Autocostruzione       

 

Modifica completa CD Marantz CD46 di Maurizio Daniele

 

 

 Di cosa si tratta

Modifica CD sostanziale

Chi lo ha costruito

Maurizio Daniele Maurizio.daniele@ericsson.com

Caratteristiche particolari

Modifica notevole

Mia presentazione

Veramente una bella modifica , si estetica che funzionale , spegata benissimo come tutte le altre realizzazioni  di Maurizio presenti sul sito.

Modifica di un lettore CD

 

Dopo la realizzazione dell’amplificatore OTL e l’affiancamento ad un paio di diffusori adeguati ci siamo resi conto che mancava ancora qualcosa.

Il lettore CD Marantz CD46 già in possesso di Fabrizio è un discreto lettore ma, prima delle modifiche, non era adeguato alla qualità dell’amplificatore valvolare; quindi occorreva fare qualcosa.

 

In prima battuta Fabrizio si è preoccupato di modificare l’estetica del lettore costruendo un nuovo cabinet per riprendere in toto l’estetica dell’amplificatore.

 

Prima…..

 

 

Il classico chassis da lettore di fascia economica.

 

E dopo….

 

 

Uno chassis realizzato con listelli di legno di noce e base in MDF. La finitura è la stessa utilizzata per l’amplificatore e quindi vernice mordente Liberon, passate di turapori e lucidatura finale a cera.

 

 

Da notare i comandi spostati sul lato destro dello chassis e la soluzione adottata per mantenere la pulsantiera originale; in pratica sono stati utilizzati dei tondini di legno che, attraverso alcuni fori passanti, vanno ad agire sui pulsanti.

A frontale è rimasto il display e l’interruttore di accensione che, per mantenere l’estetica analoga a quella dell’amplificatore, è comandato mediante pressione su una bellissima manopola dorata piuttosto che sull’anonimo pulsante di plastica nera.

 

La struttura finale, oltre ad essere sicuramente più bella a vedersi, risulta anche più pesante rispetto all’originale e questo non può che far bene in quanto a smorzamento delle risonanze.

 

Terminata la fase estetico-meccanica occorreva passare alla fase elettrica, come migliorare il suono di questo lettore?

 

Un’occhiata all’interno ha svelato che, come gran parte dei prodotti Marantz, anche questo lettore è praticamente Philips: meccanica di lettura, chip di decodifica e chip di conversione sono tutti della casa olandese.

 

La prima cosa su cui si è concentrata l’attenzione sono gli stadi di uscita, realizzati con il classico amplificatore operazionale e l’immondo condensatore elettrolitico. I condensatori elettrolitici sui percorsi audio possono essere utilizzati, quando sono di buona qualità, ma in questo caso….. orrore!

 

Il chip di conversione DA è un particolare componente utilizzato da Philips e Marantz nelle ultime serie di lettori CD, si tratta del TDA1545, un componente denominato “stereo continuous calibration”. Si tratta di un convertitore DA del tipo R-2R con uscita in corrente ma, a differenza dei modelli che lo hanno preceduto, ha la particolarità di presentare un forte offset in uscita.

 

Quindi è partita la ricerca in tutte le direzioni per capire come fare le modifiche. Dopo aver consultato la rete e la collezione di riviste, è saltato fuori un progetto che faceva al caso nostro.

 

Su un vecchio numero di Costruire Hi-Fi (la rivista delle cose ben fatte) l’autocostruttore Vincenzo Grazioso ha pubblicato lo schema di uno stadio di uscita a valvole (ovviamente) per il lettore Philips CD723 che, guarda caso, utilizza il chip TDA1545. Da questo progetto è partita l’elaborazione dell’adattamento per il lettore Marantz CD46.

 

Si potrebbe pensare che una volta trovato lo schema non ci siano più problemi, sbagliato, bisogna risolvere il problema dell’implementazione fisica verificando spazio a disposizione, accoppiamenti elettromagnetici, ecc….

 

La soluzione più economica è quella di montare i componenti su basetta millefiori ma, comunque occorre studiare un layout razionale per evitare di fare pasticci soprattutto con ci ritorni di massa.

Qualche studio al CAD ha permesso di trovare una disposizione dei componenti abbastanza razionale in modo da ottimizzare gli ingombri ed evitare di far sporgere le valvole dal coperchio.

 

Purtroppo lo spazio è quello che è e non c’è stato modo di far stare l’alimentatore nello chassis, poco male perché, i trasformatori più lontano dalle valvole sono e meglio è.

Quindi Fabrizio ha realizzato un altro chassis con la stessa estetica di quella del lettore.

 

l'alimentazione

 

Veniamo quindi alla descrizione della parte elettrica il cui schema è riportato a parte (per matenere la leggibilità)

 

Il circuito è diviso in tre parti, rispettivamente:

  • Convertitore Corrente/Tensione;

  • Circuiti di polarizzazione del convertitore;

  • Stadio di adattamento di uscita.

  •  

       

 

Il primo stadio è realizzato con due valvole Philips PC86, due valvole d’epoca non più in produzione e quindi reperibili solamente come NOS sui mercatini Vintage che trattano pezzi di ricambio per radio. Queste valvole sono triodi singoli e quindi ne occorrono due per realizzare un circuito stereo ma sono caratterizzate da un’elevata linearità, fondamentale per la funzione che devono svolgere in questo ambito.

Nella configurazione adottata le valvole funzionano come amplificatori a griglia comune per sfruttare la transconduttanza e quindi convertire la corrente di uscita del DA, applicata al loro catodo, in una tensione da prelevare sull’anodo.

 

il dettaglio dell'alimentazione

 

Da notare che nello schema elettrico le valvole PC86 sono rappresentate in modo un po’ diverso dal solito, trattandosi di un triodo singolo su case Noval ci sarebbero parecchi piedini liberi, così la Philips ha pensato bene di collegare anodo, catodo e griglia su più pin (questo consente parecchia libertà nel realizzare le connessioni); ho dovuto quindi creare un componente custom nella libreria del cad eagle.

 

Il punto di lavoro prevede una tensione di 160V sull’anodo con una corrente di quiescenza di 8mA. La corrente di riposo di ogni valvola è determinata dagli stadi di polarizzazione che, costituiscono l’unica parte a stato solido di questa soluzione.

 

 

Sul catodo di ogni valvola è presente un generatore di corrente costante a transistor polarizzato con un normale led rosso; per garantire un’elevata stabilità, il led è a sua volta polarizzato da un generatore di corrente costante realizzato con un FET. Il tutto alimentato con una tensione di 5V prelevata con un doppino dall’alimentatore originale del lettore CD.

La stessa tensione di 5V viene utilizzata per polarizzare la griglia di ogni valvola mediante un trimmer multigiri che deve essere regolato con attenzione (vedi più avanti).

 

La tensione anodica viene portata alle valvole mediante dei resistori di carico da 3,9kohm e disaccoppiata dalla linea di alimentazione mediante un filtro costruito con un parallelo di varie resistenze e un condensatore da 47uF disaccoppiato con un polipropilene da 1uF.

Il parallelo di resistenze è il frutto di vari ritocchi che si devono eseguire durante la taratura per avere sull’anodo delle valvole la corretta tensione di 160V.

NOTA: Nello schema originale c’era solo il parallelo di resistenze da 15kohm, il resistore da 3,3kohm si è reso necessario perché la tensione misurata sull’anodo era un poco più bassa, consiglio di partire con le due da 15kohm e poi verificare.

 

Ogni valvola PC86 è accoppiata in corrente continua con uno dei triodi contenuti in una valvola E88CC (Golden Dragon) e configurati come inseguitori catodici. La funzione di questi triodi è quella di eseguire l’adattamento di impedenza in uscita ad un valore sufficientemente basso per pilotare un pre-amplificatore.

La resistenza in serie tra anodo della valvola PC86 e la griglia della valvola E88CC funziona come “grid stopper” e ha lo scopo di evitare l’insorgere di oscillazioni.

 

Il segnale di bassa frequenza viene prelevato sui catodi della E88CC e portato in uscita mediante condensatori di filtraggio e disaccoppiamento.

 

La valvola E88CC è alimentata direttamente dalla linea senza interposizione di filtri RC ma con un semplice disaccoppiamento basato su un condensatore da 47uF bypassato da un polipropilene da 1uF.

 

Lo stadio, alimentatore a parte, è stato implementato su una basetta millefori posizionando le valvole in orizzontale. Il risultato finale è piuttosto ordinato (ogni scarafone è bello….) e cablando le masse nel modo corretto ha funzionato al primo colpo senza generare ronzii e rumori di vario genere.

 

Restano ancora da descrivere due relè che sono montati fuori dalla scheda.

 

Il primo relè è una finezza inserita per due scopi:

  • Evitare potenziali danni al chip DA durante le fasi transitorie di accensione

  • Possibilità di utilizzare lo stadio di conversione originale e l’uscita cuffie

 

Come visibile nello schema elettrico il relè RL1 ha un contatto normalmente chiuso che consente di collegare l’uscita del chip TDA1541 allo stadio originale, a relè eccitato l’uscita del TDA1541 viene invece collegata allo stadio di conversione a valvole. Il trucco sta nell’attivare il relè nel modo giusto, che vedremo tra poco.

I contatti del relè RL2 invece tengono l’uscita dello stadio collegata a massa per evitare bump all’accensione.

 

Le bobine dei due relè sono collegate in serie e si attivano contemporaneamente mediante un comando opportunamente ritardato fornito dall’alimentatore. In pratica il ritardo consente alle valvole di riscaldarsi e di collegare il convertitore DA solamente quando esse sono più o meno a regime stabile.

 

Il relè RL1 è stato posizionato il più vicino possibile al chip TDA1541 sulla scheda principale del lettore, l’operazione di collegamento non è delle più facili in quanto bisogna andare a tagliare delle piste sul circuito stampato e saldare dei cavetti schermati sui pin di un circuito integrato SMD. I cavetti schermati in uscita dal contatto normalmente aperto del relè sono quindi collegati sull’ingresso della scheda di conversione.

 

NOTA: Per evitare pericolosi loop di massa lo schermo dei cavetti deve essere collegato a massa solamente da una parte, va bene indifferentemente la scheda principale o la scheda di conversione. I cavetti devono comunque essere collegati solo dopo aver collaudato lo stadio a valvole.

 

Le piste da interrompere sono quelle che si dipartono dal piedino 6 per il canale sinistro e dal piedino 8 per il canale destro. Dai piedini occorre collegare i cavetti che vanno sui contatti centrali del relè RL1, sulle piste interrotte occorre collegare i cavetti di ritorno dai contatti normalmente chiusi del relè RL1.

 

Purtroppo non ho fatto fotografie dell’operazione in quanto le mie mani erano già abbastanza impegnate a tenere una lente di ingrandimento e il saldatore (evviva i polpi, Oppure comprarsi una lente orientabile con supporto…). Ad ogni modo una foto trovata su Internet può rendere l’idea (il TDA1541 è quel cosino in alto a sinistra).

 

 

Il relè RL2 è visibile in una delle foto ed è stato montato a ridosso dei connettori di uscita.

 

Le tensioni di alimentazione necessarie al funzionamento del circuito sono:

  • Alta tensione: 230V – 35mA per due canali

  • Tensione filamenti valvole PC86: 7,2V -350mA (filamenti delle due valvole collegati in serie)

  • Tensione filamenti valvola E88CC: 6,3V – 350mA

 

Queste tensioni sono portate alla scheda mediante fili di generosa sezione e opportunamente isolati tra di loro. I fili di alta tensione sono stati rivestiti con guaina termorestringente, il tutto poi incorporato in una calza di materiale plastico come visibile da foto.

Sul retro dello chassis del lettore è stato montato un connettore circolare maschio a 9 poli del tipo utilizzato per applicazioni militari.

 

Vediamo l’alimentatore, il cui schema è riportato a parte.

L’implementazione utilizzata differisce da quella originale presentata da Vincenzo Grazioso che prevede un impiego massiccio di regolatori LM317 . Per l’alta tensione ho utilizzato la configurazione “virtual battery” che utilizza un MOSfet come regolatore di tensione.

La particolarità di questa configurazione sta nel fatto che permette di ottenere una tensione continua alquanto pulita ed immune da rumore, molto simile a quella prelevabile da una batteria. Il trucco sta nel pilotaggio in tensione del MOSfet, realizzato con una tensione di riferimento ben stabilizzata mediante diodi zener polarizzati con corrente costante e filtrata con una cella CRC.

 

La tensione continua di partenza è ottenuta con il solito ponte di diodi e condensatore di livellamento.

Per evitare di far avvolgere un trasformatore su misura è stato utilizzato un trucchetto che consiste nell’accoppiare back-to-back due trasformatori uguali. Questo accorgimento consente di avere un trasformatore di isolamento che, perdite a parte consente di avere una tensione alternata di 230V.

Visto il costo dei trasformatori di isolamento la soluzione adottata si è rivelata più economica.

 

NOTA: Mai utilizzare direttamente la tensione di rete senza mettere un trasformatore di isolamento.

 

Per le alimentazioni dei filamenti è stata mantenuta la configurazione iniziale che prevede i classici regolatori serie con LM317. I trimmer di cui sono corredati i circuiti devono essere regolati per ottenere rispettivamente 7,6V e 6,3V.

Da notare che la massa del regolatore a 6,3V (filamenti della E88CC) è riferita ad una tensione di 160V ottenuta mediante un partitore resistivo sull’alta tensione.

Per questi regolatori si è utilizzato un terzo trasformatore toroidale dotato di due avvolgimenti secondari a 9V.

 

L’alimentatore è completato dal circuito di ritardo realizzato con un doppio timer LM556. Questo circuito integrato contiene due arcinoti LM555 che possono essere configurati a piacere, in questo caso uno come monostabile ed uno come astabile.

Il monostabile determina il tempo di ritardo con cui attivare i relè descritti in precedenza che, visti i componenti utilizzati, risulta essere di circa 25 secondi.

I relè sono pilotati mediante un transistor di bassa potenza, sufficiente allo scopo.

Per tutto il tempo di ritardo il led blu posto a frontale lampeggia ad una frequenza determinata dal secondo timer configurato come astabile, una volta scaduto il tempo di 25 secondi il led si accenderà a luce fissa.

 

Collaudo e Taratura

 

Dopo aver completato il montaggio ricontrollare visivamente il tutto più volte. Quindi procedere come riportato di seguito:

 

  1. Verificare che la scheda sia ancora scollegata dalla scheda principale del lettore CD.

 

  1. Lasciare l’alimentatore scollegato e accenderlo. Controllare che le tensioni corrispondano ai valori dichiarati nel testo, quindi:

·         Alta tensione: 230V

·         Alimentazione filamenti PC86: 7,2V

·         Alimentazione filamenti E88CC: 6,3V

 

  1. Lasciare scaldare un po’ l’alimentatore e verificare nuovamente le tensioni, quindi spegnere l’alimentatore.

  2. Attendere qualche minuto per scaricare i condensatori. Collegare le sole alimentazioni dei filamenti alla scheda principale e verificare le tensioni sui pin delle valvole:

·         7,2V tra il pin 4 di una PC86 e il pin 5 dell’altra PC86

·         6,3V tra i pin 4 e 5 della E88CC

 

Eventualmente ritoccare le tensioni mediante i trimmer sugli alimentatori, ad ogni modo è consentita una tolleranza di +/- 10% sul valore nominale.

 

  1. Spegnere l’alimentatore e attendere lo scaricamento dei condensatori.

  2. Sulla scheda delle valvole verificare che i due trimmer di polarizzazione delle valvole siano regolati in una posizione centrale (mai comunque ad uno degli estremi).

  3. Collegare tutte le alimentazioni alla scheda delle valvole e accendere l’alimentatore.

  4. Verificare che non esploda niente e che non ci siano eccessivi arrossamenti di filamenti ed anodi.

  5. Se tutto va bene attendere 10 – 15 minuti per la stabilizzazione del punto di lavoro, quindi con estrema attenzione collegare un voltmetro tra il catodo di una PC86 e massa, regolare il trimmer corrispondente fino a leggere 3,2V.

  6. Sempre con estrema attenzione collegare il voltmetro tra il catodo dell’altra PC86 e massa e regolare il trimmer corrispondente fino a leggere 3,2V.

  7. Attendere ancora 10 – 15 minuti e verificare nuovamente le tensioni tra catodo e massa.

  8. Se tutto è a posto spegnere l’alimentazione.

  9. Aspettare qualche minuto per lo scaricamento dei condensatori, quindi collegare le uscite del chip TDA1545 alla scheda delle valvole.

  10. Accendere l’alimentatore, mettere un CD nel lettore e…. buon ascolto.

 

La sezione valvole del CD

 

Elenco Componenti

 

Stadio valvolare

 

R101, R105, R201, R205: 1kohm – 1/4W strato metallico (Beyshlag)

R102, R202: 130ohm – 1/4W strato metallico (si può ottenere con un parallelo di 150ohm e 1kohm) (Beyshlag)

R103, R110, R203, R210: 330ohm – 1/4W strato metallico (Beyshlag)

R104, R204: 3,9kohm – 1W strato metallico (Beyshlag)

R106, R107, R206, R207: 15kohm – 1W strato metallico (Beyshlag)

R108, R109, R208, R209: 47kohm – 4,5W Ossido di metallo (Resista)

R111, R211: 470kohm – 1/4W strato metallico (Beyshlag)

P101, P201: trimmer 5kohm – multigiri in cermet

 

C101, C105, C201, C205: 2,2nF – 400V Wima MKP

C102, C202: 100nF – 400V MKS

C103, C203: 100uF – 25V Elettrolitico

C104, C204: 4,7uF – 400V Polipropilene Audin Cap

C106, C108, C206: 47uF – 400V Elettrolitico

C107, C109, C207: 1uF – 400V Polipropilene Audin Cap

 

Q101, Q201: transistor 2N2222

Q102, Q202: fet BF256

DL101, DL201: led rosso normale

 

V101, V201: valvola PC86 Philips

V102: E88CC, 6922, 6DJ8, ECC88

 

RL1, RL2: Relè 2 scambi con bobina a 6V (Omron, NEC)

 

 

 

Alimentatore

 

R1: 100kohm – 2W carbone

R2: 270ohm  - 2W carbone

R3: 10kohm – 1/4W strato metallico (Beyshlag)

R4, R6, R9: 220ohm – 1/4W strato metallico (Beyshlag)

R5: 15kohm - 1/4W strato metallico (Beyshlag)

R7, R10: 680ohm – 1/4W strato metallico (Beyshlag)

R8, R11: trimmer 500ohm – multigiri in cermet

R12: 330kohm – 1W strato metallico (Beyshlag)

R13: 180kohm – 1W strato metallico (Beyshlag)

R14: 2,2Mohm – 1/4W carbone

R15: 680ohm – 1/4W carbone

R16: 1kohm – 1/4W carbone

R17: 10kohm – 1/4W carbone

R18: 4,7kohm – 1/4W carbone

 

C1: 220uF – 400V Elettrolitico Kendeil

C2: 100nF – 400V Wima MKP

C3, C4, C5, C6, C7: 10nF – 400V MKS

C8, C9: 10uF – 400V Elettrolitico

C10: 22uF – 400V Elettrolitico

C11, C15: 4700uF – 25V Elettrolitico

C12, C14, C16, C18: 1uF – 63V MKS

C13, C17, C20, C22: 10uF – 63V Elettrolitico

C19: 1uF – 400V Polipropilene Audin Cap

C21: 100nF – multistrato

C23: 330nF – 400V classe X2

 

D1, D2, D3, D4: Diodo BA159

D5, D6, D7, D10: Diodo 1N4148

D8, D9: Diodo 1N4007

DZ1, DZ2: Diodo zener 100V – 5W

DZ3: Diodo zener 30V – 5W

DZ4: Diodo zener 7,5V – 5W

 

NOTA: la combinazione di 237V può essere ottenuta in vari altri modi combinando opportunamente in serie vari diodi zener

 

B1, B2: Ponte raddrizzatore 4 A

DL1: led blu 3mm

 

Q1: transistor MPSA92

Q2: Mosfet IRF830

Q3: transistor BC327 o equivalente

 

IC1, IC2: LM317

IC3: LM556

 

TF1, TF2: trasformatore 230V – 2x9V – 15VA da accoppiare back-to-back

TF3: trasformatore 230V – 2x9V – 15VA

 

Varie

 

Zoccoli noval per valvole

Morsettiere per circuito stampato

Zoccoli per integrati

Dissipatori

 

Spero di non aver dimenticato niente, ad ogni modo siamo disponibili per chiarimenti e suggerimenti all’indirizzo di posta

 

Maurizio.daniele@ericsson.com

 

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