1. Stereovahvistin 2 x 220W RMS
Suunnittelija: Mikko Esala
Ominaisuuksia
Tämä vahvistin on niin korkealaatuinen, että olisi
vähättelyä puhua HIFI-vahvistimesta. HIFI-vahvisti-messa
taajuusvasteen on oltava suora ja särön < 1% 20 - 20
kHz:n taajuudella. Artikkelimme päätevahvistinpiiri taas
täyttää em. vaatimukset kaistalla 5Hz - 500 kHz, kuitenkin
taajuuskaistaa on rajoitettu siten ettei häiriöitä pääsisi
syntymään.
Vahvistin täyttääkin vaatimukset referenssivahvistimelle,
IM-särö tarkoittaa sitä, että vahvistimessa syntyy ylimää-
joka sopii mitta- ja vertailukäyttöön. Pienien 12-24V:n jän-
räisiä l. epätoivottavia ns. haamusignaaleja.
nitteellä toimivien vahvistimien tehot ja ominaisuudet kun
Esim. syötettäessä sisään 19 kHz:n ja 20 kHz:n taajuuk-
ovat hieman vaatimattomat esim. kaiuttimien kunnolliseen
sia, muodostuu niiden erotus 1kHz:ä.
testaamiseen. Vahvistin sopii myös vaativaan PA-käyttöön
tehojensa puolesta.
Turvallisuus
Koska tässä vahvistimessa on verkkovirtaosia, on sen
Tehontarpeesta rakentaminen kouluissa sallittua ainoastaan teknisen työn
Mieleen saattaa tulla ajatus, että mitä merkitystä on koti-
opettajille. Tällöinkin on laite syytä tarkistuttaa asiantuntijal-
käytössä sillä että vahvistimesta saadaan näin paljon te-
la ennen sen verkkoon kytkemistä. Vaikka laite olisikin
hoa, kun kuuntelu tapahtuu kuitenkin vain hyvin pienellä
tarkistettu, kannattaa muistaa että jopa vain kaiutinlähdöis-
osalla kokonaistehosta?
sä saattaa parhaimmillaan vaikuttaa lähes 70V:n tehollinen
Vaikka vahvistin onkin säädetty normaalikuuntelussa mel-
jännite. Syytä on siis varovaisuuteen, niin rakennus- kuin
ko pienelle, on tilanteita jolloin vahvistimen koko teho saat-
käyttövaiheessa. Siksi esim. kaiutinterminaalien tulisi olla
taa olla tarpeen. Kun musiikissa esiintyy matalia lähellä
suojatut kosketukselta.
20Hz olevia ääniä, saattaa vahvistimen koko tehoreservi
joutua hetkellisesti käyttöön. Näin käy varsinkin silloin kun
Rakennusohjeet ja testaus
matalia taajuuksia korostetaan taajuuskorjaimella tai vah-
Vahvistimen piirilevylle tulevat komponentit kannattaa
vistinta käytetään esim. TV:n yhteydessä katsoessa eloku-
juottaa ja vahvistin testata kolmessa vaiheessa:
vaa, jossa on paljon äänitehosteita. Jos teho ei riitä em.
1) virtapuolen komponentit sekä kaikki johtimet signaali-
tilanteessa, ääni kaiuttimissa säröytyy vähentäen kuulo-
johtoja lukuun ottamatta asennettuna
nautintoa tai jopa särkien kaiutinelementit.
2) kaikki muut piirilevyn komponentit lisättynä paitsi
hybridipiiri STK 4231
Säröstä 3) STK 4231 sijoitettuna ja jäähdytettynä sekä tulosignaa-
Ihmisen kuuloalue on vain n. 20Hz-20 kHz:ä. Hifi-kaiutti-
lien johtimet liitettyinä.
men toistoalue ulottuu parhaimmillaan 25kHz:iin ja lepa-
konkin kuuloalue ”jää” 150 kHz:iin, joten mitä hyötyä vah-
1) Virtapuolen komponenttien asentaminen ja testaus
vistimemme ylivoimaisista taajuusominaisuuksista voi olla
Huolella tarkistettuun ja juoteaktiivisella suojalakalla suo-
käytännössä?
jattuun piirilevyyn juotetaan sulakepesät, diodisillat, ledit ja
Otsikossa mainittu 220W siniteho alle 1%:n säröllä tar-
niiden 4,7k ohm/2W:n sarjavastukset sekä
koittaa ns. kokonaissärön maksimimäärää. Em. säröön
10 000 uF:n elektrolyyttikondensaattorit.
sisältyy mm. TIM-särö (Transient intermodulationsärö),
Halutessaan voi toisen ledeistä tai molemmatkin asentaa
sekä IM-särö (Intermodulation-särö).
johtimien päähän, jolloin toinen niistä - ellei kumpikin -
TIM-säröä esiintyy nopeiden eli ns. iskuäänien yhteydes-
voidaan asentaa myöhemmin laitteen etulevyyn merkkiva-
sä. Tällaisia ovat mm. lautasen ääni rummuissa. Jos ko.
loksi.
särön osuus vahvistimessa on suuri, ei vahvistin pysty tois-
Muuntajan johtimien emalieristys tulee ensin poistaa huo-
tamaan lyöntiääntä puhtaana, vaan ääni säröytyy. Mitä
lellisesti tai tarkastaa huolellisesti että näin on jo tehty. Sit-
korkeampi taajuuksia vahvistin pystyy toistamaan, sitä pie-
ten muuntajan johtimien järjestys tarkistetaan muuntajan
nempi on TIM-särö. Jos vahvistin pystyisi toistamaan 600
kyljestä.
kHz:iin saakka ei em. säröä esiintyisi ollenkaan.

2. Muuntajissa on aina oltava merkintä kirjaimin/väriparein ja/ Kun kytket yleismittarin maajohdon vahvistimen maahan,
tai kuva vaihejärjestyksestä jos muuntajassa on kaksi toi- tulisi piirilevyn nastalla 13 olla positiivinen +48 ... +54V
siokäämiä. Kuvassa on kaksi käämitystä kuvattuna peräk- käyttöjännite ja nastalla 11 ja 16 taas negatiivinen käyttö-
käin ja kuvan mukaisesti keskelle, katkokohtaan merkityt jännite -48 ... -54V . Nastalla 3 pitäisi näkyä piirille tuleva
johtimet - kotimaisissa muuntajissa yleensä keltainen ja vasemman kanavan- ja nastalla 20 oikean kanavan signaali.
vihreä. Väreinä vaihejärjestys ilmoitetaan väripareina Punai- Jos haluat mitata perusteellisesti kaikki nastat, ohessa
nen- ja Keltainen, Vihreä ja Sininen, jolloin punaisen ja kel- tarkempi luettelo kaikilla nastoilla vaikuttavista jännitteistä.
taisen (samoin vihreän ja sinisen) ylioleva jännite on
38VAC. Piirilevyn nastat:
Muuntajan jäykkiin johtimiin kannattaa juottaa ensin mo- 3=Vasen signaali
nisäikeiset notkeat johdot. Tämä järjestely ehkäisee tilan- 4=Negatiivinen takaisinkytkentä vasen
netta jossa jokin muuntajalta tuleva johto väsymisen joh- 5=Maa, GND
dosta irtoaisi piirilevyltä (voi tapahtua jo testausvaiheiden 6=Bootstrap
7=Biaspoint adj / Bootstrap
aikana piirilevyn vääntelyn takia). Irtoava johto tuhoaa paitsi
8=Mutetoiminta –5V jos kytkettynä
vahvistimen, myös kaiuttimet.
9=Input bias set
Kätevintä on kuitenkin kytkeä muuntaja ensin neljäosai-
10=Ripple filter
seen ruuviliitosrimaan jonka kautta monisäikeiset johdot 11=Negatiivinen käyttöjännite
kytketään kulkemaan piirilevylle. Tämä helpottaa sekä 12=Vasen ulostulo SPEAK.
asennusta että testausta. Käytä johtosuojalla tai muuntajan 13=Positiivinen käyttöjännite
puolelta juotoskorvin varustettua rimaa jotta ruuvit eivät vau- 14=Apujännite esiasteille
rioittaisi tai leikkaisi muuntajan kovia lankoja poikki. 15=Oikea ulostulo SPEAK.
Jommankumman ensiöjohdon (verkkovirtaan kytkettävät 16=Negatiivinen käyttöjännite
johdot) ja verkkojohdon väliin l. sen kanssa sarjaan kytke- 17=Biaspoint adj / Bootstrap
tään 100...220 ohmin / > 11W:n tehovastus. Tämän vas- 18=Maa, Gnd
tuksen tarkoituksena on virranrajoittaminen laitteessa al- 19=Negatiivinen takaisinkytkentä oikea
20=Oikea signaali
kutestausten aikana.
Ennen virran kytkemistä laitteeseen on syytä tarkistaa
Piirilevyn nastat edellä listassa vastaavat STK-piirin käyt-
vielä kerran, ovatko kaikki elkot aivan varmasti oikeinpäin!
töön otettavia nastoja. Numerot alkavat kolmosesta ja lop-
Väärinpäin kytkettynä ne räjähtävät erittäin voimakkaasti
puvat kahteenkymmeneen koska piirin laidoilla olevat kak-
johtuen vahvistimen korkeasta käyttöjännitteestä.
si ensimmäistä (1 ja 2) sekä kaksi viimeistä (21 ja 22) kat-
Nyt voit kytkeä sähkön päälle ja tarkistaa loistavatko mo-
kaistaan käyttämättöminä pois ennen piirin paikoilleen so-
lemmat ledit. Jos jompikumpi tai molemmat ledit pysyvät
vittamista.
pimeinä, sammuta virta heti! Tarkista että ledit, diodisilta ja
elektrolyyttikondensaattorit ovat oikeinpäin. Jos elkot ovat
3) STK-piirin, tulojohtimien ja potentiometrin asentaminen
väärinpäin, kuumenee ensiöpuolelle asennettu 100 ohmin
ja viimeinen testausvaihe
vastus voimakkaasti.
Piirin molemmista päistä tulee huomata katkaista ensin
Mikäli molemmat ledit loistavat, mittaa erikseen molempi-
tarpeettomat nastat kuten edellä kerrottiin ja piiri juotetaan
en 10 000uF:n elkojen jaloista jännite (Yleismittari DC -
paikoilleen.
asteikolla). Niiden tulisi olla luokkaa +48V ... +54V ja -48V
Seuraavaksi piirilevy varustetaan kaiutin- ja signaalijoh-
... -54V.
doin ja kotelo liittimin. Tulosignaalien johtimet kannattaa
Huom. piirilevyllä oleva noin 110V maksimijännite on hen-
juottaa ensin potentiometreihin, sitten vasta piirilevylle ja
genvaarallinen! Ole siis huolellinen mittajohtojen ja näppiesi
viimeksi liittimiin.
kanssa ja varmista että mittarisi on oikealla jännite/funktio-
Kummallakin kanavalla voidaan käyttää omaa potentio-
alueella!
metriä jolloin johdotus on yksinkertaisinta. Myös stereopo-
Jos edelliset jännitteet ovat kunnossa, voit irrottaa laitteen
tentiometriä voidaan käyttää. Stereopotentiometrin johdo-
verkosta ja ledien sammumisen jälkeen jatkaa osien sijoit-
tus on parempi tehdä käyttäen Ideaportin sivuilta löytyvää
telua.
apupiirilevyä.
Päädytään sitten käyttämään kahta erillistä monopoten-
2) Testaus kun kaikki paitsi STK-piiri on juotettu
tiometriä tai stereopotentiometriä, on kummankin kanavan
Ennen jännitteiden kytkemistä tarkista levy huolellisesti
kohdalla kytkentä sama: Kun potentiometri on akseli alas-
erityisesti kiinnitä huomio kohtiin, joissa johtimet tai täplät
päin kiinnitettynä ja kytkentänastat osoittavat itseesi päin,
ovat lähekkäin, niihin syntyy helposti tinasiltoja.
on potentiometrin yhteinen maa tulevalle ja lähtevälle joh-
Kun olet juottanut muut komponentit STK - piiriä lukuunot-
dolle aina oikeanpuolimmainen. Tähän kytketään kuorittu-
tamatta, voit jälleen kytkeä virran vahvistimeen. Jos ledit
jen koaksiaalijohtojen vaippajohtimet. Piirilevylle menevän
loistavat edelleenkin, voit aloittaa lähemmät mittaukset.
johdon signaaliosa eli koaksiaalikaapelin sisäkarva kytke-

3. tään tämän jälkeen keskimmäiseen nastaan ja RCA-liitti- massa vikatilanteessa voi osa piirilevyllä olevista kompo-
meltä tulevan johtimen sisäkarva viimeiseen vasemmalle nenteista räjähtää hyvinkin voimakkaasti, sekä kaiuttimet
jäävään nastaan. Stereopotentiometrissä järjestys on sama saattavat jopa syttyä tuleen ilman em. sulakkeita. Viimeksi
mutta kerroksittain. mainitut sulakkeet eivät enää nykyisin ole pakollisia, mutta
Kun kaikki johtimet on juotettu ja piirilevy kotelon sisällä, lisävarmuus ei koskaan ole pahasta - varsinkin kun se vaatii
voidaan edetä viimeiseen testausvaiheeseen. Piiri on eh- vain pientä lisävaivannäköä.
dottomasti kiinnitettävä jäähdytyslevyyn ja piirin taustapuo-
lelle on levitettävä tasaisesti piitahnaa. Virtajohdossa verk- STK-4231II-Vahvistimen osaluettelo:
kojännitepuolella on edelleen pidettävä 100 ohmin vastus Piirilevylle tulevat osat:
kytkettynä sarjaan. STK4231II Hybridi 1 kpl
Virrat laitetaan taas päälle ja kunhan ensin on tarkistettu Led vihreä 2 kpl
että virtapuolen ledit taas loistavat, voidaan vahvistimeen 56kΩ ¼ W 2 kpl
liittää kaiuttimet. 10kΩ ¼ W 2 kpl
Jos vahvistimen sisäntuloon ei ole kytketty mitään, ei kai- 1.0kΩ ¼ W 2 kpl
uttimistakaan pitäisi kuulua ääntä. Kun ääntä sitten kään- 100Ω ½ W 2 kpl
tää potentiometristä kovemmalle, kannattaa muistaa, että 4,7kΩ ½ W 4 kpl
ensiöpuolella olevan etuvastuksen vuoksi ulossaatava 1kΩ ½ W 2 kpl
maksimiteho per kanava on 2 W. 560Ω ¼ W 2 kpl
Kaiken näyttäessä toimivan hyvin voit poistaa ensiöpuo- 4,7Ω ½ W 4 kpl
len 100 ohmin vastuksen ja testata laitteen valmiina. 10kΩ 2W 2 kpl
470pF keraaminen 63V 2 kpl
Yleistä rakentamisesta 100nF muovi 100V 4 kpl
Johtimet on syytä juottaa todella huolellisesti, jottei myö- 470nF muovi 100V 2 kpl
hemmin esiintyisi erittäin ongelmallisia kontaktihäiriöitä. 10uF/63V 2 kpl
Abikoliittimetkin voi “todellinen hifisti” juottaa johtoihin, mi- 22uF/100V 1 kpl
käli niiden muovikuoret jaksaa ottaa irti tai löytää jostain 47uF/100V 2 kpl
paljaita muovittomia versioita. Puristus olisi joka tapauk- 100uF/63V 2 kpl
sessa tehtävä huolella ja varmistaen että pää on ja pysyy 100uF/100V 1 kpl
kiinni. Virta- ja kaiutinjohtojen poikkipinta-alan on oltava 10000uF/100V 2 kpl
0.75mm² tai enemmän. Signaalijohtojen potentiometrille ja SB256 tasasuuntaaja 25A 600V 2 kpl
siitä piirilevylle on kaikkien oltava koaksiaalikaapelia. Sulakepidin 5*20 mm 2 kpl
Rengassydänmuuntajan ylä- ja alapuolelle muodostuu 10A Sulake 5*20 mm 2 kpl
voimakas magneettikenttä, joten häiriöiden välttämiseksi 3µH kela * 2 kpl
asenna johtimet kulkemaan muuntajan sivuitse jos sinun * (20 kierrosta 1 mm:n käämilanka, ilmasydän, halkaisija 8mm )
on pakko viedä signaalijohtimet muuntajan läheltä. Parasta
olisi jättää muuntajan ja tulevien signaalijohtimien sekä Verkkojänniteosat
piirilevyn väliin ainakin 50mm väli. Sijoittele muuntaja siksi Maadoitettu kojeverkkoliitin (10A) 1 kpl
vasemmalle- ja sisääntulevien signaalien RCA-liittimet ja Sulakepesä 5x20 (10A/250VAC) 1 kpl
johdot piirilevyn oikealle puolelle edestä nähtynä (oletko Sulake 4AT 5x20mm 1 kpl
huomannut että hifilaitteiden virtakytkin on pääsääntöisesti Kytkin 10A/250VAC 1 kpl
vasemmalla). Edellä olevia sääntöjä noudattaen hurinat py- - huom 10A virran kesto myös sekä verkkoliittimelle, pesälle
että kytkimelle, muuntajan käynnistysvirtahuipun takia, muuten
syvät minimissään.
sulavat!
Jos verkkohurinaa kuitenkin kuuluu kaiuttimista, voi sig- Muuntaja 2x38V / 545VA 1 kpl
naalijohtimet päällystää alumiiniteipillä tai foliolla ja maa-
Signaalin sisääntulo
doittaa sitten em. päällyste.
Potentiometri 50 klog 2 kpl
Piirilevy tulisi kiinnittää koteloon ainakin 12mm korotushol- - tai stereopotentiometri
keilla ja siten, että piirilevyn reunojen ja kotelon seinien vä-
RCA-liittimet 2 kpl
liin jäisi vähintään 10mm:n rako. Näin voidaan varmistaa
Kaiutinulostulo
ettei jännitteiden kanssa tule ongelmia. Naparuuvit (2xpunainen / 2xmusta) 4 kpl
Sulakepesä 5x20mm (6.3A) 2 kpl
Tärkeää !! Sulake 5AT 5x20mm 2 kpl
Piirilevyllä on kaksi sulaketta suojelemassa komponentte-
ja. Siitä huolimatta kannattaa ehdottomasti myös virtaläh- Päätepiirin jäähdytys:
teen ensiöpuolelle (verkkovirtajohtoon) sekä samaten mo- Jäähdytinelementti 0.25 - 0.35°C/W
lempiin kaiutinulostuloihin sijoittaa sulakkeet, koska pahim-

4. KE Muuntajalta PU
SI VI
21 21
21 21
21 21
1 21
1 21
1 21
321 321
321 321
321 321
321 321
321 321
321 321
321
210987654321 1
10987654321
210987654321 10987654321
210987654321 10987654321
Oikea sisään 210987654321
7654321
7654321 10987654321
7654321
7654321 765432
321 7654321 Vasen sisään
7654321 321 321 7654321
Piirilevy komponenttipuolelta

5. Piirilevy foliopuolelta. Katso että tekstit tulevat kuparille oikein päin.
STK 4231 II
2 X 220W
STK 4231 II
2 X 220W
Ideaport - 20.2.2002
Tekstit ja kuvat:
Markku Kauppinen / Veikko Pöyhönen - alkaen 1999