Tweakings HCFR : des « Stages » pour Panasonic DP-UB420 / UB424

Tweakings HCFR : des « Stages » pour Panasonic DP-UB420 / UB424

Tweaking « Changement de l’oscillateur du masterchip » :

Lors du tweak de l’alimentation « Stage 3 », nous avons préparé l’alimentation pour que celle-ci puisse recevoir une horloge de type TCXO. Ainsi le fait d’avoir ajouté les 2 composants sur la carte mère, permet de limiter l’impact de l’installation de cette horloge sur la stabilité du 12V qui alimente la carte mère.

Maintenant l’oscillateur permet de cadencer le masterchip. Or cet oscillateur est également une référence de temps pour le composant. Je m’explique, l’oscillateur installé sur la platine UB420 est un 25MHz. Ce qui signifie, que si l’on branche un oscilloscope, la sinusoïde a une période de 1/25 000 000, soit 40 nanosecondes. La différence entre un oscillateur d’origine (un quartz) et un oscillateur plus évolué (TCXO, OCXO, …) concerne la stabilité de cette fréquence.

Certains composants basiques vont être plus facilement perturbés en termes de fréquences par comparaison avec une horloge plus élaborés. Et les perturbations pouvant altérer cette stabilité en fréquence peuvent être de différentes origines : variation de température, rayonnements électromagnétiques, perturbations de certains niveaux de tensions, les vibrations mécaniques …

Bref, ces perturbations peuvent entraîner des erreurs d’ordre temporel.

Or par rapport au temps théorique idéal (ici 40 nanosecondes pour une période), ces erreurs peuvent faire fluctuer cette période à la baisse, comme à la hausse (par exemple, 35 nanosecondes en mini et 45 nanosecondes en max, une valeur prise ici au hasard).

Maintenant il faut savoir qu’un quartz est extrêmement sensible à la variation de température. Dit comme ça, on n’en voit pas forcément tout l’impact. Aussi vais-je prendre un exemple afin que l’on puisse comprendre un peu mieux la problématique.

Prenons une musique en 96 KHz, le temps théorique entre chaque valeur envoyée à l’ampli est de 1/96 000, soit 10.4 microsecondes. La musique est échantillonnée toutes les 10.4 microsecondes. C’est-à-dire que toutes les 10.4 microsecondes, la valeur d’un signal envoyé à l’enceinte peut changer. En d’autres termes le masterchip change la valeur du signal tous les 10.4 microsecondes / 40 nanosecondes, soit toutes les 260 oscillations de l’horloge.

Maintenant imaginons que pour une raison extérieure (T°, perturbation, …), le quartz n’oscille pas à sa valeur théorique de 40 nanosecondes, mais à 45 nanosecondes, potentiellement, durant cette perturbation, le processeur ne changera pas de valeur toutes les 10.4 microseconde théorique, mais tous les 45 nanoseondes * 260 = 11.7 microsecondes. Dans les faits, cela ne se passe pas vraiment comme cela, mais on va dire que la stabilité en fréquence du quartz fluctue en permanence (en + ou – par rapport à sa valeur théorique).

D’où le fait que changer l’horloge d’origine permet théoriquement d’améliorer la stabilité de la référence temporelle du masterchip.

Ainsi et par le passé, j’avais effectué ce genre de modifications sur mon OPPO 103D et je me suis dit que cela ne pouvait pas faire de mal à ma Panasonic UB420.

Le travail à réaliser pour changer cet oscillateur tient en ce schéma théorique :

 

C’est plus ou moins ce qu’il faut faire pour changer d’horloge et c’est vrai pour l’UB420 où ce schéma est également valable (dans les grandes lignes pour toutes les platines du marché).

Pour faire simple, on va dire que la partie en bleu correspond à l’horloge TCXO que vous avez acquise (même si personnellement j’ai pris une SELLARZ HPRC-331_SE 25MHz) sachant que l’avantage d’une horloge TCXO, c’est qu’elle compense les variations de fréquence en fonction de la température, ce qui permet d’améliorer la stabilité de l’oscillateur.

De plus une horloge TCXO n’est pas gourmande en énergie, à l’inverse d’une OCXO par exemple. La partie en vert, correspond (plus ou moins) à ce qu’il y a d’installé sur la platine. On remarquera au passage, que l’ampli (le triangle avec un petite cercle au bout) est intégré dans le masterchip de l’UB420. Le principe est le suivant, il faut enlever les composants en rouge (le quartz, et les condensateurs).

Dans le cas de l’UB420, il y également une résistance à enlever en plus par rapport à ce schéma. Mais à la limite ce n’est pas obligatoire.

En pratique, au préalable il faut démonter complètement la carte mère de la platine, et enlever le radiateur du masterchip. Ce n’est pas très compliqué à faire, le plus important étant de ne jamais forcer pour éviter d’endommager un composant ou une nappe. Une fois que cette opération est réalisée, il faut identifier les composants à enlever.

Nous allons devoir dessouder les composants suivants :

  • La Clock
  • C1
  • R1
  • C2

Avec une astuce pour dessouder : pour dessouder C1, C2, et R1, c’est assez simple, même si les composants sont petits. Le plus dur est de ne pas dessouder le composant d’à côté (R2). Pour dessouder le quartz d’origine, c’est du simple quand on connait le truc. En fait, il faut prendre un fer suffisamment puissant, poser le fer sur le capot du quartz et ajouter de l’étain. Au bout de quelques instants, l’étain va se positionner sur le capot du quartz et quelques secondes plus tard, le composant va bouger tout seul. Pas la peine de forcer, sinon cela risque de dégrader les pistes de la carte mère.

Bref, il faut faire cela tout en douceur. Ensuite on enlève le surplus d’étain sur les soudures de la carte mère avec de la tresse à dessouder. Puis on nettoie les soudures avec de l’essence F, pour enlever les traces de vernis cramé par le fer à souder.

Pour souder la nouvelle horloge voici les 2 points à souder.

Un conseil : j’ai fixé le câble coaxial avec du kapton sur PCB de la carte mère, et à différents endroits. Et ensuite j’ai soudé l’âme du coax au « + » de la photo ci-dessous, puis le blindage (en ajoutant une petite résistance de 10 ohms) au « – ». Cette petite résistance permet de minimiser le courant traversant le blindage tout en le référençant à la masse.

Bref, cela minimise l’effet de la boucle de masse au niveau de l’horloge TCXO.

Au préalable à la fixation du câble sur le PCB, j’ai dénudé le câble et je l’ai positionné correctement pour faciliter le soudage par la suite :

 

On remarque que 2 bornes du quartz d’origine sont en commun (voir photo avec le « + » et le « -« ), mais ne sont pas reliées à la masse.

Pour faciliter le montage du câble coaxial de la nouvelle horloge, il est possible de relier un petit fil entre le « – » que j’ai repéré sur la photo, et une des 2 bornes (celles qui sont reliées ensemble par une petite piste) de l’emplacement du quartz d’origine. Puis souder le blindage sur l’autre des 2 bornes.

Pour l’alimentation de l’horloge Sellarz, j’ai soudé 2 fils sur les 2 broches que j’avais prévu dans le tweak « Stage 3 » de l’alimentation.

Pour le placement de l’horloge dans la platine, il est vrai qu’il n’y a pas beaucoup de place dans celle-ci.

Ainsi et personnellement, puisque je n’utilise pas de module WIFI, j’ai donc collé au double face l’horloge sur le module WIFI, mais je ne connecte pas le module WIFI à la carte mère pour éviter que le 2.4GHz ou le 5GHz ne viennent perturber le fonctionnement de l’horloge que je viens d’installer.

 

Voilà j’espère que tout ce tutoriel vous aura plu et au plaisir de vous retrouver sur le sujet HCFR dédié à ces tweakings.

 

Gérald_kaizen
HCFR – Novembre 2019

 

 

– Lien vers le sujet HCFR dédié à cet événement exceptionnel PAVS 2019 : https://www.homecinema-fr.com/forum/event-officiel/2019-paris-audio-video-show-sa-19-di-20-oct-t30095509.html

 

 

 

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