med omsorg och spänningsfallet får i de flesta fall inte vara mer än några volt, i vissa fall inte ens det. Det beror på hur resten av nätdelen ser ut. Är det en nätdel med underdimensionerade elektrolytkondensatorer som hela tiden måste ha ögonblicklig påfyllning för att inte tappa sugen så kan mitt råd faktiskt göra att det låter sämre. Men de flesta tillverkare har försett sina apparater med en liten effektreservoar i form av elektrolytkondensatorer som gör att Du kan sänka spänningen från dioderna någon volt utan problem. Det kan också var så illa att man efter dioderna har en stabilisatorkrets vars reglerområde är så litet - dvs spänningen till regulatorn är låg i förhållande till spänningen ut ur regulatorn (på en vanlig stabb-IC bör Du vid normaldrift ha minst 3V skillnad mellan in och ut.) - att Du av den orsaken inte kan tillåta en sänkning av spänningen.

Sammanfattningsvis: Du kan alltid sätta dessa motstånd i serie med dioderna och få en ljudförbättring i de fall Du har en välkonstruerad nätdel. Pröva. Lyssna. Det enda Du förlorar om det blir sämre är några minuters arbete och några kronor för motstånden.

Se upp med effekttåligheten. Använd Ohms lag Effekten= spänningen x strömmen = resistansen x (strömmen)2. Använd sedan ett motstånd med minst dubbla effekttåligheten. Effekttåligheten sjunker nämligen snabbt när motståndet blir varmt (ofta är effekttåligheten angiven vid 20 grader Celsius) och eftersom ett motstånd blir väldigt varmt då Du belastar det måste Du ta till ordentligt.

Exempel: Du har ett motstånd på 20 ohm och en ström på 25 mA (t ex nätdel i rörförförstärkare). Effekten blir 20x0,025x 0,025=0,0125 W.

I ett annat fall har Du en glödströmsdel som drar 1,5A. Du sätter dit ett motstånd på 1 ohm. Effekt: 1 x 1,5 x 1,5= 2,250

I första fallet kan Du ta nästan vilket motstånd som helst men i det andra fallet bör Du minst sätta dit ett 4W motstånd. Du skall också vara medveten om att ev fabriksgarantier sätts ur spel när man börjar pilla på detta sätt. Även S-märkningen kan i vissa fall påverkas framför allt i rörapparater som ju har höga sekundärspänningar. Å andra sidan är de inte alltid S-märkta. . .

Dioder 2

Efter dessa förmaningar är det dags för nästa åtgärd för att få bort spikar - nämligen att sätta en liten kondensator över varje diod. I detta fall har jag inte någon gång stött på några ljudmässiga komplikationer. Det enda som är viktigt är att värdet inte är för högt - 0,01 µF (=10.000 pF) brukar ge önskat resultat. Se upp med spänningståligheten på kondensatorn. För att alltid vara på den säkra sidan (så Du slipper räkna på olika nätdelars verkningssätt och backspänningar på dioden) skall den tåla minst 3 x växelspänningen. Dvs har du 300V spänning så ta till en 1 000V kondensator osv.

Denna lilla kondensator tar ner en stor del av den spik som bildas då dioden slår om och skall sluta leda. Dessa förändringar av nätdelen ger renare, transientare och luftigare ljud tom i glödströmskretsar. Det lär faktiskt finnas ett sätt till att lösa dessa problem och det är med s k audiodioder (speciellt framtagna för audiobruk) som enligt uppgift helt saknar dessa spikar och ringningar. De är dock kostsamma (43:-/st) och tål max 200V så de är inte alltid aktuella i ett budgetprojekt. Jag har ännu inte jämfört dem mot vanliga men det ligger i "pipelinen" och resultat kommer i denna spalt vid ett senare tillfälle. Importör och försäljare av dessa audiodioder är Tesserakt.

Elektrolyter mm

Många audiokonstruktörer levererar små elektrolytkondensatorer i sina förstärkare. Detta är förståeligt eftersom det är dyrt med stora elektrolyter. Nu är det tyvärr också så att många konstruktörer faktiskt tror på att det blir sämre med stora lytar. Man pratar om "elektrolytbas" och menar då bas som är svampig och stor och som påstås bero på att man "biffat" elektrolyterna. Min erfarenhet är liknande så länge man inte tar hänsyn till vad som egentligen händer.

Jag har den bestämda uppfattningen att alla aktiva komponenter låter bättre om de får en vettig arbetsmiljö dvs har alla spänningar konstanta och all den ström de behöver tillgänglig. Detta kräver konstant spänning och låg impedans för strömmatning. Om detta är nog alla överens. Jag är också övertygad om att nätet innehåller en massa störningar med mycket låg och mycket hög frekvens. Våra öron trivs inte med resultatet då dessa störningar överlagras på audiosignalen. Det bästa skulle alltså vara att varje aktiv komponent har en egen spänningskälla som är helt oberoende av nätet och som har konstant spänning och låg inre impedans och resistans (ESR).

Detta klarar man tex inte med enbart batteri eftersom ESR är för högt. (Givetvis är det ok med batteri som matning till nät enl nedan stället för traditionell nätdel.) Målet nås inte heller med spänningsregulator eftersom det är nästan ogörligt att få den tyst (brus från regulator låter luftigt, diffust och ibland vasst.) Lågfrekvensproblem är också vanliga (Du måste få stabilitet för störningar som ligger på kanske 0,001 Hz om Du inte skall få problem). Det hjälper inte att bara lägga på lytar eftersom Du då ändå får problem i basen (ESR i en elektrolytkondensator är högre -mycket högre - vid låga frekvenser.) och alltså instabilitet i lågfrekvensområdet. I synnerhet om Du bara tar till "rejält" alltså t ex på en rörförförstärkare sätter dit 200 µF i stället för 10 eller 20. Det låter bara annorlunda men inte nödvändigtvis bättre.

Låga och höga störfrekvenser

Nej, problemet är att Du måste ha bort störningarna mycket långt ner i frekvens och mycket högt upp i frekvens. Spänningen måste vara helt stabil, dvs max avvikelse på en 400V anodspänning som kan tolereras ligger på ca 0,1-0,3 mV - oavsett effektuttag och oavsett frekvens. Tänk tex på en bucklig skiva. En gång per varv gungar det till ordentligt. 33 varv på en minut ger ca 0,6 varv på en sekund. Alltså frekvens ca 0,6 Hz. Detta susar in i din förförstärkare och förstärks kanske 40 dB. Sedan kommer det via RIAA-korrektionsnätet in i nästa steg. De flesta RIAA-steg är vid dessa frekvenser dåligt dämpade - säg ca-10 dB. I detta fall är dämpningen i RIAAn vid 1 000 Hz ca-30 dB. In i nästa steg rusar dina 0,6 Hz med 30 dB i förhållande till originalsignalen och förstärks ytterligare 30 dB, dvs 3 mV in ger 3V ut. Så in med det i linjesteget. Lyckligtvis finns det kopplingskondensatorer som förhoppningsvis tagit hand om en del av detta, men samtidigt måste stegen ha -3 dB-punkten runt 3 Hz för att inte skära i basen. . .

Sammanfattning: En nätdel måste klara att hålla detta signaluttag rent och odistorderat och utan att spänningen svajar det allra minsta. Det är mycket få nätdelar som klarar detta.

Som Du vet tar man oftast ut den förstärkta spänningen över ett motstånd - i rörförstärkare ofta över anodmotståndet. Man förväntar sig att den kondensator som finns "ovanför" motståndet skall avleda ev växelspänning till jord, och därmed ge en prydlig utsignal över anodmotståndet.

I praktiken är det alltså så att den höga inre resistansen i kondensatorn vid låga frekvenser gör att den ingalunda fungerar som den kortslutning av växelspänningen som är en förutsättning för att allting skall fungera. Den ger helt enkelt vika för den lågfrekventa spänningen och överlagrar den på anodspänningen, vilket ger upphov till distorsion.

Det är dessutom så att om man bara har en elektrolyt i steget så kommer ripple från sista stegets högre spänningsuttag att via den gemensamma punkten i lyten kopplas tillbaka till de tidigare stegens anoder och överlagras där med distorsion som följd. Denna distorsion förstärks sedan igen och överlagras på lyten osv. På detta sätt "snackar" alla stegen med varandra med en diffus ljudbild som följd. Dynamiken upplevs då som urusel för att inte tala om kanalseparationen . . . Det är alltså inte bara förstärkaren som måste skyddas mot det nätrippel som blir när man likriktar - stegen måste också skyddas från varandras egenbildade rippel.

Man kan givetvis försöka bota detta genom att ''stabba'' nätdelen. Tyvärr är det så att detta kräver att stabben har tillgång till hur mycket energi som helst i exakt rätt ögonblick (He He.) Dessutom är det så att en stabilisator är så konstruerad att den släpper fram spänning när spänningen som skall regleras redan har sjunkit. Har Du otur så kan det t o m bli så att den överkompenserar lite innan den märker att spänningen nu är normal igen. Den ligger alltid efter. Det är inte lätt att rätta till nutid med forntid.

Dessutom är matningen till stabben sällan så lågimpediv att det går att få spänningen stabil i lågfrekvensområdet.

Att stabilisera

En stabb per steg kan vara en billig halvbra lösning. Tyvärr måste Du oftast i rörsteg på grund av den höga spänningen (=av kostnadsskäl) ha gemensam referenspunkt till stabbarna. Där har Du genast problem med stabiliteten igen. Stabben blir aldrig bättre än sin referenspunkt. Och denna måste ligga helt still oavsett störfrekvens vilket många konstruktörer bortser ifrån. Många stabbar klarar inte att det kommer en lågfrekvenspuls från nätdelen eller från förstärkande steg. De börjar gunga. Jag har själv mätt 5-10V rippel på 400V anodspänning vid ca 25V ut ur steget. "Jamen", säger du: "Ingen vettig människa tar väl ut 25V ur en förförstärkare." Nej, kanske inte ur en förförstärkare - men rören har faktiskt, till skillnad från de flesta transistorer, förmågan att svinga uppemot 75-100V. Och dom gör det om dom får signalen. Och dom får signalen om det är kraftigt utstyrda partier i skivan. Visserligen klipper resten av kedjan men det är inte ovanligt att Du har denna typ av mycket korta höga spänningstoppar i transienta musikpartier. Och i slutstegen skall röret före slutröret svinga minst 25V för full utstyrning av vissa effektrör. Dessa i sin tur svingar flera hundra volt.

Men ok då - låt oss säga att vi tar ner spänningen till 1 V ut. Det är alltså 25 ggr lägre än i exemplet med de 10V rippel. Det ger 0,4V rippel (10/25). 0,4V rippel på 400 volt ger raskt 0,1 % fel i matningen. Vad detta i sin tur ger för distorsion i steget beror givetvis på hur matningen ser ut i och till resten av förstärkaren. Du måste alltså se till att Du avleder inte bara störningarna från nätdelens 50 eller 100 Hz rippel - Du måste också se till att Du avleder de lågfrekventa störningarna som ligger överlagrade som en nära likströmskomponent på nätet - likaså de mycket högfrekventa störningarna från nätet och från dioderna. Du måste dessutom se till att stegen inte stör varandra - och Du måste se till att steget inte stör sig själv. Det är alltså inga små krav som ställs på din nätdel.

För att kunna uppnå det mesta av detta krävs alltså individuell spänningsmatning till varje steg, och den skall vara stabil oberoende av vad övriga steg har för sig eller av vad för störningar som kommer från nät eller nätdel.

Som sagts ovan är det inte lätt med stabbar. Den lågfrekventa parametern verkar som sagt vara värst. Det är ju nämligen så att de lågfrekventa störningar som kommer från nätet förstärks i transformatorn i stort sett lika mycket som nätspänningen. Har Du 1 mV överlagrad på 220V som Du transformerar upp till 440V så har Du också 2mV störning. De rippelfällor Du sedan sätter dit klarar bra av 50-100 Hz men på grund av den tråkiga egenskapen med högt ESR i kombination med filterkonstruktion som dämpar dåligt i låga frekvenser (även om kondensatorn verkligen fungerat som kondensator vid dessa frekvenser) gör att Du oftast har så gott som hela 2 mV spänningen kvar överlagrad på anodspänningen. Och det hörs... Och Du har den kvar också på Din referenspunkt till stabben om Du har otur.

Enligt mina praktiska prov finns det bara ett sätt att bli kvitt dessa oönskade störningar och det är att dels se till att man har så god dämpning som möjligt mellan stegen, dels ha så god dämpning som möjligt till nätet. Sedan måste Du se till att Du ändå har tillräckligt låg impedans vid alla frekvenser och tillräckligt mycket energi tillgängligt vid förbrukningspunkten. Jag har kommit fram till att man lyckas enklast och bäst med enkla RClänkar av den typ som redan finns i de flesta förstärkare, om man nu sett till att de uppfyller de ovan ställda kraven.

Elektrolytbasen

Åter till "elektrolytbasen". Vad som sker när man "biffar" elektrolyter är minst tre olika fenomen. Man bygger en energireserv, minskar ESR vid låga frekvenser. Man ökar också kapaciteten i den svängningskrets som bildas med de serieresistanser som alltid finns i nätdelar och de kapacitanser som nätdelen innehåller. Givetvis är nätdelen mycket mer komplicerad än så.

Du kan räkna ut -3dB punkten på filtret (RC - länken) genom formeln f=1/2%u03C0RC där f = frekvens i Hz, %u03C0=3,14 etc, R = motståndet i ohm och C = kapacitansen i Farad.

Tar Du då tex sista länken i Dynaco-ombyggnaden i MoLt 1 /88 (10 kohm och 30 l F) får Du 3dB punkt på 0,5 Hz. Vid 20 Hz kommer dämpningen (och därmed stabiliteten) att ligga på drygt -30 dB och t ex -60 dB dämpning får Du först vid dryga 500 Hz.

Det innebär att om Du försöker spela en skev skiva med hög signal så kommer denna nätdel att variera spänningen över elektrolyten ganska mycket. I detta fall kommer all musik med frekvenser under ca 500 Hz att låta orent. Lite luddig och "rörlik". I diskanten kommer denna orenhet och ostabilitet att uppfattas som brist på renhet och luft, "rördiskant". Detta låter trevligt och roligt och distorsionen är relativt lättlyssnad vilket de flesta med rörgrejor lätt kan vidimera.

Vad händer då om Du "biffar" till t ex 100 µF- Ja -3dB får Du vid ca 0,2 Hz vilket ger -60 dB vid ca 160 Hz. Detta innebär att Du förflyttat resonanserna en bra bit ner i basen och att det som ligger under ca 160 Hz fortfarande låter luddigt och bumligt men inte så som tidigare då kontrollen helt saknades, det är dock en viss kontroll över återgivningen. Intermodulationen uppåt ger vass och rå diskant. De allra flesta ger upp här och säger att "vad var det jag sa. Det blir bara värre med stora lytar - Usch.."

Om man tänker (och "biffar") lite till kommer man fram till att för att få -60dB vid 0,3 Hz måste -3dB ligga på ca 531 sek = ca 9 minuter. Vid resistansen 10 kohm skulle krävas 53 052 µF vilket är relativt ogörligt vid höga spänningar där 2000 µF ser ut som en kaffeburk. 26 lytar per steg tar ju upp ett halvt rum.

Ändra motståndet

Alltså. Man måste jobba även med motståndet vilket ju dessutom blir billigare. Tyvärr kommer Du då att finna att det snabbt går åt spänning. Om vi säger att ett steg drar 1 mV och Du vill ha dessa 9 minuter som gränsfrekvens och Du har tillgång till 2 000 µF och behöver 400V över röret - ja då visar det sig att motståndet måste vara 256 kohm. Detta innebär ett spänningsfall med 256 volt. Detta innebär också att Du måste ha en nätdel som lämnar 656V. Och om det där röret drog 2mA skulle Du behöva ytterligare 256V = 912V nätdelsspänning. Puh.

Och så tar det gott och väl en halvtimme innan förstärkaren är helt stabil. I praktiken nöjer man sig alltså med lägre värden men jag kan försäkra att jag hört skillnad när jag gick från drygt 4 minuter till drygt 8 i en pre-pre-amp. Sen hade jag inte spänning tillräckligt för att öka motståndet och inte plats nog att öka lytarna - men jag är fortfarande nyfiken på om det blir ännu bättre om man ökar ytterligare.

Som Du förstår behöver man alltså en så' n här RC-länk per förstärkande (eller egentligen per aktiv) enhet. Först då får Du den önskade separationen också mellan stegen. Varför skulle då detta vansinniga byggsätt ge bättre ljud- Jo, Du har skapat ett filter mot omgivningen som gör att det krävs mer än musiksignal för att Du skall få rippel. Jag har provat med 13 kohm och 3300 µF (42 sek) och funnit att det då endast återstår några millivolt rippel på lytens 350V vid en 1 Hz signal på 25V ut från en EF86. Det är lika effektivt för yttre som inre störsignaler. Så stora lytar har nämligen också mycket lågt ESR vid låga frekvenser i förhållande till smålytar. Lägg gärna ett par mindre kondensatorer över lyten för att fixa högfrekvensen också. Högkvalitativa - för de hörs. Du har dessutom tillgång till en hel del energi i en så'n lyt. Energin är nämligen beroende av faktorn CxV² medan den fysiska storleken är beroende av faktorn CxV. En stor högspänningslyt innehåller alltså mer energi än en lika stor lågspänningslyt. Sedan till problemet säkerhet. Du kopplar inte gärna 912V till en 450V-lyt även om det är via 256 kohm utan att veta vad som händer om röret slutar dra ström.

Säkerheten

Det visar sig att högkvalitativa lytar - typ RIFA computer grade PEH 169 som jag provat - mycket väl tål detta under förutsättning att den börjar dra ström innan den når ca 475V. Det är nämligen då det blir genomslag i en låg-ESR-kondensator. Detta beror på vätskan och papperstjockleken i kondensatorn. Det går att bygga elektrolytkondensatorer som tål uppemot 500V om man vill ha högre ESR men det ville vi ju inte. De flesta 500V lytar är två seriekopplade 250V... (öppna och titta om Du inte tror mej.)

Det som händer när man kommer över den spänning som kondensatorn tål enligt tillverkaren är att den så småningom börjar dra ström och formera sig. Detta sker 0-30 % över angiven spänningstålighet - olika för olika fabrikat. Vissa tillverkare anger formeringsspänningen som max-spänning. Då måste man alltid ta till en lyt som tål mer än vad som egentligt behövs - förr rekommenderade man därför att aldrig gå över 2/3 av spänningen vid normal drift, dvs inte över 200V på en 300V-lyt.

Rifa och några andra specificerar driftspänning. Därför kan man alltid lägga 300V på en 300V-lyt utan problem. Och sedan då spänningen går över formeringsspänningen börjar alltså kondensatorn dra ström och fortsätter formera sig. Detta sker på en 300V Rifa-lyt vid någonstans mellan 350 och 400V. Det som behövs är ju att kondensatorn drar så mycket ström att spänningsfallet över serieresistansen blir tillräckligt högt.

Ett kondensatorskydd

I fallet ovan med 400V-spänningen behövs det ju bara att lyten drar 1 resp 2 mA för att spänningen skall vara nere i 400V. Det troliga i detta fallet är dock att lyten inte börjar formera sig före de kritiska 475V så att man riskerar genomslag. Dvs i detta fall bör man lägga en zenerkedja på varje lyt som bromsar vid ca 450V. Den är då inte i verksamhet vid normal drift utan först då något går fel. Om Du skulle vilja leva lite farligare kan jag trösta dig med att det inte kommer att inträffa något värre än att Du i sämsta fall får genomslag i lyten och det kan kosta dig en ny lyt, men vid de små strömmar det här är fråga om kan den inte explodera. Dessutom finns säkerhetsventil. Men som sagt dessa lytar tål flera ampere i normaldrift.

I de fall Du använder lägre spänningar (under 350V) kan Du alltså strunta i zenerkedjan. Det som då händer är att kondensatorn börjar formera sig och drar ström, men som sagt på en högkvalitativ lyt händer inget mer. Det Du förstås riskerar om Du håller på och formerar länge är att spänningståligheten ökar allteftersom tiden går. Det är ju bl a så man gör vid tillverkningen -utsätter kondensatorn för spänning tills den tål det. Detta innebär samtidigt att Du bygger upp aluminiumoxidskiktet och därmed minskar kapacitansen på kondensatorn, men som sagt det är bara i extrema fall då det är fel på t ex ett rör. Med billiga och små lytar kan man inte alltid räkna med att lyten bara börjar formera sig. Det blir ofta genomslag tidigt och därmed är lyten oftast förstörd. Som vanligt lönar det sig med kvalitet.

Till sist

Vi hörs.
Josef