QUAD FM4

QUAD FM4 が到着

2023年3月18日、岩手県一関市の S さんより QUAD FM4 の修理依頼品が到着しました。

定価198,000円 の FM 専用機です。

PLL シンセサイザ方式ではなく、多回転可変抵抗器でバリキャップ電圧を変えて同調します。 どちらかというとバリコン式に近いです。

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程度＆動作チェック

1. 修理依頼者のコメント
   
   
   • Yahoo! オークションで入手しました。
     
     
   • NHK FM (82.5MHz) 受信で、82.55MHz と表示する場合があります。
     
     
   • プリセットメモリ用バッテリを含め全体の状態の確認並びに調整リペアをお願いします。
     
     
2. 外観
   
   
   • 製造シリアル番号は [031007] でした。
     
     
   • どこにもキズやスレがなく、端子類もピカピカで、新品同様の逸品です。
     
     
3. 電源 ON してチェック
   
   
   • 電源は問題なく入り、FL 表示器も新品同様の輝度があります。
     
     
   • FM は受信でき [stereo] 表示も出ましたが、同調付近で S ラダーの2本のバーが同じ高さになりません。 同調ズレしています。
     
     
   • 同調ノブや各ボタンの動作は正常です。 プリセットもできました。
     
     
4. カバーを開けてチェック
   
   
   • 使用 IC のロット番号より、この FM4 は [1989年製造品] と判明しました。
     
     
   • 心配した通り、メモリバックアップ用 Ni-MH バッテリから液漏れしていました。 液漏れ範囲は限定的なので修理できそうです。
     
     

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カバーを開けてみました

1. 素晴らしい作りです。 写真をクリックすると拡大写真を表示できます。
   
   
   • ガラスエポキシ基板です。 すごくカチッと作らています。
     
     
   • 使用部品は非常にグレードが高いです。 20万円ですからね。
     
     
   • 電源部は感電防止のため、部品面は金属ケース、ハンダ面はアクリル板で覆われています。
     
     
   • IC を使用して合理化が図られています。 日本では馴染みのない IC が多い。
     
     

     メーカ	IC	機能
     HARRIS	CA3053	Differential/Cascode Amplifiers
     HITACHI	HA12412	FM IF System
     Philips	HEF4534BP	Real time 5-decade counter
     SIEMENS	TCA4500A	Stereo Decoder
     Telefunken	TDA1062	FM Tuner
     TI	TMS1000	MOS/LSI ONE-CHIP MICROCOMPUTER

     
     
2. フロントエンド
   
   
   • 4連バリキャップで以下のように [TDA1062] 1チップで構成します。
     
     (ANT)→[同調]→[TDA1062(1/4)]→[同調]→[TDA1062(2/4)]→[同調]→①→[TDA1062(3/4)]→[IFT]→(IF)
     [OSC 同調 TDA1062(4/4)]→①
     
     
   • トラッキング調整は通常の [コイル/トリマコンデンサ] ではなく、[コイル/半固定抵抗器] です。
     
     
3. IF 部
   
   
   • 以下のシンプルな構成です。
     
     (FE)→[IFT]→[CA3053]→[CF]→[CF]→[HA12412]→(MPX)
     
     
   • [S メータ] [T メータ] の抽出は [HA12412] で行い、以下のような表示をします。
     
     
     • 2本のバーがあって、これで [S メータ] [T メータ] 状態を表示します。
       
       
     • [S メータ] 表示はバーの高さで表現します。
       
       
     • [T メータ] 表示は2本のバーの高さが同じになったところが、通常の T メータのセンタ位置に相当します。
       
       
   • [HA12412] の使い方が普通と違います。
     
     
     • T メータ抽出は、普通は 7～10pin 間で抽出しますが、FM4 では 7～10pin 間を短絡しているのです。
       
       
     • 6～7/10pin 間で T メータ抽出しています。 6pin は AF 出力です。
       
       
     • こういう使い方もできるんですね。 ヨーロッパ人はアジア人と感性が違うのかもしれない。
       
       
4. 検波部
   
   
   • [HA12412] を使ったクォードラチュア検波です。
     
     
5. MPX 部
   
   
   • [TCA4500A] を使った PLL MPX です。
     
     
   • セパレーション調整ボリュームは1個で左右兼用します。
     
     
6. プリセットメモリ
   
   
   • プリセット数は7局で、記憶するのは周波数だけです。
     
     
   • プリセットメモリは MCU の [TMS1000] にあります。 シリアルメモリです。
     
     
   • オリジナル状態では 4.8V/100mAh の Ni-MH でメモリバックアップします。
     
     
   • Service Manual に記載された プリセット動作 の日本語翻訳です。 少し意訳しているので原文も掲載しています。
     
     

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リペア

1. 同調ズレしている
   
   
   • 下の回路図はクォードラチュア検波の部分です。 IC10 は [KB4441] となっていますが、実際には [HA12412] が使われていました。
     
     
   • 赤文字の [a]～[b] 間で T メータ抽出しますが、同調検出の [a]～[b] 間＝0V 点と高調波歪最小点が合いません。
     
     
   • おそらく、T メータ抽出を通常の 7～10pin 間ではなく 6～7pin 間でやっているため、IC のバラツキで合わないのだろうと思います。
     
     
     • 6pin は AF 出力で、AF アンプが入っています。 このアンプで誤差が出ていると思います。
       
       
   • 対策は [a]～GND 間に1MΩの抵抗を入れて、[a] 点の電圧をほんの少し下げてバランスが取れるようにしました。
     
     
   • この対策後、再調整して直りました。
     
     
     
     
2. メモリバックアップ用 Ni-MH バッテリから液漏れしている
   
   
   • 基板でバッテリを眺めると液漏れして基板が少し腐食していました。 (左の写真)
     
     
   • バッテリを外して基板の腐食状況おチェックすると、腐食範囲が限定的とわかりました。 (右の写真)
     
     
   • 基板の裏側は綺麗でした。 ガラスエポキシ基板なので、漏れ液が基板に浸透しないのです。 よかった。
     
     
   • 液漏れ跡を無水アルコール洗浄しましたが、ほとんど綺麗になりませんでした。
     
     　
     
     
   • 取り外した Ni-MH バッテリです。 4.8V/70mAh 仕様のバッテリでした。 (左の写真)
     
     
   • バッテリの代わりに 1F/5.5V の電気二重層コンデンサと置き換えました。 強力両面テープで貼り付けています。 (右の写真)
     
     　
     
     
   • 電気二重層コンデンサへの充電回路と保護抵抗は、Ni-MH バッテリ用がそのまま使えると判断できました。
     
     
     • ですから、Ni-MH バッテリを電気二重層コンデンサに置き換えただけです。
       
       
     • 保護抵抗は電気二重層コンデンサと直列に2.2kΩなので、完全充電に4～8時間かかります。 これは Ni-MH バッテリでも同じこと。
       
       
     • 完全充電での電圧を 5.3V、終止電圧を2.6V と仮定すると、1.5mAh に相当します。 目標持続時間は1カ月くらいかな？
       
       
   • 電気二重層コンデンサのほうが安心です！！！
     
     
     • バッテリの中身は化学物質で、終止電圧をゼロとすることはできません。
       
       
       • 終止電圧がゼロ近くになったら化学物質からガスが発生して膨張し液漏れに至ります。
         
         
       • FM4 で電源を入れずに何年も放置したら、必ず上記の状態になります。
         
         
       • この事態が予想される用途にバッテリを使うのは、そもそも間違っています。
         
         
     • 電気二重層コンデンサはコンデンサなので、終止電圧がゼロになっても構わないです。
       
       
       • FM4 で電源を入れずに何年も放置して完全放電して、電圧がゼロになっても構いません。
         
         
       • しかも、そもそも液漏れしにくい構造になっています。
         
         

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調整

写真の FM/AM 標準信号発生器 Panasonic VP-8175A (以下 SSG)、 FM Stereo 信号発生器 MEGURO MSG-2170、 周波数カウンタ ADVANTEST TR5822 を使って調整します。 10年も経つとコイルやトリマはズレます。
　　

1. 調整ポイント
   
   
   • 下の画像は調整ポイントの位置を示しています。 画像をクリックすると大きな画像を表示できます。
     
     
   

   セクション	種別	調整ポイント	調整内容
   フロントエンド	L	L2 L4 L5	RF トラッキング
   	VR	RV1 RV2 RV3
   	L	L6	OSC トラッキング
   	IFT	L10	IF
   IF	IFT	L11	IF
   		L15-L	QR 同調点
   		L15-R	QR 歪補正
   	VR	RV7	S メータ
   MPX	VR	RV5	ステレオセパレーション
   		RV6	MPX VCO
   	LPF	L17	キャリアリークフィルタ (R)
   		L18	キャリアリークフィルタ (L)
   周波数カウンタ	TC	CV1	3.2768MHz 微調

   
   
2. テストポイント (TP)
   
   
   • DMM を直流電圧測定モードにして接続します。
     
     

   TP	接続先	内容	備考
   A	A～GND 間	同調基準電圧 (H)	+8.4V
   B	B～GND 間	同調基準電圧 (L)	+2.4V
   R36 左側	R36 左側～GND 間	S メータ	HA12412-13pin
   C32	C32 両端	T メータ	HA12412-6～7pin

   
   
3. 電源電圧チェッックポイント (VP)
   
   
   • 実測値は以下のように良好です。
     
     

   VP	標準値	実測値	判定	備考
   C6 +端子	+12V	+11.7V	〇	チューナ
   C4 +端子	+30V	+32.3V	〇	FL (表示)
   C57 +端子	+7V	+7.19V	〇	FL (ヒ－タ)

   
   
4. FM 受信部の調整
   
   

   手順	SSG出力	FM4 の設定	調整箇所	TP 及び調整値	備考
   1	-	TUNE : ON	-	-
   2	-	-	-	A 点電圧 = 約8.4V B 点電圧 = 約2.4V	TUNE 電圧確認
   3	[A 点電圧]- [B 点電圧] = 6.0V であることを確認
   4	-	同調ノブを 反時計方向に回し切る	L6	周波数表示 = 75.5MHz	OSC トラッキング調整
   5	-	同調ノブを 時計方向に回し切る	-	周波数表示 = 90.5MHz 以上 確認のみ (91.4MHz 程度)
   6	78MHz 30dB 無変調	78MHz 受信	L2 L4 L5	R36(左) 電圧 = 最大	RF トラッキング調整
   7	88MHz 30dB 無変調	88MHz 受信	RV1 RV2 RV3
   8	手順6～7を数回繰り返す
   9	83MHz 30dB 無変調	83MHz 受信	L10 L11	R36(左) 電圧 = 最大	IF 調整
   10	83MHz 90dB mono 1kHz	83MHz 受信	L15-R	オーディオ出力 = 高調波歪最小	QR 検波調整
   11			L15-L	C32 両端電圧 = 0±20mV
   12	手順10～11を数回繰り返す
   13	83MHz 90dB 無変調	83MHz 受信	RV6	TCA4500A-11pin 周波数 = 19kHz±30Hz	VCO 調整
   14	83MHz 90dB stereo 1kHz L		L10 L11	オーディオ出力 (L) = 高調波歪最小	ステレオ高調波歪調整
   15	83MHz 90dB stereo 1kHz R/L		RV5	オ－ディオ出力 (L/R) = 最小	セパレーション調整
   16	83MHz 90dB stereo 1kHz R+L		L18 (黒コア)	オ－ディオ出力 (L) = 19kHz 成分最小	キャリアリーク調整
   17	83MHz 90dB stereo 1kHz R+L		L17 (黒コア)	オ－ディオ出力 (R) = 19kHz 成分最小
   18	83MHz 70dB 無変調		RV7	S ラダー = ちょうどフル	S ラダーレベル調整

   
   
5. 調整結果
   
   
   • フロントエンドとクォードラチュア検波部に調整ズレがあり、再調整で良好になりました。
     
     
   • ステレオセパレーションは仕様よりは少し良くなりました。
     
     
   • 調整していて、ステレオセパレーションが安定しており温度変化などに強いと感じました。
     
     
   • そもそも、このチューナはスペックを追求しない音質志向ですから、こんなものでしょう。
     
     

     項目	stereo/mono	L	R	単位
     ステレオセパレーション (1kHz)	stereo	41	44	dB
     高調波歪率 (1kHz)	mono	0.20		%
     	stereo	0.17		%
     パイロット信号キャリアリーク	stereo	-55	-67	dB
     オーディオ出力レベル偏差	mono	0	0	dB

     
     

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使ってみました

1. 小気味良い QUAD デザイン
   
   
   • ほぼ A4 サイズでコンパクトです。
     
     
   • 筐体は梨地塗装されたグレーの金属ケースで全体を覆っています。
     
     
   • FL ディスプレイはグリーンで落ち着いた表示です。
     
     
   • フロントパネルに文字入れはなく、ボタンに最小限の文字が入っています。 こういうデザインもありですね。
     
     
   • LED 表示は、プリセットボタン [1]～[7] がグリーン、[TUNE] ボタンがレッドです。
     
     
   • チューニングノブやファンクションボタンは梨地仕上げで適度に小さく上品です。
     
     
   • FM アンテナ入力は PAL 端子なので、雑音電波が混入しないです。
     
     
     • 本機には [PAL→F 変換コネクタ] が装備されていました。 標準装備の気がします。
       
       
   • オーディオ出力の RCA 端子は金メッキされています。
     
     
   • 電源端子はデスクトップパソコンと同じ 3P 端子です。
     
     
   • バリコン式と同じアナログ感覚の同調
     
     
     • PLL シンセサイザ方式ではありません。 バリコンの代わりに多回転ボリュームを使って同調し、同調後は AFC で放送局に同期します。
       
       
     • 仕様では受信周波数範囲は 76～90MHz となっていますが、実際には 75.50～91.40MHz まで受信できました。
       
       
     • 関東ではワイド FM の TBS ラジオ (90.5MHz) も受信できました。
       
       
2. 使い方
   
   
   • 通常は [Power] スイッチを ON にして [1]～[7] のプリセットボタンを押すだけです。
     
     
     • プリセット受信している時は [同調] ノブは無効になっています。
       
       
   • マニュアル受信する場合は [TUNE] ボタンを押すと [同調] ノブが有効になり、受信周波数を設定できます。
     
     
   • プリセットの仕方
     
     
     1. マニュアル受信でプリセットしたい放送を受信します。
        
        
     2. [TUNE] ボタンを押しながら記憶させたいプリセットボタンを押します。
        
        
     3. [2] で選んだプリセットボタンの LED が点灯したらプリセット完了です。
        
        
3. 感度と音質
   
   
   • 感度はローカル局を聴くには十分です。
     
     
   • スペック的にはセパレーションも歪率も良いというほどのことはないですが、非常にクリアな音質です。
     
     
   • 音に張りがあります。 使っている部品のグレードが高いからでしょうかね。 不思議です。
     
     

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仕様ほか

1. ドキュメント
   
   
   • FM4 Catalog (海外版のカタログ)
     
     
   • FM4 Instuction Book (海外版の取扱説明書)
     
     
   • FM4 service data (海外版のサービスマニュアル)
     
     
   • FM4 circuit diagram (海外版の回路図)
     
     
2. 仕様
   
   

   FM 受信部
   受信周波数範囲	76～90MHz
   感度 (75Ω)	mono : 1uV/1.2dBf (S/N 30dB)、2.7uV/10dBf (S/N 50dB) stereo : 25uV/29dBf
   S/N 比	mono : 76dB stereo 70dB
   歪率	mono : 0.05% stereo : 0.1%
   選択度	53dB
   キャプチャーレシオ	1.5dB
   IF 妨害比	100dB
   AM 抑圧比	60dB
   イメージ妨害比	80dB
   パイロットトーン抑圧比	60dB (パイロット信号キャリアリーク)
   クロストーク (1kHz)	40dB (ステレオセパレーション)
   周波数特性	20Hz～15kHz +0dB -1dB
   出力レベル	100mV (30%変調)
   ソースインピーダンス	100Ω
   最適負荷抵抗	20kΩ以上
   アンテナ入力	75Ω不平衡型 (PAL)
   電源入力	AC100～125V/200～250V, 50/60Hz
   外形寸法	321(W)×64(H)×207(D)mm
   重量	3kg
   その他
   発売時期	1982年
   定価	198,000円

   
   

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