Restauración Yamaha MX-1000. Parte II

En la segunda parte de esta puesta a punto (primera parte aquí), nos centraremos en las placas de potencia situadas en la parte de abajo del amplificador, accesibles una vez retirada la cubierta inferior.

Estas placas contienen las siguientes partes del circuito:

APS: Para aumentar la eficiencia, solo se aplica aprox 40V simétricos a los transistores de potencia de audio. Un comparador se ocupa de monitorizar la tensión de salida, y cuando se aproxima al limite, la fuente aumenta progresivamente la tensión de alimentación hasta un máximo de 94V por rail. De los 10 transistores de potencia que se observan en cada una de las placas, 6 son de audio y 4 son de alimentación.

En este ejemplo se puede ver en funcionamiento. Es similar en cierto aspecto a un clase G mas refinado.

I-AMP: Transistores de potencia de audio que entregan la corriente necesaria a la carga.

HCA: Yamaha Hyperbolic Conversion Amplification. Este circuito, simplificando mucho, es una variante de bias dinámico (otros fabricantes de la época han implementado soluciones similares bajo distintos nombres comerciales) que busca minimizar la distorsión de un AB convencional, intentando aproximarse a un clase A sin los problemas de eficiencia de estos últimos.

Douglas Self, en su libro Audio Power Amplifier Design, hace mención a esta topología:

Yamaha did not want to be left out of the non-switching business. Their version was called Hyperbolic Conversion Amplification (HCA). The implication seems to be that two hyperbolic curves can be combined to give a straight line; this is not true mathematically as far as I am aware, though certainly two parabolas (square law curves) can be combined to result in a straight line. The relevant patent appears to be 4,803,441 by Noro,47 which references an earlier patent by Yamaguchi, 48 and confirms that HCA is based on square law characteristics. More hyperbole than hyperbolic, I feel. HCA was applied to the Yamaha MX-1000 amplifier in 1989; it was also applied to the MX-2000 (1988) though the details of the circuitry are rather different. A simplified version of the MX-1000 application is shown in Figure 4.22. A and B are sub-rails which are driven up and down with the output by C2 and C3. Biasing diodes D1, D2 set up a constant current in the current-mirror Q9, Q7, while D3, D4 do the same for current-mirror Q10, Q8. The signal is applied through the voltage amplifier, which has a low output impedance, and is converted from voltage to current by R15, which sees a low impedance at the emitters of Q7 and Q8. The output current from mirror Q9, Q7 is bounced off the upper sub-rail A by mirror Q5. Q3, and likewise the output of mirror Q10, Q8 is bounced off the lower sub-rail B by mirror Q6, Q4. The output current from Q3 is fed to amplifier Q1, which is also fed with a version of the output signal, and Q1 controls driver Q11. Likewise for the lower half of the circuit. The output stage itself is a conventional Type II emitterfollower configuration. The fundamental principle is that the product (not the sum) of the output currents from Q7 and Q8 is constant. Therefore, no matter how hard the circuit is driven, the smaller current never reaches zero, and therefore the output devices never turn off. 

 

Some of the Yamaha amplifiers with discrete HCA circuitry were the MX-630, MX-800, and MX 1000. The MX-1000 (260 W/8U) also had what Yamaha called Advanced Power Supply Circuitry (APS), which as far as I can tell from the schematic was a form of Class-G. Later the HCA circuitry was incorporated in an IC called the BA3122 N, being applied to the MX-1 and MX-2 in 1993. The service manuals for these amplifiers give the internal circuit of the IC, revealing that it has four linked current-mirrors as shown in Figure 4.22, but offer no component values. The Yamaha AX-730, AX-930, AX-1050, and AX-1070 used the BA3122 N HCA IC and it is believed it was used in the AX-1090, but this is not so far confirmed.

En este caso concreto, estas placas no presentaban fallo ninguno y estaban totalmente originales sin signos de reparaciones previas. Sin embargo, como veremos, es necesario hacerles una revisión después de 34 años de servicio. La topología compleja que presentan hace que cuando fallan, por norma general, se producen averías muy latosas de solucionar, con múltiples componentes afectados.

El primer paso es extraer las placas de la pcb principal. Para ello se deben desoldar los pines que la unen a ella:

Estas pistas son bastante delicadas, y es relativamente fácil dañarlas. El consejo aquí es controlar la temperatura del soldador, y nunca sobrecalentar la pista. Una vez succionado el grueso del estaño (una buena bomba manual sirve perfectamente), se calienta el pin y haciendo una pequeña palanca se levanta con cuidado para separarlo de la pista.

Una vez desoldados los pines tenemos dos opciones. Extraer las placas con los disipadores, o solo la placa dejando los disipadores en el chasis. Optaremos por la primara opción, así nos evitaremos soltar todos los transistores de potencia, y tener que renovar luego las almohadillas térmicas (este tipo de aislante solo se debe usar una vez, y no debe reutilizarse).

En una primera inspección visual, encontramos los primeros problemas. Las soldaduras de los transistores de potencia:

Es evidente que acabaría fallando en un periodo de tiempo breve si no se llegara a comprobar. Por tanto una de las acciones necesarias es revisar todas las soldaduras. Se retira el estaño antiguo y se realizan soldaduras nuevas con estaño de calidad. Por ultimo se limpian todos los restos de flux para dejar un acabado limpio.

A continuación se miden todos los condensadores. Originalmente utiliza Rubycon Black Gate y Nichicon Muse, componentes de excelente calidad. En general estaban todos en bastante buenas condiciones, a excepción de los Nichicon Muse verdes que estaban por debajo de tolerancia. En cualquier caso, una vez retirados se aprovecha para renovarlos. Sus sustitutos deben ser de calidad, e intentar en la medida de lo posible, mantener el tamaño lo más similar al original. En este caso se han utilizado Nichicon UFG, a excepción del de 1uF que se sustituye por uno de film, Wima MKS2 (C352 en la última foto)

La resistencia variable de ajuste de bias también se sustituye por un trimmer de Bourns, mucho mas preciso que el original. Esto facilitará la tarea en el posterior proceso de ajuste.

En la próxima entrada nos centraremos en la placa principal, que contiene en su mayoría la sección de amplificación en voltaje y la fuente de alimentación.