Audio Amateur Power Amp Projects

Po bardzo długiej przerwie wracamy do prezentacji literatury związanej z elektroakustyką. Książka Audio Amateur Power Amp Projects (dalej AAPAP) nadeszła do nas wraz z kilkoma innymi i przyznam, że powodowany prywatnymi zainteresowaniami zacząłem od wertowania pozycji tematycznie związanych z głośnikami. Z biegiem czasu więcej uwagi poświęciłem jednak AAPAP, a czemu tak się stało, o tym dalej.

Podtytuł AAPAP brzmi: 26 artykułów dotyczących projektów wzmacniaczy mocy z magazynu Audio Amateur publikowanych w latach 1970-1989. Nie wiem jaka jest w tym momencie Państwa reakcja, ale dla mnie zabrzmiało to mało zachęcająco, zwłaszcza ze względu na daty. Lata siedemdziesiąte wydają się być prehistorią, a i lata osiemdziesiąte to klimat retro. Trochę bardziej kuszące jest krótkie streszczenie na tylnej stronie okładki. Wśród autorów projektów pojawiają się znane nazwiska: Roger Sanders (ten od elektrostatów), Nelson Pass (nazwisko rekomendacji nie wymaga), Erno Borbely (który nadal prowadzi firmę Borbely Audio).

Przegląd projektów
Wrażenia wrażeniami, ale w końcu liczy się zawartość, także omówmy ją dokładniej. Przede wszystkim trzeba zwrócić uwagę, że choć artykułów jest 26, to projektów sporo mniej. Część konstrukcji jest bowiem prezentowana na raty, w dwóch, czy nawet w trzech częściach. Artykuły generalnie zawierają wszystko to, co niezbędne do wykonania egzemplarza: schematy, listy elementów, rysunki płytek drukowanych, zdjęcia prototypów, dodatkowe instrukcje odnośnie wykonania, wskazówki na temat montażu.

Pierwsze dwa artykuły (Bailey 30-30 (Arthur R. Bailey); Building a Bailey (Arthur R. Bailey)) opisują projekt wzmacniacza na tranzystorach bipolarnych. Nie wydaje mi się, aby obecnie wykonanie takiego wzmacniacza miało sens, technika poszła bowiem do przodu. Ciekawostką tego projektu jest natomiast kontekst historyczny. Omówienie założeń projektowych i alternatywnych rozwiązań konstrukcyjnych przypomina co nieco jak ewoluowały kanony projektowania wzmacniaczy audio.

Następnie znajdujemy dwuczęściowy opis tranzystorowo/lampowego wzmacniacza dedykowanego do kolumn elektrostatycznych (An Electrostatic Speaker System (David P. Hermeyer); Electrostatic Amplifier Mark 2 (David P. Hermeyer)). Drugi artykuł to w istocie tylko poprawka do konstrukcji przestawionej w pierwszym. Jest to potężne urządzenie pochłaniające w stanie spoczynku 900W.

Tematyka lampowa jest kontynuowana dalej. Kolejny wzmacniacz to The Super Brute (The Super Brute (L.C. Landers)), oparty na modelu Dynaco Mark III. Dalej zamieszczono opis lampowo-tranzystrowego wzmacniacza do elektrostatów (The Sanders Electrostatic Amplifier (Roger R. Sanders)). Kolejne dwa artykuły (Dyna's Stereo 70: A Simple Modification (H.L. Eisenson); Audio Research Remakes Dynaco's Stereo 70 (Edward T. Dell, Jr.)) traktują o modyfikacjach klasycznego wzmacniacza Dynaco Stereo 70. Cała ta grupa artykułów miała pewnie większy sens w warunkach amerykańskich i to wiele lat temu. W Polsce, w 2003 roku tematyka ta wydaje się nadzwyczaj egzotyczna. Osobiście widzę tylko dwie grupy odbiorców dla tych tekstów - miłośników archiwalnego sprzętu audio oraz osoby zainteresowane historią techniki hi-fi.

Artykuł numer 9 już zbliża nas do współczesności (The Pass/A40 Power Amplifier (Nelson Pass)). Jak mi się wydaje, jest to pierwszy projekt zdatny do praktycznego wykorzystania (bez większych zmian) przez współczesnego majsterkowicza. Oprócz samego projektu wzmacniacza pracującego w klasie A, słynny autor przedstawia też w artykule swe poglądy na wiele różnych tematów.

Następny artykuł i następne znane nazwisko (The Williamson 40/40 Power Amplifier (Reg Williamson)). Jest to projekt dość prostego i praktycznego wzmacniacza na tranzystorach bipolarnych.

Potem znowu wracamy do pomysłów Nelsona Passa, a konkretnie do modyfikacji wzmacniacza harman/kardon Citation 12(Build a MOSFET Citation 12 (Nelson Pass)). W ramach tej modyfikacji tranzystory bipolarne w stopniu wyjściowym zastąpione zostały MOS-FETami.

Mosfetowy 60-watowy wzmacniacz Erno Borbely'ego to konstrukcja, która przypomina aktualnie stosowane, komercyjnie rozwiązania (A 60A MOSFET Power Amplifier (Erno Borbely)). Aż się nie chce wierzyć, że jest to publikacja z 1982 roku.

Trzyczęściowy projekt Diddena to coś dla osób, które lubią bardziej rozbudowaną elektronikę z różnymi funkcjami dodatkowymi (New Power Amp Alternatives: A 200 Watt Version - Part I (Johannes M. Didden), New Power Amp Alternatives: A 200 Watt Version - Part II (Johannes M. Didden), An Audio Activated Power Switch: Model 2 (Johannes M. Didden)). Konstrukcja ta ma dużą moc 200W na 8 omach i 400W na 4 omach, układ soft clipping, układ zabezpieczeń, pętle sprzężenia zwrotnego ze wzmacniaczem operacyjnym. Nie jest to więc rzecz dla minimalistów.

Potem mamy kolejną konstrukcję Erno Borbely'ego (Third Generation MOSFETs: The Servo 100 - Part I (Erno Borbely), Third Generation MOSFETs: The DC 100 - Part II (Erno Borbely)). Można zresztą zauważyć pokrewieństwo ze starszą konstrukcją opisaną we wcześniejszym artykule. Zaprezentowany w 1984 roku projekt jest jednak nieco bardziej skomplikowany niż ten z 1982 roku.

Jak sądzę początkującym majsterkowiczom, którzy mają efektywne kolumny spodoba się kolejny projekt (The Lang 20W Class-A MOSFET Amplifier (K. Lang)). Jest to prosty wzmacniacz pracujący w klasie A, o umiarkowanej mocy.

Jakby dla odmiany dwa kolejne artykuły to coś dla miłośników dużych mocy (A 500W MOSFET Power Amplifier - Part I (H.J. Heckert); A 500W MOSFET Power Amplifier - Part II (H.J. Heckert)). W gruncie rzeczy jest to dość rzadki przypadek urządzenia z pogranicza hi-fi oraz nagłośnieniowego sprzętu pro-audio. W artykule odmienność podejścia do zagadnienia jest wyraźnie widoczna i wiele uwagi poświęcono aspektom związanym z bezpieczną i niezawodną pracą urządzenia, także w trudnych warunkach.

Potem mamy powrót do bardziej audiofilskich klimatów za sprawą 40-watowego MOSFET-owego wzmacniacza, który został też odsłuchowo zbadany przez członków klubu hi-fi (A 40W All-MOSFET Power Amp - Part I (William T. Charter); A 40W All-MOSFET Power Amp - Part II (William T. Charter)).

Przyznam, że artykuły numer 23 i 24 ledwie przekartkowałem, są to bowiem opisy wzmacniacza samochodowego RKV Car Amp - Part I (Randolph Vikan); RKV Car Amp - Part II (Randolph Vikan)), a więc tematyka jakby z innej branży, w każdym bądź razie poza zakresem moich prywatnych zainteresowań jak również poza profilem witryny www.hifi.pl.

No i wreszcie na koniec mamy dwuczęściowy opis hybrydowego wzmacniacza z MOSFETowym stopniem prądowym na wyjściu oraz lampową resztą toru (The DC300B Tube MOSFET Amp - Part I (Hans J. Klarskov Mortensen); The DC300B Tube MOSFET Amp - Part II (Hans J. Klarskov Mortensen)).

Aktualność tekstów
Jak już wspominałem AAPAP zawiera artykuły wiekowe. W pewnym stopniu rzutuje to na przydatność książki. Wierne skopiowanie opublikowanych projektów będzie generalnie niemożliwe z powodu braku wielu części. O ile małosygnałowe tranzystory wykorzystywane w projektach z reguły są nadal produkowane i dostępne, to tranzystory mocy już raczej nie. Praktyczne wykorzystanie projektów będzie więc wymagało od czytelnika pewnej wiedzy, lub co najmniej możliwości konsultacji z kimś zorientowanym w sprawach elektronicznych, tak aby w projektach dokonać stosownych korekt i zastąpić stare typy elementów nowszymi, które są teraz dostępne na rynku.
Same schematy można ocenić różnie. Część rozwiązań wyszła już z obiegu, inne są nadal spotykane i stosowane. Nie da się pominąć refleksji, że postęp w projektowaniu analogowej elektroniki jest powolny i często dotyczy tylko pewnych szczegółów, a nie globalnych topologii czy zasad działania układów.

Praktyczne walory AAPAP
Na wstępie wspomniałem, że mimo początkowej rezerwy z czasem znacznie chętniej zacząłem czytać AAPAP. Zaciekawiły mnie zwłaszcza praktyczne uwagi zamieszczone w artykułach. Jeśli nie próbowaliście nigdy wcześniej samodzielnie zrobić wzmacniacza, to nie mieliście okazji stanąć przed takimi zagadnieniami jak dobór elementów właściwych do funkcji w układzie, wybór techniki montażu, decyzja o tym jaka ma być kolejność działań przy uruchamianiu urządzenia. A przy budowie wzmacniacza takich decyzji trzeba podjąć mnóstwo. Profesjonalni konstruktorzy korzystają ze zgromadzonej wcześniej wiedzy, wiele kroków wykonują prawie automatycznie, a jeśli nawet przy konkretnej konstrukcji zmuszeni są do podejmowania trudnych decyzji, to mają odpowiedni warsztat do rozwiązywania napotykanych problemów. Od amatorów trudno oczekiwać takiej wiedzy i dla nich każda praktyczna uwaga może się przydać. Te właśnie drobiazgi były dla mnie najcenniejsze. Ponieważ moje praktyczne doświadczenie konstrukcyjne dotyczy prawie wyłącznie kolumn, te przeróżne informacje rozsiane w artykułach AAPAP były dla mnie bardzo ciekawe. Chodzi o drobiazgi. O to jakie rodzaje kondensatorów wybrali autorzy w poszczególnych miejscach układu, jakie niespodzianki napotkali przy uruchamianiu konstrukcji, a gdzie jakaś niedokładność montażu być niebezpieczna, jak sobie radzić z rozrzutami parametrów elementów i jakich rozbieżności oczekiwać w praktyce.

Komentarze do projektów
Ponieważ prezentowane w książce projekty były pierwotnie drukowane jako prasowe artykuły, wynikły z tego dość ciekawe konsekwencje. Otóż projekty są często uzupełnione dyskusją, która toczyła się na łamach Audio Amateur po premierowych publikacjach. Można co prawda narzekać, że wymiana zdań pomiędzy autorem projektu a czytelnikami przytoczona w oryginalnej formie jest dla czytelnika książki mało wygodnym sposobem prezentacji materiału. Z drugiej strony sam fakt, że dyskusje te zostały wydrukowane przynosi szereg ciekawych informacji uzupełniających. Często są to sugestie drobnych zmian konstrukcyjnych, poruszane są bardziej szczegółowe sprawy związane z doborem komponentów, a także pojawiają się omówienia problemów, które napotkali amatorzy wykonujący swoje egzemplarze wzmacniaczy. Ogólnie mówiąc są to uwagi cenne, pogłębiają one bowiem analizę zagadnień typowo praktycznych i przez to również mogą być bardzo przydatne dla początkujących majsterkowiczów.

Dobór projektów
Czy projekty zostały dobrze dobrane? Trochę przypomina to ocenę doboru utworów na płytach pod tytułem "The Best of....". To jest zawsze kwestia indywidualna. Nie jestem w stanie powiedzieć czy rzeczywiście wybrano artykuły, które cieszyły się największą popularnością. Bez wątpienia pozytywnym aspektem jest zróżnicowanie projektów oraz renoma niektórych autorów.
Osobiście nie jestem zainteresowany wzmacniaczami do elektrostatów czy samochodów, za to chętnie zobaczyłbym ze dwa projekty wzmacniaczy słuchawkowych. Nie jest to jednak powód do krytyki. Trudno by wszystkie publikacje koncentrowały się zawsze na najbardziej popularnych tematach. Między innymi temu właśnie służy niniejszy artykuł, abyście mogli się Państwo zorientować czy zawartość AAPAP odpowiada Waszym oczekiwaniom.

Dla kogo AAPAP, czyli podsumowanie
Książka ta raczej nie spełni oczekiwań osób, które szukają szybkich i łatwych rozwiązań. Tego typu odbiorcy pewnie lepiej postąpią kupując gotowy kit do montażu. Nawet jeśli finansowo będzie to mniej atrakcyjne niż całkowicie samodzielna budowa, to ułatwienie zadania będzie jednak zasadnicze. Mniej zorientowanych zapewniam, że kompletowanie części do budowy sprzętu elektronicznego o audiofilskich aspiracjach nie jest proste. Nie macie co liczyć na to, że wystarczą zakupy w najbliższym sklepie elektronicznym.
Jak już wspominałem, wykonanie projektów zamieszczonych w AAPAP w formie dokładnie takiej jak opisano może być trudne, czy wręcz niemożliwe ze względu na upływ czasu i związane z tym wycofanie z produkcji wielu części użytych pierwotnie. Z reguły niezbędne okażą się drobne adaptacje, co będzie wymagało pewnej wiedzy elektronicznej od wykonawcy, lub przynajmniej skonsultowania się z elektronikiem. Tak więc lepszym źródłem aktualnych projektów może być specjalistyczna prasa dla majsterkowiczów. Z drugiej zaś strony przyswojenie treści książki wymaga ogólnej znajomości zagadnień elektronicznych, także nie jest to publikacja dla zupełnie początkujących amatorów. Po prostu nie jest to podręcznik z informacjami o tym jak działają układy elektroniczne i jak należy je projektować.
Książka może natomiast stanowić rozwinięcie wiedzy podręcznikowej dla początkujących konstruktorów-amatorów. Jak każda tego typu publikacja, może też być ciekawą lekturą dla najbardziej dociekliwych audiofili, którzy wcale nie mają zamiaru budować wzmacniacza, ale chcą się czegoś więcej dowiedzieć. Ale podsumowując swą opinię w jednym zdaniu chciałbym ponownie powtórzyć, że za najcenniejszą cechę AAPAP uważam zebranie sporej ilości praktycznych informacji o konstrukcji i budowie wzmacniaczy. Książka będzie przydatna zwłaszcza dla tych osób, które nie mają wśród znajomych żadnego doświadczonego "budowniczego" wzmacniaczy, który mógłby służyć radą w sprawach praktycznych. (GS)

Lista artykułów
1. Bailey 30-30 (Arthur R. Bailey)
2. Building a Bailey (Arthur R. Bailey)
3. An Electrostatic Speaker System (David P. Hermeyer)
4. Electrostatic Amplifier Mark 2 (David P. Hermeyer)
5. The Super Brute (L.C. Landers)
6. The Sanders Electrostatic Amplifier (Roger R. Sanders)
7. Dyna's Stereo 70: A Simple Modification (H.L. Eisenson)
8. Audio Research Remakes Dynaco's Stereo 70 (Edward T. Dell, Jr.)
9. The Pass/A40 Power Amplifier (Nelson Pass)
10. The Williamson 40/40 Power Amplifier (Reg Williamson)
11. Build a MOSFET Citation 12 (Nelson Pass)
12. A 60A MOSFET Power Amplifier (Erno Borbely)
13. New Power Amp Alternatives: A 200 Watt Version - Part I (Johannes M. Didden)
14. New Power Amp Alternatives: A 200 Watt Version - Part II (Johannes M. Didden)
15. An Audio Activated Power Switch: Model 2 (Johannes M. Didden)
16. Third Generation MOSFETs: The Servo 100 - Part I (Erno Borbely)
17. Third Generation MOSFETs: The DC 100 - Part II (Erno Borbely)
18. The Lang 20W Class-A MOSFET Amplifier (K. Lang)
19. A 500W MOSFET Power Amplifier - Part I (H.J. Heckert)
20. A 500W MOSFET Power Amplifier - Part II (H.J. Heckert)
21. A 40W All-MOSFET Power Amp - Part I (William T. Charter)
22. A 40W All-MOSFET Power Amp - Part II (William T. Charter)
23. RKV Car Amp - Part I (Randolph Vikan)
24. RKV Car Amp - Part II (Randolph Vikan)
25. The DC300B Tube MOSFET Amp - Part I (Hans J. Klarskov Mortensen)
26. The DC300B Tube MOSFET Amp - Part II (Hans J. Klarskov Mortensen)