Na początku narzuca się pytanie, dlaczego Philips?? A która z osób zajmujących się DIY nie miała przyjemności obcowania z odtwarzaczami tego producenta?? Philips stworzył niewątpliwie najlepszą bazę do przeróbek, wyposażoną w najlepsze na rynku napędy – cdm1/4/9 i jedne z najlepszych przetworników C/A na świecie TDA1540 i TDA1541. Na ich podstawie powstało wiele odtwarzaczy I transportów klasy hi-endjak np. Wadia, Theta, Macintosh etc. Sam rozpocząłem moją przygodę od przywiezionego z Niemiec Cd 8400 grundiga – naturalnie zbudowany na podzespołach Philips – transport cdm4 I przetwornik TDA1541 – następnie były m.in: cd100, 304, 304mkII i wiele z szczytowych osiągnięć Philips jak 960, 880. W latach 80-tych większość produkowanych na świecie odtwarzaczy opierała się na podzespołach tej marki.

Przejdźmy do historii powstania odtwarzaczy CD:
Już na początku lat 70-tych Philips wynalazł płytę Laserdisc, która umożliwiła cyfrowy zapis obrazu z optycznym odczytem danych, co było w ówczesnych czasach przełomem w reprodukcji obrazu. Parę lat później konstruktorzy Philipsa wpadli na pomysł użycia tego samego rozwiązania do zapisu danych muzycznych

Jeden z pierwszych odtwarzaczy Laser Disc Philipsa

Stało się to poważnym przedsięwzięciem, do którego firma podeszła bardzo poważnie. Do pracy nad tym projektem stworzono zespół złożony z najlepszych matematyków, informatyków, elektroników i muzyków ówczesnych czasów. Po 8 latach pracy, ustaleniu międzynarodowych standardów w tzw. Red Book’u, jesienią 1982r pierwszy seryjnie produkowany Philips CD100 odtwarzacz płyt kompaktowych ujrzał światło dzienne – w Europie premiera odbyła się w styczniu 1983roku.

 
Philips CD-100

Mimo początkowych problemów – braku płyt, ostrożnego i nieufnego podejścia konsumentów w wielu artykułach prasowych prześcigano się w euforii na temat odtwarzacza określając jego dźwięk jako idealny.
Stwierdzenie to wydaje się obecnie według wielu osób nierealne, przecież odtwarzacze pierwszej generacji uważa się za twarde, cyfrowe i całkowicie niemuzykalne.
Analizując całą historie powstania odtwarzacza CD, należało by podejść do tego stwierdzenia z bardzo dużym dystansem.
Philips w latach 80 był jednym z największych koncernów elektronicznych na świecie, dysponował najlepszymi inżynierami, informatykami, konstruktorami i jednym z najlepszych dyrygentów wszechczasów Herbertem von Karajanem – czy taki zespół z dostępem do największych osiągnięć techniki i niesamowitą wiedzą mógł stworzyć system grający nienaturalnie, twardo i nierealnie? I to wszystko z błogosławieństwem Karajana? Czy możliwe było, by jeden z najwybitniejszych dyrygentów, osoba obdarzona słuchem absoluntym nazwała dźwięk odtwarzacza brzmiącego twardo, nierealnie idealnym? Biorąc pod uwagę idealizm i charakter Karajana staje się to teorią raczej nie do przyjęcia.

Każdy, kto miał przyjemność obcowania z urządzeniami pierwszego serii wie, że są to urządzenia na pierwszy rzut oka kompaktowe, ale mimo to zbudowane bardzo solidnie, ciężkie – cd100, 101, 104 ważą ponad 5kg.
Już pierwszy test odsłuchowy tych urządzeń daje do myślenia.Dźwięk bardziej muzykalny i plastyczny od większości średniej klasy odtwarzaczy obecnych na rynku, lekko ocieplony z bardzo dobrą dynamiką, brak szorstkości i twardości. Po dokładniejszym wygrzaniu, pozostawieniu odtwarzacza parę dni pod     prądem niektóre aspekty się jeszcze poprawiają, ukazuje się dobrze rozplanowana scena i bardzo naturalna barwa, o którą ciężko w ówczesnych "wynalazkach". Po dokładnym odsłuchaniu odtwarzaczy na wielu płytach wniosek jest jednoznaczny – biorąc pod uwagę tamtejsze realia dźwięk rzeczywiście bliski ideałowi.

Porównywałem odtwarzacze wielu liczących się producentów z odtwarzaczami Philipsa pierwszej generacji i jedno jest pewne, żaden nie był w stanie prześcignąć go pod względem przekazywania emocji.I to wszystko z odtwarzacza 14 bitów, nawet nie 16 nie wspominając o dzisiejszych konstrukcjach 24 bitowych.

Aby dokładnie zbadać konstrukcje na czynniki pierwsze rozebrany został cd100 – zadziwiająca jakość wykonania, której raczej nie spotkamy już dzisiaj w odtwarzaczach klasy średniej. Nie pisze tu o wojnie elementów hi-end, super audio kondensatorach, rewelacyjnych izolowanych podstawach, specjalnie zawieszanych napędach, toroidalnych trafach jakże modnych w dzisiejszych czasach, ale o prawdziwej sztuce inżynieryjnej. Żadnych fajerwerków efektów specjalnych, tylko solidna dobrze wykonana robota.

Wszystkie elementy zamocowane są na stabilnej, masywnej odlewanej z aluminium platformie.
Wszystkie płytki drukowane są ekranowane, wszystkie układy scalone osadzone na podstawkach.      Układy scalone w obudowach ceramicznych. Wszystkie elementy wysokiej klasy Philipsa, brak jakichkolwiek tanich chińskich elementów. Cały układ w porównaniu z dzisiejszymi odtwarzaczami, gdzie za całość odpowiedzialny jest jeden układ, bardzo rozbudowany. Za każdą grupę funkcji odpowiedzialny jest jeden układ. Umożliwia to ingerencje w sygnał cyfrowy i zmianę aplikacji poszczególnych układów, – co w nowych konstrukcjach nie jest już możliwe.

Zasilacz zbudowany jest z dużego transformatora z 4 oddzielnymi uzwojeniami wtórnymi, 6 osobno stabilizowanych napięć, inwestycja, jaką można już spotkać tylko w urządzeniach klasy wyższej.

Napęd cdm0/cdm1 – pracująca w polu magnetycznym jednostka. Pierwszy napęd całkowicie wykonany z aluminium, wielokrotnie cięższy od współczesnych napędów – waga ok. 600gr w porównaniu z np. nowymi vam1201 ok. 70gr.CDM 0 produkowany był z normalnym silnikiem i 3mm płytą stalową trzymającą laser, cdm1 wyposażony był w silnik Hall’a, laser umiejscowiony na aluminiowym odlewie.

 Budowa cdm 0/ cdm1 jest imponująca. Duże ramie z aluminium, z obu stron osadzone na łożyskach odpowiada za odczyt, żadnych luzów, pełna precyzja. 6-cio soczewkowa optyka z soczewkami szklanymi firmy Rodenstock – do dzisiaj jednego z najbardziej renomowanych producentów optyk – we wszystkich dzisiejszych laserach używa się jednej plastikowej soczewki.
Ramię sterowane jest elektrodynamicznie tak jak w precyzyjnych urządzeniach pomiarowych, nie za pomocą sanek z plastiku + metalowych prowadnic i plastikowych kółek, które nie mogą działać bez luzów a o ich precyzyjności nie ma mowy. Silnik napędu jest parokrotnie większy od obecnie używanych, wszystkie elementy aluminiowe, nie ma mowy o tanim plastiku.

Transport zbudowany na wieki.Według danych Philipsa napęd cdm0/1 jest niezniszczalny, chyba, że zostanie uszkodzony mechanicznie. Precyzyjnie działające prowadzenie mechaniki odczytującej          połączone z wysokiej klasy optyką Rodenstock stwarza jakość odczytu, która nawet w dzisiejszych czasach jest wyznacznikiem jakości. Napęd odczytuje nawet bardzo podrapane płyty, z którymi sobie nie radzą inne lasery. Wynik testu pokazuje, że nawet rysa o szerokości 5mm nie powoduje problemów, nowe lasery już przy rysach 1,5mm nie gwarantują prawidłowego odczytu, nawet, gdy Redbook zakłada odczyt rys o wielkości do 2,5mm który gwarantuje bezbłędny odczyt bitów.
Jako przykład sprawności napędu cdm0/1 może posłużyć Philips cd100 pracujący od 1983 roku nieprzerywalnie (włączona funkcja repeat) w muzeum philipsa w Eidhoven. Nigdy więcej nie został wyprodukowany tej klasy napęd, były w historii podobne cdm4pro, cdm1 mkII, cdm9 pro, jednak żaden w konstrukcji nie był w stanie pobić cdm0. Dalsza historia napędów pokazała jak Philips systematycznie ograniczał koszty produkcji i upraszczał konstrukcje. Nawet ostatni z wielkich napędów – cdm9 – częściowo plastikowy, pracujący na plastikowych łożyskach uważany był za wyśmienity napęd, w wersji pro   używany w wielu hi-endowych konstrukcjach jak Mark Levinson czy Theta.

Przetwornik TDA1540 – pierwszy przetwornik na świecie.TDA1540 jest układem mono – w Philipsie CD 100 użyto 2 szt.

TDA 1540D

 Dlaczego więc 14bit?

Philips opracował system przetwornika C/A, będąc świadomy problemu w stworzeniu wysokiej klasy filtra cyfrowego ograniczył jego rozdzielczość do 14 bitów. Sony, które dołączyło do prac nad CD trochę później uparło się na stosowaniu techniki 16 bitowej. W tym czasie philips już miał rozpoczętą produkcje TDA1540. Uważał się więc przegrany w walce z Sony, który wprowadził wg wielu osób lepszy przetwornik (chociaż na logikę 16 bit będzie zawsze lepsze niż 14).
Jedynym jednak tego skutkiem mogło być zmniejszenie dynamiki – możliwy do uzyskania zakres dynamiki zmniejsza się o 12dB – (każdy bit jest w stanie odtworzyć 6dB)
14 bitów ; 84dB
16 bitów ; 96dB
W praktyce jednak ta różnica może zostać zlekceważona ponieważ nawet najlepsze nagrania cyfrowe nie osiągają dynamiki powyżej 70dB. Jest to spowodowane tym, że nie ma na świecie studia ani miejsca tak cichego, że możliwe by było nagranie z dynamiką 84dB. Nawet w naszych mieszkaniach nocą szmery i odgłosy nie schodzą poniżej 30dB. Aby w takich warunkach uzyskać wykorzystać dynamikę 84dB, trzeba by było słuchać z Głośnością 124dB co jest już dla człowieka bolesne nie wspominając o tym, że tylko nieliczne kolumny są w stanie przenieść taki sygnał bez zniekształcenia.

Philips stworzył ze swoim 14 bitowym przetwornikiem całkowicie wystarczającą rozdzielczość sygnału - 84db odpowiada najmniejszej różnicy w amplitudzie 0,005dB (przy 16bitach jest to 0,0015dB), ludzkie ucho w najlepszym wypadku odbiera za to sygnały z dokładnością do 0,5dB (stąd tez parowanie kolumn i głośników z dokładnością do 0,5dB)

Przejdźmy więc do Oversamplingu
Philips używa w cd100 zewnętrzny układ do podłączenia nadpróbkowania 4x. Gdzie więc na płycie jest 1 sampel, 3 pozostałe sample zostają utworzone z sampa pierwszego. Czyli pierwszy odpowiada samplowi który jest na płycie 2, 3 i 4 jest obliczany z sampla pierwszego. Oryginalne sample mają odstęp czasowy ok. 20ms, za pomocą układu opóźniającego wytwarzane sa 3 sygnały (echa) w odstępie 5ms.Te mają obniżony poziom i na końcu zostają połączone. W ten sposób oryginalny sygnał zostaje zmieniony przez OS, aby unaocznić sobie cały problem wyobraźmy sobie 4 głośniki ustawione w odległości 18 cm za sobą (ta odległość gwarantuje opóźnienie 5ms) i odtwarzające dźwięk od przodu w tył ze zmniejszonym natężeniem sygnału. Wynikiem będzie brak ostrości dźwięku na platformie czasowej jak i podzielenie energii akustycznej na 4 źródła. Taki właśnie efekt można usłyszeć przy użyciu OS. Wszystkie instrumenty wydają się 4x bardziej dynamiczne i 4x bardziej rozmyte. Dalszym problemem OS jest potrzebna bardzo duża dokładność zegara dokładności zegara. Niestety żaden ze starszych odtwarzaczy nie posiada takowego, w latach 80-tych konstruktorzy nie zdawali sobie sprawy z problemu, jakim jest jitter, uważano, że jeśli częstotliwość taktowana jest rezonatorem kwarcowym, to ta dokładność jest wystarczająca. Od lat wiadomo jednak, że by uzyskać wysoką jakość pracy układów cyfrowych, muszą być one wyposażone w wysokiej jakości zegar – jednak jego produkcja jest na tyle droga i zaawansowana, że występuje on tylko w bardzo drogich odtwarzaczach. Dodatkowo w przypadku użycia Os konieczny jest skomplikowany filtr, który pozwala wyfiltrować niezgodności fazy.

Pojawił się więc pomysł modyfikacji:
Może by tak ominąć OS, dokonać dodatkowych zamian w części cyfrowej by sygnał cyfrowy przekazany był bez zbędnych błędów do przetwornika, i dodatkowo zmienić filtr analogowy by bez zniekształceń mógł przekazywać sygnał analogowy do wyjścia. Jako pierwsze dokonana została zmiana w części cyfrowej.
Momentalnie znika opisana wcześniej niewyrazistość, dźwięki, instrumenty są bardzo dobrze namacalne. Dźwięk staje się bardziej przejrzysty, poukładany wyrazisty. Bardzo dobrze jest to słyszalne przy nagranych na żywo koncertach i oklaskach, tu mamy setki źródeł, które klaszczą, w oryginale źródła te wydawały się bardzo nieostre, zamazane. W wersji oryginalnej słyszymy mieszankę, coś w rodzaju szumu, po zmianach w części cyfrowej i analogowej dokładnie możemy zweryfikować pozycje klaszczących, jest ona wyraźnie rozpoznawalna. Naturalnie jest to tylko przykład i podobna poprawę widać przy wszystkich instrumentach, większe składy stają się bardziej wyraziste, czytelne, zamazanie sygnału i skumulowanie go w jedną całość znika.

Można się w tym miejscu zapytać, dlaczego właściwie NOS działa, gdyż wg teorii potrzebny by był filtr cyfrowy z spadku 100db przy 20khz, a NOS uzyskuje się jedynie 18db. Jednak nie słyszalne są żadne wady tego rozwiązania, dlaczego?
Wyjaśnienie jest proste. Słuch ludzki jest idealnym filtrem. Przy 20kHZ (częstotliwości, którą słyszą jedynie bardzo młodzi ludzie ludzki przebieg częstotliwości ma spadek o 80-db przy 24Khz jest to nawet więcej niż 140dB.) Po co więc filtr elektroniczny, jeśli nasz słuch filtruje o wiele lepiej i to bez błędów w fazie. Dodatkowo w głośnikach występuje następny filtr, który tworzy spadek przy 24Khz. Jeśli nasz       słuch sam tworzy filtr, po co więc dalsza zaawansowana filtracja elektroniczna.
Potrzebne stają się wiec zmiany w filtrze analogowym lub budowa całkowicie nowego stopnia wyjściowego, który pozwoli w całości wykorzystać zalety przetwornika. Dodatkowo dochodzą jeszcze modyfikacje zasilacza, lub całkowicie nowy zasilacz. Zegar precyzyjny. Zmiana kondensatorów w torze analogowym i cyfrowym + zmiana elementów w zasilaczu lub dodatkowy zasilacz.

Nowy moduł przetwornika C/A stworzony dla odtwarzaczy 14-bitowych Philipsa

 Po przeprowadzeniu wszystkich modyfikacji otwiera się przed słuchaczem nowy wymiar muzyki. Dźwięk znany dotychczas jedynie z drogich systemów analogowych, spójny, przestrzenny o naturalnej barwie. Prawie niewyobrażalnie oderwany od kolumn, o rewelacyjnej dynamice, z napięciem dynamicznym znanym tylko z koncertów na żywo do tego przekaz emocjonalny, który ciężko uzyskać w odtwarzaczach Cd tak chwytający za serce – emocjonalny i naturalny. Ostrość, twardość nieprzyjemny dźwięk? ..nic z tego, ten dźwięk jest porównywalny z najlepszymi odtwarzaczami analogowymi, całkowicie pozbawiony napięcia, nerwowości, których brak w muzyce na żywo.

Nasuwa się, więc bardzo prosty wniosek - wszystko, co zostało stworzone po pierwszej erze Cd było podyktowane jedynie warunkami ekonomicznymi, większa integracja, nacisk na cięcie kosztów.
CD100 kosztował w 1983 r. 2000DM, co stanowiło bardzo dużą kwotę (wartość pieniądza była o wiele   wyższa niż teraz) cena jednak musiała szybko spaść, poniżej 1000DM aby nowa technologia osiągnęła sukces komercyjny. Tak, więc ostre cięcia, brak odlewów aluminiowych (jedynie w topowych modelach) plastik zamiast metalu, małe idealnie obliczone zasilacze bardzo zintegrowane układy … tak było z roku na rok. Dodatkowo niektórzy producenci wyspecjalizowali się w napędach, inni w przetwornikach i układach cyfrowych – tak więc producent, który chciał wyprodukować odtwarzacz był zmuszony złożyć sobie go z podzespołów różnych producentów. Bez wielkiej wiedzy o technologii, z najmniejszymi możliwymi kosztami rozwojowymi.

Wystarczy popatrzeć na nowy, średniej klasy odtwarzacz cd – najtańszy z możliwych napędów –           całkowicie plastikowy napęd – laser kss213 kosztujący ok 20pln, mini zasilaczyk lub nawet lepiej, nędznej klasy zasilacz impulsowy. Jeden malutki, bardzo zintegrowany układzik – z wbudowanym filtrem cyfrowym, przetwornikiem c/a i układem wyjść analogowych kosztujący grosze i pozwalający za pomocą 2 – 3 układów stworzyć cały „wysokiej klasy” odtwarzacz cd. Niektórzy kupują gotowe moduły, zamykają je w ładnych obudowach ze złotymi gniazdami i za pomocą nowoczesnych metod marketingowych sprzedaje jako hi-end. Niekiedy dodając jeszcze własne wyjście analogowe, lub lepszy zasilacz. Nawet, jeśli któraś z firm chciałby stworzyć wysokiej klasy przetwornik lub odtwarzacz, niestety obecnie produkowane elementy na to nie pozwalają, nie znajdziemy na rynku, ani dobrego napędu, ani wysokiej klasy przetwornika C/A, dodatkowo dochodzą różne normy europejskie, które ograniczają producentów w użyciu wysokiej klasy elementów. Miłośnikom dobrego brzmienia pozostają jedynie elementy NOS, które umożliwiają wytworzyć własne urządzenia, jednak nie firmą produkcje masową. Przy tym wszystkim nawet wprowadzenie nowego formatu 24bit/192khz wydaje się zastanawiające, gdyż   płyta CD zawsze zostanie 16 bit/44.1Khz, a wojna nowych formatów i wprowadzenie coraz to nowszych rozwiązań prowadzi jedynie do ogłupienia i zdezorientowania konsumenta.

 cdn.... :)