L' unica cosa che posso dire è che hai ragione (ma questo già lo sapevi): selezionando l' ingresso CD sul sinto, fatto correttamente il pairing tra pennetta e telefonino (cosa che avrai verificato collegando una cuffietta direttamente alla penna) tutto dovrebbe andare, io stesso ho fatto qualcosa di simile (con il chromecast audio) usando l'ingresso CD.
Per mandare musica dal telefonino senza cavo il sistema alternativo al bluetooth è il wi-fi ma tutto alla fine si concretizza nel collegare un dispositivo aggiuntivo (come il citato chromecast audio) all' ingresso CD (o altro analogo).
L' unica differenza, non banale ammesso che il tutto funzioni, è che il chromecast audio (o dispositivi simili) può essere collegato via ottico (ha l'uscita ottica in combo con l'analogica sul jack da 3,5) utilizzando così il DAC interno del sintoamplificatore con un certo guadagno in qualità.
Visto però che non riesci selezionare l'ingresso analogico CD non so se usando l' ottico le cose cambierebbero in meglio.
Detto per inciso il ch audio è reperibile solo su ebay (è fuori produzione) e funziona solo con telefonini android.