Réparation Sony CDP-101 - panne totale

Je reviens à nouveau sur le Sony CDP-101. J’essaie de publier le maximum d’informations sur ce lecteur car il s’agit d’un des quelques modèles de lecteurs CD anciens très prisés par les amateurs du fait de sa notoriété, et surtout parce qu’une fois remis en état, le CDP-101 permet une utilisation quotidienne, ce qui est loin d’être le cas des autres lecteurs vintage japonais (équipés du bloc optique TAOHS notamment).
Je suis assez régulièrement sollicité pour remettre en état cette machine et parfois il arrive que je tombe sur une panne inédite, ce qui est le cas cette fois-ci.

Je résumerais le symptôme de la manière suivante : panne totale.

A la mise sous tension, le buzzer (dont le rôle est le rappel sonore des opérations effectuées depuis la télécommande) sifflait de manière continue et l’afficheur indiquait des données incohérentes ou n’affichait rien du tout. En position "ouvert", le tiroir tentait de manière aléatoire une fermeture très lente avant de s’immobiliser. Le bloc optique revenait en position initiale de manière intermittente après la mise sous tension, mais dans ce cas le moteur chariot continuait sa rotation en fin de course entraînant un mouvement saccadé du bloc qui tentait d’aller "plus loin".

Sony CDP-101
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L’affichage erratique et aléatoire


La première étape a consisté à retirer le buzzer afin de supprimer ce bruit désagréable. Ensuite j’ai vérifié la présence des alimentations (aucune anomalie) sur les différentes cartes.
Au vu des symptômes, la procédure qui consiste à vérifier la routine de démarrage du lecteur avec un disque inséré n’est pas judicieuse dans ce type de panne "totale" qui s’apparente à une panne de gestion (processeur HS, panne d’horloge, etc.)

Dans le cas général, c’est à dire lorsque le lecteur s’allume normalement mais que les disques ne sont pas lus, il convient de vérifier la conformité des opérations électroniques constituant la séquence de démarrage appelée "routine" afin de déceler le moment où le processus est interrompu.

Pour les visiteurs qui ne seraient pas rompus à la lecture de schéma, les informations données à la suite sont à effectuer à l’aide d’un oscilloscope. Il s’agit de mesurer des changements de niveaux principalement (0 ou 5V) aux points indiqués. Cette chronologie correspond à l’activité du lecteur à la mise sous tension, disque inséré. Toutes ces étapes sont effectuées en 2 secondes approximativement, d’où la nécessité d’utiliser un oscilloscope.

Cette routine de démarrage ne peut être vérifiée que si les éléments suivants sont validés et / ou fonctionnels :

➔ Alimentations présentes
➔ Ouverture / fermeture tiroir (valide le fonctionnement de la gestion de l’appareil)

Le symbole "/" (barre) veut dire "niveau bas" 0V donc, sinon 5V :

RESET/ Q610 IC104, br3 IC101 etc..
SLED IN FF/ br15 IC101 Retour bloc optique
DISC br41 IC102 Présence disque
LD ON br18 IC102 Allumage Laser
F.SR / br22 IC101 ➤ U augmente br7 IC204. Recherche du point de focalisation
➔ (A+C) - (B+D) br1 IC401 (Ampli d’erreur de focalisation) = FE OUT très faible, mais on doit observer de l’activité. (A+C)+(B+D) br8 IC402 ➤ RF OUT, vers Q403 puis IC411
FZC br41 FE=0 impératif, en conjonction avec FOCUS OK. FOCUS OK br1 IC411 et br40 IC101 FOK/ en conjonction avec FZC, doit provoquer FS/ (étape suivante) et RFAMP br8 IC404 ➤ br13 IC405 ➤ br3 IC406 ➤ Q402 (impulsions RF sur base de Q402) ➤ br7 IC412 CLVS (recherche de CLV)
FS/ br20 IC101. FS/ Q206 bloqué. FE entre en IC204 (STK6922). FS/ enclenche l’asservissement de focalisation. Vérifier br18 IC101 (VS/) Lancement du moteur disque ➤ signal carré, et br7 IC201 (ou br17 IC101) (CLV/) Asservissement de vitesse moteur disque ➤ signal carré

Si tout s’est bien déroulé :

➔ U à l’entrée de IC412 (obtenue par intégration des impulsions RF sur la base de Q402) devient CLVS qui est comparée dans IC203 avec Uref ajustée par RV202 -> le disque tourne alors à la bonne vitesse.
VS/ passe à niveau haut et sature Q202
➤ l’asservissement de moteur disque est appliqué par IC201.

Dans le cas de cette panne, il s’agissait de vérifier les éléments permettant la mise en œuvre de cette routine, à savoir le bon fonctionnement des organes de gestion que sont les deux processeurs (Maître et Servo, respectivement IC102 et IC101) ainsi que leurs composants périphériques.
Pour cela, la documentation du lecteur est indispensable.

Le signal d’horloge était mesuré conforme en broche 2 de IC102 et le Reset des différents circuits était bien effectué ce qui pouvait être soupçonné dès le départ puisque le bloc optique était bien ramené en position initiale à la mise sous tension. Cependant, cette action aléatoire (retour du bloc optique une mise sous tension sur deux) pouvait laisser imaginer un défaut à cette étape.

Ce genre de situation m’a laissé perplexe un moment. Les switchs de détections de positionnement mécanique (optique, tiroir) étaient fonctionnels et leur changement d’état était bien transmis à IC101.

Si la compréhension de la routine de démarrage d’un lecteur CD aide au dépannage, il arrive tout de même qu’on y perde son latin, ce qui a été le cas ici. Les indications erronées de l’afficheur m’ont naturellement amené à émettre un doute sur les éléments entourant celui-ci. La carte située derrière la face avant comportant l’afficheur et son driver pouvant être mise en cause, j’ai vérifié la présence des alimentations (et leur stabilité) ainsi que la conformité des datas en provenance de IC102. Je n’ai rien relevé d’anormal mais j’ai décidé de changer cette carte afin de lever le doute. Je pensais avoir solutionné la panne à cet instant, car dès la mise sous tension, et pour la première fois, l’afficheur adoptait un fonctionnement conforme. En revanche, je ne pouvais aller plus loin et tester davantage le lecteur car les drivers STK6922 étaient retirés de la carte Servo.

Après avoir remis en place les deux modules de remplacements de ces drivers (IC204 et IC304) et remis sous tension, la panne s’est reproduite à l’identique.... affichage incohérent, et rien de plus. La panne ne provenait pas de l’afficheur et de l’électronique associée.

Le remplacement de IC102 n’a rien changé. J’ai décidé de mettre le lecteur à nu et de refaire l’ensemble des cartes. De plus, ayant noté que les nappes du clavier étaient coupées (voir cette page), j’ai décidé de procéder à la remise à niveau complète du lecteur avant de continuer la recherche de panne.

Le remise à niveau des deux cartes principales (Servo et Audio) n’a en rien modifié le comportement du lecteur. C’est en observant de près ces deux cartes que m’est venue l’idée de contrôler les selfs L101 L102 L103 et L104 sur la carte Servo. Ces selfs sont entourées de la fameuse colle type "néoprène" (retirée lors de la remise à niveau de la carte), et je me suis souvenu que la corrosion des pattes d’un de ces composants avait été à l’origine d’une panne rencontrée à une autre occasion sur le CDP-101.

La mesure de L103 au multimètre donnait une valeur de quelques 300Ω. Le schéma indique que celle-ci permet de séparer deux lignes de masse probablement afin d’éviter l’effet "antenne", cette ligne effectuant le tour du circuit imprimé. La valeur ohmique élevée de cette self permettant de fournir le potentiel 0V au processeur principal IC102 entre autres, était à l’origine de la panne.

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La self L103 à l’origine de la panne


Le fonctionnement aléatoire du lecteur provenait du fait que la self n’était pas coupée. Une deuxième mesure de la self L103 afin de prendre une photo pour les besoins de cet article indiquait que la self était coupée (les manipulations du composant l’ont définitivement achevé).
Les pattes corrodées (mais non cassées) de la self montre que la colle appliquée par le fabriquant est à l’origine de la panne.

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L103, coupée

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Le lecteur fonctionne à nouveau


La difficulté de cette recherche de panne est due au fait que la self n’était pas coupée. Si elle l’avait été, les premières mesures effectuées autour du processeur auraient été fausses et le lecteur complètement inerte.
Les self L101 à L104 sont donc à vérifier en priorité en cas de panne similaire...

Le schéma est on ne peut plus explicite :

Extrait de schéma

Après une petite recherche, j’ai retrouvé la trace de la panne de gestion similaire rencontrée il y a un an environ.
D’après mes notes le symptôme était le suivant : le disque est chargé mais tourne à l’envers à vitesse élevée.

Les mesures révélaient ceci :
Pas d’horloge sur le CX7934 (contrôle RAM). Le quartz n’oscille pas car il n’est pas alimenté.
Cause de la panne : self L401 coupée sur une des lignes 5V.
L’initialisation du lecteur à la mise sous tension était correcte, jusqu’au Focus Ok. En revanche, pas de retour FZC (Focus zero cross), logiquement puisque le disque n’était pas lu. L’obtention du signal FE à zéro était donc impossible.

La self L401 est identique aux self L101 à L104. A vérifier aussi donc.

Extrait de schéma - 2
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Sony CDP-101 - Bloc optique et courant laser

La rénovation d’un autre CDP-101 m’a amené à me pencher sur les problèmes de bloc optique spécifiques à ce modèle. Le KSS-100A qui équipe le CDP-101 peut présenter plusieurs pannes, la plus problématique étant la détérioration de la lame quart d’onde (voir cette page).

En cas de difficulté à lire les CD, il convient de vérifier la qualité du signal RF, c’est à dire le signal délivré par la cible photodiodes après amplification. Ce signal doit avoir une amplitude d’environ 1.5V et présenter des fronts nets. Les losanges de la partie centrale doivent être très lisibles, sans bavures. Une instabilité horizontale (accordéon) ne trahit pas un défaut de bloc optique, mais un défaut de vitesse de rotation du moteur disque pouvant avoir plusieurs origines.
Une usure de la diode laser peut entraîner une difficulté à lire certains disques : le disque est éjecté sans rotation, la TOC est lue, mais la lecture ne démarre pas ou démarre difficilement : la trop faible quantité de lumière réfléchie empêche la détection du point de focalisation (focus OK) et du FZC (Focus zéro cross), le seuil étant atteint de manière aléatoire.
Si l’amplitude du signal RF est faible (moins de 1V par exemple) à la lecture d’un disque original en bon état, et / ou si quelques disques ne sont pas lus, il convient de mesurer la puissance laser émise en sortie du bloc optique à l’aide d’un lasermètre. Si un tel matériel n’est pas disponible, le courant traversant la diode laser peut être mesuré.
Le courant nominal ne devant pas être dépassé est indiqué sur l’étiquette blanche apposée sur le KSS-100A. La photo suivante montre un exemple de 58mA.

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La mesure du courant laser peut être effectuée uniquement dans le cas où la routine de démarrage du lecteur (voir plus haut) est conforme jusqu’à l’allumage laser et la recherche du point de focalisation (pompage de la lentille externe). Vérifier ces deux points de la manière suivante :

➔ Ouvrir le tiroir
➔ Mettre le lecteur hors tension
➔ Localiser la Led émettrice du capteur optique de présence disque, à droite du bloc optique, vu de dessus
➔ Coller sur cette Led un morceau d’adhésif isolant opaque afin de simuler la présence disque
➔ Mettre le lecteur sous tension et vérifier rapidement la présence laser et les mouvements verticaux de la lentille externe (en fin de cycle, le tiroir doit s’ouvrir).

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Simulation de la présence disque


Si cette étape est validée, procéder comme suit pour la mesure du courant laser :

➔ Mettre le lecteur hors tension
➔ Sans retirer l’adhésif, positionner le lecteur sur la tranche (l’adhésif peut être retiré si le lecteur est capable de lire. Dans ce cas, insérer un disque dans le lecteur)
➔ Se mettre au potentiel de la terre afin d’éviter les décharges électrostatiques
➔ Retirer le capot noir et la platine APC situés sous le bloc optique (3 vis, 2 dorées courtes et une noire longue)
➔ Vérifier que le réglage usine du courant laser par l’ajustable bleu n’a pas été modifié : le vernis de blocage blanc doit être scellé. Si le vernis de la partie mobile de l’ajustable n’est pas "en face" du vernis de la partie fixe, faire correspondre ces deux parties en tournant l’ajustable afin de rétablir le réglage usine.
➔ Repérer la résistance de 20 Ω aux bornes de laquelle doit être mesurée la tension image du courant laser (voir photos)
➔ Souder deux fils aux bornes de cette résistance
➔ Connecter ces deux fils au multimètre en position voltmètre
➔ Mettre sous tension et relever la valeur indiquée par le multimètre

Dans l’exemple ci-dessous, une tension de 1,07 V est relevée.

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Mesure du courant laser


Le courant laser est U/R, soit 53 mA (1,07/20). Cette valeur est inférieure à la valeur maximale préconisée (58 mA), donc la diode laser peut être supposée comme étant en bon état.

➔ Si la valeur est dans les tolérances, si le chemin optique est propre et si les éléments internes du bloc optiques sont en bon état, le signal RF doit avoir une amplitude conforme.
➔ Si l’amplitude est conforme mais le signal de mauvaise qualité, procéder à l’alignement complet selon la procédure indiquée dans le Service Manual. Si un fonctionnement normal du lecteur n’est pas possible malgré l’alignement optimal, chercher la panne ailleurs (soudures, oxydation, alimentations, étages de puissance, etc. )
➔ Si la valeur du courant laser dépasse la valeur maximale et que l’ajustable est en position usine, on peut considérer que la diode laser est usée. Une vérification au lasermètre indiquerait peut-être une puissance laser insuffisante. Cependant, le signal RF peut être très net et la plupart des disques lus. Seule l’amplitude du signal RF sera affaiblie dans ce cas.

C’est dans ce dernier cas que le remplacement de la diode laser peut-être envisagé.

Les photos suivantes prises en rafale montre l’allure du signal RF sur une tentative échouée de lecture de la TOC.

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Signal RF défectueux


La puissance laser est mesurée conforme : 0,24 mW

L’alignement n’apporte pas d’amélioration, le bloc optique est considéré comme HS et est remplacé par un bloc d’occasion. Sitôt posé, voici le signal sur le même disque :

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Signal RF après remplacement du bloc optique


L’amplitude est plus faible mais le signal est presque parfait.

Voici le signal RF après optimisation de l’alignement pour ce nouveau bloc optique. La deuxième photo montre le réglage de balance E/F :

Sony CDP-101

Signaux RF et E/F balance


Après quelques heures de test, je constate que certains disques sont rejetés de manière aléatoire (TOC non lue, pas de rotation). D’autres sont lus parfaitement.
Une mesure de la puissance laser indique 0,11 mW soit moins de la moitié de la valeur normale. Le remplacement de la diode laser prélevée sur un bloc optique épave présentant un défaut au niveau de la lame quart d’onde permet de corriger le défaut.

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Retrait de la diode laser


Le positionnement de la diode laser de remplacement est assez délicat. Un nouvel alignement complet doit être effectué après optimisation du placement de la diode.
Les deux photos ci-dessous montrent la diode laser de récupération :

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La diode laser de récupération


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La diode laser remplacée


La rénovation de ce lecteur ainsi que la recherche de panne sont décrites sur le forum en suivant ce lien

Sony CDP-101 (Mise à jour - 28/04/19)

Une nouvelle panne inédite sur un CDP-101, donc je publie. Cette fois on m’a confié un lot composé des éléments suivants :

➔ un CDP-101 en panne en 100 V (provenance Japon)
➔ deux blocs optiques d’occasion
➔ un lot de pièces et de cartes

Le tout semblait passablement usé et le but était de refaire un lecteur fonctionnel.

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Le lecteur dans son jus


Côté symptôme, le lecteur restait totalement inerte une fois sous tension. Voici les actions menées :

➔ démontage et nettoyage / lubrification de la mécanique dont les engrenages étaient collés à cause du lubrifiant séché
➔ essais de lecture
➔ essais des blocs optiques fournis
➔ remplacement des circuits de puissance (tracking / focus / tiroir / sled)
➔ dépannage

Le nettoyage mécanique :

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Opération classique de nettoyage des parties mécaniques et optiques


Les essais de lecture n’étaient pas concluants. Malgré une puissance et un courant laser conforme, le bloc optique d’origine ne permettait pas une mise en lecture. A ce stade, rien n’indiquait s’il s’agissait d’une panne de bloc optique ou d’une panne électronique.
Le but étant de dégrossir, j’ai monté un des deux autres blocs fournis. Après une diminution du courant laser ramené de 0,42 à 0,25 mW, et malgré un alignement électrique sommaire, le signal RF obtenu avec ce deuxième bloc optique était étrangement identique à celui-obtenu avec le bloc optique d’origine.
Le troisième bloc optique sera testé plus tard (fatigué, 0,21 mW et courant élevé, il sera écarté).

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Mesure de la puissance laser du bloc optique d’origine (0,24 mW, conforme)

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Le signal RF est écrasé, le disque tourne et est éjecté

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Pose du bloc optique numéro 2

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A nouveau, le signal RF est écrasé, le disque tourne et est éjecté

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La puissance laser de ce deuxième bloc optique a été poussée précédemment à 0,42 mW mesurés

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Remplacement de IC204 et IC304

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Les nouveaux modules en place

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Alignement électrique sommaire


A cette étape, il était possible d’envisager une panne électronique. Aussi j’ai entrepris le remplacement des modules de puissance IC204 et 304, puis ai posé un bloc optique fonctionnel de mon stock et procédé à un alignement électrique plus précis.
Le signal RF obtenu avait meilleur aspect (amplitude conforme), mais restait flou et instable. La lecture ne démarrait pas et le disque était éjecté au bout d’une dizaine de secondes


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Le signal RF obtenu après remplacement des modules de puissance, montage d’un bloc optique conforme et un alignement électrique


Voici la partie la plus corsée de ce dépannage, nécessitant un bon aperçu global du fonctionnement de la machine. Il convenait de définir ce qui fonctionnait et ce qui ne fonctionnait pas :

Le bloc optique était fonctionnel, le signal RF présent et stable en vitesse (pas de mouvement d’accordéon), la vitesse linéaire constante était donc atteinte, mais la table des matières du disque n’était pas lue.
Les asservissements de focalisation et de suivi de piste étaient activés (Focus OK, impulsions FZC présentes, FS à niveau bas, balance E/F réglée).

Le défaut se situait donc au niveau de l’asservissement de vitesse du moteur disque qui n’était pas enclenché.
Je me suis donc dirigé vers une recherche de panne autour des circuits dédiés à l’asservissement de moteur disque, qui comptent plusieurs étages.
Le microcontrôleur de gestion des asservissements mécaniques IC-101 ne passe ses lignes CLV/ à niveau bas, VS/ à niveau haut et BRAKE/ à niveau bas afin d’enclencher l’asservissement de vitesse que s’il reçoit le signal GFS (Guarded Sync Frame, 920 Hz) sur sa broche 39.
CLV/ est l’interrupteur ON/OFF pour IC201 (CX193, circuit intégré gérant l’asservissement de moteur disque), BRAKE/ (frein de moteur disque) à niveau haut permet d’appliquer le signal 1/8 WFCK en broche 8 de IC201, VS/ permet de déconnecter la boucle de vitesse (séquence de mise en rotation du disque), GFS est issu de IC502 (CX7933) et correspond à 1/2 fréquence trame.

Voici le résultat des mesures effectuées pendant la mise en rotation du disque sur ce lecteur en panne :

VS/ à niveau bas
1/8 WFCK absent après R201
BRAKE/ à niveau haut
CLV/ à niveau haut
GFS absent

Ces cinq mesures montraient bien que l’asservissement de moteur disque n’était pas enclenché, malgré la fréquence libre du VCO ajustée.
J’ai solutionné la panne en forçant ces signaux un par un. Bien m’en a pris, car le simple fait de porter la ligne GFS à 5 V a provoqué le démarrage normal de la lecture.
Sans conviction, j’ai dessoudé l’ajustable RV101 (500 KΩ). Ce composant permet, lors de la procédure d’alignement électrique, d’interrompre l’arrivée des données de synchro trame à l’entrée du microcontrôleur ce qui a pour conséquence de stopper l’asservissement de moteur disque. En fonctionnement nomal, la valeur ohmique de l’ajustable est nulle. Ici, sa mesure a montré qu’il était en défaut, la valeur minimum qui pouvait être mesurée étant 60 KΩ environ, ce qui empêchait d’appliquer le signal GFS au microcontrôleur, et par conséquent, le verrouillage de la PLL.

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Les broches 42 et 39 de IC101 sont reliées. La lecture démarre. L’origine de la panne, l’ajustable R101 dont la valeur minimum est d’environ 60 KΩ


Par la suite, j’ai entrepris le remontage du bloc optique d’origine, et effectué un nouvel alignement électrique complet ; voici quelques photos :

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Le lecteur avec le bloc optique d’origine posé

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Réglage fin du verrouillage de phase (PLL)

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Signal GFS (TP1). Réglé à niveau haut à l’aide de RV202, les Synchro trame issues du disque et de l’horloge interne sont synchrones


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Le réglage précédent est effectué de façon à obtenir un signal 1/8 WFCK à 918 Hz en lecture

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Le signal RF est très correct, en amplitude et en netteté

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Le lecteur toujours dans son jus, mais pleinement fonctionnel


A ce stade, le lecteur n’est pas encore rénové esthétiquement parlant, mais il est en bonne voie pour reprendre du service.

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