Eine DX7 Restauration, mechanische Fragen

[swissdoc]

Mit einem solchen OLED klingt der DX7 dann aber nicht mehr so rund wie mit einem in Ehren erblassten LCD.

 

[Astralix]

12 bit Wandler + DX7... weniger rund geht eigentlich nicht und das war ja eben der Grund für die Beliebtheit der DX7.

Für den interessierten Hobbyisten und nicht Elektroniker:

Ein modernes 16x2 LCD benötigt lediglich 2mA, die Hintergrundbeleuchtung aber bis zu 160mA. Das OLED scheint mit einem maximalen Stromverbrauch von 35mA daher ein guter Kompromiss.

Warum spielt das eine Rolle?

Die DX7 verwendet Linearregler um die gleichgerichtete und geglättete Trafo-Spannung in eine stabilisierte 5V Spannung zu regeln. Diese versorgt alle digitalen und auch ein paar analogen Baugruppen.
Linearregler regeln über einen Längstransistor die Spannung. Es liegt also eine zu hohe Spannung an diesem Transistor an und er muss daraus eine niedrigere Spannung machen. Der Strom durch diese Schaltung ist aber konstant. Wenn also bei 9V Eingang 1A fließt sind das 9 Watt. 1A fließt aber auch nach dem Regler, aber nur bei 5V, das sind 5W. Wenn man das Kühlblech anfasst, dann spürt man die verlorenen 4W sofort!

Nehmen wir an, dass das alte LCD 10mA benötigte und das OLED nun volle 35mA, dann sind das 25mA mehr auf dem +5V Regler am Kühlblech. Im Schaltplan steht nix, also gehe ich mal von 9Vrms vor dem 5V Regler aus, 4V * 0.025mA = 100mW Wärme, die da erzeugt werden. Das klingt nach wenig, wird den Kühlkörper aber messbar wärmer machen.

Bei einem LCD mit Hintergrundbeleuchtung von 80mA (halbe Helligkeit) sind es 320mW. Viele Umbau-Videos zeigen aber, dass man pin 1 und 2 mit 15 und 16 verbindet für die Hintergrundbeleuchtung, sie gaben also volle 5V auf die LEDs. Das mögen die nicht wirklich lange ohne Vorwiderstand und wir können locker 160mA annehmen. Das sind dann 640mW also über ein halbes Watt mehr auf dem 5V Regler. Autsch!

Kann man das verbessern?

Ich habe mir den Schaltplan mal angesehen und überlegt, ob man die 5V nicht aus einem RECOM oder TRACO DC/DC Wandler versorgen kann. Die gibt es in einem Gehäuse, das direkt als Ersatz für die TO220 gedacht ist, aber eben nicht mehr an ein Kühlblech geschraubt werden muss.
Diese Wandler arbeiten bei >280kHz, sollten also im Audio nicht auftauchen. Die TRACO sind dabei im Ripple besser als die RECOM. Aus einem anderen Forum hat jemand programmierbare DC/DC Wandler entwickelt, die als Ersatz für die TO3 Linearregler gedacht sind und bei diesen den Ripple so weit unterdrückt, dass er zur Messung extra eine HF Buchse zum testen eingebaut hat. Das könnte man mal testen. Es gibt auch Leute, die die +15V, -15V und +5V auf ein Schaltnetzteil umgebaut haben.

Fazit:

Im Zuge des Umbaus auf das SuperMAX Board werde ich mal schauen, wie hoch die Stromaufnahme der DX7 tatsächlich ist. Außerdem, wie hoch die Spannungen an den Reglern ist und so weiter. Dann sieht man, wie viel Reserve da vorhanden ist.
YAMAHA hat bei vielen Bauteilen großzügig dimensioniert, sicher ein Grund, warum so eine DX7 auch nach 40 Jahren immer noch anstandslos funktioniert. Wenn da auch die Linearregler großzügig ausgelegt wurden, besteht kein Handlungsbedarf.
Leider kann ich keine Messung mit der Originalbestückung machen, denn ich habe die RAMs nicht. EPROMs wäre kein Problem, da habe ich alle Größen und auch das YAMAHA Image.

 

[fanwander]

Meine Erfahrung mit den Schaltnetzteilen an alter Hardware ist, dass sie halt nicht schnell genug auf geschaltete Lastwechsel reagieren. Das kann (muss nicht) dazu führen, dass zB blinkende LEDs oder Fußschalter, die einen Eingang von 5V auf 0V ziehen, als Knacksen im Audio zu hören sind. Ripple oder die Taktfrequenz sind hingegen normalerweise kein Problem.

Beim DX7-Display: 4.7Ohm 1/2Watt in die 5 Voltbrücke zur Hintergrundbeleuchtung rein und gut ists.

 

[RealRider]

Nehmen wir an, dass das alte LCD 10mA benötigte und das OLED nun volle 35mA, dann sind das 25mA mehr auf dem +5V Regler am Kühlblech. Im Schaltplan steht nix, also gehe ich mal von 9Vrms vor dem 5V Regler aus, 4V * 0.025mA = 100mW Wärme, die da erzeugt werden. Das klingt nach wenig, wird den Kühlkörper aber messbar wärmer machen.

nach einbau von OLED und SuperMAX , wird mein MK1 auch deutlich wärmer wird als vorher
werde das hier also weiter verfolgen

 

[Astralix]

Meine Erfahrung mit den Schaltnetzteilen an alter Hardware ist, dass sie halt nicht schnell genug auf geschaltete Lastwechsel reagieren. Das kann (muss nicht) dazu führen, dass zB blinkende LEDs oder Fußschalter, die einen Eingang von 5V auf 0V ziehen, als Knacksen im Audio zu hören sind. Ripple oder die Taktfrequenz sind hingegen normalerweise kein Problem.

Ja, die Puffer-Kondensatoren müssen bei Schaltnetzteilen anders ausgelegt werden. SNTs haben die für ihre Spezifikationen vorgegebenen Kapazitäten ja bereits eingebaut. Lokale Kapazitäten vor Ort, also da wo schnelle Lastwechsel passieren können auf der Platine, müssen da angepasst werden.
Das könnte man aber ggf durch den Austausch von normalen Aluminium Elektrolyt gegen Aluminium Polymer erreichen.

Schade ist, dass YAMAHA keine separate Versorgung von +5V Analog und +5V Digital vorgesehen hat. Sonst wäre das viel einfacher.

Beim DX7-Display: 4.7Ohm 1/2Watt in die 5 Voltbrücke zur Hintergrundbeleuchtung rein und gut ists.

Ja genau so kann man das machen, wird aber in vielen YT Videos eben nicht gezeigt bzw. auch nicht gemacht.

Der Vorteil des OLEDs ist auch, dass man die Helligkeit über das vorhandene Kontrast-Poti einstellen kann. Das hatte ich nicht so erwartet vom Chinesen. Meine Befürchtung war, dass ich irgendwas auf die Pins 15 und 16 umlöten muss, aber die können einfach frei bleiben.

 

[Christian Böckle]

Grundsätzlich gilt Folgendes:

1.) Daß ein Schaltnetzteil "Probleme bei schnellen Lastwechseln" haben soll, ist vollkommen absurd.
Das einzige "Problem" eines Schaltnetzteils beruht auf der TATSÄCHLICHEN ÜBERLASTUNG, weil es in einem solchen Fall einfach die Ausgangsspannung elektronisch herunterregelt (also den Ausgangsstrom begrenzt) oder (abhängig vom Schaltungsdesign) einfach "aussteigt", bzw. den Ausgang "abschaltet".

2.) Daß bei einem Wechsel von einem konventionellen Netzteil auf ein Schaltnetzteil beispielsweise bei "blinkenden Leuchtdioden"(!!) oder in Verbindung mit Fußschaltern Knacksgeräusche im Audiosignalweg entstehen können, ist ebenso vollkommen absurd.
(FALLS so etwas einmal (in zehntausend funktionierenden Fällen) beobachtet werden sollte, so wäre dies mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit irgend einem Masse-Erd-"Brummschleife"-Problem (in Verbindung mit den Entstörungsmaßnahmen auf der Primärseite (also der Netzspannungsseite) von Schaltnetzteilen) geschuldet, dessen Auswirkung sich mit der Vielzahl anderer mit angeschlosser Geräte sogar noch "potenzieren" kann.)

3.) Leuchdioden dürfen sowieso NIEMALS ohne Vorwiderstand (oder Konstantstromquelle) betrieben werden. DIES ERKLÄRT SICH JA WOHL VON SELBST, weshalb ich hier nicht näher darauf eingehen werde.

4.) Ob ein Kühlkörper "gefühlt" (oder händisch, bzw. über die Haut) warm oder heiß ist, entscheidet in der Regel bereits ein Temperatur-Unterschied von nur einem Grad.
Hier sind also ALLEINIG TemperaturMESSUNGEN zulässig, wobei jedoch auch die Raumtemperatur mit berücksichtigt werden muß (und auch die Tatsache, daß für einen Halbleiter auch beispielsweise 100 Grad noch keinerlei Problem darstellen.).

5.) Glättungs-Elkos am Ausgang:
Da ein Schaltnetzeil (im Gegensatz zu einem konventionellen 50Hz-Netzteil) in Verbindung mit Frequenzen zwischen 10 und 100 kHz betrieben wird, sind am Ausgang nur relativ(!!) geringe Kapazitätswerte bereits vollkommen ausreichend (weil ja das Aufladen der Elkos aufgrund der hohen Frequenz WESENTLICH häufiger erfolgt, als bei 50Hz-Netzteilen).
(Zur weiteren Erklärung: Bei hochfrequenten Schaltnetzteilen muß der Elko (im Gegensatz zum 50Hz-Betrieb) nach dem Gleichrichter ja nur WESENTLICH KÜRZERE Zeitspannen (in welchen keine Spannung vorhanden ist) "überbrücken".)
ABER:
Hier sind ZWINGEND 105-Grad-Elkos mit niedrigem ESR (also mit äußerst geringem Verlustwiderstand) erforderlich. Der niedrige ESR (bzw. der niedrige Verlustwiderstand) bewirkt, daß sich diese Elkos im Betrieb am Ausgang eines Schaltnetzteil nur noch möglichst wenig erwärmen (Herkömmliche 85-Grad-Elkos würden hier sofort EXTREM heiß werden!)
(Im Audio-Bereich oder im Bereich konventioneller 50Hz-Netzteile sind 105-Grad-Elkos mit niedrigem ESR NICHT erforderlich, bzw. mitunter sogar kontraproduktiv.)

6.) Daß es für einen 5V-Spannungsversorgungs-Zweig (beispielsweise bei einem Synthesizer) ein Problem darstellen soll, wenn hier 35mA (oder 100mA) MEHR Strom entnommen wird, ist vollkommen absurd, weil solche Stromversorgungen (hinsichtlich ihrer Demensionierung) NIEMALS derart knapp bemessen sind.

 

[Astralix]

Ich stimme Dir voll und ganz zu!

Anmerkung zu 5)
Ein Schaltnetzteil bringt seine Elkos bereits mit, man braucht direkt am SNT keine Elkos. Es kann aber sein, dass man lokale Elkos zur Pufferung an den einzelnen ICs oder Funktionsgruppen noch mal ansehen muss, wie sie sich verhalten.
Hören kann man da eher nichts, aber messen kann man einen Unterschied womöglich. Aber bei ohnehin nur 12 Bit ist es eher unwahrscheinlich.

Ersetzt man nur den 7805 Linearregler durch einen TRACO DC/DC Wandler, muss man die Kapazitäten am TRACO direkt eh entsprechend des Datenblattes anpassen.

Netzteil Elkos sind immer 105°C und großzügig in der Spannung auszulegen, in meinem Fall Würth 860240572001 also 35V 10uF 5000h @ 105°C meine ich.
Aber auch YAMAHA hat da schon gut vorgelegt.

Anmerkung zu 6)
6a) 35mA sind sicher kein Problem, 160mA könnten aber eines sein, ist aktuell nur geraten, weil ich nicht weiß, was die DX7 grundsätzlich zieht, mit Modul und so weiter. Also, bislang keine Aussage, ob das nun 2%, 10% 0der 30% Aufschlag auf die Leistungsaufnahme ist.
6b) Ich habe leider schon zu viele knapp berechnete Regler gesehen, zugegeben aber nicht bei Synthesizern.