Réparation Sony CDP-502ES

Le lecteur Sony CDP-502ES est présenté dans les grandes lignes sur cette page.
Je possède 6 exemplaires de cette machine, 3 étant exposées sur mon rack dédié aux premiers lecteurs CD Sony commercialisés : il s’agit des CDP-502ES, CDP-502ES2, et CDP-552ESD2, un exemplaire de chaque.
Les autres exemplaires sont un CDP-620ES2 (version US du CDP-502ES2) et deux autres CDP-502ES que j’ai récupérés un peu par hasard assez récemment.
Le moins malade des deux a simplement nécessité une révision basique, avec remplacement des courroies, démontage complet de la mécanique pour nettoyage, et changement de quelques composants de filtrage.
Il s’agit d’un CDP-502ES de deuxième série équipé de l’ensemble mécanique BU-1C (platine HF avec circuit de correction de "dropout" amélioré -voir plus bas) à châssis de couleur noire avec des inserts plastiques (à la place de la tôle épaisse pliée de la mécanique BU-1), du presse disque et sa mécanique modifiés, et du guidage du tiroir dont une des deux barres a été supprimée. Les photos suivantes montrent cette remise en état relativement rapide :

PHOTOS

Sony CDP-502ES
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Mécanique BU-1C

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Le deuxième CDP-502ES aurait pu (dû) terminer à la poubelle. Les photos du colis à réception, ci-dessous, illustrent ces propos :


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Il s’agit de la première série du 502Es de 1984/85, avec l’ensemble mécanique BU-1.
Au programme hormis les chocs en plusieurs endroits : une platine fêlée, le tiroir bloqué, pas de lecture CD, pas même un début de rotation de disque ... et après avoir refait les quelques pistes micro-coupées, toujours pas d’amélioration.
J’ai donc commencé par le commencement, en procédant au démontage complet de la mécanique, bloc optique compris. Suite à cette opération et au remplacement des condensateurs électrochimiques sur la platine HF (située à l’arrière de la mécanique) ainsi qu’au remplacement des courroies, j’ai eu la bonne surprise de voir le lecteur fonctionner à nouveau....parfaitement ! L’accès ultra rapide lors des changements de plage attestant de la bonne santé de l’ensemble.
A l’étape suivante, l’étau, le marteau, la lime et un peu de résine et de peinture ont permis d’atténuer la casse des angles provoquée par un transport mouvementé.

PHOTOS

Sony CDP-502ES
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Mécanique BU-1

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La remise en état - et donc cet article - auraient pu s’arrêter là...sauf que je me suis aperçu que le lecteur sortait un son haché, totalement inaudible. A vrai dire, je n’avais encore jamais rencontré ce défaut de sortie audio sur aucun lecteur, niveau sonore normal, mais son "en pointillé" régulier ! Les asservissements et le traitement des datas étant parfaitement opérationnels - la panne devait forcément se situer au niveau du traitement audio...
Résigné à rouvrir le lecteur déjà recouvert par son capot, je me suis dit que j’allais profiter de l’occasion - puisqu’il me fallait ressortir les outils - pour essayer un remplacement de diode laser, non pas sur la mécanique montée parfaitement opérationnelle, mais sur une mécanique identique récupérée sur une épave de CDP-102. Bien entendu, cette dernière était HS, laser usé.
Le tableau ci-dessous montre l’opération de remplacement de la diode laser sur le bloc optique BU-1

PHOTOS

Sony CDP-502ES - Remplacement de la diode laser
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L’optique BU-1 en panne

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Vue sur la diode

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Nouvelle diode posée, et séance de positionnement très délicate

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 !!

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Blocage des vis au vernis

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Remontage du mini circuit imprimé

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Le signal RF obtenu, et ajusté à 1V càc

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L’accès en lecture et en saut de plage est immédiat


Après une reprise des réglages de gain de tracking et de focus, je me suis lancé dans la recherche de la panne audio. Pour suivre le déroulé, le block diagram du CDP-502ES peut-être téléchargé en cliquant ici.
Le défaut audio étant présent sur les deux voies et les alimentations de la section analogique étant présentes et stables, j’ai effectué le premier relevé de signal en sortie du convertisseur N/A (CX20152), sur les broches 17 et 18. L’enveloppe du signal sinusoïdal à 1Khz lu sur le disque devrait se retrouver sur ces 2 broches correspondant à la suite des échantillons analogiques avant conversion courant / tension. Hors le signal observé était perturbé.
Le tableau suivant montre le défaut en sortie audio observé à l’oscilloscope, avec différentes vitesses de balayage. La quatrième photo montre le défaut visible en sortie du convertisseur CX20152 (broches 17 et 18) :

Sony CDP-502ES - panne audio
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Visualisation à l’oscilloscope du signal de sortie audio (1 Khz) défectueux : instabilité horizontale et forte distorsion


J’en ai conclu que la panne se situait en amont, et la probabilité d’un convertisseur HS étant assez forte, j’ai remplacé le CX20152...sans succès.
Après une série de vérifications autour du composant (quartz, alimentations et diverses capas) je suis remonté un peu plus haut avec le remplacement du Filtre numérique CX23034. Idem, pas d’amélioration.
A ce stade, le signal numérique ne permet pas de déceler une anomalie quelconque. Tout au plus l’absence ou une anomalie évidente de ces signaux (datas, horloge, validations, chip select..) peuvent donner un indice. Dans le cas de cette panne, tous les signaux étaient présents et visuellement conformes.

Sony CDP-502ES - panne audio / diverses mesures
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Visualisation à l’oscilloscope de quelques signaux, tous conformes. La première photo montre la fréquence d’oscillation du quartz du convertisseur CX20152, double de celle du convertisseur CX20017 des Sony de première génération. Hormis cette différence, les deux convertisseurs sont identiques, le CX20152 étant prévu pour traiter un signal numérique échantillonné à 88.2 Khz (suréchantillonnage x2). Les deux autres photos montrent respectivement les datas et l’horloge LRCK (Left Right Clock) à l’entrée du filtre numérique, et les datas à l’entrée et à la sortie du filtre numérique


Afin d’achever de lever le doute sur les circuits autour du filtre numérique et du convertisseur, j’ai effectué deux tests croisés entre les deux CDP-502ES, en prélevant les signaux LRCK, WCLK, BCLK et DATA en sortie du filtre numérique du lecteur fonctionnel et en les injectant au même endroit sur le lecteur en panne, puis un deuxième en prélevant les mêmes signaux en sortie du processeur CX23035 du lecteur fonctionnel et en les injectant à l’entrée du filtre numérique du lecteur en panne. Dans les deux cas, le signal audio en sortie du lecteur en panne était tout à fait conforme.

Sony CDP-502ES - tests croisés
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La première photo montre le test du convertisseur du lecteur en panne, avec injection du signal en provenance du lecteur fonctionnel. Le même test est réalisé pour le filtre numérique. La deuxième photo montre la netteté du signal analogique en sortie du convertisseur N/A du lecteur en panne


Avant de remplacer le Processeur de signal (CX23035), j’ai observé les "Flags" correspondants aux décodeurs C1 et C2 (constituant le « CIRC »).
Ces signaux peuvent être monitorés sur le connecteur CNJ603, dont les sorties correspondent aux broches 62 (C1F1), 63 (C1F2), 64 (C2F1), et 65 (C2F2) du CX23035. La broche 55 (C2FL) permet de visualiser les erreurs qui ne peuvent être corrigées après passage dans C2. Ces points de contrôle permettent d’apprécier le taux d’erreurs traitées par l’étage de correction du décodeur CX23035 selon le tableau suivant :

Sony CDP-502ES - CX23035 Flags d’erreurs
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L’activité anormalement élevée des signaux relevés sur ces broches semblait confirmer un dysfonctionnement du processeur IC601 (CX23035), confirmé par le test comparatif effectué sur l’autre CDP-502ES, révélant une activité beaucoup plus faible sur ces broches pour la même piste lue. Les tableaux suivants regroupent quelques photos de ces signaux d’erreurs.
Les 5 premières images montrent les nombreuses salves avant le remplacement du processeur CX23035, sur les broches 62/C1F1 à 65/C2F2 (CH1 à CH4). Notez que l’échelle verticale est à diviser par 10 suite à une erreur de paramétrage :

Sony CDP-502ES - panne audio
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Visualisation à l’oscilloscope numérique des signaux d’erreur (sur disque test Sony YEDS sans défaut) avant remplacement du processeur de signaux numériques


Les 5 images suivantes montrent la lecture d’un disque Test Technics après le remplacement du processeur CX23035, sur les broches 64/C2F1, 65/C2F2 et 55/C2FL (CH1 à CH3). La première résulte de la lecture d’une piste sans défaut, et les suivantes de la lecture de pistes comportant un point noir (Black dot) d’un diamètre de plus en plus élevé :

Sony CDP-502ES - panne audio
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Visualisation à l’oscilloscope numérique des signaux d’erreur (sur disque test Technics avec défauts) après remplacement du processeur de signaux numériques


Certes il aurait été plus facile et surtout beaucoup plus rapide de remplacer le « chipset » complet dès le départ.. Cette recherche de panne a au moins le mérite de montrer que l’étage de sortie analogique et / ou le convertisseur N/A ne sont pas toujours à l’origine des pannes audio...même si cela reste la majorité des cas. Cela montre aussi que si un étage de correction d’erreurs - aussi puissant soit-il - ne peut rien pour compenser une mécanique à lecture par laser à bout de souffle, la réciproque est vraie : une mécanique correctement réglée et en bon état de fonctionnement ne suffit pas à elle seule à assurer une lecture parfaite.

J’ajoute à la suite d’autres photos prises pendant ces travaux, incluant le remplacement des condensateurs chimiques sur toutes les cartes :

PHOTOS

Sony CDP-502ES
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Les platines Audio et Servo après remplacement des condensateurs électrochimiques

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Un aperçu du châssis entièrement en cuivre

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Les cartes remontées

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Le remplacement du convertisseur CX20152

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Le remplacement du filtre numérique CX23034

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Le remplacement du coupable, le processeur numérique CX23035

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Le processeur numérique CX23035 remplacé

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Vue sur le filtre numérique et le processeur numérique

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Prise de mesures


Concernant ce lecteur, qui a tout de même subi une longue opération, je le trouve plus sensible aux disques un peu rayés (micro-rayures) ou un peu sales. J’ai noté que la présence de minuscules poussières pouvait provoquer quelques sauts de pistes. En revanche, aucun défaut de lecture sur un disque parfaitement propre... Les mêmes disques lus sur le CDP-502ES de deuxième série (avec BU-1C et platine HF modifiée) passent sans aucun problème.
Ceci peut s’expliquer par l’ajout d’un circuit de détection de "dropout" par le fabricant Sony sur les CDP-502ESII et CDP-552ESDII, amélioration déjà présente sur ce CDP-502ES de deuxième série testé ici. Le tableau suivant propose un aperçu de ce circuit :

Sony CDP-502ESII - Circuit de détection de dropout
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Le circuit de détection de dropout permet de diminuer le gain des étages d’amplification des signaux de TE et FE. Un système similaire par commutateur mécanique situé à l’arrière de l’appareil était déjà présent sur le lecteur Sony CDP-101. Dans le cas du CDP-502ESII le signal RF est prélevé en sortie de l’ampli RF (CX20109). L’enveloppe de ce signal est récupérée sur la cathode de la diode D101, D102 R114 et C113 ayant pour rôle d’absorber les variations du signal RF en cas de dropout afin de stabiliser la tension sur la broche 3 du comparateur IC102-2. En cas de défaut de pressage ou d’impureté sur la surface du disque, le signal RF chute brutalement (dropout visible sur l’enveloppe supérieure du signal RF). Cette variation fait chuter la tension sur la broche 2 du comparateur via le condensateur C111. Pendant ce laps de temps, la sortie du comparateur est à niveau haut, niveau haut qui permet de diminuer le gain des amplis de tracking et de focus par action sur le commutateur IC203

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Une partie de ce circuit est visible sur la platine HF du lecteur CD CDP-502ES de deuxième série

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Extrait de schéma du CDP-502ES non modifié. Le circuit de détection de dropout et de correction de gain est câblé entre le point bleu et les points rouges


Pour illustrer ce phénomène de dropout, j’ajoute à la suite quelques mesures effectuées à l’oscilloscope pendant la lecture d’un disque Test (Technics). Un point noir (Black dot) sur le disque entraine un défaut de suivi de piste et provoque un drop out sur la partie supérieure du signal RF, alors qu’une interruption du signal est assimilée à une défectuosité de l’ensemble optique et provoque un drop out sur la partie inférieure du signal RF. En jaune (CH1) le signal d’erreur de suivi de piste (TE), et bleu (CH2) le signal RF en sortie des photodiodes après amplification, en mauve (CH3) le signal d’erreur de focalisation (FE)

Sony CDP-502ES - Signaux TE, RF, et FE
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Lecture d’une piste comportant une interruption de signal

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Lecture d’une piste sans défaut. Le dropout est consécutif à un coup volontaire donné sur le lecteur, entraînant un défaut de suivi de piste et de focalisation

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Lecture de deux pistes comportant un point noir. Le diamètre du point noir est supérieur sur la deuxième photo


Pour terminer cet article, voici l’essentiel, le résultat final :

PHOTOS

Sony CDP-502ES
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Un signal bien "propre"...après le remplacement du processeur CX23035

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..et un lecteur vraiment joli

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Les deux lecteurs réunis

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