Das Innenleben eines SACD Players - für Laien
- Das ist die kompette Platine eines modernen DVD-Writers - mit Microcontroller (Mitte), Motor-Steuerchip (rechts oben) und 2 Spannungsreglern
Als um das Jahr 1999 herum - abgeleitet von der CD (aus 1979/1983) - die nächst höhere Audio- Qualitätsstufe der rotierenden Scheiben entwickelt wurde - das waren dann 96 kHz Abtastfrequenz anstelle von 44 kHz und 24 Bit (Detailtiefe) anstelle von 14/16 bit, war die Chip-Technologie schon so weit gediehen, daß in einem CD/DVD Laufwerk nur noch ein großer Steuer-Chip mit "etwas" drumherum drinnen war.
Doch ein aktueller ganzer kompletter DVD-Video- Spieler sollte mehr können, als nur Audio- und Daten- CDs/DVDs abzuspielen. Und so wurden moderne Microcontroller für diese Aufgabe konzipiert. Das sind erweiterte Microprozessoren mit den ankoppelten und benötigten Zusatz-Chips, integrierter Speicherverwaltung und vielem mehr. Die CPUs in unseren PCs müssen nach wie vor von externen Sub-Prozessoren unterstützt werden wie zum Beispiel dem Speicher-Controller für das RAM und dem Peripherie-Controller für USB-Ports und Ethernet. Der Microcontroller hat das alles "onboard".
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Zum Vergleichen haben wir inzwischen mehrere SACD Spieler
Das sind Player von Onkyo, SONY und Pioneer, alle aus den Jahren 2002 bis 2005. Von allen haben wir die Service-Manuals und die sind teilweise sehr ähnlich und teilweise wieder sehr unterschiedlich.
Der SONY Player ist der älteste - mit noch vielen einzelnen ICs. Die lassen sich im Service Manual gut erklären. Die beiden Pioneers sind schon etwas moderner und haben ganz wenige ICs um den einen großen Microcontroller herum. Und der Onkyo ist den Pioneers erstaunlich ähnlich.
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Die Baugruppen eines SACD bzw. Video-Players - Beispiel Sony
- Im SONY NS 900 gibt es noch die vielen einzelnen Chips - später war das anders
Unser SOSNY NS900 ist noch eine der ersten Konstruktionen mit mehreren großen Microcontrollern. Er dient uns als Beispiel. - Das Player-Chassis enthält fast immer ein eigenes spezielles Netzteil. Dort im Netzteil werden mehrere Spannungen für die elektronischen und mechanischen Funktionen erzeugt. Eine Standby-Technik muß heutzutage enthalten sein und es darf keine Wärmeprobleme geben wie bei den externen Notebook-Netzteilen.
Alle uns bekannten SACD-Spieler haben keines unserer von den PCs her bekannten standard DVD Laufwerke. Die aus den PCs bekannten DVD und auch BlueRay Laufwerke können das nicht, nämlich die SACD-Scheibe mit dem 1bit Stream abtasten. So sind in den SACD-Spielern nur die reinen Mechaniken der uns bekannten DVD-Laufwerke enthalten. Die Intelligenz der Laufwerks- Steuerung sitzt jetzt auf dem SACD-Mainboard.
Jeder SACD / DVD Spieler hat natürlich ein Bedienteil mit Display und Remote-Sensor und den Tiptasten für die wenigen wichtigen (rudimentären) Funktionen. Der Rest wird fast überall per Fernbedienung und Onscreeen Display gesteuert.
Die wichtige Hauptplatine enthält - wie bei unseren PCs - alle Chips und Bauteile und Anschlüsse und das wars auch dann schon. Die Hauptplatinen werden von Generation zu Generation immer kleiner, weil auch in den Chips immer mehr Intelligenz konzentriert werden kann.
Das wichtigste Bauteil auf dieser Hauptplatine ist inzwischen der zentrale Microcontroller und der soll hier beschrieben werden.
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Der Microcontroller im Pioneer und anderen SACD Playern
- Der SONY von 2002 hat noch 8 große Chips
- Pioneer und Onkyo haben nur noch diesen einen
Beginnen wir zuerst mit dem SONY NS900. Hier haben wir eine ältere (aus 2001) noch recht umfangreiche Chip-Technik vor uns. Es sind mehr als 6 große Chips, die dort zusammen arbeiten. Das Netzteil des SONY ist dazu noch (recht aufwendig hinter dem Schnittbandkern-Trafo) in Analog- und Digitalteil separiert.
Bei den jüngeren (und billigeren) SACD- Playern von Pioneer und Onkyo ist das fast alles in einem großen Chip hoch optimiert und mit einem einzigen Schaltnetzteil für den digitalen und den analogen Bereich nicht so sehr auf den Hifi- oder SACD-Gourmet zugeschnitten
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Die ganze Intelligenz des Players ist in den einen großen Microcontroller-Chip per Software integriert und diese Firmware ist im Flash-Speicher abgelegt. Dieser Microcontroller-Chip steuert unter anderem den kleineren Motor-Drive Controller-Chip für den Laser-Kopf-Schlitten und die zwei oder drei Motoren des mechanischen DVD-Laufwerks.
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Solch ein Microcontroller hat zum Beispiel drei Speicher-Cips separat angeschlossen - einen 16 Mbit Flash-Speicher, den 64 Mbit SDRAM Chip und ein EEPROM, welches zum Aufheben der ausgewählten Konfiguration dient. Wie sie das bei Pioneer und Onkyo alles machen, ist Firmengeheimnis.
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Der Microcontroller muß aber mehr können.
Die gesamte Steuersoftware für das DVD-Laufwerk ist inzwischen hier im Microcontroller untergebracht, nicht mehr wie ehemals auf der Laufwerksplatine, damit neben den CDs und den DVDs auch die SACDs abgespielt werden können.
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In den Video-DVD-Spielern müssen die angelieferten komprimierten Video-Dateien nach den unterschiedlichsten Verfahren dekodiert werden. Und derer gibt es viele. Auch der 5+1 Ton ist nach unterschiedlichsten Verfahren kodiert und muß "entschlüsselt" werden.
Es gibt also einen AV-Decoder, einen Audio-Decoder, einen SACD-Decoder sowie die Anschlüsse für den Display-Chip und das Bedienpanel. - Bei fast allen SACD-Playern werden die dekodierten Audio-Daten über 3 Leitungen an 3 Stereo D/A Wandler geleitet.
Die digitalen Audio-Daten - insbesondere SACD und DTS und DVD-Audio sind streng reglementiert und werden auf maximales CD-Niveau herunter skaliert (runter gerechnet). Auch der notwendige Schlüssel für die Copyright Entschlüsselung desr SACD-Daten ist hier im Chip versteckt.
Die ultimative hohe Audio-Qualität der Audio-DVD und der SACD wird nur an den 5 analogen Cinch-Buchsen ausgegeben. Das hatte man so nie transparent publiziert und das wurde erst später mit weiteren Restriktionen wie Länder- und Erdteil- und Sprach-Kennzeichen ein KO-Kriterium für den großen Flop.
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Wenn das Signal analog raus kommen soll und muß, muß es irgendwo von "Digital" nach "Analog" gewandelt werden .....
Laut unserem aktuellen Urheberrechtsgesetz ist das Kopieren von digitalen Musiken (digitalen Werken insgesamt) für den privaten Gebrauch !!! mit dem Kauf des Mediums (zum Beispiel einer CC-Kassette, Schallplatte, CD, DVD, SACD) einmalig abgegolten und damit (in Grenzen) erlaubt.
siehe http://www.k7r.de
Nicht erlaubt ist das (eigene) Entschlüsseln (auch von vermeintlich) kopiergeschützten verschlüsselten Daten, also Filmen und Musiken. Damit war und ist das sogenannte Rippen von SACD Musiken mit der SONY Playstation-3 über den Umweg der dort extrahierten ISO Dateien und weiterer Programme samt (rückwärts herausgefundener) Entschlüsselungstechniken ein zweischneidiges Schwert.
Auch hat dieser technologische Umweg zu einer hochauflösenden PCM-Datei einige qualitative (absolut technische) Nachteile, die auf einer separaten Seite beschrieben werden.
Doch auch die Entwickler von SACD Spielern mussten irgendwie ein hochwertiges analoges Signal ausgeben können, wenn schon das Ausliefern eines hochauflösenden digitalen Audio Signals den anderen lizensierten OEM-Herstellern von SACD-Spielern per Lizenzvertrag nicht erlaubt war.
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Doch ein Spruch der EDV Spezialisten ist nach wie vor gültig. "Was Du da rein bekommst, bekommst Du auch wieder raus."
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Der Weg der Musik innerhalb des SACD Players
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- Das sind die häufigsten (PCM-) Digital-Analog- Stereo-Wandler von Burr-Brown von der preiswerten Sorte - her 3 Stück für 6 Kanäle
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- Der PCM Wandler mit 2 Kanälen
Wenn das 5+1 Audiosignal (aus den DVD-Videos) oder auch das 5+1 SACD-Signal im Microcontroller (im DSP Bereich) dekodiert und entschlüsselt worden war, wurden die bis zu 6 Kanäle über 3 digitale Leitungen an die drei (Stereo-) D/A-Wandler übertragen.
Bei den Qualitäten der D/A-Wandler hatte sich in den Jahren seit der CD sehr viel getan. Die Bitraten bis hoch hinaus zu 192 Kilobit/s und einer Detailtiefe von 24 bit werden überall erkannt und verarbeitet (gewandelt). Und auch da ist es wieder wie überall in der Chip-Technik, mal wird "besser" und mal weniger gut gewandelt. SONY hatte sich deshalb eigene D/A-Wandler konzipiert.
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Im Vorgriff auf die nächste Seite ....
Und genau an dieser Stelle zwischen dem Microcontroller und dem(n) D/A-Wandler(n) steht (in bestimmen SACD-Playern) das ehemals verschlüsselte DSD-Audio-Signal digital entschlüsselt jetzt als PCM-Signal zur Verfügung und genau dort kann man das hochauflösende Audio-Signal - und jetzt legal - "abgreifen". Der verschlüsselte SACD-Bit-Stream von der SACD ist nämlich an dieser Stelle bereits in ein entschlüsseltes offenes hochauflösendes PCM-Signal umgewandelt worden, eigentlich im Prozessor (im DSP) umgerechnet worden.
Es wird damit beim Abgreifen der digitalen Audio-Daten an dieser Stelle weder ein Copyright noch ein (europäisches) Entschlüsselungsverbot verletzt.
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Die Pin-Belegung des Burr-Brown A/D-Wandlers ist seit langem public und kann angezapft werden. Alle bei uns eingelandeten SACD-Spieler werden in den Service Manuals ziemlich genau beschrieben. - Findige Ingenieure haben deshalb sogenannte Paddleboards entwickelt, auf denen sowohl die Impedanzwandler zum Entkoppeln der abgegriffenen Signale am Ausgang des Micrcontrollers wie auch die digitalen SPDIF- Schnittstellen implememtiert sind.
Mehr darüber steht auf dieser Folgeseite.
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Die Frage nach der angeblichen ultimativen Qualität ist hoch komplex.
Doch auch das steht bei uns wieder auf einer anderen Seite.
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