Audiotechniek

Quad 33 en 303: hoogbejaard doch springlevend

renovatie en modificatie

 

© Ruud Janssen, oktober 2008

 

De meeste hifi-apparatuur krijgt tussen de 5 en 10 jaar na aanschaf last van ouderdomskwalen. Vaak is de elektronica nog wel goed maar zijn het de onderdelen als schakelaars en potmeters die gebreken gaan vertonen. Ze maken geen goed contact meer en veroorzaken dan tijdens de bediening het overbekende gekraak. De ervaring leert dat apparatuur die dit soort hardnekkige en direct in het oor springende gebreken krijgt - na nog even pro forma plek te hebben gevonden op de zolder om stof te verzamelen - bij het grof vuil worden gezet.

Dat het een en ander zo geruisloos bij de afvalberg gaat is lang niet altijd omdat we zo nodig iets anders moeten. Helemaal nog niet zo bejaarde apparatuur gaat de vuilnisbak in omdat het repareren ervan niet zelden meer kost dan het kopen van iets nieuws. Waarbij dan nog komt dat speciale onderdelen voor een bepaalde component door de meeste fabrikanten geen dag langer dan 10 jaar in voorraad worden gehouden. Reparatie van een bepaald apparaat kan mogelijk nog wel zinvol zijn maar als er een speciaal IC, schakelaar of ander niet standaard verkrijgbaar onderdeel de pijp aan Maarten geeft, zit er niet veel anders op dan het apparaat aan de vuilnisman mee te geven. Niet iedereen is nu eenmaal in het bezit van het razend handige neefje dat met behulp van slimme tangetjes, schroevendraaiers en soldeerbout in staat is wonderen te verrichten. Het gros van de hifi-apparatuur heeft een tamelijk kortstondige cyclus.

Standaardonderdelen

Ze zijn in de minderheid maar er zijn ook hifi-sets die zo in elkaar steken dat ze naast voortreffelijk presteren ongeveer een mensenleven meekunnen. Dat is het geval bij apparatuur waarvan de speciale op maat gemaakte onderdelen een lange levensduur hebben, het wat meer vergankelijke spul uit alom verkrijgbare standaardonderdelen bestaat terwijl de goede prestaties vooral voortkomen uit een doordacht ontwerp.

Quad 33 regelversterker

Als maar weinig andere voldoet aan dit signalement de Quad 33 voorversterker en het bijpassende werkpaard de 303 eindversterker. Voor degenen aan wie die de prille ontwikkelingen binnen de hifi geruisloos voorbij zijn gegaan: de set werd aan het eind van de 60-er jaren geļntroduceerd en was ook het daaropvolgende decennium zeker in Nederland een succesnummer. Nu is in het land der blinden eenoog koning maar dat het hier werkelijk om kwaliteit gaat mag spreken uit het feit dat er in den lande ook vandaag de dag nog diverse Quad 33/303 sets naar tevredenheid dienst doen.

 
  Quad 303 eindversterker
   
   

Het concept 33/303 mag dan dateren uit de tijd dat de hifi nog volop in de kinderschoenen stond, vast staat dat het ontwerp - als er tenminste geen achterstallig onderhoud is - anno nu niet onderdoet voor het mooiste wat er nu op versterkergebied te koop is. Het laatste is dan geen nostalgisch gemijmer rond vergane glorie: de Quad 33/303 bezit uitstekende eigenschappen en nauwelijks tekortkomingen. Het zou moeiteloos een hedendaags versterkerontwerp van topklasse kunnen zijn.

Kijkoperatie

In zowel de voor- als eindversterker komen als eerste alle elco's voor vervanging in aanmerking. De meeste elco's in de versterker zullen niet meer goed hun taak verrichten. Mogelijk werkt een en ander dan nog wel maar met de bedrijfszekerheid is het dan flink behelpen en waarschijnlijk voldoet de versterker dan ook niet meer aan de fabrieksspecificaties. Daar komt dan nog bij dat het onverstandig is voor een luttel bedrag te wachten tot een elco stuk gaat want in een aantal gevallen blijft de schade niet beperkt tot die ene elco maar gaan er ook weerstanden en nog beroerder ook transistoren naar de eeuwige jachtvelden.

In de regel zal er niet veel mis zijn met de rest van de onderdelen: gewone condensatoren, diodes, transistoren en weerstanden. Deze onderdelen hoeven dan ook niet te worden vervangen tenzij er sprake was van een eerder defect waardoor bijvoorbeeld weerstanden heet zijn geworden. In bijna alle gevallen komt dat aan het licht tijdens een kijkoperatie: u ziet dan dat weerstanden sterk verkleurd dan wel geheel bruin tot zwart geblakerd zijn. Voor de bedrijfszekere werking van de versterker op langere termijn is het raadzaam deze onderdelen onverwijld te vervangen ook al komt de waarde van de 'geroosterde' weerstand nog overeen met de waarde die hij moet zijn. Niet zelden is namelijk bij te heet geworden weerstanden de aanhechting van de aansluitdraden naar de koolstoflaag gebrekkig. Ook hier geldt weer dat je bij twijfel niet moet wachten tot de boel stuk gaat want de kans is dan groot dat in het kielzog van de stromen onvoorzien meer onderdelen een vroegtijdige dood sterven. Nauwkeurige inspectie van met name de weerstanden rond de eindtransistoren, hun drivers en voeding is geen overbodige luxe. Als u twijfelt of die weerstanden nog goed zijn, kan u ze beter allemaal vervangen want defecte eindtransistoren en de drivers zijn vele malen duurder dan een handjevol weerstanden van nog geen kwartje per stuk.

Schakelaars en potmeters

Als de Quad 33 voorversterker in zijn leven frequent is gebruikt en er veel tussen bijvoorbeeld tuner, tapedeck en de phono-ingang is geschakeld is het niet denkbeeldig dat de keuzeschakelaar gebreken vertoont. Deze kan dan kraken of zelfs zo slecht zijn dat hele kanalen wegvallen. Het licht kraken van de schakelaars kan in de regel worden verholpen met behulp van een spuitbusje contactreinigingsmiddel. Belangrijk effectiever is het om de schakelaar uit elkaar te halen en alle onderdelen minutieus te reinigen. Dit is echter een bezigheid waarbij handigheid en kennis met de materie een vereist is. Als je niet uitkijkt springen tamelijk snel de kleine verzilverde contacten en minuscule veertjes u om de oren. Als de schakelaars ernstig zijn versleten, rest alleen nog de schakelaar te vervangen. Dat klinkt simpel maar is het niet want de 7- en 4-voudige schakelaar zijn als geheel niet meer leverbaar. In de handel zijn nog wel losse ITT Shadow-schakelaars serie F verkrijgbaar die met enige handigheid en soms aanpassing op de toetsrail van de Quad zijn te zetten. Het verwisselen van een of meer schakelaars is een uiterst lastige klus.

Zilver op messing

Het eerder genoemde schoonmaken van de schakelaars zal slechts tijdelijk helpen als op de plekken waar de schakelaar contact maakt het zilveren laagje in zijn geheel is weggesleten. Onder het zilveren laagje zit bij dit type schakelaar het minder edele metaal messing. Messing geleidt de stroom vanzelfsprekend ook uitstekend maar de legering heeft een nadeel: als het blanke metaal aan de lucht wordt blootgesteld oxideert het binnen de kortste keren en komt er tussen de contacten een minuscuul (koper)oxidelaagje en die chemische verbinding geleidt de stroom helaas niet. Als dus het messing door de contacten heen komt, moet de schakelaar worden vervangen tenzij u in staat bent de contacten opnieuw te (laten)verzilveren.

IJzeren repertoire

Als de potmeters van de klankregeling of het volume kraken, kan net als bij de schakelaars het inspuiten met contactreinigingsmiddel verlichting bieden. Gaat het niet om vuil maar slijtage dan moet de desbetreffende potmeter worden vervangen. Voor de potmeters van de klankregeling kan toevlucht worden genomen tot het min of meer ijzeren repertoire van de onderdelenzaken. Hetzelfde zou kunnen gelden voor de volumeregelaar ware het niet dat de netspanningschakelaar die daar op zit een flinke grote stroom moet kunnen schakelen. Tijdens de hoge inschakelstroom van de voedingstrafo van de eindversterker (het opladen van de elco's) blijft de schakelaar alleen heel als hij minimaal 2 ampčre kan schakelen. Als de volumeregelaar niet meer geruisloos zijn werk verricht kan een standaard volumeregelaar zonder schakelaar natuurlijk ook goede diensten bewijzen. Het in en uitschakelen van de versterker kan dan bijvoorbeeld geschieden met een schakelaar die op de netstekker zit.

Op de plek van de volumeregelaar past overigens nog net een Alps-potmeter (type RK-27112). Dit type heeft aan het begin van het regelbereik een wat betere gelijkloop maar is vooral in mechanisch opzicht beter dan de standaard potmeters. In de zin van elektrisch beter valt er trouwens niet noemenswaard veel voordeel te behalen met deze duurdere potmeter maar zeker is wel dat de Alps aanmerkelijk langer storingvrij meegaat.

Quad 33 zonder beschermkap. Links vooraan de fraaie Alps-volumepotmeter die de voorversterker weer helemaal bij de les haalde.

Nulstreepjes

Wat je een schoonheidsfoutje van de Quad 33 voorversterker zou kunnen noemen is de niet helemaal rechte frequentiekarakteristiek die de versterker heeft als de klankregeling is ingeschakeld en de knoppen van het filter, bass en treble in de nulstand staan. De versterker meet het meest recht als de basregelaar - ½ en de hoogregelaar + ¼ aanwijst. Een beetje dwangneuroot krijgt daar natuurlijk de kriebels van maar er is een oplossing: u lost in de net genoemde stand de bevestigingsmoeren van de desbetreffende potmeterhuisjes (verwijder het borglipje) en draai de potmeterbehuizingen zodanig dat de nulstrepen op de knop precies samenvallen met de streepjes boven de knoppen. Zet vervolgens de behuizingen weer stevig vast. De genoemde standen zijn een wat ruwe indicatie. Dit valt echter niet veel nauwkeuriger aan te geven omdat er verschillende merken potmeters in de voorversterker werden toegepast die onderling in tolerantie afwijken. Wie de correctie tot op de dB nauwkeuriger wil uitvoeren heeft assistentie nodig van een toongenerator en een buis- of transistorvoltmeter. In de neutrale stand van de klankregelaars moet het klankverschil tussen Cancel en niet-Cancel verwaarloosbaar klein zijn.

Het voorgaande heeft overigens als primair doel om te illustreren dat een goede klankregeling precies in de (elektrische) nulstand gezet nauwelijks van invloed is op het signaal. In den lande doen namelijk al jaar en dag wilde verhalen de ronde dat klankregelcircuits in de neutrale stand vreselijke dingen uithalen met het audiosignaal. In algemene zin is dat niet waar. Een proef op de som voor wat de Quad 33 klankregeling betreft is nu makkelijk uit te voeren door bij weergave van muziek vergelijkend te luisteren als de Cancel-toets in en uitgeschakeld is. Hoe gering het verschil is tussen de klankregeling aan en uit, komt het best naar voren door in een AB-vergelijking naar een ruisbron via een hoofdtelefoon te luisteren. Als u tijdens het omschakelen van de Cancel-toets nog een duidelijk klankverschil waarneemt is er iets niet in orde met de schakeling of is de hierboven beschreven correctie niet nauwkeurig genoeg uitgevoerd.

Gevoeligheid aanpassen

Alle weerstanden die ter vervanging of wijzigen van bestaande weerstanden dienen, zijn ¼ watt koolweerstanden met een tolerantie van 5% tenzij anders vermeld. De benaming van de onderdelen zijn overeenkomstig de namen die op het bij de versterker geleverde schema M12065 staan. Van de voorversterker zijn verschillende versies in omloop. De in het artikel genoemde onderdelen zijn echter allemaal aanwezig in de diverse versies en hebben ook dezelfde naam of aanduiding in de verschillende schema-versies die in omloop zijn.

 
  Quad 33: op een rijtje voor de foto, van boven naar beneden de phono-voorversterker en de twee uitgangsversterkers.

De gevoeligheid van de rechte ingangen Radio1, Radio2 wordt gereduceerd van 100 naar 210 mV door de tegenkoppeling van de uitgangsversterkertjes te verhogen. De gevoeligheidsverlaging is noodzakelijk omdat het huidige gemiddeld uitgangsspanningsniveau van de diverse bronnen relatief hoog is. Een van de voordelen van de gevoeligheidsvelaging is dat de signaal/ruis­verhouding met ongeveer 6,5 dB stijgt. De totale signaal/ruisverhouding komt na de wijziging voor de genoemde ingangen op ongeveer 98dB uit.

Het van 5 naar 2,4 keer reduceren van de versterking wordt gerealiseerd door de weerstand R411 van 1,8k te verlagen naar 1000 ohm en de weerstand R412 te verhogen van 470 ohm naar 1200 ohm.

Dat de 100 mV uitgangsspanning van een eventueel aangesloten Quad FM-3 (of de Quad AM-ontvanger) in het geval van de gevoeligheidsreductie aan de lage kant is, moet voor lief worden genomen. Een elegante oplossing voor dit probleem is op een apart printje een 6,5 dB versterkende opamp in de tuner inbouwen.

Elco's vervangen en hogere voedingsspanning

De elco's C401 (2x) vervangen voor 2,2µF (63V); C406 (2x) vervangen voor 22µF (63V); C300, 303, 307, 308, 311, 312 en 405 (2x) vervangen voor 47µF (63V); C5, C6, 301, 302 vervangen voor 100 µF (63V); C313 vervangen voor 470µF (16 V). De elco's zijn van het type staande montage (radiaal). Het is juist dat sommige waardes afwijken van wat er actueel in de versterker zit en ook op het schema staat vermeld. De Quad 33 stamt nog uit de tijd dat standaardisatie van onderdelen een zootje was. In die dagen kwam je de meest zonderlinge waardes tegen. Dat de waarden hier en daar hoger uitpakken is niet van invloed op de goede werking van de schakeling. Soms zijn ze doelbewust hoger gekozen om de simpele reden dat op die plek een hogere waarde alleen maar voordelen heeft. Dat een soms flink hogere waarde in fysiek opzicht goed op de print past, komt omdat elco's in het algemeen een stuk kleiner zijn dan 30 jaar terug. Afgezien van kleiner zijn ze vooral kwalitatief beter.

Binnen de filosofie

De gelijkspanning die de transistoren van de voorversterker voedt, wordt verhoogd van ongeveer 11 naar 16 volt. De keuze voor de 11volt voedingsspanning vanuit de ontwerpstrategie van de fabrikant gezien was destijds puur een gegeven dat werd bepaald door de maat en bijbehorende maximale werkspanning van de verkrijgbare elco's. Bijgevolg blijven we binnen die filosofie van de ontwerper door de voedingsspanning te verhogen. Het verhogen van de voedingsspanning is goed te realiseren zonder enorme breekpartijen te hoeven uitvoeren.

Vervang R500 en R501 elk een weerstand van 28 ohm en soldeer op de plaats van de 11 volts zener (MR500) een 16 volt ¼ watt type. De elco's C500, 501 worden elk 4700µF (20 volt). In verband met de beschikbare ruimte mogen deze afvlakelco's niet hoger dan 35 en dikker dan 17 mm zijn. De eerste afvlakelco C502 wordt 1000µF (25 volt). Deze elco moet een axiaal type zijn en mag maximaal 30x16mm (lxd) zijn wil hij goed op de print passen. Voor de gelijkrichtdiodes MR501 en MR502 moeten twee exemplaren 1N4002 in de plaats komen.

Quad 33: de gewijzigde voeding (de 2x 4700 µF/16V past net).

Het verhogen van de voedingsspanning reduceert de vervorming. De vermindering van de vervorming is het duidelijkst hoorbaar zodra het (piek)signaalniveau aan de uitgang van de voorversterker in de buurt komt van de 0,5 volt. Ook verhoogt de wijziging de maximale uitstuurbaarheid van de rechte ingangen met 3,2 dB. Voorheen was de maximum toelaatbare spanning aan de Radio-ingangen 2 volt. Na de verhoging van de voedingsspanning is maximaal 2,9 volt toelaatbaar om nog binnen de vervormingsclaim van 0,1% THD te blijven.

Phonoversterker en Disk adapter

Om de voedingsspanning op de phono-amp na de serieweerstand R300 weer op het oorspronkelijke niveau van 10,5 volt te brengen moet de weerstand R300 worden vervangen door 1500 ohm. Het verhogen van R300 is nodig om de collectorstroom in de eerste transistoren van de schakeling op ongeveer 90µA te houden. Een zowel hogere als lagere stroom doet de ruis toenemen maar belangrijker is dat de aard van de ruis bij die ongeveer 90µA het minst storend is (een minimum aandeel flicker- en popcornnoise).

Het ongeveer halveren van de eerder beschreven ingangsgevoeligheid van Radio1 en 2 heeft tot gevolg dat ook de ingangsgevoeligheid van de phono-ingang voor alle mogelijke instellingen van de Disk adapter met ongeveer de helft afneemt. De gevoeligheidsdaling in de stand M2 van de Disk adapter is dan haast onmogelijk te corrigeren, laat staan dat de gevoeligheid kan worden teruggebracht tot op het oude niveau. In de nieuwe situatie bedraagt deze gevoeligheid 11,8 mV. Het is echter betrekkelijk eenvoudig de gevoeligheid in de stand M1 te wijzigen. Als er niets op de Disk adapter wordt gewijzigd heeft de M1-setting een gevoeligheid in de nieuwe situatie van 4,2 mV. Dit zou alleen voor elementen die een fluisterspanninkje afgeven een bezwaar kunnen zijn. De spanningsdeler op de Disk adapter die de tegenkoppeling bepaalt (voor M1 links: R105 en 107; voor M1 rechts: R106 en 108), mag zodanig worden aangepast dat de totale versterking van de phonotrap niet hoger wordt dan 78 keer. Een dergelijke versterking maakt dat de ingangsgevoeligheid bij 1000 hertz 2,7 mV is. Wel moet voor de goede werking van de RIAA-correctie de som van de weerstanden R105 en R107 en die van R106 en R108 bij benadering constant blijven.

Het is overigens niet zo dat bij een nóg hogere versterkingsfactor dan 78 keer de versterking van de phonotrap instabiel wordt. Wel wordt boven die versterkingsfactor flink hoorbaar dat de versterker wordt ingeschakeld: plop-, hik- en andere enge startgeluiden van de phono-versterker zijn dan nog niet verdwenen op het moment dat de eindversterker 'open' gaat. Omdat het volstrekt stil in en uitschakelen een belangrijke voordeel is van de Quad 33/303-set dat zeker gerespecteerd dient te worden, mag de versterking van de phono-trap niet boven de genoemde waarde van 78 keer uitkomen. Die 2,7 mV gevoeligheid zal echter voor de meeste elementen voldoende zijn.

Ruisarme weerstanden

Vervang de koolweerstanden R203, 204, 215, 216, 305 en 308 voor ruisarme 0,6 watt metaalfilmweerstanden van dezelfde waarde. De ingreep reduceert niet zozeer de ruis in absolute zin maar maakt wel de aard ervan een fractie gelijkmatiger waardoor de indruk ontstaat dat de schakeling minder ruist. Voor te stellen is dat de verleiding bestaat alle weerstanden in de hele voorversterker te vervangen voor ruisarme metaalfilmweerstanden. In de zin van gezellig bezig zijn is daar weliswaar weinig op tegen maar ik wil u de moeite besparen want het gaat er namelijk geen spat minder door ruisen: niet meetbaar en belangrijker nog niet hoorbaar. Alleen als u de net genoemde weerstanden voor de ruisarme typjes inwisselt is er iets winst te behalen ofschoon de eerlijkheid gebiedt te zeggen dat het voordeel in de praktijk niet of nauwelijks uit de verf komt.

Er zijn ook volksstammen die zich uitputten om voor de eerste transistoren van de phono-versterker speciale ruisarme transistoren toe te passen. Ook voor die bezigheid geldt weer dat het u wat langer van de straat houdt maar ook dat heeft weinig zin want de luttele dB's winst verhinderen niet dat er gegeven de relatief hoge ingangsgevoeligheid er toch goed ruis hoorbaar blijft . Het maakt immers maar weinig uit of je nu 6 of 4 dB verwijdert zit van het theoretische ruisminimum. Dat er weinig winst valt te behalen met de speciale dure ruisarme transistoren komt omdat de gewone BC109 van een paar kwartjes al van huis uit zulke fantastisch lage ruiswaardes laat meten mits hij natuurlijk zorgvuldig wordt ingesteld. Voor dat laatste heeft de bevlogen ontwerper en voormalig eigenaar van Quad Peter Walker al aan het eind van de 60-er jaren gezorgd.

Desgewenst kan nog de ingangsimpedantie van de phono-ver­sterker van 68k (R101 t/m R104) teruggebracht worden naar 47k. Hierdoor is de 'bult' in het hoog van de meeste elementen iets minder uitgesproken wat de hoogweergave van de meeste elementen ten goede komt.

De Quad 33 bevat twee identieke versterkerprintjes, rechts achter elkaar opgesteld. Ook hier kunnen onderdelen in verschillende uitvoeringen zijn gebruikt. Dat maakt echter voor de renovatie niets uit. Let weer goed op de plus en min van de condensatoren en zet de nieuwe er precies zo in!

Het zelfde verhaal: verschillende uitvoeringen zijn mogelijk, maar dat heeft geen invloed op de renovatie. Let weer goed op de plus en min aanduidingen op de condensatoren en de elco's die u vervangt en zet de nieuwe er precies zo in!

Het wijzigen van de Quad 303 eindversterker

Ook voor de eindversterker geldt dat alle weerstanden die ter vervanging of wijziging van bestaande weerstanden ¼ watt koolweerstanden met een tolerantie van maximaal plus of min 5% dienen zijn tenzij anders vermeld. De benaming van de onderdelen zijn overeenkomstig de namen op het schema M12160. Net als bij de voorversterker geldt dat alle onderdelen die in de tekst worden besproken voor de verschillende versies dezelfde aanduiding hebben.

Signalering en voedingsspanning

Ook als het signaleringsneonlampje V1 29L nog werkt moet deze worden verwijderd samen met de weerstand R2. De signalering kan desgewenst gemaakt worden van een 5 mm Low-current LED (2 mA) die via een serieweerstand van 47k (0,6 watt metaalfilm) op de ongestabiliseerde voedingsspanning van 90 volt wordt aangesloten. Deze spanning staat over de condensatoren C2 en C3. Het verwijderen van het neonlampje houdt verband met het feit dat het onderdeel met het klimmen der jaren ongelofelijk smerig voor zichzelf begint: niet zelden is de knetterende 50 hertz zelfs hoorbaar in de signaalweg.

Kies de volledige secundaire winding (66,5volt) van voedingstrafo. Bij veel 303 eindversterkers staat de gelijkrichter standaard op de 60 volt tap van de voedingstrafo. Bij diverse modellen staat de spanning echter ook al op de 66,5 volt. Zet de netspanningcarrousel is in de stand 220 volt zolang de actuele netspanning nog niet de aangekondigde 240 volt bedraagt. In de toekomst zal de netspanning hoger worden. Zodra hij 230 volt meet is het verstandig de carrousel op 240 volt te zetten. Het nu al op 240 volt zetten van de carrousel kan geen kwaad maar reduceert wel het maximaal haalbare uitgangsvermogen met een procent of 10.

 
  Quad 303: de nieuwe Philips-elco's 4700 µF/100V voor de uitgangen.
   
   

Kies voor kwaliteit

De volgende elco's moeten worden vervangen: C2 en C3 vervangen voor 2200µF (100V). Vanzelfsprekend kan in plaats van twee stuks 2200µF ook een keer 4700µF (100 V) dienen omdat de condensatoren C2 en C3 parallel zijn geschakeld. De totale waarde van de afvlakcondensatoren mag echter niet meer dan 4700µF bedragen in verband met de maximale stroom die door de bruggelijkrichter MR1 t/m MR4 mag. De uitgangselco's C1L en C1R worden vervangen voor 4700µF (80 of 100 V). Het is zinvol voor deze grote elco's een goede kwaliteit te gebruiken. De Philips-serie 2222‑051 die bij 40 graden Celcius een gegarandeerde levensduur heeft van 250 000 uur voldeed uitstekend.Er bestaan weliswaar exemplaren die belangrijk minder kosten maar bij lange na niet zo'n mooie lage inwendige weerstand hebben bij hoge frequenties. Kies hier voor kwaliteit.

Ook de rest van de elco's en condensatoren op de printen moeten worden vervangen of gewijzigd. In totaal moet dat twee keer voor het linker en rechter kanaal: C100, 101, 104 en 106 vervangen voor respectievelijk 0,68µF (100V MKM-condensator), 470µF (63V), 22µF (63V) en 47µF (63V).

Voeding en losse schroeven

Vervang de weerstanden R200, 201, 202, 204 die op de voedingsprint zitten voor 0,6 watt 5% metaalfilmtypes. In verband met het warm worden van de weerstanden iets ruimte (3 mm) laten tussen de printplaat en de weerstanden. 

Instelweerstand Rv200 afregelen op 67 volt voedingsspanning. De spanning staat tussen printpen 1 en 9 op beide versterkerprintjes. Daarna de instelweerstand Rv200 zonder de instelling te wijzigen(!) verwijderen en nauwkeurig de vervangende weerstandswaarden meten. Gevonden waarde selecteren of samenstellen uit twee of drie parallel geschakelde 0,6 watt metaalfilmweerstanden en die op de plaats van de instelweerstand Rv200 zetten.

 
  Quad 303: vermogenstransistoren (4 eindtransistoren en 1x 30 ampère stabilisatietransistor in het midden)..

Bij een aantal 303 eindversterkers werd tijdens de renovatie/modificatie geconstateerd dat eindtransistoren en de vermogenstransistor niet stevig genoeg tegen de koelplaat zaten. De reden dat ze te los zaten moet worden gezocht in het onder druk en warmte inklinken van de kunststof isolatie tussen de koelplaat en de transistorbevestiging. De bevestigingsschroef en -moer mag overigens niet loeivast worden gedraaid omdat dan de kunststof onder de druk bezwijkt. Het moet echter wel zo vast zitten dat er een goede warmteoverdracht tussen transistor en koellichaam kan plaatsvinden. Een eindtransistor die te los zit kan al bij afgifte van een uiterst gering vermogen aan de belasting zijn warmte niet kwijt en zal dan door oververhitting stuk gaan.

Goed afkoelen

Kijk of alle weerstanden rond de drivers van de eindtransistoren (Tr103 t/m Tr106) er onberispelijk uitzien. Ze mogen niet bruin of zwart zijn verbrand maar ook niet sterk zijn verkleurd. Zonodig de weerstanden vervangen voor 0,6 watt 5% metaalfilmweerstanden (R118 t/m R123, R126 en 127).

De instelweerstand Rv100 moet op de twee versterkerprinten worden afgeregeld op de ½ voedingsspanning (33 volt tussen de printpen 5 en 9). Daarna de instelweerstand zonder de instelling te wijzigen verwijderen en nauwkeurig de vervangende weerstandswaarden meten. De gevonden waarde net als bij Rv200 van de voeding selecteren/samenstellen (uit gewone ¼ watt koolweerstanden) en die op de plaats van de instelweerstand Rv100 zetten.

Quad 303: detail stuurversterkerprint met parallel geschakelde weerstanden voor het nauwkeurig instellen van de 1/2 voedingsspanning.

Op beide versterkerprinten instelweerstand Rv101 instellen op 35 mA ruststroom (35 mA ruststroom komt overeen met 21 mV gelijkspanning tussen de printpennen 4 en 6). Daarna wederom de instelweerstand zonder de instelling te wijzigen verwijderen en nauwkeurig de vervangende weerstandswaarden meten. Ook hier weer de gevonden waarde selecteren/samenstellen uit weerstanden en die op de plaats van de instelweerstand Rv101 zetten.

Het verdient aanbeveling zowel de halve voedingsspanning als de ruststroom na ongeveer een uur onafgebroken aanstaan van de versterker nauwkeurig af te regelen totdat beide instellingen de gewenste waarde hebben én constant zijn. Pas daarna de instelweerstanden uit de schakeling nemen (na het lossolderen instelweerstanden eerst goed laten afkoelen!), dan de weerstandswaarde meten en selecteren of samenstellen uit vaste weerstanden.

De reden om vaste weerstanden voor de instellingen van de eindversterkers te kiezen heeft van doen met het niet kunnen vinden van geschikte instelpotmeters. Ook de meerslagen instelweerstanden die goed op de print passen verlopen teveel waardoor noodgedwongen voor de selectie- of samenstelmethode uit vaste weerstanden werd gekozen. Met die wijze van werken werd de meest stabiele instelling verkregen met name voor de ruststroom.

Quad 303: kijkje in het binnenwerk, met v.l.n.r. stuurversterker links, stuurversterker rechts en print van de gestabiliseerde voeding.

Ruststroom en stroombegrenzing

De 75% hogere ruststroom dan de standaard 20 mA per kanaal reduceert in een aantal gevallen de crossoververvorming. De standaard 20 mA kan evenwel genoeg zijn maar het is verstandig dit met behulp van een toongenerator, oscilloscoop en vervormingsmeter te controleren. Als de crossoververvorming nog afneemt met het laten toenemen van de ruststroom rond de 20 mA, is in de regel de keus van 35 mA voor de ruststroominstelling goed. Valt er op deze wijze geen reductie van de crossoververvorming waar te nemen dan is de standaard 20 mA een goede waarde. Als er niet over de genoemde meetinstrumenten kan worden beschikt, moet de ruststroom op de genoemde 35 mA worden gezet.

Om de stroombegrenzing van de 303 een factor 2 keer hoger te leggen moeten per kanaal de 1S920 diodes MR105 en MR106 worden vervangen voor elk 3 in serie geschakelde 1N4148 diodes. Let hier goed op dat de anodes van de diodes aan de kathodes komen en de drie in een rij goed om in de schakeling worden gesoldeerd. De ongeveer 2,5 ampère stroombegrenzing in de belasting wordt door deze ingreep ongeveer 5 A maximaal. Het hoogste vermogen kan nu worden afgegeven bij ongeveer 4 ohm belasting: 70 watt per kanaal als beide kanalen gelijktijdig worden uitgestuurd. Dat is ongeveer 43 watt per kanaal meer: de standaard 303 kan immers aan 4 ohm niet meer dan 2 keer 27 watt leveren. Het maximaal te leveren vermogen aan een 8 ohm belasting stijgt niet spectaculair: vóór de wijziging kan de versterker maximaal 2 keer 45 watt leveren, erna is dat maximaal een 2 keer 55 watt.

Beperking

De versterker mag een vermogen boven de 2 keer 45 watt overigens niet langer dan een bepaalde tijd leveren. Die tijd hangt af van de omgevingstemperatuur en natuurlijk de mate waarin boven het vermogen van 2 keer 45 watt wordt gegaan. Des te meer boven die 45 watt des te korter de tijd dat de versterker dat vermogen continu mag afgeven. Vanzelfsprekend kan de versterker vermogens tot aan het maximum vermogen gedurende onbepaalde tijd leveren als het koellichaam van de 303 maar op zodanige wijze (geforceerd) wordt gekoeld dat de temperatuur van het koellichaam niet boven de 90 graden Celcius komt. Tegen oververhitting is de versterker niet beveiligd. De beveiliging die er standaard is, bestaat uit het resoluut tot 2,5 ampčre begrenzen van de stroom in de belasting. Het afgegeven vermogen per kanaal kan dan nooit boven de ongeveer 45 watt per kanaal uitkomen. De warmteontwikkeling in het koellichaam is dan dusdanig dat bij normaal voorkomende omgevingstemperaturen de eindtransistoren niet oververhit kunnen raken.

De consequentie van het verdubbelen van de toelaatbare stroom in de belasting is dat het afgegeven vermogen boven de 2 keer 45 watt kan stijgen voor belastingen beneden de ongeveer 10 ohm. In elektronisch opzicht kan de versterker die hogere stromen met gemak aan. Alleen kan het genoemde koellichaam - uitgaande van normale (niet-geforceerde) luchtkoeling - bij zo'n 20°C kamertemperatuur de aangeboden hoeveelheid warmte dan niet kwijt waardoor de temperatuur van de eindtransistoren boven het toelaatbare kunnen komen. Praktisch gesproken treedt die situatie bij het weergeven van muziek alleen op als de versterker wordt gebruikt voor iets als het weergeven van disco, hardrock en meer van die zaken waarbij gehoorbeschadiging optreedt.

Geen overkill

Omdat de versterker het leveren van het maximum uitgangsvermogen in de regel maar een kortstondige aangelegenheid is, hoeft de koeling van de eindtransistoren niet gebaseerd te zijn op een continue twee keer 70 watt vermogensafgifte. Het is daarom zonder meer verantwoord de stroombegrenzing van de versterker hoger te leggen om zo gepast gebruik te kunnen maken van het potentieel van de eindversterker. Die extra vermogensreserve om bijvoorbeeld de klankexplosies van een voltallig symfonieorkest of stevige pianoaanslagen in de diskant op een natuurlijke luidheid in de gemiddelde huiskamer te kunnen weergeven, is beslist geen overkill. De 70 watt per kanaal voor de luidste muziekfragmenten lijkt veel maar is het niet omdat het gemiddelde vermogen dat nodig is om een heel muziekstuk weer te geven vaak niet boven een ½ watt uitkomt. Daarom blijft het koellichaam van een versterker in de regel koud tot handwarm. Pas als we op het niveau van burengerucht komen zal de koelplaat na een kwartiertje draaien wat warmer gaan aanvoelen. Zoals gezegd worden de koelribben pas echt gloeiend heet als een half uurtje lang hardrock de aangesloten speakers teistert.

Optimaal aangepaste Disc input voor cd-speler

Het geschikt maken van de Disc input (SK1) van de Quad 33 voorversterker als ingang voor een cd-speler kan op een aantal manieren. Eén van de methodes is om de ingangsspanning te verzwakken en de daarachterliggende versterker 1 keer te laten versterken. De versterker ruist en vervormt dan overigens minimaal. Dat is mooi maar omdat helemaal geen versterking op die plek nog beter is bedacht ik iets anders: een zuivere passieve aanpassing van de Disc input waarvan de ingangsgevoeligheid 467 mV, de impedantie 50 kohm, de ingang uitstuurbaar tot 12,5 volt en de s/n-ratio rond de 100 dB A-gewogen bedraagt mits de eerder beschreven modificaties van de voorversterker zijn uitgevoerd. Voor de ingangsgevoeligheid werd overigens gekozen voor 500 mV. Dat het 467 mV werd heeft geen diepere betekenis dan dat de standaardwaarde van weerstanden in een bepaalde reeks werden gebruikt: 467 mV was de waarde die het dichtst in de buurt kwam van 500 mV. Dat het verschil tussen beide spanningen bijna 0,6 dB bedraagt is verder niet belangrijk zolang het maar geldt voor beide kanalen.

De Disc input is eigenlijk niet meer dan een ongeveer 6,9 dB minder gevoelige radio-ingang. De beide radio-ingangen hebben in gemodificeerde staat een gevoeligheid van 210 mV. Een simpele weerstandsverzwakker reduceert de ingangsspanning van de Disc input dan 2,22 keer (komt overeen met ongeveer 6,9dB) waardoor de gevoeligheid 467mV bedraagt. Het maximum wat uit een standaard cd-speler kan komen is 2100 mV en dat geldt dan voor een uitsturing tot 0 dBFS. Ik koos voor 467 mV om zo wat volumereserve te hebben voor cd’s die (te) zacht zijn opgenomen wat nog wel eens het geval wil zijn bij zelfgebrande cd’s

De wijzigingen aan de Disc-adapter gaan trouwens niet zo ver dat de Disc input niet meer bruikbaar is als phonoversterker. Die functionaliteit is nog onveranderd aanwezig als voor de M1 of M2-positie van de Disc-adapter wordt gekozen.

De praktijk

Voor het aanpassen van de Disc-adapter is het handig om het schema van de Quad 33 (circuit diagram M12065 issue 6) er bij te hebben. Het schema is op diverse plaatsen op internet te vinden. Hier bijvoorbeeld: http://www.flashbacksales.co.uk/manualpdf/Circuit%2033.pdf.

Helemaal links op de tekening staat het schema van de Disc-adapter (M12021). Het gaat om de meest linkse positie S1 waar één en ander aan moet veranderen. Te zien is dat er daar open plekken in de schakeling zijn die S1A, S1B, S1C, enz. t/m S1J worden genoemd. De bedoeling is dat er op een viertal lege plekken van dat deel van de adapterkaart weerstanden komen. Hiervoor kunnen trouwens gewone ¼ watt koolweerstanden met een tolerantie van 5% worden gebruikt. Metaalfilm mag natuurlijk ook maar dat hoeft niet per se. Op de foto van de Disc- adapter ziet u twee weerstanden van 39 kohm zitten met de kleurcode oranje, wit, oranje, goud en ook twee weerstanden van 10 kohm met de kleurcode bruin, zwart, oranje, goud. Ter oriëntatie geef ik er even de kleurcodes bij om te kunnen zien waar ze op de foto van print precies zitten. De waardes 39 en 10 kohm zijn alleen niet de waardes die op de print moeten komen voor een verzwakker die de ingangsgevoeligheid 467 mV maakt. Om dat te bereiken moeten de weerstanden met een waarde van 39 kohm 22 kohm worden en die met de waarde van 10 kohm moeten dan 27 kohm zijn.

Disc adapter van de Quad 33 aan de kant S1: doorverbindingen en weerstanden .

In het schema geldt dan: S1D: 22 kohm, S1E: 27 kohm, S1G: 27 kohm en S1H: 27 kohm. Als het echte printje nu zo wordt neergelegd als de afbeelding op het schema aangeeft en het wordt dan in zijwaartse richting omgedraaid, worden er afgezien van twee doorverbindingen onderaan twee rijen lege gaatjes zichtbaar. Helemaal linksonder op de print zijn twee positie gevuld met een condensator van 10nF (C107) en met een weerstand van 3,3 kohm (R115). De condensator kan blijven zitten maar 3,3 kohm weerstand moet worden verwijderd en er komt niets voor in de plaats. Deze weerstand dient overigens wel ergens voor: hij maakt óók deel uit van de Disc-adapter-positie C1. Als deze positie wordt gebruikt moet deze 3,3 kohm dan ook blijven zitten en moet de preamplifier-print uit de versterker worden genomen als Disc-adapter-positie S1 wordt gekozen. Wordt C1 toch niet gebruikt dan kan R115 worden verwijderd. *

Lege gaatjes en snijden

De twee gaatjes naast de te verwijderen 3,3 kohm weerstand is S1H. Totaal zijn er zo 8 posities tot S1A. In positie S1B zit een doorverbinding die kan blijven zitten. De posities S1A, S1C en S1F blijven leeg.

Op de tekening van de printlayout (linkerbovenhoek van het schema) staan o.a. aan de onderkant de cijfers 1 t/m 14. Vervolgens moet een mm of 3 achter het vergulden contact 7 en 10 de printbaan worden doorgesneden. Dat gaat het beste met een goed scherp stanleymes door twee sneetjes met een millimetertje tussenruimte te maken en dan voorzichtig het tussenliggende spoortje vertind koper weg te steken op zo’n manier dat de genoemde contacten geen verbinding meer hebben met de printbaan erachter. Op dezelfde manier moet de printbaan tussen contact 1 en 2 van kant S1 worden onderbroken. Waar die onderbrekingen zitten is op de foto van de printzijde te zien. Pas op dat met het snijden niet de naburige banen worden beschadigd.

Disc adapter van de Quad 33 aan de kant S1 printzijde: links, ongeveer in het midden en helemaal rechts zijn de noodzakelijke printonderbrekingen zichtbaar. .

Doorverbindingen

Tot slot moet de printbaan achter contact 7 (die werd doorgesneden) worden doorverbonden met een draadje naar een gaatje dat naar contact 3 gaat. Hetzelfde geldt voor de baan achter contact 10. Daarvandaan moet een doorverbindingsdraadje naar een gaatje dat naar contact 14 gaat. Op de foto van de adapterkaart (onderdelenkant) is duidelijk te zien hoe één en ander praktisch te realiseren is. Zo zijn beide doorverbindingen aan één kant aan de weerstanden gesoldeerd omdat er daar geen vrije gaatjes meer zijn. De andere kanten van de doorverbindingen zitten in gaatjes waar geen onderdelen zitten. De linker doorverbinding op de foto gaat naar contact 3. De rechter doorverbinding gaat naar contact 14. Ook is op de foto goed te zien op welke plek de 4 weerstanden van de ingangsverzwakker zitten. Maak een en ander dus zo zoals het er op de foto uitziet.

Sectie S1 van de Disc-adapter is nu klaar om te worden gebruikt.

Ingangsgevoeligheid naar eigen recept

In het geval u gewend was aan de gevoeligheid van de radio-ingangen waarop de cd-speler was aangesloten zult u merken dat de volumeregelaar veel verder open moet om een bevredigend volume te krijgen. Als de gevoeligheid te gering wordt gevonden kan vanzelfsprekend de verhouding van de weerstanden anders worden gekozen. Kiest u bijvoorbeeld voor alle weerstanden 27 kohm dan is de gevoeligheid van de ingang ongeveer 420 mV (mits natuurlijk de andere modificaties aan de 33 ook zijn uitgevoerd). In dat geval kan de volumeregelaar zo’n kleine 1 dB minder ver worden opengezet vergeleken met de 467 mV ingangsgevoeligheid. Het is dus maar net wat u zelf het prettigste vindt regelen. Een hele hoge gevoeligheid heeft als nadeel dat de ruis toeneemt maar ook de meeste volumeregelaars hebben in het begin van het regelbereik een beroerde gelijkloop waardoor men dan weer met de balansregelaar moet bijtrimmen om het geluidsbeeld goed te krijgen.

Als de ingangsgevoeligheid 467 mV bedraagt en volumeregelaar zo wordt gezet dat hij -13 dB onder het maximum zit dan bereik men de volledige uitsturing van de versterker als er uit de cd-speler 2100 mV komt. Voor de volumeregelaar geldt dan dat het ongeveer 65% is van de totale hoek waaronder de potmeter kan draaien. Dat komt ruwweg voor de 33 overeen als de stand van de volumeregelaar zich tussen stand 5 en 6 bevindt. De stand van 6 tot 10 kan dan worden gebruikt als er cd’s worden gedraaid waarvan de afkomende signaalsterkte geringer dan gemiddeld is.

Niet handig

Als vanouds blijft in de positie M1 en M2 de Disc-ingang (SK1) geschikt als phono-ingang als de Disc-adapter in de desbetreffende positie wordt gezet. Wordt er nog veel vinyl gedraaid via de 33 dan is het niet handig om iedere keer weer de Disc-adapter te moeten omsteken. In dat geval is het een stuk handiger om een van de radio-ingangen voor de cd-speler te gebruiken. Als op één van die ingangen de cd-speleruitgang moet worden verzwakt kan dat het beste worden gedaan met een aparte ingangsverzwakker van 6,9 dB met een impedantie van 50 kohm. De benodigde weerstanden in potentiometerschakeling zijn dan weer die 27 kohm in serie en daarna 22kohm naar massa. De verzwakking is 20*log ((27+22)/22)) en dat komt dan afgerond op de al eerdergenoemde bijna 7dB. 

Even voor alle duidelijkheid: De genoemde weerstandsverzwakkers zorgen er alleen voor dat de ingang van de versterker niet te hoog wordt uitgestuurd waardoor de vervorming mooi laag blijft. De ingreep reduceert de signaalsterkte zonder zeg maar het signaal aan te tasten. Er gaat zo geen dynamiek o.i.d. verloren en ook het frequentiespectrum blijft geheel onaangetast. Weerstandsverzwakker kom je dan ook door de hele versterker tegen want een volumeregelaar is niets anders dan een continu regelbare weerstandsverzwakker en het signaal wordt niet beter naarmate je de regelaar verder openzet. In dat geval neemt alleen de signaalsterkte toe maar de verhoudingen in het frequentiespectrum blijven van laag tot hoog gelijk. Een ingangsverzwakker met vaste weerstanden is niet meer dat een pre-volumeinstelling met een vaste verzwakking.

De andere methode

Het versterkende element (de preamplifier M12019) in de signaalweg te laten zitten, heeft als voordeel dat er geen doorverbindingen en onderbrekingen in printbaantjes noodzakelijk zijn.

September 1991 verstrekte de fabrikant via Technical Information nr. 036 gegevens om sectie S1 van de Disc- adapter zodanig aan te passen dat de Disc-ingang geschikt werd voor een cd-speler. In de informatie wordt alleen gesproken over 3 gevoeligheden maar dan op basis van 100 mV gevoeligheid van de radio-ingangen. De waardes zijn 300, 400 en 500 mV.

Om echter uit te komen op 465 mV in het geval van 210 mV voor de gevoeligheid van de radio-ingangen moeten in de volgende gaatjes van de disc-adapter weerstanden worden gezet: S1D 6,8 kohm, S1E 5,6 kohm, S1G 5,6 kohm, S1H 6,8 kohm en in S1A 3,3 kohm. De andere 3,3 kohm is dan al op de print aanwezig (R115). De ingangsimpedantie wordt hier bepaald door de spanningsdeler en meet ongeveer 6,8+5,6=12,4 kohm. Ook hier kunnen weer gewoon nette ¼ watt koolweerstandjes van 5% worden gebruikt maar als u geld teveel hebt mag metaalfilm 1% of nog nauwkeuriger natuurlijk ook: de (ruis)eigenschappen van de schakeling verbeteren daar alleen niet (hoorbaar) door. Weerstanden met lage ruiseigenschappen moet je alleen daar toepassen waar het zinnig is. Hier is het je reinste overkill. 

Op deze manier geschakeld, versterkt de maximaal tegengekoppelde preamplifier M12019 één maal en wordt de ingang van de versterker voor de genoemde weerstandwaardes ongeveer 6,9 dB verzwakt. De ingangsgevoeligheid is dan - er weer even vanuit gegaan dat de eerder beschreven modificaties aan de 33 zijn uitgevoerd - 465 mV (2,21 keer 210 mV), de ingangsimpedantie meet ongeveer 12,4 kohm en de ingang is maximaal uitstuurbaar tot ongeveer 6,6 volt. Verder is s/n-ratio wat ongunstiger dan met de eerder beschreven passieve methode. Ook de vervorming is dan wat hoger. Ik haast me er trouwens bij te zeggen dat de mate waarin dat slechter is voor het oor geenszins dramatisch is. Het is meer dat het versterken op die plek nergens voor nodig is. De versterker blijft alleen zitten omdat het wijzigen van functie dan gemakkelijker is want je hebt ‘em immers wel nodig als je van de ingang weer een RIAA-gecorrigeerde phonoversterker wilt maken.

Kennelijk is door de ontwerper van de versterker wel gedacht aan het uitschakelen van de preamplifier M12019 anders zouden er op de Disc-adapter niet twee contacten zitten (1 en 2) voor het doorverbinden van de voedingspanning van de twee keer tweetraps transistorversterker. Ik stel me zo voor dat er afgezien van de bestaande Disc-adapter nog aan andere uitvoeringen ervan is gedacht waarbij dan wel de preamplifier helemaal is losgekoppeld en de ingang via een verzwakker direct doorgaat naar de Disc-toets van de keuzeschakelaar.

* n.b. — Voor de diehards onder ons is met wat kunst en vliegwerk de Disc-adapter zo te wijzigen dat voor de positie C1 er tussen de contacten 3 en 4 een 3,3 kohm weerstand zit die er dan niet is als S1 in werking is. Het spreekt voor zich dat er dan een tweetal printbaantjes moeten worden onderbroken en de 3,3 kohm weerstand achter de onderbreking op de printzijde moet worden gesoldeerd. De positie C1 werd toentertijd gebruiken voor keramische en kristalelementen. 

_________________________


terug naar index

Home  -  Actueel  -  Audio  -  Muziek  -  Video  -  Boeken  -  Links