CD-Pro2 高階轉盤之硬體大改造

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小弟第一次在 DZ 購買的套件就是 CD-PRO2高階數位轉盤 2005年1月初下訂,沒多久就收到完整的套件,雖然有點小問題,但瑕不掩瑜,真是好套件!經過一段時間的規畫安排,於 2005/2/14情人節當天把電路板畫好,接著開學後利用課餘時間斷斷續續地裝配.....終於在五月底裝好。不過發現原始功能與我所需的功能不符,所以又動手改寫韌體,並於六月底發表,提供網友下載使用。

本來沒有辦法寫裝機報告,但是這次剛好親戚送了一台怪怪的數位相機,所以今天才能拍照以及這篇裝機報告的誕生~~忙了半年才生出來 Smile008.gif

本篇裝機報告感謝 kevincwlin 大哥的鼎力相助,數位輸出部份也在大哥那裡測試成功,也要感謝吳大,提供這麼好的套件,才能完成好的作品。

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系統電源輸入板(自製)。由下面的兩顆變壓器可以看得到這片 AC 電源輸入板是放在 CD-PRO2 用的兩顆變壓器上方,雖然聽說有四合一的電源輸入座,但是:

  1. 找不到 。
  2. 勢必要在後面板挖洞,會破壞原來的美感,且不易加工。
  3. 它只要鎖上後就會接地,這樣會有問題,原因後述。

基於以上理由,所以就設計了這片板子。後面看不到的地方為三合一電源輸入插座之電源開關以插座連接,而不是直接焊接,以便更換開關。
電源開關後以雙絞及最短接線的方式由板子的左上方進入。
在這理可以看到有電源 EMI 濾波器,此濾波器的地線並不與系統地線及外殼接在一起,而是接到電源輸入的接地端, 原因是(也是四合一開關第三點的原因):

  1. 避免器材連接後經由共通的接地點產生迴路造成哼聲。
  2. 某些電源電路連接狀況下,會使得外殼帶市電造成觸電危險。
  3. 濾波器輸出為所謂的"骯髒接地",雜訊很大,不可與系統"乾淨接地"接在一起。

上面有三個黑黑的東西,小的是 110V 突波吸收器兩個(因為每個變壓器有兩組繞組),大的是 220V突波吸收器一個與一個 110V/220V 電源電壓選擇開關還有三個白色連接器,下面兩個以雙絞方式接到 CD-PRO2用的兩顆變壓器。 右上角的接到數位電源變壓器,在此因線路過長,所以加上隔離網防止雜訊,隔離網全程絕緣,以一點接地到機殼。

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CD-PRO2用穩壓電路板(5V)。改了幾個地方,其它用 DZ 原來的材料,9V部份相同:

  1. 整流子上四個黃色的東西是用來吸收整流雜訊的電容器。
  2. U3 改用 JFET 恆流源,並且將其電阻短路。
  3. OPA134不用插座而是直接焊接,以免萬一插座出狀況時造成輸出電壓超過標準。
  4. 線材直接焊接,以防拆裝過程中因疏忽而造成機心故障(有用家因線材接續錯誤而損壞機心),也避免端子脫落。
  5. 5V及9V的GND端以獨立線材接到機殼的一點接地點。
  6. 變壓器底部及螺絲有橡膠墊提供絕緣及防振。

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機心用循序上電電路板。修改說明:

  1. 電路板上的銅箔過細,以導線取代銅箔以降低阻抗,另外5V及9V的GND 端接在一起,把它們切斷(GND 在穩壓電路板輸出以專線共地)。
  2. 兩個繼電器接點增加火花消除器(C+R)。
  3. 多了兩個端子,皆為繼電器控制的9V,一個接往類比輸出緩衝板。只有一條線的接往數位輸出電路板(一條線是避免產生接地迴路),這並非數位輸出的電源乃是控制數位輸出電路板在 9V啟動前不要有訊號輸出,因此時系統尚無信號,數位輸出信號為雜訊。

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數位電源變壓器及穩壓板。修改說明:

  1. 穩壓輸入及輸出皆直接焊接,輸出多兩個端子接往數位輸出電路板作為電源。
  2. 變壓器初級端及次級端皆以全程絕緣的金屬隔離網包覆,接往一點接地,變壓器底部及螺絲有橡膠墊提供絕緣及防振。
  3. 提供主控板電源的7805改用LM317並放在底板上加強散熱(放在圖的右邊底板)。
  4. 將 VFD 燈絲電源降壓的 IN4007 短路一個提升亮度(經實測,燈絲電流這種情形剛剛好)。

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數位輸出電路板正面。
可以看到與 DZ 原裝的有些許不同

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數位輸出電路板背面。這片電路板修改最多:

  1. 重新設定電阻值,使數位輸出合乎 SPDIF 標準 (同軸: 0.48 Vp-p 輸出阻抗:75 ohms)。
  2. 脈衝變壓器之初級及次級圈全部串聯 WIAM 金屬膜電容,以免從外部輸入直流或沒有信號 IC 輸出直流時造成直流偏磁及過熱毀損。
  3. 增加一輸入R-bead-C 網路以類比9V電源控制本電路輸出與否,使用 R-bead-C是為了降壓及避免數位訊號洩漏到類比9V電源。
  4. 電源輸入增加兩個Bead及金屬電容,避免訊號沿電源線到處幅射。
  5. 26LS31及74HC04電源輸入腳各增加一金屬電容,降低電源阻抗及提供高速動作所需的瞬間電流,更避免了IC動作產生雜訊外洩。

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主控板(位於機心後方空地)。修改說明,有關與新韌體相關的修改請移駕到CD-Pro2 高階轉盤之副控韌體大改寫

  1. 後面那一條黑龍江是以絕緣隔離網包覆之數位電源變壓器電源輸入線。
  2. 將所有顯示相關的零件及四個按鍵以插座的形式拉線出來。
  3. VFD繼電器接點增加火花消除器(位於焊接面)。 4.89C2051 上面寫了一些文字,那是小弟開發之新韌體的版本資訊 Smile040.gif
  4. 將 R12 R16 改用Bead。

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顯示及按鈕電路板。這兩片為自製的電路板,當初也是為了機心前移及 VFD 太過後面而傷腦筋,但是如機心及VFD等前移勢必對四角鋁柱做困難的加工,並且四顆鋁製按鈕車短挖洞等更加困難,所以就採用了另一種方法。
就是將主控板移往機心後方空地,另外製作這兩片板子,兩者以沒有形成接地迴路的隔離線連接(這些對我來說相對容易),將 VFD、三顆 LED、紅外線接收器裝上,這三樣緊貼著前面板的壓克力視窗,等於將主控板前移。
另外,VFD焊接於排針並以螺絲固定,以便更換,電路板背面整片接地銅箔隔離VFD雜訊,順便將上滑蓋偵測器裝上(將於下面說明),顯示板固定於前面板。
按鈕電路板的位置為於原來主控板應該存在的位置,裝有原來的四顆按鈕,固定於底板。因為按鈕長度限制,所以機心只能前移2CM,但這樣就足夠讓光碟可以直放直取,不用斜放斜取。

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上滑蓋偵測器旁視圖。

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上滑蓋偵測器頂視圖。
當初規劃時總覺得偵測光碟蠻奇怪的,加上無法使用8CM 的CD,所以並沒有組裝使用光碟偵測模組,另外想一些點子來偵測上滑蓋,微動開關體積太大、接點造成的壽命及動作聲、上滑蓋動作不順、紅外線方式會有被干擾的問題。
基於以上理由,所以就採用霍爾效應開關,動作壽命無限,動作保證沒有聲音Smile038.gif
固定在先前提及的自製顯示板上,IC 位置在由上往下看上滑蓋完全蓋上後上滑蓋的左下角,上滑蓋左下角的下面與上滑蓋內表面非常靠近。

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位於上滑蓋左下角內表面強力磁鐵。以撿到的圓形強力磁鐵來提供上滑蓋偵測器偵測之磁力來源。
安裝方法:在剛提及的上蓋左下角鑽一個洞(當然這洞可不是在上蓋看得到的上表面),這洞是手工銑出來的平底洞,洞的深度比磁鐵的厚度多一點點,把洞弄乾淨後在洞內及磁鐵塗上AB膠後,把磁鐵壓入洞中,並加壓放置一晚,完成後的內表面還是與原來一樣平滑。
當上滑蓋完全蓋上後這磁鐵位於霍爾 IC 的正上方,上滑蓋也可以完全打開不會被磁鐵卡住。
連接方法:如上面提供的霍爾效應開關資料所示:

  1. 第一腳寫著 VCC,接到主控板 molex 座(J5)的PIN2(Vcc +5V)
  2. 第二腳寫著 GROUND..接到主控板MOLEX座(J5)的PIN1(GND)
  3. 第三腳寫著OUTPUT,接到主控板MOLEX座(J5)的PIN3(MCU PIN 7 P3.3)(請別忘了加上於韌體說明書內提及的提升電阻)。

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類比輸出反相緩衝電路板。原廠資料指出類比輸出的相位差為180度。
此電路板為於機芯的正後方,說也奇怪,找遍整個高雄,除了海音(?)外,沒有比較好的電阻,但是海音DALE電阻規格等不符需求,只好趁回家時跑到台中電子街的瑞明電子買菲利浦電阻。
電容也找不到比較好的,故使用主控板上原本MCU用於推動電晶體基極,小弟卻用不著的C4、C5、C13。

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系統全圖。
在機芯左上角有一個五個藍色東西組成的花瓣,那是整個系統各獨立電氣系統之唯一連接點,也是唯一外殼接地點(一點接地點)。
目前有機心+5V及+9V,數位+5V,機心+9V變壓器次級導線隔離網、數位變壓器初次級導線隔離網等五點連接於外殼。
機心的四個機芯固定柱之固定螺絲皆為45度,確保機芯受到任何方向的力量皆不會有任何一支機心固定柱脫離固定螺絲的固定範圍。

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CD片放於機心圖。 由此圖可以看到CD片上緣並不在完全打開之上滑蓋底下,所以可以直取直放,也可以看到上滑蓋偵測器(霍爾效應開關IC)的位置,雖然不很明顯。

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系統播放圖。 VFD 完全貼近面板的壓克力視窗,可視角度變得很大,紅外線偵測器也完全貼近,遙控器操作的角度變得很大,以小弟的小房間為例,甚至可以以180度背對系統遙控。

後記
這台 CD-PRO2花了小弟相當多的精神製作,的確也讓我花的心血時間得到應有的收獲。 主控板上空還有空間,小弟預計加上I2S輸出電路以提供差動長距離全隔離之I2S輸出,直接連接DAC以及DSA外接電氣隔離介面,可以外部控制器從系統外以DSA方式控制機芯,並把控制板與機芯DSA連結切斷(數位電源板還有一個空的 +5V 電源端子就是特地保留給這兩個用途)。

小弟針對CD-PRO2開發了新的韌體,請參考CD-Pro2 高階轉盤之副控韌體大改寫
如需要小弟開發的韌體且無法自行燒錄,請聯絡偶討論相關事宜,我將以回郵信封方式處理,如果條件允許的話也可以面燒、面交
最後謝謝各位的收看,並請多多指教,謝謝!Smile037.gif