Albert Järvisen kaksoset Pt II - Putkivahvistimen biasointi

Jatkan Albert Järvisen vahvistimien huoltoa toisen kaksosen kanssa. Tämän yksilön pääteputket ovat alkuperäiset. Ne on varustettu RCA-leimoilla, ja ne vaikuttavat olevan pintapuolisesti kunnossa. Olen sopinut, että vaihdan putket joka tapauksessa, joten poistan ne niitä sen kummemmin testaamatta. Säilön ne referenssiksi omiin laatikoihinsa. Albert soitti näillä muutaman vuoden elinaikanaan. Tämän jälkeen hänen poikansa, Silas Järvinen, on soittanut niillä jo liki vuosikymmenen. Ehkä ne ovat jo siinä pisteessä, että ne voisi vaihtaa.

Olen suunnitellut tyhjentävää selontekoa vahvistimen biasoinnista jo pitkään. Olisikohan tässä oiva paikka yhdistää hyöty ja huvi? Mielestäni biasointia ei ole missään selitetty niin yksinkertaisesti, että se varmasti menisi kaikille jakeluun. Onnistuisinkohan minä siinä? Jos biasoinnista kuoritaan kaikki mystiikka ja hienot termit pois, mitä jää jäljelle?

Miksi vahvistin biasoidaan?

Toivottavasti en tuota pettymystä jos totean heti kärkeen, että biasointi on huomattavasti mitättömämpi osa kitarajärjestelmän kokonaissoundia kuin monet antavat ymmärtää. Biasoinnin tarkoitus on saada putket toimimaan niiden parhaalla toiminta-alueella. Se on myös varokeino. Jos vahvistin on biasoitu liian kuumaksi ja putket haukkaavat liikaa virtaa, ne voivat kosahtaa alle 30 sekunnissa. Olen nähnyt tämän tapahtuvan.

Jos bias on säädetty väärin, liian matalalla tyhjäkäyvä vahvistin leikkaa osan signaalista pois. Tuloksena on heikko soundi. Liian korkealle säädetty tyhjäkäynti taas ohittaa putkisaturaation sweet spotin. Vahvistin menettää silloin dynaamisuutensa ja elävyytensä. Jos soundi tehdään taas etuasteputkilla, kuten valtaosassa moderneja high gain -vahvistimia, biasointi on lähinnä muodollisuus.

Mitä biasointi tarkoittaa?

Biasointia on helppo verrata auton polttomoottorin tyhjäkäyntiin. Biasarvo asetetaan tietylle tasolle, jotta moottori ei kuluttaisi liikaa polttoainetta ja toimisi normaalisti. Samalla tavoin kuin moottoriakin pidetään liikennevaloissa käynnissä, vahvistimen putkeen syötetään virtaa, vaikka sillä ei soitettaisi.

Kun kitaraa soitetaan, tuottaa se lisävirtaa putkille. Jos putki olisi esimerkiksi litran tuoppi, siinä olisi tyhjäkäynnillä 7 dl (70 %) vettä. Kitaran signaali olisi taas 3 dl (30 %). Nämä yhdessä muodostavat täyden litran (100 %), jota käytän tässä ihanteellisen putkisaturaation vertauskuvana.

  1. Jos biasointi asetetaan 60 prosenttiin, ei parasta mahdollista saturaatiota saavuteta. Signaali ajaa putken silloin vain 90 prosenttiin. Soundi jää kylmäksi. Lasivertauksessamme tuoppi jää vajaaksi, eikä jano lähde.
  2. Jos biaslukema on taas vahingossa liian korkea, esimerkiksi 90 %, menevät putket 120 prosentin käyttöasteelle. Ne saturoivat, kompressoivat ja käyvät liian kuumina. Lasivertauksessamme vesi tulvisi yli.
  3. Jos tuopissa on jo valmiiksi litra (100 %) vettä ja kaadamme sinne 3 dl (30 %) lisää, valuu kaikki vesi pöydälle. Jos tuoppi olisi suljettu kuten putki, paisuisi se liiasta veden märästä ja menisi rikki. Putkelle käy juuri niin.

Tämä ajattelumalli pätee kaikkiin AB-luokan (push-pull) periaatteella toimiviin vahvistimiin. Etuasteputkia ei tarvitse koskaan biasoida. A-luokan vahvistimet biasoivat teoriassa itse itsensä. Tällöin puhutaan katodibiasoiduista vahvistimista.

Biasointi käytännössä

Avaan chassiksen ja mittaan ensiksi putkien kantojen suojahilavastukset. Niiden tehtävänä on toimia putken sulakkeena. Vastukset ovat kunnossa, ja mahtuvat toleransseihin.

Joskus putki hajotessaan poistuu keskuudestamme ryminällä. Silloin niiden vastukset ovat ensimmäisenä tulilinjalla. Vaikka et itse osaisikaan vaihtaa niitä, kannattaa selvittää käyttämäsi vahvistimen suojahilavastuksien arvot ja pitää varakappaleita mukana. Varaputkilla ei tee mitään, jos suohilavastus paukkuu. Uusia putkia ei siinä tapauksessa voi vaihtaa. Jos olet keikoilla, joka kaupungista löytyy huoltomies, joka osaa vaihtaa ne.


Nämä vastukset ovat kunnossa, joten mittaan seuraavaksi putkien kantojen hehkujännitteet. Ne ovat kaikki sallituissa rajoissa: 6,42 VAC. Hehkujännite mitataan rutiinitoimenpiteenä. Jos putkilla ei ole hehkuja, niihin ei voi muodostua kaasua, joka johtaa signaalia eteenpäin. Niiden tulisi olla akselilla 6.3–6.9 VAC.


Seuraavaksi mittaan anodi- (plate, pinni 3) ja hilajännitteet (grid, pinni 4) kaikkien putkien kannoista. Ne ovat lukemiltaan yhteneväisiä. Jos vahvistimessa olisi jokin rikki, jokin näistä lukemista olisi erilainen. Vahvistinta pitäisi siinä tapauksessa tutkia tarkemmin, eikä siihen voisi laittaa uusia putkia kiinni. Tällä kertaa kaikki on kunnossa. Kirjoitan tämän luvun muistiini, sillä suhteutan jatkossa anodijännitelukeman biasarvoon.

Negatiivinen etujännite

Viimeiseksi mittaan negatiivisen hilajännitteen pinnistä 5. Tämä lukema indikoi putken sisällä olevaa verkkoa, joka määrittelee, kuinka kuumana putki käy. Tämän voimme mitata vaikka ilman putkea. Monia sekoittava asia on, että putken kannan pinniltä mitattava luku on miinusjännitettä. Käykö putki silloin sitä kylmempänä, mitä negatiivisempi lukema on, vai toisin päin? Kun putki on paikallaan, luemme sen arvoja toisen mittarin läpi. Tällä kertaa jännite on positiivinen. Miten näitä luja pitäisi tulkita? 

Putken kyky haukata virtaa

Jokainen putki on yksilö. Putken kyky haukata virtaa on avainasemassa sen ja vahvistimen toiminnassa. Vaikka vihaisit Ohmin lakia, yksi kaava kannattaa sisäistää:

Kitarasignaali on jännitettä (voltteja). Etuasteputket lisäävät jännitettä, kun signaali etenee vahvistimessa kohti päätettä.

Pääteputket ovat valmiina tuottamaan virtaa (ampeereja). Ne eivät soi ilman kitarasignaalin voltteja. Vahvistaminen, eli se, että kuulemme kaiuttimesta ääntä, tarkoittaa yksinkertaistettuna:

Voltit (jännite) x ampeerit (virta) = watteja (teho). Mitä suurempia lukuja, sitä enemmän vahvistustehoa, eli ääntä.

Putkien luokittelu (engl. matching) tarkoittaa, että putket jaotellaan tehtaalla alempiarvoisiin (vievät vähän virtaa), keskiarvoisiin (vievät enemmän virtaa) ja korkea-arvoisiin (vievät paljon virtaa). Näistä saadaan aikaiseksi samanarvoisia kvartetteja, joita myydään neljän seteissä.

Vahvistimen biassäädöllä voidaan kompensoida eriarvoisten putkien eroja niin, että sama vahvistin voisi käyttää eriarvoisia putkia.

Putken elinkaari

Virran haukkaaminen on hyvä asia ja elinehto sille, että putki voi vahvistaa sähkökitaran ääntä. Kuten ihminenkin, putki heikkenee vanhetessaan, eikä pysty enää haukkaamaan niin paljon virtaa kuin nuorena. Suurin pudotus tapahtuu putken elinkaaren alkuvaiheessa. Tämän takia se voidaan asettaa nuorena haukkaamaan liikaa virtaa, sillä virranhaukkauskyvyn nopeasti laskiessa putki asettuu pitkäksi aikaa lähellä optimaalista arvoa.

Kun putki sitten vanhenee ja heikkenee, se ei pysty enää haukkaamaan virtaa. Sille nuorena asetettu tyhjäkäyntiarvo ei enää riitä viemään putkea saturaatiopisteeseen. Se soi kylmänä ja alkaa kuulostaa vaisulta. Moni soittaja vaihtaa vahvistimensa putket kun järjestelmän sointi heikkenee.

Tosiasiassa iäkkäänkin putken tyhjäkäyntiarvoa voi nostaa sen verran, että putki soi taas parhaalla mahdollisella tavalla. Biasvirtaa säätelevää verkkoa höllätään hieman, jolloin lisää virtaa pääsee taas läpi. Tätä voidaan tehdä muutaman kerran, kunnes putki ei yksinkertaisesti saa enää haukattua virtaa. Silloin putki on vanha ja joutaa eläkkeelle. Ohmin luvun mukaista kertolaskuyhtälöä ei tällöin enää synny, vaikka siihen syötettäisiin kuinka paljon signaalia (voltteja). Ei virtaa, ei watteja, ei ääntä.

Suojaverkko

Näen verkon tiheyden mittaamalla lukemaa putken kannan pinnistä numero viisi. Mitä negatiivisempi luku on, sitä vähemmän virtaa putkesta pääsee läpi, ja putki käy kylmempänä. Vähemmän negatiivista verkkoa (lähempänä nollaa) taas päästää enemmän virtaa läpi, ja putki soi kuumempana. On turvallista asettaa negatiivinen etujännite vähintään arvoon –30 VDC ennen uusien putkien asentamista paikoilleen. Kun putki on paikallaan, siirrymme seuraamaan sen virrankulutusta ja säädämme tätä samaista lukemaa vahvistimen sisältä löytyvällä biastrimmerillä.

Fender Twinin vanhoja putkia varten säädetyt negatiiviset etujännitteet ovat hieman erilaiset. Tämä tarkoittaa sitä, että putkia ei ole sovitettu tarkasti, tai sitten niiden biasta on säädetty sitä mukaa kun ne ovat kuluneet. Toiselta putkiparilta on mitattavissa –55 VDC ja toiselta –57 VCD. Nämä ovat korkeita lukemia, ja suojaavat hyvin uusia putkia kun laitan ne kiinni.

Putken biasarvo

Putkien biaksen arvo lasketaan suhteessa niiden anodijännitteeseen, jotka mittasin juuri aikaisemmin. Suurimmat idolini kuten Ken Fischer (Trainwreck Amplifiers) ja Gerald Weber (Kendrick Amplifiers) biasoivat vahvistimensa mutupohjalta. Heidän mielestään 35 mA on hyvä bias 6L6-putkelle. Itse en ole niin kylmäverinen, vaan aion mitata putken virrankulutuksen suhteessa anodijännitteeseen hieman tarkemmin. Käytän tässä apunani TADin Biasmasteria

Apuväline biaksen mittaamiseen

Helppo tapa mitata putkien käyttämä virta on laittaa erillinen biasmittari jokaisen putken kantaan ja asettaa putki siihen kiinni. Anturin sisältä löytyy yhden ohmin tarkkuusvastus, joka muuttaa putken haukkaaman virran (ampeerit) millivolteiksi. Äskettäin mittaamani anodijännite tuoreena muistissani laitan setin putkia kiinni TAD:n BiasMasterin antureihin, ja annan putkien lämmitä hetken. Kytken vahvistimen päälle ja tarkkailen lukemia. Ne kohoavat hitaasti 25–27 mA:n hujakoille. Nostan biasta trimmerillä, ja haen oikeaa suhdetta BiasMasterista saamani lukeman ja aiemmin mittaamani anodijännitteen välille.

Brown Sound

On huomioitava, että kun biasta nostetaan, anodijännite tippuu. Käsite "Brown Sound" kuvaa putkien matalaa anodijännitettä. Yleinen käsitys on, että mitä matalammalla anodijännitteellä putket käyvät, sitä mureampi on vahvistimen soundi.

Tämä voidaan saada aikaan Variacilla, joka laskee vahvistimen verkkomuuntaja saamaan jänitettä. Näin ollen muuntajan ulostulosta (toisiosta) lähtee myös vähemmän jännitettä putken anodille (pinni 3). Jos bias säädetään nyt oikein, soundi on lämmin ja murea. Ongelmana on laskenut hehkujännite, joka tuo mukanaan omat seurauksensa. Brown Sound luodaan parhaiten käyttämällä putkien hehkuille omaa muuntajaa, joka saa virtansa ennen Variacia. Näin tehdyt muutokset vaikuttavat vain anodijännitteisiin.

Toinen tapa saada soundia mureammaksi on käyttää tehokkaita, eli paljon virtaa haukkaavia putkia. Putkien lisääntynyt virrantarve laskee anodijännitettä, ja biasjännite suhteutetaan tähän lukemaan. Soundi on monien mielestä nyt mureampi. On silti tärkeää saada lukemien suhde oikeaksi. Riippuu vahvistimesta, pystyykö sen biastrimmeri kompensoimaan putkien eroja niin, että saan oikeat lukemat saadaan mittareihin.

Mittaan nyt laskenutta anodijännitettä, ja vertaan tätä jo vuosia käyttämääni biastaulukkoon. Totean biaksen olevan vieläkin reilusti alakantissa.

Biaslukeman tulkinta

Toisin kuin mitatessamme negatiivista etujännitettä, tällä kertaa enemmän on enemmän. Korkeampi lukema tarkoittaa kuumempaa putkea. Säädän vahvistimen sisällä olevaa trimmeriä sen ääriasentoon. Silti lukema jää liian pieneksi. Putket eivät siis saa imettyä tarpeeksi virtaa itseensä. Joku voisi kutsua niitä matalatehoisiksi. Yleensä vahvistimien biastrimmerin säätömahdollisuus on paljon laajempi, ja se antaa mahdollisuuden käyttää hyvinkin eriarvoisia putkia sisuksissaan. Näin ohuella akselilla toimiva trimmeri on todellinen harvinaisuus.

Kylmäksi biasointi

Valmistajat biasoivat vahvistimensa kylmäksi tehtaalla. Näin putket kestävät pidempään, ja vikatapauksia ilmenee vähemmän. Backline Rentalilla työskennellessäni säädin kaikkien vahvistimien putket, joiden soundia ei ollut tehty päätteellä (lue: high gain -koneet), matalalle biakselle. Ne soundasivat hyvältä ja kestivät pitkään. Jos käytössä on non-master volume -vahvistin, sen biasointi on herkempää. Voisin nytkin jättää vahvistimen biaksen kylmäksi, ja se toimisi varmasti moitteetta. Luultavasti joudun sen tekemäänkin, sille vahvistimen trimmeri on jo liki tapissa, vaikka näille putkille voisikin syöttää kosolti enemmän virtaa. 

Uusi setti putkia

Tällaisissa tilanteissa on kaksi vaihtoehtoa: vaihtaa trimmerin vastusarvoa tai kokeilla toista putkisettiä. Päädyn jälkimmäiseen. Haen vastaavalla tavalla sovitetun kvartetin Custom Soundsin puolelta, ja vertaan putkien paketeissa olevia lukuja. PC-lukema juontaa sanoista Plate Current, eli kyseessä on putken kyky imeä virtaa. Enemmän on enemmän, joten vaihdan putkisetin toiseen. Tämä setti nostaisi biaslukeman lähemmäksi haluamaani tasoa. 

Asetan uudet putket kiinni, ja A vot! Saan biaksen hieman korkeammalle suhteessa anodijännitteeseen; jopa niin, että voin tiputtaa sitä hieman trimmerin ääriasennosta, mikä on hyvä asia. Nämä putket voitaisiin biasoida vielä paljon kuumemmaksi, mutta olen tyytyväinen tähän lukemaan ja tiedän, että saan signaalin kulkemaan putken läpi eheänä.

Kertaus on opintojen äiti: Putket menettävät potkua vanhetessaan, joten niiden biasta pitää nostaa, että ne pysyisivät oikealla tasolla suhteessa anodijännitteeseen. Näin ollen biasta nostamalla voidaan pidentää putken elinikää, kunnes se ei enää pysty tuottamaan virtaa, joka yhdessä etuasteen volttien kanssa muodostuisi wateiksi, eli vahvistustehoksi! Tässä vielä käyttämäni taulukko referenssiksi. 

Putket epäbalanssissa – hyvä soundi?

Nyt kun biasoinnista on jo puhuttu, romutan hetkeksi koko sovitettujen putkien idean. Rockin alkuvuosina tehtiin monta legendaarista soundia. Tuolloin putkien sovitus ei ollut vielä yleinen tapa. Näin monet maagiset levytykset on tehty satunnaisilla putkilla, jotka vahvistimeen on laitettu ja jotka ovat sattuneet olemaan saatavilla.

Jos putket eivät ole balanssissa, syntyy saturaation myötä monien arvostamaa epäsymmetristä klippausta. Monissa overdrive-pedaaleissa käytetään tätä efektiä hyödyksi. Esimerkiksi Fulltonen Mike Fuller on tunnettu epäsymmetrisen klippauksen ystävä. Samoin kotimaamme soundivelho Miikka Paatelainen. Samaa efektiä voidaan nykyäänkin tehdä putkilla. Jos putket ovat sopivassa suhteessa eriarvoisia, syntyy parittomia harmonisia yläkerrannaisia, jotka voivat olla juuri se juttu, joka saa kitaran soimaan maukkaasti ja erottumaan miksauksesta. Omalla laillaan sovitetut putket ja biasoinnin tarkkuus ovat vain suoraa jatkumoa nyky-yhteiskunnan tarkkuudelle ja markkinamiehien tehokkuudelle.

Testikierros

Nyt on aika asettaa tämä ja Ollin huoltama vahvistin vierekkäin ja testata niitä. Nostan vahvistimet rinnakkain työpöydälleni ja kytken molemmat soimaan yhtä aikaa. Kaksoset ovat niin samannäköisiä, etten muista kumpi on kumpi. Jos nämä olisivat omia vahvistimiani, antaisin niille nimet. Olen tohkeissani ja mietin, kumpi soundaa paremmalta: se, jonka Olli biasoi JJ:n putkilla vai se, johon vaihdoin TAD:n nopeammin saturoivan 6L6-setin? Jännittää. Olo on kuin poikasena. Pohdin kuumeissani, oliko tästä operaatiosta mitään hyötyä? 

Puhdas kanava

Otan kitaraksi Nashin S-63:n ja rupean availemaan puhdasta kanavaa. Sen sointi on erittäin fendermäinen, ja mukana on todella paljon headroomia. Pidän sen hyvin kirkkaasta ja kuulaasta soundista. Huomaan, että kaikua pitää annostella säännöstellen. Reverb ei ole yhtä mehevä kuin Blackface-ajan vahvistimissa, mutta oikein säädettynä se kuulostaa erinomaiselta. Oikean puoleisessa vahvistimessa on enemmän klangia ja sen alapää soi terävämmin, mikä miellyttää korviani. Se ikään kuin pysyy paremmin kasassa. Ero on minimaalinen, mutta korvin kuultava. Syy voi olla toki kondensaattoreissakin, mutta kurkistan kuitenkin vahvistimen taakse ja huokaisen helpotuksesta. Oli kyseessä sitten placebo-efekti tai ei, oma biasointi ja uudet putket soundaavat paremmalta. Vaihdan vahvistimen kanavaa.

Overdrive-kanava

Särökanava on yllättävänkin rehevän kuuloinen. Se muistuttaa erehdyttävästi Marshallia, ja toimii yksikelaisella mainiosti. Mukana on myös käyttökelpoista alapäätä selkeyden siitä kuitenkaan kärsimättä. Muistelen Albertin sanoja siitä, kuinka hän saa vahvistimesta “kaikki soundit yhdellä kertaa”. Tämä ei ole todellakaan ollut pelkkää markkinointipuhetta, vaan totisinta totta! Ainakin yksikelaisella mikillä.

Kokeilen vahvistinta seuraavaksi omalla humbuckereilla varustetulla kitarallani, joka ei kuitenkaan toimi vahvistimen kanssa alkuunkaan. Puhdas kanava menee vielä läpi, mutta särökanava kuulostaa sanalla sanoen järkyttävältä. Se menee heti tukkoon ja säröytyy transistorivahvistimen kaltaisesti. Sen sijaan yksikelaisella varustettu kitara kuulostaa Fenderin kanssa mainiolta.

Palaan Nashin pariin, ja pimenevässä Kruununhaan illassa uskaltaudun tapailemaan Albertin riffiä Hurriganesin ajoilta. Oma suosikkini on It Ain´t What You Do, jonka muistan nähneeni Albertin soittaneen 70-luvun lähetyksessä. Hän soitti riffin tuolloin erikoisesti, ja käytti vapaan E:n lisäksi A-kielen oktaavia hyväkseen. Kokeilen tapailla samaa, ja saan kuin saankin suhteellinen miellyttävän soundin aikaiseksi. Sähkökitaran vuosistani on jo aikaa, joten katkaisen kameran äänityksen nolostuneena ja asetan kitaran takaisin telineeseen.

Päivä on vahvasti ehtoon puolella. Suljen valot, ja kadulla kävellessäni mieleeni palaavat kulman takana Vironkadulla asuvan Jukka Orman sanat Albertin vahvistimista ja mestarin soitosta:

-Albert kuulosti aina samalta, soitti hän sitten millä vaan.

Jukkaa on helppo uskoa, sillä hän soitti Albertin kanssa vielä silloinkin, kun Twinit olivat miehen käytössä. 


Kävellessäni yläkerran ateljeehen totean, etteivät vahvistimet tehneet soittajaa tälläkään kertaa. Ikivanha totuus “soundi on soittajan käsissä” tuntuu yhä todemmalta mitä vanhemmaksi elän. Iltakahvia nauttiessani etsin kuin sinetiksi päivälle YouTubesta tuon 70-luvun klipin, ja katson sankariani vielä kerran, päivän päätteeksi.

Kiitos Albert musiikista!

24.9.2014 Kimmo Aroluoma

Kirjoittaja on toinen Custom Soundsin omistajista ja parantumaton kitaralaite-entusiasti.

LISÄÄ AIHEESTA:

comments powered by Disqus