A-110 Service Manual

R49 33 5% 1
R16,R22,R34,R51 1k 5% 4
R44 3k9 5% 1
R17,R24,R48 4k7 5% 3
R18,R19,R30,R31,R35,R50 10k 5% 6
R37 15k 5% 1
R25,R36 22k 5% 2
R23,R32,R33,R38,R43,R52 47k 5% 6
R4,R9,R26,R28,R29,R41 100k 5% 6
R27 120k 5% 1
R14,R42 220k 5% 2
R40 470k 5% 1
R5,R39 1M 5% 2

R12 100 1% 1
R20 1k8 1% 1
R46 3k0 1% 1
R11 4k7 1% 1
R21 10k 1% 1
R47 bis/until Version 2 62k 1% 1
R47 ab/from Version 3 51k 1% (bei IC3=LM3046) 1
47k 1% (bei IC3=CA3046) 1
R6,R7,R8,R10,R15,R45 100k 1% 6
R13 1M 1% 1

2.1. Potentiometer (6mm-Metallachse, 18 Zähne, stehend / 6mm diameter, 18 teeth, standing)

P5,P9 500 5x5 mm Kohleschicht/Carbon 2
P8 25k 5x5mm Kohleschicht/Carbon 1
P10 10k 5x2.5mm stehend/standing Kohleschicht/Carbon 1
P6 100k 5x5mm Kohleschicht/Carbon 1
P7 500 Cermet 25-gang 19mm 1

C1,C2 100p Folie/foil (nicht keram./no ceramic) R2.5/5 2
C5,C6 470p Folie/foil R2.5/5 2
C3 1n Folie/foil R2.5/5 1
C9 1n Folie oder Vielsch./foil or cer.R2.5 1
C10 10n Folie/foil R2.5/5 1
C11 0.1u Folie/foil R2.5/5 1
C14,C16, C18 (ab/from Version 3) 100n Vielschicht/ceramic or multilayer R2.5/5 3
C7,C8,C12,C13,C15,C17 10u/16V submini-Elko R2.5 6

SW1 Miniatur Codierschalter 3mm Achse, BCD codiert, ELMA 07/miniature coding switch 3mm spindle,BCD coding, ELMA 07 1
BU1,BU2,BU3,BU4,BU5 Klinkenbuchse 3.5 mm Mono Print/Miniature Jack Sockets 3.5 mm 5
ST1 Stiftleiste 16-pol., 2-r. R2.54 / double row pin header 16 pins 1
J1 Stiftleiste 2-pol., 1-r. R2.54 / single row pin header 2 pins 1

Metallwinkel für Potentiometer/metal bracket for potentiometer 4
Mutter für Potentiometer/nut for potentiometer 12
Beilagscheibe für Potentiometer / washer for potentiometer 4
Montagemutter für Klinkenbuchsen / nut for Miniature Jack Sockets 5
Jumper für J1/jumper for J1 1
IC-Fassung 14-polig / IC-Socket 14 Pins for IC1,2,3 3
Drehknopf Steckversion grau für gezahnte Achse 6mm/push on control knob grey for splined shaft 6mm 4
Drehknopf Spannzange grau 3mm (SW1) / collet knob 3mm grey 1
Kappe grau hierzu, cap for collet knob 3mm grey 1
Zeiger hierzu, pointer for collet knob 3mm grey 1
Platine/PC Board A110/VCO 1
Frontplatte/Front Panel A110/VCO 1

Klinkenbuchse 3.5 mm Mono Print / Miniature Jack Sockets 3.5 mm 4
Montagemutter für Klinkenbuchsen / Nut for Miniature Jack Sockets 3.5mm 4
Widerstand 1k 5% Kohleschicht / Resistor 1k 5% Carbon 4
Stiftleiste 10-polig 2-reihig / double row pin header 10 pins 1
Platine/PC board VCO Adapter 1

Disconnect one of the two pins of R48 so that the connection between pin 6 of IC3/CA3046 and the output of O2 (pin 7/IC1) is interrupted. Turn on the module at normal room temperature (about 22 degrees Celsius) and measure the voltage at the non inverting input of O2 (pin 5/IC1). This is the temperature voltage at room temperature.

Important: The module has to be disconnected from power about 20 minutes before you measure the voltage. Otherwise there may be some remaining heat inside the CA3046 transistor array. The temperature inside the CA3046 must be room temperature !

Disconnect the module from power and connect both pins of R48 so that the connection between pin 6 of IC3/CA3046 and the output of O2 (pin 7/IC1) is re-established. Connect the module to power supply and wait about 5 minutes. Measure the temperature voltage (pin 5/IC1) again and adjust the temperature trimming potentiometer P9 until the voltage is 60mV below the voltage measured at room temperature. The voltage will be about 0.63V.

The module should be connected about 30 minutes to power before adjusting the scale. Connect CV1 input of the A-110 to a MIDI-CV-Interface or another voltage source beeing able to produce 1.00V voltage steps.

Tune (P1 at front panel), range switch (SW1 at front panel) and trimming potentiometer P8 (high end trim) into middle position.

Adjust VCO scale (spread) with P7 so that a voltage differences at the CV input of 1.00/2.00/3.00/4.00/5.00V correspond exactly to 1/2/3/4/5 octave jumps in the VCO output (no matter which of the VCO outputs is monitored). The absolute tuning does not matter for this adjustment. It's important that 1/2/3/4/5 V differences correspond to 1/2/3/4/5 octaves intervals, independent from the absolute frequencies ! The absolute tuning is adjusted later with P6.
At higher frequencies the scale may deviate from the correct setting. This has to be corrected with the VCO High End trimming potentiometer P8. The octave jumps can be measured with a "good ear" or with frequency measuring equipment. Pay attention when using a normal frequency counter as it has a very high measuring error at low frequencies. In this case it is better to measure the periode rather than frequency. Another way is the use of a reciprocal frequency counter which measures the frequency much more accurate at lower frequencies. If your counter displays e.g. 32Hz when measuring a low VCO frequency you have a normal counter. If the display shows e.g. 32,178456 Hz you have a reciprocal counter

The resistors R1, R1', R2, R3 and R3' must fit to 0.1% within one board. The absolute value is not important, e.g. 5 x 149.3 or 5 x 150.6k would be OK.

Adjust the range trimming potentiometer P5 so that the first 5 positions of the range switch correspond exactly to octave jumps in VCO output frequency (if the value for all resistors R1...R3 is 150k0 this corresponds to a voltage of 3.00V at pin 3/IC4.

Adjust the VCO Offset trimming potentiometer P6 so that the frequencies match to values of the table below while Tune (P1) is in middle position and all external CV's are zero.

Range Switch Position	Frequency [Hz]	Period [ms]	Musical Value
-2	8.176	122.31	C3
-1	16.3515	61.156	C2
0	32.703	30.58	C1
1	65.406	15.29	C
2	130.813	7.645	c

Trimming potentiometer P10 is used for adjusting the sawtooth-to-triangle converter. Connect the triangle output to an oscilloscope and adjust P10 for best triangle waveform. The small needle pulse and the small plateau of the triangle waveform result from the schematics design and will not disappear while adjustment of P10. From musical point of view these inaccuracies are of no significant meaning. The high end VCO A-111 will not have these inaccuracies.

Zwei Transistoren im Transistorarray IC3/CA3046 werden zur Heizung des Chips verwendet, um eine konstante Temperatur auf dem Chip zu erhalten. Der Transistor an den Pins 6/7/8 arbeitet als "Heizer" (Th), der Basis-Emitter-Übergang des Transistor an den Pins 9/10/11 als "Fühler" (Tf). R49 begrenzt den maximalen "Heizstrom". Mit dem Operationsverstärker O2 wird die Fühlerspannung mit einer mit P9 einstellbaren Spannung verglichen. Je nachdem ob die Vergleichsspannung und damit die Temperatur auf dem Chip schon erreicht ist oder nicht "heizt" der Transistor Th bis die gewünschte Temperatur erreicht ist. Die Vergleichsspannung läßt sich mit P9 etwa im Bereich 0.55...0.65 V einstellen. Mit P9 wird somit die Temperatur auf dem CA3046-Chip eingestellt.

Zum Abgleich wird die über R48 zwischen der Basis des Transistors im CA3046/Pin 6 und dem Ausgang des Operationsverstärkers O2 (Pin 7/IC1) hergestellte Verbindung unterbrochen. Das Gerät wird bei Zimmertemperatur (ca. 22 Grad) in Betrieb genommen und die Spannung am nicht invertierenden Eingang von O2 (Pin 5/IC1 oder an R45 oder Pin 9/IC3) gemessen (= Temperaturspannung bei Zimmertemperatur). Der Wert wird notiert (falls das Gerät zuvor normal in Betrieb war, ca. 15 min. warten, damit sich das Transistorarray wieder abkühlt). Danach wird das Gerät abgeschaltet, die Verbindung wieder hergestellt (R48) und das Gerät wieder eingeschaltet. Ca. 5 Minuten warten und dann wieder die Spannung wie oben messen. Die gemessene Spannung mit P9 so einjustieren, daß diese ca. 60mV unter dem zuvor notierten Wert liegt. Der Temperaturkoeffizient der Basis-Emitterspannung liegt je nach Transistortyp bei ca. 2 mV/Grad, 60mV entsprechen daher rund 30 Grad Temperaturerhöhung gegenüber Zimmertemperatur. Falls sich herausstellt, daß alle verwendeten Transistor-Arrays einer Serie die gleiche Temperaturspannung aufweisen, kann auch einheitlich gleich auf einen festen Wert einjustiert werden. Es hat sich beim MS-404 gezeigt, daß die Abweichungen innerhalb einer CA3046-Serie max. 10 mV betragen (Temperaturspannung bei 22 Grad 0,69...0,70 V), beim MS-404 wird fest auf 0.63 V einjustiert).

Das Gerät sollte vor dieser Justierung bereits etwa 30 Minuten in Betrieb sein, um nachträgliche Abweichungen auszuschließen. Der CV1-Eingang des VCOs wird an den CV-Ausgang eines MIDI-CV-Interfaces mit 1V/Oktave-Charakteristik angeschlossen (z.B. MCV1, MCV8, MAUSI, MCV12) verbunden. Alternativ kann auch ein Keyboard verwendet werden, das direkt über einen 1V/Oktave-Ausgang verfügt (z.B. Roland M180, M181 oder M184).

P1 (Tune an der Frontplatte), den Range-Schalter SW1 und P8 (VCO high end trim) etwa in Mittelstellung bringen.

Die VCO-Scale mit P7 so einjustieren, so daß beim Spiel auf dem angeschlossenen Keyboard Oktavsprünge richtig wiedergegeben werden (eine Oktave am Keyboard muß eine Frequenzverdopplung des VCOs bewirken). Diese Einstellung kann bei einem "geschulten Ohr" rein akustisch erfolgen, andernfalls nimmt man nach der akustischen Grobjustierung ein Frequenzmeßgerät (s.u.) zum Feinabgleich hinzu. Die absoluten Frequenzen sind dabei zunächst noch nicht wichtig. Die absolute Tonhöhe wird später mit P6 einjustiert (siehe unten). Entscheidend ist an dieser Stelle dass Steuerspannungsänderungen um 1,00/2,00/3,00/4,00/5,00 Volt Intervallen von exakt 1/2/3/4/5 Oktaven entsprechen - unabhängig von den absoluten Tonhöhen !

Am Keyboard abwechselnd tiefste Taste (=Referenzton bei MIDI-CV-Interfaces) und Taste 4 oder 5 Oktaven darüber drücken. Die Frequenz muß sich dabei um den Faktor 16 (4 Oktaven) bzw. 32 (5 Oktaven ändern). P7 nachjustieren, bis sich das gewünschte Verhalten einstellt. In den höheren Tonlagen eventuell mit P8 (VCO High End Trim) nachkorrigieren.

Achtung! Auf Grund der logarithmischen Kennlinie und der geringeren Genauigkeit der Frequenzmessung im unteren Bereich muß immer von der hohen Frequenz auf die niedrige zurückgerechnet werden und nicht umgekehrt! Besser ist jedoch die Verwendung eines reziprok arbeitenden Frequenzzählers (erkennbar an mehreren Nachkommastellen im unteren Frequenzbereich, Anzeige z.B. 32,56723Hz).

Mit dem VCO-Offset-Trimmpotentiometer P6 wird die absolute Tonhöhenlage so einjustiert, daß bei Mittelstellung von P1 (Tune) und dem Range-Regler auf der 3. Stufe eine VCO-Frequenz von ca. 32 Hz resultiert.

Diese Justierung ist erforderlich, damit mehrere VCOs in einem System bei gleicher Stellung von Tune-Poti und Range-Schalter in etwa die gleiche Tonhöhe aufweisen und mit dem Tune-Poti an der Frontplatte auf Schwebung abgeglichen werden können.

Die 5 Widerstände R1, R1', R2, R3 und R3' müssen innerhalb einer Platine auf 0.1% genau übereinstimmen. Der absolute Wert ist nicht von Bedeutung, da diese Toleranzen mit P5 ausgeglichen werden (s.u.).. Entscheidend ist das möglichst genaue Verhältnis 1:2:4 der Widerstandskombinationen.

P5 so einjustieren, daß die 5 relevanten Stellungen des Range-Schalters genau Oktavsprünge ergeben. Unter der Voraussetzung, daß die Widerstände R1, R1', R2, R3 und R3' exakt den Wert 150k0 besitzen entspricht dies bei korrektem 1V/Oktave-Abgleich einer Spannung von 3.00V an Pin3 IC4/R22/SW1 (gemeinsamer Anschluß). C4 darf nicht bestückt werden, da dies die Schaltung der Referenzspannung zum Schwingen bringen kann (ist nur bei erster Platinenserie Juni 95 vorhanden).

Range-Schalter Stellung	Frequenz [Hz]	Periode [ms]	Musikalischer Wert
-2	8.176	122.31	C3
-1	16.3515	61.156	C2
0	32.703	30.58	C1
1	65.406	15.29	C
2	130.813	7.645	c

(Randbedingung: Tune-Potentiometer in Mittelstellung, CV1=0V, CV2=0V bzw. Regler für CV2 in Nullstellung)

Der Tune-Regler ermöglicht die Verschiebung der Frequenz um ca. +/- ½ Oktave (insgesamt also 1 Oktave).

Mit dem Trimmpotentiometer P10 wird der Sägezahn-Dreieck-Konverter abgeglichen. Am Dreieck-Ausgang wird ein Oszilloskop angeschlossen und mit P10 die Kurvenform möglichst genau auf Dreieck abgeglichen (möglichst kleine Stufe am oberen Dreick-Umkehrpunkt). Der Nadelimpuls und das kleine Plateau an der oberen Dreieck-Spitze sind schaltungsbedingt und können durch den Abgleich nicht zum Verschwinden gebracht werden. Aus musikalischer Sicht sind diese Ungenauigkeiten des Dreiecks jedoch ohne Belang.

Funktion aller 4 Regler (Tune, Pulsbreite, Pulsbreitenmodulation, CV2) und aller 5 Eingänge (CV1, CV2, Sync, PWCV1, PWCV2) überprüfen.

Bestückungs- und Aufbauhinweise A-110/Standard-VCO
(Assembly instructions, only in German available)

Für R1, R1', R2, R3 und R3' werden 1%-ige Widerstände auf 0.1% Genauigkeit ausgemessen.
Bei R49 kann statt 33 Ohm auch 47 Ohm eingesetzt werden.
Die Potentiometer und der Drehschalter werden auf der Bestückungsseite, die Buchsen auf der Leiterbahnseite bestückt.
Für C9/1n muß eine kleine Bauform (z.B. Vielschicht) mit 2.54 mm Raster verwendet werden.
Das Bauteil C4 kommt nicht vor.
Die beiden 100pF-Folienkondensatoren C1 und C2 müssen wegen der Baugröße nach den umliegenden Widerständen bestückt werden. Es dürfen für C1 und C2 keine keramischen Typen sondern nur Folienkondensatoren eingesetzt werden!
Die Lötpunkte "INT.CV" (neben P1), "CVSUM F" (neben R23), "CVSUM PW" (neben R9), "AC/DC", "LINEAR FM", "SOFT SYNC" (alle neben R14) und Lötpunkte für die 4 VCO-Ausgänge (mit Kurvenformsymbolen gekennzeichnet) werden nicht bestückt. An die 4 Lötpunkte mit den Kurvenform-Symbolen (Rechteck, Dreieck, Sägezahn, Sinus) werden später die Anschlußdrähte direkt angelötet, die zur Adapterplatine mit den 4 Klinkenbuchsen führen. Die Löcher müssen beim Löten nicht frei gehalten werden.
Für den Drehschalter SW1 sind Bohrungen für 2 verschiedene Abstände von der Frontplatte vorgesehen. Der Schalter muß unbedingt in die Löcher mit dem größeren Abstand zur Frontplatte eingesetzt werden (d.h. zu R1/R2/R3 hin versetzt), da andernfalls die Achse von SW1 gekürzt werden müsste. Der Drehschalter muß beim Löten absolut plan auf der Platine aufliegen, da sich andernfalls beim späteren Betätigen des Drehschalters die Leiterbahnen ablösen. Eventuell muß der Drehschalter zusätzlich angeklebt werden, um dies sicherzustellen.
Die Bauteile R33,R34,R37,R38,R39,R40,R41,R42,R43,R44,R52,D1 und D2 werden stehend eingebaut.
IC4 (TL431) und IC5 (78L10) sind integrierte Schaltungen in der Bauform eines Transistors. Bei beiden Bauteilen ist die Ausrichtung zu beachten. IC4 wird mit dem TL431, IC5 mit dem 78L10 bestückt.
Die Brücken unter IC2 und IC3 müssen vor den ICs bzw. IC-Fassungen bestückt werden, da sie unter diesen sitzen!
R47 sollte mit 51k 1% bestückt werden, wenn IC3 ein LM3046 ist, er wird mit 47k 1% bestückt, wenn IC3 ein CA3046 ist.

Die Verbindung zwischen der A-110-Hauptplatine und der A-110-Adapterplatine erfolgt mit einem 10-poligen Flachbandkabel. An einem Ende wird auf das Kabel eine 10-polige Buchse in Schneid/Klemmtechnik aufgepresst und die Buchse auf die 10-polige Stiftleiste der Adapterplatine aufgesteckt. Das andere Ende des Kabels wird in einzelne Adern aufgetrennt und diese mit den Anschlußpunkten Masse, Rechteck, Sägezahn, Dreieck und Sinus auf der Hauptplatine verbunden. In der untenstehenden Abbildung ist die Verdrahtung skizziert. Die freien Enden des 10-poligen Flachbandkabels werden an die entsprechenden Punkte (Zeichen für Sägezahn, Rechteck, Dreieck, Sinus) der Hauptplatine von unten angelötet. Die 4 Punkte sind auf dem Bestückungsplan mit einem quadratischen Symbol und dem Kurvenform-Zeichen angegeben. Die beiden ersten Adern des Kabels werden an einer Stelle mit Masse auf der A-110-Hauptplatine verbunden. Bitte beachten, daß nach den beiden Masseleitungen jede zweite Ader nicht benutzt ist (direkt an der 10-poligen Buchse abzwicken).

Interne Anmerkungen A-110/Standard-VCO
(internal remarks, only in German available)

Je nach Wahl des Widerstandswertes von R5 läßt sich die Weite des Tune-Reglers P1 verändern. An P1 liegen ca. 4V an (1/3 von 12V). Ein Wert von 100k für R5 entspräche also einem Hub von ca. 4 Oktaven. Der ursprünglich vorgesehene Wert von 1M entspricht also rund 0.4 Oktaven oder 5 Halbtönen. Der VCO läßt sich damit gut stimmen. Es wurde von einigen Kunden die nicht ganz unberechtigte Kritik laut, daß man den VCO jedoch nicht auf alle Töne stimmen könnte, da der Range-Schalter ja nur Oktav-Schritte, und der Tune-Regler nur eine Verstimmung um ca. +/- 2.5 Halbtöne zulasse. Insbesondere bei FM- und Kreuzmodulations-Anwendungen ist ein Stimmen auf jede Tonhöhe wünschenswert. Um dies zu erreichen wäre eine Verstimmung um +/- 6 Halbtöne (also insgesamt 1 Oktave) nötig. Dies entspräche einem rechnerischen Wert für R5 von 250k. Um auf der sicheren Seite zu liegen wäre ein Wert von 240k oder 220k zu wählen. Der Nachteil dieser Lösung ist aber, daß man nun den VCO nicht mehr sehr fein stimmen kann.

Ob eine Änderung von R5 auf 240/220k vollzogen wird ist noch nicht entschieden. Vorerst wird der Wert 1M beibehalten, bei lauter werdender Kritik sollte eine Änderung auf 240/220k erwogen werden. Eventuell kann auch im Layout ein Jumper vorgesehen werden, mit dem die Weite des Tuning-Potis vom Kunden selbst angepasst werden kann. Eine andere Lösung wäre die Verwendung einer externen CV-Quelle (CVS A-176).

Die mit P9 eingestellte Vergleichsspannung von 0.63V für die Temperaturregelung des Transistor-Arrays CA3046 variiert mit der Versorgungsspannung (+12V), da diese direkt durch einfache Spannungsteilung direkt aus der Versorgungsspannung abgeleitet wird. Da die im A-100-Netzteil eingesetzten Spannungsregler vom Typ 7812 eine Toleranz von +/-0.5V aufweisen (11.5...12.5V) kann dies eine unterschiedliche Chip-Temperatur des Transistorarrays CA3046 verursachen. Die Folge hiervon ist, daß ein A-110 nur im endgültigen Rahmen (bzw. zusammen mit dem endgültig verwendeten Netzteil) vollständig abgeglichen werden kann. Ein zuvor mit einer anderen Versorgungsspannung abgeglichener A-110 kann daher in einem anderen Rahmen verstimmt klingen, da das Transistorarray eine andere Temperatur aufweisen kann.

Abhilfe: Der gegen +12V geschaltete Vorwiderstand R47 (62k 1%) des Temperatur-Regelkreises wird durch einen Wert von 51k 1% ersetzt und mit +10V des Spannungsreglers IC5/78(L)10 statt mit +12V verbunden. Hierdurch ergibt sich annähernd der gleich Regelbereich wie zuvor, aber die Spannung wird aus dem auf der A-110-Platine befindlichen 10V-Regler abgeleitet. Hierdurch wir der Effekt durch unterschiedliche +12V-Versorgungsspannungen ausgeschaltet.

Falls von A-110-Kunden eine ungenaue 1V/Oktave-Spreizung reklamiert wird, so sollte die oben beschriebene Maßnahme durchgeführt und die Temperaturspannung neu auf 0.63V eingemessen werden. An der nächsten Produktionsserie (ca. Herbst 1997) wird das Layout des A-110 entsprechend geändert (siehe die nachfolgenden Hinweise).

Um eine Abkopplung von der +12V-Versorgung zu erreichen (Spannungsschwankungen, unterschiedliche absolute Spannungswerte etc.) wurden folgende Anschlusspunkte, die bisher auf +12V lagen, auf +10V (interner 78L10) umgelegt:

R47 wurde von 62k auf 51k/47k (siehe unten) verkleinert, um die gleichen Spannungsverhältnisse wie zuvor zu erhalten. C18 kommt als zusätzlicher Entkoppel-Kondensator gegen +12V dazu.

Es hat sich bei den letzten Produktionsserien gezeigt, daß CA3046 und LM3046 geringfügig voneinander abweichen. Der Widerstand R47 sollte daher bei einem CA3046 mit 51k und bei einem LM3046 mit 47k bestückt werden, um beim Temperaturabgleich mit P9 etwa in der Mitte des Einstellbereichs zu liegen. Andernfalls kann es passieren, daß der Einstellbereich des Trimmpotentiometers P9 nicht ausreicht. In diesem Fall müsste dann R47 gegen den jeweils anderen Wert ausgetauscht werden.