Verstärker einer Gitarre Yamaha APX7

Die APX7 ist ein ziemlich feines Modell aus den 70er Jahren. Sie hat einen magnetischen und zwei piezoelektroische Tonabnehmer, was ihr zu einem einzigartigen Klangbild verhilft</werbung> 🙂

Anlässlich einer (elektrischen) Gitarrenreparatur wurde der Verstärker ausgebaut.

Die 4 Bedienknöpfe des Verstärkers sind von Ringmuttern umgeben. In diesen Ringen sind zwei Einkerbungen vorhanden. Die Ringe können an den Einkerbungen mit einer geeigneten Spitzzange gedreht und so aufgeschraubt werden.

Der Verstärker kann dann vorsichtig entnommen werden, wobei auf Kabel die an die Tonabnehmer gehen geachtet werden muss.

Bei meiner Gitarre waren die beiden Piezo-Abnehmer schon vorher abgefallen (mangelnde Klebung) und das Batteriekabel abgerissen. Zwecks Reparatur wurde daher der Verstärker entfernt. Mit einer kleinen Kamera wurde ermittelt wo die Piezo-Abnehmer vorher befestigt waren. Dann wurden die Abnehmer mit Holzleim wieder festgeklebt. Das defekte Batteriekabel wurde durch ein neues ersetzt.

 

Der Verstärker, gerade der Gitarre entnommen

Der 9V-Batterieclip ist abgerissen und soll erneuert werden (roter+schwarzer Draht)

Einer der versenkbaren Regler

Regler in einem eigenen, zweiten Gehäuse. Dieser Regler erlaubt es, weich zwischen Piezo- und magnetischen Tonaufnehmern abzustimmen.

 

Das Innere des Verstärkers

 

 

 

 

 

„K30A“ auf den Transistoren bedeutet „2SK30A“. Der 2SK30 ist ein Low Noise FET speziell für Audio-Schaltungen. Dies hier sind Originale von Toshiba.

 

 

 

 

 

 

Audiobearbeitung unter Linux

Das Thema Audiobearbeitung ist unter Linux gut abgedeckt. Mir geht es insbesondere um das Digitalisieren vorhandener Audio-Daten.

Ich gebe im folgenden einige Tipps zum Vorgehen, wobei keine besonders anspruchsvollen Kenntnisse vorausgesetzt werden. Verwendet wurde OpenSuse 11.1 .

Hardware

Audio-Karten

Ich habe sowohl hinzugekaufte aus auch OnBoard-Audio-Hardware für Digitalisierungen genutzt. Entgegen der Aussage, dass schon die einfachste hinzugekaufte Karte besser ist als jede OnBoard-Hardware habe ich mit letzterer gute Erfahrungen gemacht. Auf meinem aktuellen Motherboard von Gigabyte ist z.B. ein Intel Chip drauf und die  Aufnahmen sind meiner Meinung nach hervorragend. Ich kann keine Unterschiede zu einer  eingesteckten guten Creative Karte erkennen.

AudioDrive ESS488F closeupBILD 1: Externe Creative-Karte (PCI) und beispielhaft ein On Board Audio Chip (AudioDrive ES488F von ESS Technologies, ein älteres Modell)

Analoge Aufnahmequellen: Plattenspieler, Kassettenspieler

Die üblichen  analogen Quellen haben einen Chinch-Ausgang (L/R). Die Audio-HW des Computers hat üblicherweise einen 3,5“ Klinkenstecker-Eingang. Mit einem passenden Kabel lassen sich die Geräte verbinden.  Falls das Gerät nur einen Kopfhörerausgang hat, kann man auch ein Kabel mit 3,5“ Klinkenstecker an beiden Enden nehmen. Der Aufnahmepegel kann dann über den Pegelregler des Kopfhörer-Ausgangs so eingestellt werden, dass sicher nichts verzerrt wird.

Plattenspieler haben oft einen Ausgangspegel, der zusätzlich verstärkt werden muss. Außerdem ist das Signal verzerrt (Höhen sind übermäßig betont). Für solche Plattenspieler muss ein „Entzerr-Vorverstärker für Pllatenspieler“ zwischengeschaltet werden. Solche Geräte gibt es für ca 35 Euro im Zubehörhandel.

BILDER: Chinch-Ausgang; BILD: OnBoard-Karteneingang, ExBoard Karteneingang, 3,5 Klinkenstecker, Wenn vorhanden: Entzerr-VV

Hinweise: Den Eingangspegel, wenn regelbar so einstellen, dass ganz sicher das Signal nicht übersteuert/verzerrt wird. Lieber zu leise als verzerrt aufnehmen!Eine Verstärkung kann dann später auf dem digitalen Signal (Normalisierung) erfolgen.

Software

Ich habe für alle meine Aktivitäten die Software Audacity genutzt. Dies ist ein Audioeditor, der mehrere Spuren verwalten kann, der diverse Effekte auf diese Spuren anwenden kann und der diverse Audioformate lesen und schreiben kann. Er erlaubt auch die Ausführung von Batch-Kommandos (wobei ich das nicht probiert habe).

BILD : Audacity Gesamtansicht

Man kann mit Audacity ein ganze Platten- oder Kassettenseite aufnehmen, falls das Kassettengerät Auto-Reverse beherrscht, kann man auch die Kassette komplett in einem Rutsch aufnehmen. Das Aufteilen in Einzeltitel kann durch eine Funktion von Audacity (Silence Finder) später erfolgen. Dies spart deutlich Zeit.

Zu Beginn der Aufnahme den Aufnahmepegel einstellen:

Manuelles Entfernen einzelner Kratzer und Störgeräusche

Einzelne Störungen können per Hand entfernt werden. Die Stelle muss gefunden, selektiert und dann gelöscht werden.

Selektion einer kritischen Stelle mit Störstelle. Zunächst grob selektieren.

Vergrößern der selektierten Stelle mittels Lupenfunktion. Dies kann evtl. mehrfach notwendig sein, bis die Störstelle ganz präzise vorliegt.

Weitere Vergrößerungsstufe. Die Störstelle ist bereits in der Bildmitte zu erkennen.

Nochmal vergrößern und Herausschneiden der Störstelle:

Entfernen von Kratzern aus der kompletten Aufnahme

Falls viele Störstellen vorliegen (alte Platte) können diese mittels eines Filters (Utility-Funktion) entfernt werden. Dazu die komplette Aufnahme oder den gestörten Bereich selektieren und darauf die Funktion Effect > Noise Removal > Click Removal anwenden.

Normalisierung der Aufnahme

Unterschiedliche Aufnahmepegel können im Nachhinein normalisiert werden (Effect > Amplifier > Normalize).

Aufteilung einer kompletten Aufnahme in einzelne Segmente (Lieder etc.)

Wenn zwischen einzelnen Segmenten einer Aufnahme klar erkennbare Pausen liegen, kann Audacity die Aufnahme automatisch in einzelne Segmente zerlegen. Dazu die Funktion Analyze > Silence Finder nutzen.
Es werden bei längeren Pausen auch mehrere kleine Segmente gefunden, die nichts sinnvolles enthalten. Diese können nach dem Abspeichern der Segmente als einzelne MP3-Dateien (siehe dazu weiter unten) entfernt werden.

Konfiguration des Silence Finders. Mit den Default-Werten kommt man schon ganz gut hin.

Ergebnis der Silence Finder Analyse ist ein Label-Track (siehe Screendump unten) mit Markierungen an den Stellen, wo Pausen gefunden wurden. Im Beispiel wurden zwei Segmente gefunden, was auch korrekt ist.

Nach dem Ermitteln der Labels kann ein Abspeichern aller Segmente der Aufnahme (Multiple Export) erfolgen: File > Export Multiple.
Im folgenden Dialog kann noch einiges eingestellt werden (Benamung der Ausgabedateien, Ausgabeformat etc.). Dann Export selektieren.

Das Ergebnis sind alle Segmente, zu denen Labels gefunden wurden. Wie oben erwähnt, kann es einige ganz kurze Segmente geben, die aber nichts sinnvolles (z.B. Hintergrundgeräusche enthalten und nur ein paar Sekunden lang sind. Diese können normalerweise einfach gelöscht werden. Übrig bleiben die „echten“ Songs der Aufnahme.

Links

Reparatur Onkyo TX-11 Receiver (STK459)

Mit meiner Meinung, das Gerät sei ok, war ich zu vorschnell. Als ich zwei bessere Boxen anschloss, bemerkte ich im linken Kanal Verzerrungen. Schnelle Prüfung zeigte, dass das nicht an den Boxen lag und auch bei Verwendung des Kopfhörers hörbar war. Die Verzerrung war nicht schlimm, aber doch störend.

In einer ruhigen Minute besorgte ich mir das Service Manual aus dem Internet und versuchte das Gerät zu reparieren.

Beim Anlegen eines Sinussignals am L- und R-Phonoeingang kann man mit dem Oszilloskop sehen, dass das Sinussignal am linken Kanal leicht deformiert am Lautsprecherausgang ankommt. Statt des schönen unteren Schwungs der Sinuskurve ist eine schräger Gerade zu sehen, ähnlich einem Klippen an einer Diode. Dies ist auf jeden Fall der Grund für die hörbare Verzerrung. Woran liegts?


Ich habe leider vergessen, ein Oszi-Bild vom Signal zu machen. Hier als Handskizze. Rechts das Signal wie es sein soll, links das Signal am Lautsprecher-Ausgang des linken defekten Kanals. Die untere Schwingungskurve ist „abgeschnitten“.

Ein Blick in den Schaltplan zeigt, dass das Gerät ziemlich simpel aufgebaut ist. Der Phonoeingang geht auf einen Dual-OpAmp namens „NJM4559DX“ (Q301/Q304 im Schaltplan). Dieser sorgt für die Vorverstärkung des Signals.
Danach geht das Signal auf die Schalter (Tuner/Phono, Source/Tape, Loudness, Mono/Stereo) und von dort wieder in einen Dual-OpAmp desselben Typs (Q351/451).  Dieser hebt den Signalpegel stark an (bis 24 Vpp ohne sichtbare Verzerrungen). Danach kommt noch der passive Equalizer (Bass/Treble sowie Balance) und von dort direkt in den STK459 (Q501/Q601). Der STK459 wird mit +/-30 Volt betrieben. Die ganze beschriebene Strecke kommt ohne weitere Halbleiter aus.

Weiter sieht man im Schaltplan:
Die +/-30Volt kommen von Netzteil und werden von einem 2SD880 längsgeregelt.
Der Tuner besteht aus 2 FETs und einem Vorverstärker-IC in einem gekapselten Gehäuse, einem ZF-Kreis (bin da nicht ganz sicher) bestehend aus einem PNP Transistor 2SC1675L und zwei Keramikfiltern. Danach schließt sich ein IC „µPC1167C2“ (NEC) an, wohl das eigentliche FM Tuner-IC, dessen Output in ein „HA1196“ geht. Letzteres schein der Stereo-Demodulator zu sein. Ein weiteres IC „BA6124“ steuert die LEDs für die Signalstärke an.
Schließlich findet sich noch ein IC „LA1240“ (SANYO), dies ist der AM-Tuner.

Aber zurück zum Problem.

Ich messe mit dem Oszilloskop das Signal des defekten L-Kanals am Ausgang von Q301 (ok), am Eingang von Q351 (ok), am Ausgang von Q351(ok) und am Eingangs-Pin 16 von STK495. Dort ist das Signal plötzlich verzerrt. Genauer analysierend stelle ich fest, dass das Signal am linken Kontakt von R368 ok ist, am rechten nicht mehr ok. links/rechts bezogen auf den Schaltplan. Im folgenden der Auszug aus dem Schaltplan zum Thema.

Schaltplan Ausschnitt: Vorverstärker und Endverstärker des TX-11

Der Fehler liegt also vermutlich irgendwo in den passiven Bauteilen hinter R368 Richtung STK495 oder am STK-Chip selbst. Aktive Bauteile gibt es keine, die wären die ersten Kandidaten für einen Ausfall. Auch keine Tantal-Elkos, weitere heiße Kandidaten für einen Defekt. Es sind nur ein paar „normale“ Elkos, Kondensatoren und Widerstände im Spiel. Beim Herumtesten löte ich 4 Elkos aus, alle ok. Die Widerstände die ich eingelötet durchteste, scheinen auch alle ok. Hm. Wie weiter?

Nochmal zurück zum Fehlerbild. Das Signal sieht aus, als würde eine Diode einen Teil der Sinuswelle wegklippen.  Halbleiter, die so etwas tun könnten finden sich aber nur im STK459 selbst.

Ich messe nun alle Spannungen am STK459. Da sich zwei identische Endverstärker im STK befinden, kann man immer zwei Pins (L und R) vergleichen.

Es gibt Abweichungen, der invertierende Eingang des linken Kanals liegt auf -0,1V, derselbe Pin des rechten Kanals auf -5,4V. Pin 4 rechts bei fix +27,4 Volt, derselbe Pin links hat zuerst -4V und steigt während der Messung auf -2,3V an. Offensichtlich wird durch den Messstrom meines Messinstruments ein Elko umgeladen. Das gibt einen schwachen Hinweis, dass der Pin 13 des STK eventuell nicht mehr das macht was er soll.

Eigentlich glaube ich daran, dass der STK-Chip ok ist, aber es bleiben keine anderen Fehlerquellen. Ein schneller Check zeigt, dass ich für rund 4 Euro Ersatz beschaffen könnte. Also wird das Teil entlötet.

Nach dem Entlöten bietet sich nun nebenbei die Möglichkeit, das Signal rechts vom  R368 unbeeinflusst vom STK zu testen. Wenn das Signal noch genauso verzerrt aussieht, liegts wohl nicht am STK. Nachmessen zeigt: Signal sieht sauber aus, genau wie das am rechten Kanal. Also bewirkt der STK die Signalverzerrung: Ich bestelle Ersatz.

Ersatz trifft nach einigen Tagen ein.


Oben der STK von 2013, unten der aus den 80ern

Rückseiten

 


Neuer STK eingelötet

Ergebnis

Der erste Test nach dem Einlöten zeigt: Der Verstärker funktioniert wieder richtig gut, beide Kanäle haben ein sauberes Signal. Der Fehler lag also tatsächlich im linken Kanal des STK459.

STK459 Innenansicht (STK 459 teardown)

Mit dem Dremel mache ich mich an das STK-Gehäuse…

 


Gut sichtbar: die 4 Endstufen-Transistoren, 2 pro Kanal

 


Oben link und rechts eingelötet; zwei 33pF Kondensatoren

 

 

 


Dunkle Rechtecke sind Widerstände. die kleinen Plättchen mit Kontakten sind wohl kleine Transistoren und Dioden.

 

 

Soundcraft Compact 4 Zerlegung

Fotos von diesem Gerät, Baujahr ca. 2004

Baugleich mit dem größeren Modell Soundcraft Compact 10.

Hochwertige aktive Bauteile:
Mono-Eingänge: Ultra Low Noise Transistor 2SB737
Stereo-Eingänge Low Noise Op-Amps NE5532, TL072
Potis: Alpha Electronics (Japan)
Elkos: Jamicon (ok, but not high end)

In Foren werden allerdings recht oft kratzende Potis erwähnt.
Von Brummen kann man da auch lesen, aber das kann ich bei meinen beiden Exemplaren nicht nachvollziehen. Schließlich brennt beim größeren Modell (Compact 10) scheinbar gerne die Stromversorgung durch (FET, kleiner Trafo auf Platine). Der FET kann leicht ersetzt werden, der Trafo nicht.


Gesamtansicht

Das Gerät ist ist auf drei Platinen aufgebaut: Vorverstärker mit Eingangsbuchsen, Hauptplatine mit den meisten Reglern, Power Supply, VU-Meter und Ausgangsverstärkern, kleine Platine mit Kopfhörerbuchsen.

Die Dreiteilung dient der Entlastung der Hauptplatine wegen der mechanischen Belastung durch die Buchsenbenutzung.

 


Komplettsicht von unten.

 


Blick auf die Eingangsregler

 

 


Stereo Eingangsbereich

 


Mono Eingangsbereich

 


Kopfhörerausgänge, Stromversorgung

 


Mono Mikrofon-Eingänge

 


Bedienseite aus Stahlblech. Die Unterseite des Geräts besteht besteht aus Aluminiumprofilen.

 

 


Eingangstransistor Mono-Kanal 2SB737

 


VU-Meter mit 4xLM2901 (Quad Komparator)

 


Stromversorgung

 

Datenblätter