ZAPCO Z150: recap e modifica gain

[max1974]

Ciao a tutti,

Sono stato contattato dall'utente rs250v per informazioni sul recap dell'ampli Zapco Z150.
Poiché le informazioni sul recap e sulla modifica del gain sono frammentate (sparse in più discussioni e fatte in tempi diversi) ho pensato di aprire un nuovo thread che le raccolga.

Cominciamo con le foto dell'interno (condensatori montati in origine):

Per sfilare la scheda dalla meccanica occorre svitare il pannellino lato RCA, il dado in figura seguente, le barre che fissano i mosfet e il pannellino lato morsettiera, poi tirare via quest'ultimo insieme a tutta la scheda che scorre nella meccanica.
Prima però i mosfet devono essere staccati dal silpad :io ho usato un cartoncino rigido infilato tra silpad e aletta in modo da non danneggiare il silpad con qualcosa di tagliente.

[max1974]

Dopo aver smontato la scheda l'ho ispezionata e ho trovato una macchia nera sul lato bottom (non visibile a scheda montata) sotto uno dei condensatori da 220uF vicini ai potenziometri del gain. Pensavo fosse un residuo di flussante incrostato invece era liquido. Dopo aver smontato il relativo condensatore ho visto che lo stesso aveva perso liquido e corroso le piazzole.

Anche altri condensatori smontati presentavano tracce di liquido.

Da notare che c'è un condensatore elettrolitico non polarizzato.

Questi sono i codici RS che ho utilizzato io:

C43-C44: 2200uF 50V cod. RS 365-4335
C10-C23-C39-C42: 680uF 63V cod. RS 715-2978
C16-C22-C24-C34: 10uF 63V cod. RS 715-2903
C14: 4,7uF 63V cod. RS 715-2906
C4-C5-C6-C7: 1uF 100V cod. RS 715-2997
C1-C35: 220uF 50V cod. RS 749-7284
C29: 100uF 35V cod. RS 523-2763

[max1974]

Dopo il recap ho applicato delle strisce di nastro kapton sui lati lunghi delle schede nelle zone in cui le stesse scorrono sulla meccanica in modo da scongiurare la possibilità di corti tra meccanica e piste o saldature.

Ho protetto con nastro kapton i condensatori più alti in modo da non farli toccare sul coperchio. Ho applicato uno strato di nastro anche sul coperchio.

Ho cambiato il tappetino posto tra le barre di metallo che fissano i mosfet e i mosfet stessi. L'ho sostituito con un foglio siliconico da 3 mm di spessore cod. RS 8788578 (rimediato al lavoro tra gli scarti).
Ho dovuto smussare la barra che blocca i mosfet in modo da non urtare le bobine. Probabilmente il nuovo tappetino più spesso la fa lavorare in una posizione diversa rispetto all'inizio.

[rs250v]

Ottimo lavoro

[max1974]

Ottimo lavoro

Grazie!

[max1974]

Passiamo ora alla modifica del gain.
Per prima cosa occorre ricavare lo schema elettrico della sezione di ingresso.
Gli operazionali coinvolti sono un NE5532 e un MC34004.
La circuiteria relativa è realizzata tramite reti resistive.

IMG_20190123_001138.jpg (93.78 KiB) Visto 2277 volte

[max1974]

Questa è serigrafata 8x-2-105: contiene 8 resistenze indipendenti da 1 Mohm.

Questa è serigrafata B 102G: 8 resistenze indipendenti da 1k.

03_IMG_20190123_003605.jpg (67.17 KiB) Visto 2247 volte

L83C682 = 8 resistenze indipendenti da 6k8.

04_IMG_20190123_003629.jpg (54.57 KiB) Visto 2247 volte

B 332G = 8 resistenze indipendenti da 3k3
B 472G = 8 resistenze indipendenti da 4k7

[max1974]

Questo è lo schema ello stadio di ingresso relativo al solo canale L.

I due operazionali U4 (MC34004) e U5 (NE5532) sono alimentati a +/- 14,7 V.
L'NE5532 è un sottrattore con guadagno 1,42 (4,7k /3,3k).

Con il supporto di Etabeta, abbiamo capito che si tratta di una configurazione differenziale con stadio di buffer in ingresso.

La formula per calcolare il guadagno è:

Vout= (Vp-Vn)*[1+(2R2/(R1+Rv)]*(R4/R3)

Quindi in questo caso (considerando Vin=Vp-Vn dove Vn è il riferimento di massa della sorgente):
Guadagno minimo (trimmer al valore massimo=47k)
Vout= Vin*1,829
Guadagno massimo (trimmer=0)
Vout= Vin*32,652

Nella prova di ACS erano citati i dati di sensibilità e gli stessi sono allineati a quanto calcolato.
Partendo dal dato dichiarto di sensibilità minima di 2,5V si ottiene, con sensibilità regolata al minimo, Vout=2,5*1,829=4,572V.
Con questo valore di uscita dello stadio di ingresso, portando la sensibilità al massimo, si ottiene un valore di sensibilità massima di 4,572/32,652=140mV.

Il dato dichiarato nel test di ACS è 148mV, quindi i due valori sono allineati.

Zapco_-_Z150.pdf

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[max1974]

Come spiegato bene da Etabeta, i due opamp U4 sono in configurazone non invertente e per definizione non possono essere configurati con guadagno inferiore e 1 (quindi non possono lavorare in attenuazione).

Partiamo dal dato che abbiamo ricavato cioè che Vout (l'uscita di U5) massima (corrispondente alla potenza nominale) è circa 4,6V. Lo scopo della modifica è arrivare ad una sensibilità di ingresso minima che sia oltre 5V (visto che l'idea è accoppiare l'ampli con la sorgente Pioneer DEH-80PRS che esce appunto a 5 V).
Imponiamo un dato di sensibilità minima di 7 V.
Il guadagno da raggiungere sarà di 4,6/7=0,65 (quindi una attenuazione).
Per realizzare guadagno inferiore a 1 occorre agire sullo stadio differenziale U5 (in quanto il guadagno di U4 non può essere inferiore a 1).

Ritornando alla formula iniziale:
Guadagno=[1+(2R2/(R1+Rv)]*(R4/R3)

Con i valori attuali di R1 e R2:
G=1,285*(R4/R3)

Ponendo il valore desiderato di G=0,65, allora:
0,65=1,285*(R4/R3)

quindi R4/R3=0,505

scegliendo per R3 un valore standard di 10K otterremo:
G=1,285*0,47=0,6

Di conseguenza il nuovo livello di sensibilità minima sarà:
Vin(max)=4,6/0,6=7,6V

[max1974]

Questo è lo schema completo dei due canali.

IMG_20190126_125927.png (127.76 KiB) Visto 2220 volte

Le resistenze sono rappresentate come discrete ma sono in realtà reti resistive. Ho indicato i valori e il refdes della rete corrispondente. Non ho riportato i pin di alimentazione dei due operazionali, ma gli stessi sono alimentati a +/- 14,7V.

Prima di procedere alla modifica ho misurato l'uscita di U5 con potenziometro del gain al minimo e calcolato il guadagno: valore ottenuto 1,86 in linea con il valore di 1,829 calcolato.

Ho poi modificato l'ampki smontando la rete resistiva da 3k3 e montando 4 resistenze da 10k 1/4 W. Le avevo in casa al 5%, per cui le ho prima screenate trovandone 4 da 9k88.

IMG_20190126_233545.jpg (87.6 KiB) Visto 2219 volte

Dopo la modifica ho misurato il guadagno ingresso/uscita: con il gain al massimo e con 1Vpp in ingresso, in uscita si misurano 40 Vpp.

[max1974]

Ho poi sostituito gli operazionali con i seguenti montati su zoccolo:

1. Amplificatore operazionale LM833N RS cod. 5360127
2. Amplificatore operazionale OPA4227PA RS cod. 6604324

E montato resistenze all'1%: 0.4W, 1%, 10K RS cod. 6832709

Con queste modifiche, questi sono i nuovi dati di guadagno e sensibilità:

Gmin calcolato: 0,657; misurato: 0,62
Gmax calcolato: 10,77; misurato: 11,02

Sensibilità massima: 411mV RMS

[Etabeta]

Ottimo Max
Grazie per il contributo
Sottolineo l'importanza di aver utilizzato resistenze 1% per la modifica del guadagno dell'ampli differenziale.
In quel tipo di configurazione l'efficacia della reiezione del rumore di modo comune (che poi è il motivo alla base del quale in questi Zapco è presente appunto quella configurazione, rara a trovarsi in ambito car in quanto di una certa complessità) è tanto più alta quanto più i due rami sono simmetrici (in modo da eliminare appunto il rumore di "modo comune" nella configurazione bilanciata/differenziale).
Esiste anche una formula per quantificare ciò, per chi volesse approfondire (very very geek ) rimando alla lettura del documento allegato che tratta questo e altri aspetti (descrive anche i risultati ottenibili utilizzando resti resistive integrate su chip con tolleranze 0.002% ma direi che si esula dal campo hifi car...).

Designing for high common-mode rejection in balanced audio inputs.pdf

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[megaing]

Molto bravo anche max1974!

[Alessio Giomi]

Molto bravo anche max1974!

Decisamente... Li odio entrambi.... Io manco una saldatura a stagno sui morsetti di un altoparlante riesco a fare bene