CD-Spieler

Exposure CD player - by John Falowe

Im Moment (Mai 2016) hat das Gerät bereits dreimal einen dankbaren Abnehmer gefunden, zwei Mal in Form eines Updates von der "direct-clock"-Variante hin zu dieser "revelation"-Fassung - im Tausch, unter Anrechnung des Differenz-Preises. Das dritte Gerät (Inzahlung/Rücknahme "direct clock") ist inzwischen mit einem Satz Platinen der neuesten Entwicklungsstufe versehen. Ein weiteres Exemplar wurde im April 2016 im Kundenauftrag vom Originalzustand auf die LVDS-Version umgebaut.
Und es gibt bereits etliche Nachfragen, das Gerät würden einige Leute gerne kaufen. Leider (oder zum Glück) ist das Gerät bei mir momentan meine wichtigste Vorführ- und Test-Quelle. Und ich habe keinen Nachschub in Aussicht. Daher steht das Gerät erst dann wieder zum Verkauf, wenn ich Ersatz habe. Zwei fertig bestückte Platinen-Sätze neuester Generation sind vorhanden, ich kann sowohl einen Nachfolger für mich selbst, als auch ein anderes Gerät im Kundenauftrag sehr kurzfristig auf den gleichen Stand bringen

english version

Baujahre ab ca. 1997
Revelation LVDS-Version, neu lackierter Deckel Preis 1496,- €
3 Jahre Garantie*
*Erläuterung siehe Garantiebestimmungen
Die Revision für Kundengeräte wird hier angeboten.

Allgemeine Eigenschaften:

  • Front-Lader
  • spielt CD und CD-R
  • Fernbedienung
  • einige (frühere) Geräte besitzen einen S/PDIF Digitalausgang (BNC)
  • Philips Laufwerk CDM12.1/12.2 - VAM1201/1202
  • Wandler Philips TDA1545
  • Grundgerät Philips CD733 oder ähnlich

Exposure-eigene-Komponenten:

  • Gehäuse
  • Trafo - extrem ausgefeiltes Netzteil
  • Clock-Modul
  • Ausgangs-Platine mit I/U-Wandlung, Ausgangsstufen, Relais-Stummschaltung und Netzteil-Versorgung (Gleichrichter, Exposure-Lade-Elkos, Vierfach-Stabilisierung)

Eigenentwicklung FTBW

  • Revelation-DUAL-DAC-Platinen-Satz und dessen Anbindung

oben:
Das aktuell eingetauschte Gerät hat ein nahezu neues Display mit blauer Filterscheibe und eine fast makellose Front,
unten:
dafür ist mir aber nur ein recht verkratzter Deckel übrig geblieben, den ich einem Käufer gegen Aufpreis natürlich neu lackieren lassen kann.

Direct Clock auf die Spitze treiben

Für dieses Projekt muss ich zunächst mal eine Danksagung für SEHR viel Hobby-Mitarbeit und Grundlagen-Foschung, Aufbauten, Tests verschiedenster Art an diesem und einigen Vorgänger-Projekten los werden. Was Sie hier lesen und aus den resultierenden Geräten hören können, wäre ohne die Mithilfe meines Bruders nicht möglich.
Der ist seit Jahrzehnten begeisterter Hörer und (Mit-)Bastler und hat auch für viele meiner Entwicklungs-Gedanken die Verwirklichung mit in die Hand genommen. Insbesondere Stunden über Stunden Bibliotheks-Erstellung in meinem CAD-Programm EAGLE und die Umsetzung von mir gelieferter Schaltplan-Entwürfe in echte, sorgfältig geroutete Platinen kann man hier nicht hoch genug einschätzen, in diesem Projekt stecken nach der Direct Clock -Entwicklung gerade auf der Digital- und Versorgungs-Seite inzwischen etliche auch in der Prinzip-Planung von ihm erstellte Schaltungs-Zutaten.

So ist die hier verwendete Dual-Mono-Logik nicht auf meinem Mist gewachsen, sondern von ihm einigen Micromega-, Rotel- und Harman-Doppel-Wandler-Logiken nach-entwickelt, allein schon unter immensem Recherche-Aufwand, wie man so etwas "einfach" verwirklicht. Erstmals zum Einsatz kam diese Logik in einem Philips CD751-Player, der durch Eigen- und Fremd-Organ-Transplantation jetzt auf einer komplett selbst entwickelten Doppel-Wandler-Platine mit nicht weniger als elf (11!) Spannungsregelungen aus zwei TDA1549-Wandlern holt, was zu holen ist.

Abgesehen davon, dass dieses Gerät für den Kenner-Gebrauch ideal, aber mangels jeglicher Stummschaltung nicht serienreif im engeren Sinn ist, wurde hier bereits ein derart hoher musikalischer Basis-Standard erreicht, dass ich selber mit einigem Staunen diese für mich vor Jahr und Tag nicht denkbaren Ergebnisse ansehe - Verzeihung - anhöre...

Nun waren für diverse Symphonic/Blues-Line- und Exposure- Umbauten allerdings im Herbst 2014 sämtliche Einzel-Clock-Platinen, verbraucht, parallel war der o.g. "Doppelvergaser"-Philips entstanden, die interne Diskussion ging dann in Sachen Exposure-CD-Spieler in die neugierige Richtung, was denn eigentlich bei Stil-konformer Anwendung der gewonnen Erkenntnisse aus diesem Farlowe-Glanzstück würde. Mit der Direct-Clock-Ergänzung hatte das schon im Original hervorragende Gerät ja bereits an Selbstverständlichkeit und Kontur gewonnen, was noch auffiel: entgegen der Theorie ließ sich immer noch ein gepresstes CD-Original von seiner gebrannten Kopie unterscheiden - ein Zeichen dafür, dass das Laufwerk dem Wandler bei schlechtem Spur-Kontrast noch andere Störungen schicken konnte, als den nur in der Ur-Form unvermeidlichen Laufwerks-Jitter.

Die offensichtlichsten Wege der Einstreuung waren Netzteil- und Masse-Verkopplungen, die Abhilfe dagegen bereits im Philips CD751-Projekt erfolgreich erprobt worden.

So hat mein Bruder unter Anwendung der bereits vorhandenen Logik ein Zwei-Platinen-Projekt daraus gemacht, das in diesem Falls zusätzlich auch noch möglichst im Farlowe-Stil bleiben sollte, um den Charakter und die Grundabstimmung nicht zu untergraben - etwas Respekt muss sein...

Das Projekt ist dem Erst-Erbauer gewidmet, den Namen Exposure auf das Board zu schreiben wurde aus rechtlichen Gründen vermieden


Die Logik-Platine hatte bereits die etwas Störstrahlungs-behaftete Aufwärts-PLL-Schaltung mit der Dual-Mono-Logik für die Montage in Nähe der Laufwerks-Steuerung zusammen gefasst, das hat auch den Vorteil, dass man zwischen der Wandler-Platine und der Digital-Seite auf der langen Kabel-Verbindung nur den niedrigeren Wandler-Master-Takt transportieren muss, der dann erst direkt in der Nähe des Laufwerks-Steuer-Chip, räumlich genau an der Stelle des originalen Takt-Generators, das dort benötigte, phasen-starre Zwei- oder Vierfache erzeugt, das man dann dem entsprechenden IC-Eingang auf kürzestem Weg einspeisen kann.

oben: Planung und
unten: Ausführung, eine Muster-Platine des vorherigen Standes liegt oben im Bild dabei

Details des Logik-Boards:  Die größeren ICs sind Schieberegister für die Dual-Mono-Umsetzung, das kleine IC (linke Platine, linke untere Ecke) ist die PLL, die Takterkennung sitzt auf der Versorgungs/Masseseite (rechte Platine unten links)

Letzte Neuerung am Logic-Board ist nun eine Takt-Erkennung, denn Erfahrungs-gemäß startet die Master-Clock beim Einschalten wegen ihrer massiv entkoppelten, rauscharmen Versorgung relativ langsam - wenn die Laufwerks-Steuerung schneller initialisiert, bleibt sie dann im ersten Augenblick "taktlos" - was zu "Verschlucken" führen kann, der Chip spuckt dann asynchrone Daten, die Störgeräusche produzieren.
Dieses IC hat allerdings auch einen Reset-Pin, den man mit der Takt-Erkennung so lange "fest halten" kann, bis tatsächlich sein Oszillator-Eingang das (fremde) Takt-Signal führt. Lässt man also die Steuerung erst mit dem Fremd-Takt starten, "merkt" sie gar nichts von ihrem fehlenden eigenen Quarz und beliefert den/die Wandler brav mit gültigem Material (dass es jetzt zwei sind, weiß sie ja auch nicht...).

Richtig gemessen...

Für die entstörte Wandlung fern der Laufwerks-Elektronik ging es dann an den Kern des Exposure-Players.
Bislang saß der winzige "constant calibration" Stereo-Wandler TDA1545 auf der Laufwerks-Platine, versorgt aus deren Quellen und gebunden an deren Masse. Ein langes, geschirmtes Kabel führte dann die Masseverbindung und die beiden Strom-Ausgänge des Wandlers so ca. 25cm weit zur Exposure-eigenen Strom-Spannungs-Umsetzung. Bei der hatte man sich alle Mühe gegeben, sie einerseits richtig ordentlich im Exposure-Stil zu versorgen (je zwei Regler LM317/337 pro Kanal mit den üblichen 10µF-Elkos an Ein- und Ausgang), das ganze gespeist von einem ordentlichen Ringkern-Trafo an den hauseigenen Schlitzfolien-Becher-Elkos. Andererseits ist die ganze Umsetzung und Ausgangsstufe so kurz und knapp wie irgend möglich ausgelegt, im Grunde eine adaptierte Line-Stufe aus den "dicken" Vorstufen, umgebogen von Spannungs- auf Stromsteuerung. Und schon immer mit allen klanglichen Stärken der Farlowe-Elektronik gesegnet.

Um insgesamt Fortschritte zu machen, war hier außer Verschleiß-Beseitigung und etwas Impdanz-Anpassung nichts zu machen, jedenfalls nicht, wenn es ein Exposure bleiben sollte. Was geht: Wege verkürzen, mehr Stör-Freiheit bei Wandlung und Signal-Strom-Transport erzeugen, gleichmäßigere Zuliefer-Verhältnisse schaffen und vor allem: den Wandler-Trakt korrekt aus dem Analog-Netzteil zu speisen und an der Analog-Masse zu verankern, das Laufwerk dagegen mit all seinen Servo-Zuckungen von der Signal-Versorgung und Masse komplett zu trennen. Diesmal nicht mit einer gewaltigen Phalanx an passiver Pufferung wie in den eigenen Philips-Projekten, sondern genau so versorgt, wie es auch die Exposure-Ausgangsstufen sind. Den Gedankengang hat mein Bruder in ein Doppelwandler-Board umgesetzt, dass

  • Daten und Takt über einen galvanischen Trennbaustein mit dem Laufwerk austauscht,
  • einen höchst präzisen Takt-Generator mit Tentlab-XO und extrem rauscharmer Versorgung direkt an den beiden Wandlern platziert,
  • dessen beide Stereo-Wandler-Chips von einem eigenen LM317-Regler über entkoppelnde, stützende Filter gespeist werden,
  • die eine Opto-Koppler-Trennung für die Steuerung des Mute-Relais enthält und
  • deren Ausgänge und Verschraubungen exakt über den entsprechenden Anschlüssen der Exposure-Platine liegen.

der Entwurf

und die Ausführung

Auch die Rückseite ist bestückt, klar zu erkennen: die Trennung von Analog und Digital-Masse

...und doch erst mal falsch eingebaut

Als endlich alle Kern-Zutaten für mein Eigengerät versammelt waren, habe ich mich eines Montags morgens an die Bestückung für zwei Paar der Board-Kombinationen gemacht. Zig mal habe ich in den nächsten Tagen Kleinst-Material nachbestellt, schnell war auch klar, dass ich hier dann doch mal eine feinere Lötspitze aufsetzen muss: eine ganze Menge SMD-Bauteile, insbesondere Widerstände, haben bei diesem Entwurf eine Gesamtlänge von gerade mal einem Millimeter, eigentlich bei Hand-Bestückung eher was für jugendlich scharfe Augen und Kinderhände - da musste ich mich dann erst mal ein wenig  gewöhnen. Zwei Tage später waren die Boards halbwegs fertig und ließen die ersten Abgleich-Vorgänge zu, nun standen schon mal an den Wandlern wie der Clock exakt 5,00V. Doch wie stets muss man an vielen Stellen nach dem ersten Nachmessen auch nachrechnen und ändern, auch für die Unterlagen - es ging bereits ans Wochenende, als der erste Inbetriebnahme-Versuch anstand.
Nachdem ich die im Layout an sich für meinen Fall geplanten Verschraubungen nicht sofort zuordnen konnte, habe ich es nach der Laufwerks-Board-Revision mit einer Montage der Logik unter der Platine versucht, Fotos aus dem funktionierenden Philips CD751 zeigten eine ähnliche Position. Unklar war noch die Funktion der neu entworfenen Takt-Erkennung. Die habe ich zunächst mit einer kleinen Zusatz-Schaltung am Eingang des Spannungsreglers für die Laufwerks-Logik angeschlossen, so dass die komplette Betriebsspannung erst mit dem Takt eingeschaltet wurde. Das hat tatsächlich auf Anhieb funktioniert. Ebenfalls auf Anhieb lag der synchrone vervielfachte Wandler-Takt genau da an, wo er sollte.

Die Zentrale der Laufwerks-Steuerung. Am SAA7345 wurde der Taktgeber entfernt, auch der Wandler (roter Fleck) ist ab-bestückt

Aber das Laufwerk wollte nicht.
Entweder es versuchte nach Takt-Erhalt zu fokussieren und gab dann mit "Error" auf, oder es drehte gleich den Disk-Motor auf Vollgas, das war's wohl noch nicht - aber warum? Beim bau-ähnlichen Philips ging es ja auch!?
Was mir nicht klar war: die Verschraubungen der alten und neuen Logic-Boards waren völlig unterschiedlich...
Es ist so weit auf Neuland immer schwierig, erste Hinweise zu bekommen, wie das Problem eigentlich grundsätzlich beschaffen ist, es hätte ein Fehler bei der Überarbeitung oder Bestückung genauso sein können, wie eine defekte Laser-Einheit oder eine kompletter Konzept-Fehler.
Ich habe nach etlichen Fehl-Anläufen zunächst ein anderes Laufwerk aus einem für sein helles Display "geschlachteten" CD733 und dann dessen Platine Exposure-typisch entstückt, revidiert und probiert. Im Gegensatz zur vorgefundenen Platine war diese (trotz gleichen Layouts) zweiseitig mit einer großen Massefläche an der Oberseite. Das war wohl ein recht entscheidender Unterschied, denn nun las das Laufwerk ein, schnelle Spurwechsel klappten auch - nur hatte ich heftigste Signal-Aussetzer und Sprünge beim Abspielen. 

  

Aufwändige Montage-Versuche - links: ungünstige Logik-Position, rechts: Komplett-Einschaltung durch Takt-Erkennung

Fehl-Versuch: Man erkennt, dass das graue Flachbandkabel genau unter dem Anschluss der Laser-Einheit startet - das hat so nicht funktioniert

Was dann die richtige Idee aufbrachte: hier störte die Logik-Platine den Signalweg von den Laser-Photo-Dioden zum Vorverstärker, denn deren Ausgang saß genau über dem Flexband-Amschluß des Laufwerks. Die Schirmung der Platine hatte das Problem verkleinert. Nach Um-Montage des Logik-Boards an die (hatte ich so nicht auf dem Zettel) ursprünglich vorgesehene Position am Laufwerks-Rand ließ sich alles eher besser anschließen, dazu kamen etliche Zentimeter mehr Abstand zwischen die neue Elektronik und die empfindlichen Kleinst-Signal-Leitungen.
Beim Board-Wechsel hatte ich auch die Takt-Erkennung direkt und kurz am Reset-Anschluss des Laufwerks-Steuer-Chips angebracht, so montiert sprang sofort alles an wie es sollte - und die Lesefehler waren komplett verschwunden.

Ein paar winzige Nacharbeiten gab es noch, die Korrektur einer Rechts-Links-Verwechselung bei den Digital-Signal-Leitungen war noch fällig, doch jetzt zeigte sich, dass bei etwas anderer Montage ansonsten alles auf Anhieb funktioniert hätte - was es nun auch tat. Neue Takt-Erkennung: perfekte Funktion, neue Optokoppler-Relais-Steuerung, sofortige Nutzbarkeit, Umstellung des I-Eingangs am Ausgangs-Board auf den doppelten Wandler-Strom - exakt der vorgesehene, gewohnte Pegel am Ausgang. Jetzt gab es gerade mal noch einen Punkt zu klären: der Massebezug Analog-Digital-Gehäuse.

Mir schien die Ausgangs-Situation (Digital-Masse wie immer am Gehäuse, Analog-Masse jetzt über 100nF/4,3MOhm "schwebend") klanglich ungünstig. Inzwischen ist die Analog-Masse mit dem Gehäuse verbunden (dieses hat keinen Schutzleiter-Anschluss) und der Digital-Teil ist "schwebend", so funktioniert es akustisch besser.

Korrekte Anwendung: statt vorher 4mm jetzt 4cm Abstand zwischen den kritischen Leitungen - in der Nähe des Motors ist jetzt links der Steck-Verbinder zur Lasereinheit und unterhalb das Laser-Vorverstärker-IC zu sehen

Im Kern alles bestens

Nachdem das Laufwerk jetzt einwandfrei Dual-Mono-Daten synchron zur Master-Clock liefert, ein Blick auf die neue Wandler-Platine.
Diese weist entsprechend aller bereits vorhandenen Anschlüsse des darunter liegenden Ausgangs-Boards für alle kritischen Verbindungen exakt darüber liegende Anschlüsse auf, insgesamt findet man hier Übergabepunkte für:

  • 2x Analog-Masse (davon einmal für eine "schwebende" Masse-Kopplung)
  • Wandler-Signal-Strom Ausgang rechts/links
  • Wandler-Referenz-Spannung rechts/links
  • Relais-Masse/open-collector-Schaltleitung
  • Digital-Masse/Versorgung entkoppelt
  • Mute-Eingang, entkoppelt
  • word-clock-Eingang, entkoppelt
  • L+L/R+R -Digital-Signal-Eingang, entkoppelt
  • Master-Clock-Ausgang, entkoppelt

Viele dieser Verbindungen sind mit versilbertem Kupfer-Volldraht direkt nach unten gezogen

Doppel-Vergaser in Doppelstock-Technik

Bei der Verbindung zum Laufwerk sind die Schalt-, Masse- und Daten-Leitungen in einem verlöteten Flachband-Kabel zusammen gefasst, man sieht hier sogar den nachträglichen Rechts-Links-Tausch am Anschluss. Unter dem Jitter-armen Tentlab-XO sitzt zwischen Sockel und Metallgehäuse zur Dämpfung ein Sorbothane-Pad. Der entkoppelte Master-Takt verlässt das Board in einem Pigtail-WLAN-Antennen-Kabel. Die grüne LED ist Bestandteil der rauscharmen Parallel-Stabilisierung in der Clock-Versorgung.

...darunter das revidierte I/U-Ausgangs-Board mit seiner dicken Versorgung

Bis auf einen Verschleiß-beseitigenden Satz neue Panasonic Elkos (natürlich mit den Original-Werten) und der Umstellung zweier Widerstände pro Kanal ist das Ausgangs-Board völlig unverändert. Beim angewandten Dual-Mono-Prinzip ist ja nicht mehr je ein halber Stereo-Wandler pro Kanal tätig, sondern ein ganzer, dessen Ausgänge direkt parallel geschaltet sind. Zusammen arbeiten hier jetzt die doppelte Zahl an Stromquellen und liefern auch jederzeit den doppelten Strom. Entsprechend muss auch die Parallel-Stromquelle und der Umsetzer-Widerstand auf den doppelten Strom angepasst werden - Aus 220Ohm (Stromquelle) werden 110Ohm und aus 2,00kOhm 1,00kOhm (I/U-Wandlung). Die Arbeitspunkte (und damit der resultierende Spannungs-Ausgangs-Pegel) bleiben so bei Dual-Mono-Betrieb exakt die gleichen, wie vorher mit nur einem TDA1545.

Der Vorteil

Wenn denn jetzt das Signal mit genau dem alten Pegel heraus kommt, wozu das ganze?

Was den Doppel-Betrieb angeht, so hat man zunächst mal eine weit bessere Entkopplung in jede Richtung - die Wandler-Chips untereinander (in diesem Fall dadurch auch zwischen den beiden Kanal-Signalen), vom Laufwerk und generell von ungünstigen gemeinsamen Strom-Zu-und-Ab-Leitungen. Dann addieren sich natürlich bei zwei Wandler-Ausgängen pro Kanal die Pegel auf das Doppelte (=+6dB), sämtliche Wandler-Fehler und Stör-Komponenten aber eher geometrisch, also nur um 3dB. Was durch die -6dB-Anpassung mitsamt allen Störsignalen zu einem erhöhten Stör-Abstand des I-Eingangs führt. Man bekommt also unter dem Strich auf jeden Fall ein wenig Stör-Freiheit im Bereich 3dB dazu.

Was absolut nicht trivial ist, sind die aufwändige direkte Taktung (das ist im Direct Clock -Artikel beschrieben) und die kurzen Leitungen zum Ausgangs-Board.

Und zahlt es sich aus?

In der Bearbeitungs-Woche hat es bis Samstag gedauert, dann konnte ich das erste Ohr ins Gerät werfen. Vor lauter angestrengter Konzentration vorher war bei dem völlig uneingespielten Neugerät aber erst mal kein aussagekräftiger Test möglich. Eine Woche Dauerlauf später war das bereits ganz anders, da hatte ich auch den entliehenen Doppel-TDA1549 meines Bruders (der ganz normale Laufwerks-Probleme hatte) wieder richtig fit zum Vergleich.

Zusammengefasst:
Er spielt so "Exposure" wie noch nie, genau die Tendenz, sich weiter als ein Stück Farlowe-Elektronik zu "outen", doch mit noch weniger Digital-Artefakten und noch fester und griffiger, als es die erste Direct Clock -Fassung schon beherrschte. Es zeigt sich eindeutig, dass der Wandler eben keine Bitstream/Delta-Sigma-Technik, sondern eine von der traditionellen R2R-Technik nur leicht verschiedene Parallel-Stromquellen-Technik verwendet und damit hörbar weitaus kleinsignal-freundlicher als heutige Konzepte ist. Und wen je eine Exposure XIV-Vorstufe fasziniert hat, der weiß sofort, was ich an diesem Player so schätze, denn mehr als alles reduziert er die Wiedergabe auf diskret analoge Aspekte und hält sich aus der üblichen CD-Spieler-Diskussion raus - er macht sein Ding viel mehr wie eine Vorstufe, bei gut gemachten Aufnahmen stört den Hörer keine unnötige Fremd-Beschäftigung mit digitalen Aspekten.
Eine weitere Hörsitzung später hatte sich das Gerät als absolut komplementäres Match mit einem Musicla Fidelity A200 in die Herzen gespielt, gegenüber den Gegnern CD751 und PAN zeigte er bei bester Auflösung vor allem mehr "Linie" kombiniert mit der Fähigkeit, Musiker und Instrumente als greifbare Einheiten darzustellen, nichts räumliches und auch keine Melodie-Linie zu "verbreien" oder gar auseinander zu reißen, sondern das Geschehen zu einander wohlproportioniert und zusammenhängend darzustellen.

Vom Aufwand her ist dieses Gerät (also selbst verschuldete Umwege mal ausgenommen...) eine Nummer kleiner als der CD751-Umbau, aber fragt man mich, was ich von diesen beiden hervorragenden Playern innerhalb der gehörten Ketten für mich selbst aussuchen würde, der Sieg nach Punkten ginge an den Exposure mit seiner schlanken, logischen Linienführung und dem in meinen Ohren etwas saubereren Wandlern.

Auf die Frage "zahlt es sich aus?" lautet meiner Meinung nach die Antwort für den Kunden (also wer die Revision beauftragt oder ein so revidiertes Gerät bei mir kauft): mehr als lohnend!
Denn die Kalkulation oben zieht das gesamte "Lehrgeld" bereits ab - Sie haben hier die Möglichkeit in eine Entwicklungs-Linie einzusteigen, die mit heutigem Allerwelts-Hifi nichts zu tun hat, das Ergebnis ist ein Hobby-enthusiatisches, musikalisches Gerät auf hervorragender Basis - auf die Spitze getrieben und gegenüber RICHTIG teuren Geräten völlig Angst-frei. Gut, selber anhören ist immer am besten - doch hier ist nach allem, was ich bisher gehört habe, auf jeden Fall "very big value" - nur noch nicht für mich, ich muss mir noch einige Details überlegen, wie ich bei Folge-Exemplaren einen deutlich schnelleren Zusammenbau schaffe. Eine nahe liegende Möglichkeit ab Version 2.0: bestücken lassen, nicht mehr selber bestücken.

Die Entwicklung geht weiter, vorläufige Version 2

Bei der Erstfassung der Revelation-Boards hatte bei Inbetriebnahme bis auf winzige Details alles geklappt wie geplant - durch einen Montage-Fehler war ich aber auf ein Rand-Problem gestoßen, bei dem sich eine Lösung anbot, mit der auch ein paar weitere Handhabungs- und Verbindungs-Probleme beseitigt würden.

Und zwar hatte sich ja die Verbindungsleitung zwischen Laufwerk und dem Trennbaustein des Wandlers zufällig als Hochfrequenz-Störquelle herausgestellt, als ihr Startpunkt zu nahe am Lasereinheit-Vorverstärker montiert war.
Nun hat mich an der Verbindung stets einerseits ihre schlechte Trennbarkeit und andere technische Unzulänglichkeiten gestört, die im Grunde stets eine spezielle Verkabelung benötigten, andererseits war auch die elektrische Definition alles andere als perfekt - eine TTL-Leitung, die Signale im Megahertz-Bereich über etliche zehn Zentimeter transportieren sollte und die gerade in diesem Längenbereich mit Sicherheit zur unfreiwilligen Sende-Antenne würde. Leistungsanpassung ist im TTL-Bereich leider nicht möglich, sie würde zwar bei Anpassung an den Wellenwiderstand die Abstrahlung minimieren, die damit einhergehenden 6dB Dämpfung (Pegel-Halbierung...) würden ein sicheres Erkennen der Signale beim Empfänger aber vereiteln.

Das Problem kennt man aus anderen Technik-Bereichen, u.a. aus den genannten Gründen wurden z.B. in Computern längst die unsymmetrischen Verbindungen, insbesondere in ihren Anwendungen im BUS-Bereich abgelöst, in der Regel durch serielle Busse, die allesamt ihre Signale symmetrisch führen. Bekannte Schnittstellen sind da u.a. Ethernet LAN, USB, FireWire, SATA und PCIe.
Und für all diese schnellen und Störungs-armen Übertragungs-Systeme gibt es entsprechend fertig konfektionierte Verbindungskabel, die entsprechenden Buchsen und Sende/Empfänger-Chips sind preisgünstige und lange nach-beschaffbare Massenware. Symmetrische Verbindungen haben durch die Verwendung zweier eng benachbarter, gegenläufiger Signale bzw. Signal-Leitungen eine weitaus geringere Wechselwirkung mit der Umwelt, die eigenen Signal-Abstrahlungen bilden in der Summe Null, Fremd-Störungen werden in der Regel immer beide Leitungen gleichermaßen betreffen und damit nicht als Eingangs-Differenz wirksam. Prinzip-bedingt stören symmetrische Leitungen einerseits also weniger und werden andererseits auch weniger gestört.

Mein Bruder hielt das ganze zunächst für Humbug, da musste ich auch ein wenig Überzeugungsarbeit leisten - denn er routet so etwas in einem Zehntel der von mir benötigten Zeit in einen dann immer noch weit hübscheren Platinen-Entwurf - ist mir zum Test solcher Ideen insofern eine unverzichtbare Hilfe. Letztlich hat er die von mir ausgesuchten LVDS-Sende- und Empfänger-ICs wirklich samt einigen LAN- und SATA-Buchsen in unseren Bibliotheks-Bestand hinein gezeichnet und für den Exposure CD-Player den Platinensatz an die neue Übertragungsart angepasst.

Schnell hatte sich auch heraus gestellt, dass die besten und billigsten ICs für solchen Signaltransport mit weniger Spannung betrieben wurden als alle unsere bisherigen Logiken, bei genauer Untersuchung wurde aber auch klar, dass das ausschließlich von Vorteil sein würde: alle bislang verwendeten Logik-ICs ließen sich auch mit mit den nun geforderten 3,3V betreiben, nicht mal die Ankopplung an den CD-Chipsatz würde ein Problem darstellen. Eine solche Spannungs-Absenkung verringert von sich aus bereits die Abstrahlung der entsprechenden Schaltung - der Faktor 5V/3,3V (=0,66) bringt rechnerisch bereits eine Strahlungs-Minderung von über 3dB.

Als noch viel besser stellte sich heraus, dass es Treiber/Empfänger-ICs für Einzel-Leitungen/Signale gab, so dass man lange TTL-Übertragungs-Leitungen auf dem Board und damit auch deren Antennen-Effekte minimieren konnte. Dazu muss das das Symmetrie-IC nur möglichst nahe an seinem Signal-Quell- oder Ziel-Punkt sitzen, von der verbleibenden Signal-Kurz-Leitung kann sich einfach keine Sende-Energie lösen - und von der angrenzenden "low-voltage-differiental-signaling"-Leitung schon gar nicht.

Ergebnis:
Die Verbindung zwischen Laufwerk und Wandler-Board besteht jetzt aus Zweck-entfremdeten, handelsüblichen Komponenten,

  • einem SATA-Kabel, das einzig die Laufwerks-seitige Spannungsversorgung von Digital-Übertragungs-Teil und Optokoppler sowie die Muting-Leitung für das Relais über Standard-Stecker und -Kabel transportiert
    und einem ebenfalls geschirmten
  • LAN-Kabel, auf dessen Aderpärchen das Doppel-Rechts- und -Links-Signal sowie Word-Clock in vom Laufwerk zum Wandler transportiert werden, und dessen letztes Aderpaar in Gegenrichtung das Clock-Signal vom Master-Clock-Generator zum Verdoppler auf der Logik-Platine schafft - der den Clock-Eingang der Laufwerks-Logik versorgt.    

Oberseite der ersten LVDS-Logik, alle Bauteile sind auf eine Seite gewandert, ermöglicht geringeren Montage-Abstand, erleichtert aber auch Messungen Änderungen und Reparaturen ohne Demontage

Alle Baugruppen sind jetzt auf der Unterseite: Versorgung, Dual-Mono-Logik, Masterclock-Vervielfältiger-PLL, Takt-Erkennung, Schnittstellen-ICs

oben/unten: Die noch nicht ganz fertig bestückte Wandler-Platine

erster Einsatz im Exposure-CD-Player

oben: Gesamtübersicht
unten: etwas genauerer Blick auf die Wandler-Platine im Betrieb

Ausblick

Es ist bei Verwendung dieses Umbau-Satzes erstmals deutlich aufgefallen, dass es im Grunde bei der verwendeten Vorgehensweise aufgrund der Takt-Verdopplung zwei mögliche Rast-Zustände der Laufwerks-PLL im Verhältnis zur Master-Clock gibt. Das hat genau bei der hier beschriebenen Variante zu Problemen geführt, da die entsprechenden beiden möglichen Phasenlagen beide in der Toleranz des Wandler-Eingangs-Registers liegen müssen - und hier lagen sie zunächst zufällig ein paar Grad zu sehr am einen Rand des grünen Bereichs. Die daraus resultierenden Synchron-Schwierigkeiten sind durch eine Umstellung der Dual-Mono-Logik auf das invertierte ankommende statt dem vom Laufwerk zurück laufende (Master-)Bit-Clock-Signal als Schalt-Referenz jetzt komplett und Dauer-stabil behoben. Die vorhandenen Platinen wurden entsprechend umgebaut, die nächste Version wird das gleich beinhalten.   

Mit den Erfahrungen dieser zweiten Revelation-Version, dem ersten Umbau eines Philips-basierten Players auf LVDS-Übertragung zwischen Laufwerk und galvanischem Trennbaustein des Wandler-Boards ist nach dem Aufbau also bereits eine nächste Variante in Planung, die auch ein paar Positionierungen der Kabel-Anschlüsse optimiert und sich fertigungstechnisch als serienreife "final version" bezeichnen lässt.

Klangliche Unterschiede?

...zur TTL-Übertragungs-Version? kann ich mangels direktem Vergleich schwer ausmachen. Im Grunde sollte sich die verminderte Störstrahlung im Gerät auswirken, doch habe ich bei dieser Fassung auch noch mit etwas unterschiedlichem Ausgangs-Pegel gearbeitet und auch mal einen anderen Ausgangs-Koppel-Kondensator (47µF Nichicon Muse bipolar) probiert. Was ich auf jeden Fall behaupten kann: es ist mit Sicherheit nicht schlechter geworden, das Gerät strahlt jetzt nach zwei Wochen Einspielen bereits eine Lebendigkeit und Präsenz aus, dass man sich häufig vor die Lautsprecher gezogen fühlt, obwohl Arbeit anliegt...
Das war auch bei den Erst-Versionen nicht anders, doch die habe ich nicht lange einspielen gehört. Alles in allem jedenfalls:
...Faszinierend!...