Zapco Z100: recap, modifica guadagno e sostituzione OPAMP

[max1974]

Ciao a tutti.

Apro questa discussione per descrivere in maniera dettagliata le operazioni di recap e modifica guadagno sull'ultimo arrivato di casa Zapco.
Si tratta di uno Z100 prima serie nero acquistato dall'utente Cosmic.

Queste le foto dell'esterno:

Esternamente è messo bene: ha solo qualche piccolo graffio che scopre l'alluminio; farò qualche piccolo ritocco con il pennarello indelebile nero.
La vite arrugginita la sostituirò con un'altra.

Una volta aperto, ad una prima ispezione, la scheda si presenta bene: i condensatori non sono gonfi e non si vedono tracce di riparazione.

Analizzando più in dettaglio la scheda, si vede qualche piccola traccia di ossido, forse formatasi per la condensa. Quando smonterò la scheda dalla meccanica darò una bella pulita con alcool isopropilico.

Sulle barre che bloccano i transistor ci sono degli spessori isolanti che si sono ormai deformati e consumati. Li sostituirò con un tappetino siliconico che ho già usato negli altri amplificatori in mio possesso.

Questa barra di fissaggio dei transistor si trova troppo vicino all'induttanza

Quando monterò il tappetino siliconico la situazione peggiorerà ulteriormente (cosa già vista con lo Z150). Pertanto la smusserò con la smerigliatrice.

[max1974]

Questi sono i condensatori di filtro sull'alimentazione.
Questi sono quelli in ingresso:

Questi sono quelli di livellamento dopo lo stadio switching:

Sono tutti da 2200uF 35V 105°C.
Nell'altro Z100 in mio possesso erano diversi; quelli in ingresso erano da 25V e quelli dopo lo switching da 35V.
Li ho sostituiti tutti con degli altri da 2200uF 50V 105°C e la stessa cosa farò anche in questo caso.

Rispetto all'altro Z100, questi due condensatori sono molto più piccoli dello spazio a disposizione sul PCB; probabilmente sono già stati sostituiti in precedenza. Sono dei 220uF 50V 105°C. Li sostituirò con lo stesso codice che ho usato per l'altro (ne ho 3 o 4 avanzati).

Il condensatore che si intravede in questa foto (freccia rossa) è un 100uF 16V non polarizzato.

Il codice RS che avevo usato per l'altro Z100 non è più disponibile; per fortuna ne avevo dovuta comprare una confezione da 5, per cui ne ho 2 o 3 avanzati e userò uno di quelli.

Per quanto riguarda gli operazionali, al momento l'amplificatore monta un NE5532 e un MC3404P.

Verranno sostituiti rispettivamente con un LM833 e un OPA4227 montati su zoccolo.

Ieri ho fatto l'ordine per i materiali mancanti.
Poiché, rispetto a quando ho fatto l'altro Z100, RS ha dismesso alcuni codici, ho dovuto ordinare su Digikey.
Nei prossimi post riporterò i codici dei componenti.

[Etabeta]

Buon lavoro Max
In effetti, nel settore componenti elettronici, l'assortimento disponibile su Digikey e Mouser è superiore rispetto a RS che d'altro canto spazia anche in altri settori.
Presumo che RS stia togliendo ciò che ha bassa rotazione magazzino.

[max1974]

Grazie.

Si, penso anch'io che RS stia togliendo i prodotti a bassa rotazione.
Su Digikey è la seconda volta che acquisto. La prima l'ho fatto tramite l'ufficio acquisti dell'azienda dove lavoro e non ho pagato la spedizione. Questa ho fatto da me.

[max1974]

Per quelli a cui interessa, riporto la lista della spesa dei condensatori.

Per il recap del primo Z100 ho utilizzato materiale acquistato da RS.
Per questo sto usando materiale avanzato dal primo, e materiale acquistato su Digikey.

Materiale avanzato (acquistato su RS):

C18-C39: 220uF 50V cod. RS 749-7284
C8: 4,7uF 63V cod. RS 715-2906
C10: 100uF 35V non polarizzato cod. RS 715-2906 (questo prodotto non è più disponibile su RS; eventualmente occorre cercare un codice alternativo)

Materiale nuovo acquistato su Digikey:

C2-C7-C13-C14-C16-C17: 2200uF 50V cod. Digikey P5576-ND (disponibile anche su RS cod. 365-4335)
C1-C12-C15-C24-C40: 10uF 63V cod. Digikey 493-11362-1-ND (disponibile anche su RS cod. 715-2903)
C19-C20-C21-C22: 1uF 100V cod. Digikey 493-11368-1-ND (il vecchio cod. RS 715-2997 che avevo utilizzato in precedenza non è più disponibile)

[max1974]

Per quanto riguarda la modifica del guadagno e della sensibilità, cominciamo a vedere lo schema elettrico della sezione di ingresso (già ricavato al momento della modifica sul primo Z100).
Da notare che i due ampli in mio possesso sono nella stessa revisione (F) anche se tra i serial number dell’uno e dell’altro ci sono circa 2000 pezzi di differenza.
Lo schema elettrico è il seguente.

Come spiegato da Etabeta in un altro thread, si tratta di una configurazione differenziale con stadio di buffer in ingresso.
La formula per calcolare il guadagno è:

Guadagno=[1+2R71/(R57+VR2)]*(R109/R110)

Che con i valori minimo e massimo del trimmer del gain corrisponde a:

VR2 = 0 ==> G = 12,2
VR2 = 47k ==> G = 1,79

Al tempo avevo anche misurato la sensibilità: con gain al massimo si ottiene il clipping quando in ingresso si superano i 363mV RMS. Pertanto la sensibilità massima è di 363mV RMS.
Da questa, considerando i valori di guadagno sopra riportati, si può ricavare la sensibilità minima.

Con guadagno al massimo (trimmer = 0) si ha Vout=0,363*12,2=4,428V
Riportando questo dato al guadagno minimo (trimmer = 47k) Vin = 4,428/1,79 = 2,47V

Pertanto i dati di sensibilità sono:

sensibilità minima: 2,47V RMS
sensibilità massima: 363mV RMS

Volendo utilizzare questo ampli con la sorgente Pioneer DEH-80PRS che ha l’uscita a 5V, occorre portare la sensibilità minima a un valore superiore.
Imponiamo quindi un valore di 7V; rispetto ai 2,47V originali dovremmo ridurre il guadagno di 2,83 volte ovvero da 1,79 a 0,632.
La modifica si fa agendo sullo stadio differenziale U6A e U6B; occorre cambiare il valore delle resistenze R104 - R110 - R106 - R111 portandolo a 12K.
Il nuovo guadagno diventa G=0,644
La nuova sensibilità minima calcolata diventa 4,428/0,644= 6,87V

Per la sostituzione delle resistenze R104 - R110 - R106 - R111 utilizzerò delle resistenze da 12k 1/4W 1% a strato metallico cod. RS 148758 (che ho già in casa, avanzate dalla modifica dell’altro ampli).

[max1974]

Infine la sostituzione degli OPAMP: monterò i seguenti:

- U6: LM833N cod. RS 162-4758 (anche questo già disponibile in casa, avanzato dalla confezione acquistata per la modifica del primo ampli)
- U5: OPA4227PA cod. Digikey OPA4227PA-ND (esiste anche in RS con cod. 6604324 ma non è al momento disponibile)

[Cosmic]

Oh... meno male che non ci sono cose strane all'interno. L'altro giorno m'era venuta l'ansia perchè non l'avevo mai aperto (e di conseguenza mai fotografato). A funzionare funzionava, era montato sul Cherokee e, anche se l'ho usata molto poco, lo Zapco non ha mai dato problemi. Quindi l'ho venduto con la coscienza a posto (tra l'altro neanche avevo messo l'annuncio).

[max1974]

Oh... meno male che non ci sono cose strane all'interno. L'altro giorno m'era venuta l'ansia perchè non l'avevo mai aperto (e di conseguenza mai fotografato). A funzionare funzionava, era montato sul Cherokee e, anche se l'ho usata molto poco, lo Zapco non ha mai dato problemi. Quindi l'ho venduto con la coscienza a posto (tra l'altro neanche avevo messo l'annuncio).

Tranquillo, non c'erano né topi né ragni

Sembra tutto abbastanza in ordine, l'unica "anomalia" è un po' di ossido qua e là che non ho nemmeno fotografato in dettaglio perché è proprio minimo.
Poi magari quando sfilo la scheda e la giro trovo un casino, tipo saldature fredde, piste ripristinate a filo e così via!

[max1974]

Oggi ho smontato lo Z100.
Una volta smontata la scheda dalla meccanica ho ispezionato un po' più in dettaglio per capire la causa dell'ossido.
Sul dissipatore ci sono degli aloni che fanno pensare a un'infiltrazione d'acqua.

Sul lato bottom della scheda c'è un po' di ossido nella zona delle morsettiere.

Qualche altro segno si ossido si vede in altre zone.

Ho cercato per quanto possibile di dare una pulita con quello che avevo a casa. In mancanza dell'alcool isopropilico ho usato il diluente nitro: si è pulito abbastanza e non ci sono stati danni a componenti, solder o serigrafia.

[max1974]

Per quanto riguarda la sostituzione dei condensatori, ho trovato delle perdite di elettrolita in un paio di punti.
Questa è la zona dopo il ponte raddrizzatore.

La perdita ha alterato il colore del solder ma non ha fatto in tempo ad attaccare le piste.

Questa invece è la zona di ingresso.

Poiché qui il solder si è anche un po' staccato, ho messo un pezzetto di nastro kapton per proteggere la zona.

In entrambi i casi a perdere elettrolita è stato uno dei 2200uF 35V.

Dalla serigrafia risulta che sono del '92, quindi sembrerebbero gli originali.

Per il resto il recap è andato liscio.
Ho anche sostituito le resistenze per la modifica della sensibilità e predisposto gli zoccoli per i nuovi operazionali.

Le foto a domani, dopo che avrò pulito la scheda dai residui di flussante.

[max1974]

Mentre pulivo la scheda mi sono accorto che uno dei condensatori nuovi da 2200uF 50V era ammaccato.
Così, visto che ne avevo comprato uno in più, ho deciso di sostituirlo.
Quando l'ho smontato mi si è staccata una delle piazzole (quella di massa lato bottom).
Guarda caso siamo proprio nella zona in cui c'è stata la perdita di elettrolita.

La connessione della pista di potenza è sul lato top, quindi per assicurare il collegamento sarebbe stato sufficiente saldare bene il pin e far risalire lo stagno dentro il foro.
Comunque per non rischiare ho irrobustito il collegamento con una modifica filare.
Poiché la piazzola persa era circondata dalla pista della +12V, per non rischiare corti con la saldatura del filo aggiunto, ho messo un pezzettino di nastro kapton per isolare la connessione.

Dopo aver lavato la scheda metterò dell'altro kapton per proteggere il filo aggiunto da eventuali saldature appuntite che potrebbero danneggiare la guaina e causare corti.

[Alessio Giomi]

Non ti dico “bel lavoro” perché non ci capisco niente.....
Ma i tuoi 3D (come quelli di Luca @Etabeta ) mi affascinano.... chissà, forse in un altra vita.....

[Cosmic]

Ok che cmq l'avresti ricappato, però ammazza quante rogne...
La prossima volta, prima di vendere, apro e faccio foto... non basta fidarsi del fatto che funziona...
Eh niente... finita 'sta quarantena, devo offrirti un pranzo...

[mark3004]

Ecco perché da un pò non mi butto più sugli old school, ma è un problema mio perché non ho molto tempo per fare ste cose! Ottimo lavoro comunque, a conferma che non bisogna mai fidarsi anche se un ampli funziona ad una certa età vanno ispezionati a fondo!

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[max1974]

Ok che cmq l'avresti ricappato, però ammazza quante rogne...
La prossima volta, prima di vendere, apro e faccio foto... non basta fidarsi del fatto che funziona...
Eh niente... finita 'sta quarantena, devo offrirti un pranzo...

Tranquillo, non ce n'è bisogno.
E comunque anche aprendolo non avresti visto niente.
Solo smontandolo sono emerse le magagne (per fortuna piccole! )

[max1974]

Ecco perché da un pò non mi butto più sugli old school, ma è un problema mio perché non ho molto tempo per fare ste cose! Ottimo lavoro comunque, a conferma che non bisogna mai fidarsi anche se un ampli funziona ad una certa età vanno ispezionati a fondo!

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Grazie.
Anche se con la quarantena lavoro comunque (da casa) ho un po' di tempo in più per divertirmi con queste cosette.

[max1974]

Non ti dico “bel lavoro” perché non ci capisco niente.....
Ma i tuoi 3D (come quelli di Luca @Etabeta ) mi affascinano.... chissà, forse in un altra vita.....

Ti ringrazio, ma i 3D di Etabeta sono di un altro livello...

[max1974]

Una volta ripristinata la connessione saltata ho lavato per bene la scheda per ripulirla dai residui di flussante.
Purtroppo non ho ancora ripreso il lavoro in azienda (lavoro da casa) e quindi non ho potuto usare l'alcool isopropilico.
Ho usati il diluente nitro con dolcezza e parsimonia.
Ho anche messo ulteriore nastro kapton per proteggere il filo di modifica da eventuale saldature appuntite.
Questa è la foto della scheda lavata.

Questo il particolare del nastro kapton a protezione della modifica filare.

Questa la foto della scheda vista dal lato top con i condensatori nuovi.

Qui non avevo ancora montato gli operazionali, ma solo gli zoccoli.

Come ho già fatto per tutti gli altri Zapco in mio possesso, ho messe due strisce di nastro kapton sui lati lunghi della scheda, dove la stessa si inserisce nelle guide della meccanica per isolare ulteriormente il circuito stampato dal dissipatore e soprattutto per evitare il rischio di corti tra il dissipatore stesso e qualche saldatura non ottimale dei transistor.

[max1974]

Poiché i nuovi condensatori da 2200uF 50V sono più alti dei precedenti e arrivano a sfiorare il coperchio, per evitare corti li ho protetti con nastro kapton, come ho già fatto con gli altri ampli.

Ho sostituito gli spessori usati per bloccare i transistor con un tappetino siliconico già usato anche negli altri Zapco.
Questa è la foto d'insieme.

Ho dovuto smussare leggermente la barra di fissaggio dei transistor nella zona dell'induttanza L1 poiché era troppo vicina a questa già in origine.
Ora con il nuovo tappetino siliconico più spesso, ci sarebbe andata proprio a sbattere.
Ho anche dovuto mettere del kapton sulla barra per evitare che toccasse la resistenza R1.