V-76 mikrofonivahvistin

Mikrofonivahvistimen tehtävä on vahvistaa dynaamisesta tai kondensaattorimikrofonista saatava n. 30 mV signaali ennen mikseriin syöttämistä riittävän korkealle signaalitasolle, jolloin proesessointi ei tuota ylimääräistä kohinaa ym. häiriöitä. Mikrofonivahvistin on äänentoistoketjun elektronisista osista ehkä vaativin ja eniten soundiin vaikuttava osa.

Vuonna 1958 saksalainen Institut für Rundfunktechnik kehitti tähän tehtävään vahvistinmodulin, jossa pyrittiin äärimmäisen hyviin suoritusarvoihin. Modulia valmisti mm. TAB- nimiselle firmalle (Tonographie Appartebau v.Willisen). Vahvistin on rakennettu standardikoteloon, jonka mitat ovat n. 100 x 130 x 250 mm. Moduli työnnetään mikserin vahvistinkaapissa olevaan kehikkoon ja se kytkeytyy järjestelmään takalevyssä olevan moninapaliittimen kautta. Modulin irrottamista varten etulevyssä on salpa, joka toimii myös ulosvetokahvana.

Dynaamisen mikrofonin puhekelan impedanssi on 200 ohmia (resistiivinen arvo) ja lähtöjännite luokkaa 30 mV. Jännitettä tulee vahvistaa n. 40 dB, jotta päästään suunnilleen mikserin nimelliseen sisäiseen signaalitasoon, 1,55 V. (+6DBu). Hiljaisia signaaleja äänitettäessä vahvistusta tarvitaan jopa 80 dB, voimakkaampia signaaleja äänitettäessä tietysti vähemmän. Suurilla vahvistuksilla nostetaan signaalin lisäksi myös pohjakohinaa.

Ideaalinen vahvistin ei itse tuota kohinaa signaaliin. Ainoa kohinanlähde on tässä tilanteessa itse mikrofoni, tarkemmin sanottuna mikrofonin puhekelan resistiivinen osa. Se tuottaa lämpökohinaa kuten kaikki sähköä johtavat kappaleet, joita ei ole jäähdytetty absoluuttiseen nollapisteeseen. 200 ohmin resistanssin lämpökohina 20 kHz kaistanleveydellä on luokkaa -133 dBu. Tämä kohina on aina mukana kaikessa mikrofonista tulevassa signaalissa, se määrittää siis ehdottoman pohjakohina-arvon kyseiselle systeemille.

Mikrofonivahvistin ei saa tuottaa merkittävästi lisää kohinaa signaaliin. Jos dynaaminen mikrofoni kytkettäisiin sellaisenaan putkivahvistimen sisäänmenoon, putki tuottaisi siihen runsaasti omaa pohjakohinaa alkuperäisen lämpökohinan lisäksi. Kohinasta pääsee eroon nostamalla signaalitasoa muuntajalla ennen vahvistimeen syöttöä. 1:10 muuntaja nostaa jännitettä kymmenkertaiseksi.  20 dB vahvistus ilman kohinan lisääntymistä on näin helppo toteuttaa. Muuntosuhteen nostaminen tästä edelleen ei ole mahdollista, jos käytetään triodiputkea vahvistimena: triodin anodilta hilalle muodostuva hajakapasitanssi alkaa leikata diskanttitoistoa hyvinkin voimakkaasti. Siksi V-76:n tuloasteessa on käytetty pentodiputkea, jonka suojahila katkaisee hajakapasitanssin vaikutuksen. V-76:ssa käytetään 1:30 muuntajaa, joka on lokerokäämitty hajakapasitanssien minimoimiseksi ja varustettu jykevällä mu-metallisuojuksella magneettisesti kytkeytyvien häiriöiden välttämiseksi. Muuntajan etupuolella on symmetrinen PAD voimakkampien signaalien vaimentamiseksi, ensiökäämin keskellä on bassoleikkuri joka on tehtaalla viritetty 40 Hz:iin saksalaisen yleisradionormin mukaisesti.

2-putkinen esivahvistin on kumitassujen varassa kotelon sisällä, jotta vältytään turhilta runkoääniltä. Esivahvistimen jälkeen on basso- ja diskanttileikkurit, diskanttipäätä on tehtaalla rajoitettu 15 kHz:iin. Kaikki vahvistinasteet toimivat luonnollisesti A-luokassa, 16 watin tehonkulutuksen vuoksi vahvistin lämpenee melko mukavasti.

V-76:n oma pohjakohina nostaa mikrofonin omaa lämpökohinaa vain n. 1 dB verran teoreettisesta minimistä. Tämä on erittäin hyvä mittaustulos, nykyisillä hyvälaatuisimmillakin transistorivahvistimilla on erittän vaikea pysytellä yleisradionormien edellyttämän 3 dB rajan alapuolella. Putkivahvistimen korkean käyttöjännitteen ansiosta myös yliohjausvara on korkeampi kuin nykyisten transistorilaitteiden. Maksimi lähtöjännite on luokkaa +26 dBu, mikä saattaa rikkoa joidenkin modernimpien laitteiden sisääntulot, mikäli niissä ei ole riittäviä suojauksia ylijännitteitä vastaan.

Etupanelissa on 3 säädintä. Vahvistuksen säätö tapahtuu 6 dB portain välillä 34-76 dB, alle 30 dB aluella jako on karkeampi. Diskanttileikkurin vaihtoehdot ovat lineaarinen “Gerade” (15 kHz) tai 3 kHz, bassoleikkuri on mallista riippuen 80 tai 120 Hz (jälkimmäinen on tarkoitettu tv- studioihin, poistamaan tuotantokaluston aiheuttamaa 50 & 100 Hz brummia), ylempi bassoleikkuritaajuus on 300 Hz. Näitä säätimiä voi pyörittää kolikolla.

Suositeltavia modifikaatioita

• 50 vuotta vanhan vahvistimen elektrolyyttikondensaattorit ovat varmasti tulleet tiensä päähän. Ne kannattaa vaihtaa uusiin.
• Bassoleikkuri kannattaa modifioida alemmas alkuperäisestä 40 Hz:sta. Tämä tapahtuu kasvattamalla tulomuuntajan ensiökäämin keskiulosotoissa olevia kondensaattoreita n. 2-kertaiseksi kapasitanssiltaan. Taajuusvasteeseen syntyvä bassokorostus pitää kompensoida. Diskanttileikkurin taajuuden nostaminen 15 kHz:sta ylöspäin on hieman helpompi toimenpide.