Ремонт выходного усилителя ГЗ-36

Ремонт усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) – чуть ли не самый частый из вопросов, задаваемых на радиолюбительских форумах. И при том – один из самых сложных. Конечно, существуют «излюбленные» неисправности, но в принципе, выйти из строя может любой из нескольких десятков, а то и сотен компонентов, входящих в состав усилителя. Тем более, что и схем УМЗЧ – великое множество.

Конечно, охватить все случаи, встречающиеся в практике ремонта, не представляется возможным, однако, если следовать определенному алгоритму, то в подавляющем большинстве случаев удается восстановить работоспособность устройства за вполне приемлемое время. Данный алгоритм был выработан мною по опыту ремонта около полусотни различных УМЗЧ, от простейших, на несколько ватт или десятков ватт, до концертных «монстров» по 1…2 кВт на канал, большинство из которых поступало на ремонт без принципиальных схем.

Главной задачей ремонта любого УМЗЧ является локализация вышедшего из строя элемента, повлекшего за собой неработоспособность как всей схемы, так и выход из строя других каскадов. Поскольку в электротехнике бывает всего 2 типа дефектов:

1. наличие контакта там, где его быть не должно;
2. отсутствие контакта там, где он должен быть,

то «сверхзадачей» ремонта является нахождение пробитого или оборванного элемента. А для этого – отыскать тот каскад, где он находится. Дальше – «дело техники». Как говорят врачи: «Правильный диагноз — половина лечения».

Перечень оборудования и инструментов, необходимых (или по крайней мере крайне желательных) при ремонте:

1. Отвертки, бокорезы, пассатижи, скальпель (нож), пинцет, лупа – т.е., минимальный обязательный набор обычного монтажного инструмента.
2. Тестер (мультиметр).
3. Осциллограф.
4. Набор ламп накаливания на различные напряжения – от 220 В до 12 В (по 2 шт.).
5. Низкочастотный генератор синусоидального напряжения (весьма желательно).
6. Двухполярный регулируемый источник питания на 15…25(35) В с ограничением выходного тока (весьма желательно).
7. Измеритель емкости и эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) конденсаторов (весьма желательно).
8. И, наконец, самый главный инструмент – голова на плечах (обязательно!).

Электрическая схема ГЗ-36 привлекает своей простотой, а конструкция — малыми габаритами и вполне приличными метрологическими параметрами.

По своей схемотехнике возбудитель ГЗ-36 представляет собой RC-генератор, в котором для получения синусоидальных колебаний использован фазобалансный мост Вина, состоящий из двух переключаемых RC-ячеек: параллельной (17, 18; 2, 4, 7, 9, 10, 12, 14) и последовательной (16, 17а; 1,3, 6, 8, 11), включенных в цепь положительной обратной связи (ПОС) усилителя на транзисторах 33, 38, 53.

Условия для появления синусоидальных колебаний в такой схеме возникают только на одной определенной частоте и резко нарушаются на всех других частотах.

В принципе, изменение частоты в таких схемах можно производить изменением электрической величины любого из элементов в цепи ПОС. В данном генераторе перестройка частоты осуществляется синхронным изменением сопротивления переменных резисторов 17, 17а.

Для получения сигнала с достаточной амплитудой и малыми нелинейными искажениями номиналы времязадающих элементов в таких генераторах подбирают с большой точностью. Это же должно соблюдаться и в изменяемых (синхронно) элементах перестройки.

Постоянство выходной амплитуды поддерживается вакуумированным термистором 29.

Поскольку практически полностью неремонтируемыми, а также достаточно дефицитными элементами являются прецизионные потенциометры и термистор, то если они исправны, капитальный ремонт ГЗ-36 с целью восстановления его работоспособности вполне целесообразен.

• Выходной усилитель (ВУ) выполнен на транзисторах 71, 83, 95, 98, 101, 103.
• На транзисторах 71 и 83 собраны усилители напряжения. Коэффициент усиления каждого из них по переменному напряжению примерно равен 4.
• Транзисторы 95, 101 и 98, 103 выходного двухтактного каскада включены попарно параллельно и служат для усиления по току. Смещение на базы пар транзисторов подается раздельно, с потенциометров 78 и 88.
• Для выравнивания параметров внутри пары транзисторов служат резисторы 97, 102 и 99, 104 сопротивлениями 51 и 200 Ом соответственно.

Такова уж схемотехника 60-х годов, однако полосу 200 кГц ВУ держит!

Дроссель 86 служит для частотной коррекции на верхних частотах.

Для уменьшения фазовых сдвигов и увеличения полосы пропускания по низким частотам, а также повышения стабильности режимов по постоянному току ВУ охвачен цепью глубокой общей ООС с выхода на вход через элементы 129, 131, 132 и местными ООС.

Именно поэтому влияние разбросов параметров используемых деталей минимизировано, а получение нужных параметров обеспечивается подбором одного элемента — резистора 129. Нагрузкой ВУ служит резистивный делитель 144/147.

Описание дефекта

 Два экземпляра ГЗ-36, поступившие в ремонт, имели, как принято говорить, неявную неисправность, которая выглядела следующим образом. Величина неискаженного выходного синусоидального сигнала по штатному измерителю 139 составляла 3 В, что достигалось при частичном введении

регулятора уровня выходного напряжения 51. При увеличении выходного уровня до 4 В выходной сигнал искажался (рис.2 и рис.3),

 

 

 причем по-разному, в зависимости от положения множителя, а при достижении 5 В превращался в несимметрично ограниченные с двух сторон импульсы (рис.4). Измерения, режимы

Первое и часто забываемое правило ремонтника:

после очистки от пыли и тщательного осмотра нужно измерить режимы по постоянному току.

Измерение режимов по постоянному току ВУ на обоих генераторах показало, что на транзисторах 98-103 величина напряжение Э-К порядка 3 В, на 95-101 — 8 В, напряжение в средней точке — 6…8 В. Величина напряжения на левом по схеме выводе резисторе 93 — 30 В, а падение напряжения на нем около 20 В. Из проведенных измерений стало понятно, что через выходные транзисторы проходит значительно больший ток. Измерил ток через резистор 93 -60 мА, транзисторы на ощупь чуть теплые.

Измерение омметром сопротивления Э-К выходных транзисторов показало, что короткого замыкания как такового в парах выходных транзисторов нет, а величины сопротивлений пар (обоих генераторов) различны и находятся в пределах от 120 до 500 Ом. Поэтому прямо заключить, о том, что транзисторы неисправны, не получалось.

Отключил провод от подвижного контакта потенциометра 61 — режимы практически не изменились. Сделал вывод, что, несмотря на имеющуюся неисправность, в схеме достаточно жестко поддерживаются режимы по постоянному току.

Необходимо заменить выходные транзисторы

Поскольку к выходному каскаду подводится напряжение 30 В, установил на пробу по одному кремниевому транзистору П308 (Э-К макс. 120 В) в плечо вместо двух.
Вновь проведенные измерения показали, что при изменении величин подстроечных потенциометров 78 и 88 режимы стали корректироваться, и приблизились к указанным в таблице паспортным режимам в контрольных точках ГЗ-36. На резисторе 93 установилось напряжение 28 В, значит, и ток через выходные транзисторы после такой замены также находится в норме.
 

Поскольку из анализа проведенных измерений уже был сделан вывод о достаточной стабилизации режимов по ПТ, а схемотехника (рис.1) обеспечивала благодаря местным цепям ООС (резисторы 97, 99, 102, 104) установку выходных транзисторов с достаточным разбросом по коэффициентам усиления, для выходных каскадов были взяты без всякого отбора четыре пары транзисторов П308 и установлены в ВУ обоих генераторов.

Ремонт

Вряд ли требуется доказывать, что старение элементов в радиоаппаратуре в комплексе влечет за собой самые непредсказуемые варианты отказов. Поэтому, чтобы не искать неисправные элементы по отдельности, заменил все оксидные конденсаторы (выпуска 1963 и 1967 гг.) новыми.

После замены выходная амплитуда (при тех же выходных транзисторах) немного увеличилась, значит, влияние утечек и уменьшение номиналов все же имелось.

Однако появился и «перекос»: при минимальном сопротивлении потенциометра 61 ВУ начал возбуждаться на инфранизких частотах. Это свидетельствовало о нарушении баланса ООС и ПОС при тех же номиналах пассивных цепей, что выражалось в виде колебаний стрелки штатного измерителя от минимума до максимума с частотой в единицы герц.

Только после уменьшения сопротивления резистора 129 до 1,3…1,4 кОм (причем явление наблюдалось в обоих генераторах)