Im Rahmen mehrerer Instandsetzungen für einen Bekannten übergab mir dieser ein Nakamichi 620.

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Hierbei handelt es sich um eine Endstufe mit 2x100W, die von Nakamichi zwischen etwa 1976 und 1980 gebaut wurde. Inzwischen sind die Teile aus der Nakamichi System-One Reihe, wozu auch der Nakamichi 620 gehört, im High-End Bereich durchaus noch gefragt. Der Gebrauchtpreis auch heute noch um die 700€.

Der UVP der Endstufe betrug seinerzeit etwa 1700 DM. Der Preamplifier Nakamichi 610, weclhen ich noch an anderer Stelle vorstelle, war für 1500 DM erhältlich. Als Vergleichswert um die Inflation/Kaufkraft einschätzen zu können, ein Mercedes 230 (W123) kostete 1978 20.910 DM.

Ein paar Daten:
Stromverbrauch: max 700VA
Leistung: 2×100 Watt Sinusleistung
Klirrfaktor (bzw. THD): unter 0,005%
Intermodulationsverzerrung: unter 0,002%
Frequenzgang: 5-100.000 Hz
Störabstand: besser als 120dB

Das Gerät hat nur ein paar Lampen als Anzeige: Peak Power, einstellbar für 1,5,25,50 Watt.

3 ICs (für die Peak Power-Anzeige), 46 Transistoren, 41 Dioden. 12,5 Kg Gewicht. Mit Ringkerntrafo und dazu passender Einschaltstrombegrenzung.

Dazu verfügt dieses Gerät über eine Schutzschaltung (die rautenförmige gelbe Platine im Bild unten), welche den Ausgang mittels eines Relais hart kurzschließt, sobald beispielsweise wegen eines Defekts der Endstufentransistoren eine Gleichspannung auf einem der Lautsprecherausgänge anliegt.

Der Erste Blick in das Gerät

Beim Öffnen des Nakamichi 620 bot sich folgendes Bild:2015-08-20 19.21.25-s
Die beiden Elkos des Netzteils hatten es offenbar schon hinter sich. Aus den Überdruckventilen war bereits Elektrolyt entwichen und hatte teilweise zu starker Korrosion an den umgebenden Metallteilen geführt. Auch wenn diese Elkos messtechnisch noch in Ordnung waren, mussten sie getauscht werden.

Ausgelaufener Siebelko im Nakamichi 620

Die Überhitzung der Leiterplatte gab mir ebenfalls zu denken, obwohl der Verstärker meßtechnisch in Ordnung zu sein schien. Ich konnte einen Klirrfaktor <0,1% messen (eine genauere Messung ist mit einem einfachen Oszilloskop nicht möglich, die Arta-Software mit der ich die abschließende Messung nach der Instandsetzung durchführte, hatte ich zu diesem Zeitpunkt nicht zur Verfügung).

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Was mir dann noch sehr seltsam vorkam, war das hier:

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SO schließt man den Schutzleiter des Netzkabels eigentlich nicht an. Hat hier etwa jemand am Gerät rumgefummelt? Ein offener Kabelschuh der einfach mit einer (brünierten *wääh*) Befestigungsschraube eines anderen Gehäuseteils angeschraubt wurde ergibt keine zuverlässig niederohmige Verbindung.

Noch machte ich mir bzgl. des Kabels aber keine weiteren Gedanken, ich ging davon aus, das war vor 40 Jahren vom Hersteller so gemacht worden.

Tausch der Siebelkos

Also erstmal die Elkos tauschen. Für kleines Geld fand ich einen einigermaßen passenden Ersatz für die Siebelkos:

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Betonung auf “einigermaßen”. Spannung, Kapazität etc. sind gleich, einzig die Mechanik ist anders. Im Original wird die Masse über eine direkt an den Fahnen angeschraubte Schiene hergestellt. Auch haben die Befestigungsringe einen anderen Durchmesser. Hier entschloss ich mich dann ein bischen mit Blech zu basteln.

Zuerst die Befestigung. 1mm dickes Blech sollte reichen. Ja, ich weiß, nicht schön gearbeitet, aber für diesen Zweck ausreichend. Bin ja, was mechanische Arbeiten angeht, auch nur als Nachrichtengerätemechaniker ausgebildet. Heute aber war das eigentliche Problem die fehlende Werkstatt mit passenden Werkzeugen. Habe nur einen Blechknabber, Sägen, Feilen und ein paar Bohrgeräte.

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Nachdem die Befestigung der neuen Elkos geklärt war, fertigte ich für die Schraubanschlüsse kleine Winkel an, dieses Mal 0,7mm Blech. Nach dem Anschrauben zeigte sich, ich hatte die Abstände für die Bohrungen und Schrauben etwas knapp bemessen, doch es passt soweit. Für den Schraubanschluß der Elkos bestellte ich nach der ersten Begutachtung noch passende Zoll-Schrauben – in der Beschreibung war leider nicht aufgeführt gewesen, ob es sich um metrische oder zoll-Gewinde handelt.

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Der Blick von hinten auf den neuen Anschluß.

So nun also das Gesamtbild bis zu diesem Zeitpunkt.

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Austausch der restlichen Elkos

Nachdem die Siebelkos der Stromversorgung getauscht waren, standen der Tausch der Elkos auf den Platinen an. Auch wenn nur wenige der Elkos (bei den Endstufen genau einer pro Kanal) für die Signalqualität relevant sind, entschied ich mich, grundsätzlich die für hochwertige Audio-Anwendungen bewährten Panasonic FC Elkos einzusetzen. Dazu haben diese Elkos auch eine hohe Lebensdauer, ein Elkosterben wird in ferner Zukunft sicher nicht der Grund für das Ableben dieser Geräte sein.

47μF 16V – in den letzten 40 Jahren sind die Bauteile kleiner geworden – und haben auch noch viel bessere Daten. Links ein neuer Panasonic.

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Elko aus dem Jahr 2015 links und mit gleicher Kapazität und Spannung aus dem Jahr 1978 rechts im Bild

Der Elkotausch war problemlos und in ca. 45 Minuten auf allen vier Platinen im Gerät durchgeführt. Die beiden Treiberplatinen für die Leistungstransistoren konnten hierzu im Gerät verbleiben.

Wiederinbetriebnahme und weitere Reparatur

Bei der Wiederinbetriebnahme und der Kontrolle der Arbeitspunkte zeigte sich aber, daß etwas nicht stimmt. Einige Arbeitspunkte zeigten starke Abweichungen zu den in den Serviceunterlagen vermerkten. Der Fehler war schnell gefunden. Jetzt mussten die Platinen doch demontiert werden (hier sind auch die beiden neuen Elkos auf der Audioplatine links im Bild zu sehen):

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Dieser Widerstand wird direkt von dem Transistor, welcher sich an der Eingangs erkannten überhitzten Stelle der Platine befindet, bestromt. Hier stimmte wohl etwas größeres nicht. Der Transistor zusammen mit einer Diode und zwei Widerständen bildet eine Konstantstromquelle die den Ruhestrom der Schaltung steuert (es gibt eine solche im positiven und eine im negativen Zweig). Eine Messung am Transistor ergab, daß dieser kaputt war.

Auch wenn es für diesen Transistor nicht zwingend notwendig war, entschied ich mich einen Originaltransistor zu besorgen, Kostenpunkt 10€, Lieferung nach zwei Wochen aus England.

Nachdem ich meinen Bekannten über die Verzögerung informiert hatte, erzählte er mir davon, den gleichen Verstärker nochmals zu besitzen und auch einen Nakamichi 610 Preamplifier. Ob ich nicht auch bei diesen Geräten dann die Elkos tauschen könnte… und vielleicht auch ein paar neue Netzkabel montieren.

Ein paar Tage später stand dann also mein Tisch voll mit lauter prächtigen Geräten, weitere Berichte zu diesen werden folgen.

Austausch des Netzkabels

Der zweite Nakamichi 620-Verstärker war noch mit dem Original-US Netzkabel versehen, an dieses war ein europäischer Schutzkontaktstecker nachträglich montiert. Ohne angeschossenem Schutzleiter, nur dieses typische Lakritz-Kabel. Mir wurde klar, der erste Verstärker war seinerzeit vom Importeur verbastelt worden und ich musste den Anschluss ändern.

In diesem Fall hieß das: Den Staubsauger in die eine Hand und mit der anderen ein Loch in den Patienten bohren. So sah es dann mit dem neuen Netzkabel aus. Dieses Mal mit korrekt am Gehäuse verschraubtem Schutzleiter.

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An der Freiflugverdrahtung des Entstörkondensators und der fehltenden doppelten Isolierung der Netzspannung führenden Leitungen ist erkennbar, es handelt sich hierbei nicht um eine schutzisoliertes Gerät (welches ohne Schutzleiter betrieben werden dürfte). Ebenso gibt es in den Serviceunterlagen keine Hinweise darauf, daß im Gerät ein hierfür geeigneter Transformator verbaut wurde.

Überhitzte Transistoren

Nach einigen Tagen wurde der neue Transistor geliefert. Vorsorglich hatte ich zwei bestellt, was sich jetzt bereits auszahlte: am zweiten Verstärker hatte ich am anderen Kanal exakt den gleichen durchgebrannten Widerstand gefunden. Hier war der Transistor aber noch funktionsfähig, nur die Verstärkung ist von ursprünglich ca. 80 auf 25 abgefallen (ausserhalt der Spec.). Auch zeigten sich dort die gleichen dunklen Verfärbungen an allen Stellen der Platine an denen solch ein Transistor direkt angeschraubt war.

Bei meinen Messungen konnte ich sehen, daß diese Transistoren schon am offenen Gerät locker eine Temperatur von 70-80°C an der Gehäuseoberfläche erreichen. Am geschlossenen Verstärker wird es entsprchend noch heißer, so daß einerseits die Platinen überhitzen und andererseits die Transistoren vorzeitig altern oder wegen Überhitzung “durchgehen”.

Hier liegt offenbar eine konstruktive Schwäche des Gerätes vor.

Um zukünftig eine weitere Verschlechterung zu vermeiden entschied ich mich dafür, die betroffenen Transistoren mit Kühlkörpern zu versehen. Die bereits eingesetzte Beschädigung der Platinen durch die ständige Überhitzung wird sich andernfalls aller Voraussicht nach in den nächsten Jahren der Endstufennutzung deutlich beschleunigen.

Mein erster Versuch mit aufgerichteten Transistoren am Kühlkörper…

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..erwies sich als reichlich unüberlegte Idee. Selbst ohne Kühlkörper stieß der Transistor beim Einbau der Platine an einem Metallwinkel im Gehäuse an:

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Ich entschied mich nun für eine radikalere Lösung. Die Transistoren kamen auf die Rückseite der Platine, mit einem kleinen Kühlkörper huckepack. Von den vorderen Kühlkörpern durfte ich dann aber auch noch eine Kühlrippe absägen, da diese für meinen Geschmack nach dem Zusammenbau zu nah am Gehäuse anlag (nicht jeder unbedachte Rempler am Kunststoffgehäuse sollte gleich mechanisch Kraft auf die Platinen und Bauteile ausüben):

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Nakamichi 620 nach dem Austausch der Elektrolytkondensatoren und der Montage zusätzlicher Kühlkörper auf den Transistoren.

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Anschließend wurde das Gerät am Regeltrenntrafo in Betrieb genommen, langsam die Spannung erhöht und dabei der Strom beobachtet – alles im grünen Bereich.
Die Überprüfung der Arbeitspunkte ergab, daß jetzt alles korrekt war.

Da verkohltes Pertinax leitfähig ist, ersetzte ich die Leiterbahnen an den am stärksten beschädigten Stellen der Platine durch isolierte Drähte.

Den gleichen Umbau nahm ich nun am zweiten Verstärker vor. Bei diesem durfte ich dann noch die Power-Glühbirne und einen Operationsverstärker für die Peak-Lampen wechseln. Dieser Verstärker ist nicht mit der Lautsprecherschutzschaltungsplatine ausgestattet, welche im Fall eines durchgegangenen Transistors die Ausgänge mit einem Relais kurzschließt.

Abschließende meßtechnische Kontrolle

Final habe ich noch den Verstärker kurz mit der Arta-Software vermessen. Keine exakte Messung, es ging primär um die Überprüfung, daß der Verstärker sich auch nach den Modifikationen noch in der Herstellerspezifikation befindet.

Der leichte Abfall an den Enden der Kurve ist meinem AD/DA-Wandler geschuldet – exakt die gleiche Kurve erhalte ich, wenn ich den Signalgenerator direkt – ohne Verstärker dazwischen – mit dem Meßeingang verbinde.

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Und last but not least – Klirrfaktormessung bei 10W Ausgangsleistung an einen 10 Ohm-Widerstand. Die Brummeinstreuungen (50 Hz) sind vermutlich zu einem guten Teil meinem Meßaufbau geschuldet, da ich mit einem Spannungsteiler freifliegend das Ausgangssignal des Verstärkers geteilt habe.

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Harmonische Verzerrungen (THD) von unfassbaren 0,00072% (THD ist nicht gleich dem Klirrfaktor, aber ein sehr ähnlicher Meßwert).
Die Wahrnehmbarkeitschwelle von Klirren liegt bei etwa 0,1%.

Vor dem Zuschrauben wurde noch das Gehäuse gründlich gereinigt und mit Kunststoffpflegemittel behandelt.

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Durchgeführte Arbeiten

Um einen Überblick darüber zu erhalten, was für einen Aufwand eine derartige Instandsetzung bedeutet, notierte ich meine Bastelzeiten und Tätigkeiten.

Ausgeführte Tätigkeiten und Zeitaufwand

  • Austausch und Anschluß Netzteilelkos an Masseschiene, Herstellung Montagewinkel
  • Austausch Elkos in der Elektronik
  • Austausch Netzanschlusskabel
  • Herstellung Schutzleiteranschluss am Gehäuse
  • Kontrolle der Schleifenimpendanzen
  • Instandsetzung Ruhestrom Endstufenplatine
  • Montage Kühlkörper für 4 Vorstufentransistoren
  • Arbeitspunktkontrolle
  • 3h Dauertest mit 20 Watt
  • Kontrolle Frequenzgang und Klirrfaktor bei 1W und 10W
  • Reinigung des Gehäuses

 

Insgesamt benötigte ich 18:25h für die Instandsetzung des ersten Verstärkers.