JCM2000 Stable Bias Mod
De Marshall JCM2000 DSL50, DSL100, TSL100 en TSL122 versterkers worden vaak geplaagd door een niet stabiele ruststroom instelling (drifting bias). Dit probleem kan lastig te constateren zijn op de werkbank omdat het vaak pas na een half uur (of langer) spelen / testen kan optreden. Het gevolg van deze bias drift is dat de ruststroom van de eindbuizen langzaam maar zeker oploopt, en blijft oplopen, totdat de eindbuizen knal rood / oranje staan te gloeien en de HT zekering (soms) opblaast. Wanneer deze fase is bereikt dan zijn de eindbuizen meestal al defect en aan vervanging toe. Vaak gebeurt dit met twee van de vier (DSL100, TSL100 en TSL122) of één van de twee (DSL50) eindbuizen, aan de rechter kant (gezien van achteren).
Er circuleren allerlei wilde verhalen hierover op het internet in de diverse gitaarversterker fora maar de meeste hiervan slaan de plank nogal mis. Dr.Tube heeft dit probleem zeer uitgebreid onderzocht en een eenvoudige en elegante maar zeer betrouwbare en vooral goedkope oplossing voor dit probleem ontworpen.
Oorzaak van het probleem.
De primaire oorzaak van dit probleem zit in de hoofdprintplaat. Dat is de printplaat met de buizen er op en we noemen deze nu verder de hoofdprint (mainboard). Ik dacht eerst dat de bias drift alleen zich manifesteerde op de oudere hoofdprinten (tot ongeveer 2003), maar sindsdien ben ik erachter gekomen dat ALLE hoofdprinten van deze versterkers last hebben van dit probleem, inclusief de “nieuwe” issue 20 printen. Het is dus zeer waarschijnlijk dat je al te maken hebt, of binnenkort te maken gaat krijgen, met het vervelende bias drift probleem.
Door de hitte, geproduceerd door de buizen, wordt het printplaat materiaal langzaam maar zeker een heel klein beetje geleidend. De oorzaak hiervan is wordt Conductive Anodic Filament failure (CAF) genoemd. CAF wordt veroorzaakt door warmte, vochtigheid en hoge spanningen, precies de condities in een gitaarversterker.
De specifieke layout van de hoofdprint is zodanig dat sommige koperbanen met de hoogspanning (meestal zo rond de 450V in deze versterkers) vlak naast de sporen lopen voor de negatieve biasspanning. Op één plaats is de afstand tussen deze twee printbanen nog niet eens 1mm! Wanneer de hoofdprint een beetje geleidend wordt, door CAF, gaat de hoogspanning deze negatieve roosterspanning een beetje omhoog “trekken” en loopt de ruststroom van de eindbuizen op. Deze ruststroom zal blijven oplopen tot dat de eindbuisstroom verzadigt en de eindbuis zich zelf vernietigt of de HT zekering laat smelten, maar meestal smelt de zekering te laat of helemaal niet.
Dit probleem is ondertussen geconstateerd op ALLE hoofdprinten! Op de vroege hoofdprinten zitten vaak ook nog eens de verkeerde stuurrooster weerstanden (issue 1: R55, R57, R62 & R70, alle overige issues: R7, R10, R66, R70). Deze weerstanden zijn dan 220kΩ in plaats van de gewenste 5.6kΩ. Hierdoor wordt het probleem van de instabiele bias nog verder verergerd!
Marshall bood voorheen een nieuwe complete hoofdprint (de zogenaamde issue 20 hoofdprint) aan als “oplossing” voor dit probleem. Deze hoofdprinten zijn niet meer beschikbaar vanuit Marshall. De issue 20 hoofdprinten werden niet gemaakt om het bias drift probleem op te lossen maar om te voldoen aan de toen nieuwe en strenge RoHS wetgeving, welke het gebruik van lood en cadmium (en nog wat materialen die voor nu niet relevant zijn) verbiedt. Het lood probleem werd opgelost door loodvrij soldeer te gaan gebruiken. Cadmium wordt (in miniscule hoeveelheden) gebruikt in de LDR’s van de beruchte NSL32 optocouplers. De issue 20 hoofdprinten gebruiken nu dus een relais voor het kanaal schakelen in plaats van de verboden NSL32 optocoupler(s). Helaas hebben de issue 20 hoofdprinten dus ook last van precies het zelfde bias drift probleem omdat de print layout van de probleem plekken niet is veranderd of verbeterd op de nieuwe hoofdprint.
Oplossing van het probleem.
De oplossing voor dit probleem is eigenlijk vrij eenvoudig: haal alle bias componenten weg van de hoofdprint en plaats deze op een eigen printplaatje, geïsoleerd van de hoofdprint (en de hoogspanning). Pen 5 (het stuurrooster) van de buisvoeten van de EL34 eindbuizen moeten dus ook geïsoleerd worden van de hoofdprint; dit is cruciaal!
Dr.Tube heeft hiervoor een klein printplaatje ontworpen welk eenvoudig is te monteren in deze versterkers. Er is een complete kit leverbaar met alle benodigde componenten. Dit printje bevat de nieuwe bias componenten en wordt tussen de hoofdprint en het biaspot printje gemonteerd. Het hiervoor extra benodigde kabeltje wordt meegeleverd. Verder moeten er een aantal draden tussen het extra printje en de hoofdprint worden gesoldeerd. De hoofdprint moet echter wel enigszins worden gemodificeerd waarbij pen 5 van de EL34’s vrij moeten worden gemaakt van de hoofdprint. Dit kan met een Dremel, maar Dr.Tube levert hiervoor ook een speciaal en erg handig hol boortje zodat dit klusje zo is geklaard.
Dit printje is als kit te bestellen in de Dr.Tube webshop. Er is een versie voor de DSL50 en DSL100 versterkers en een versie voor de TSL100 en TSL122 versterkers. Het zelf installeren van dit printje vereist wel bovengemiddelde vaardigheden. Je moet in staat zijn om een JCM2000 te disassembleren en weer te assembleren zonder schroefjes over te houden of connectors verkeerd terug te steken. Je moet ook de hoofdprint aanpassen met een Dremel of een holle boor en je moet kunnen solderen. Op zich is dit allemaal geen “rocket science” maar als je dit alles nog nooit eerder hebt gedaan dan is het wellicht wijs om deze werkzaamheden te laten uitvoeren door iemand met meer ervaring. Deze kit kan natuurlijk ook door Dr.Tube worden ingebouwd. De kosten voor het inbouwen (inclusief het complete printplaatje) bedragen € 130,00.
Voor reparatiebedrijven, ampmodders en gitaarwinkels, etc. hebben we ook een Full Kit of Parts beschikbaar in de webshop. Deze Full Kit of Parts bevat alle benodigde onderdelen voor zowel de DSL als TSL versies zodat je maar één soort Stable Bias Kit op voorraad hoeft te houden.
