Не было у бабы забот, купила баба порося...
Предложили мне советский студийный магнитофон МЭЗ-109М Стерео. По словам продавца, у аппарата отсутствовал ролик на одном из датчиков натяжения, поэтому магнитофон отдавали за символическую цену. Рука сама потянулась к бумажнику, и рядом не оказалось никого, кто бы заорал: - Сцуко, ну нафига тебе этот железный ящик?!
Основной проблемой был вес пепелаца - 80+ килограмм. Вооружившись машиной и психически устойчивым приятелем, приехал за магнитофоном. На месте выяснилось, что отсутствует не один ролик, а оба. Так же отсутствовали пара крышек для роликов, и не было распорной пластины, без которой опоры к магнитофону лучше не крепить. Радовал только пробег магнитофона всего в 500 часов, что для такой техники ни о чём.
Не ехать же обратно, и с помощью тележки, приятеля и такой-то матери магнитофон был погружен в машину и доставлен в мастерскую.
Уже на месте выяснилось, что в 90-е какой-то нехороший человек выкусал из магнитофона все конденсаторы серии КМ, а их там было мноооого.
МЭЗ-109М:


Вторым неприятным сюрпризом было откровенно похабное качество стеклотекстолита, из которого изготовлены печатные платы. Третий нюанс сюрпризом не был - магнитофон набит армянскими электролитическими конденсаторами, и их замена - не прихоть, а необходимость.
Установка плёночных и керамических конденсаторов вместо утраченных КМ и замена электролитов растянулась примерно на месяц. Попутно пытался найти владельца аналогичного МЭЗа, чтобы срисовать чертёж отсутствующих роликов. Увы, 109-х было сделано не так много, а пережило 90-е ещё меньше. К счастью, стараниями небезызвестного Фл... ах, такого мастера! к моему коллеге попал на ремонт недоделанный этим муд... чудо-мастером МЭЗ, и я смог, наконец, срисовать чертёж ролика и отдать его токарю на изготовление.
Попутно собрал ответные части к разъёмам. Советские конструкторы были очень ограничены в выборе, поэтому все разъёмы на задней панели - серии ШР, что увеличивает и без того зашкаливающую брутальность аппарата.
Коллеги помогли с изготовлением ремонтной платы, без неё к магнитофону лучше даже не подходить.
Пришло время первого включения, пока без роликов. Дым не пошёл, но сразу выбило предохранитель по цепи +15В, а контрольный светодиод по цепи +5В загорелся только в пол-накала.
Начал поиски проблемы с блока питания, вид сверху:

Источник питания по своему весу представляет из себя довольно существенную часть магнитофона. Схемотехника, к счастью, стандартнее некуда. Проблема в цепи +5В нашлась сразу, это оказался деградировавший армянский конденсатор 4000 мкФ 25В.
С КЗ по цепи +15В оказалось немного веселее, поиски привели в блок выпрямителя:

Как видно на фото, диодные мосты собраны из дискретных диодов, а все соединения выполнены луженым проводом в трубках из лакоткани. Провода к выходным клеммам припаяны несколько внатяг, и одна из лакотканевых трубок, прижатая проходящим внутри неё проводом к радиатору диода, протёрлась. В результате выходы диодного моста оказались замкнуты между собой. Ослабил провод, поменял трубку, и блок питания заработал.

Магнитофон включился, режимы переключались штатно, даже счётчик заработал, и дым ниоткуда не пошёл. Разве что подающий узел вёл себя неправильно.

С подающим узлом  я оказался сам себе злобный Буратино. Потому что перед тем, как возиться с отечественной техникой, нужно сначала прочитать документацию. Нифига не понять, потом снова прочитать, снова не понять, зато потом будет оправдание, что идиот тут не ты, а тот, кто эту документацию писал. Потому что юзер-френдли интерфейс - это ни разу не про отечественную технику. А мастерство написания руководств пользователя на территорию СССР вообще не завозили.
Оказывается, на данный магнитофон можно ставить катушки/бобины как с традиционной намоткой ленты магнитным слоем внутрь, так и с винтажной ламповой намоткой магнитным слоем наружу. И переключает это тумблер с загадочными для непосвящённых обозначениями "Н" и "В". И он, внезапно, находился в положении "Н". Переключил, направление вращения подающего узла сменилось на стандартное, и я смог поставить на магнитофон ленту.
Тут меня ждали сразу несколько обломов.
1. Режим перемоток включался, но лента никуда не двигалась. Что-то было не так с установкой натяжения ленты при перемотке.
2. При включении режимов перемотки лента не отводилась от головок. Оказалось, что отвечающий за это электромагнит конкретно так неправильно настроен с завода, и нормально работать в этом положении не мог. Настроил.
3. Счётчик считал в обратную сторону независимо от направления движения ленты. Примерно через пять минут работы магнитофона счётчик начинал пороть фигню. Проблема оказалась в плате датчика вращения.
Плата датчика вращения:


На ней было пять армянских конденсаторов 5 мкФ 16В. Поменял четыре из них, до пятого не добраться без разборки и демонтажа оптической части датчика. Попутно убрал две сопли припоя. Из-за одной из них перегревался входной транзистор первого канала, и счётчик начинал дурить. Из-за второй сопли не работал второй канал.
Для справки - измерил ёмкости выпаянных конденсаторов: 8 мкФ, 5 мкФ, 0,5 мкФ, 0,0015 мкФ. Увеличенная в полтора раза по сравнению с номиналом ёмкость первого конденсатора - это тоже признак деградации, правда, больше характерный для импортных конденсаторов, чем для армянских. Оксидная плёнка истончается, в результате растёт ёмкость, что, казалось бы, неплохо, но при этом снижается напряжение пробоя. То есть, три конденсатора из четырёх - тогось.
Убедился, что импульсы нормально доходят до выходов платы, включил магнитофон, и снова фигушки! Счётчик по-прежнему считает в обратную сторону. Посмотрел на плату повнимательнее, и оказалось, что она не соответствует имеющейся у меня документации. В неё введён третий канал, а провода на выходах были перепутаны. В результате до счётной схемы доходил сигнал только с одной фазы, вместо второй фазы всегда была единица.
Возникает вопрос, как, ну как этот магнитофон мог пройти ОТК?! 

Причину, по которой не перематывалась лента, нашёл быстро - это оказалась сопля из припоя, которую я посадил при замене одного из конденсаторов. С учётом количества заменённых конденсаторов, одна сопля - это простительно.
Пришлось ещё раз добраться до платы датчиков движения ленты - при прогреве магнитофона начинал сбоить счётчик, плюс переход из режима обратной перемотки в другие режимы происходил, скажем так, через раз. Оказалось, что все три светодиода АЛ-109Б - разные по эмиссии, а фотодиоды ФД-256 - по чувствительности. Причём если худший светодиод отличался от лучшего по эмиссии где-то в 2,5 раза, то худший фотодиод отличался от лучшего по чувствительности где-то на порядок. И так уж совпало, что худший светодиод стоял как-раз в паре с худшим фотодиодом, в результате усиления едва хватало, и скважность импульсов начинала плавать при прогреве. К счастью и светодиоды, и фотодиоды оказались в наличии в Чипе и Дипе. Заодно поменял последний оставшийся электролитический конденсатор 5 мкФ 16В.
Итак, ЛПМ, наконец, заработал достаточно надёжно, что позволило перейти к аналоговой части. Тут всё было довольно скучно - обе платы УВ оказались исправны. Разве что на одной из плат УВ предварительная часть возбуждалась на частоте где-то 300-400 кГц. До выхода это безобразие практически не доходило, но в любом случае это неправильно. Заметил, что на второй плате УВ присутствует заводская доработка - навесным монтажом добавлен конденсатор 15 пФ. Добавил аналогичный конденсатор в первую плату, возбуждение прекратилось. Спаял переходные провода с ШР на XLR, настроил УВ по измерительной ленте, и включил, наконец, магнитофон в систему. Играет, чё...

На следующий день включил магнитофон ещё раз, и выяснилось, что отсутствует сигнал на выходе одного из каналов, и при прогреве магнитофон начинает периодически переходить в режим стоп.

Долго было не до МЭЗа. Наконец, выдался свободный вечерок, и я решил разобраться, в чём дело. Включил магнитофон в систему, поставил плёнку, нажал воспроизведение, катушки закрутились, и... тишина в обоих каналах.
Начал тыкаться осциллографом, и обнаружил, что один из переходников с XLR на RCA - в обрыве. И попал он как раз на исправный канал. Разобрал переходник, пропаял проводочек земли, сигнал в левом канале появился. В правом канале сигнал тоже присутствовал, но очень слабый. Прогулка осциллографом по контрольным точкам вывела на, внезапно, очередной непропай:

Хотя это трудно назвать непропаем, вывод резистора не был припаян вообще.
Пропаял, сигнал появился:

Моторы подкатушечников гудят, трансформаторы гудят, железный ящик им подпевает, но катушки крутятся и звук на выходе весьма достойного качества.
Увы, расслабляться рано - при обратной перемотке вдруг встал счётчик, при этом десятые доли секунды продолжали бежать. После нажатия на кнопку сброса счётчик ожил, и что это было, пока непонятно.

Дернул меня чёрт попробовать настроить на нём запись... Режим записи включался, но и стирание и запись шли через раз.
Достал ремонтную плату, подключил осциллограф, и начал поиски глюка...
Поиски привели в задающий генератор стирания и подмагничивания. Классическая трёхточка на колебательном контуре:

И вот эта-то трёхточка при включении питания стартовала, скажем так, не всегда, и, даже стартанув, иногда через какое-то время затыкалась. Поигрался с R3, не помогло. Поменял VT1, не помогло. Отпаял C5, вдруг что не так с VT4? Не помогло. Проверил режимы по постоянному току, всё в норме. Проверил все резисторы и конденсаторы, проверил L1 на КЗ-витки, всё в норме. Пребывая в отчаянии и безысходности нарисовал модель в Протеусе. Опа, модель тоже не стартует. Поигрался с номиналами элементов, модель стартанула при уменьшении R1 со штатных 18 кОм до 16 кОм. Похоже, завод накосячил с отводом 2 катушки L1, либо при сборке L1 были перепутаны выводы 1 и 3. Поменял R1 на 15 кОм, ГСП стал стартовать без проблем.
Это позволило, наконец, настроить запись.
Разбирательство с затыкающимся при прогреве счётчиком пока отложил, зато воткнул индикаторы уровня и регуляторы Uncal:

За этой панелью слоты для плат канала синхронизации, который в моём экземпляре отсутствует. Так что есть, где развернуться. Воткнул туда ещё приёмник дистанционного управления. Как-нибудь на досуге сваяю пульт ДУ в фирменном цвете и дизайне МЭЗа.
Ну и напечатал на 3Д-принтере эмблему на КБГ взамен утраченной:

После некоторого перерыва добрался до сбоившей платы счётчика:

При прогреве он начинал сбоить во время обратной перемотки. Счёт шел лениво, а через какое-то время вообще вставал, только хаотически дёргался туда-сюда младший разряд. Последнее время дефект стал проявляться и без прогрева, сразу после включения. Фигня-война, подумал я, что может быть проще элементарной логики на 155-й серии?! Открыл схему, включил осциллограф. Через пару часов возни я понял, что ничего не понимаю. Зато теперь я знаю, где в СССР было ещё одно гнездо рептилоидов - в КБ московского экспериментального завода! (Главное гнездо рептилоидов было в Ленинграде, ЛОМО)
Схема формирователя импульсов для счётчика:

D3 формирует импульсы счёта +1 и -1. Для корректной работы счётчика нужно три коэффициента деления: 1, 2 и 4. При наборе скоростей 9,5 и 19 см/сек. используются коэффициенты деления 1 и 2 соответственно. При наборе скоростей 19 и 38 см/сек - 2 и 4 соответственно. За выбор наборов скоростей отвечают перемычки 1-2-3, 4-5-6, 7-8-9 и 10-11-12, их ставили на заводе. За переключение коэффициентов деления в зависимости от скорости отвечают D8 и D9. А вот собственно делением занимается кунсткамера из двоично-десятичных счётчиков D4, D5 и конечных автоматов на D6.3, D6.4 и D7.3, D7.4.
Данная схема занимается делением на 2 и 4, но как, хм, затейливо она это делает! Казалось бы, что может быть проще деления на 2 и на 4?!
Рассмотрим работу делителя на D4 и D6.3, D6.4:
При счёте вперёд счётчик доходит до 2, после чего на выводе 11 D6 формируется импульс, поступающий через D3.2 на вход сброса счётчика D4, и счёт снова начинается с нуля. Таким образом при прямом счёте обеспечивается деление на 2. При счёте назад счётчик доходит до 9, после чего формируется импульс на выходе 8 D6, по этому импульсу в счётчик записываются логические уровни на входах A,B,C,D, а это 0001. (соединение с землёй входов B, C и D а так же подтягивающий резистор на входе A есть на плате, но почему-то не показаны на схеме) Таким образом, двоично-десятичный счётчик, считая в минус от 1 до 9, осуществляет деление на 2 при обратном счёте. Счёт вперёд: 0,1,2->0. Счёт назад: 1,0,9->1.
Теперь рассмотрим работу делителя на D5 и D7.3, D7.4:
При счёте вперёд счётчик доходит до 4, после чего на выводе 11 D7 формируется импульс, поступающий на вход сброса счётчика D5, и счёт снова начинается с нуля. Таким образом при прямом счёте обеспечивается деление на 4. При счёте назад счётчик доходит до 9, после чего формируется импульс на выходе 8 D7, по этому импульсу в счётчик записываются логические уровни на входах A,B,C,D, а это 0011, то есть 3. Таким образом, двоично-десятичный счётчик, считая в минус от 3 до 9, осуществляет деление на 4 при обратном счёте. Счёт вперёд: 0,1,2,3,4->0. Счёт назад: 3,2,1,0,9->3.
Что помешало разработчику сделать всё проще и логичнее, как, например, за 10 лет до того было сделано в Studer A80, не знаю, не знаю...
Осциллограф показал, что при счёте вперёд схема работала штатно, импульсы сброса (входы 11 D4 и D5) шли себе, импульсы загрузки (входы 14 D4 и D5) отсутствовали. А вот при счёте назад на обоих счетчиках D4 и D5 присутствовали как импульсы загрузки, так и импульсы сброса, чего не должно было быть в принципе... Из-за чего на расположенные далее по схеме счётные декады по очереди приходили импульсы +1 и -1, и счёт останавливался.
В кои-то веки пришлось использовать оба канала осциллографа для понимания природы этой фигни. Оказалось, что в обоих счётчиках D4 и D5 деградировали входы C. В D4 при обратном счёте по достижению 9 формировался импульс загрузки, но вместо 0001 в счётчик писалось 0101, то есть 5, в результате счётчик считал в минус от 5, доходил до 2, формировался импульс сброса, счётчик сбрасывался на 0, считал дальше в минус, доходил до 9, формировался импульс загрузки, в счётчик снова вместо 1 писалось 5, и далее по кругу. Счёт назад стал таким: 0,9->5,4,3,2->0.
Для D5: при обратном счёте по достижению 9 формировался импульс загрузки, но вместо 3 писалось 7, далее счётчик считал в минус до 4, формировался импульс сброса, счётчик сбрасывался на 0, считал дальше в минус, доходил до 9, формировался импульс загрузки, вместо 3 опять писалось 7, и далее по кругу. Счёт назад: 0,9->7,6,5,4->0.
Как две разные микросхемы могли настолько одинаково деградировать, для меня загадка. Поменял их на К555ИЕ6 (155я серия в этой схеме пытается подменить собой батарею центрального отопления, а топят у нас хорошо и без этого), счётчик перестал сбоить на обратной перемотке, но почему-то стал считать в два раза быстрее. Счётные входы ИЕ6 стали принимать за полезный сигнал дребезг на выходах D3 - 555я серия ощутимо шустрее 155й. Поставил на счётные входы конденсаторы 100 пФ, счёт стал нормальным.
Однако расслабляться рано: пока я возился со счётчиком, при прогреве начал дурить стробоскоп. :-))) Скорость ленты штатная, однако стробоскоп шустренько так бежит. Казалось бы, что может быть проще моргающего светодиода?! 

Выбрал время, вооружился ремонтной платой и осциллографом и начал поиски неисправности. Магнитофон отработал два часа, нагрелся, как печка, дефект не проявился. Предположил, что вынесенная из корпуса плата хорошо охлаждается, и прикрыл её пакетом. Ещё два часа работы, магнитофон нагрелся, как две печки, дефект не проявился. Предположил, что достаточный нагрев дефектного элемента происходит только когда плата установлена в корпус. Вывел контрольную точку проводочком, и воткнул плату на место. Дефект вылез минут через 10 работы. На стробоскоп должны идти импульсы частотой 50 Гц, однако при прогреве начинали проскакивать лишние импульсы, и со временем частота стабилизировалась на значении 83,3 Гц.
Схема данной части блока регулировки скорости (БРС):

Частота с кварцевого генератора на D1 делится линейкой делителей D7...D10, на выходе 200 Гц.

Далее два D-триггера делят частоту на 4, на выходе 50 гц. Что тут может пойти не так?!
И вот тут я обнаружил презабавнейший нюанс: при переводе магнитофона в режим останова частота стробоскопа резко возвращается к нормальному значению, 50 Гц. С учётом того, что на плату БРС не приходит ни одного сигнала, связанного с переключением режимов, ситуация становится ещё более загадочной. При этом сбои счёта линейки фиксируются начиная с выхода 12 D9. Ларчик, однако, просто открывался - гадит расположенный рядом блок мощности (БМ)... С одного из транзисторов БМ при прогреве начинает идти мощная помеха, сбивающая счёт на расположенных в ряд микросхемах D9,D10,D17. Поскольку блок управления двигателями (БУД), и, соответственно, БМ тактируется от БРС, помеха сбивает счёт не хаотически, а упорядоченно. Интересно, что, несмотря на использование частоты 200 Гц при тактировании дискриминатора, её увеличение аж до 400 Гц не влияет на скорость движения ленты, БРС продолжает работать ну типа штатно.
При выносе БМ на ремонтной плате за пределы корпуса дефект перестаёт проявляться.
Победил проблему. Было испробовано:
1. Медный экран между платами. Не помогло.
2. Дополнительные блокировочные конденсаторы и LC-фильтр по питанию. Помогло, но не сильно - стробоскоп стал глючить не через 20 минут после включения, а через 30-35.
3. Замена микросхемы D9. Дефект исчез. Получается, что имел место дефектный чип. Буду смотреть на рецидивы - микросхемы D7...D10 из одной партии, поэтому, возможно, заменой D9 дело не закончится. По уму надо менять всю линейку, но в ближайшем лабазе были в наличии только две К555ИЕ2, да и процедура извлечения микросхемы не так уж и проста из-за похабного качества как текстолита, так и металлизации отверстий.

Продолжаю наблюдение.

МЭЗ-ы не являлись основой парка студийных магнитофонов в СССР. Большая часть оборудования в студии поставлялась партнёрами по СЭВ. Магнитофонами занимались венгры, их STM-ы хорошо известны всем, кто имел в то время дело со звуком. Особо мажористые организации приобретали Штудеры.
Общий тираж МЭЗов модели 109М не сильно превышал 1000 экземпляров.
Следует отметить, что разработчики данной модели пытались сделать безальтеративную вещь в меру своего понимания прекрасного.
Так, первые два каскада УВ чисто балансные:

Пожалуй и не припомню ничего подобного у других производителей... С другой стороны, это бескомпромиссное решение изрядно подпорчено весьма спорным размещением регуляторов частотной коррекции в обратной связи входной части УВ. С точки зрения схемотехники в этом нет ничего криминального, а вот с точки зрения разводки печатной платы наиболее чувствительная ко всем гадостям схема оказалась из-за этого размазана по половине платы. В результате разработчикам пришлось бороться с самовозбуждением УВ довольно некрасивыми методами.
В тракте воспроизведения и записи отсутствуют электролитические конденсаторы, за исключением одного неполярного электролита на канал, респект и уважуха!
ГСП двухчастотный, как в лучших домах ЛондОна и Парижа. Сигнал подмагничивания добавляется не на головке, а в предоконечном каскаде УЗ, что есть правильно.
Отдельно стоит отметить великолепно звучащие головы.
Так же к плюсам магнитофона следует отнести возможность установки рулонов ленты диаметром 30 см.
Однако проблемы с элементной базой местами заставляли разработчиков прибегать к странным техническим решениям, например, схема датчика движения ленты:

Наличие межкаскадных конденсаторов позволяет не париться с разбросом параметров транзисторов и режимами по постоянному току, а так же отказаться от введения в эту схему регулировочных элементов, но неизбежно приведёт к накоплению ошибки счётчика времени при редактировании.
Отдельное недоумение вызывает... отсутствие в магнитофоне полноценной стабилизации натяжения ленты. Несмотря на наличие датчиков натяжения аж на высокоточных проволочных резисторах, несмотря на замудрёную схему управления двигателями, с её двухканальным ЦАПом на дискретных элементах, и даже фоторезисторными оптопарами... От начала к концу рулона натяжение ленты меняется примерно в 1,5 раза, причём на левом и правом узлах в противоположные стороны.
Ребята, вы серьёзно?! Это какой-то... позор!

Относительная сложность конструкции и низкая надёжность доступной производителю элементной базы привели к тому, что МЭЗы часто выходили из строя, а для их ремонта требовались квалифицированные специалисты, которых вечно не хватало. Поэтому, несмотря на высокое качество звучания, студии предпочитали эксплуатировать более примитивные, но более привычные и относительно надёжные STM-ы.
Несмотря на то, что МЭЗ-109М выпускался во второй половине 80-х, его система управления собрана на микросхемах элементарной логики и не содержит ни одного микропроцессора, что резко ограничивает доступную функциональность по сравнению с импортными студийными магнитофонами тех лет. Какой уж тут может быть встроенный автолокатор, не говоря уже об электронной настройке параметров аналогового тракта... По большинству элементов конструкции магнитофон на момент начала выпуска устарел где-то лет на 10.
Дополнительно огорчает низкая точность изготовления панелей корпуса. Один из трансформаторов блока питания довольно отчётливо гудит, но это, скорее всего, возрастное. Двигатели работают тоже не сказать, что бесшумно.
В целом аппарат оставляет после себя очень противоречивые ощущения, и наглядно показывает, что советская электронная промышленность могла существовать только внутри железного занавеса.