Réparation - Sony D-50 MK2
Le lecteur portable Sony D-50MK2 est présenté dans les grandes lignes sur cette page.
Les deux exemplaires, un noir et un blanc, étaient tous les deux en panne. Les symptômes et recherches de pannes s’apparentent à ceux décrits à la page 51 de cette rubrique au sujet du Sony D-50, les deux appareils étant techniquement assez similaires.
Au départ, aucun des deux baladeurs ne s’allumait, les deux convertisseurs DC / DC ayant rendu l’âme, panne fréquente sur les baladeurs CD de cette époque. Si la réparation du circuit de régulation à découpage a suffi à redonner vie à un des deux lecteurs (le noir), les dégâts étaient beaucoup plus importants sur l’exemplaire blanc, le convertisseur ayant entraîné avec lui le microcontrôleur et un transistor digital sur la ligne d’alimentation "V drive".
Après remplacement de ce microcontrôleur, j’ai pu constater que le bloc optique était HS ! Suite au remplacement du bloc optique (récupéré sur un troisième D-50 MK2), tout ce petit monde est allé rejoindre la carcasse du lecteur noir, ma préférence (esthétiquement) allant à l’exemplaire blanc, qui s’est vu accueillir l’ensemble mécanique / optique de l’exemplaire noir précédemment réparé et plus efficace en lecture. Néanmoins, les deux lecteurs fonctionnent maintenant parfaitement.
Le tableau ci-dessous montre la remise en état du boîtier de régulation à découpage du Sony D-50 MK2 :
PHOTOS
Un transistor en court-circuit et des soudures dans un sale état
Cette fois, les condensateurs chimiques sont remplacés
À suivre, un lot de photos illustrant les étapes de la remise en état des deux baladeurs D-50 MK2 :
PHOTOS
Deux composants en défaut
Remplacement du microcontrôleur CXP5024H - L’électronique des deux D-50 MK2
Le baladeur noir est une toute première version du D-50 MK2. L’implantation des composants est différente par endroits, et certains étages ont été modifiés par la suite. Sur cette première version, de simples fils électriques relient les circuits imprimés, alors que des nappes flexibles sont montées sur le modèle plus récent
Illustration de ce changement de connectique avec le clavier - À droite, la mécanique de lecture complète. On aperçoit le moteur disque en deux parties et sa courroie, ainsi que la mini courroie pour le déplacement du bloc optique
Le bloc optique (KSS-110), quelques éléments de carrosserie, et le potentiomètre de réglage de volume retiré pour nettoyage
Le potentiomètre ouvert, puis remonté sur le circuit imprimé - Le Discman vu de dessous
Voici les premiers essais du D-50 MK2 blanc remonté. À noter que je n’ai pas l’intention de remettre la batterie (BP-200) en état, pas plus que je n’ai de projet de randonnée dans le grand nord avec un D-50 MK2 en bandoulière :
Quelques photos supplémentaires sur la fiche du Sony D-50 MK2.
LIENS
Audioanalyse ADD-200 / Kyocera DA-01 et alignement électrique
Les lecteurs de la famille Kyocera DA-01 sont à peu près aussi nombreux que ceux de la famille Hitachi DA-1000, les deux appareils étant deux best-sellers du début de l’ère du Compact Disc. Cependant, ces deux modèles n’ont techniquement rien en commun ou presque, le Kyocera étant doté d’une électronique Philips avec double convertisseur 14 Bits et suréchantillonnage x4 et d’un bloc optique Toshiba mono-faisceau, alors que le Hitachi embarque une électronique propriétaire avec un convertisseur 16 Bits et un bloc optique également propriétaire de type tri-faisceau.
Question pratique, la maintenance du Kyocera est plus aisée que celle du Hitachi, dont la taille compacte a été obtenue au détriment de l’agencement interne. À se sujet, le Kyocera est un exemple de clarté..pour un lecteur à chargement vertical. Il suffit d’ouvrir un autre modèle du genre (Technics, Toshiba, Sharp, etc.), pour réaliser à quel point Kyocera a soigné cette présentation interne.
L’ensemble de l’électronique tient sur trois cartes (HF, Servo/PSU, et Decoder) et l’accès à la section mécanique est assez aisé. Malheureusement, le tableau n’est pas si idyllique qu’il y parait. Il n’aura pas échappé aux amateurs de vieux lecteurs que les clones du Kyocera DA-01 en état de fonctionner sont assez rares sur le marché de l’occasion, alors que ceux du Hitachi DA-1000 foisonnent et sont souvent encore capables d’avaler n’importe quel CD sans broncher.
Hormis la fiabilité discutable du bloc optique TAOHS-L du Kyocera, l’alignement électrique très sensible et très pointu - voire beaucoup trop pointu - est la principale raison de cette défaillance à moyen terme. À y regarder de plus près, le lecteur comporte pas moins de 22 trimmers pour le réglage des différents circuits, et la documentation technique pas moins de 3 modes d’alignement différents.
La remise en état récente d’un clone du Kyocera DA-01 m’a donné l’occasion de me pencher sur cette machine. Ce compte-rendu de réparation est l’occasion d’évoquer de manière un peu générale l’alignement des lecteurs CD de première génération.
Si de nos jours, les lecteurs CD nécessitent peu de réglages même en cas de remplacement du bloc optique, les vieux lecteurs CD sont de vrais jeux de patience, de réflexion et d’observation si l’on souhaite en tirer le meilleur...de ce qu’il en reste. Selon les techniques adoptées par les constructeurs, certains réglages sont beaucoup plus sensibles que d’autres. Par exemple, il n’y a pas grand risque ni grande difficulté à reprendre un alignement complet sur un lecteur Philips à bloc optique à déplacement radial (Type CDM0 / 1, etc.). En revanche, la production japonaise est à mille lieues de la simplicité Hollandaise, les procédures de réglages tenant souvent sur une vingtaine de pages quand ce n’est pas plus.
Sans vouloir réécrire ce que j’ai déjà publié dans la rubrique "Technique du CD" il convient de revenir sur un peu de théorie afin de comprendre pourquoi l’alignement peut paraître si complexe. L’alignement parfait effectué en usine garantit les paramètres suivants :
- L’alignement des éléments constituant le bloc optique (positionnement de la lentille externe, divers éléments optiques, positionnement de la diode laser, positionnement de la cible photosensible)
- Le réglage du parallélisme du bloc optique sur le bâti mécanique
- L’alignement mécanique de l’optique par rapport au plateau du moteur disque
- L’alignement électrique des circuits de correction d’erreurs de focalisation et de suivi de piste
Tous ces réglages sont interdépendants. La moindre défaillance d’un seul de ces éléments entraîne inévitablement un fonctionnement erratique de l’appareil. La difficulté réside dans le fait que le faisceau laser ne se contente pas de suivre la piste sur le disque, mais qu’il doit la poursuivre. Un lecteur idéal se contenterait de suivre la piste sans qu’aucune correction de trajectoire ne doive être apportée. Or, ce lecteur idéal ne peut exister pour les deux raisons suivantes :
- Le disque est un support imparfait dont le voilage et l’excentrage, le taux de réflectivité et la qualité de la gravure varient d’un support à l’autre.
- La lecture effectuée à l’échelle sub-micronique est inévitablement sensible aux salissures du disque et au vieillissement des matériaux et composants électroniques entraînant une dérive de l’alignement général du lecteur.
L’image suivante propose un rappel sur l’organisation du chemin optique, c’est-à-dire le chemin emprunté par le faisceau laser, qu’il soit simple ou triple :
Si un disque parfait existait, exempt de salissures, centrage parfait et voilage nul, l’électronique des premiers lecteurs CD aurait probablement tenu dans un volume inférieur de moitié. En effet, la lentille externe serait fixe, le bloc optique parfaitement étanche, et le faisceau laser serait renvoyé sans aucune déviation sur la cible photosensible, l’électronique se contenterait alors de traiter le flux lumineux uniquement pour asservir la vitesse de rotation du disque et extraire les données utiles (audio) qui ne nécessiteraient pas de correction d’erreurs.
L’image suivante permet d’illustrer la simplification des asservissements dans un tel lecteur imaginaire :
Cela fait rêver, mais il n’en est rien. Pour compenser l’imperfection du support Compact Disc, les constructeurs ont rivalisé d’ingéniosité tant au niveau optique qu’électronique : bloc optique 3 faisceaux, mono faisceau, tracking tangentiel, radial, tracking fin par circuit hétérodyne, par décalage temporel (DPD), par push-pull ou par méthode 3-spots, focalisation par lentille cylindrique ou par angle critique, etc.
Dans la plupart des lecteurs CD, il y a quatre servo-systèmes individuels (trois seulement pour le système optique radial de Philips, le couple servo chariot / servo tracking étant « remplacé » par le servo-radial). Le servo-focus (permet le maintien de la focalisation du laser sur le disque en temps réel) , le servo-tracking (permet le suivi de piste par le laser avec correction en temps réel) le servo-chariot (en conjonction avec le servo tracking pour le déplacement de l’optique sur le rayon du disque), le servo-spindle ou servo-moteur disque (contrôle de la vitesse du moteur disque pour un maintien de la vitesse linéaire)
L’image suivante montre un synoptique simplifié des asservissements dans un lecteur CD :
En cas d’obligation de procéder à un alignement complet d’un lecteur CD de première génération, on distingue deux cas :
- Cet alignement fait suite au remplacement du bloc optique : c’est le cas le plus délicat, car un mauvais alignement mécanique ne permet pas un fonctionnement optimal du lecteur, même si l’alignement électrique est optimisé.
En d’autres termes, la procédure d’alignement électrique est prévue pour un ensemble mécanique parfaitement aligné. Le simple fait de remplacer le bloc optique casse l’équilibre réalisé en usine. - Cet alignement vise à remettre le lecteur en conformité avec ses caractéristiques d’origine suite à un déréglage "naturel". Après avoir vérifié les éléments mécaniques accessibles (courroies, gêne mécanique, nettoyage optique) les constructeurs proposent une procédure qui doit être suivie autant que possible.
Un troisième cas est proposé dans la documentation technique concernant le lecteur Audioanalyse ADD-200 : si des disques très sales ou rayés doivent être lus, une procédure de réglage adaptée doit être mise en œuvre...au détriment de la lecture des disques moins endommagés !
Si dans la majorité des cas les procédures d’alignement proposées par les constructeurs sont accessibles à l’amateur, quelques-unes ne peuvent être réalisées que partiellement, celles-ci nécessitant quelques outils spécifiques sans lesquels certaines étapes de la procédure sont impossibles à mettre en œuvre. C’est le cas pour des lecteurs des marques Technics, Toshiba et quelques autres.
Dans tous les cas, une procédure plus classique peut se substituer à ces étapes spécifiques en monitorant le signal RF et les signaux d’erreurs. D’ailleurs, certaines documentations indiquent que les valeurs de références fournies pour les différents réglages ne le sont qu’à titre indicatif, et qu’un réglage optimal nécessite la prise en compte de l’interdépendance des éléments optiques mécaniques et électroniques, ce qui sous-entend que l’observation et la connaissance des signaux et des formes d’ondes sont un plus pour mener à bien un ajustement satisfaisant.
Ajoutons que le réglage de gain de tracking par la lecture d’un disque neuf ne permet pas de prévoir le comportement du lecteur avec un disque rayé. Ceci explique pourquoi des CD spéciaux comportant des interruptions de signaux ou des points noirs de diamètres variés étaient proposés par les fabricants aux services de maintenance.
En ce qui concerne le lecteur Audioanalyse ADD-200, il convient d’identifier les solutions mécaniques et électroniques embarquées par l’appareil.
Le bloc optique TAOHS-L est de type mono-faisceau à focalisation par angle critique. Cette méthode est un choix effectué au niveau optique, et les réglages de gain et offset d’ampli de focalisation ne posent pas de problèmes spécifiques.
Le bloc optique de type Olympus TAOHS-L
Dans le cas du remplacement du bloc optique, il est nécessaire de régler la hauteur plateau dans les tolérances, puis de régler l’offset de l’ampli de focalisation. Ensuite, le réglage de parallélisme du bloc optique est effectué afin de positionner correctement la cible photosensible par rapport à la surface du disque. Cette manipulation est faite en monitorant le signal de Tracking Balance [différentiel (A+C) - (B+D)] pour un signal d’amplitude minimum et le signal RF pour une amplitude maximum, tout en jouant sur les vis de réglages situées sur le bloc optique. La suite de l’alignement dépend de la qualité de ces premiers réglages.
Le système d’asservissement de suivi de piste utilise la méthode dite hétérodyne à différence de phase. Cette méthode permet de détecter le signal d’erreur de suivi de piste à partir de la différence de phase entre le signal RF et le signal différentiel (A+C) - (B+D) échantillonné. Cette méthode implique de nombreux réglages. La deuxième génération de lecteur CD utilise plutôt la méthode de décalage temporel, très proche de la méthode hétérodyne, mais sans comparaison du signal RF avec les signaux (A+C) et (B+D), ces derniers étant directement appliqués à des comparateurs afin de les convertir en signaux numériques (1 ou 0). Le décalage temporel des deux signaux numériques ainsi obtenus délivre le signal de Tracking Error. L’intégration des composants est également plus forte sur cette deuxième génération de lecteurs, qui confie ces opérations à un ou deux circuits intégrés.
Asservissement de suivi de piste par détection de décalage temporel
Pour mener à bien l’alignement du circuit de tracking d’un lecteur tel que le ADD-200, il est nécessaire de comprendre le principe de contrôle de suivi de piste par la méthode hétérodyne, dans les grandes lignes :
Les sorties de la cible photosensible sont traitées deux à deux. D’une part est formé le signal RF [1] (A+C) + (B+D) et d’autre part le signal DL [5] (A+C) - (B+D).
Le signal différentiel DL (A+C) - (B+D) présente un déphasage par rapport au signal RF si la cible est anormalement éclairée suite à une perte de suivi de piste. Le sens de ce déphasage est fonction de la direction du faisceau par rapport à la piste perdue (gauche ou droite). Si le faisceau est sur la piste, le signal différentiel est nul.
Tracking servo par différence de phase (méthode hétérodyne)
C’est cette variation de phase qui va générer le signal d’erreur TE. Pour fabriquer ce signal TE, le signal RF [1] (A+C) + (B+D) est mis en forme [2] par une bascule à seuil. À partir de ce signal mis en forme, deux signaux distincts [3] et [4], correspondant aux fronts montants et aux fronts descendants du signal RF, sont fabriqués. Ces deux signaux sont ensuite utilisés pour échantillonner et bloquer le signal différentiel [5] (A+C) - (B+D), ce qui permet d’obtenir deux nouveaux signaux [6] et [7].
Le signal d’erreur envoyé vers la bobine de tracking (après amplification) correspond au résultat de la comparaison de ces deux signaux [6] et [7]. La partie [8a] de la courbe [8] correspond à la correction apportée en cas d’erreur de tracking à gauche, la partie [8b] à la correction apportée en cas d’erreur de tracking à droite.
La procédure de réglage du lecteur permet entre autres de générer les impulsions correspondants aux fronts montants et descendants du signal RF (point de contrôle "Sampling Pulse"). Un autre réglage permet d’affiner la position des impulsions par rapport aux "zero cross" du signal RF. On parle de "position d’échantillons". Le réglage général consiste à positionner l’impulsion en face des "zero cross" montants et descendants du signal RF et de procéder à un léger décalage en retard. Sachant que chaque passage par zéro du signal RF correspond à un pit sur la surface du disque - autrement dit à un niveau "1" dans le signal lu - l’échantillonnage du signal différentiel [5] (A+C) - (B+D) par les impulsions obtenues permet donc indirectement de contrôler le signal lumineux reçu par la cible photodiode à chaque passage d’un pit, et d’apporter la correction nécessaire par action sur la bobine de tracking.
Note : Le signal sinusoïdal de la courbe [1] représente un signal RF résultant de la lecture d’une piste hypothétique composée par des pits de longueurs égales.
Évidemment, une multitude d’autres réglages doivent être réalisés pour mener à bien l’alignement électrique du lecteur. Tous ne peuvent être détaillés ici, et je vous invite à consulter la documentation technique de l’appareil pour poursuivre son étude si vous le souhaitez.
Ces quelques explications permettent d’apprécier la relative complexité d’une opération de remise en état d’un vieux lecteur CD. Il est fréquent de lire — sur les forums de discussion — des demandes d’aide à la réparation postées par des membres, souhaitant être aiguillés dans leur recherche de panne. La difficulté à poser un diagnostic et à apporter les modifications nécessaires à la remise en état de ces matériels explique que ces demandes restent parfois sans réponse. Autrement dit, un lecteur de première génération ne peut être remis en état à distance, pour peu que l’on souhaite en effectuer une révision complète, d’autant moins s’il s’agit d’un lecteur japonais.
Les photos suivantes montrent quelques étapes de la rénovation du lecteur Audioanalyse ADD-200, présenté dans les grandes lignes sur cette page.
Avant cette intervention, le lecteur était en panne :
À la mise sous tension, le bloc optique partait complètement sur la droite (vers le bord extérieur du disque), sans détection de fin de course.
Ces symptômes peu engageant ont été éliminés par une révision complète incluant un démontage intégral, un nettoyage en profondeur de la mécanique et du bloc optique, et surtout par un remplacement de l’intégralité des condensateurs chimiques sur les 3 circuits imprimés. En de nombreux endroits, ces circuits imprimés présentaient des traces noirâtres provenant de fuites d’électrolytes de ces condensateurs. Nul doute qu’ils étaient la cause du dysfonctionnement du lecteur.
PHOTOS
La platine double, Servo et Alimentation, séparée par un dissipateur thermique bien dimensionné
Le système de chargement du disque
Remontage et premiers essais
Audioanalyse ADD-200
Pour terminer la remise en état, j’ai procédé au remplacement des ajustables de la platine HF et au ré-alignement complet du lecteur. C’est d’ailleurs l’occasion de fournir une petite astuce à ceux qui seraient atteints de "trimmerite" aiguë :
On lit souvent qu’il faut marquer les résistances ajustables (trimmers) à l’aide d’un feutre afin de repérer leur position préalablement à toute tentative de modification des réglages "usine". Procéder de la sorte et espérer être en mesure de rétablir le réglage initial exact en cas d’aggravation du symptôme de départ est une fausse bonne idée. Bien entendu, un réglage proche de la position initiale est probable et dans certains cas le lecteur retrouvera un fonctionnement correct (s’il l’était avant).
Cependant, un ajustable est d’une sensibilité telle qu’une rotation imperceptible suffit à modifier radicalement le comportement du circuit en cours de réglage.
Sans une observation du signal ad hoc à l’aide de l’outil préconisé (oscilloscope, multimètre, lasermètre, etc.), il sera impossible de rétablir un réglage de "best-eye" par exemple (ou tout autre réglage) en se fiant simplement au repère précédemment apposé sur le trimmer.
L’astuce consiste à retirer l’ajustable dont on souhaite modifier le réglage et à le remplacer par un ajustable neuf de même valeur. Suite à ce remplacement, des essais de lecture peuvent être faits en modifiant le réglage concerné (gain d’amplificateur de signal d’erreur de tracking par exemple) autour de la position du réglage de départ, la valeur de réglage de l’ancien ajustable pouvant être "recopiée" sur le nouvel ajustable par une simple mesure à l’aide d’un ohmmètre avant son montage, dans certains cas.
L’avantage de cette méthode est qu’elle permet d’éviter de dérégler définitivement et irrémédiablement le lecteur si l’on ne se sent pas capable de suivre une procédure d’alignement ou si l’on ne dispose pas des outils de mesures nécessaires.
À tout moment, l’ancien trimmer peut être remis à sa place et le lecteur retrouvera son état de fonctionnement initial ; au mieux, on sera parvenu à améliorer le comportement du lecteur grâce à cette modification, ce qui est assez souvent le cas en fonction du circuit concerné.
Il est utile de conseiller de ne pas opérer selon cette méthode pour les réglages de VCO et de courant Laser. Bien entendu, cette petite ruse n’est plus possible si un plaisantin s’est amusé à désaligner le lecteur avant vous… ce qui n’est pas si rare.
Les VR (résistances variables) on été retirés et soigneusement mis de côté car en cas de difficulté à optimiser un circuit, il peut être intéressant de récupérer le réglage initial en repositionnant le composant d’origine. Dans le cas de l’ADD-200, les nouveaux VR de la platine HF ont été remplacés d’un seul lot et l’alignement a été intégralement refait en suivant la procédure constructeur, sans aucune difficulté particulière, malgré quelques réglages plutôt délicats
Des essais prolongés du lecteur avant de décider de procéder au remplacement des ajustables et à un nouvel alignement complet ont révélé quelques défauts de lecture sur des disques apparemment propres. Depuis cette intervention, le lecteur tourne parfaitement quel que soit le disque.
Quelques photos supplémentaires sur la fiche du Audioanalyse ADD-200.
Mise à jour - 07/03/17 :
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