Philips CD-Spieler der ersten Generation

"Die CD ist tot - lang lebe die CD!"

Hier werde ich meine 10-jährige Erfahrung mit den Philips CD-Spielern der ersten Generation vorstellen und Schritt für Schritt einen originalen CD104 in einen der besten CD-Spieler der Welt verwandeln.

Vorab

Bei meiner Arbeit gehe ich mit äußerster Akribie vor. Mein stetes Bemühen ist es, handwerkliche Perfektion zu liefern. In einem überarbeiteten Gerät finden Sie weder Flussmittelreste noch kalte Lötstellen. Auf den berühmten Philips-Schubser der CD-Lade werden Sie vergebens warten, denn die Schublade ist demontiert, gereinigt, gefettet, eingestellt und der Motorriemen ist neu.
Was Sie erwarten dürfen:

• alle verbleibenden Lötstellen werden nachgelötet
• alle Platinen sind schonend gereinigt
• alle Schalter werden geprüft und nicht-100%-funktionierende durch Neue ersetzt
• alle Steckkontakte (Stocko Stiftwannen und Federleisten) werden durch neue Stockos ersetzt
• der Abtast-Laser wird auf ein optimales "Eyepattern" justiert
• das Tellerlager des Antriebsmotors wird durch ein reibungsloseres Teflonlager ersetzt
• das Bronzelager des Antriebsmotors wird geprüft und bei spürbarem Spiel ersetzt
• der Schubladenmechanismus wird gereinigt und eingestellt, der Antriebsriemen ist neu

1. Streich: Stromversorgung und Netzteilplatine

Mit diesem Tuning bekommt der CD-Spieler neuen Saft. Und zwar satt gepuffert. Mindestens die 2-fache Siebkapazität für jede benötigte Spannungsversorgung.
Desweiteren bekommt er eine nickelfreie, vergoldete Furutech Kaltgeräte-Buchse um ihn sicherer zu machen und erste technische Schwächen zu beheben. Auch wird das grundlegende High-End-Audiothema: Masseschleifen berichtigt. Die Gehäuse-Masse wird von der Signal-Masse getrennt. Das Gehäuse liegt nun an der Schutzerde der Kaltgerätebuchse.
Die alten Spannungsregler werden durch sehr gute neue von ON Semiconductor ersetzt.
Alle gleichgerichteten Versorgungsspannungen bekommen einen ausgemessenen Snubber um ein Schwingen des Netztrafos zu unterbinden. Die Ultrafast Soft Recovery Dioden unterstützen das geringe Snubbing.
Damoklesschwert Netzteil CD304: hier befinden sich zwei Fehler in der Schaltung, die dafür Sorgen, dass die Spannungsregler -24V und -18V über den zulässigen Eingangsspannungen betrieben werden. Schaut man sich die "Absolute Maximum Ratings" im Datenblatt dieser Längsregler an, so sind für den -24V-Regler maximal -40V erlaubt und für den -18V-Regler maximal -35V. Der -18V-Regler bekommt leider -36V ab. Das geht meistens gut. Quittiert er aber seinen Dienst, kommt deutlich mehr raus. In dem Fall, der diesen Hinweis anregte, sind es -24,5V. Da bedankt sich dann der TDA1540 dafür, der an dieser Stelle (Absolute Maximum Ratings) -20V erträgt. Die Wahrscheinlichkeit, dass einer oder beide DACs ausfallen, ist hoch. Wieviel der erstgenannte Regler übersteuert wird, hängt davon ab, wie der Netztrafo geschaltet ist, und wieviel Spannung der Netzbetreiber gerade feil bietet. Auf der neuen Netzteilplatine CD304 sind diese Fehler behoben.

• keine Masseschleifen im Netzteil
• Trennen der Gehäuse-Masse von der Signal-Masse
• alle Masse-Verbindungen mit Schraubklemme
• mindesten 2-fache Siebkapazität
• inklusive neue Spannungsregler von ON Semiconductor
• High-Grade Audio-Kondensatoren
• High-Grade ultraschnelle HEXFRED-Dioden
• 3 Snubber RC-Glieder für die 6 Gleichspannungen
• inklusive nichtmagnetischer Furutech Kaltgerätebuchse
• betriebsbereit eingebaut

2. Streich: Laserprint und Laufwerk

Hier geht es jetzt um ein ganz anderes Ende, bzw. um den Anfang des digitalen Signals! Auf der Laserplatine befindet sich zum Einen die Ansteuerung der Laserdiode, die so konstant als irgendmöglich immer gleich viel Licht abgeben muss, und zum anderen die Verstärkung des durch Interferenz gewonnenen Abtastsignals. Dieses spaltet sich auf in den eigentlichen Datenstrom der später zum digitalen Signal demoduliert wird und in die Spur-, Fokus- und Motorinformation, die durch die Servosteuerung ausgewertet werden. Eine schöne Zusammenfassung der Komplexität dieser Vorgänge findet sich auf Wikipedia unter den Einträgen "CD-Spieler" und "Compact Disc". Eine "wissenschaftliche" Abhandlung von Jörg Asshoff bietet einen tiefen Einblick in die Technik.
Am Laufwerk werden beim Tausch der Laserplatine auch die Tellerwelle geprüft, und bei spürbarem Spiel der Welle (nach einer halben Milliarde Umdrehungen!) die Sinterbronze-Buchse gegen neue getauscht. Geringes Radialspiel ist essentiell für ein fehlerfreies Auslesen der Audio-CD.
Das Axiallager wird durch Teflon ersetzt. Bei Bedarf wird eine Reinigung der inneren Laserlinsen durchgeführt. Diese Reinigung kann nötig sein, da in 35 Jahren so einiges durch den Spalt der beweglichen Fokussierlinse nach unten fällt. Ebenso wird das Azimut des Laserstocks (RAFOC-Einheit) auf exakt 90° zur CD-Oberfläche und sein axiales Lagerspiel eingestellt.

• getrennte Massen für Laser und HF-Signal
• Präzisions Trimmpotentiometer für die Laserspannung
• Korrektur der ursprünglichen Spannungsversorgung
• 3-fache Siebkapazität für die Versorgung
• besserer Operationsverstärker für die Servosignale
• High-Grade Audio-Kondensatoren
• rauscharme Transistoren und Widerstände für die HF-Verstärkung
• neues Teflon-Axiallager und neues
  Sinterbronze Gleitlager für den Plattenteller
• Einstellung des Azimut am Laser
• bei Bedarf Reinigung der inneren Laserlinsen

3. Streich: Servoplatine und Ausgangsstufe

Der Servo hat es in sich! Die Schaltung ist einigermaßen komplex und spätestens hier stellt sich die Frage: warum neue Platinen? Das hat aus meiner Sicht mindestens drei gute Gründe.
Zum einen sind die Prints je nach den äußeren Umständen der letzten 35 Jahre zum Teil in einem erbärmlichen Zustand. In so manchem Gerät lösen sich die Lötaugen bereits beim Hinschauen und die Kupferseite entwickelt sich tendenziell zum Halbleiter. Sie dämmern quasi dem sicheren Tod entgegen. Das heute gebräuchliche Platinenmaterial verspricht da locker weitere 35 Jahre.
Zum anderen klingt jedes Bauteil in einem High-End-Gerät mit! Egal wo es sich befindet. Das macht auch Sinn, denn es gibt ja nur eine Masse, und die Versorgungsspannungen teilt sich die Ausgangsstufe mit dem Servo und allen anderen Baugruppen. Um alle nicht optimal klingenden Bauteile (zum Beispiel Keramikkondensatoren) loszuwerden, ist viel Lötarbeit angesagt. Oder gleich neue Platinen!
Der dritte Grund sind die mögliche höhere Integration der Schaltung, die Platz ergibt für weitere Bauteile. Zum Beispiel um die Versorgungsspannungen zu stabilisieren. Und auf dem Servoboard ist jetzt Platz für die neue Ausgangsstufe.
Es gibt noch einen vierten Grund, der später klar werden wird.

• getrennte Massen für Servo und Ausgangsstufe
• Siebkapazität satt für die Versorgungsspannungen der ICs
• ultraschnelle WIMA FKP-Kondensatoren um die digitalen
  Komponenten zu entkoppeln
• High-Grade Audio-Kondensatoren und Widerstände
• Platine im Bereich der Ausgangsstufe ohne Löt-Stopplack
• Ausgangsstufe mit High-End Opamps
• Rhopoint Wire-Wound Widerstand in der I/V-Stufe
• inkl. hochwertigem Koppelkondensator
• betriebsbereit eingebaut

4. Streich: Decoderplatine

Auf der Decoderplatine wird das HF-Abtastsignal "demoduliert" und in ein Format gebracht, das in einem DAC in ein analoges Signal gewandelt werden kann. Vorher passiert es noch eine Fehlerkorrektur mit angehängtem kleinen Datenspeicher, indem auch das Signal für die Motordrehzahl erzeugt wird.
Wie der Name vermuten lässt, finden auf der Decoderplatine viele digitale Prozesse statt. Diese haben ganz spezifische Anforderungen an die Spannungsversorgung. Da digitale Impulse sehr steilflankig sind, kommt es bei ungenügender Entkopplung unweigerlich zu Einbrüchen der Versorgungsspannungen. Deshalb habe ich für jedes IC und die zugehörigen Betriebsspannungen PowerPacks installiert.
Diesen PowerPack gibt es natürlich auch für die neue ultragenaue jitterarme TentLabs Masterclock mit ihrer separaten Spannungsversorgung.
Bevor die digitalen Signale in die DACs TDA1540 gelangen, passieren sie eine Schaltung, um sie um 50% abzuschwächen. Abschwächen hört sich erst mal negativ an, aber diese (im Original nicht vorhandene) Schaltung bewirkt ein deutlich stressfreieres Klangbild, da die Übersprechung im DAC vom digitalen in den analogen Teil ganz deutlich reduziert ist.
Das IC für die -18V Referenzspannung für die TDA1540 habe ich von der Netzteilplatine auf die Decoderplatine in die Nähe der Verbraucher verlegt. Ebenso kommen die +5V-Digitalspannung für die DACs auf einer separaten Leitung auf die Platine.
Alle Bauteile links / rechts sind selektiert, um eine möglichst hohe Kanalgleichheit zu gewähren.
Der Oversampling-Chip SAA7030 findet auf dieser Platine natürlich keinen Platz, der Spieler arbeitet im Non-Oversampling-Betrieb.

• getrennte Massen für Decoder und DACs
• PowerPacks für die Versorgungsspannungen aller ICs
• High-Grade Audio-Kondensatoren und Widerstände
• Platine im Bereich der DACs ohne Löt-Stopplack
• Attenuation für die digitalen Signale der DACs
• ab DAC alle Bauteile kanal-selektiert
• -18V-Versorgungsspannung auf Decoderplatine
• ultragenau jitterarme TentLabs Masterclock
• NOS: Non-Oversampling Mode
• betriebsbereit eingebaut

5. Streich: Gleichspannungs-Netzfilter

Auf das Thema Gleichspannung im Stromnetz bin ich im Zuge eines Phono-Projektes gestoßen. Tatsächlich ist unsere Netzspannung in den wenigsten Fällen eine reine Wechselspannung. Bestimmte Verbraucher erzeugen eine Verschiebung des Nullpunktes, sodass ein Gleichstromanteil bei angeschlossenem Gerät fließt. Bestes Beispiel ist ein Haarfön auf "Stufe 1". Dieser hat zur Drosselung auf die halbe Leistung eine Diode eingebaut, die nur eine Halbwelle durchlässt. Das Blöde ist, dass ein Trafo Gleichspannung bzw. Gleichstrom gar nicht mag. Denn dieser magnetisiert natürlich das Eisen. Bei knapper Auslegung bzw. bei hohem Gleichspannungsanteil kommt er in die Sättigung, was sich mit sporadisch brummendem Trafo bemerkbar macht. Dann ist es im High-End Audio eh schon lange zu spät. Abhilfe schafft ein Kondensator mit genügend Kapazität, der in Serie(!) in eine der Versorgungsleitungen eingeschleift wird. Ob das Phase oder Null-Leiter ist, spielt keine Rolle. Der "Koppel-Kondensator" lässt keinerlei Gleichstrom durch. Manche Anbieter benutzen parallel zum Elko noch einen hochwertigen Folienkondensator. Diesen lasse ich weg, denn Hochfrequenz darf der Elko gerne abblocken!

• 3.000 μF Kapazität: Sapnnungsabfall am Kondensator ca. 0,15 V
• sechs antiparallele Dioden sorgen für einen großzügigen Arbeitsbereich
• Gerätesicherung auf der Platine
• als Selbstbau-Kit mit Anleitung

6. Streich: Acrylboden mit Geräteunterstellern

Der Acrylboden ersetzt den originalen Blechdeckel, der bei diesen Geräten einfach nicht zu beruhigen ist. In den Boden sind drei Vertiefungen / Kalotten gefräst. Mit den Geräteunterstellern wird so ein sicherer Stand und eine gute Entkopplung zum Untergrund geschaffen. Das Klangbild gewinnt an Klarheit und Durchzeichnung. Eine feine Abstimmung ist mit diversen mitgelieferten Kugeln möglich.

• Neuer Boden aus Acryl
• mit integrierten Geräteunterstellern

Links rund um's Thema Philips CD-Spieler:

Hier das original CD 104 Service Manual. (Achtung 5,5MB)

Mike Leach hat mit Servicing the Philips CD 104 eine schöne Sammlung an nützlichen Tipps für die Fehlersuche erstellt. (Achtung 2,8MB)

nanocamp bietet Infos zum Thema "Service Laufwerk CDM-1".

Ryohei Kusunoki erklärt, warum Non-Oversampling besser ist.

CD - Tweaks

An manchen Dingen bleibt man hängen. Im High-End, wie auch sonst im Leben ist das ein deutliches Zeichen, dass etwas funktioniert. Hier einige Möglichkeiten für besseren CD-Klang:

CD-Waschmaschine

CDs sind sauber, frisch gekauft ... oder doch nicht? Seit Jahren benutze ich den CD-Wascher "Hydrobath 1120". Hier ein kleines Youtube-Video, wie dieser funktioniert.

CD-Rand schwärzen

Alles was man braucht ist ein schwarzer Edding 500 oder einen ähnlichen wasserfesten Stift. Wer es genau nimmt, schwärzt nicht nur den Rand, sondern auch den äußeren Bereich der CD, der nicht beschrieben ist. Diesen Bereich kann man leicht unter einer LED-Leuchte erkennen.

CD-Matte

Legt man auf die CD und ... ich benutze diese hier.

CD cryogenisieren

Cryogenisieren funktioniert nicht nur bei Metall. Auch andere Materialien "entspannen" sich bei der Tieftemperatur-Behandlung. Bei einer CD, die ja "optisch" gelesen wird und deshalb auch die Lichtbrechung im Medium bedeutsam ist, bringt das eindeutig nachvollziehbare Ergebnisse.

CD-Rand anfasen

Die Idee ist alt: Da die Informationen der CD per Laser und Interferenz ausgelesen werden, ist es gut, wenn möglichst wenig Streulicht diesen Ausleseprozess beeinflusst. Von Audiodesksysteme Gläss gab es mal einen CD-Anfaser, mit dem der Rand in einem bestimmten Winkel abgedreht wurde, um Streulicht zu minimieren. Das hatte auch den Vorteil, dass die CD danach "ausgewuchtet" war.

Bei meiner Recherche bin ich noch auf eine andere (und günstigere) Art der Nach-Bearbeitung gestoßen. Der Vorschlag stammt meines Wissens ursprünglich von Volker Bajorat von Clockwork Audio. Hier geht es zur Anleitung.