Одноголосный клавишный ЭМИ «Фаэми» из 90-х годов. Схема и ремонт

Пока готовится очередная статья, жизнь то и дело подбрасывает, ну если не темы для других статей, то просто всякую фигню для мелкого ремонта. Вот решил рассказать уважаемым датагорцам ещё одну байку из жизни провинциальных радиогубителей. Практически «по горячим следам» Может кому пригодится, а кто-то может молодость или детство вспомнит.
Или поможет кому-нибудь, решившему поискать в интернете решение похожей проблемы. Всякое бывает.

ЭМИ «Фаэми»

Cреди всяческой аппаратуры завалялась у меня вот такая штуковина:

Малогабаритный одноголосный клавишный ЭМИ «Фаэми». Сейчас его почему-то называют «Фаэми-мини», хотя в документации слова «мини» сроду не было. Наверное чтобы не путали с более «взрослыми» и навороченными «Фаэми-1», «Фаэми-М» и др. Кто не в теме, тот называет подобные инструменты синтезаторами, хоть это и не совсем (совсем не) правильно. Более продвинутые — пищалками (клоподавками), иногда добавляя к определению слово «детские», в чём правды немного больше.

Иногда те или другие выкладывают в интернет ролики, где выбрав звук пострашнее (что на этом инструменте очень просто) делают вывод — «Вот, какую фигню в Союзе выпускали» или «Ребёнку побаловаться — пойдёт». Но это я отвлёкся.


Инструмент был приобретён ещё в студенческие времена с целью «поиграться». Благо цена позволяла, в отличие от более серьёзных «машинок». И с тех пор прожил хоть и не очень бурную, но вполне насыщенную жизнь. Подыгрывал «кухонным гитаристам» на домашних посиделках. Звучал (скорее «лажал») на заднем плане в паре не менее домашних записей. С примочкой, собранной по схеме из «Радио» («Приставка к Фаэми» 1988 г. №1 с 36), вполне мог изобразить басуху на не очень быстрых партиях, а также издавать весьма интересные звуки, которым пока не нашлось применения, хотя идеи были.

В общем использовался в меру своих возможностей. Конечно не «Корг», не «Ионика» и даже не «Экводин» А. Володина (который по «наворотам» ближе к синтезаторам). Так ведь и я не клавишник. И даже не музыкант — так балуюсь.

А в свободное от музыки время инструмент подрабатывал генератором, для проверки прохождения сигнала во всяческих звуковых устройствах. Грех было не воспользоваться набором «стабильных частот» и неслабым «выхлопом» с линейного выхода. Правда, сигнал прямоугольный.

Не так давно вытащил я его из «запасников», как раз, чтобы генератором поработал, ну и «клопов подавить» со скуки. И обнаружил, что левая половина клавиатуры не работает. То есть сначала были какие-то звуки, не очень соответствующие нажатым клавишам, а потом тишина.
Решил посмотреть, в чём там дело и …

↑ Немного истории

В отечественной электронике есть несколько довольно известных изделий, схема которых за годы производства несколько раз полностью переделывалась. Причём внешний вид, а бывало что и название, оставались неизменным. Навскидку могу вспомнить магнитофон «Электроника» и усилитель «Эско-100».

«Фаэми» из той же компании. Есть, по крайней мере, три модификации.

Первая — на германиевых транзисторах (описанная в Радио в 1973 г.). Вторая — на кремниевых (КТ315).

Третья — на цифровых микросхемах. Именно последний вариант мне и попался.
Первые два были сделаны по всем известному принципу: задающий генератор, частота которого управляется клавиатурой, с подстроечным резистором на каждую клавишу. Потом блок делителей частоты, где частота сигнала генератора делится на 2, 3, 4, 8. Полученные частоты подмешиваются к основному сигналу для изменения тембра или используются по отдельности для сдвига диапазона клавиатуры вниз на одну, две или три октавы. Ну, а дальше, естественно усилитель мощности и динамик.

Логично было бы ожидать, что и третий вариант будет сделан так же, но посмотрев на схему, я понял, что здесь конструкторы превзошли самих себя. Хорошо, что осталась дурная привычка хранить документацию от всего своего аппарата (в том числе и от того, которого уже нет, а также всяческие случайно попавшие в руки схемы и паспорта). Иначе бы плутал в дорожках платы, как в трёх соснах, и скорее всего — очень долго. Тем более в интернете этой схемы не нашёл, только германиевый вариант.

↑ Схема ЭМИ «Фаэми» на цифровых микросхемах

К сожалению, сканера под рукой нет, пришлось фотографировать. Благо схема напечатана на бумаге, не дающей бликов, поэтому получилось вполне разборчиво:


Честно говоря, хотел даже тему на форуме создать, вдруг поможет кто-нибудь разобраться. Но потом решил с этим повременить. Какие-то сведения о советских цифровых микросхемах и их применении в памяти остались. Когда-то что-то даже паял на них, только до ума так и не довёл. Решил попробовать разобраться сам.

Хоть когда-то и интересовался вопросом, с таким способом получения частот музыкальной шкалы сталкиваюсь впервые. Да и описаний его в литературе не встречал. Интересно было ознакомиться.

Насколько я понял, генератор здесь выдаёт одну неизменную частоту, причём как показала практика с неплохой стабильностью. Далее идёт хитрый (для меня — до конца так и не разобрался) делитель частоты, коэффициент деления которого зависит от нажатой клавиши. С помощью одной его части и получают звуки всех 12 нот октавы. Другая часть делит частоты на 2, 4, и 8, чтобы получить ноты остальных октав клавиатуры.

Если кто из датагорцев разбирается в вопросе лучше, поправьте пожалуйста, если ошибаюсь.

Респект конструкторам за эту схему и уважуха. Избавились от тридцати шести подстроечников, которые за несколько лет «расплываются» настолько, что настройка становится почти невозможной. Даже если инструмент не слишком часто использовался, а просто хранился при перепадах температуры и влажности. Это тоже моя практика показала: есть у меня и первый «Фаэми» на германии, конца 70-х годов. Причём внешнее состояние вполне нормальное. Случайно достался, а до этого лежал у одного из знакомых в сарае. Пару раз даже настроить удавалось, но ненадолго. Если случайно попадёт в руки ведро хороших подстроечников, может и им займусь.

Блок делителей частоты выходного сигнала, как и в транзисторных вариантах, сделан отдельно, только на двух счётчиках К176ИЕ2. Усилитель мощности неожиданно выполнен на дискретных элементах, хотя и тут вполне могли бы поставить что-нибудь вроде К174УН7 или К174УН4, тогда бы я хоть поглядел на неё вживую. Но это тоже к делу не относится. Тем более, неисправность явно не в этих блоках.

↑ Что внутри ЭМИ «Фаэми»

Приступаю к разборке. Вид изнутри:


Если честно — разборка далеко не первая. Правда, так глубоко копаю первый раз. До этого только контакты клавиатуры чистил. Да ещё разъёмы СГ-5 устанавливал, а то родной выход так с 70-х годов и делается в виде двух отдельных гнёзд, причём на редкость нестандартных. Штекеров для таких разъёмов живьём не видел ни разу, и первое время подключал инструмент к внешнему усилителю с помощью самодельного переходника, который имел дурную привычку теряться.

Картинка из серии «найдите все отличия», которых за 20 лет не появилось!


Снова отвлёкся. Снимаю клавиатуру.


Как видите, всё сделано аккуратно. Провода уложены в жгуты, внешние соединения платы на разъёмах, сама плата на защёлках, всё разбирается почти на «раз-два». Если бы не лень было откручивать подклавиатурные платы, то на «раз-два» без всякого «почти».

Кроме платы с микросхемами, вся остальная начинка корпуса такая же, как в 70-е. Те же СП-1 в роли регулятора громкости, и подстроечников глубины вибрато, и точной настройки инструмента. За последние ещё один респект изготовителям. Стояли бы обычные «открытые» подстроечные резисторы — было бы с ними тоже, что и с подклавишными на старом инструменте.
Тот же блок переключателей, с виду ненадёжный, но каким-то чудом до сих пор работающий без чистки контактов. Да и затруднительно их чистить из-за неразборного крепления к корпусу.

Да и клавиатура точно такая же. Два полных октавных блока и два «обрубка» по краям. Один я перевернул, чтобы контакты видно было.

Видимо на заводе сначала штамповали «октавы», а потом разрезали каждую третью. Такое «безотходное производство».

Сама плата.


Естественно, применение микросхем позволило снизить плотность монтажа. И в отличии от транзисторного варианта на плате со стороны деталей даже появились «пустыри». Но с обратной стороны дорожки проходят довольно плотно. Причём тонкие, в лучших традициях тогдашней цифровой техники. И перемычек многовато.

На обратной стороне платы имеются даже музейные образцы отечественных SMD.


Это DD6 и DD7. Аналогичные им по назначению DD8 и DD9 — обычные К176ЛА9. Почему так сделано — пока так и не понял. Хорошо, что причиной неисправности были не они. А то нынче и обычные советские микросхемы доставать с каждым годом всё сложнее, не то, что такие.

↑ Ищу неисправность. Причина - отказ К176ИЕ2

Это всё лирика, а инструмент-то чинить нужно. Или хотя бы причину неисправности поточнее определить, чтобы знать какие микросхемы искать.

Вооружился упомянутым в одной из прежних статей «щупом с ушами» (высокоомные наушники ТОН-2 приспособленные для контроля прохождения звука в схемах), тестером и начал проверять, что там творится в аналоговой и цифровой части.
Не работали октавы 1 и 2 (буду называть согласно схеме, хоть октавы 1 и 4 сделаны в виде показанных выше «обрубков»), общие провода которых шли на адресные входы коммутаторов DD11 и DD12, с которых и начал проверку.

Половина времени ушла на проверку дорожек на обрыв и паек на случайное замыкание (припоя при сборке схемы не пожалели). В результате всех проб, ошибок и научного тыка (только чудом не сжёг ещё что-нибудь) начал подозревать связку DD10-DD12. Первая микросхема К176ИЕ2 — счётчик, на котором выполнен делитель частоты октав 1, 2 и 3. Вторая — К561КП2 — коммутатор, подающий, в соответствии с октавой, в которой нажата клавиша, исходный или поделённый на 2, 4, 8 сигнал на выход блока.
В ходе дальнейшей проверки решил, что скорее всего отказала DD10 К176ИЕ2. Вздохнул с облегчением. К561КП2 найти труднее.

Только К176ИЕ2 под рукой тоже не было. А собирать аппарат, чтобы потом разбирать его снова, было лень. Да и проверить хотелось быстрее. Поэтому решил выпаять рабочую DD15 и поставить вместо DD10.

Эта микросхема в инструменте служит для работы режима «Бас», который включается четвёртой слева кнопкой (см. первое фото). При включении этой кнопки в сочетании с седьмой или восьмой улучшается воспроизведение басовых нот встроенным динамиком. Т.е. звук перестаёт быть похожим на гудение раздолбанного сварочного аппарата. Но при этом смещается строй инструмента и приходится менять «распальцовку».

Сейчас не помню точно описания принципа работы данного эффекта — что-то связанное с делением частоты на 3. А если включить 4 (кнопку с 5, 6, или все три) — звук получается на редкость противный, поэтому инструкция это не рекомендует.
В общем, не так часто используемый мной режим. Для быстрой проверки сделанных выводов можно и пожертвовать, до появления нужной микросхемы под рукой.

После недолгой возни с паяльником и иглой от шприца, микросхема была заменена. Несмотря на то, что плата в лучших отечественных традициях была сделана из гетинакса, контактные площадки не отслоились.

Как оказалось, паял не напрасно. Клавиатура заработала полностью и «Фаэми» снова в строю. И готов к использованию как по назначению, так и не по назначению. Надеюсь, проработает столько же, сколько до ремонта.

↑ Еще немного лирики вместо резюме

Есть даже одна мысль по расширению возможностей. Но вряд ли она заинтересует кого-нибудь, кроме меня. Если и буду делать, то из чистого любопытства. Всё-таки одноголосные клавишные с развитием техники уходят в прошлое. А любой мало-мальски продвинутый владелец компа подключив МИДИ-клаву и установив нужные проги, может сыграть не хуже чем на «железном» синте (особенно если играть умеет).

И даже дети, если душа «просит музыки», юзают китайскую двухголосную игрушку с вшитым набором готовых звуков и встроенными ударными. Правда, настолько глючную и тормознутую, что если кто-то решит сыграть на ней «Полёт шмеля», то скорее всего услышит только стук клавиатуры. Да ещё с врождённым «китайским синдромом», т. е. настроенную на полтона выше, как и многие другие подобные изделия.

Во время ремонта пришла в голову ещё одна глупая мысль: просуществовал бы Союз ещё лет несколько, и появился бы ещё один вариант «Фаэми». Такой же одноголосный, с таким же октавным синтезом тембров в качестве единственного средства обработки звука и в том же самом корпусе. Только на микроконтроллере. Ну или ещё на какой специализированной микросхеме (как калькуляторы, или теперешние детские «клавиши»). Причём на жутко дефицитной микросхеме. Не знаю, что бы я в таком случае делал.

В поисках решения в интернете, наткнулся на одном форуме на давний спор между поклонниками аналоговых и цифровых клавишных. Там обсуждалась возможность создания на одном или нескольких микроконтроллерах более совершенного инструмента, многоголосого, с управлением атакой-затуханием и ещё кучей наворотов. Причём такого, чтобы всё параметры регулировались, в отличие от теперешних «самоиграек» с набором готовых звуков. Вот и подумалось…

↑ Файлы

В архивах то, что удалось найти по теме: схемы, паспорт, разные версии.
🎁faemi_ic.zip  1.75 Mb ⇣ 46
🎁faemini.zip  2.09 Mb ⇣ 50

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации