Marshall JCM2000 DSL 100 - Drifting BIAS

[Nephilin]

Olá, Pessoal!
Chegou há algum tempo atrás um amplificador Marshall JCM2000 DSL 100 de um amigo para fazer fazer a substituição do transformador de força e verificar se havia alguma avaria secundária ocasionada pela queima. O amplificador foi adquirido de segunda mão e não parece ter sido muito usado, mas agora será um equipamento utilizado no palco e no estúdio com muita frequência e precisa ser um equipamento confiável. Achei interessante postar aqui para o caso de alguém encontrar problema parecido ter uma referência, já que utilizo muito o conhecimento de vocês e não tenho retribuído muito ultimamente.



Feita a troca do transformador, aproveitamos para colocar uma chave para seleção de tensão, já que este amplificador permite a troca de tensão 110/220v na placa, e isto vai ser essencial no uso do equipamento para ajudar a evitar que ocorra a queima novamente. Logo de cara percebi um capacitor estufado e este capacitor nas dimensões originais não encontrei no brasil, sendo necessário comprar capacitores de tamanho maior e criar um suporte de nylon para instala-los presos à carcaça, ligados à placa por chicote.







Até aí tudo certo, o amplificador funcionou e só precisava conferir o BIAS. Começou aí um pesadelo:
Com o Chassi fora da caixa, o BIAS do amplificador foi ajustado em 0,072v como mandava o esquema, porém não parava de subir e em 45 minutos já estava em 0,12v e o aquecimento das válvulas de potência era preocupante. Não tem como usar um equipamento assim, era obvio que iria queimar em algum lugar.
Após algumas pesquisas não foi difícil constatar que o amplificador sofria do problema crônico de "Drifting BIAS" comum deste modelo. No site Dr.Tube.com encontrei um artigo bem resumido que explica o problema e quais as soluções. São duas:
Ou um kit para afastar o circuito de ajuste de BIAS da placa principal em uma placa secundária, ou a solução oficial da Marshall, adquirir uma nova placa do modelo atualizado.
Segue um trecho do artigo:

"A causa principal pode ser encontrada na placa de circuito impresso principal (PCB). Esse é a grande PCB com todos os tubos nela. Se o código neste PCB for JCM2-60-00 ou JCM2-60-02, é provável que você já tenha enfrentado ou em breve será confrontado com esse problema. Devido ao calor produzido pelos tubos, o material do PCB torna-se ligeiramente
condutor. O layout específico desta placa de circuito impresso é tal que algumas trilhas do circuito no potencial HT (geralmente em torno de 450 V ou mais nesses amperes) funcionam bem próximas às trilhas para a tensão negativa da grade (polarização). Em um local, a distância entre essas duas faixas é inferior a 1mm! A tensão HT irá "puxar para cima" a tensão negativa da rede, aumentando assim a corrente de polarização.
Até agora, esse problema só foi verificado nos PCBs JCM2-60-00 e JCM2-60-02. Esses PCBs também costumam ser equipados com resistores de grade de controle incorretos (JCM2-60-00: R55, R57, R62 e R70, JCM2-60-02: R7, R10, R66, R70). Estes são então 220kΩ em vez dos 5,6kΩ desejados. Isso agravará ainda mais o problema de tendência à instabilidade."

Link para o artigo traduzido: https://www.mediafire.com/file/686bvoydmucmgk2/Marshall_JCM2000_Stable_Bias_Mod.pdf/file

A PCB do amplificador na bancada era JCM2-60-00 e após avaliar tudo percebi que os resistores citados no artigo já haviam sido alterados e que a placa já teve reparos provavelmente por problemas relacionados ao BIAS, mas todos muito bem feitos embora não solucionaram o problema (talvez por isto foi vendido).
Pois bem, se o problema é causado por sobreaquecimento, é este sobreaquecimento que precisa ser eliminado da equação, e analisando a placa principal não é difícil perceber que os soquetes ligados diretamente à placa são a principal causa, além do fato de não haver ventilação. Até as saídas superiores de ar feitas em plástico já estavam levemente deformadas pelo excesso de calor. Então após estudar e planejar com cuidado decidi que faria uma mudança séria no amplificador: Afastar os soquetes da placa e colocar um sistema de ventilação forçada!!!

 







A esta altura vocês devem estar achando que eu fiquei maluco, mas foi tudo muito bem planejado e combinado com o dono do equipamento. Usinei as placas de suporte em alumínio 3mm e fixei com bastante firmeza à carcaça original tomando cuidado para que uma futura desmontagem seja simples caso necessário. Utilizei soquetes de porcelana novos e isoladores para 180°C. Instalei uma fonte 12vdc 2A de boa qualidade ligada após o Power.
Fiz todas as soldas com muito cuidado e garanti que todas ficassem muito bem feitas.

O resultado:




Pois bem, vamos aos dados do teste:
Utilizando 3 ventiladores de 40x40 com o chassi ainda fora da caixa já deu pra perceber que funcionou. mesmo após uma hora e meia o BIAS se manteve estável.



uma medição da temperatura mostrou que 3 ventiladores não seriam necessários e o ventilador central fazia com que a duas válvulas centrais ficassem mais frias do que as das extremidades em quase 20°C, então deixei apenas dois e utilizei o modelo MagLev da Sunon, que é mais silencioso e tem uma taxa de deslocamento de ar maior. Ficaram posicionados ventilando entre as válvulas 1&2 e 3&4 do Power, sendo retirado o que fazia a ventilação do vão entre as válvulas 2&3
 


Mesmo após montado na caixa com a grade traseira instalada, o BIAS se manteve estável e automaticamente a temperatura também. O ar quente que subia e deformava a grade plástica superior passou a ter um fluxo contrário devido ao posicionamento dos ventiladores, entrando ar frio por cima, passando pelas válvulas e saindo pela grade traseira.
Como bônus, o interior do amplificador ficou mais bonito também. Foi feita a substituição das válvulas do power tendo em vista que já eram muito velhas, para garantir que o amplificador funcione de forma confiável. O amplificador ficou realmente estável agora, podendo ser utilizado por várias horas sem preocupação.

Temperaturas medidas °C após 1h de funcionamento:
Aberto com 3 ventiladores / Fechado com 2 ventiladores
temperatura ambiente: 20/12
V1: 100/130 (medidas no vidro da valvula)
V2: 80/124 (medidas no vidro da valvula)
V3: 84/116 (medidas no vidro da valvula)
V4: 100/119 (medidas no vidro da valvula)
Carcaça abaixo das válvulas: 20/22
Interior da carcaça proximo ao circuito de ajuste de BIAS: 24/26

A vida útil das válvulas deve aumentar consideravelmente a partir de agora. Talvez a solução da DR.Tube seja mais simples, porém pelo sobreaquecimento que eu vi acontecendo, acredito que sem ventilação o problema voltará a ocorrer mais cedo ou mais tarde (eu não arriscaria).

abraços a todos!

[bossman]

Rapaz ! Que trabalho de Hércules   Parabéns ! Esse problema já é bem conhecido nessa série de amplificadores da Marshall.
https://desertamplifierrepair.com/project/marshall-jcm2000/

Gostei bastante da solução adotada para os capacitores com "extra mojo"  

[Nephilin]

Rapaz ! Que trabalho de Hércules   Parabéns ! Esse problema já é bem conhecido nessa série de amplificadores da Marshall.
https://desertamplifierrepair.com/project/marshall-jcm2000/

Gostei bastante da solução adotada para os capacitores com "extra mojo"  

Obrigado, Bossman! Foi realmente um trabalho extenso. Notei no link que você mandou que há uma foto em que colocaram capacitores maiores no mesmo lugar em que coloquei. Acho que aquele espaço foi projetado pela Marshall exatamente pra isto.  

Abraço.

[A.Sim]

Nâo teria sido mais fácil montar o circuito de bias em uma placa separada e posicioná-la num local adequado ? Quando não se pode abaixar o rio, sempre se pode elevar a ponte.

E nenhuma foto está visível.

[Nephilin]

Olá A.Sim!

Nâo teria sido mais fácil montar o circuito de bias em uma placa separada e posicioná-la num local adequado ? Quando não se pode abaixar o rio, sempre se pode elevar a ponte.

E nenhuma foto está visível.

Sim seria mais fácil, mas como disse lá no final do texto, achei melhor não arriscar depois de ter visto o amplificador exceder a temperatura daquela maneira. Era essencial retirar o excesso de calor de dentro do amplificador.

Eu corrigi as imagens, espero que estejam aparecendo agora. Me desculpem por isto!
Abraço.

[Nephilin]

Olá pessoal!

Após quase dois anos achei útil passar o feedback do proprietário a respeito do resultado prático do trabalho executado neste amplificador caso alguém precise trabalhar com este modelo:
O uso dele neste periodo foi freqüente, ensaios semanais de cerca de 4hs de duração, uso em palco, estúdio e estudo de maneira esporádica. Os ventiladores se mantiveram funcionais e silenciosos até o momento e o problema de aquecimento não voltou a acontecer mantendo o amplificador estável.
Não houve necessidade de manutenção ou alteração no que foi adicionado ou modificado.
A solução pareceu exagerada, mas pelo fato do problema de aquecimento ser crônico neste modelo, a modificação da posição dos soquetes e a ventilação forçada se justificaram levando muito em conta o custo de aquisição do equipamento e falta de confiabilidade que ele passava.

Para referência, os ventiladores utilizados foram os Maglev da SUNON, já os utlizei em outros projetos depois deste e se mostraram silenciosos e duráveis (ótimo custo x benefício).