老古董收录机拆解案例 收录机电路设计解析

收了一台松下的老收录机，Panasonic RQ-517S型，1975年左右生产的。全晶体管分立电路没有集成电路芯片，带调频调幅双波段收音，单卡单声道录放音。这机子收来的时候有故障，开机是持续的嗒嗒的声音，收不到音，而且录音机芯的按键都按不动，所以就修理打理一下。

外型是那个年代的经典造型，这个机子是便携式设计，体积比较小。照片图像有变形是镜头太靠近的问题：
 

 
背面：
 

 
铭牌，日本本土生产。这台收录机是全球机型，支持多国电源电压，而且收音的频率范围也是世界通用的，不是日本国内频率：
 

机身有醒目的出厂电压设置警示，220-250V：
 

顶部的按钮，左边6个是机芯操作按钮，然后是功能开关，切换调频、调幅收音和录放音，最右面两个旋钮分别控制音调和音量：
 

侧面是收音调谐大旋钮，外接麦克风插孔、监听开关和耳机插孔，下面是外接直流和交流电源口：
 

电池仓，装4节1号电池，电池仓的弹簧已经生锈，等下要清理：

这种老机器通常都很容易拆，因为那时的塑料模具简单，没有现在常见的隐藏卡扣。螺丝拧掉就可轻松拆下前壳：

 
前壳上的喇叭，松下自产，有防磁结构防止磁场影响磁带和磁头，看起来象内磁喇叭。这个喇叭是很特别的3.2欧姆阻抗，这种精心设计的低阻抗喇叭可以在较低的供电电压下获得更大的输出功率：

前壳上这个黑乎乎的东西是机内话筒，用泡沫橡胶包裹降低机身震动引起的噪音：

机内的右下角是交流电源部分：
 

 

交流电源部分可以单独拆下取出，主要是保险丝、变压器、整流滤波电路以及切换电路，变压器的体积很小，估计也就是有5W左右：
 

上面那个黑的是电压切换开关，可以选择全世界的交流电压：
 

 

先修机械部分，70年代的机芯设计比较原始，体积大、部件形状简单、数量多，磁头的体积也很大，这个磁头看不出磨损：
 

把机芯从机内完全拆出，以便打理：
 

 
机芯和电路板完全拆出后的底壳：
 

机芯主导轴飞轮是全金属车制的，直径和重量很大，保证运行的稳定，减少抖晃。很明显，皮带已经老化断裂，需要更换：
 

 

 

 
机芯电机的特写，体积很大，是内置稳速调速机构（应该是机械离心式调速器，不是电子稳速电路）的松下自产的6V电机：
 

 
电机金属皮带轮特写，是用螺丝紧固在电机轴上的，安装工序复杂。而电机是通过4个橡胶垫固定在机芯上的，减少震动的影响：
 

 
换皮带需要把主导轴固定条拆下才能穿入新皮带：
 

 
新皮带安装好的样子：
 

 
机芯按钮卡死的问题很容易修，用WD40神油即可破解，按键相关部位都喷过神油后反复按各个键很快就灵活了：
 

 

 

 
机芯的维修打理完成，放在一边待用：
 

 
下面是电路的维修，比机芯要麻烦得多，还走了一些弯路。

先在网上找到了该机的电路图——只找到了电路图，没有印刷电路板图，所以实际对照元件和走线还是很费工夫。这个收录机全机由14个晶体管组成，大部分是硅管，但是低放部分还混合了4只锗晶体管，这在日本硅平面工艺晶体管甚至大规模集成电路都已经成熟的70年代是很反常的。分析电路觉得这些锗管是有意选取的，目的是在低供电电压（6V）下用锗管的极低的饱和电压的特性可以获得更大的输出功率和较小的失真，以便同时兼顾该收录机产品的便携性和性能指标。整机的电路都是很成熟经典的，Tr51是FM收音高放，Tr52负责FM本振混频，Tr53组成第一级FM中放。Tr54是AM收音的本振混频，然后Tr55和Tr56负责同时对FM和AM进行两级中放，最后送到AM二极管检波和FM双二极管平衡鉴频变成音频信号。Tr1~Tr3进行音频前置放大，收音和磁带录放共用，Tr5是有源滤波给前置放大电路提供稳定的电源，Tr7和Tr8一对锗材料的互补中功率管完成后级OTL推挽功放输出，Tr4和Tr6则是为Tr7和Tr8提供稳定的偏置电流，减小失真。

先总体看一下电路板：
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
电路板上一些细节还是挺有意思，很值得看的，比如下面这些。

这个电路板是单面的，但是注意看，这单面电路板上还有高科技呢——这元件面上印刷的白色线条并不是铜箔面的走线标识，而是真正的电路，它是用银浆印刷在元件面而构成另外一面电路从而在单面电路板上实现双面电路板的走线灵活性，而且这印刷的不仅仅有电路，还有元件呢，注意黄色画圈的地方，丝印是电阻标号，而圈内则是用碳膜直接印刷在电路板上的电阻！这是当时的高科技，直接把电阻用印刷工艺做在电路板上，减少了焊接零件的数量提高了系统的可靠性。这种直接在电路板上用银浆印刷电路和碳膜印刷电阻的技术在上世纪70-80年代日本松下索尼等公司的电器中比较流行，属于高科技，但是后来因为工艺成本的问题就退出了历史舞台：
 

  离近点看，特写镜头下的碳膜印刷电阻更清楚（画圈的地方）：
 

 
虽然已经使用了银浆印刷电路在单面电路板上实现双面电路板性能的高科技，但是这个电路板还是没有能完全避免使用跳线，而且设计这个电路板的日本工程师的洋泾浜英语不太灵光，多处电路板上的跳线丝印错误拼写成了“JAMP”而不是“JUMP”（图中画圈的地方）：
 

 

 
电路板上可以看到有一些玻璃封装的点接触二极管，有点象在中国玩矿石机里常用的2AP9，只不过没有涂黑漆：
 

 

 

 
更有趣的是几个金属管封装的中小功率锗三极管（下图箭头所指），在中国的老收音机里很常见，但是在日本70年代中期的产品中应该说是非常罕见了。用锗管的原因前面分析过了，是为了提高功放在低电压前提下的不失真输出功率：
 

 
其中两个功放末级的功率输出锗管是用铝片包起的，这是为了用铝片来帮助管子散热：
 

 
把一个功率管从散热铝片中取出看看，晶体管不是直接焊在电路板上的，而是通过软导线连接：
 

 

 
更为奇葩的是，虽然采用了高科技的电路板，但是有些零件却是搭棚焊接的，比如这个电解电容（原厂就是这样，并非维修所致）：
 

 

 
下面开始艰苦的维修。因为故障现象是嗒嗒的噪音，所以按照常识首先怀疑最容易损坏的近50岁高龄的电解电容们可能失效了，但是拆下电容测试，却很意外地发现电解的容量都是符合标称值的，半个世纪的老化也没让他们失容变小。也难怪，这机子连最小的电解电容也都是统统采用伊娜ELNA，妥妥的高端货，很靠谱：
 

 
用指针万用表接在音频前置放大电路的电源上，发现电压不稳，来回摆动：
 

 
于是怀疑Tr5有源滤波电路有问题。在电路板上找了半天终于找到了Tr5的位置，发现这个Tr5好像是搭棚焊的：
 

 
把它拆下来，果然这货是和一个电阻搭棚焊在一起，然后再焊到电路板上的，不知道当年的设计师是怎么想的，都用上银浆印刷双面电路板高科技了，竟然还有几处使用搭棚焊的奇葩工艺，估计可能是量产中电路发生了个别修正和改进而电路板已经定型做好：
 

 
然而这个三极管拆下来测试却是好的，hFE高达208，这在上世纪70年代是很好的工艺水平了：
 

 
接下来维修陷入困境，检查结果表明电解电容都没有老化失容，所有三极管也都是好的，那么问题出在哪里呢？把电路板翻来覆去找问题的时候，突然一瞬间噪音意外消失了，电台声音出现了！然后几秒钟后又重新出现噪音，电台声消失。这是一个好迹象，说明很可能是电路板有虚焊导致的问题。

用放大镜仔细检查电路板焊接面，果然发现了这个虚焊，就是画圈的地方：
 

 
放大更清楚：
 

 
把这个虚焊点重新补锡焊一下故障就解除了：
 

 
焊好试机，这时清晰的广播声传来，心情也无比喜悦！

接下来发现拨动功能转换开关和调整音量的时候也有明显的噪音，再次出动WD40神油，把各个开关和电位器都喷一遍，立竿见影，噪音消失：
 

 
最后，组装好整机进行完整试机，发现这个近50岁的收录机质量和状态是相当的好，特别是FM收音的灵敏度非常高，基本上比手头上先进得多的各种新的集成电路收音机的灵敏度还要高，用几个分立晶体管做到这个灵敏度而且几十年过去了都没有衰减变坏，元器件参数没有漂移，这设计水平和器件工艺是很高的。AM的表现还可以，反正现在AM波段各种干扰太多，基本都没法听了。比较吃惊的是，这体积不大的便携机子开到大音量声音非常大而且没有明显的失真，感觉比一般的6V供电的机器要响不少，这应该是得益于其特别选用的锗管功放后级以及特制的3.2欧姆的低阻抗喇叭。该机的磁带播放效果则很一般，声音有些发闷，而且只是单声道。录音的效果则更差一些，毕竟是最简单的直流抹音直流偏磁录音设计，录音只是个辅助功能。整机除了一根橡胶皮带断裂，其他所有元件包括最容易坏的电解电容和中周里面的瓷管电容都完全正常没有任何问题，当年松下的元器件质量控制应该说是相当靠谱的。

当然，修好了这近半世纪前的机器其实也没多少实用价值，谁也不会真的每天去用这老古董听广播听磁带。想修好它是出于对经典的情怀和致敬，温故而知新，在穿越时间与经典的对话中体会其中的工匠精神。

编辑：黄飞