אזהרה!!!
לפני שמתחילים - אני מבהיר בכל צורה של הבהרה אפשרית: אין בשרשור זה משום המלצה כלשהי לביצוע החלפת קבלים או ביצוע פעולה חודרנית כלשהי בציוד אודיו על-ידי מי שאינו מוסמך לכך ואין לו הכישורים ו\או ההשכלה הרלוונטית בתחום. פעילות הקשורה בקבלים בעלי קיבולת חשמלית גדולה עלולה להיות מסוכנת. קבלים אלה אוגרים בתוכם מטען חשמלי רב והם מסוגלים לפרוק אותו גם כשהציוד מנותק מאספקת החשמל. חלק מהקבלים הגדולים בציוד הגברה אוגרים מספיק אנרגיה חשמלית כדי לחשמל בקלות אדם בוגר למוות.
ואם זה לא מספיק - אז 'מוות' כאן הוא הבחירה העדיפה לכם. התחשמלות במקרים הקשים גורמת לכוויות קשות הן חיצונית בעור ובבשר והן באיברים הפנימיים. מדובר בפציעה קשה, מייסרת, ושברוב המקרים הקשים אינה ברת טיפול והקלה. בשעת ההתחשמלות משבש זרם החשמל העובר בגוף האדם את שליטת המוח בשרירי הגוף וגורם לעוויתות עוצמתיות בלתי רצוניות. ריסוק מרפקים על קירות, ניתוץ ברכיים על שולחנות, שברים פתוחים בגפיים כתוצאה מכיווץ שרירים פתאומי והתנגשות במכשולים ושבירת המפרקת כתוצאה מעוית עוצמתית של שרירי הצוואר הם רק חלק ממאפייני התחשמלות קשה. בקיצור - אם כבר התחשמלתם מקבל גדול - עדיף לכם לגמור עם זה מהר. ועכשיו, אחרי שהבנתם את המסר, כך אני מקווה, בואו נתחיל.
החלפת קבלים בציוד וינטאז'
אז החלטתם להחליף קבלים (recap) במגבר וינטאז' שלכם ועכשיו אתם עומדים מול רשימות הגלילה של DigiKey ו-Mouser ומגלים פתאום שיש אלפי אפשרויות בחירה ומרוב אפשרויות – הלכתם לאיבוד.
חלק מרשימות הגלילה ב-Mouser המאפשרות חיפוש ומיון קבלים על-פי מאפיינים מסוגים שונים
רוב ספקי רכיבי האלקטרוניקה יאפשרו לכם לבחור קבלים על-פי חיפוש ברשימות גלילה הכולל 4 מאפיינים עיקריים:
- מתח (voltage) שמייצג מתח פריצה של הקבל. פרמטר זה מייצג את המתח המקסימלי שבו הקבל יכול לעבוד מבלי להגיע לפריצה דיאלקטרית. כאמור, מתח גבוה מידי יגרום לחומר הדיאלקטרי בקבל להתחיל להוליך זרם . כשזה קורה, הקבל יתחמם, יתחיל לעשן, יעלה באש ובמקרים מסויימים יתפוצץ. בחירה נכונה של קבל תיהיה קבל בעל אותו מתח פריצה כקבל הישן או, באין כזה בנמצא, מתח גבוה יותר. אין טעם לבחור בקבל בעל מתח פריצה גבוה יותר סתם. קבל כזה הוא יותר יקר, בדרך כלל יותר גדול, ועלול שלא להתאים פיזית למעגל שעליו הוא מותקן. אם מבחינת צפיפות הרכיבים ואם מבחינת הריווח בין החורים המיועדים להדקי הקבל על הלוח (lead spacing).
- קיבולת: מייצגת את פוטנציאל האגירה של הקבל ונמדדת בתת-יחידות של Farad. היחידה הנפוצה ביותר היא מיקרו-פראד המסומנת באותיותμF. מיקרו-פאראד הוא אחד חלקי מיליון של פראד ובקבלים בציוד אודיו, גם זו יחידה שלעיתים, הינה גדולה מידי. לכן, חלק מהקבלים משתמשים ביחידות פיקו-פארד (pF) כדי לציין את הקיבולת שלהם. פיקו-פראד הוא אחד חלקי מיליון של מיקרו-פראד או אחד חלקי מיליון כפול מיליון של פראד.
- רמת דיוק – Tolerance: מציינת את רמת השינוי הסטייה המקובלת מערך הקיבולת המוצהר של הקבל. כך שקבל בעל ערך קיבולת של 47uF עם טולרנס של מינוס 20% עד פלוס 80% יכול בפועל להיות בעל קיבולת של מ-37.6uF ועד 84.6uF אם כי ערכי קיבולת של קבלים מודרניים די קרובה לערך המוצהר (טולרנס נמוך).
- חומר דיאלקטרי – סוג הקבל: הפרמטר הרביעי לסיווג הקבל מדבר על מהות החומר הדיאלקטרי בתוכו הקובע את סוג הקבל. ישנם שלושה סוגים עיקריים של קבלים:
דוגמה לקבלים קרמיים מסוג Z5U במעגל
בתמונה מופיעים שני קבלים קרמיים. המידע שעל השמאלי מבינהם, מכיל את היצרן (RMC), את הקיבולת (0.005μF) ואת הטולרנס שהוא בעל טווח די גדול של מינוס 20% עד פלוס 80%. המידע כולל גם את סוג הקבל הקרמי שהוא, כאמור, Z5U. זהו קבל מיושן (שיכול להיות תקין לחלוטין) והמידע החשוב של מתח פריצה – אינו מופיע על גוף הקבל. מידע זה תוכלו לקבל רק ממדריך השירות של המגבר (service manual) או באמצעות נבירה במעגל, תוך חיפוש אחר קבלים או רכיבים קרובים שמתח הפריצה שלהם מסומן על גביהם. במקרה שלא מוצאים את מתח הפריצה בשום מקום – ניתן להניח ש-250 וולט יספקו אותנו - ברוב המקרים.
הקבל הימני בתמונה הוא מאותה תוצרת. הקיבולת שלו היא 0.0012μF והטולרנס שלו הוא 10%. משמעותן של האותיות JL, המקדימות את הקיבולת, ידועה ככל הנראה, רק ליצרן (ניתן לעיתים לשאוב מידע נוסף באתרי היצרן אך בקבלי וינטאז' ישנים – המידע נדיר). ניתן לבדוק סימונים על קבלים קרמיים כאן .
באופן אישי איני נוהג להשאיר קבלים קרמיים ישנים מסוג זה במגברים שלי. אני נוהג להחליפם בקבלים קרמיים, בעלי ערכי קיבולת ומתח זהים (או ערך מתח זמין הקרוב ביותר כלפי מעלה) מקטגוריית class 2 מסוג X7R או X7T. היצרן המועדף עלי בקבלים קרמיים, והנסיון הטוב ביותר שיש לי, הוא עם קבלים מסוג זה של חברת Murata היפנית.
קבל קרמי מודרני של Murata. דף מידע כאן.
* ישנן גם אלטרנטיבות זולות יותר לקבלים קרמיים מודרניים, שאינן פחות טובות, כגון מתוצרת Vishay ו-TDK למשל.
קבלי יריעה: בקבלים אלה החומר הדיאלקטרי הוא איזשהו סוג של פלסטיק כמו מיילר או פוליפרופילן (מיילר הוא פלסטיק מצופה מתכת כמו אותם בלונים כסופים הנמכרים לילדים בפסטיבלים ואירועים). החומר הדיאלקטרי הזה מעניק לקבלים חיים ארוכים ושרידות במתחי פריצה גבוהים אך הוא בא על-חשבון גודל פיזי ומחיר.
קבלי יריעה בעלי קיבולת גדולה כשל קבלים אלקטרוליטיים הם יקרים ביותר ובדרך כלל מייצרים אותם בקיבולת נמוכה. ישנם עשרות סוגים של קבלי יריעה, כולל קבלי נייר (שהיו מקובלים בציוד שפופרתי ממלח"ע השנייה עד שנות ה-60') ובדרך כלל, יריעת פוליפרופילן מצופה מתכת היא בחירה טובה בציוד אודיו. באתרי הספקים, קבלים אלו נופלים תחת הקטגוריה של Metalized Film Capacitors.
לקבלי יריעה יש, באופן עקרוני, אורך חיים בלתי מוגבל. לכן החלפתם במגברי וינטאז' היא יותר בבחינת שידרוג מאשר שיפוץ. קבלי יריעה מודרניים הם מתקדמים טכנולוגית (בשנות אור) – לעומת קבלים ישנים משנות ה-70' והפרמטרים שלהם מדוייקים בהרבה. השרידות שלהם גבוהה יותר, הם מסוגלים לטפל במתח פריצה גבוה יותר, הטולרנס נמוך יותר וגודלם הפיזי קטן יותר. עם זאת, אין צורך ממשי להחליף את רוב סוגי קבלי היריעה במגברי וינטאז' למעט במקרה של נזקי חום או נזק ויזואלי ברור. מדובר בקבלים זולים ולכן ההתלבטות, וההתעסקות עם הקבל לצורך בדיקות, כולל שליפה של לפחות רגל אחת מהמעגל על-מנת למדוד את ערכי הקבל הישן, פשוט לא שווה את המאמץ.
יחד עם האמור, יש לזכור שהמגבר המשופץ תוכנן לתפקד באמצעות הרכיבים האלקטרוניים שהיו זמינים ומקובלים בתקופה הרלוונטית. לכן יש לטפל בהחלפת קבלי יריעה ישנים שנמצאים בדרך של הסיגנאל (אות האודיו - או ה'גל') בדרך של נסיון וטעייה. קבלים מודרניים הם בעלי מאפיינים חשמליים משופרים ולכן החלפת קבלי אודיו ישנים עלולה להביא לשינוי ב'סאונד' המאפיין של המגבר. זוהי דרך של ניסוי וטעייה משום שקבלי יריעה הם זולים, ואם הניסוי לא עלה יפה, אפשר פשוט לנסות קבלים אחרים.
לוח בקרת פילטרים והשתקה של Sansui 9090
הקבלים המסומנים באליפסה הצהובה בתמונה הם קבלי יריעת מיילר ישנים (ככל הנראה של של TDK) והם מאוד נפוצים במכשירים משנות ה-70'. ניתן לראות סימון של הקיבולת (183 כשהכוונה היא ל-18000 פיקו-פראד (שהם כמו '18' ועוד שלושה אפסים) שהם 0.018μF) . כמו כן ניתן לראות סימון של מתח הפריצה בסך 50 וולט, שמופרד מהקיבולת באות ,'J' (שנראה יותר כמו 'T' בתמונה) שמסמלת 5% טולרנס. הכיתוב בשורה התחתונה הוא ככל הנראה סימון של הסידרה ושל סוג היריעה. יש לבדוק באתר היצרן לגבי משמעות סימון זה (אם מידע כזה בכלל זמין ואם הוא ממש מעניין אותנו).
הקבלים שבתמונה הם בני כמעט 40 שנה והם מתפקדים אצלי, ב-9090, מצויין. אין לדעתי, כל סיבה, להחליף אותם אם הם לא פגומים. קבלים מסוג זה עלולים להפגם רק כתוצאה מקצר הנובע מכשל היכן שהו, או כתוצאה מחשיפה לחום מוגזם. חשיפה לחום עלולה להתרחש כתוצאה מהתחממות של רכיב אחד או יותר בסמיכות, או כתוצאה מהלחמה לא זהירה. החלפה שלא לצורך של קבלי יריעה הממוקמים במיקומים אסטרטגיים בדרכו של הסיגנאל במערכת הגברה עלולה להוות סיכון מיותר מבחינת שינוי הסאונד המקורי.
במיקומים אחרים, פחות קריטיים, אני נוהג להחליף קבלים מסוג זה בחלופה מודרנית כגון סידרת XY של Nichicon שנראים כך (אפשר לראות דף מידע כאן):
Nichicon XY Foil Type Polyester Film Capacitor
* שימו לב לקבלים הכתומים בתמונה הקודמת מעל. אלו הם, מה שנחשב בשנות ה-70' לקבלים 'אודיופיליים' בעלי עכבה נמוכה. אלה שייכים לסוג השלישי של קבלים נפוצים במגברי וינטאז' (ובכלל).
קבלי אלומיניום אלקטרוליטיים: בסוג קבלים זה קיים מבודד (די-אלקטרוליט) כימי שמחליף את אחת משתי הלוחיות שנמצאות בשאר סוגי הקבלים. מבנה כזה מאפשר שכבת בידוד דקה באופן יחסי לשאר סוגי הקבלים. קיבולת בקבל עומדת ביחס ישיר לגודל הלוחיות וביחס הפוך למרחק בינהן ולכן מבנה זה של קבלים מאפשר קיבולת גבוהה על-פני נפח קטן בעלויות נמוכות. עובדה זו הופכת את סוג הקבלים הזה, קבלים אלקטרוליטיים לאידיאלי עבור סינון זרם (פילטר). זאת משום שככל שנפח הקבל גדול יותר, כך קטן זרם האדווה (ripple current). קבלים אלקטרוליטיים מגיעים במגוון צורות ויש להם טווח רחב של סימונים וכיתוב:
מספר דוגמאות לסימון וכיתוב על קבלים אלקטרוליטיים מסוגים שונים
ישנם מספר חסרונות לקבלים אלקטרוליטיים:
- א. הם מתבלים. הזמן גובה מחיר יקר מההרכב הכימי של האלקטרוליט שמתכלה ומתפרק, מה שגורם לקבל להפסיק לאגור אלקטרונים ולהתחיל לתפקד יותר כנגד מאשר כקבל. במגבר וינטאז' שנרכש זה עתה ויתכן שלא פעל עשרות שנים, רצוי להחליף, לפחות את קבלי הפילטר הגדולים, לפני החיבור לחשמל בפעם הראשונה. במקרים מסויימים קבלי פילטר בלויים עלולים לגרום לקצר חמור ולנזק חמור לשנאי. יתכן כי תקראו פה ושם על 'מילוי' ו-'מיצוב' (reform) של קבלים אלקטרוליטיים גדולים וישנים – אך ככל שניתן להמליץ בנושא – המאמץ לא כדאי ומדובר, בדרך כלל, בעלויות גבוהות ממחירו קבל חילופי חדש.
ב. קבלים אלקטרוליטיים הם בדרך-כלל קוטביים. רגל אחת של קבל קוטבי (פולארי) חייבת תמיד להיות מחוברת למקור מתח נמוך מאשר מקור המתח אליו מחוברת חברתה. אחרת – הנוזל האלקטרוליטי מתפרק. קבל אלקטרוליטי קוטבי שמחובר הפוך – מתחמם, מעשן, מסריח, ועלול להתפוצץ. הפיצוץ הוא שחרור לא מבוקר של הנוזל האלקטרוליטי הרותח שהופך לאדים ולקיטור. הלחץ משתחרר, בדרך-כלל, משסתום המיועד לכך (vent) - אולם בקבלים קוטביים ישנים, ללא שסתום ביטחון, חיבור הפוך עלול לגרום לפיצוץ אלים.
קוטביות קבלים אלקטרוליטיים מסומנת במספר דרכים, החל מרגל אחת קצרה יותר מחברתה וכלה בפסי סימון לאורך גוף הקבל. לעיתים מסמנים צבעים שונים, כגון נקודה אדומה, את הקוטב החיובי, ולעיתים מסמלת נקודה שחורה, או הדק בצבע שחור את הקוטב השלילי (black negative).
יוצאים מהכלל הם קבלי אלומיניום אלקטרוליטיים דו-קוטביים. אלה הם נדירים יחסית והם מסומנים באופן בולט ב-'BP' עבור bi-polar או ב-NP עבור none-polar. הכוונה בשתי הצורות זהה.
ג. זליגה – גם קבל אלקטרוליטי חדש מאפשר לכמות מסויימת של זרם לעבור בין הלוחיות. עובדה זו הופכת סוג קבלים זה לפחות מאידיאלי עבור שימוש בציוד אודיו במיקומים שבדרכו של הסיגנאל. ישנם טכנאים שמחיליפים כל קבל אלקטרוליטי קטן בדרכו של הסיגנאל בקבל יריעה בעל ערכים מקבילים. קבלי יריעה הם בדרך-כלל בעלי קיבולת נמוכה ולכן אם נמצא קבל יריעה מתאים, הוא בדרך כלל יהיה גדול באופן בולט מהקבל האלקטרוליטי אותו החליף. בכל מקרה החלפת קבלים שלא לצורך עלולה להביא לשינוי אופי הסאונד של ציוד ההגברה. עם זאת, מדובר בחלקים זולים כך שניסוי וטעייה הוא הליך בלתי נמנע לעיתים.
הקבלים בצבע ירוק זרחני (מעל קבלי היריעה שהוחלפו) הם קבלים אודיופיליים של Nichicon מסדרת MUSE. הקבלים החומים הגדולים הם קבלים אודיו איכותיים של ELNA מסדרת RFS. שני קבלי היריעה בתחתית התמונה, ליד קבלי היריעה האדמדמים, הם המקוריים של TDK ולא הוחלפו למרות שהלוח כולו עבר שיפוץ. למה להחליף משהו טוב???