SONY ST-S333ESG (20号機)

SONY ST-S333ESG (20号機)

SONY ST-S333ESG (20号機) が到着

2024年7月7日、東京都港区の I さんより SONY ST-S333ESG の修理依頼品が到着しました。

程度＆動作チェック

依頼者のコメント
- 故障しています。
外観
- 製造シリアル番号は [203002] で、電源コードの製造マーキングより [1989年製造品] とわかりました。
- [純正 AM ループアンテナ] は添付されていませんでした。
- [PROGRAM] ノブがありません。左右のサイドウッドがありません。天板を側面から留めるネジ×4本がありません。
- フロントパネルと [TUNING] ノブに粘着テープの剥がし跡があります。経年変化で跡が硬くて簡単には除去できないです。
- 天板の一ヵ所ヘコミがあります。そう大きなものではなく、少し目立つ程度です。
- 上記以外は綺麗です。
電源 ON にてチェック
- 電源が入り、操作ボタンの反応は正常です。
- ディスプレイはやや輝度が落ちていますが、まだ使えます。表示にチラツキを感じます。正常ならチラツキはないはず。
- プリセットメモリが消えて初期化されていました。新たに設定しても電源 OFF すると消えてしまいます。
- FM 受信
  - S メータが大きく振れ、[STEREO] 表示が出て、オートチューニングで正しい周波数でストップしますが、肝心の音が出ません。
  - [CAL TONE] = ON でもテスト音が出ません。どうやら MUTING がかかり放しになっているようです。
- AM 受信
  - AM ループアンテナの添付がなかったので、[SONY ST-SA5ES 純正 AM ループアンテナ] を接続してチェックしました。
  - S メータが振れ、オートチューニングで正しい周波数でストップしますが、肝心の音が出ません。
カバーを開けてチェック
- 内部は綺麗ですが、電源部の辺りで（熱で）基板が茶色く変色しています。おそらく、かなり長時間稼働していたと思います。
- 電源部の電解コンデンサのいくつかで大きな膨張が見られ、少なくともここにあるのは交換したほうがよいです。

リペア (その1)：電源電圧をチェック

概要
- ディスプレイ (FL 表示器) のチラツキや電解コンデンサの膨張など、電源がマトモでないと思いました。
- 電源が正常でないと、それ以外の箇所のトラブルシューティングもできないです。
- そこで、まずは電源部が正常かチェックしました。

電源部の出力電圧をチェック

通常は DMM だけでチェックしますが、今回はリップルも懸念されたのでオシロスコープを使ってこのチェックもしました。

結果は以下です。 [JW145] [JW213] の電圧が全然ダメです。特に [JW145] の -17V の異常は FL 表示器がチラつく原因でしょう。

電圧は DMM でリップルはオシロスコープで測定しています。 DMM は平均値的にしか測定できないのです。

VP	表示電圧	実測電圧	リップル	判定	備考
JW88	+30V	+31.1V	230mVp-p	〇	PLL
JW89	+15V	+14.9V	40mVp-p	〇	AUDIO
JW145	-17V	-8.26V	18Vp-p	×	FL
JW213	+13V	+12.7V	4Vp-p	×	DIGITAL
JW220	+5V	+5.68V	40mVp-p	〇	DIGITAL

緊急修理

[JW145] [JW213] に関係する電解コンデンサを以下のように交換しました。

高耐熱品や高耐圧品に交換しています。
交換後の電圧やリップルは正常範囲になりました。 直りました！！！

VP	部品番号	交換前	交換後	交換後の実測値	備考
JW145 (-17V)	C932	330uF/50V (85℃)	330uF/63V (105℃)	-17.4V 70mVp-p	高耐熱・高耐圧品に交換
	C933	47uF/35V (85℃)	47uF/63V (105℃)		高耐熱・高耐圧品に交換
	C934	47uF/35V (85℃)	47uF/63V (105℃)		高耐熱・高耐圧品に交換
JW213 (+13V)	C915	470uF/35V (85℃)	470uF/35V (105℃)	+13.6V 70mVp-p	高耐熱品に交換
	C916	47uF/10V (85℃)	47uF/35V (105℃)		高耐熱・高耐圧品に交換
	C917	100uF/16V (85℃)	100uF/25V (105℃)		高耐熱・高耐圧品に交換

なお、電解コンデンサはできるだけ熱源の放熱器から遠避けるように少し傾けて実装しました。作業がヘタクソということでないです。念のため。
上の作業と高耐熱品の使用で信頼性は上がっているはずです。

修理後の動作確認
- ディスプレイのチラツキは無くなりました。やはり -17V のリップルが原因でした。
  - ディスプレイの輝度も上がりました。ヤセはありますが、もう普通に使えるレベルになりました。
- 音が出るようになりました。 [CAL TONE] ボタンでのテスト音も正常に出ます。
  - これはある程度予想していました。 -17V は電源 MUTING 回路、+13V は制御回路にも使われているのです。
- 到着時にあった機能的障害は電解コンデンサ交換だけでほとんど直ってしまいました。
- 本機は電解コンデンサの劣化 (容量抜け) が多数ありそうなので、ほぼ全数交換することにします。

リペア (その2)：電源 OFF するとプリセットメモリが消える

概要
- [電気二重層コンデンサ] は電源 OFF 時のプリセット情報をバックアップします。
  - 電源 OFF するとプリセットメモリが消えるのはこのコンデンサが故障 (寿命) しているのです。
- ついでに短絡事故が多い [タンタルコンデンサ] も別の種類のコンデンサに交換します。
  - 使われていたタンタルコンデンサの耐圧が 6.3V しかありません。ここには 6V 近くの電圧がかかります。
  - タンタルコンデンサは耐圧を超えた電圧がかかると簡単に内部短絡します。
  - 半世紀前に [人気者] だったタンタルコンデンサは、現在では短絡事故が多いことから [嫌われ者] になっています。
  - 換装する積層セラミックコンデンサはタンタルより ESR が低く高性能でやや高価な無極性コンデンサです。
交換
- 左の写真で、小さな赤〇で囲んだのが [C604]、大きな赤〇で囲んだのが [C605] の交換後です。
- 右の写真は交換前に基板に実装されていた [C605] [C604] です。
  
  　
- 以下は交換リストです。
  
  部品番号 交換前 交換後 備考
  
  C604 10uF/6.3V (タンタル) 10uF/25V (積層セラミック) 　
  
  C605 0.1F/5.5V 1F/5.5V 電気二重層コンデンサ
電気二重層コンデンサはオリジナルの 0.1F → 1F と10倍の容量になったので、10倍の10ヶ月メモリ保持できるかも？
- 実際には自己放電もあるので数ヶ月でしょう。
- また、メモリ保持時間の試験は難しいのです。
  - 例えば1ヶ月だったら電源 OFF して1ヶ月後に ON にしてのチェックは現実的に無理です。あくまで期待値です。

リペア (その3)：電解コンデンサをほぼ全数交換

概要
- ここまでで機能的には直ったのですが、本機は電解コンデンサの劣化が懸念されます。
- [C905] 2200uF/63V (一番大きな電解コンデンサ) がサイズや取付端子が特殊で代替できそうな物がみつかりません。
- 従って [C905] を除く全数交換とします。

交換リスト

できるだけ高耐熱・高耐圧品を使います。リストは「リペア (その1)」「リペア (その2)」で交換した分も含みます。
オーディオ信号が通過する [C330] [C324] [C325] にはオーディオクラス品を使います。リストでは [FG] としています。
- オーディオクラス品には高耐熱品がないので、これらは85℃耐熱になりますが熱源から離れているので大丈夫です。

1uF 以下は電解コンデンサより ESR が低く高周波特性の良い積層セラミックコンデンサにします。

電解コンデンサより高価ですが経年劣化しないです。リストでは [積セラ] としています。

部位	部品番号	交換前	交換後
FE	C113	10uF/50V (85℃)	10uF/50V (105℃)
	C124	330uF/16V (85℃)	330uF/25V (105℃)
	C162	10uF/50V (85℃)	10uF/50V (105℃)
IF	C244	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C254	2.2uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C255	2.2uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C258	470uF/25V (85℃)	470uF/25V (105℃)
	C263	0.1uF/50V (85℃)	0.1uF/50V (積セラ)
DET	C275	47uF/25V (85℃)	47uF/35V (105℃)
	C277	1000uF/25V (85℃)	1000uF/25V (105℃)
	C279	330uF/25V (85℃)	330uF/25V (105℃)
	C287	330uF/25V (85℃)	330uF/25V (105℃)
	C289	330uF/25V (85℃)	330uF/25V (105℃)
MPX	C301	0.47uF/50V (85℃)	0.47uF/50V (積セラ)
	C302	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C304	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C305	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C307	0.47uF/50V (85℃)	0.47uF/50V (積セラ)
	C310	0.33uF/50V (85℃)	0.33uF/50V (積セラ)
	C311	0.1uF/50V (85℃)	0.1uF/50V (積セラ)
	C312	0.47uF/50V (85℃)	0.47uF/50V (積セラ)
	C317	470uF/10V (85℃)	470uF/25V (105℃)
	C318	470uF/25V (85℃)	470uF/25V (105℃)
	C321	100uF/25V (85℃)	100uF/25V (105℃)
	C322	100uF/25V (85℃)	100uF/25V (105℃)
	C323	330uF/25V (85℃)	330uF/25V (105℃)
	C324	22uF/63V (85℃)	22uF/50V (FG)
	C325	22uF/63V (85℃)	22uF/50V (FG)
	C327	10uF/50V (85℃)	10uF/50V (105℃)
	C330	100uF/63V (85℃)	100uF/63V (FG)
	C331	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)

部位	部品番号	交換前	交換後
AM	C401	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C405	47uF/16V (85℃)	47uF/35V (105℃)
	C410	3.3uF/50V (85℃)	3.3uF/50V (105℃)
	C411	100uF/16V (85℃)	100uF/25V (105℃)
	C413	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C414	1uF/50V (85℃)	1uF/50V (積セラ)
	C415	4.7uF/50V (85℃)	4.7uF/50V (105℃)
	C421	0.47uF/50V (85℃)	0.47uF/50V (積セラ)
PLL	C511	10uF/50V (85℃)	10uF/50V (105℃)
	C512	10uF/50V (85℃)	10uF/50V (105℃)
	C516	220uF/35V (85℃)	220uF/35V (105℃)
	C521	10uF/50V (85℃)	10uF/50V (105℃)
	C522	3.3uF/50V (85℃)	3.3uF/50V (105℃)
	C523	0.68uF/50V (85℃)	0.68uF/50V (積セラ)
	C524	0.1uF/50V (85℃)	0.1uF/50V (積セラ)
CONT	C601	3.3uF/50V (85℃)	3.3uF/50V (105℃)
	C604	10uF/6.3V (タンタル)	10uF/25V (積セラ)
	C605	0.1F/5.5V (電気二重層)	1F/5.5V (電気二重層)
PS	C905	2200uF/63V (85℃)	(未交換)
	C906	100uF/25V (85℃)	100uF/25V (105℃)
	C907	1000uF/63V (85℃)	1000uF/63V (105℃)
	C915	470uF/35V (85℃)	470uF/35V (105℃)
	C916	47uF/16V (85℃)	47uF/35V (105℃)
	C917	100uF/16V (85℃)	100uF/25V (105℃)
	C922	330uF/50V (85℃)	330uF/63V (105℃)
	C923	47uF/50V (85℃)	47uF/63V (105℃)
	C924	47uF/50V (85℃)	47uF/63V (105℃)
	C932	330uF/50V (85℃)	330uF/63V (105℃)
	C933	47uF/35V (85℃)	47uF/35V (105℃)
	C934	47uF/35V (85℃)	47uF/35V (105℃)

交換完了
- 左の写真は電解コンデンサ交換後の一部分です。
  - 積層セラミックコンデンサにした部分はスッキリしました。水色の部品です。
  - 電解コンデンサが小指の爪ほどの大きさに対し、積層セラミックコンデンサは米粒ほどの大きさです。
- 右の写真はこれまで基板に実装されていた古い電解コンデンサです。
  
  　
交換作業で気が付いたこと
- 基板で電源回路部分が茶色くなっています。
- これだけならよいのですが、トランジスタの発熱で基板のパターンが弱くなっています。

リペア (その4)：電源部の補修 (放熱対策を含む)

概要
- 「リペア (その3)」に述べたように電源部分の基板パターンが剥がれかかっているのと、発熱の問題があります。
- この ST-S333ESG は修理後24時間365日稼働で何年も連続通電すると聞いています。
- こうであると、何らかの対策をしないと連続運転に耐えられません。
原因
- 1W 型パワートランスタ [Q921] 2SD774 と [Q931] 2SB734 の発熱が物凄く、手で触れられない高熱です。
- この発熱で基板のパターンが弱くなったのが原因です。発熱がどこに逃げるかというと、主にリード足からです。
  - リード足は基板にハンダ付けされているので、熱がパターンに伝導します。
- パターンというのは接着剤で基板に貼り付いています。長時間高熱に晒されたので、この接着が弱くなったのです。
- [Q921] [Q931] を触るとグラグラしています。このまま使うといずれパターンが破断します。

対策

基板のパターンは直せないので、[Q921] [Q931] を別のトランジスタに交換して別位置に実装するしかないです。
- トランジスタを交換するなら、もっと大電力のパワートランジスタに交換したほうが安心です。
- トランジスタの実装位置を変えるなら、熱を放熱できる場所に設置したほうがよいです。

交換リスト

部品番号	交換前	交換後	備考
Q921	2SD774	2SD2012	コレクタ損失 1W→25W の大電力型としたコレクタが絶縁型なので放熱板と絶縁が不要
Q931	2SB734	2SB1375	コレクタ損失 1W→25W の大電力型としたコレクタが絶縁型なので放熱板と絶縁が不要

電源部の近くにシャーシのステーがあったので、左の写真のように取り付け、シャーシに発熱を逃がしました。
- ステーに直径 3.2mm の穴を開け、放熱グリスを塗布し、M3 スプリングワッシャ付きネジで留めています。
- 弱った基板のパターンは諦め、写真のように電線で配線することより解決しました。
- 25W 型パワートランジスタ使用とシャーシに放熱したことより、手で触っても発熱は僅かです。
- 「リペア (その1)」で電解コンデンサが故障したのは発熱が原因だった訳で、対策後は信頼性が大きく上がりました。
右の写真は、これまで実装されていた古いトランジスタです。
- リード足が短くカットされています。リード足から放熱するので、もっと長く残すべきです。
　
通常、ここまでの手数のかかる大掛かりな修理はしないです。今回はあまりにも悲惨な状態だったので、特別です。

リペア (その5)：ハンダクラック対策

ST-S333ES シリーズにはハンダクラックしやすい箇所があるという持病がある
- 左の写真はリアパネルの端子類の裏側です。長いリードが基板に直接ハンダ付けされています。
  - このハンダ付け部分には [リアパネル] [基板] の2方向から常にストレスを受けるのでハンダクラックしやすいのです。
- 右の写真のように基板上に細長い銅板が何枚も走っていますが、これがアースバーです。電源ラインにも使っていますがアースバーと呼ぶ。
  - アースバーのハンダ付け部分もハンンダクラックしやすいです。なぜなら、基板とアースバーの熱膨張率が違うからです。
  　
修理
- リアパネルにある [FM アンテナ端子] [AM アンテナ端子] [RCA 出力端子] のハンダ付け部を補修ハンダ付けしました。
- 8枚ある全ての [アースバー] のハンダ付け部を補修ハンダ付けしました。
- 補修ハンダ付けは、古いハンダを吸引して除去し、新しいハンダを付けるのが正しいやり方です。

リペア (その6)：その他

[PROGRAM] ノブがない
- 中古ですが、手持ちの ST-S333ESG 純正ノブを補充取り付けしました。
フロントパネルと [TUNING] ノブに粘着テープの剥がし跡がある
- [シール剥がし液] [無水アルコール] [カーボンヘラ] を使って、できるだけ除去しました。
- 腐食がある部分は直りませんが、ほぼわからない程度には補修できました。
フロントパネル内の清掃
- フロントパネルを外してみると、ディスプレイの透明板の裏側にビッシリとスス状のゴミが付着していました。
- 透明板を清掃してディスプレイのコントラストが上がりました。その他の部分のゴミも除去しました。

再調整

電源電圧チェック (VP)

実測値は以下のように良好です。電源部修理後の測定値です。

VP	表示電圧	実測電圧	判定	備考
JW88	+30V	+31.3V	〇	PLL
JW89	+15V	+14.9V	〇	AUDIO
JW145	-17V	-17.2V	〇	FL
JW213	+13V	+13.6V	〇	DIGITAL
JW220	+5V	+5.68V	〇	DIGITAL

FM/AM 受信部の調整
- ST-S333ESG (1号機) に記載の調整手順にて再調整しました。

調整結果

FM 受信部

PLL 検波調整が大きくズレていました。再調整で規定内に入りました。
ステレオセパレーションと高調波歪率はやや落ちていましたが、再調整で改善して音の解像度が良くなりました。

項目	IF BAND	stereo/mono	L	R	単位
ステレオセパレーション (1kHz)	WIDE	stereo	65	70	dB
ステレオセパレーション (1kHz)	NARROW	stereo	34	38	dB
高調波歪率 (1kHz)	WIDE	mono	0.014		%
	WIDE	stereo	0.023		%
	NARROW	mono	0.11		%
	NARROW	stereo	0.11		%
パイロット信号キャリアリーク	WIDE	stereo	-72	-79	dB
オーディオ出力レベル偏差 (1kHz)	WIDE	mono	0	0	dB
CAL TONE 信号	WIDE	mono	328.1		Hz
CAL TONE 信号	WIDE	mono	-4.4		dB

AM 受信部
- [純正 AM ループアンテナ] が添付されていなかったので、IF 調整だけしました。

使ってみました

修理＆再調整が終わって
- 到着時には音が出なかったのですが、完全に直って良い音に蘇って良かったです。
- 手持ちの [RM-J300] 専用リモコンでの操作も良好でした。
  - リモコンコードはみんなのリモコン・データベースにあるのでご利用ください。
- ワイド FM 対応クリコンでのワイド FM 受信も良好でした。
  - ST-S333ESG はアンテナ端子が2つあるので、ワイド FM 受信に便利です。
全体的にブラック基調のデザイン
- SONY デザインはやはり格好イイです。
- デザインが良くて性能も良い、持つべき価値があります。
- フロントパネルはアルミ材で、ヘアライン仕上げです。
FM 受信
- 感度も S/N も一級品です。微弱電波もしっかり捉えます。
- 解像度がある素晴らしい音。現代の安物チューナーとは全く異次元の音です。
AM 受信
- 感度は良いです。ループアンテナでしっかり入感します。