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維修兩三事

今天有位朋友拿台機器來請我幫他看看,據他說在使用中出現爆音隱約還看到火光一閃而過,聽到這種描述基本上這台機器肯定屬於重傷害,差別也只在於重傷害程度級別上的差異。很不幸,這台真要修理的話,恐怕會比機主的入手價還貴。

對了,這台機器是在日本音響史上小有名氣堪稱價格破壞王的Sony TA-F555ESX。

看到這裡,諸位先別忙著找這台機器來敗。請先了解一台機器所謂的好分成兩種,一種是絕對的好,絕對的好又分成全面的好跟某些(特定)部分特別的好另外一種就是像本機在”同等”價位上打遍天下無敵手的好,試想¥128000(當時幣值不到台幣四萬元)的綜合擴大機居然採用雙變壓器加特殊的無震動且防共振的G底座,如此條件賣這種菜市場價,其他音響大廠無不叫苦連天。

當然,如果只是底子好那也就算了偏偏在幾年前Sony終於認清自己在擴大機設計技術上的瓶頸,所以心一狠直接從”擴大機的Sansui”挖走一大票老練工程師。正當大家都以為Sony要插入頂級擴大機市場時,這家不按牌理出牌的家電大廠居然直接切入大家都買得起的看似中價位卻是綜合擴大機頂標的”家電”市場

果然,家電廠商重視量遠大於質,而眾多發燒友引頸期待的超級機器卻只在R系列中曇花一現。不過認真想想也對,與其耗費大量心力去服務少數的頂端人士,倒不如做好一切的基本來照拂更多的愛樂人士,後者或許更有意義些。

Sony TA-F555ESX(含TA-F555ESXII)在彼時的東瀛國音響市場上投下一顆震撼彈,在這個價位上你找不到背景雜訊比它低的綜合擴大機,在這個價位上你聽不到音樂躍動感如此鮮明的同級機器,在這個價位上還附上用料不錯的MM/MC唱頭放大器。但是別忘了,這就只是一台四萬元不到的綜合擴大機,即便它有著26公斤的雄壯軀體,即便它有著背後一群老練工程師的嘔心瀝血,它還是要跟現實低頭在有限成本中搾出最大的可能性。

即使它的高電頻放大與功率驅動能力遠優於不分時期的同價位機器但是只要看到那兩顆扎扎實實的大變壓器就可以猜測到後級擴大機的驅動電流還有一段不小的升級空間,如此一來肯定能在鮮明的躍動感背後彰顯出它所欠缺的音樂重量感。此外,隨著CD的出現與逐漸成為主流,本機在高電平訊源(CD、卡座、調諧器等)再生時音樂的飽滿度不錯可惜唱頭放大部分遇到輸出較低的唱頭時,音樂的飽滿度就略遜一籌,特別是MC檔的40Ω切換至3Ω時原本已稍嫌不足的放大倍率似乎再降一格,整體聲音表現覺得孱弱些,這是本機美中不足的地方。

鑑於這台機器的體質甚佳,我一直有為它重新設計唱頭放大部分的打算,也期望它能為它的每一位主人帶來愉悅的時光。

閒話說多了,轉回正題。

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先把話題跳到另一台555身上,前一段時間送來我這邊整理的Sony TA-555ESXII。

這台555ESXII送修的原因是主人認為聲音怪怪的,為了保險起見希望我幫它做仔細的檢修與整理。

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打開上蓋內部還算乾淨,仔細瞧瞧發覺這台機器幾乎已經到達臨界狀態,再晚一陣子送過來恐怕不會太樂觀。上蓋底下映如眼簾的是數處不正常發熱的焦黑碳化區(紅箭頭處),遇到有這些明顯跡象卻還能正常工作的機器應該可以去賭一下樂透了光看這幾點嚴重的焦黑狀態幾乎可以斷定這台機器應該有不太輕微的故障史。

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幾處電解電容器的縮膜(紅箭頭)與防爆弁(綠箭頭)的突起,表示機器的工作點並不穩定,藍色箭頭是底下那塊高電平放大基板的不正常發熱處。

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唱頭放大基板電源入口處兩顆白白胖胖明顯被更換過的稍大瓦數電阻底下則是怵目驚心的暴燒炭化痕跡,前段故障經歷的慘烈程度足見端倪。

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在熱源下,機器重複性的開關使用過程中,零件焊點反覆經歷加熱冷卻的過程中焊點逐漸龜裂,龜裂的焊點在通電過程中產生大量的高頻雜訊,高頻雜訊回過頭摧殘吸收雜訊自我加熱的短命電解電容器,等到時機成熟,機器難免放放煙火自行宣布休假去也!

還好機主機警,煙火沒醞釀成功。

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再繼續往下檢查,功率放大基板出乎意料之外乾淨且無任何焦黑痕跡,這跟前端故障的慘烈情況有所扞格,卸下最下方底部鐵板看到功率出力晶體的滑稽樣貌不禁莞爾,看來這塊基板是從別處移植,功率晶體表面被散熱膏糊得一蹋糊塗,順個手稍微把它的表面擦拭一下有這麼難嗎?

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再往下查到串接喇叭輸出的繼電器,乍看之下一切正常,解焊卸下準備做接點清潔時卻看到明顯的焦黑痕跡,這是出力功率晶體短路瞬間觸發大電流的伴隨現象,種種跡象顯示這台機器的確出現過重大意外,機主入手的大概是將兩台機器拼湊成一台然後做最簡維護的勉強堪用機,還好送檢的早將老化零件汰換後,應該還可以用上好一段日子。

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如果說上面那位機主運氣不錯的話,今天這位機主就有點手背了。

詳細情形我沒深問,從機主約略口述只知看到火光聽到爆音,遇到這種情況基本上一定有主動元件(如電晶體)的損壞而災情的嚴重與否端看是否出現延燒現象以及延燒範圍多廣?較輕微的災情是單純的級內(註)故障,最慘的是從前段的唱頭放大放延燒到最末段的功率放大級,這台便是運氣最差的例證。

註:一般而言綜合擴大機可以視為三級放大器的集合體,分別是處理極小輸入訊號如MM/MC唱頭的唱頭放大器,處理高電平訊源如CD卡座等的高電平放大器以及負責推動揚聲器的喇叭單體發出音樂訊號的功率放大器。

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既然機器有出現火光與爆音的情形拆開上蓋當然先看故障源在哪裡?

果不其然,機器中後方的功率放大基板上出現焦黑零件的燒毀群,其中最誇張的是電晶體Q470(紅圈處)的正面爆裂開來,打到固定散熱片鐵板再彈到電路板上(上面的紅圈)。

這個燒毀區域主要功能為保護電路,幸虧這個電路有所動作,機主的喇叭系統才得以幸免於難。

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保護回路嚴重受損第一個檢查的自然是功率晶體,毫無意外右邊四顆大顆的功率晶體(紅框處)處在擊穿的短路狀態損失有點慘重

仔細一看,發現蠻有趣的事情,這台機器左右聲道使用的功率電晶體居然不同。被擊穿的是2SA1492跟2SC3856,另一聲道則是2SA1386A與2SC3519A,種種跡象顯示沒故障的電晶體應該是後來被替換掉的零件。

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首先,電晶體正面散布著水藍色散熱膏殘漬。其次電晶體接腳與基板銅箔的焊接手法極其業餘(可以對照故障電晶體下方焊點外觀)。特別是2SA1386A的接腳模樣令人懷疑先前的修理技師使用的是二手零件,功率電晶體出現銅鏽的接腳採用這種加熱不足的焊接方式,遲早要出亂子的。

順帶提一下。

修這種並聯的出力電晶體,並不是隨便拿兩顆同型號的電晶體換上去即可,這樣子有可能新替換的兩顆電晶體的工作狀態出現失衡,因此務必讓這兩顆電晶體的各項特性有相當程度的接近才行,所以表面上好像只是兩顆電晶體燒壞而已,實務上恐怕必須購入10~20顆電晶體去做特性匹配挑選出規格向近的兩顆來使用。這個例子,當2SA與2SC同時出問題時,10~20顆甚至40~50顆恐怕還不是保險的配對量(這個情況相當複雜在此省略說明),然後換上去的零件才能正常且持續”穩定”的工作下去,這是修理擴大機電流輸出級比較麻煩且花費難以合宜的難處。

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檢查完電流輸出級,再往上看看高電平放大部分是否無恙?遺憾地,這塊基板上也有明顯的燒毀點(紅箭頭處)。更糟糕的是側上方的唱頭放大基板上的中型電晶體亦有燒灼的痕跡(藍色箭頭處),所以這台機器的故障點是少見的大滿貫特別是唱頭放大上那兩顆中型電晶體下方經過陽級處理的黑色散熱片因為長期的高溫燒烤,顏色從黝黑轉成明灰色,可見通電工作的溫度已經出現異常現象且非一時一刻之事了。

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最後我跟機主說,這台機器除了看得見的故障點外,真要修理恐怕也必須將隱而不顯的內傷部分找出來。特別是高電平與唱放部分,雖然看起來都只有一處故障點,實際上連動受損的部分恐怕還不少,特別是出力電晶體的損傷,修理所需要耗費的成本恐怕可以再重新買一台相同的二手機器了

所以我的建議是,如果喜歡這台機器不妨將它留做零件機,然後再從中古市場挑一台狀況好一點的機器來使用。只是二手機器還是得有風險觀念,我想兩聲道的出力電晶體被換成不同種類的極端案例還真是出現在我眼前,令人訝異不已。

這兩台TA-F555ESX(II)前後代都是值得音響入門者使用的不錯選擇,若是單從送修機的機況而言,前一台不如後一台。只是故障與否?往往帶點運氣的成分,當機器工作點因零件老化導致雜音過多呈現不穩,往往只需要一個觸發的偶然雜訊,就會出現截然不同的命運,也衷心希望愛樂者的音響路能夠無風無雨一路安行。

提到這兩台Sony的擴大機,突然心有所感,就順便將目前正在處理的Accuphase的DAC拿出來講一下。

這台Accuphase DC-91是朋友使用多年的機器,到我手中之前似乎已經送修四、五遍,然後每次送修都只能維持幾個月的正常使用期,然後就犯了老毛病。甚麼老毛病?我沒仔細問,但是他現在遇到的困擾是左聲道的音量小於右聲道,前位修理師傅也明白地跟他說是左聲道的晶片壞掉所致。問題是「但是換上新的晶片之後,使用沒多久依然會壞掉,已經修理大概有四、五次了

我還沒機會跟機主深究四、五次的故障是相同毛病與否?還是有不同的故障症狀?所以我只能就目前的狀況來做下面的敘述。

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打開上蓋,井然有序的模組化基板配置令人不得不佩服這家廠商的細心。三只不算小的電源變壓器,12隻大型電解電容器,這已經是擴大機等級的電源供應能力囉。眼尖的朋友會注意到部分模組上面用白色油漆筆寫著1~4的阿拉伯數字,在2的下方甚至還打個大大的叉。

的確,模組1跟2是左聲道的DA轉換模組沒錯,模組3與4則是負責右聲道。既然是左聲道有問題,模組2下面又打個叉,似乎可以幫我省下不少功夫找毛病源。結果,幾經測試,模組2正常沒毛病真正出問題的是模組1。

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那麼模組2下面那個叉的含意為何?趕緊把模組2卸下仔細看看,原來之前故障更換的是紅色箭頭所指的OP Amp。這顆IC單一模組使用8顆,你可以清楚看到藍色箭頭以下對稱位置的OP Amp都是白色印字,上面印著OP37GP。

不過如果你將照片仔細端詳你會發現更換上去的IC上面所標示的型號卻是OP27G。

兩者有何不同?雖然兩者都屬高速OP的範圍,但是相較於OP37系列的頻寬63MHz,OP27G的頻寬只有8MHz而已,這個降規不可謂不大。

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實際上OP37系列的IC目前還是現行品,價格也不到台幣百元,似乎沒有省這點小錢的必要合理的猜測應該是前某位技師手中剛好只有這顆OP27的庫存而懶得為手上沒有的OP37再去跑趟電子街的權宜措施。

的確,在DAC端末處理部分8MHz完全可以勝任工作,不過為了並聯回路的平衡性以及自己的心理衛生,我還是把它換回現行品的OP37系列,稍後我還準備將這顆IC換回原始的白字版本,不過這是後話。

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既然確認是模組1有問題,就開始電路板的逆向工程,突然發覺如果是8個並聯模組中的DA轉換IC出問題,那還真的是問題嚴重了,因為這顆不太起眼的IC居然連沒什麼保證可言的中古品,一顆都喊價到台幣兩三千塊,這還是韓國貨而非如同本機所採用的日本製造IC連IC右側有沒有打個”K”價格都還可以三級跳。

這台DC-91每聲道兩插板,每塊插板上面扎實實躺著八塊日本製造兼帶老K的PCM63P,一台機器光是這32只IC就回本了,前提當然是要有人願意花錢跟你買。

所幸,這次的故障跟這顆IC沒有關聯,否則還真不知道要去哪邊生出這些IC來更換?

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特定出問題所在後由於機主同意完整處理,所以我著手將全部模組卸下檢查,然後在晶振電路板上發現兩處缺件(紅色箭頭處)。由電路板上記號可以知道這是兩顆電解電容器,缺少這兩個元件雖然還是能夠正常工作,但是整個電路架構上安定性會差些。

其實在機主將這台機器送到我這邊時,便告知我他還在日雅拍標下一台相同的機器,抵達台灣後會送過來請我一併處理。

那時因為這台機器時好時壞,或許他得到的資訊讓他以為機器的壽命已至因此希望我將兩台機器合併成一台堪用品。

由於他的期望值不高,所以我也就沒太多的壓力。等到第二台機器(簡稱B機)到達台灣後,我已經將A機電路上的雜訊源去除並且將故障原因特定出來。

至此,這台A機完修已成定局,缺件的問題也可以從比對B機得到相關零件的資訊來補足。

嚴格來講,單機維修只能從你手上的機器來下判斷如果有其他的維修史,許多事情只能靠經驗與實驗做出比較合理的對應方式。這次有機會遇上兩台相同的高階機器做相互對照,的確能夠非常理想的解決兩台機器各自不足的地方,是一次非常愉快的經驗。

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不過在這邊要提醒一下對這台機器有興趣的朋友該注意的事項。

購入這台機器的要件是至少能正確工作的動作品才行,如果拍賣網站上模擬兩可描述的可通電產品,最好閃過。

因為這台機器有三、四顆如照片上的V-12M288(正反面)這類型的訂製IC,一旦這幾顆類似訂製且封裝看不見電路細節的IC故障,那你手上這台真的只能當零件機來殺肉囉!

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當我解決掉電路震盪的雜訊問題,並且確認故障IC所在後,將”劣化”的IC從模組1移到打叉叉的模組2做統一管理,然後拜託日本的友人幫忙找這顆IC來替換。

此時,B機也送達到我這裡,機器外觀看來有著相對應的歲月痕跡,接上測試儀器檢測也確認可以正常工作。我跟機主做再一次地確認,正常工作的機器還要做整理嗎?機主回答說好,所以我就開始進行拆卸動作。

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初步判斷B機的機況劣於A機,底板甚至還缺顆螺絲,這台從日本空運回台的機器似乎也有維修過的蛛絲馬跡。

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照片裡上面是A機,下方是B機的相同基板。紅色箭頭是A機缺件處,B機的相同位置可以看見小型電解電容器的存在。我根據B機所提供的零件規格為A機補上缺件,讓這塊電路板回復成原廠的設定。

B機兩個紅色箭頭之間可以看見三顆銀白色的水晶震盪晶體,這裡用乳白色的熱熔膠(?)固定肯定不是原廠的手法。

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翻過面來,可以發現電路板底下有幾條綠色跳線,到這裡已經可以確定這台機器的確維修過,而且不是回原廠維修,因為維修手法有點粗暴。

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為什麼說這位日本維修技師的維修手法粗暴?因為他在抓故障點的時候,不是選擇將IC從電路板上移出做後續測試而是選擇比較輕鬆不費力的割斷銅箔導線製造電氣斷點的方式試圖找出故障點明顯地,故障點不在這塊電路板上,所以他只好用綠色跳線來彌補先前的莽撞舉動。

到這裡,我本想先把這台機器整理一下讓機主至少先有台DAC可用。等到抽出其餘插板一看,只好打消這個念頭。

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照片上方是A機老(劣)化的IC是左邊以紅線圍起來那三顆HP 7101。照片下方是B機,這顆IC已經被更換為A 7720。

欸!兩顆IC有何不同?

差異主要還是在頻寬上,相較於頻寬為50MHz的HP 7101,A 7720只有一半的25MHz。最要命的是這位天才的日本技師居然不分青紅皂白地將四塊模組共計12顆IC全數更換這顆IC雖然沒PCM63P矜貴,一次要張羅這麼多顆也屬不易。

原先計畫將這些IC改回原本的高規,只不過是遵循原廠獅子博兔的超規格無意義設定,畢竟絕對的高規格只在電路餘裕度上相關聯,與聲音表現沒太大關係。然而,在等零件的這段時間略有空檔我便去思考這個命題,突然了解,高規格IC居然跟機器的妥善性相關聯,難怪Accuphase的機器如此長壽耐操。

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在尋找與等待零件這段時間我記得測試這三顆OP的工作狀態時,資料的處理頻率各自不同,因為測試過程中忙著思考與歸納,所以沒留下詳細的數據與照片,留存的這張從CD唱盤播放測試片來觀察OP輸出的照片中,可以清楚的看到數位訊號是依賴352.58kHz的方波遞送(不知道這個說法是否嚴謹?),這個數值剛好是44.1kHz的八倍。

三顆OP的處理速度除了這個較慢的三百多kHz,另一個較快的速度似乎是個位數MHz。三顆規格相同OP處理處理兩種不同速度的脈波,假設OP的老化速度一致,那麼隨機更動這些OP時故障的現象應該相同不發生變動。

如果是因為使用方式(處理MHz級訊號orKHz級訊號),加上外部原因(高頻雜訊的不斷衝擊),然後因為特定因素觸發快速劣化,那麼這三顆OP在電路板上的相對位置極可能影響故障產生的模式。

實驗結果,確定是後面這個模式。

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照片是這台DAC對正弦波入力的輸出波形較主要的三種模式,機器剛到時的輸出波形是最上面一種,這符合機主對左聲道音量較小的描述。除了波形較小外,波形離正常的正弦波有明顯的差異(電子學的術語叫做高失真度)。

中間的照片除了輸出波形較小之外,形狀跟右聲道的正弦波趨近,訊號的失真度有效收斂。

最令人意外的是最下面這張照片從輸出波形乃至於輸出訊號強度都看不到有故障的跡象,也就是說光是將這三顆OP仔細排列組合一下就可以排除故障了。當然這個說法並不正確,較好說法是隱藏故障,更正確的說法是隱藏老化現象。

所以當我們入手一台堪用的古典名機,能夠使用多久?取決於機器本身的老化程度。老化的少可以用的長。老化多一小段時間就會因為外在條件成熟而在短時間故障。

所以老機器的預先整理,不僅可以延緩老化進度,透過問題零件的汰除更新,不僅可以有效延壽還可以喚起新的感動。一如上述Sony綜合擴大機的例子,明明機況較好的一代機(TA-F555ESX)今日卻變成了四處延燒的報廢機,而機況較差的二代機(TA-F555ESXII),如今仍在為主人高歌。

話題回到Accuphase的DAC,一般來說半導體OP在設計正確的回路中,基本上是不容易耗損的。然而隨著周遭零件的老化,受侵蝕的OP跟著老化是無可避免的情事。從這個例子,我們可以想像老化的OP對高速運算的力不從心,藉由輸出波形看出端倪。將這顆明顯老化或是因為某種原因急速劣化的OP用在電路上的某處或者是它早已經存在這台機器的某處時,如何避免觸發急速劣(老)化的條件出現,是讓古典名機能夠正常工作的當務之急。

使用規格餘裕度低的零件一但老化機器的故障立即反應出來。超越規格數倍或數十倍的用料,一台機器要老化到故障現蹤,恐怕得等上許久。

也難怪Accuphase的機器會如此耐操好用!

 

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    Sony TA-F555ESX Accuphase DC-91
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