CD-Spieler

Symphonic Line CD / CD "Reference" ca. 1993

kalkulierter Verkaufspreis mit Revision ca. 3500€
im Moment unverkäuflich da als Referenz-Quelle unabkömmlich

Revision:

  • Erneuerung aller kleinen Elektrolyt-Kondensatoren,
  • Überarbeitung der Laufwerkssteuerung
  • Ersatz des 20-Bit-Digitalfilters gegen einen Umbausatz mit dem Burr-Brown 24-Bit-Digitalfilter DF1704/1706
  • Erneuerung der R2R-D/A-Wandler von 2x PCM63 J/K (20 Bit) auf 2 Umbausätze mit R2R-24Bit-D/A-Wandler PCM1704 K
  • Einbau der FTBW Master-Clock-Platine nach dem "direct clock" Verfahren - mit direktem Anschluß des Tentlab-XO an die BitClock-Eingänge der PCM1704-Wandler
  • Bei Bedarf Überarbeitung des Sony-Laufwerks, sonstige Verschleiß- und Schadens-Behebung

Eigenschaften:

  • Bisher vermutlich die einzige Symphonic Line CD-Spieler-(Umbau-)Variante sowohl mit 24Bit-R2R-Wandlung, als auch mit direkter Wandler-Taktung
  • Gewaltige zusätzliche Wandler-Versorgung, Netzteil basiert auf der Endstufen-Versorgung des RG9-MK1-Vollverstärkers (!)
    Regelung der Analogversorgung mit LM317/LM337-Spannungsreglern bei Verschiebung des Regel-Resonanz-Punkts UNTER den Hörbereich - extrem aufwändig
  • Umfassende Trennung der Laufwerks/Digital-Versorgung von der Wandler/Analog-Sektion
  • leicht zu wartendes Sony-Laufwerk
  • Ausgefeilte Analog-Ausgangs-Treiber
  • basiert in Sachen Laufwerk/Steuerung auf den AKAI-Modellen CD69/79

Mein Bester

Das Gerät habe ich in Kommission bekommen, an sich als Tausch-Objekt gegen eine Retro-Anlage. Gut in Schuss für sein Alter an sich, für ein Gerät mit geschätztem Baujahr 1993.
Nun will der Verkäufer allerdings auch einen entsprechenden Preis - weil ja alles noch funktioniert (hat). Dasselbe gilt für einen gleichzeitig zu mir gebrachten Syphonic Line RG9. Für mich spielt der Eingangszustand bzw. Klang und Funktion natürlich eine sehr untergeordnete Rolle, wichtig ist mir die Vollständigkeit und ein guter äußerer Erhaltungszustand, alles andere ist für mich kaum von Vorteil (außer zur Beurteilung), denn nahezu alle Geräte verlassen mich immer erst nach kompletter Überarbeitung und nach Beseitigung jeglichen Verschleißes. Daher ist dann auch der Aufwand für ein "noch gut funktionierendes" Gerät nahezu identisch mit dem Aufwand für ein stark verschlissenes oder ausgefallenes.

Hier allerdings handelt es sich um ein Gerät, das mir zu selten in die Finger fällt, um wählerisch zu sein. Symphonic Line CD-Spieler waren und sind die Creme.
Und für mich das interessanteste Forschungs-Objekt, wenn es um das überhaupt Machbare geht.
Genau das habe ich mit diesem Gerät durch gezogen und ich muss zugeben: es ist die beste Digital-Quelle daraus geworden, die ich je gehört habe. Kann sein es gibt noch besseres, aber unter die Ohren gekommen ist mir noch nichts - und gibt es ebenbürtige Geräte, dann sprechen wir hier mit Sicherheit gerade mal von einer Handvoll Geräte-Typen weltweit. Mit diesem "gepimpten Alterchen" traue ich mich ohne weiteres, seine Nachfolger herauszufordern, alle wie sie da sind. 

Die Basis der Basis

die frühen Symphonic Line CD-Spieler basierten auf den CD-Spielern AKAI CD69 bzw. CD79 (Reference).
Gemeinsam war beiden Geräten die Steuerung und das Sony-Laufwerk, prinzipiell wurde auch die gleichen R2R-Wandler von Burr-Brown (inzwischen von Texas Instruments eingemeindet) verwendet, der 20-Bit-Typ PCM63.  Gemeinsamkeit der zwei Grund-Varianten war weiterhin eine sehr direkt zum Ausgang geführte I/U-Leitungs-Treiber-Stufe.

Dieser maskenprogrammierte µ-Controller zeigt es: Akai CD69/79/Symphonic Line ("Reference") besitzen alle das gleiche Bedien-Programm

Der CD69 war allerdings die "abgespeckte" Variante, im Gegensatz zum CD79 wurden hier vor allem "nur" zwei "J"-selektierte Wandler eingesetzt, hinter einem Einfachst-Demultiplexer/Digitalfilter "CD0002AD".
Der CD79 dagegen besaß das aufwändige Digitalfilter SM5813 als Speisung zweier "K"-selektierter Wandler - also sowohl Digitalfilter, als auch Wandlung waren damals "state of the art" - besser konnte man es zu dieser Zeit einfach nicht machen.

Dem CD69 wurden die "J"-Wandler entnommen

Rolf Gemein hat damit ein wirklich brauchbares Grund-Gerät gewählt, bei dem die Sony-Laufwerks-Teile z.B. bis heute noch gut beschaffbar sind. Täuschen Sie sich allerdings nicht in der Hinsicht, dass Sie mit dem Symphonic Line CD-Spieler ja nur einen besseren AKAI vor sich hätten - denn die Methode, aus einem Industrie-Grundgerät eine eigen Schöpfung weit über den Grund-Niveau des Teilespenders zu machen ist an sich nur der Betriebs-Größe "kleiner" High-End-Manufakturen geschuldet, da wird man nicht das Rad neu erfinden, nur um eine Steuerung und Mechanik selbst zu bauen, die sich an sich nur im großindustriellen Maßstab rentabel fertigen lässt - diese beherrschten Techniken überlassen kleine, innovative Firmen den Giganten und kümmern sich lieber um das Gesamtergebnis. Und dieses Ergebnis hängt auch hier weit mehr von den Maßnahmen der Manufaktur, als vom Grundgerät ab.
Hier zeigt sich dann auch, inwiefern das Ganze wieder mehr ist, als die Summe seiner Teile, einzig die Abstimmung bringt das Gerät zu einem überragend illusionistischen Endergebnis - das macht man bei Symphonic Line z.B. längst auf verschiedenen anderen Basen und dennoch liegt die Verwandschaft zu diesem Urahn klar zutage.

Vom Akai-Netzteil blieb nur der Trafo

In diesem 90er-Jahre-Symphonic Line CD-Spieler wurde der jeweilige Basis-Player umfassend "recycled", also etwa die Hälfte verwendet - Laufwerk, Laufwerks-Steuerung, Trafo, Digitalausgang, Display, Fernbedienung. Von den Platinen allerdings wurde auch ein großer Teil durch eigene Konstruktionen ersetzt, der Akai-Trafo betreibt z.B. die Symphonic-Line-Netzteil-Platine für die Laufwerks und Digital-Funktionen jetzt alleine, denn die Wandler/Analog-Sektion ist ebenfalls auf eine Symphonic-Line-Platine gewandert und hat ein gigantisches eigenes Netzteil dazu bekommen.

"klotzen, nicht kleckern"

Ein ausgelagerter Trafo samt der Netzteil-Platine der ersten RG9/RG11-Verstärker lassen die Mehrzahl aktueller Vollverstärker vor Neid erblassen - und hier wird "nur" der Wandler versorgt.

Aufbau auf der Symphonic Line -Basis

Meine Ausgangs-Gerät war ein "normaler" Symphonic Line CD-Spieler, also auf dem AKAI CD69 basierend, einfaches Filter, "J"-Wandler. Im Vorfeld in der Diskussion im Kunden- und Freundeskreis ging es schon darum, was man denn an diesem Gerät jetzt eigentlich an Verbesserungen erreichen könnte, viele Mit-Diskutierer hatten sofort den Selektionsgrad der Wandler im Auge, dachten laut über geänderte Ausgangs-Operationsverstärker nach. Mir ging das alles etwas am Ziel vorbei. In erster Linie wollte ich erst mal eine Standard-Verschleiß-Befreiung vornehmen, die an dem sehr gut balancierten Charakter möglichst nur Verbesserungen und keine verschlimmbessernden Eigenmächtigkeiten vornehmen sollte - daher kamen an sich nur aktuelle Nachfolger-Typen der verwendeten Elko-Baureihen in Frage, zumindest im direkt Klang-beeinflussenden Bereich. Für die Versorgung des Laufwerks zählen natürlich direkte Klang-Faktoren wenig, hier kommt es darauf an, so konstante Verhältnisse wie möglich herzustellen - da sind technische Parameter wie ESR und Lebensdauer entscheidender, als der "Klang"-Faktor desselben Bauteils bei direktem Einbau in eine Analog-Stufe/Versorgung. Daher habe ich in der Digital/Laufwerks-Versorgung auf noch weit hochwertigere Typen umgestellt, die ich vielleicht nicht unbedingt zur Speisung der Ausgangsstufen verwenden würde, die aber für die Motore und Focus/Tracking-Spulen sowie die getakteten Bereiche einfach eine dauerhaft optimale, niederohmige Versorgung herstellen. Das war hier auch bereits notwendig, denn die Elkos im Digital-Netzteil zeigten bereits das bekannte "Fußbad" - das konnte man in den 90er-Jahren natürlich nicht wissen, dass ein paar Typen aus ein paar verwendeten Panasonic-Baureihen nach Jahren durch die Dichtung auslaufen würden - doch das Problem besteht tatsächlich nahezu durchgehend bei älteren Symphonic Line -Geräten, leider. Ähnliches findet man z.B. bei den Stützelkos in Vor- und Endstufen. Wobei ich noch nicht erlebt habe, dass es dadurch zu Ausfällen kam, angefressene Leiterbahnen hatte ich allerdings schon öfter.

Original-Zustand der Steuer-Platine

Der schwächste Punkt im ganzen CD-Spieler ist allerdings etwas ganz anderes, nämlich die eigentliche Laufwerkssteuerung - nicht weil die Konstruktion an sich irgendwelche großen Problem-Faktoren enthält, es ist schlicht die industrielle Billig-Fertigung, die hier die Zuverlässigkeit limitiert. Das hatte ich auch schon bei meinen ersten Exposure-CD-Revisionen festgestellt: das Platinenmaterial und die eingesetzten Bauteile der zugekauften Platine waren dort wie hier um Welten unter dem Niveau der von Exposure bzw. hier Symphonic Line gefertigten Baugruppen. Hartpappe oder ähnlich billiges Material, die Verbindungsschicht Platine Kupfer unter aller Kanone (1x löten und schon lösen sich die Leiterbahnen - ...an sich auch schon bei einem scheelen Blick). Auch die Qualität der Verlötung ist inakzeptabel. Und so kommt es, dass diese Platinen im ganzen Gerät die meiste Zuwendung benötigen, hier darf man keine lockeren Lötstellen übersehen oder gar haarfein abgerissene Leiterbahnen - alles muss sowohl sorgfältig als auch vorsichtig überarbeitet und stabilisiert werden. Um ein flächendeckendes Nachlöten von Hand kommt man nicht herum, Lot und Lötwerkzeug muss dabei absolut einwandfrei und einwandfrei beherrscht sein. Dann kann man so eine Platine durchaus mit mehr zukünftiger als vergangener Lebensdauer versehen. Wer ohne den entsprechenden Anspruch an solch eine Arbeit geht wird allerdings nur Schaden anrichten.

Das Sony-Laufwerk ist "Standard" und gut zu warten

Konkret waren im vorliegenden Gerät z.B. auch schon Halbleiter-Sicherungen durch niederohmige (aber dennoch entflammbare) Widerstände ersetzt, viele Lötstellen locker.  All das musste in den Grundzustand oder eine verbesserte Fassung gebracht werden, also z.B. wieder passende Halbleiter-Sicherungen einerseits, allerdings auch etliche Folienkondensatoren an Stelle sehr kleiner Elkos, das ist zwar teuer, doch einfach die zuverlässigste Lösung. Im Zuge der weiteren Arbeiten wurden dann natürlich neben dem Elko-Rundum-Wechsel auch einige kleine Umbauten vorgenommen. Vom Klang kann und will ich an einer solchen Stelle gar nicht anfangen, das Bündel der Maßnahmen an der Steuer-Platine wirkt, das hier angesiedelte Digitalfilter mal ausgenommen, an sich nur indirekt - schlicht durch bessere, dauerhafte Funktion.

Was dagegen das Laufwerk an Verschleiß aufwies, konnte man getrost vergessen - es kommt mir hier gar nicht in den Sinn, eine noch derart gut und störungsfrei arbeitende Laser-Mechanik umfassend zu erneuern, nur um dann vielleicht festzustellen, dass man noch mehrmals nachlegen muss, um wieder die "Erstausstatter-Qualität" zu erreichen, konkret bekommt man sowohl Motore, als auch Lasereinheit nach gekauft, muss sich aber auch selber mit deren Qualität befassen, es kommt fast alles aus Fernost oder Alt-Lagern. Verknappung droht also nicht, nur kann man leicht mit minderwertiger Ware hereinfallen - und das hebe ich mir gerne für dann auf, wenn es erkennbar nötig wird, bis jetzt ist es nicht abzusehen, im Gegenteil, alles bestens, das Laufwerk frisst wirklich ALLES, störungsfrei. Vermutlich ist das auch auf die Überarbeitung von Netzteil und Steuerung sowie die vorsichtige Reinigung zurück zu führen.

Verschleiß raus - aber was rein?

die Verschleiß-beseitigenden Maßnahmen waren allerdings eine recht klare Sache, welche Bauteile geeignet waren, war mir von vornherein klar.
Doch wenn man so ein Gerät nach über 20 Jahren mal in allen Ecken und Enden anfasst, man dabei weiß, dass man nur den "Zweitgrößten" von damals vor sich hat, dann liegt ebenfalls auf der Hand, dass man im Zuge der Überholung auch gleich einen "Reference" daraus baut. Mindestens.

Ich nehme den zweitbesten Fisch und meine Frau den zweitbesten Wein... nö!

Die Anforderungen an die Zutaten liegen immerhin klar auf der Hand, wenn man sich mit dem Besten seines Jahrgangs zufrieden gäbe. Im Prinzip hätte der Player das "Reference"-Siegel nämlich schon bekommen müssen, wenn man nach Revision auch nur Digitalfilter und Wandler auf AKAI-CD79-Niveau umgerüstet hätte, also auf PCM63 "K"-Wandler mit SM5813 Filter.

Wobei mir zu Beginn der "upgrade"-Teilesuche die Tatsache mit den in den AKAI-Basisgeräten unterschiedlichen Digitalfiltern noch gar nicht aufgefallen war, ich machte mich erst mal auf die Suche nach den obsoleten PCM63 "K"-Wandlern, als gebrauchte oder NOS- Ware (New Old Stock). Nun, die bekommt man dann und wann aus gesicherten Quellen zu horrenden Preisen, aus China und Hongkong auch günstige, aber vermutlich eigenmächtig bedruckte Exemplare die Menge, allerdings war kein wirklich insgesamt attraktives Angebot dabei.

Doch dann bin ich bei dieser Recherche auch auf eine Berliner Firma (ASE-Audiotuning) gestoßen, die tatsächlich den Nachfolger "passend gemacht" hatten. Es zeigte sich nämlich etwas, das hatte ich bestenfalls noch im Hinterkopf:
Es gibt immer noch neu gefertigte R2R-Wandler, an sich nur noch diese eine Serie, deren bestes, immer noch lieferbares Exemplar der PCM1704 ist. Ein 24-Bit-SMD-Chip mit I-Ausgang, im alten Stil seiner Vorfahren. Und das Ganze liefert ASE auf Adapter-Sockeln, im Kompatibilitäts-Modus für 20 Bit per Überlötbrücke vorprogrammiert, eins zu eins an Stelle eines PCM63 einsetzbar, MIT "K"-Selektion. Teuer, klar - aber amtlich.
Und angesichts der gekonnt beigefügten Adapter-Außenbeschaltung mit allen nötigen Stütz-Kapazitäten in höchster Qualität an sich sogar ein Schnäppchen. Der Aufpreis des Adapters gegenüber dem Wandler IC selbst würde nie rechtfertigen, eine Woche lang selber so ein Platinchen zu entwickeln und fertigen zu lassen, jedenfalls nicht im Einzelstück- oder Kleinserien-Bereich.

Dass TI/Burr-Brown diesen Wandlertyp überhaupt noch liefert, ist eindeutig der High-End-Nachfrage zu verdanken und einigen unübertroffenen Vorteilen dieser extrem aufwändig hergestellten Chips. Natürlich lässt sich TI diesen "Dauerbrenner" vergolden, wenn man zu Hunderten direkt ab USA kauft, muß man pro Stück nacktem Wandler IC immer noch in der Größenordnung um 50$ hin legen.
In Datenblättern moderner Delta-Sigma-Nachfolger (also Impuls-integrierender Konzepte) wird nur zu gerne verschwiegen, dass zwar die Linearität eines Multi-Bit-Aufbaus theoretisch mit all den "Zappel-Wandlern" leicht, billig und umfassend zu übertreffen ist, dass aber gerade gut gefertigte und vermessene R2R-Exemplare gerade in den "leisen" Bereichen, weit unterhalb der Vollaussteuerung in der Regel ein deutlich besseres Verhalten zeigen. Wenn man die Klirrfaktor-Werte bei oder unterhalb von -60dB vergleicht und die erreichbare Präzision der Kurvenform, dann hat der R2R-Wandler einfach die besseren Voraussetzungen. Auch wird hier vom Spektrum her natürlich grundsätzlich weniger Störung ins Spiel gebracht. Nicht dass man deswegen eine unsorgfältige Außenbeschaltung leichter verziehen bekäme, doch immerhin muss man nicht stets den vollen Puls-Pegel zu Null integrieren und von allen Analog-Leitungen fern halten, wie es bei Bit-Streamern grundsätzlich immer der Fall ist. Völlig unabhängig vom Signalpegel ist bei Puls-Verfahren mit nur einem Bit der interne Störpegel auch immer in etwa gleich groß.

Hier kam jetzt allerdings auch der Gedanke ins Rollen, wieso man einen 24-Bit-Wandler eigentlich im 20-Bit-Kompatibilitäts-Modus betreiben sollte, ein entsprechender Hinweis meines Bruders auf die Service-Unterlagen des CD69/79 und die ASE-Ersatzplatine für den Digitalfilter SM5813 des CD79 machten dann die Überlegung rund. Der Ersatz-Filter enthält nämlich den Burr-Brown-Filter-Chip DF1704 - klingelt's? Natürlich passt dieses Filter zu den PCM1704 wie die Faust auf's Auge, dafür wurde es entwickelt. Stellte sich nur die Frage: kann man die drei Komponenten dann auch tatsächlich ohne großen Aufwand in der gegebenen Umgebung im 24-Bit-Modus betreiben und somit Filter wie Wandler voll ausschöpfen? Nach Rücksprache mit Herrn Sellenthin von ASE stand fest, dass wir da beste Chancen hatten. Nach Eintreffen der drei Adapter-Platinen, einem Sockel-Umbau der AKAI-CD69-Platie zur CD79-Fassung und Einbau der neuen Filter-Wandler-Kombi zeigte dann schon im 20-Bit-Modus, dass die alten "J" Wandler mit dem einfachen Filter noch nicht das Ende der Fahnenstange gewesen waren. Nach Ändern der entsprechenden Lötbrücken ging es dann ohne irgendwelche Überraschungen im 24-Bit Modus weiter, jetzt konnten Filter und Wandler in Sachen Pegel-Auflösung alle Trümpfe ausspielen.

die Steuer-Platine mit montiertem DF1704-24-Bit-Digitalfilter, von oben kommt die 16.9344 MHz-Leitung der Direct-Clock-PLL

Bei der Option "Filtersteilheit" (!... einstellbar!) blieb das Filter übrigens auf dem Modus für bessere Impulsverarbeitung und weniger genauen Frequenzgang.

Nachdem hiermit die Hürde "bester Wandlerchip" für mein Gerät überwunden war und man ihm jetzt ohne Übertreibung mindestens den Status eines gleich alten "Reference" zuerkennen konnte, kam jetzt noch das dazu, was ich in nunmehr zig-monatiger Frickelei zusammen mit meinem Bruder über die andere Koordinate der Digitalisierung heraus gefunden hatte. Mehr dazu lesen Sie auf der entsprechenden Projektseite, die folgenden Absätze sind ein Auszug daraus...

wozu direkte Taktung?

Wenn wir ein perfekt digitalisiertes Signal im Geiste mal betrachten, meinetwegen als eine Spannungs-Kurve auf Kästchen-Papier, dann hätten die Auswahl eines optimalen Wandlers und Filters ausschließlich Einfluß auf die vertikalen Kästchen-Abstände. Filter und Wandler sind vor allem zuständig für die richtige vertikale Ausrichtung jedes Amplituden-Werts bei der Rück-Wandlung in ein Analog-Signal. Wollen wir eine gerasterte, und damit den Kästchen-Grenzen folgende Kurve jetzt möglichst genau wieder in eine monotone Form zurückführen, die resultierenden "Stufen" also wieder zugunsten einer "runden" Durchschnittskurve weg bekommen, fällt schnell auf, dass die erreichbare Präzision vom gleichmäßigen horizontalen Abstand senkrechter Linien ganz genauso abhängt, wie von dem vertikalen Abstand der waagrechten - doch Filter und Wandler-Genauigkeit haben auf die Zeitabstände - denn denen entsprechen die senkrechten Linien im Beispiel - keinen Einfluss.

Befasst man sich mit dem Thema genauer, stellt sich sogar schnell heraus, dass hier vom musikalischen Standpunkt her mehr Zündstoff liegt, als in den möglichst genauen Spannungsabständen des Wandlers. Denn wo ein sogenannter "Linearitätsfehler" des DAC zum Nutz-Signal nur Oberwellen mehr oder weniger hoher Ordnung erzeugt, also sogenannte "Harmonische" (man achte auf den Namen!), da stehen die Störungen aus einem minderwertig getakteten Wandler schlicht in keinerlei Verhältnis zum Nutz-Signal, völlig unmusikalisch vermitteln Sie nur zusätzliche Artefakte, die einzig mit der Wandlungs-Frequenz und deren Stör-Größen zusammenhängen und deren Resultate völlig disharmonisch mitten im Hör-Spektrum auftauchen. Leicht sieht man auch ein, dass diese sogenannten "Jitter"-Störungen umso größer werden, je höher der Signal-Pegel steigt. Denn durchläuft innerhalb eines Taktes das Signal einen größeren Spannungs/Pegel-Bereich, ist auch die im Fläche zwischen Fehler- und Signal-Kurve größer.

Kurzum:
Jitter ist eine völlig unmusikalische Störung und nervt am meisten, wenn es laut wird.

Erinnern Sie sich einfach an alte, billige Chip-Grußkarten und ihre Aliasing-verzerrte Stimm-Wiedergabe, genau genommen handelt es sich bei diesem Gejaule zwar nicht um Jitter-Störungen, doch eine Aliasing-Verzerrung bringt ebenfalls disharmonische Spiegelfrequenzen als Mischprodukt von Signal- und Abtastfrequenz ins Spiel und geht einem daher strukturell in ganz ähnlicher Weise auf den Wecker, wie ein Jitter-Fehler...
- das schreibe ich nur, damit Sie sich mal in Reinform digitale Störungen in der Audio-Übertragung vor Augen - Verzeihung: vor Ohren führen. So ähnlich ist die subjektive Qualität von Störungen aus schlechten Taktgeneratoren in Digital-Analog-Wandlern auch, kleiner, aber besonders in der Wiedergabe von Stimmen durchaus auch auf kleinem Niveau noch wahrnehmbar.

Beurteilen Sie den nicht-ergonomischen Anteil entsprechender Digital-Fehler bei Hifi-Geräten am besten anhand von Frauenstimmen, denn deren Einschätzung hat jeder Mensch instinktiv besonders gut im Griff (warum wohl...) und kann damit einfache Messgeräte weit übertreffen.
Anders herum:
Wo evolutionär derart wichtige Signale völlig natürlich und frei von technischem Ballast wirken, wird sich auch messtechnisch keine relevante Störung mehr erfassen lassen - am Maßstab "Mensch" gemessen geht es dann nicht mehr besser bzw. sind weitere Maßnahmen überflüssig.

Wenn allerdings der Taktgenerator macht was er will, kommt nicht nur nervtötende Störung dazu, auch die Integrität und Dichte eines Musik-Signals wird deutlich wahrnehmbar beschädigt. Ich war bei meinen ersten erfolgreichen Clock-Versuchen erstaunt, wie viel fester und besser nachvollziehbar auch der Grund-Bereich einer Aufnahme heraus kommt, wenn das Übergewicht falscher Hochton-Ereignisse auf das rechte Maß zurück geführt wird.

Nun hatte ich zum Zeitpunkt des Symphonic Line CD-Player-Umbaus längst das fertig bestückte Clock-Layout meines Bruders mit der Abhilfe zur Hand - und hier wurde es jetzt richtig spannend. Ich beschreibe hier mal, welche grundsätzlichen Überlegungen in diesem Platinchen stecken.

Clock-Erwägungen

In der Regel ist die Genauigkeit des Taktgenerators zwar die wichtigste Basis einer guten CD-Clock, doch in Wirklichkeit ist das nur die halbe Miete. In einem sparsamen Industrie-Design ist der Gesamt-Zeitfehler, den der Wandler "sieht" nochmals deutlich erhöht, weil wie hier ein zentraler Oszillator verwendet wird, bei dessen eigener Ungenauigkeit es ja nicht bleibt. Puffer-Stufen, Frequenz-Teiler oder PLL-Kopplungen und lange Leitungen, zu wenig steile Signale, die den empfangenden Baustein im Zweifel lassen, wann genau der Schalt-Pegel erreicht ist, fügen ihre eigenen Fehler hinzu. Im besten Fall wird der Takt auf dem Weg zum Wandler nur um ein paar Prozent schlechter, häufiger vervielfachen sich allerdings die Probleme.

Beim Symphonic Line CD-Player bzw. dem AKAI CD69/79 bin ich nach dem Umbau mehrerer Exposure-CD-Player auf den gleichen Grund-Aufbau gestoßen, doch gelten die folgenden Überlegungen natürlich für sämtliche ähnlichen Geräte-Konzepte:

Wie in CD-Spielern dieser Generation zu erwarten, arbeitet im Basis-Gerät unseres Symphonic-Line/Akai-Beispiels tatsächlich ein 16,9344 MHz-Quarz als Master-Taktgeber für Laufwerk und Wandler. Bei der OEM-Variante ist der noch ein wenig von dämpfendem Bitumen ummantelt und sitzt am zentralen Sony-Chip der Steuer-Platine. Der hier gewonnene Zentral-Takt wird in der Umgebung universell weiter verwendet, unter anderem an den Digitalfilter weiter gereicht, dort mit der Verteilung des Signals auf zwei Wandler halbiert und erreicht erst nach einem Stück Flachbandkabel und noch etlichen Zentimetern Leiterbahn die Wandler. Dort ist das sogenannte "Bit-Clock"-Signal vor allem aus einem Grund kritisch: immer mit der zweiten Flanke nach Erhalt eines kompletten Daten-Worts löst dieser Takt die eigentliche Wandlung aus. Sind nun im Generator-Signal Zeit-Störungen enthalten oder auf dem langen Weg dazu gekommen, wird diese Störung auch im analogen Ausgangs-Signal enthalten sein.

 

 

Am Beispiel AKAI CD79 - industrielles Standard-Prinzip für Taktung und Verlauf der Digital-Signale

Am besten, man betriebe also die beiden Wandler direkt an einer guten Clock, oder? Die Fehler der Zuleitung ließen sich so minimieren.

Eine brauchbare, Jitter-minimierte Clock-Platine für die hier notwendigen 8,4672 MHz wäre im Internet auch ohne Problem zu bestellen. Nur funktioniert bei dieser Art der Anwendung leider nur der Wandler gut und der CD-Spieler als Ganzes gar nicht mehr - "Operation gelungen, Patient tot". Denn ursprünglich war der Takt ja aus der doppelten Frequenz abgeleitet und vom Steuer-Chip übernommen. Man kann jetzt nicht einfach einen zusätzlichen Generator am Wandler anschließen, nie und nimmer laufen die beiden Quarze synchron, wenn aus so einer Anordnung überhaupt noch etwas Erkennbares heraus kommt, dann hat es mit Sicherheit nur noch wenig Ähnlichkeit mit dem, was jeder "normale" CD-Spieler aus der gleichen CD macht. Eine Mischung aus unangenehmen Krachen und Rauschen kann man da erwarten, ein paar versteckte Signalreste dahinter.
Und wenn man wieder eine 16,9344 MHz-Clock nimmt, meinetwegen die beste am Markt, und dann über einen Frequenzteiler den Wandler und am direkten Ausgang die Steuerung betreibt, dann hat wieder der Wandler den schlechteren Takt.
Doch wozu richtig Aufwand treiben und dann ausgerechnet an der wichtigsten Stelle mit einem Teiler Frequenz und Vorteil halbieren?

Dabei wäre es der Steuerung relativ egal, mit ein klein wenig Jitter betrieben zu werden, ausschlaggebend ist der Augenblick der Wandlung, nicht, wie synchron und phasenrichtig der Datenpuffer des Wandlers beladen wird.

Es musste eben etwas Eigenes her.
Grundlage davon sind drei Einheiten:

  • ein Tentlabs XO, zwar nicht so Langzeit-driftfest wie manches Fernost-Produkt, doch das Phasenrauschen - hierauf kommt es in Wirklichkeit an -  liegt dafür bei guter, rauscharmer Versorgung im absolut grünen Bereich, jenseits von -125dB. Es lassen sich, ohne dass ich das jetzt nachmessen könnte, kleine, einstellige Werte an Piko-Sekunden in Sachen Zeit-Abweichung erreichen, zum Vergleich: Standard-Oszillatoren in CD-Spielern liegen traditionell um mindestens eine, in der Regel aber eher zwei bis drei Zehnerpotenzen höher, auch den Original-Quarz des AKAI/Symphonic Line schätze ich da nicht besser ein. Siehe dazu wiederum die Wikipedia...
  • Der zweite Baustein (bzw. Baugruppe) ist die Versorgung des Quarz-Generators. Störungen der Betriebsspannung erscheinen nämlich nahezu eins zu eins als zusätzliche Zeitfehler am Ausgang des XO. Hier hatte ich gleich zwei, einander ähnelnde Konzepte entworfen, eines diskret, eines mit Regel-ICs als Referenzen, für das Beispiel-Gerät kam die diskrete Fassung zum Einsatz.
    Grob kann man das Ganze mit einem Plattenspieler-Riemen-Antrieb mit einem sehr gut entkoppelnden Riemen und großer Teller-Masse vergleichen. Ich habe die Versorgung versucht zu "passivieren", soweit das irgendwie möglich war - kein ultra-präziser Regelbaustein ist daher die Basis, sondern eine super-rauscharme Stromquelle, die nochmals Widerstands-entkoppelt eine (nur räumlich) kleine, aber feine Kondensator-Batterie speist - es kommt hier ein Niedervolt-, extra low ESR Fest-Elektrolyt-Elko von 820µF parallel zu verschiedenen Folien-Kondensatoren zum Einsatz. Den Grundwert der Spannung justiert man per Spindeltrimmer über eine hochohmig angehängte Stromsenke (eine Art einstellbarer Zener-Diode). Ein ca. 20mA-Verbraucher wie der Tentlab-XO kann es unter dem Strich einfach nicht glatter haben, als was diese Spannung an Stabilität im gesamten Audio-Bereich bis hinauf zur Taktfrequenz bietet.

Auf der "direct clock"-Platine wird die Strom-Senke mit einer rauscharmen, grünen LED stabilisiert

Doch der CD-Player insgesamt würde mit dieser ausgefeilten Clock, wenn man sie am Wandler selbst anschließen will, immer noch nicht funktionieren (siehe oben). Jedenfalls nicht ohne eine dritte, mit eigener Standard-Spannungsregelung versorgte Hilfs-Schaltung:

  • ein PLL-IC, das aus einem gegebenen Takt einstellbar die doppelte oder vierfache Frequenz phasenstarr erzeugen kann.

    Und damit ist es jetzt auch möglich, einerseits die Burr-Brown 24-Bit-Wandler direkt aus dem Ausgangs-Bein des 8,4672 MHz-Tentlab-XO über je einen 47-Ohm-Widerstand am Takteingang zu speisen, als auch andererseits die verdoppelte, synchrone Frequenz an die Steuerung weiter zu reichen - die nun  an der "langen Leine" betrieben wird. In der AKAI/SL-Originalfassung war es noch der Wandler, der den Takt auf verschlechternden Umwegen bekam.
    Der Pfad des Taktsignals hin zur Steuerung ist in der neuen Fassung dennoch kürzer und einfacher, sein Jitter-Anteil geringer, als vorher in der Original-Schaltung. Die Steuerung wird insofern selbst an der "langen Leine" immer noch besser getaktet, als es vorher der ausgebaute, billige Quarz mit seiner verhältnismäßig "verseuchten" Oszillator-Speisung zuließ.
    Die Wandler selber hängen jetzt ohne Zwischenschritte an der "ganz kurzen Leine" eines der besten käuflichen und gnadenlos Störungs-arm versorgten XOs.

Modifizierter Anschluss der direkten Taktung am Beispiel AKAI CD69

Aufwändig... und GUT.

End-Montage und Test

Die Direct-Clock-Platine sitzt nun, entkoppelt aus der Analog-Spannung gespeist, direkt neben den Wandlern, mit je einem Stück Draht auf die Clock-Eingänge der Adapter-Platinen verbunden. Nerven hat es gekostet, die richtige Masse-Führung für die Rückspeisung in die Steuerung zu finden, als das dann auch alles störungsfrei lief, zeigte sich das Gerät schon bei den ersten Tests als der erwartete "große Wurf" - wobei das etwas zu tief greift, denn hier sind mir inzwischen derart viele Dinge derart unerwartet das erste Mal zu Ohren und zu Bewusstsein gekommen, dass ein einfaches "mission accomplished" hier einfach nicht reicht, um das Ergebnis zu beschreiben. Am ehesten sollte man eher von einem "nicht-Ergebnis" sprechen. Denn jetzt fehlt wirklich was, nicht mir, dem Gerät:

die komplette Wandler-Platine mit Direct-Clock-Modul, PCM1704-Adapter-Platinen und jeder Menge neuer Panasonic FM-Elkos

die Digitalstörungen - weg

...ich möchte jetzt mal nicht zu "superlativ" sein, sicher bleibt der Player noch ein technisches Gerät und im Vergleich zu einem imaginär noch sauberer arbeitenden Player ließe sich sicher irgendeine Rest-Störung finden. Bislang habe ich da aber das Problem, dass das verbleibende "Problem", falls da eines ist, jedenfalls sehr, sehr klein sein muss - bislang habe ich es noch nicht greifen können.

Dass ein Symphonic Line CD-Player, gerade mit einem Satz neuer Elkos von ganz zart bis extrem heftig zugreifen kann, das war mir auch vorher klar. Auch dass das "direct clock"-Prinzip einen Exposure-CD-Player in eine andere Liga katapultieren kann. Nur hat man im Exposure zumindest noch klar einen "Exposure-Charakter" wahrgenommen, keine klaren CD-Spieler-Eigenheiten zwar, aber doch immerhin die Färbung typischer Exposure-Analog-Elektronik. Im Exposure ist die Laufwerks-Platine, deren Versorgung und Masseführung auf der Philips-Platine auch noch schlecht genug (...naja, richtig schlecht ist anders...), dass man z.B. eine Original-CD von ihrer CD-R-Kopie noch irgendwie unterscheiden kann - das liegt weniger am Jitter, als an dem heftiger arbeitenden Laufwerk, das "einstreut". Damit verglichen zeigt sich der Symphonic Line noch deutlich mehr als vor der Überarbeitung im besten Sinne "charakterlos" - ein Stempel dieser Elektronik ist in der Musik nicht zu erkennen, so soll es ja auch sein. Besser geht's bei Hifi nicht, wer will denn eigentlich schon wissen, wie das Gerät klingt?
...sollte nicht eigentlich der Klang nur "übertragen" werden?

Und hier ist jetzt auch eine CD-R selbst bei höchster Konzentration nicht mehr von ihrem gepressten Original zu unterscheiden - wie es sein soll, die Theorie sagt das vorher. Neben dem Takt, der hier mit einer Genauigkeit am Rande des Machbaren direkt und ohne Umwege die Wandler synchronisiert, ist das auch dem gewaltigen Versorgungs-Aufwand und der ausgefeilten Signal- und Masse-Führung (bzw. -Trennung) des Grund-Geräts zu verdanken.

Und wenn eine CD nun nicht bereits beim Digitalisieren Fehler mit auf den Weg bekommen hat, dann macht der CD-Spieler das Kunststück und verschwindet (!).
Mehr als einmal hatte ich in den letzten Wochen bei älteren, gut übertragenen AAD-Aufnahmen das Gefühl, hier spielt einzig eine Master-Bandmaschine, so weit kann sich das Gerät "ausklinken".  Insbesondere fällt die Qualität auf, wo man vorher gar keine Geräte-Fehler erwartet hätte, weil man derart daran gewöhnt war. Nun merkt man, wie analog sauber manche für bekannt gehaltene CD übertragen werden kann, jede künstlich übertriebene Schärfe ist aus den "S"-Lauten verschwunden, ohne dass die Höhenwiedergabe oder die Lebendigkeit in geringsten leidet.
Tatsächlich schlechte Aufnahmen/Überspielungen dagegen haut der Player einem regelrecht um die Ohren, um so mehr, als man jetzt weiß was eigentlich geht. Hier trennt sich die Spreu vom Weizen.

Und so werde ich ihn wohl kaum so schnell wieder her geben, nicht bevor ich etwas besseres gefunden habe (?). Der Player hat mich bereits dazu aufgestachelt, meinen kompletten Bluesline "Stage" Vollverstärker umzubauen, denn eine Weile hatte ich mit dieser Quelle an meiner im Sommer verkauften RG3 (extra Bericht folgt über deren Phono-Anpassung) an meiner jüngst verkauften RG1 - das ist derart gut gewesen, da kam der "Stage" nicht mehr mit. Jetzt habe ich ihn immerhin ein deutliches Stück voran gebracht, so dass der Spaß wieder da ist.

Wie der CD-Spieler allerdings jetzt mit welcher Musik umgeht, kann ich hier gar nicht ausbreiten, mag kommen und hören wer immer will - alles was ich hier schreibe ist erzählt, wie wenn ein Blinder den Tauben von der Farbe berichtet...

Lesen Sie, wie Geschichte mit einem etwas abweichenden Nachfolge-Gerät weiter geht.