Ремонт автомобильного процессора MobileSound CarDSP

Ремонт автомобильного процессора MobileSound CarDSP

Прислал мне знакомый на ремонт автомобильный процессор MobileSound CarDSP 4x10. Процессор этот изготавливают ребята из Москвы и позиционируют как аудиопроцессор высокого ценового сегмента. Симптомы неисправности такие: отказали два каналаtH после получасового прослушивания в автомобиле. Произошло это второй раз с одинаковыми симптомами, только в первый раз отказали другие четыре канала. После первой неисправности процессор отремонтировали у производителя. Сейчас процессор оказался у меня.

Внешний осмотр горелых мест и механических нарушений не выявил:

Первое подключение показало, что одна микросхема ЦАП PCM1794 сильно греется, и напряжение на общем проводе выходных разъёмов не ноль, а 2.5 вольт. Сопротивление между землёй питания и землёй выходных RCA разъёмов около 10 Ом. Подключение амперметра между землёй питания и землёй RCA показало ток 110мА. Чтобы определить источник неисправности, я выпаял греющуюся микросхему PCM1794. После этого разница напряжений между двумя землями оказалась около 0.8 вольт, ток упал до нескольких микроампер.

Поиск источника неисправности затруднялся тем, что плата процессора четырёхслойная, и полигоны питания расположены во внутренних слоях.  После проверки деталей блока питания я нашёл сгоревший дроссель, соединяющий цифровую и аналоговую землю:

Параллельно этому дросселю с нижней стороны платы подключён резистор 75 Ом для уменьшения добротности.

Изучив схему питания ЦАП, я понял причину регулярных неисправностей этого процессора. Дело в том, что авторы подключили к микросхеме ЦАП две земли:

С цифровой стороны ЦАП подключен к цифровой земле, с аналоговой стороны он подключён к аналоговой земле. Два полигона земель соединены между собой дросселем с резистором. Конечно, при обычной работе процессора на столе не возникает никаких проблем – напряжения на аналоговой и цифровой земле одинаковые, и всё работает замечательно. Но проводка автомобиля имеет свои особенности, владельцы магнитол “PIONEER” их хорошо знают. Дело в том, что при эксплуатации автомобиля бывают ситуации, когда на разъёмы RCA поступает значительный ток. Это возможно при плохом контакте “массы” в усилителе, или при пуске автомобиля, когда по кузову (по совместительству минусовому проводу) протекает значительный ток. У магнитол Pioneer в таком случае сгорал защитный резистор, соединяющий землю RCA и землю питания. А в процессоре Car MobileSound CarDSP сгорает дроссель, рассчитанный на небольшой ток. Магнитолы Pioneer после этого начинали фонить, а в процессоре Car MobileSound CarDSP происходит непоправимая авария. Ток, поступающий на землю выходных RCA разъёмов, больше не проходит через сгоревший дроссель, и между двумя общими проводами наводится напряжение до 12 вольт. Между тем, в даташите на ЦАП PCM1794 явно сказано, что напряжение между аналоговой и цифровой землями не должно превышать 0.1В:

Также в даташите приведён пример разводки участка платы под микросхемой, и из него явно следует, что выводы аналоговой и цифровой земли подключаются к одному полигону питания:

 Я думаю, что разработчики хотели как лучше, но получилось не очень. С моей точки зрения более правильный путь построения схемы был бы в изменении схемы выходных каскадов с раздельными землями выходов, которые нечувствительны к попаданию напряжения на выходные разъёмы.

В данном случае изменить схему включения ЦАП я не могу из-за расположения проводов питания во внутренних слоях платы, но предлагаю костыль: Заменить дроссель на более мощный и припаять параллельно ему два мощных диода встречно-параллельно. Во время бросков тока эти диоды удержат разность напряжений между двумя землями в пределах +-1В и защитят микросхемы ЦАП от выпускания «волшебного дыма». Конечно, возможны случаи, когда и такие меры не помогут (это ведь костыль), но такая доработка значительно увеличит срок жизни этих процессоров.

Также есть возможность улучшить параметры процессора.  S/PDIF (цифровой вход) не развязан от массы процессора. На входе установлен согласующий резистор 75Ом и разделительный конденсатор. Без трансформатора.  Если TOSLINK оптические входы не имеют проблем с соединением общего провода, то S/PDIF вход получает наводки от разницы потенциалов общего провода источника и процессора. Это может повлиять на качество звука. Я установлю дополнительный развязывающий трансформатор на цифровом входе и отвяжу его от корпуса процессора.

 

Доработка S/PDIF входа. Первоначально я думал отрезать часть двойного разъёма и установить на его место изолированный RCA. Но, сняв верхнюю панель, я нашёл более простой и красивый способ. Сначала нужно убрать металлический экран, который соединяет RCA с передней панелью:

Затем нужно откусить по 2 мм от металлических контактов RCA разъёма и припаять в разрыв разделительный трансформатор. Также нужно отпаять согласующий резистор от платы и подключить его непосредственно к RCA входу:

Затем для защиты от вибрации залить всё термоклеем:

Последнее - рассверлить отверстие вокруг RCA до диаметра 10мм, чтобы разъём не соединялся с корпусом. 

Вот теперь всё в порядке.