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[音响] 建伍当年的旗舰高端AV环绕功放拆解+自动关机故障维修(KENWOOD KR-X1000)

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发表于 2020-6-12 10:29:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 hongo 于 2020-6-18 00:32 编辑

前段时间疫情期间没事干又修了一个日本建伍老功放,KENWOOD KR-X1000,当年的高端旗舰AV环绕机,带数字频率合成调频调幅收音,多路S视频输入,控制信息可以插入到视频信号中在电视屏幕上显示,同时主机上还有点阵式的VFD真空荧光显示器,很高档。音频信号部分用DSP数字处理器进行杜比等各种环绕声逻辑解码处理。功放部分则有5声道环绕,均由大功率分立元件构成电路,左右主声道和中置声道每个最大输出功率都是175W,环绕声道最大功率120W。整机的额定耗电功率为650W。

高端机确实不一样,整机净重就达到16.5公斤,非常沉重。里面的用料也是非常实在,其数字逻辑部分是用双CPU加双DSP控制和处理。


整机外观是这样的:两个大旋钮分别负责输入选择和音量,音量用CPU控制的电子电位器,不是碳膜电位器,永不磨损:

IMG_0283.JPG


IMG_0281.JPG


后面密密麻麻的全是各种音频和视频信号输入输出端子,端子越多显得功放越高级。除了音视频信号端子还有遥控等特殊信号的端子,此外还有两个受主机CPU控制的交流电源插座,用于给光碟机等外设供电:

IMG_0296.JPG



这台机器的故障现象是开机两三秒钟就突然自动关机,像是自动保护引起的关机。因为自动关机太快,来不及做什么电路测量就关闭总电源了,所以只能先从电路分析看看能不能把保护强制解除掉,然后再测量电路分析查找故障。


很容易从网上搜到了该机的维修手册,里面有全部的电路图,作为高端机的电路复杂程度确实令人咋舌,光大体功能框图就很复杂:



block-diagram.png


整机电路分成十几块电路板组成,总共有几千个电子元件!不过全部都是直插元件,没有用贴片:

boards.png

该机的逻辑控制由两个CPU组成,主CPU主要负责按键输入、视频屏幕显示、收音控制等,以及把信号送到驱动电路点亮VFD荧光显示屏。逻辑图上显示主CPU的34脚为保护信号输入(PROTECT),这就是我要找的,图上画圈的就是:

CPU1.png


顺着主CPU的34脚保护信号追寻查找,发现它连接到副CPU的57脚,也就是主CPU的保护信号是副CPU送给它的。再看副CPU的引脚功能,它还有一个51脚标明保护PROTECT,就是下图中画圈的脚,应该是实际的保护信号来源:

CPU2.png


副CPU的实际周边电路:

protection.png


进一步在几十张电路图中追踪副CPU的51脚的连接,最后追到主功放板的IC1。这是日电NEC公司生产的很常见的功放保护芯片uPC1237HA,上次修的一个建伍功放也是用的这款保护芯片。副CPU的51脚保护信号实际接到uPC1237HA的6脚继电器输出端,就是下图中箭头所指的地方。这个功放是高端机,功能非常复杂,用4个音箱继电器分别完成不同的保护和切换,所以uPC1237HA的6脚输出端并不直接接继电器,而是连到一系列的驱动三极管,通过与副CPU来的不同的逻辑信号组合去控制那些继电器。同时6脚的保护信号还送到副CPU的51脚,在功放电路出现异常时通知主CPU立即关闭整机防止烧毁损坏其他电路。这和一般功放机的设计不同,大部分功放机的功放电路出现保护时只会切断音箱负载的连接,而整机的其他部分电路仍然会正常工作,而这个高档功放的保护功能更完善,功放电路部分的故障会引起整机的保护性关机,这个保护功能增加了系统的安全性,但是却也增加了检修工作的困难,因为一旦功放电路保护就会切断全系统的电源从而无法进行进一步测量来追踪查找故障部位:

protection2.png



分析完电路,就有维修思路和目标了:先测量保护芯片uPC1237HA的6脚电压,确认是否因为功放电路部分异常而导致整机保护。如果是的话,则想办法强制解除保护,再检测功放电路,寻找具体实际故障。

那就开拆!


首先拆掉上盖,这个很简单。拆开上盖,里面的东西就看见了,确实很复杂,好多电路板插在一起,横的竖的一大堆:

PICT8414.JPG

IMG_0315.JPG
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最左边的是交流电源板:

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看下主变压器,够大够力。日系不喜欢用环形变压器,这个也不例外,用的特大号的E型变压器。主变压器大约15厘米宽,20厘米长,估计重量有10公斤左右,支持650W的额定功率应该是没有虚标的:

PICT8415.JPG
IMG_0309.JPG


IMG_0340.JPG




中间的几块电路板是信号切换以及DSP数字信号处理和解码,这些电路不是这次修理的重点,就不详细介绍了:
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最边上的这块垂直电路板是收音板,左下角还有个散热器,是给各种稳压集成块用的小辅助散热器:

IMG_0303.JPG


收音板特写,传统的超外差线路,高频部分放在屏蔽盒里:

PICT8418.JPG


这是副电源板,主要是提供小电流电路所需的各种电压的电源,虽然看起来这几个整流桥已经不小了:

IMG_0334.JPG


副电源板背面:

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拆下副电源板可以看到主板上的两个主电源整流桥和4个大滤波电容,整流桥用厚重的铝合金封装,保证大电流散热:

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这个角度可以看清主滤波电容,80V10000uF,日本产伊娜ELNA牌的,名牌中的名牌:

IMG_0417.JPG



功放电路保护芯片uPC1237HA在主板的角落里,就是右下角那个单列直插的IC1,因为单列直插在正面没法测量,还得把主板背面拆开。

IMG_0361.JPG


把机器立起来,拆掉底壳:

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主板的铜箔面就露出来了:

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开机测量了一下保护芯片uPC1237HA的第6脚电压,一直高电平,所以它确实是处于保护状态,主机的自动关机也就是因为它而引起的。下面我们就要强制解除这个保护芯片的保护,从而阻止系统自动关机,以便让我们能够测量功放电路来查找故障源头。解除保护很容易,把uPC1237HA的6脚焊一个电阻到5脚接地,拉低其电压即可给副CPU一个功放系统正常工作的假信号,从而解除自动保护关机:

IMG_0292.JPG


解除保护后先测一下uPC1237HA的各脚电压,发现1脚和2脚都不正常,电压都明显偏高,这说明同时发生了功放中点电压和过载保护,至少有一路功放电路坏了。

下面就检测一下各路功放,我一般都从中点电压开始,最方便快捷。正常的OCL功放的中点,即功放输出端的直流电压应该为0,如果不为0的话那么这一路功放肯定有问题。因为我们已经强制解除了功放保护电路,音箱继电器被打开,所以测中点电压直接在功放外壳上的音箱连接端子上测就可以了,不必再在拥挤的电路板上测。依次测量5路功放音箱红色端子的电压,发现都为0,直到测到最后一个环绕左声道时:

PICT8426.JPG


PICT8427.JPG


中点电压达到50V!这说明环绕左声道肯定坏了,慢慢修吧。

先把环绕左声道部分的功放电路找出来,按图索骥。功放输出部分很简单,两个大功率对管Q15、Q19前面有一对电流驱动管Q7、Q11,再前面则是一个静态偏置电流控制管Q3,非常经典的OCL电路设计:

amp.png


关掉电源,在主板的底面找到环绕左声道部分,测量功放对管和相关的三极管,已经全部烧毁短路:

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至此,故障已经找到。下面就是拆下损坏的元件更换维修了。要先回到功放正面,继续拆机。先把这块横着的大电路板拆掉,这是功放电路的电压驱动板,全部由分立元件组成没有使用集成运放,因为运放集成电路电压很难达到大功率功放所需的电压(该功放达正负64V),电压驱动板的作用是用带负反馈的两级差分放大电路把主板来的几百毫伏的单极标准音频信号的电压放大到正负几十伏差分信号然后驱动功放对管完成功率放大。

PICT8416.JPG


要拆驱动板,首先要到机壳后面把驱动连接端子拆掉。这5个黑家伙就是驱动板的信号输入短路器,它负责把信号输出和输入连接起来,从而给驱动板提供信号。这是高级功放的特有接法,它给用户一个选择可以把这个功放作为一个纯后级来使用,只要拔掉这些短路器,就可以把其他音箱设备的信号直接送到这台功放的最终功放电路部分,而绕开它的前级解码、音调控制等电路,从而避免那些额外电路带来的失真和噪音,作为一台高保真纯后级来用。

PICT8432.JPG

PICT8433.JPG

这些短路器直接拔掉就行:


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拔掉以后的样子:



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然后把固定输入输出端子的螺丝拆掉:
IMG_0326.JPG
IMG_0327.JPG

再回到机壳内,拆掉相关的螺丝和支架:

PICT8429.JPG




然后把驱动板上的排线都拆掉。建伍用的是这种多线直插的排线,用螺丝刀轻轻把固定卡向上拨开,排线就能直接取下来了:

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拆的时候没注意,结果大电容里仍然存着几十V的大量电量,螺丝刀不小心碰到一个排线时短路,引起巨大的火花和响声,结果直接把排线烧掉了一根,等一下还要修补上:

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这是拆下的驱动板,全是分立三极管没有芯片:

PICT8437.JPG
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IMG_0330.JPG


拆掉驱动板,就可以看巨大的主散热器和后面的散热风扇了:

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去掉十几个螺丝,把散热器拆下:

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PICT8441.JPG
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主散热器上有两个温度传感器,用于控制风扇的速度,只有大功率发热严重的情况时风扇才会起动,并且风扇的速度也是可调的自动控制的:

PICT8443.JPG


拆掉主散热器后,下面其实还有通过散热硅脂连接的5组小散热器,上面分别安装着5组功放对管:

IMG_0349.JPG

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可以看到5组对管不完全一样,有3组是功率很大的MT-200封装的2SB15709和2SD2401达林顿对管,用于左右主声道和中央声道,另外两组是小一点的TO-3PL封装的2SB1163和2SD1718对管,用于环绕声道:

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散热器的旁边是输出继电器和电感等:

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因为大功率三极管安装在散热器上,散热器没法直接拆下来,需要线把功率三极管都从电路板上焊开才行。以前不知在哪里撸的手动吸锡器上马:

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吸锡器不怎么好用,但是还是把三极管管脚都焊下来了。然后就可以连散热器一起拆下:

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环绕左声道后级所有的三极管全部烧坏,好奇地用晶体管测量仪测一下,它们全都变成电阻了:

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这些三极管全部烧毁,都是松下的管子:

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除了三极管烧毁外,功放后级电路中大功率三极管周围的电阻在大电流下一般也都会同时被烧毁,检测发现这些画圈的电阻都烧掉了,大部分肉眼都能看到烧焦的痕迹:

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拆下的烧焦的小电阻:

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把烧掉的电阻全部换掉,其中那个白色方块的大电阻是双电阻,内部包括两个串联的0.22欧姆电阻,这里只有一个坏了,所以可以在外面并联一个0.22欧姆5W的水泥电阻修复:

IMG_0405.JPG


然后更换烧坏的5个三极管。新的对管来了:

IMG_0396.JPG


最后再检查下驱动板上这个声道的驱动电路有没有问题。把其他几个声道的大功率三极管和大功率电阻也检测一遍,保证没有其他问题。然后就可以把开始临时搭接在uPC1237HA保护芯片上的强制解除保护的电阻拆掉,恢复保护功能。

损坏的元件都更换检查完后,开机,首先测量环绕左声道的功放中点电压,如果不是严格的0V的话可以调节驱动板上的中点电压电位器到0V。然后按照手册上提供的图测量修复好的声道的静态偏置电流,调节驱动板上的偏流调节电位器,让大功率电阻上的电压为8mV,偏流就调好了:

idle.png


至此,这台老功放就修好了,输入一个音频信号,音箱端子接个指针式的万用表,打到10V交流档,音量设到中等,应该看到随着音频信号的变化万用表的指针会快速摆动,这次就不动用示波器了。

重新组装好机箱,VFD的荧光显示还是很漂亮的,可惜老iPhone 4太烂,照片照得很难看,凑合看吧:


IMG_0429.JPG


end




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寂静的春天 + 20 这电路比电脑主板复杂多少倍了?.

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  • · 功放|主题: 1, 订阅: 1
发表于 2020-6-12 10:43:21 | 显示全部楼层
看电路板那么多,挺复杂的机子
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发表于 2020-6-12 12:02:34 | 显示全部楼层
分立元件的功放不好修,管子不好配。
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发表于 2020-6-12 12:36:32 | 显示全部楼层
修机水平一流!
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发表于 2020-6-12 12:45:52 | 显示全部楼层
这个机器看着当年就不便宜 环绕输出级的大管松下可以直接用东芝替换吗
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发表于 2020-6-12 13:39:44 | 显示全部楼层
生精的帖子啊,前排留名先………………
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发表于 2020-6-12 14:15:40 | 显示全部楼层
楼主手艺不错!照片也多。自己也搞过拆机,一路做事一路拍照,不容易的!辛苦楼主了
话说这机器是杜比定向逻辑还是杜比Digital的?后者还可以继续战,前者的话,利用下功放级比较实在了
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发表于 2020-6-12 15:37:23 | 显示全部楼层
不错 不错!! 一边修一边拍照也很辛苦
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发表于 2020-6-12 18:55:23 | 显示全部楼层
这个还不错,不过现在也就是利用下纯后级了
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 楼主| 发表于 2020-6-12 20:16:01 | 显示全部楼层
bigmilk 发表于 2020-6-12 14:15
楼主手艺不错!照片也多。自己也搞过拆机,一路做事一路拍照,不容易的!辛苦楼主了
话说这机器是杜比定向 ...

谢谢支持!这个是带杜比digital解码的。
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发表于 2020-6-12 21:28:00 | 显示全部楼层
谢谢分享。很久没有玩攻防鸡了。。。。。。这几千个元件的攻防鸡确实高级,值得玩玩。。。。。。。
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发表于 2020-6-12 21:42:35 | 显示全部楼层
好文章,感谢分享。
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发表于 2020-6-12 23:06:15 | 显示全部楼层
好手艺 当初的高级货 不过还是老了点 连个hdmi接口也没有
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发表于 2020-6-13 02:30:05 | 显示全部楼层
没有数字信号输入,何来AC3解码?面板上写的清楚,杜比定向逻辑解码带THX认证的
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发表于 2020-6-16 12:48:34 | 显示全部楼层
楼主好手艺,只是功放太古老。
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发表于 2020-6-16 13:24:39 | 显示全部楼层
老师傅啊真是佩服,我有一个杂牌功放有交流声想请教下是怎么回事?
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发表于 2020-6-16 13:48:49 | 显示全部楼层
hongo 发表于 2020-6-12 20:16
谢谢支持!这个是带杜比digital解码的。

哪还可以再战一大段时间啦!
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发表于 2020-6-16 14:10:55 | 显示全部楼层
学习了,修 音频功放 辛苦,讲解明了,好文章!
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发表于 2020-6-16 14:29:15 | 显示全部楼层
拆的时候没注意,结果大电容里仍然存着几十V的大量电量,螺丝刀不小心碰到一个排线时短路,引起巨大的火花和响声,结果直接把排线烧掉了一根,等一下还要修补上:


哈哈,我拆开电源时候也被电过,而且已经是断电一两个小时了,怎么样放电安全又快捷又不损伤电容?
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发表于 2020-6-16 19:35:07 | 显示全部楼层
看来对音响设备还是很有研究的.
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