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Projet Drive basé sur Marantz CD54

Fabrication maison, à base de jus de passion.
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jacqueline
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Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par jacqueline »

Projet de longue haleine, mais dont l'objectif est surtout de mieux comprendre le fonctionnement des lecteurs de CD.

J 'ai choisi le CD54 pour sa mécanique CDM1. cet appareil date de 1985 et ressemble beaucoup au CD104

Comme les autres CDM1, il doit chauffer avant de faire le focus , et il lui arrive de bégayer , même quand il est chaud, un problème de suivi de piste.

Il est difficile d'en faire un drive, car il utilise le premier DAC Philips TD1540 de 14 bits seulement. Or il faudrait un sortie S/PDIF sur 16 bits pour attaquer un DAC externe, plus récent et plus performant.

En attendant de faire un DAC ( kit de Twisted Pear Audio http://www.twistedpearaudio.com/landing.aspx, par exemple ) mon PC pourra faire l'affaire avec son entrée S/PDIF.

Un autre problème du CD54, est son format compact, qui pose des problèmes d'accessibilité avec une carte inférieure et une carte supérieure.

Il ne semble même pas possible d'y loger une carte de sortie S/PDIF

En plus ce n'est pas organisé comme je le pensais , comme mon Ken , un carte numérique qui pilote le mécanisme et extrait le signal audio après l'avoir débarrassé de tout ce qui est rajouté à l'encodage avant la gravure, et une carte analogique le DAC.


Non ! Il regroupe sur une carte même carte Décodeur, toute la démodulation du codage du signal du CD issu de la tête de lecture, le débrassage , la correction d'erreur, habituellement installés sur la carte "numérique" dans les lecteurs plus récents, et le filtrage et le DAC, plus l'étage sortie analogique habituellement installés sur la carte "analogique".

Voici l'encodage qui est fait à l'enregistrement du CD, le décodage consiste à extraire le signal audio numérique des deux voies, de ce méli mélo.

Image



Source http://electronique.ac-bordeaux.fr/Fich ... _audio.pdf Un super document pour comprendre le fonctionnement des lecteurs de CD.

Il y a également celui ci : http://www.louis-armand-mulhouse.eu/bts ... /optiq.pdf




La carte servo recoit les signaux d'erreur de focus , d'erreur de piste de l’électronique du mécanisme et pilote les bobines de focus, et le moteur galvanométrique radial, plus le moteur du CD.


Image

En blanc encadré de rouge le mécanisme CDM1 et son électronique embarquée ( voir ci dessous)

http://passionhifivintage.files.wordpre ... =640&h=480


Mais le pilotage du moteur de CD, doit ajuster la vitesse de rotation en permanence pour avoir une vitesse de lecture des bits constante, puis que le diamètre change entre le milieu et le bord du CD. Or la vitesse de lecture est déterminée par le décodage de la sortie signal HF, ( l'horloge est contenue dans le signal, il n'y a pas un clock gravé en face de chaque bit du signal ). Déterminée donc dans le décodeur, et en fait le décodeur pilote le servo à travers de multiples signaux.

Il faut absolument que les deux cartes soient présentes pour extraire le signal numérique.

D 'autre part le décodage est fait avec une série de circuits SAA7000, SAA7010, SAA7020 et SAA7030 et il me manque le datasheet de deux de ces circuits , plus celui du chip de pilotage qui échange des infos avec le servo.

Mais il est possible de s'en sortir en prenant modèle sur le CD94, qui possède le même mécanisme CDM1, avec une carte analogique et des cartes numériques séparées ( decodage, servo, S/PDIF ), c'est assez modulaire.

Les circuits de décodage sont plus récents, plus élaborés SAA7210 et SAA720, ils sont en 16 bits pour un DAC TDA1541, et conviennent donc tous les DAC externes modernes, et on trouve les datasheets.

Le SAA 7210 assure le décodage EFM ( jaune ), le débrassage : DEBOUNCE ( bleu), le controle d'erreur CIRC (vert ) et le pilotage du moteur de CD ( rouge ) pour conserver une vitesse de lecture constante ( le moteur tourne à 500 tr/mn au centre et 200tr/mn au bord )

Image

LE SAA7220 est un filtre numérique

Image

Avec ces deux circuits et ajoutant la RAM qui stocke les octets qui arrivent dans le désordre à cause du brassage et qu 'il faut relire dans l'ordre on est plus très loin de la sortie S/PDIF.

à suivre...
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Vinc
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par Vinc »

en fait tant qu'a sortir l'artillerie lourde.

tant qu'a faire un gros projet j'irais plus vers la structure du DAC accuphase que Jean a.
tout en registre a décalage et portes élémentaire suivi par un convertisseur R/2R
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jacqueline
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par jacqueline »

Vinc a écrit :en fait tant qu'a sortir l'artillerie lourde.

tant qu'a faire un gros projet j'irais plus vers la structure du DAC accuphase que Jean a.
tout en registre a décalage et portes élémentaire suivi par un convertisseur R/2R

Trop fort Vinc :cheer:

Tout en mangeant ma choucroute, c'est à ça que je pensais : le DAC de Jean, à résistances , qu 'il nous a montré, mais je ne me souvenais plus de la marque de son DAC. C 'est le plus simple, le plus classique ( hors lecteurs de CD ), moins il y a de composants et de jonctions, moins ils se font remarquer. Cependant c'est un peu l'étape suivante.

Je réfléchissais également au découplage des alims pour un drive : une pour les moteurs, une pour le décodeur (très faible bruit), une pour le circuit servo et la diode laser, une pour la sortie numérique ( coax et optique ), plus une pour l'affichage, dans un boitier d'alim façon Micromega Trio.

Mais je devrais pouvoir réaliser ma mini carte carte décodeur SAA7010 + SAA7020 + RAM ( copie de la carte DEMO/ERCO du CD94 ) , et la greffer sur la carte actuelle en détournant la sortie HF de la tête de lecture (on supprime les quatre SAA70 00 10 20 et 30 et le TDA1540 ) et en renvoyant la sortie pilotage moteur au bon endroit sur la carte servo actuelle, pour un premier essai.

Le but avoir une sortie S/PDIF 16 bits, puisque le DAC du CD 54 est en 14 bits

Il y a d'autres signaux que je dois identifier , mais c'est ça que je trouve marrant ( le kit drive PRO2 LF, tu perces, tu assembles, tu soudes, tu raccordes les cartes et ça marche, pas besoin de connaître l'intimité des chips , complet ça coute 1 000 € et les alims moteurs, décodeur ne sont pas découplées et à la sortie tu n'as rien appris.).

Après il y a la carte "servo", qui pilote les moteurs, l'affichage et lit le pupitre de commande , et obéit à la télécommande ( que je veux virer )

idem pour la programmation des pistes, c'est du gadget

C 'est différent entre le CD 54 et le CD 94 ( le CD94 a un moteur supplémentaire pour le clamper et plus de boutons sur son pupire )

Primo je veux séparer la partie étage de puissance des moteurs, du microproc de gestion du lecteur. La refaire à neuf, c'est pas la même alim.

Je vais garder le pupitre du CD 54 plus simple et plus petit .

Après le ( ou les ) microproc de la carte servo, introuvables aujourd'hui : c'est du µproc basic généraliste en huit bits ( c'est du niveau d'un PIC de base ) : tu appuyes sur un bouton ca ouvre le tiroir ou ça démarre la lecture ou ça change de piste ( mais ça c'est encore mystérieux , on ne trouve pas d'explications , sur la recherche des pistes non plus.)

Ce µproc sur une carte séparée des étages de puissance, c'est plus zen pour les essais ; si ça m*** on a pas tout à refaire.

Si je passe les alims dans un boitier externe, ça libère le gros radiateur des régulateurs de tension actuels et je peux refroidir les transos de puissance pour les moteurs.

Ce soir j 'ai une vue plus claire de la situation.
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Vinc
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par Vinc »

jacqueline a écrit :
Vinc a écrit :en fait tant qu'a sortir l'artillerie lourde.

tant qu'a faire un gros projet j'irais plus vers la structure du DAC accuphase que Jean a.
tout en registre a décalage et portes élémentaire suivi par un convertisseur R/2R

Trop fort Vinc :cheer:

Tout en mangeant ma choucroute, c'est à ça que je pensais : le DAC de Jean, à résistances , qu 'il nous a montré, mais je ne me souvenais plus de la marque de son DAC. C 'est le plus simple, le plus classique ( hors lecteurs de CD ), moins il y a de composants et de jonctions, moins ils se font remarquer. Cependant c'est un peu l'étape suivante.

Je réfléchissais également au découplage des alims pour un drive : une pour les moteurs, une pour le décodeur (très faible bruit), une pour le circuit servo et la diode laser, une pour la sortie numérique ( coax et optique ), plus une pour l'affichage, dans un boitier d'alim façon Micromega Trio.

Mais je devrais pouvoir réaliser ma mini carte carte décodeur SAA7010 + SAA7020 + RAM ( copie de la carte DEMO/ERCO du CD94 ) , et la greffer sur la carte actuelle en détournant la sortie HF de la tête de lecture (on supprime les quatre SAA70 00 10 20 et 30 et le TDA1540 ) et en renvoyant la sortie pilotage moteur au bon endroit sur la carte servo actuelle, pour un premier essai.

Le but avoir une sortie S/PDIF 16 bits, puisque le DAC du CD 54 est en 14 bits

Il y a d'autres signaux que je dois identifier , mais c'est ça que je trouve marrant ( le kit drive PRO2 LF, tu perces, tu assembles, tu soudes, tu raccordes les cartes et ça marche, pas besoin de connaître l'intimité des chips , complet ça coute 1 000 € et les alims moteurs, décodeur ne sont pas découplées et à la sortie tu n'as rien appris.).

Après il y a la carte "servo", qui pilote les moteurs, l'affichage et lit le pupitre de commande , et obéit à la télécommande ( que je veux virer )

idem pour la programmation des pistes, c'est du gadget

C 'est différent entre le CD 54 et le CD 94 ( le CD94 a un moteur supplémentaire pour le clamper et plus de boutons sur son pupire )

Primo je veux séparer la partie étage de puissance des moteurs, du microproc de gestion du lecteur. La refaire à neuf, c'est pas la même alim.

Je vais garder le pupitre du CD 54 plus simple et plus petit .

Après le ( ou les ) microproc de la carte servo, introuvables aujourd'hui : c'est du µproc basic généraliste en huit bits ( c'est du niveau d'un PIC de base ) : tu appuyes sur un bouton ca ouvre le tiroir ou ça démarre la lecture ou ça change de piste ( mais ça c'est encore mystérieux , on ne trouve pas d'explications , sur la recherche des pistes non plus.)

Ce µproc sur une carte séparée des étages de puissance, c'est plus zen pour les essais ; si ça m*** on a pas tout à refaire.

Si je passe les alims dans un boitier externe, ça libère le gros radiateur des régulateurs de tension actuels et je peux refroidir les transos de puissance pour les moteurs.

Ce soir j 'ai une vue plus claire de la situation.
je crois que les communication interne dans les platines Philips (ou Marantz hein) est en I²S. je connais pas ce protocole mais ca pourrait être une piste pour trouver ou repiquer
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Olorin
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par Olorin »

C'est un protocole série....
Facile à mettre en place, il n'y a pas plus enfantin.
Par contre il faut trouver la datasheet pour mettre la main sur les chronogrammes
La qualité n'arrive jamais par accident!
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Vinc
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par Vinc »

bah oui ca m'en doutait bien, surement issus de l'I²C que j'ai étudié (mais complétement oublié ^^)
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jacqueline
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par jacqueline »

Oui c'est bien ça

Vers le DAC il y a de l' I2S . On trouve facilement la doc de ces protocoles et c'est plus simple que le protocole CAN des voitures.

Mais vers le DAC, il y a aussi un autre type de liaison plus directe, appelé 32 bits biphase mark code, qui est décrit dans le datasheet.

Pour faire court , il n' y a pas que de l'audio dans les trames.

Mais peut être qu'il ne convient pas directement à tous les modèles de DAC ( c'est celui du TDA 1541 ).

Le probème du TDA1541, il y a eu trois niveaux de qualité, et hélas il y a trop souvent des clones de mauvaise qualité.

C 'est peut être là qu 'il faut utiliser l' I2S.

Sur le CD 94 la sortie optique n'est pas prise directement à la sotie du SAA7220, on passe par la carte DAC où il y a un petit traitement spécifique au S/PDIF. Il faut donc rajouter cette partie à la carte pour avoir une sortie numérique universelle



Par contre entre le pupitre et le servo, je crois que c'est un protocole spécifique ( j'ai entrevu ça dans les cartes du Kit PRO2LF ), mais si les premiers lecteurs ne respectaient pas ce protocole, c'est facile avec un oscillo de voir ce qui passe sur la liaison série quand on appuie sur play ou pause ou >>, ça doit tenir sur un ou deux octets. Avant qu 'il y ait des protocoles normalisés chaque fabricant inventait son protocole de transmission ( bin là c'est tu te dém*** pour comprendre comment ça marche : parfois :mur: .
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par jacqueline »

Le schéma général de la partie audio numérique /analogiquesur le Datasheet du SAA7220

Image

Je viens de voir qu 'il y a une liaison avec un autre bloc : SUBCODING PROCESSOR ( en bas à gauche avec 3 signaux QRA QDATA QCL ). On parle de Subcode dans le biphase mark code.

La réalisation pratique sur le CD94 ( la qualité du PDF est minable, il faut tout contrôler et refaire le nom des signaux et numéros de PIN, et vérifier la concordance avec le schéma général, et ajouter la description de chaque signal.

Image


Pour revenir au SUBCODING processor, c'est en fait le µ processeur de la carte Servo du CD94 qui génère ces signaux, ils n'existent pas dans le CD 54.

Il y a de grandes chances qu 'on ne puisse pas utiliser le SAA7210 et SAA7220, avec la carte servo du CD54 , pour faire un essai, puisqu'on a pas ces signaux.

On a pas le code source des µ proc ,pour voir comment ces signaux sont générés. Ca devient compliqué.

Qquns se sont penchés sur le remplacement du TDA1540 par le TDA1541, mais c'est resté au stade de l'idée.
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par jacqueline »

Trouvé dans le datasheet du SAA7210

Image

C 'est le microproc Servo qui interroge le SAA7210, qui lui envoie des données.

et dans le SAA7010 ça se passe au niveau du Qchannel ( rajouté en vert anis ).

Image

Malgré les explications , je ne vois pas à quoi ça sert.

Le microproc Servo est un 80C51, généraliste ( donc non programmé, sauf à acheter chez marantz avec sa ref marantz, ou à cannibaliser ce µproc sur un appareil en panne.

Trouvé sur le manuel d'un Revox, ça serait les infos sur le CD : le nombre de pistes et leur durée, la TOC, contenue sur les pistes près du centre, en début de CD...

Il doit y avoir aussi le système de comptage de sauts de pistes, et le comptage de pistes, pour se positionner au début d'un morceau.
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Re: Projet Drive basé sur Marantz CD54

Message par jacqueline »

SUBCODE :

Une première explication :

http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Disc_subcode

:genial: L 'info était dans le document dont j'ai donné le lien.

C 'est l'octet rouge ajouté à la fin de chaque trame.

11 - Ajout du mot de contrôle
Chaque trame contient un mot de contrôle de 8 bits. En assemblant le mot de contrôle sur
98 trames on obtient un canal supplémentaire pour transmettre des données.
Sur le CD Audio, seuls les deux premiers bits de chaque octet ( d’une trame ) sont utilisés
(canaux P et Q). Le canal P indique la présence d’une piste audio ou d’une zone non
enregistrée. Le canal Q contient les informations suivantes :
• une indication de prè-accentuation (augmentation du niveau des aigus avant gravure – à
noter que certains lecteurs ne savent pas traiter cette information) ;
• le numéro de la piste ;
• la position de départ de la piste ;
• la durée de la piste ;
• le temps écoulé depuis le début du disque.

Ca n'a donc pas à aller vers le DAC

Dans le CD 54 c'est le démodulateur SAA7010 qui sort cet octet et l'aiguille vers le µ proc servo. Hélas je n'ai pas le datasheet de ce chip.

Ce n'est pas certain que la com s'établisse de la même façon avec le µproc servo , les noms des signaux sont différents. On retrouve ça sur tous les lecteurs de CD et selon les chips, les signaux ont des noms différents.

Il faut imaginer les huits bits de cet octet, comme 8 canaux d'information, avec 1 bit par trame.

Channel P Q R S T U V W
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

L 'information que contient chaque canal, est répartie sur 96 trames.

On utiliserait que les deux premiers canaux ( P et Q ) dans les datasheets et manuels on par le de Q-bit et de P-bit.

Le 7210 va donc collecter la suite de bits du canal Q, et enverra ces bits à la suite lorsque le µproc servo les lui demandera.

LE Q -Channel du SAA7020 a d'autres fonctions

[img]
http://passionhifivintage.files.wordpre ... .jpg?w=753" [/img]


Une autre explication, du Subcode avec la zone de TOC ( Leadin ) début du CD.

http://stason.org/TULARC/pc/cd-recordab ... annel.html" .

On ne sait toujours pas comment sont codées ces données.
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