Yamaha B2 VFET izlaz

[sonny]

Nema mi ništa gore od bijelih le dioda koje "vuku" na plavo...
Kupiš ih p0d 4000 K a one svijetle i izgledaju kao da su 6000+ K
Zadnje 3W/4000K s hladilom koje sam kupio, konačno svijetle normalno bijelo...

[ilimzn]

Evo nastavka...
Nisam slikao skidanje driver ploce sa kompletnog modula pojacala, to je trivijalno. Skinu se dva vijka i ploca se izvuce iz konektora na suprotnoj strani.
Pa evo redom...
NAjprije ploca kako izgleda kad se skine sa hladila, naravno nakon temeljitog ciscenja:
Lemna strana:

driver_1.jpg

Komponente:

driver_2.jpg

Najprije se skidaju osnovni elementi koje uvijek mijenjam:
- Otpori snage ako su na mjestima gdje toplina smeta komponentama okolo (zamjena modernijim manjima, koji daju vise opcija za smjestaj)
- Otpori-osiguraci (fusible resistors) - ovdje su posebno stari primjerci, vjerojatno prve verzije (bijele cjevcice)
- kondenzatori za koje postoje reporti da su problematicni - ovdje su to samo crvene folije, no neke od zelenih koje imaju induktivnu konstrukciju su na mjestima gdje to nikako nije pozeljno, pa ce i oni biti zamjenjeni
- trimeri
Poluvodici u ovoj fazi jos nisu mijenjani, ali su skinuta hladila s drivera za VFET-ove.

driver_3.jpg

Poluvodici na ovoj ploci se dijele na osnovne i tzv. pomocne, kojih ima neuobicajeno mnogo radi kompleksnog sustava za dobivanje prednapona, zastite od ispada pomocnog napajanja, i zastite od preopterecenja. Osnovno pojacalo ima 12 tranzistora koji se bave pojacanjem, i jos toliko pomocnih (ne racunajuci diode). Moram priznatio da sam dosta zdvajao oko izbora svih njih, prvenstveno radi prilicno visokih napona koji se koriste - pomocno napajanje je +-85V. Na kraju je izbor za sve pomocne tranzistore, koji se uglavnom rabe kao strujni izvori ili sklopke, pao na 2N5401/2N5501. Problem je drugaciji raspored izvoda, ali probojni napon od 180V je ipak bio previse privlacan. No, taj raspored izvoda je malo promijenio nacin na koji inace radim stvari, tako da ovaj puta nisam povadio sve poluvodice i sve ih mijenjao, vec parcijalno, radi provjere s obzirom daje mogucnost greske (krivog stavljanja u plocu radi drugacijeg rasporeda) znacajno veca.

driver_4.jpg

NA slici gore su zamijenjeni spomenuti tranzistori, a na ploci su jos originalni driveri i tranzistori u VAS stupnju, te ulazni FETovi (koje nisam skidao), a fale kaskodni tranzistori. Uz to su vec stavljeni i otpori snage i zamjene za fusible otpore, te vecina folijskih kondenzatora.
Slijedeca je faza zamjena VAS stupnja:

driver_5.jpg

Ovdje je problem sto originali koriste staro TO-5 kuciste, tj. jednu od njegovih podvarijanti koja je malo neobicna. Da, ovi tranzistori u originalu dolaze s ovim krizno svinutim aluminijskim 'hladilom' koje izgleda kao da je napravljeno na brzinu u kucnoj radioni. Radi se o poznatim, i prilicno notornim 2SA810 i 2SC1452, jedan od prvih pokusaja audio tranzistora srednje snage za visoki napon. No tu je i problem - maksimalni napon je 150V a napon napajanja 2x85=170V! Ovi su tranzistori inace poznati po tome da s vremenom pocnu curiti. Dugo sam razmisljao sto tu staviti i izbor je na kraju pao na, sada na zalost nenabavljive 2SC2910 i 2SA1208, koje je nekad proizvodio Sanyo, no nakon sto ih je kupip ON semi, ta je proizvodnja ugasena. Osim veceg probojnog napona, pojacanja i gornje granicne frekvencije, imaju veliko plasticno kuciste sposobno za vecu disipaciju i u ovoj ulozi mogu se zamijeniti direktno, uz paznju radi drugacijeg rasporeda izvoda! Naime, originali su prije vremena kada su svi japanski tranzistori standardizirani na rapsored izvoda s kolektorom u sredini. Ovdje nije veliki problem to izvesti jer je raspored padova na ploci gotovo istostrani trokut.
A sto s tranzistorima u driverskom stupnju? Svaki disipira oko 300mW... i teoretski, mogli bi se koristiti isti tranzistori ali s prilicno povisenom temperaturom kucista. Za uvjete u kojima rade, to ce biti blizu nekom maksimumu za dug zivot, No pogledajmo malo bolje:

driver_6.jpg

Ideju je dala cinjenica da je jedno od hladila bilo vrlo lako skinuti s samog kucista originalnog tranzistora. Malo posla pomicnim mjerilom i ustanovilo se da je promjer originala isti kao plasticnih Sanyo-a... jedini je problem da je na to hladilo od aluminijskog lima pricvrsceno TO-5 hladilo, pomocu vijka koji je malo savinuo lim. Zato je bolje skinuti lim s originalnih tranzistora iz VAS stupnja koji nemaju ostecenje od vijka... naravno, ta je ideja tek pala na pamet kad sam krenuo s modifikacijom drugog po redu tranzistora
Jedan mali detalj na koji treba obratiti paznju je lemna usica pored kucista tranzistora na kojem fali aluminijski lim. Zapravo, po jedna je do svakog tranzistora, i sluzila je kao centrator/drzac hladila. No, njih sam skinuo, o cemu vise kasnije.

Dakle, evo tog aluminijskog hladila - necu rec prstena s obzirom da nije spojen u prsten, radi elasticnosti:

tranzistor_1.jpg

A evo i zamjenskog tranzistora. NAravno prilicno je veci, no isti je promjer. Povecana visina je itekako dobro dosla radi vece povrsine za prenos topline na aluminij:

tranzistor_2.jpg

Visina aluminija je jednaka kao i zamjenski tranzistor, sto - vjerovali ili ne - nije uopce slucajno. Naime, dimenzije modernijeg kucista se upravo baziraju na starijoj inacici. No, prije nego sto se novi tranzistor moze ugurati u aluminij s originala, treba maknuti srh koji nastaje u prozivodnji plasticnih tranzistora:

tranzistor_3.jpg

Najobicnija mala turpija ce to odraditi savrseno:

tranzistor_4.jpg

[ilimzn]

Prije... eh, penetracije novim tranzistorom, treba kap lubrifikacije, radi poboljsanja termickog kontakta:

tranzistor_5.jpg

Ovdje se vrlo jasno vidi da se radi o kompatibilnim dimenzijama. Naravno, lim je malo dodatno stisnut kako bi se osigurala elasticna sila da se lim sam drzi na tranzistoru:

tranzistor_6.jpg

Sila kombinirana s krakom i nesto entuzijazma te dobrim ciljanjem i...

tranzistor_7.jpg

Stvar zapravo pase jako 'na knap' tako da vecina masti zavrsi izgurana na drugu stranu:

tranzistor_8.jpg

Skine se pomocu stapica za usi, i nozice se formiraju unesto slicno originalnom TO-5 rasporedu. TO je malo drugacije od slucaja zamjene VAS tranzistora, ovdje treba savinuti izvod kolektora i emitera tako da centar lima bude tamo gdje je bio i kod originala, radi dodatnog hladila kojeg tek treba staviti:

tranzistor_9.jpg

Evo i dvije zamjene smjestene na svoje mjesto, s generalnom probom za dodatno rebrasto hladilo:

driver_7.jpg

Jos malo posla i svi su zamjenjeni:

driver_8.jpg

Polozaj lemnih usica koje su u originalu - dosta lose zapravo - fiksirale hladilo je malo van centra tako da su originali bili malo u koso. To s njima i nije bio toliki problem s obzirom da imaju originalni raspored izvoda koji im je u startu davao neku stabilnost. Zamjene imaju nozice savinute is polozaja u liniji i nisu toliko stabilni sami po sebi. No, kada bi sva hladila bila spojena, bili bi prilicno stabilni. U tu svrhu je napravljen drzac od tankog vitroplasta. Tipicno za japance, dimenzije su milimetarske i 'okrugle' - razmak rupa je 20mm:

driver_9.jpg

Evo i montaze - nije jos finalizirana, fale plasticne podloske. U ovoj fazi je namjerno sve labavo da se vidi pase li sve kako spada i da nista ne 'vuce' na svoju stranu ili se uvija previse:

driver_10.jpg

I na kraju, prakticno kompletirana ploca - fali jos samo trimer za struju mirovanja. Zanimljivost biasa za VFET-ove je da se moze koristiti trimer bez straha od prekida - ako se dogodi, struja mirovanja pada na minimum. Na zalost jos nisam uspio nabaviti odgovarajuci trimer, no to je pitanje dana:

driver_11.jpg

[davidbraco]

Hm-a koliko takvo pojačalo kada je refreshano vrijedi?-Barem neka orijentacija

[gilhooley]

Ja ga ne bih dao ispod 2000 EUR...

Pa tko voli - nek izvoli. Taj trud treba i platiti.

Gilhooley

[ilimzn]

Pitanje je dobro ali na zalost odgovor nije jednostavan.
Problem je vise u tome sto su uredjaji koji nisu refreshani gotovo u pravilu precjenjeni, jer je tesko izvana vidjeti koje je stvarno stanje. Nedavno sam imao razgovor s potencijalnim klijentom, gdje sam spomenuo da za uredjaj koji nije diran (citaj: nestrucno servisiran ili modificiran) koji je zivio u uvjetima gdje se nije pusilo, u startu dajem 30% popusta.
Ne isplati se raditi opsezne refreshe uredjaja koji nisu blizu vrha ponude koju je dati proizvodjac imao, a naravno to ovisi i o proizvodjacu - neki su se rijetko maknuli od mediokriteta. No, to istovremeno znaci da u obrnutom slucaju, kada j euredjaj blizu vrha ponude, imamo posla s tad - a vrlo cesto i sad vrhunskim uredjajem, kojeg zapravo dobivamo po cijeni koja ukljucuje visedesetljetnu amortizaciju. Refresh takvog uredjaja, i kada iznosi 50% njegove originalne cijene, se isplati raditi jer ono sto se dobije je u odnosu na danasnji ekvivalent iz ducana (*) usteda od 2-3 puta, nerijetko i vise.
Ovo doduse nije sport za prekupce i nakupce, vec za ljude koji ove uredjaje zele imati i koristiti. Ima izuzetaka, i danas se propisno restaurirani uredjaji znacajno vise cijene, sto doduse ne znaci da se to nuzno odrazava i na trzisnu cijenu, badava ako trziste nema novaca.

(*) U ovom slucaju radi se o uredjaju koji nema suvremenog ekvivalenta, a i medju njegovim suvremenicima mozda bi se moglo naci tri slicna - uzevsi u obzir da je napravljen u tzv. zlatno doba HiFija kada nje bilo cega nije bilo. Cijena Yamahe B2 na ebay-u se krece od 500-800EUR nerefreshana (iako su sad u odnosu na npr. prije 3-4 godine jako rijetke). Kod specijaliziranih dilera koji nude uredjaje s garancijom (sto nuzno ne podrazumijeva refresh!) nebo moze biti granica, premda je realnije pomnoziti ebay s dva (ima doduse jedna rijetka srebrna za 2800EUR...). Ovako restaurirane uredjaje ili daju ljudi restaurirati koji dobro znaju sto je to i s tom je namjerom nabavljeno, ili nabavljaju zato jer zele bas taj uredjaj, u tvornickom stanju.
Postoji li razlika zimedju 30+ godina starog originala i restauriranog uredjaja, sto se tice zvuka? Ako je sve propisno odradjeno i usvirano, razlika je pozitivna i vrlo cujna a moze biti drasticna (ovisno o povijesti prije restauracije). Tek se kod uredjaja dovedenog u tvornicko stanje cuje za sto je stvarno sposoban. Nije rijetko da ova 'starudija' doslovno pregazi modernije uredjaje daleko vise cijene.

[ilimzn]

Nakon DUUUUUGO vremena, eto i nastavka:

Prije nego sam nastavio raditi na drugom kanalu, odlucio sam isprobati temeljito prvi odradjeni kanal. No, kod ovog pojacala to nije trivijalno - mala greska na jednom od par mjesta moze lako spaliti nenabavljive VFET izlazne tranzistore. VFET radi jednako kao trioda, sto znaci da je potreban negativan prednapon (negativan u odnosu na polaritet kanala VFETa) u trenu kad pojacalo opcenito dobiva napajanje, u protivno VFET predstavlja otpor reda ispod 1 ohm. S obzirom na komplementarni izlaz, to bi znacilo cca 1 ohma (jer su dva i dva VFETa u paralelu, i onda takvi parovi u seriju) preko glavnog napajanja, od cca 115V. Dakle, kompletan kratki spoj.

Jedan od razloga za oprez je sto su prakticno zamijenjeni svi poluvodici osim ulaznih uparenih JFET-ova i nekoliko dioda. Isto tako zamijenjeni su svi 'fusible' otpori kao i sacica drugih otpora vece snage, te svi kondenzatori s vrijednostima od 1n na vise, the trimeri. Neki tranzistori imaju drugaciji raspored izvoda u odnosu na originale, i jedna greska moze znaciti puno dima.

Iako samo pojacalo nije komplicirano, potrebe VFET-ova dodaju dosta netipicnih dodatnih sklopova, tako da je prakticno pola poluvodica na svakoj driver ploci za pomocne funkcije.

B2sch.png

Na gore datoj shemi, date su i zamjene za originalne tranzistore. Veliki problem s originalima, pogovoto s onima koji su zamijenjeni sa 2SA1208/2SC2910 je pojava curenja, radi jako 'nategnutog' radnog napona. Malo se slabije vidi ali napajanje predstupnja je citavih +-85V (znaci 170V ukupna razlika napona) a tranzistori u njemu imaju maksimalne napone od 150V, iako je maksimalni hod napona i do 160V. Na drugim mjestima su nesto stedili na slican nacin, na tim su mjestima stavljeni 2N5401/2N5551 (uz paznju radi drugacijeg rasporeda izvoda, iako je stampa zgodno napravljena da pase sve).

Na shemi se raspoznaju 3 klasicna stupnja - prvi je diferencijalni JFET s kaskodom radi smanjenja ulaznog kapaciteta (koji je nelinearan pa je izvor izoblicenja). Koristi i dva strujna izvora za postavljanje uvjeta rada. U drugom stupnju je diferencijal opterecen strujnim zrcalom (jedna je strana kaskodirana da se izjednace disipacije na tranzistorima). Do ovdje je sve prilicno normalno.

Nastavak u kojem je 3x2N5551 i 3x2N5401 je na prvi pogled neuobicajen, no zapravo se radi o prekostrujnoj zastiti. Ona je kod VFET izlaza biti dosta komplicirana jer radi obrnuto - umjesto kratkog spajanaja B-E tranzistora koji vodi preveliku struju, ovdje treba osigurati veliki negativni prednapon koji ce ugasiti VFET. Klasicna zastita s par tranzistora moze to postici ali postoji opasnost da u tom trenu upale suprotni VFET.
Nastavak sheme ima jos 4 tranzistora (2x2N5551/2x2N5401) i hrpicu dioda, koje sluze kao osiguranje od nedostatka negativnog prednapona ako se pojavi napajanje izlaznog stupnja bez da se pojavi napajanje predstupnja. Takav sklop necete naci u klasicnim pojacalima, ukljucivo ona s MOSFET izlazima. Isti taj sklop osigurava generiranje prednapona kao takvog, iz napona napajanja izlaznog stupnja. Naime, osim napona biasa, struju mirovanja odredjuje i napon napajanja izlaznog stupnja, jer je on zapravo u mirovanju jednak Vds VFETa. Nas kao kod vakog pojacala s triodama - struju odredjuje prednapon mrezice Ugk i napon anoda-katoda Uak. Kod VFET-a, prednapon Ugs i napon Uds. Buduci da napajanje ima valovitost, sklop osigurava da se ona prenosi u prednapon s faktorom 1/mu (VFET ima mu bas kao i trioda, oko 10 u ovom slucaju) kako bi struja ostala jednaka - u prednaponu se pojavljuje 1/10 valovitosti napajanja.

Zadnji stupanj je mozda atipican ali ipak prepoznatljiv, i to je treci stupanj ekvivalentan klasicnom pojacalu: driver za VFETove, u ovom slucaju komplementaran u klasi AB posebno za P i N kanalni VFET, kako bi se kako treba mogao upogoniti poveci ulazni kapacitet VFET-a. To je mozda rijetko, ali se ponekad pojavljuje i kao driver za MOSFETe.

Na desnoj strani sheme su izvodi za napajanje i pogon VFET-a te detekciju izlazne struje - redom odozgora prema dolje, +85V, +56V, Gate P, Source N, izlaz, Source P, Gate N, -56V, -85V. Ideja je upogoniti driver ploca bez VFET-ova, kako bi se moglo provjeriti da su naponi na Gate P i Gate N ispravni, za pocetak u polozaju maksimalnog prednapona, tj. najmanje struje, i opcenito da sve funkcionira. Buduci da je driver ploca pojacalo kao takvo s dva izlaza (Gate P i Gate N) ali za malu izlaznu struju, mozemo spojiti jedan od Gate izlaza na pin koji je inace spojen na izlaz, da bi se zatvorila povratna veza. Isto tako, da bi se sprijecilo aktiviranje zastite, treba kratko spojiti Source N, Source P i izlaz, s obzirom da sklop gleda pad napona izmedju Source i Izlaz pinova (tu je u originalu source otpor od 0.22 ohma). Naravno, Gate izlazi daju svega par mA tako da ne smije biti drugih opterecenja.

Ako je sve OK, dakle za poetak nista se ne zadimi ili razleti , izlaz ce poprimiti cca 0V sto ce ujedno biti i napon na Gate izlazu spojenom na taj pin, s razlikom napona od barem 30-ak volti prema suprotnom G pinu (onom koji je ostao u zraku). To je zapravo dvotruka vrijednost prednapona - +-15V, 15V za svaki VFET. Isto tako, trimer za balans bi trebao varirati DC offset izlaza, a bias trimer, inicijalno postavljen na najveci otpor, okretanjem treba smanjivati razliku napona Gate P i Gate N.
Prilikom prvog testa sve se to dogadjalo osim sto je na izlazu bio offset -16V... nakon ponesto mjerenja, pokazalo se da je napon na kaskodnim tranzistorima (zeleno na shemi) daleko prevelik (na shemi 20-ak V, u stvarnosti preko 50!) i greska je pronadjena u otporu koji je u prekidu, koji je nakon toga zamijenjen. Taj otpor (39k) sluzi za postavljanje napona baza na kaskodnim tranzistorima, tako da se kroz njega pusta struja iz gornjeg strujnog izvora (s 2N5401). Drugi kraj otpora je vezan za zajednicki source ulaznih JFET-ova tako da cijela kaskoda zapravo prati source, koji prati ulazni napon. Time je napon G-D ulaznih JFETa priblizno konstanta. Ovo je inace ukupno TRECI otpor koji sam IKAD u zivotu vidio da je otisao u prekid bez ikakvog vidljivog traga na sebi. Kasnije je mjerenje pokazalo da se zapravo odlomila zakrimpana kapica ispod zastitnog vanjskog sloja.

driver_14.jpg

Srecom, unatoc kratkoj ekspoziciji JFET-ova poprilicno visokom naponu, korekcija greske je sve vratila u normalu. Tako veliki napon Vds je proizvodio prilicnu struju curenja kroz JFET, naravno razlivitu kroz svaki, pa je rezultat bio veliki offset. Zadnji pogled na driver, prije ugradnje:

driver_13.jpg

Cim je ista verificirana, drugi kanal je ociscen od svih dijelova koji ce se mijenjati. Naravno kad se jednom zna da je jedan kanal OK, sloziti drugi zahtijeva puno manje vremena. Ovo su svi dijelovi koji ostaju:

driver_12.jpg

[ilimzn]

Nakon svega je ostala priprema hladila. Ovo je na prvi pogled jednostavna stvar, no zapravo i ovdje B2 ima svojih specificnosti.
Hladilo je zvjezdasto i simetricno, ali kad se bolje pogleda, ima jedna neobicna stvar - nema liskuna ispod tranzistora.

AMP_11.jpg

KAd se sve rastavi i dobro opere, primjecuje se da jedna strana povrsine za montazu tranzistora ima poseban izolacijski premaz. U originalu je ideja bila ponovno eloksirati hladila obzirom da su malo poblijedila, no na kraju to nisam odradio radi premaza koji se vrlo tesko skida. Ono sto svakako treba odraditi je staviti novu termo-vodljivu pastu. Moguce je i okrenuti hladilo za 180 stupnjeva i montirati na eloksiranu stranu sa liskunom, no ovdje postoji jos jedan specificni moment:

AMP_10.jpg

Ovo je druga strana hladila - plocica na kojoj su 4 podnozja za tranzistore i nesto sitno dijelova. Ono sto upada u oci su 3 otpora, a 4 tranzistora. Bolji pogled objasnjava zasto - po dva VFET-a su spojena direktno u paralelu, bez zasebnih source otpora, umjesto toga postoji po jedan zajednicki otpor za svaki takav par. Preostali otppr je dio Zobel RC mreze (kondenzator se ne vidi na ovoj slici, inace j eispod drugog otpora na lijevoj strani). Jedan od razloga za izostanak liskuna je cim bolji termicki kontakt ne samo sa hladilom nego i preko njega sa drugim VFET-ima. Radi toga sam odlucio ostaviti stvari kako je proizvodjac predvidio.

Evo svega skupa montiranog u jedan kompletan kanal:

AMP_12.jpg

AMP_13.jpg

Jedan detalj koji je doradjen - donji rub driver ploce se drzi samo pomocu spojne plocice koja ide prema nosacu tranzistora, pa su se obje savinule uglovima prema hladilu. Iako je vrlo tesko postici da se dotaknu, radije sprijeciti nego lijeciti:

AMP_14.jpg

AMP_15.jpg

Sve sto je na kraju ostalo je spojiti 9 zica i upogoniti stvar - NAKON sto se isprazne elektroliti u glavnom napajanju!!! (tu je jos jedna mala dorada, dodani su bleeder otpori na elektrolitima za ovu svrhu, ali se ne vide na slikama).
Uz malo paznje tokom cca pola sata, podesen je bias i offset i eto B2 je u pogonu:

B2_61.jpg

E sad... jos da nije u sred testiranja krepao prekidac napajanja tako da je ostao upaljen... GRRR!

[tom_hifi]

Sjajno Posudiš malo?

Inače, sve to što pročitam, pa plus ono iz GM-70 što sam dosad naučio, čitajući tvoja objašnjenja, još sam uvijek daleko daleko. Keep them coming.

[ilimzn]

Treba sloziti prekidac za napajanje koji je naravno jedinstven