#23. Автомобильный усилитель Kenwood KAC-624 (ревизия и твик).

Данный усилитель был получен в подарок от клиента, за что ему огромная благодарность, после проведения полной ревизии его усилителя и согласования уровней для DSP. Подробно работа описана в статье:

#21. Согласование уровней сигнала DSP Helix 3S и усилителя Sony XM-2042.

Решено было и ему провести полную ревизию и по возможности улучшить параметры звуковоспроизведения. Аппарат довольно качественный, чувствуется «старая» школа, тем более он был изготовлен в Японии) Рассмотрим усилитель немного подробнее и прикинем план твика, погнали))

Фото:

Service manual (сервисное руководство):

kenwood_kac-624 Скачать

Kenwood KAC-624 — это автомобильный усилитель мощности из 1990-х годов, и он обладает несколькими интересными особенностями:

Основные характеристики (из руководства):

Мощность:
- 40 Вт × 2 (4 Ом, 20 Гц — 20 кГц, <0.08% THD) — это РЕАЛЬНАЯ мощность, очень честный показатель!
- 55 Вт × 2 (2 Ом, 1 кГц)
- 110 Вт × 1 (мостовое включение)
Частотный диапазон: 4 Гц — 45 кГц (±3 дБ) — отличный запас по частотам!
Соотношение S/N: 100 дБ — очень хороший показатель
Рабочее напряжение: 11-16 В (номинал 14.4 В)

Технические особенности:

Класс AB
DC-DC преобразователь
Защита от перегрузки и перегрева
Система Mute и детектор питания (P-CON)
Регулировка тока покоя (idle current) — признак качественной схемотехники

Что делает его интересным:

Качество сборки — японское производство, качественные компоненты (все конденсаторы фирмы Nichicon)
Честные характеристики — в отличие от многих современных усилителей
Мостовой режим — можно использовать для сабвуфера
Компактные размеры — 220×48×150 мм

Для ремонта/обслуживания:

В руководстве есть вся информация:

Схемы расположения компонентов
Таблица назначения транзисторов
Процедура регулировки тока покоя (4.4 мВ)
Полный список запчастей

Этот усилитель был популярен в 90-е и до сих пор может быть отличным выбором для ценителей качественного звука! Его схемотехника типична для качественных усилителей того времени — продуманная защита, хорошее подавление шумов, надежные выходные каскады.

ОУ в усилителе:

В данном усилителе установлен ОУ UPC4574C — это классический четверной операционный усилитель (Op-Amp) общего назначения от компании NEC (Nippon Electric Company).

Ключевые характеристики (из даташита):

Архитектура: JFET-вход (Bi-FET Technology)
Количество каналов: 4 независимых ОУ в одном корпусе
Корпус: DIP-14 (двойной ряд выводов)
Питание:
- Напряжение: ±5V до ±18V (обычно ±15V)
- Ток покоя: ~4.5 мА на канал
Входные характеристики:
- Входное сопротивление: Очень высокое (благодаря JFET-входам, порядка 10^12 Ом)
- Входные токи: Очень низкие (~50 пА)
- Напряжение смещения (Vos): ~3 мВ (тип.)
Выходные характеристики:
- Скорость нарастания (Slew Rate): ~13 В/мкс
- Полоса пропускания (Gain Bandwidth): ~4 МГц
Шум: ~16 нВ/√Гц

За что отвечают JFET-входы?

Это ключевая особенность, которая делает эту микросхему подходящей для аудиотракта:

Высокое входное сопротивление: Не «нагружает» предыдущий каскад, что сохраняет качество сигнала.
Низкие входные токи: Минимизируют искажения, вносимые на входе.
Хорошая линейность: JFET-транзисторы хорошо работают с аналоговыми сигналами.

Чем можно заменить UPC4574C? (Аналоги / Прямые замены)

Новая микросхема должна иметь такой же корпус (DIP-14) и распиновку, либо необходимо подключать через переходник.

1. Прямые и самые безопасные аналоги (общего назначения):

TL074 / TL084: Классика жанра. Имеют такую же распиновку и JFET-входы. TL074 (низкий шум) — даже лучше оригинала по некоторым параметрам. Это самый распространенный и надежный вариант замены.
RC4136 / MC3403: Хорошие аналоги общего назначения.
LF347: Еще один отличный JFET ОУ с аналогичными характеристиками.

Эти микросхемы можно ставить «вслепую», и усилитель гарантированно заработает. Качество звука может незначительно отличаться, но часто в лучшую сторону.

2. Более продвинутые и качественные замены (для апгрейда):

Здесь нужно быть немного осторожнее, но это именно те варианты, которые радикально улучшают звук.

OPA4132 / OPA4134 (Burr-Brown / Texas Instruments): Это премиум-класс.
- Плюсы: Чрезвычайно низкий уровень шума и искажений, высокая скорость нарастания, прекрасная детализация и звуковая сцена.
- Важно: Убедиться, что версия в корпусе DIP-14. OPA4132 (для двойного питания) подходит идеально.
NJM2068 / NJM2114 (JRC / New Japan Radio):
- NJM2068 — известен как «аудиофильский» ОУ с «теплым» звучанием.
- NJM2114 — аналог старого легендарного LM2114, обладает агрессивным, детализированным звуком.
LME49740 (Texas Instruments): Современный «Hi-Fi» операционный усилитель с выдающимися характеристиками. Отличный выбор для апгрейда.

Критически важные моменты при замене!

Распиновка (Pinout): Убедиться, что распиновка новой микросхемы полностью идентична UPC4574C. Почти все перечисленные аналоги имеют стандартную распиновку для корпуса DIP-14.
Напряжение питания: В усилителе KAC-624, используется двуполярное напряжения ±11V. Все перечисленные аналоги работают в этом диапазоне.
Корпус: Только DIP-14, либо установка переходной панельки.
Чувствительность к статике (ESD): JFET и MOSFET операционные усилители очень чувствительны к статическому электричеству. Необходимо использовать антистатический браслет и паяльник с заземленным жалом.

По итогу

Если целью был бы — ремонт: Смело ставим TL074CN. Это дешево, надежно, и звук будет как минимум не хуже штатного.
Если же цель — апгрейд и улучшение звука как у нас: Устанавливаем OPA4132PA. Это одна из лучших замен для аудио применений. Она даст заметную разницу в детальности, чистоте и глубине звучания.

Резюме: UPC4574C — качественный ОУ своего времени, но современная элементная база предлагает куда более совершенные аналоги. Замена — отличный способ вдохнуть новую жизнь в старый легендарный усилитель.

Kenwood KAC-624 интересен для апгрейда, особенно если хочется выжать максимум из этой винтажной схемы без грубого вмешательства.

План по апгрейду:

1. Общая архитектура (по сервис-мануалу)

Kenwood KAC-624 — это 2-канальный усилитель класса AB с типовой структурой:

входной каскад — на дифференциальной паре транзисторов (аналог uPC4570 / 4558);
предварительный усилитель / фильтр — операционные усилители NJM4558D;
драйвер и выходной каскад — комплементарная пара транзисторов 2SD718 / 2SB688 (или их аналоги);
питание — одна пара DC–DC преобразователей (push-pull topology), с ШИМ-драйвером и парой MOSFET 50–60 V.

Эта архитектура очень «благодарная» для апгрейда.

2. Улучшение звука и надёжности (без изменения схемы)

Замена электролитических конденсаторов

Причина: старые электролиты (особенно в питании и фильтрах входа) деградируют и вносят шум, смещение искажения.
Что делать:
- Питание: заменить все 1000 – 4700 µF / 25 – 35 V на Nichicon PW / Panasonic FM (low ESR).
- Входные и межкаскадные конденсаторы (1–10 µF): заменить на Nichicon Muse BP / Elna Silmic II или WIMA MKS2 (если место позволяет).
- В цепи обратной связи (обычно 47–100 µF): заменить на Nichicon FG.

Эффект: чище верх, более контролируемый бас, ниже шум.

Замена ОУ (операционных усилителей)

По мануалу: NJM4558D (или JRC4558) — старый, шумный по современным меркам.
Современные замены: рассматривались выше.

Эффект: расширение сцены, лучше микродетали, меньше шума.

Выходные транзисторы

В оригинале — 2SB688 / 2SD718.
Замены: 2SA1943 / 2SC5200 (Toshiba) — современные, с низким THD и большим SOA.
Обязательно использовать термопасту и прокладки, проверять ток покоя.

Эффект: лучше термостабильность, запас по мощности, мягче клиппинг.

Диоды и выпрямители

В питании можно заменить диоды на UF4005–UF5408 (ultra fast recovery).
Меньше шума ШИМ и фоновых помех.

Внутренние межсоединения

Силовые шины и земля — заменить пайку на медные лужёные перемычки 2–2.5 мм², уменьшить паразитное сопротивление.

3. Твики для звука (аккуратно!)

Входные RC-цепочки

Если хочется более «прозрачный» звук — можно увеличить входное сопротивление с 10 кΩ до 22–47 кΩ (меняя резисторы на входе), и уменьшить входной конденсатор (например, с 2.2 µF до 1 µF полипропиленового типа).

Это ослабит окраску и сделает сцену более «воздушной».

Bypass конденсаторы

Параллельно электролитам в питании можно добавить 0.1 µF плёнку (WIMA) — для фильтрации ВЧ.

Уменьшает резкие искажения на верхах.

Усиление и кроссовер

Если усилитель используется для фронта — стоит отрегулировать High-Pass фильтр (по мануалу 80 Гц) на более оптимальную частоту (~60–70 Гц) — можно подобрать ёмкость/резистор по формуле: fc=12πRCf_c = \frac{1}{2\pi R C}fc=2πRC1. Но лучше убрать вовсе)

(из сервис-мануала RC-цепочка фильтра находится на входе перед ОУ).

4. Модернизация блока питания

Если хотим — чуть больше мощности без потери стабильности:

заменить силовые MOSFET в DC-DC на современные IRFZ44N → IRFZ46N / IRF3205;
увеличить электролиты вторичных фильтров (напряжения ± B);
добавить снабберы RC параллельно первичным обмоткам (уменьшает ВЧ шум).

Но важно: DC-DC блок рассчитан на 15 А макс. Не превышаем! Иначе трансформатор перегреется.

5. Результат и итог

После вышеописанных апгрейдов KAC-624 способен:

звучать значительно чище и детальнее, чем штатная версия;
иметь лучший контроль баса и микродинамику;
быть стабильным под нагрузкой 2 Ом, без хрипов;
при этом сохранять оригинальный «винтажный характер Kenwood» — мягкий и музыкальный.

Что сделаем мы:

Заменим все просевшие электролиты — выполнено!
Добавим емкости по питанию и на выходе БП — выполнено!
Зашунтируем электролиты по питанию пленочными конденсаторами — выполнено!
Уберем все керамические конденсаторы и заменим пленкой — выполнено!
Сделаем прямой тракт по входу и уберем развязывающие конденсаторы — выполнено!
Заменим родной ОУ UPC4574C на более продвинутый и качественный OPA4134 — выполнено!
Заменим межкаскадные конденсаторы на более качественные — выполнено!
Уберем и зашунтируем перемычку «Моно» — выполнено!
Прослушаем и выполним измерения в RMAA — выполнено!

Таблица с просевшими конденсаторами и их параметрами:

Номер на схеме	C (ёмкость), мкФ	D (тангенс δ)	Q (добротность)	θ (угол), град.	ESR, Ом	X (реакт. сопр.), Ом
C34	2636	0.6526	1.5278	-56.76	0.0396	-0.06
C35	7.85	0.1505	6.54	-81.22	3.22	-20.89
C30	1664	1.0694	0.9286	-42.79	0.1045	-0.0962
C29	1838	0.7125	1.3961	-54.31	0.0624	-0.0864
C37	26.56	0.2846	3.3975	-73.14	2.0018	-6.5410
C43	8.19	0.1520	6.4940	-81.10	3.2039	-20.164
C36	77.63	0.2254	4.3622	-76.90	0.4850	-2.0710
C31	355.7	0.3068	3.2432	-72.78	0.1393	-0.4483
C48	38.07	0.2064	4.80	-78.20	0.8768	-4.1940
C41	29.94	0.2305	4.1834	-76.36	1.5417	-6.2677
C27	3.6	0.1403	7.0491	-81.78	6.6990	-46.214
C9 и C10	Перемычка	Перемычка	Перемычка	Перемычка	Перемычка	Перемычка
C3 и C4	Перемычка	Перемычка	Перемычка	Перемычка	Перемычка	Перемычка
C7 и C8	Заменены на NICHICON 56мкФ 63В	Заменены на NICHICON 56мкФ 63В	Заменены на NICHICON 56мкФ 63В	Заменены на NICHICON 56мкФ 63В	Заменены на NICHICON 56мкФ 63В	Заменены на NICHICON 56мкФ 63В
C5	17.78	0.1543	5.90	-80.27	1.4514	-9.151
C6	17.11	0.1678	5.8304	-80.15	1.6511	-9.40
C18	180.3	0.30	3.18	-72.31	0.289	-0.89
C21	17.29	0.17	5.63	-79.85	1.675	-9.26
C22	17.05	0.17	5.84	-80.23	1.624	-9.37

Итог:

Все запланированные работы были выполнены, по итогу усилитель запел совершенно новыми красками (спасибо OPA4134!), чисто и открыто, появился драйв и сцена, и даже не верилось, что такой «малыш» может выдавать заявленную мощность, но это на самом деле правда!) Ниже будут результаты измерений и итоговые фото. Всем спасибо и добра!)

RMAA Kenwood KAC-624 Скачать