Kategoria: Audio

ZASTRZEŻENIE: Niniejszy tekst powstał w celach edukacyjno-informacyjnych. Autor nie jest profesjonalistą ani certyfikowanym serwisantem sprzętu marki Technics. Tym samym NIE odpowiada za uszkodzenia i straty lub inne problemy jakie mogą wyniknąć na skutek zapoznania się z niniejszym artykułem. W przypadku usterki technicznej zawsze powinno korzystać się z pomocy wykwalifikowanego serwisu.

Dzisiejszym „pacjentem” jest korektor graficzny Technics SH-GE70. Cytując za Wikipedią (tłumaczenie z angielskiej wersji artykułu)

Equalizacja (korekcja) jest procesem polegającym na zmianie parametrów częstotliwościowych sygnału elektronicznego. […] W przypadku zastosowań audio określenie „korekcja” (lub „EQ”) oznacza dostosowanie pasma z praktycznych lub estetycznych powodów, często powodując iż otrzymywany sygnał nie jest „płaski”.

SH-GE70 jest osobnym urządzeniem typu deck, które włączone w tor audio między źródłem (zazwyczaj magnetofon, CD lub tuner) a (przed)wzmaczniaczem pozwala zmienić charakterystykę dźwięku poprzez zmianę ustawień filtrów częstotliwościowych. Matsushita rozpoczęła produkcję tego urządzenia w roku 1990 i pozwala ono na zmianę 7 zakresów częstotliwości o +/- 12 dB z krokiem 2dB. Aktualnie model ten jest postrzegany jako jeden z najbardziej udanych EQ wypuszczonych pod marką Technics nie tylko ze względu na wzornictwo i parametry (THD 0,005%/1V) , ale przede wszystkim dobre wrażenia i bezawaryjność. Jedynym dość często powtarzającym się problemem jest podłączenie źródeł i odbiorników dźwięku dla osób, które nie mają przy sobie instrukcji obsługi.

DISCLAIMER: This article is for informational purposes only. Author is not professional and certified Technics service staff member and IS NOT responsible for any damage, injuries and any other problems that can occur after apply any knowledge after reading it.  In case of repair please contact with professional service.

Our today’s patient is graphic equalizer Technics SH-GE70. According to Wikipedia 

Equalization or equalisation is the process of adjusting the balance between frequency components within an electronic signal. […] In the field of audio electronics, the term „equalization” (or „EQ”) has come to include the adjustment of frequency responses for practical or aesthetic reasons, often resulting in a net response that is not actually „flat”.

It is a deck-size box that allow you to enable some filters on the audio path between source and pre-amplifier. Matsushita started manufacturing SH-GE70 in 1990, it allows you to adjust 7 Bands per channel +/- 12dB in 2dB steps. It is considered now as one of the best EQ released under Technics brand not only by it’s design and parameters (THD 0,005%/1V) but also good user experience and almost problem-free device (apart from cabling for those who do not have owner’s manual).

Wypada w tym miejscu tylko pochylić czoło przed inżynierami Technicsa projektującymi to urządzenie, że tyle wytrzymało. Jest to wynik niemożliwy do uzyskania przez nowoczesny sprzęt zawierający zasilacze impulsowe, który jest na ogół tak projektowany, aby przestać działać po upływie okresu gwarancji.

Well… I’m amazed of the Technics engineers who designed this device, and also how it get survived. For modern devices with switched power supplies, also designed to stop working when warranty period is out it is impossible to reach such MTBF.

LC7522 – serce equalizera graficznego | LC7522 – graphic EQ controller

Wracając do meritum – po rozpoczęciu dochodzenia na płycie głównej znalazłem kilka „suchych” kondensatorów z mocno obniżoną pojemnością lub nawet jej brakiem. Jak ten sprzęt był nadal w stanie działać bez znacznych objawów nie wiem, prawdopodobnie obwody posiadają dużą tolerancję na parametry dołączonych tam elementów biernych, co po raz kolejny jest godne podziwu. Jednak to nie kondensatory wywoływały problemy opsane na początku (choć prawdopodobnie były pierwotną przyczyną usterki). Moją uwagę zwrócił fakt, iż sygnał po przejściu przez układ IC201 (AN7337N – korektor graficzny) jest zniekształcony. Wyobraźcie sobie jednak, iż jego wylutowanie nie zmieniło problemu (był więc dobry). Dość wspomnieć, iż IC201 i elementy wokół były dobre. Winowajcą ostatecznie okazał się IC101 (BA4558DX – podwójny wzmacniacz operacyjny tworzący bufor wejściowy audio), lecz ciężko było ten układ podejrzewać na „dzień dobry” gdy wystawiał za sobą dobry sygnał. Moje podejrzenia zmieniły się z chwilą gdy dostrzegłem w nim woltomierzem składową stałą (oscyloskop, którego nie posiadam pokazałby to od razu). Po wymianie układu scalonego problemy zniknęły od ręki.

Po usunięciu usterek można było się zająć konserwacją, m.in. czyszczeniem styków przełączników źródeł, które wykazywały sporą (>100?) rezystancję. Musiało się to odbyć mechanicznie, gdyż nalot był spory i preparat do czyszczenia styków nie dały sobie rady. Na szczęście isostaty były rozbieralne i da się tą operację przeprowadzić bez śladów ingerencji.

Poza tym warto rozważyć kilka usprawnień, o których w dalszej części tekstu.

So what I found were dried or even died electrolytic capacitors. How this device is still working with it I don’t know – probably tolerance to wide range of parameters is very good. What I noticed, signal after passing IC201 (AN7337N – graphic EQ) was disturbed. So it was my second suspect. Imagine that unsoldering this chip did not changed  anything. As I mentioned it was not easy fault to trace (I do not have oscilloscope in my toolset). To make long story short, I just checked all elements around, and IC201 and company were good. Problem laid in IC101 (BA4558DX – dual op-amp – audio input buffer), but was hard to trace since the beginning as sound after it was good. It changed when I noticed DC voltage on left channel later on. After change to good IC problem of buzz and distortions went away.

After technical problems has been fixed, I found that source switching circuit have significant resistance (>100?). As this is only mechanical part it needed to clean up pins inside switches. As the pins were oxidized very well, it required to clean it with brush apart from chemical solutions which were too weak to do it.

In addition it was good moment to do some improvements for future – more about it will follow.

Przełączniki odpowiadające za selekcję źródeł sygnału | Signal selectors uncovered
Dodatkowo rozebrałem i wyczyściłem przyciski selekcji źródeł dźwięku, jako że rezystancja styku była powyżej 100 Ohm
| Finishing touch: Cleaning up pins of signal selectors as resistance was above 100 Ohm/each.

Powody uszkodzenia układu mogą być dwa:

1. Kondensator separujący C101 wskutek wyschnięcia zmienił parametry pracy. Być może po podaniu sygnału któregoś dnia dzieki temu scalak uległ częściowemu uszkodzeniu.
2. Podczas przepinania kabli lub podobnej sytuacji pojawiło się wyładowanie elektrostatyczne, które „idąc po przewodach” uszkodziło obwód wejściowy. W zasadzie prawdopodobieństwo nie jest duże, ale przypomina to o dwóch istotnych sprawach:a) W sytuacji gdy musimy podpiąć czy odpiąć jakieś przewody do/od urządzenia warto wtedy odciąć zasilanie.b) Stan przycisku „Power” nie gwarantuje niczego. Tylko wtedy, gdy przez przewód zasilający urządzenie nie płynie prąd, można założyć, iż nic nie jest zasilane w środku.

Root causes of IC101 fault can be:

1. Separation capacitor C101 has been dried loosing it’s primary parameters. Then some ordinary signal lead to IC damage.
2. During exchanging of cables or other things static discharge went through wires and then caused IC damage. It’s just usually bad luck, but brings here two remarks:a) It’s always good to keep your device disconnected from power (in this case you need to unplug it) when connecting/disconnecting any audio cables.b) Only when device is disconnected from power it guarantee there nothing that is living inside.

Lista kondensatorów do wymiany | List of capacitors to be replaced

Jeśli jesteś jedną z tych osób, które lubią utrzymywać sprzęt w oryginalnym stanie za wszelką cenę, możesz pominąć ten akapit.

1. WARTO ZROBIĆ: Całkowity recap.
   Ze względu na to, iż część z kondensatorów elektrolitycznych nie trzymała parametrów, zdecydowałem się co do zasady wymienić wszystkie. Generalnie nie jestem fanem recapu – robię to w razie konieczności, jednak w tego typu wypadkach ryzyko, że za chwilę coś znów wyschnie i padnie było wysokie. Warto to też zrobić aby zapobiec sytuacji gdy wadliwy kondensator uszkodzi jakiś układ, który będzie już niemożliwy do zdobycia lub naprawienia. Kondensatory to koszt paru złotych, z układami scalonymi jest gorzej. Warto w tym miejscu dodać, iż nie wszystkie podzespoły produkowane dawniej są dziś możliwe lub łatwe do zdobycia (dotyczy to głównie układów scalonych, wyświetlaczy, przełączników i potencjometrów). W takich przypadkach trzeba zazwyczaj kupić inne urządzenie, aby było „dawcą” komponentów. Czasem i to jest niemożliwe, gdyż aby wymienić płytę główną nieraz wymagana jest zgodność na poziomie firmware pojedynczego chipa.
   
   Jakie kondensatory kupować?
   W zasadzie możliwość zakupu kondensatorów oznaczonych marką producenta sprzętu (szczególnie dotyczy to robionych na zamówienie kondensatorów filtrujących zasilanie do wzmacniaczy) jest zerowa. Trzeba też pamiętać, iż problem w 99% dotyczy kondensatorów elektrolitycznych, gdyż elektrolit wysycha z upływem czasu. Bardzo rzadko uszkodzeniu ulegają inne kondensatory – najczęściej wskutek urazów mechanicznych lub przekroczenia dopuszczalnych parametrów pracy. Przy zakupie kondensatorów na recap trzeba zwrócić uwagę na pojemność i dopuszczalne napięcie pracy (nie może być niższe), czasem rozmiar, rozmieszczenie i rozstaw wyprowadzeń oraz ESR (rezystancję szeregową). Warto wybrać dobrą markę, która będzie gwarantować pracę na następne 20-30 lat. Nie jestem fanem żadnej konkretnej, obecnie (2019 rok) warto zwrócić uwagę na Nichicon, Rubycon i WIMA jeśli uda się dostać oryginalne. Niestety na rynku trafiają się podróbki gdyż nie są to najtańsze elementy.

If you’re not like to do any extra enhancements and like to keep your equipment original, even if not working – kindly skip this chapter.

1. REQUIRED IF NEEDED: Global recap.
   As most of the electrolytic capacitors had missing capacity I decided to replace all of them. I’m not a big fan of doing recap (only when it is necessary), but if you have some faulty capacitors on board, then it is good time to exchange all of them before your device stop operating. Then sometimes fixing an issue can be more expensive or impossible when missing capacity cause damage of some rare IC. I need to mention here that not every IC is reachable today and sometimes repair is impossible (no chip on the market) or require from you to buy another device to be a donor or do the board swap to bring life again. Sometimes even though it is not possible if chip FW version not match for example.
   
   Why full recap when only some parts are faulty?
   Because it is a high risk to something stop again in the near future. Then trace a problem can be more difficult and fix costs more than buying and replacing only cheap parts like capacitors.

   Which capacitors need to use?
   Forgot about buying he same (original) branded by manufacturer. It’s almost impossible especially when you have dedicated hi-cap’s for power supply filtering.

   Basically only electrolytic capacitors are subject of replacement as have wet electrolyte inside and are subject of drying. Very rarely you can find broken (mechanical damage) ceramic or other type cap.You need to buy new capacitor of the same type and capacity, voltage (should be the same or higher) sometimes dimension, connector pitch and ESR (in short: internal resistance) matters. Choose good brand, that guarantee working in well condition within next 20-30 years. I 'm not a fan of any brand, but currently Nichicon, Rubycon and WIMA are good if you can buy original ones. They’re not cheapest on the market, but pricing is reasonable to the purpose.

2. OPCJONALNIE: Zainstalowanie lepszej wersji układu scalonego IC101 i podstawki DIP-8.
   Oryginalnie Technics umieścił tam układ BA4558, który musiałem wymienić. Zdecydowałem się osadzić zamiast niego podstawkę DIP-8, aby przetestować jak korektor gra z kilkoma zamiennikami tego układu (można tam oczywiście wstawić dowolny zgodny rozkładem wyprowadzeń odpowiednik np. TL072), w tym uwielbianym na rynku audiofilskim Burr-Brown OPA2134. Jeśli ktoś zechce pójść moimi śladami, uprzedzam o dwóch rzeczach – OPA2134 najtańszy nie jest i ciężko jest nabyć oryginał od BB. Producent zresztą sam nie ułatwia sytuacji wypuszczając kolejne serie tego układu oznaczone inną techniką. Warto więc nabywać je ze źródła budzącego zaufanie. Druga rzecz – układ ten uważam za dość mocno przereklamowany i moim zdaniem nie pasuje do tej konstrukcji (w mojej opinii BA4558 daje bardziej „miękki” dźwięk z ciepłym dołem, ale to tylko moje subiektywne odczucie). Dlatego też warto wrzucić tam podstawkę precyzyjną DIP-8 aby przesłuchać jak gra kilka różnych op-ampów. Przy okazji gdyby trzeba było ten układ wymienić w przyszłości w razie awarii nie trzeba już będzie używać lutownicy 🙂

2. OPTION: Mount „better” version of dual op-amp IC101 + DIP-8 socket.
   Originally there is BA4558 but as needed to be replaced and I do not had it so decided to replace it with Burr-Brown OPA2134 recommended by many audio geeks as good replacement (you can even put cheap TL072 there). But if you want to follow my way you need to face two things – on the market there is a lot of imitations (their’e working but with worse parameters), and you might not be amazed with sound it produce like most audiophiles (in my opinion BA4558 produce more „soft” sound but this is just my feeling). That’s why I decided to put DIP-8 socket there for easy service in the future but main purpose was to compare different op-amps and choose the best one (whatever it means :).

3. OPCJONALNIE: Montaż radiatorów na stabilizatorach napięcia (IC701, Q701, Q702).
   Ponieważ te elementy wydzielają sporo ciepła i jak się okazało potrafią być pod napięciem cały czas, dobrze jest zamontować na nich radiatory. Jest to względnie tani i prosty zabieg (trzeba tylko uważać aby radiator nie miał kontaktu i nie zwierał elementów wokół) który wydłuży żywotność stabilizatorów i ograniczy dalsze przegrzewanie ścieżek na PCB, które potrafią się wskutek ciepła odkleić i pękać po tylu latach pracy. Naprawa takich ścieżek nie jest łatwa i warto temu zapobiec.

3. OPTION: Mount heat sinks on the power stabilizers (IC701, Q701, Q702).
   As those elements are producing a lot of heat and can be under power all the time it is good to cool them down by mounting a radiator. From one hand it is easy and prolong the lifetime, but also avoid heating of the PCB which is crucial. After 27 years I found that copper path under those elements are sensitive and it is easy to break the pads just by touch the element on the front side of PCB (repair is possible but not very easy).

It was second Technics on my workbench. It not mean this brand is somehow faulty, but it means is so good to keep it working. Once again I must underline technical design – engineers from Japan took good approach to service – no plastic clips, no fancy hinges, no design faults, just 5 screws and you are inside. Also one-side PCB design is good – for example all electrolytic capacitors have positive terminal faced to one side. It is good practice, today almost gone. What I need to admit, all parts, except 0.15uF electrolytic caps, VFD displays and main processor are still (2019) reachable. Some chips are probably second life aftermarket ones (not factory new), but if you have damage related to audio circuit in most cases you can fix it for reasonable price. Only one thing that it’s not available are nixie-style fluorescent displays which can be exhausted after years of working. No replacement exist, you need to find a donor then.