Előszó

Ez az első olyan cikkem, amit kénytelen vagyok három részletben közreadni, terjedelem és időrendi okokból. Különösen a második részében nagyon sok technikai, felépítési kérdésről lesz szó, amelyek érthetősége sokaknak a kínaival vetekszik majd, emiatt itt, e helyt elnézést kérek. Akik már nem keverik össze a forrasztópáka meleg és hideg végeit, remélhetőleg érteni fogják, az elektronikában járatlanabbak pedig majd kihámozzák a sok elektron, tranzisztor meg ellenállás közül a lényeget. Bízom ebben, úgyhogy útjára engedem ezt a rendhagyó, egyben nagyon is hiány pótló írásomat. Magyarországon eddig már sokan írtak a Quad 405-ről, de az eddigi írások szerzői - bár járatosak voltak az elektronikában - teljesen nyilvánvalóan sohasem építettek, talán nem is hallottak életükben valóban High-End kategóriájú erősítőt. Emiatt megállapításaik, ajánlásaik, építési útmutatásaik teljesen középszerűek, viszonyítás nélküliek voltak, a legjobb indulattal mondva is. Úgy gondolom, itt volna az ideje megrázni egy kicsit magunkat, kitörni ebből a középszerűségből, és helyére tenni a Quad 405 -öt. Valakinek egyszer meg kell tennie. Nos, felveszem a kesztyűt, (meg a High-End szemüveget).

Az eredeti Quad 405. Kissé szocreál, a mai erősítőkhöz képest. Még fordított volt a világ, több volt a belbecs mint a külcsín

Előzmények

Az 1970-es évek közepén az angol Peter Walker által még az 1930-as években alapított Quad-cég  ( korábban Acoustical Manufacturing Co.Ltd) piacra dobott egy rendhagyó kapcsolástechnikát alkalmazó erősítőt, Quad-405 néven. A QUAD név egy rövidítés, Quality Unit Amplifier Domestic, vagyis Házi használatú Minőségi Erősítő Egység, szabad fordításban. Az erősítő tervezői ( Peter J.Walker és Mike Albinson ) a technikai magyarázatok mellett olyan szövegekkel álltak elő, mint pl. „ a jó erősítő nem egyéb, mint erősítéssel rendelkező drót innen odáig…” meg hogy „minden rendesen megtervezett, azonos átviteli karakterisztikájú erősítő egyformán szól…” . Ezeket a kinyilatkoztatásokat mára kissé megkoptatta az idő, a Quad 405-el kapcsolatos akkori céges marketing anyag jó része minimum felülvizsgálatra szorulna miután már jól szétröhögtük magunkat, ha ma ez a technika gyártásban lenne, és volna marketingje.

Sebaj, mondani sok mindent lehet, egy dolog azonban tény maradt, hogy azt a technikai problémát, amit eredetileg szerettek volna megoldani, ez a design zseniálisan kezeli. Nézzük csak át, mely célokat tűzték ki a tervezők maguk elé.

1. Walkernek volt egy elmélete az erősítők visszacsatolásának kialakítására, amely a szokványostól eltérően, hídkapcsolást alkalmazott az erősítőn belül. Ezt az elméletet szerették volna eladható termék szintjére hozni.
2. Az 1956-ban kifejlesztett ESL-57-es dobozokhoz kellett egy, a korábbiaknál nagyobb teljesítményű erősítő. A korai próbálkozások során rájöttek, hogy nagy teljesítményeknél növekszik az erősítők harmonikus torzítása, amelyet alacsony szinten kellene tartani. Ugyanakkor, kis teljesítményen egy másfajta torzítás van erőteljesen jelen, egy ú.n. keresztezési ( crossover ) torzítás, amely a végtranzisztorok nullátmeneteinél keletkezik. Ez a torzításforma ugyan nagyobb teljesítményeken is ugyanúgy mérhető, de ott nem ez a teljes torzításérték domináns forrása. Kis teljesítményeken ez a torzításforma viszont elsődlegessé válik, és megakadályozza, hogy az erősítő lineárisan működjön. Meg kellett szüntetni mind a két torzítás túlnyomó részét.
3. A harmonikus és intermodulációs torzításformák létrejötte nem teljesen független egymástól, és a Matti Otala finn erősítő tervező mérnök által akkoriban publikált ( azóta már általa visszavont ) intermoduláció-ellenes tervezési direktíváknak is megpróbáltak volna megfelelni, ha az nem fulladt volna teljes kudarcba, fázismenet és stabilitási problémák miatt.
4. Nagyobb teljesítmény leadás mellett a tranzisztoros erősítőkben hőmegfutási problémák is jelentkeznek ( a szilícium lapka nyitási feszültsége hőmérséklet függő, inverz karakterisztikájú, azaz minél melegebb a tranzisztor, annál jobban nyit, ez még több áramot enged át, amely még jobban melegíti a chipet, és így tovább… katasztrófa). Ezt a viselkedést kézben kell tartani a stabilitás és a működési kondiciók megőrzésére.
5. Az alkatrészek öregedése megváltoztatja az erősítő belső munkapontjait, amely hosszabb távon szintén okozhat problémákat, erre szintén jó volna találni valami kompenzáló technikát.
6. Egyszersmind, a kimenet egyenáramú nullfeszültségét is tartani kell.
7. Az erősítőnek tartalmaznia kell egy kombinált védelmet, amely a hangszórókat és magát az erősítőt is megvédi a túlzott áramoktól.

Szóval, nem járnánk messze az igazságtól, ha ma úgy tekintenénk, hogy a tervezők egyszerre szándékoztak válaszokat adni a tranzisztoros erősítő technika szinte majd minden égető problémájára, egy relatív egyszerű, de hatékony megoldással. Az elv, amit megalkottak, mára a „Current Dumping” azaz áram rásegítés néven vált közismertté. Az elv lényege, hogy kis teljesítményen egy A-osztályú erősítő fokozat keresztezési torzítás nélkül működve ( ez az A-osztály összesen két előnye közül az egyik ) biztosítja a kis torzítású jelet a kimeneten. Nagyobb áramigény esetén egy B osztályú rásegítő fokozat kapcsol be, amely sokkal nagyobb áram kapacitású, mint a kis A-osztályú fokozat, és így a teljes 100W kimenő teljesítményhez elegendő áramot tud szolgáltatni. Ennek a fokozatnak a torzítása jelentősen nagyobb volna, mint az A-osztályúé, de az erősítőben elhelyeztek egy Maxwell-Wien hídkapcsolást (módosított formában) amely tulajdonképpen az A-osztályú fokozat „tiszta” jelkimenetét hasonlítja össze a B-osztályú fokozat torzult kimeneti jelével, és egy ellenfázisú kompenzáló jelet hoz létre, amely HA fáziscsúszás nélkül érkezik, kioltja a kimeneten a jelben észlelhető torzítási komponenseket. Az erősítő ezen kívül más belső kompenzációkkal is bír, egy a meghajtó erősítőben létrehozott spektrum-kompenzált felüláteresztő tag gondoskodik a nagyon alacsony bejövő frekvenciák szűréséről ( kb. 10 Hz alatt ) míg a meghajtó kimenetén egy aluláteresztő szűrő hivatott a rádiófrekvenciás jelektől megóvni a következő fokozatokat. A hődriftből származó problémákat és a kimeneti nulla DC figyelését egy frekvenciafüggő, 10 Hz alatt működő átfogó negatív visszacsatoló tag útján kompenzálják.

A fenti technika kompakt formában valósítja meg Walker eredeti elvét, amely fejlesztésért a Királynőtől még díjat is kapott, nevesül hogy egy nagy teljesítményű, de relatív magas torzítású erősítőt egy kis teljesítményű, de ezzel együtt kis torzítású erősítőn keresztül visszacsatolva az első erősítő is kis torzítású viselkedést kezd mutatni.

Gyakorlati megvalósítások

A Quad cég a 405-ös tipust 1975-től egészen 1993-ig gyártásban tartotta, és nem kevesebb, mint 162.000 db készült belőle ez idő alatt ! Impresszív szám, semelyik másik típusból sem gyártott a cég ezt megközelítő darabszámot. Az audiofil közönség hamar a kegyeibe fogadta a valóban nagyon kellemes, jó hangú, normálisan árazott erősítőt. Később, amikor megszületett a Quad-hang mítosza ( amihez, személyes véleményem szerint hozzájárult az a tény, hogy P.Walker halála után a céget egy kínai holding cég felvásárolta, és ezután már nem teljesen ugyanazt jelenti a Quad-név mint régen) a 405-ösök is felértékelődtek, ma is kb. 100 ezer Forintot kell kicsengetni egy-egy jó állapotú használt, eredeti gyári darabért az ebay-en.

A Quad sohasem volt a mai szokvány értelemben vett High-End cég. Gyártmánytervezési filozófiájukban sokkal inkább átsüt a hűvös mérnöki szemlélet, mint az audiofil elhivatottság. Számukra a mérhető paraméterek jóval előrébb voltak a listán, mint a hangzás finomítgatásának lehetséges módozatai. Oké, lássuk be, a 70-80-as évek audio-piacán tapasztalható hatalmas kereslet és az akkoriban szokatlanul jó paraméterek nagyon is eladhatóvá tették ezeket az erősítőket. Annak ellenére is, hogy mai szemmel nézve, a tervezők megrekedtek egy technokrata hozzáállás, és egy saját maguk által kreált hiedelem bűvkörében. ( Már hogy tudniillik, „minden jól megépített erősítő egyformán szól” …)

Az ebből a meglehetősen szűk látókörből való kilépésüket megakadályozta az üzleti siker, amely számukra a céges „policy”-vá előlépett elméleteik igazolásaként jelentkezett. A 405-ös utáni fejlesztések ( 606, 707, 909 ) mind méréstechnikailag indultak. Szerencsére ezek a fejlesztések ténylegesen hoztak hangminőségbeli ugrásokat, így aztán a 606-osok utáni teljesítmény erősítők sorra jobban szerepeltek a meghallgatásokon, mint a régi „kis” Quad, amely végül így veszített a vonzerejéből, nem kevésbé a piacon feltűnő más brit cégek új fejlesztéseinek tükrében ( Naim, Audiolab, Mission ).

A fent említett szemléletmód megakadályozta a gyárat abban is, hogy valaha is létrehozza a 405-ös kifinomultabb, az átlagosnál jobb alkatrészekkel megépített változatát. A 405-2 –es változatban egyedül a bemeneti műveleti erősítőt cserélték jobbra ( ugyanazt az ötletet alkalmazva, amit én magam is javasoltam a HiFi Magazin szerkesztőjének, Darvas Lászlónak úgy 1982-83 táján, a gyári változtatásokat nem is ismerve. Tudom, túlzásnak hangzik, de tényleg így volt), illetve a kimeneti védelem megoldásán finomítottak, mert az eredeti bizonyos terheléseknél beleszólt a hangba. Később a 606-os miatt már nem fordítottak figyelmet a 405-ös lehetséges továbbfejlesztésére. Más kérdés, hogy az akkoriban elérhető alkatrészek színvonala köszönő viszonyban sem volt a mai átlaggal, pláne a mostani ipari-katonai specifikációkkal. Összefoglalóan, ki merem jelenteni, hogy a 405-öst gyárilag sohasem építették meg olyan szinten, ami kihozhatta volna ebből a kapcsolásból a benne szunnyadó teljes potenciált. Pedig, ez egy nagyon komoly potenciál, ez egy mai szemmel nézve is gyanúsan High-End klasszisú erősítő.

  A gyári változat belső tere rendezett volt. Ebben már a puffer elkókat kicserélték újakra.

DIY változatok ( „elkövetések” )

Magyarországon a 80-as évek elején valaki, ( a nevét nem ejtjük ki ) „megszerezte” a Quad-405 dokumentációját, és az nagyon hamar „közkinccsé lett”, hobbysták adták egymásnak fű alatt, sőt még a Rádiótechnika hasábjain is hosszas cikksorozat indult a megépítést segítendő. A Quad cég szemet hunyt efölött a szimpla lopás fölött, mert nem sok esély volt egy szocialista országba nagyobb mennyiséget exportálni, a DIY vonalat pedig nem tartották veszélyesnek. Szegény ember vízzel főz, ahogy a mondás tartja, és hát a magyar hifista-hobbysta-pákász (akkortájt sok volt ebből, mert nem volt más technikai hobby, csak a hifi, még nem voltak számítógépek, kivéve néhány kósza ZX Spektrum meg Commodore ) minden volt, csak nem gazdag. Épített, amiből lehetett. Emlékszem, akkoriban kezdtem sejteni valamicskét az erősítőkről, és egy alkalommal, amikor épp alkatrészért álltam sorba a Veres Pálné utcai öreg házaspár boltjában ( már bejutottam az utcáról !!! ), hallom ám, hogy egy sorstársam sorolja a Quad alkatrész értékeit. Á,ááá, „kvad” lesz abból… mígnem aztán a végén kért bele 2 db uA 741-et is… Uramisten… !!! Ez már akkor is fájt… Így aztán, ami idehaza megépült – és bizony a legtöbb Quad utánépítés akkoriban épült! – még az eredeti gyári tucat-termékkel sem vehette fel a versenyt, nemhogy jobb lehetett volna. Kicsivel később, a FET bemenetű IC-k boltokba kerülésével lehetett jobb Quad-okat építeni. Sokan megpróbálták R534-esekkel. Nagyon pontos volt, és nagyon rosszul szólt.

Minthogy gyári Quad-ot csak nagyon kevesen hallottak rendes berendezésben, a nagyközönség erről az erősítőről az utánépített darabok meghallgatásával ( Orion HS-280-as, vagy 500-as dobozokkal ) alkotott - általában pozitív - véleményt. Érdekes volna, ha most kéznél lehetne egy olyan statisztika, amely megmondhatná, hogy mindazok közül, akik valaha is hallottak Quad 405-öst szólni, hányan hallottak csak utánépített, és hányan eredeti kivitelt, és hogy volt-e egyáltalán olyan, aki épített belőle csúcskategóriás alkatrészekkel egy top-változatot. Én saccra az előbbi arányt kb. 98 kontra 2%-ra gondolom, míg a neten kutakodva, a mai napig sem látok olyat, hogy valaki is bele tette volna a maximumot, amit lehet. A Quad 405 mai megítélését főképp ez a helyzet árnyékolja be. Jó, de nem különösen jó erősítőnek gondolják a legtöbben, audiofil körökben pedig kelt egyfajta fanyalgást, ha valaki azzal mer előállni, hogy Ő bíz egy Quad-405-ön hallgat zenét.

Egy tipikus utánépített 405-ös a 80-as évekből. Átlagos alkatrészekből, gyenge panelen.

Elhatározás születik

A 405-ösnek van egy elképesztően jó tulajdonsága. A megépítése, és az élettartama ( 30-40 év?) alatti megbízhatósága is szinte teljesen problémamentes. Ha valaki nem fertőzött a High-End Audio-val, és csak simán szeretne otthonra egy erőteljes, nem túl drága és jó minőségű DIY erősítőt, szinte automatikusan köt ki a Quad-405 mellett.

Épp egy ilyen jellegű felkérést kaptam tavaly egy régi ismerőstől. Nem High-Endet akart, az LZ túl drága lett volna, csak egy stabil, jó erősítőt. A Quad 405 adta magát. Sajnos meg vagyok verve azzal a rossz beidegződéssel, hogy az átlagosból is átlag felettit szeretnék kihozni, ha erre egy szemernyi esély is mutatkozik. Vettem két Urbán-féle panelt, gyorsan összeraktam egy 405-öst, átlag alkatrészekből, és letettem az LZ mellé. Őrült nagy lépés hátra az LZ után, miért is nem lepődöm meg? Azonban EZT a színvonalat nem adhatom ki a kezemből. Végül elajándékoztam az Urbán-féle erősítőt, pénzt nem volt pofám kérni érte.

Kutakodni kezdtem, vajon hol lehetne eredeti gyári panelt venni, és egyáltalán, ki hol tart ezzel az erősítővel? Végigolvasva a fellelhető anyagokat, rendesen leragadtam Keith Snook oldalán. Ahol jól átjön a hozzáértés, ahol nem csak utánépítési leírás van, hanem modifikációk, ott érdemes figyelni. Keith megoldotta a Quad egyik tervezési problémáját, a Wien hídból kivette a T2 tranzisztort, így a hibajel-képzés egy sokkal magasabb kategóriára váltott, mint volt az eredeti kapcsolásban. Ennek a módosításnak nagyon pozitív hatása kell legyen – gondoltam. Bár a bemeneti műveleti erősítő nem-invertálóvá alakításával nem értek egyet, az így nyert mínusz egy erősítő fokozat javít a pszichés közérzetemen a rajzot vizsgálgatva. Felhívtam, küldtem Neki egy (pár) sörre való donációt, és konzultáltunk egy keveset a Quad-ról. Végül úgy tettem le a telefont, hogy ott csengett a fülemben az a félmondat, hogy az ő DCD-3-as MOD-ja „makes it open” – azaz „kinyitja” a Quad-ot. Nekem, minthogy már tucatnyi 405-öst építettem, barátoknak, ismerősöknek, saját magamnak is ( amiket aztán rendre mindig megvettek a hozzám betérő haverok) nagyon is érdekes lett egy olyan Quad változat, amit még nem próbáltam ki. Úgy döntöttem, ezt fogom az ismerősömnek megépíteni. De ha már, akkor megteremtem a lehetőségét annak, hogy bármikor reprodukálhassam. Hátha kelleni fog még másoknak is belőle. Kellett egy saját tervezésű DCD-3-as panel. Megterveztem, és ahogy elkészült megépítettem, mai modern, 0,1%-os tűrésű profi alkatrészekből.

Fej-fej mellett volt az LZ-vel. Majdnem…majdnem. Az LZ simább, finomabb, "csövesebb" hang, ha úgy tetszik, viszont meghökkentő volt az Urbán-féle és a Snook-féle Quad változat közötti nagyságrendi előrelépés. Jóllehet, a két elektronika alkatrész bázisa sem volt versenyben, de a DCD-3 tényleg kitárja az ablakot, friss levegőt enged be. Mintha nem is ugyanazt az erősítőt hallgatnám. A különbség részben a javított kapcsolástechnikának tudható be, részben pedig az alkatrész választásnak. ( Utóbb úgy vélem, az Urbán-panel is belejátszik a végeredménybe)

Minden erősítőt járatok itthon egy darabig mielőtt átadom, amíg az alkatrészek ( kondenzátorok ) elkezdenek „beülni”, és kisimul az első pár óra reszelőssége. A Snook-féle Quad bejáródása alatt felmerült bennem az a gondolat, hogy bár ez így is egy sokkal jobb alkatrész-bázisú Quad, mint amit én magam valaha is összeraktam, de még mindig elmarad attól az alkatrész színvonaltól, amit mostanában a legjobbnak tartok.

Ezt a hangot elhallgatva, igazán érdemes volna – ha már idáig eljutottam – megtudni, mire menne ez a kapcsolás a lehető legjobb alkatrészekkel, precízen finomhangolva.

QUAD-405 EXTREME ( Keith Snook DCD-3  az én saját kiegészítéseimmel  )

Az ördög mindig az apró ( nagyon apró ! ) részletekben van. Olyasmikben, amikre senki sem gondolna. Amikről a legtöbben úgy gondolják, hogy „á, az elhanyagolható…” A High-End erősítő technikában soha semmi sem elhanyagolható. Vannak kompromisszumok, amiket az ember kényszerűen megköt – de nem szeret ! – a „nem elhanyagolós” konstruktőr hátsó gondolataiban mindig fészkel egyfajta kétely. Ráadásul az erősítő építésben mindennapos dilemma, hogy ha egy problémát megoldunk, azzal létrehozunk egy másikat, dönteni kell, hogy melyiket választjuk, melyikkel tudunk lelkiismeretünk szerint jobban együtt élni.

A 405-ösben is van pár hasonló kompromisszum. A 2 db végtranzisztor keresztmetszete (és nagy áramokon mutatott viselkedése) nem ideális, jó volna duplikálni, vagy épp triplázni, ahogy azt a 606-osban teszik. A bemeneten a műveleti erősítő a megvalósított erősítéshez képest túl sok tranzisztorból áll, ez minden műveleti erősítő ős-hibája, audio szemszögből. ( Minden plusz tranzisztor plusz torzítást eredményez. ) Ugyanerre a 606-osban azt a választ adták, hogy elhagyták a műveleti erősítőt, és helyette tranzisztoros fokozatokat használnak, ami meg azért nem annyira jó, mert ha rendesen akarjuk megépíteni, rengeteget kell méregetni-válogatni, és venni kell pár marék tranzisztort. Ami, ha csak egy erősítőt építünk, lássuk be, nem túl gazdaságos. Ennyit szerintem a gyárban sem méregetnek. Az eredeti design egy szimpla 2 x 10.000 mikrofarados plusz-mínusz 50V-os tápról megy, ugyanarról a két csatorna. A táp sem maradhat így.

Folytatása következik.... kicsit később.

NGP. AW 2016 Feb.