作者：實作派 Lab
家裡的 USHER AU-8500 擴大機 ，最近聲音出不來，而且還夾帶著很嚴重的雜音，該怎麼辦呢？想到這台機器已經有 20 多年了，有些旋鈕與按鈕也一直有接觸不良的現象，就決定趁這次機會一次解決。
擴大機的內部構造
拆開擴大機後，發現裡面重量最重的莫過於下圖這個白色的變壓器，一般而言，電源是否乾淨很大一部份需要靠它，而它裡面滿滿的是銅線繞出來的線圈，要搬動它不是件容易的事，必須放在推車上才方便移動。
順帶一提，所謂「電源是否乾淨」指的是 AC 轉成 DC 之後還留有多少 AC 成分在裡面，一般都還會殘留一些 AC 的成分，我們稱為「漣波 Ripple」，這些東西也許示波器看不太出來，但經過層層放大之後，會在喇叭形成嗡嗡嗡的聲音，雖然音量不大但是很惱人。
擴大機拆開後的樣子 usher au8500 （圖片來源：實作派提供）
為了讓各位有初步的了解，我把擴大機的下蓋拆掉並立起來，方便大家看到所有電路板的位置。擴大機的主要原理是前級擴大與後級擴大，「前級擴大」是以電壓為主體，放大的是電壓（在這裡並沒有放大電流，所以前級擴大之後，只有電壓會變大，因此並無法推動喇叭，因為電壓大不代表電流也大）。
此外，前級放大器也負責高中低音的調節，所以舉凡 BASS/MID/TREBLE 的旋鈕全都位在前級，這也是為何前級放大器的位置會最接近控制面板的原因，而另一邊的顯示面板是用來顯示音量與訊號源的，但現在的擴大機似乎很少看到有音量顯示器的。
擴大機下蓋拆除後的樣子（圖片來源：實作派提供）
無聲音輸入卻有音量
這台擴大機左聲道的音量顯示器有明顯異常，因為即便沒有聲音輸入，音量顯示的 LED 也有好幾顆會亮，而且怪的是即便把音量旋鈕調到靜音，也無法讓音量 LED 熄滅。為了找問題，只得把電路板拆下來，開始作反向工程畫線路，才好除錯。
擴大機前置放大器電路圖（圖片來源：實作派提供）
上方的電路圖是我辛苦研究後的結果，它只是左右聲道的其中一路，由於左右聲道電路相同，所以只要看其中一路就能開始除錯。下圖就是實際的電路板，我把一些重要的電路功能標示出來，一個方框內有左右聲道兩組電路，另外，它有兩個放大器 OP1 與 OP2，OP1 負責單純放大電壓，OP2 負責 BASS/MID/TR 音調的混音，至於 OP2 有沒有放大，我沒有特別注意。
擴大機的前置放大器電路板（圖片來源：實作派提供）
由於音量顯示的訊號輸入是從後級放大器的某處拉出來的，如果音量有問題，我想在 preamp 的輸出端應該就能看到端倪，於是用示波器測量了左右聲道的 OP2，發現在靜音模式時，左聲道的 OP2 竟有著 -4V 的 DC offset。
preamp—左右聲道的 DC 輸出（圖片來源：實作派提供）
也就是說，即便是沒有任何 Audio in 輸入，OP2 的放大器也會輸出直流電壓，這足以讓音量顯示器誤認為是有聲音出現的，因此 OP2 目前列為頭號嫌疑犯。為了排除是否有周邊線路故障造成 OP2 誤動作，因此我將左右聲道的 OP2 對調，發現 DC offset 的問題也跟著 OP2 對調，因此最終確認是左聲道 OP2 的問題，需要更換 OP2。
妙的是，原本從喇叭聽到沙沙的雜音，在示波器上竟然看不到，這樣會很難除錯，於是我先假設沒有雜音。
前置放大器 － 更換OP Amp
據說音響對於元件的選擇很重視，我因此找了一間位於八德路上的音響店買了 2 顆 NE 5534，心想有實體店面作為販售音響的據點，店家的利潤來源較多樣化，買到假貨的機率會比較低。
音調調整放大器— JRC 5534DD（圖片來源：實作派提供）
原本的零件 JRC 5534DD 據說是很經典的款式，現在似乎被 Philip NE5534 取代了，這段歷史我沒有很清楚，但我知道若要更換的話，最好是兩顆一起換，這跟換輪胎的道理是一樣的，更換了新的 OP amp 之後果然左右聲道的 DC offset 都一樣是零準位了。
至於當初這顆 OP 為何會被打壞造成有 DC offset 輸出，目前懷疑是被其他電器開關上電時的突波打壞，因為電源是擴大機唯一的對外管道，但目前只是推測並沒有證據。
調音開關切換有雜音
我家這台老爺擴大機一直有個讓我很困擾的問題，就是每當按下 Tone 鈕的瞬間，總是會在喇叭產生非常刺耳的爆破雜音，其餘 Mono/Loudness 按鈕，也有類似的問題。根據經驗這一定是接觸不良的問題，接觸不良產生的跳動現象 Bounce 一旦傳到後級放大，喇叭就會老老實實的把這個雜音播放出來，而且超級大聲，這樣對喇叭很傷，對人的耳朵也很傷。
但是要找到這個按鈕零件，實在太困難了，因為這可是 20 年前的東西，雖然光華商場有一堆類似的按鈕，但是要能夠完全符合電路板與機殼尺寸的零件，基本上找到的機會是零。
擴大機—前置放大器—音調開關（圖片來源：實作派實驗室）
所以我決定要來硬的，對！就是要把這些老爺按鈕拆開，好好地將內部清理一番。這可不容易，首先要解焊這三個連在一起的開關，因為它們被固定在一個鐵架上；接著要將按鈕開關仔細地從鐵架上卸下來，因為按鈕前端的脖子有溝槽，主要用來讓按鈕可以牢牢地卡在鐵架上，所以移除按鈕的時候要特別小心，否則可能會讓溝槽崩壞，到時候就無法再安裝回鐵架上了。
音調按鈕開關（圖片來源：實作派實驗室）
把按鈕拿出來之後，接下來就容易多了。只要拿個極細的一字起子，輕輕的頂開藍色上蓋的三個卡榫，就可以打開，如下圖所示，開關的金屬接觸點堆滿了黑色油汙，於是我先用衛生紙把擦掉油汙，再用 1000 號的沙紙磨它，直到接點變成亮晶晶的樣子，最後再將所有零件組合回去，這樣就能恢復往日清爽的聲音了。
清理之後的按鈕開關（圖片來源：實作派實驗室）
除了按鈕開關之外，前置放大器上的三個調音旋鈕 Treble/Middle/Bass 我也一併更換了，因為可變電阻用久了，裡面會產生接觸不良，在旋轉的時候會產生 Bounce。
這種 Bounce 在調音旋鈕上不會產生雜音，只是濾波的頻點會跳來跳去，注意聽就能分辨出來，但 Bounce 在音量旋鈕上則很容易產生雜音，因此在潮濕的住家環境中，使用一段時間後就需要更換旋鈕，才不會轉音量時還伴隨著沙沙聲。
前置放大器 — 電源意外短路
換好各種按鈕與可變電阻之後，當然需要試機一下囉！為了方便拆裝，原本應該上 4 顆螺絲的 preamp 電路板，我只裝了一顆螺絲在電路板的最右上方，於是悲劇就從這裡開始了。如下圖所示，由於只有右上方一顆螺絲，PCB 自身的重量於是將整個電路板硬生生逆時針轉了些微的角度，造成右下角的電晶體與右方的金屬框架接觸造成短路，我甚至聽到一聲清脆的響聲，還看到火花！
前置放大器 — 意外短路的電源（圖片來源：實作派提供）
發生火花絕對不是一件好事，只要發生短路，表示一定有零件在剛剛那一瞬間通過了極大的電流，但卻無法確定誰會燒掉，於是我只好將 Preamp 的電源電路作了反向工程。電源電路圖如下，Load 表示 preamp 上的所有負載，包含 OP 與其他週邊的被動元件。
前置放大器—電源電路（圖片來源：實作派提供）
我上電測試之後發現負載測的正負電源仍然存在，只是 D669 那一側的電源偏小了些，原本應該是 17.3V，但現在是 16.9V。事實上這個電源電壓在意外短路之前就已經偏小了，因此我無法分辨短路是否有造成意外損傷。
前置放大器—電源電路實體區塊（圖片來源：實作派實驗室）
我想既然都把擴大機拆開了，就把相關零件一起更換了，以降低往後故障的風險。按照實體位置，意外短路的電晶體位置是 D669，通常一邊短路容易造成另一邊 B649 也發生連帶的問題，加上之前我測量 Zenar Diode 似乎都不在 18V 上，所以我就把電晶體與稽納二極體一起更換了。
前置放大器 — 試機
更換之後， Zenar Diode 的電壓變得非常接近 18V，左右聲道電路的電源彼此的誤差大約 0.03V，約 0.16%，所以可以接受，之後我把螺絲都鎖上後重新開始試機，免得又不小心短路了。
首先在沒有輸入訊號的情況下測量 OP 的輸出，發現左右兩個聲道輸出都是 0V，明顯已經沒有 DC offset，接著利用手機 APP 產生弦波接入擴大機，前置放大器的 Audio Out 也跟著輸出弦波訊號，看來訊號正常。
preamp 的 OP 輸出（圖片來源：實作派提供）
為何要用弦波作為測試訊號？事實上你要用方波當然也行，只要是週期性的波、能在示波器上產生穩定的波形，就可以拿來當作測試訊號。我的目的只是要用來確認聲音路徑沒有中斷，另外若是有雜訊的話，也會在示波器上看到，若你用一般的 mp3 歌曲測試，你無法從示波器上「看」出現在唱到哪一段，也無法分辨波形的雜訊是歌曲內容還是真的雜訊。
聲音突然消失
我這台老爺機之前曾經發生過小音量的聲音無法輸出到喇叭，若慢慢將音量轉大到某個程度後，巨大的音量會一次爆出來，那真的是很可怕。這種現象我過往 20 年大概修理過 3 次，所以我可以很明確地說這是「繼電器接觸不良」的問題。
如下圖所示，繼電器的位置在黃色方框內共有兩個，因為這台擴大機可以推動兩組喇叭，更換的時候我會兩組一起換。
擴大機—後級放大的繼電器 relay（圖片來源：實作派提供）
其實繼電器 Relay 可以用的次數非常多，大約有 1 萬甚至 10 萬次的壽命，絕大多數的 Relay 老化是因為「接點氧化」。台灣氣候潮濕，在繼電器還沒達到應有的壽命之前，常常就先被環境折磨壞了，所以這次我打算用膠把 Relay 封起來，只需要用一字起子將 Relay 的兩側卡榫扳開就能拿起上蓋，但要注意把膠塗上時別碰到接點，上完膠等它乾之後再把 Relay 焊回去。
繼電器—上膠避免氧化（圖片來源：實作派提供）
拆繼電器很容易，但要裝回去就很吃力了，因為後級放大的電路板上方還有一塊音源切換電路板，安裝的空間很小所以要花點精神。
安裝好之後試機，果然新的繼電器聽起來就是比較爽，不用再擔心聲音有暴衝的問題，至於上膠後是否真的能降低氧化機率，我們過幾年再來看看吧！
音量顯示器 — 燈光黯淡
聲音的部分基本上算是解決了，倒是音量顯示的部分，長期以來讓我很傷腦筋，因為它的 LED 亮度已經不若當年這麼光彩了，看下面這張低曝光的照片就知道，LED 的亮度非常不平均，而且即便是單顆 LED 的亮度也已經衰弱到看得出中間點較亮兩邊較暗的情況。
擴大機—音量顯示器有點黯淡（圖片來源：實作派提供）
可惜這個 LED 面板並無法更換單顆 LED，它是整片是一個零件，我想現在應該也沒這個料了，所以這次我要自己做個 LED 面板，那剛好市面上有所謂的 10 Bar LED，也就是一顆零件上有 10 個 LED，比對了一下長度我大約需要三個，左右聲道加起來就需要 6 個。
擴大機—原始的音量LED指示面板（圖片來源：實作派提供）
雖然想法很美好但現實總是殘酷的，原本的 LED 指示器它的腳位從 1~33pin 並非一比一對應到 LED 單體，這下可麻煩了，我得將腳位一個個測試才能知道原本 LED 指示器的 pinout，並且把 6 顆 10 bar LED 湊成一樣的 pinout 才能接上去。
經過辛苦的測試之後終於得到下圖的結果，上方是原始料件的 pinout 對應圖，下方是我打算使用在 10 Bar LED 上的接法。
擴大機—音量指示器 pinout（圖片來源：實作派提供）
由於原本的 LED 有 32 顆，但新的 LED 共有 60 顆，因此有些腳位勢必要接 2 個 LED，接線方式如下圖右方。UV meter 是採用 AN6884 的晶片，裡面有一串比較器，原先是一個輸出級推動一個 LED，現在改為推動 2 個 LED，因此除了 LED 之外還需要加上兩個限流電阻，否則兩顆 LED 亮度會不相同而且容易壞。
音量顯示器重新設計（圖片來源：實作派提供）
所以我必須手動焊上 60 顆 LED 外加 60 顆限流電阻，可說是工程浩大，但這還不是最麻煩的，因為我還沒有正確尺寸的電路板可以放這 6 顆 10 Bar LED，所以在焊接之前，我必須將手邊的萬用板切成適當的尺寸（萬用板還沒有這麼長的尺寸，因此我需要拿兩個萬用板各自裁切之後再拼湊起來）。
理論上裁切需要鋸子，我沒有線鋸也借不到專用的裁板機，情急之下拿個美工刀來試試，結果美工刀壞了兩個刀片，最後只好用電鑽鑽出一個個的郵票孔，這樣反而比較好處理，只是很花時間，最後再用粗砂紙把毛邊磨掉就有新的 PCB 可以用了（別忘了要做兩個，因為單片萬用板的長度不夠用，我們必須要有 33 個孔位，而我的萬用板最長邊只有 20 孔）。
DIY 電路板切割（圖片來源：實作派提供）
經過一連串辛苦的焊接工作之後成品如下圖，你可以看得出來 LED 基板是由兩片 PCB 湊出來的，上面有 6 個 10 bar LED。
新的 LED 音量顯示器（圖片來源：實作派提供）
至於背後的接線，雖然不難但是做起來實在很費工，你們自己看看就知道了，還好我手工藝算不錯。
新的 LED 音量顯示器—背面複雜的焊接工作（圖片來源：實作派提供）
來測試一下結果吧！一樣利用手機 APP 產生弦波輸入擴大機，並且把擴大機音量調大，檢查每顆 LED 是否都能點亮。
看到每顆都正常工作心情頓時好了很多，只是我總覺得左邊算起來第二顆好像稍微亮了些，經過焊接 60 顆 LED 與 60 顆電阻的疲勞轟炸，我已經不想再處理這麼細的問題了，因為真正用肉眼看其實不太容易看出來。
測試新的 LED 音量顯示器（圖片來源：實作派提供）
小結
最後終於要把 LED 音量顯示器安裝到機箱內了，由於電路板的寬度與零件的高度都與之前不同，所以我用了很多 Washser 墊片調整音量顯示器的深度與高度，以避免安裝時產生機構的干涉。最後的成品如下圖，終於讓各位看到這台老爺擴大機的廬山真面目了，現在它工作得非常好呢。
組裝完成的擴大機（圖片來源：實作派提供）
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2022/06/26
我有老中榮演家黃山前級 最近前級訊號一直斷訊無聲 當關後級右喇叭會碰一聲很大聲 修了2次換電容還是一樣問題 請問有解嗎?謝謝
2022/06/27
先確認後級的聲響是否與前級有關, 如果無關, 就需要拆後級追訊號,看是哪裡有故障
我自己認為應該跟前級無關啦
2022/06/27
先確認後級的聲響與前級無關, 如果無關就要拆後級, 追訊號, 看看是哪個零件出問題
我個人推測應該與前級無關
2021/07/13
遙控器無法控制音量大小旋鈕應該要怎麼修呢？（有接收到遙控器的訊號，旋鈕上的紅燈會亮，但旋鈕不會轉動。）
2021/07/13
這要拆開機器才知道了
2020/11/04
USER 的後級不錯前級就普通有時間改成真空管. 音量顯示也可改成用單晶片驅動.
2019/09/25
請問如果修的不是綜合擴大機，而是單一的前級擴大機，這時候要上假負載來上示波器嗎？通常後級擴大機是47k。謝謝。
2019/09/27
如果只是要修理, 不需要接假負載，波形一樣看得到, 除非你很計較實際接上後級的電壓, 非得調到滿意為止, 那才有接假負載的理由。
2019/08/29
我的前級擴大機counterpoint sa-2000有嗡聲可以檢修嗎？
2019/08/29
很抱歉, 我沒有對外營業喔, humming大部分是產生地迴路導致, 這部分我還沒寫文章, 但將來會寫. 我知道這個問題經常困擾音響玩家, 但要過一陣子我才會開始研究humming, 請您耐心等候