前文回顧

CD唱片是怎么做出來的？

或許很多普通消費者來說并不知道CD的生產(chǎn)流程。但由于前文提及到母版制作/編輯以及光刻系統(tǒng)，所以我覺得有必要把話題適當展開一下，跟大家簡單說說CD唱片的生產(chǎn)。而在上一期的CD唱片專題里面，我并未提及到關(guān)于CD唱片生產(chǎn)的內(nèi)容，所以就通過這期的專題文章再細說這部分的內(nèi)容。

唱片公司在錄音（數(shù)字或模擬）之后，經(jīng)過編輯和混音等一系列后期制作之后必須要制作一個數(shù)字母版，然后交由生產(chǎn)廠生產(chǎn)CD唱片。這些數(shù)字母版在不同時期會使用不同類型的載體。例如早期就使用錄像帶作為數(shù)字母版的載體（SONY PCM-1610/PCM-1630基于錄像機開發(fā)），如今的數(shù)字母版載體形式的可選性很多，而常見的做法是把數(shù)字音樂燒錄到刻錄光盤里或把數(shù)字文件存到USB盤，然后發(fā)給CD生產(chǎn)廠，甚至直接通過網(wǎng)絡(luò)途徑把數(shù)字文件傳給CD生產(chǎn)廠，郵費和載體的成本也省了。

采用壓膜方式生產(chǎn)CD唱片

壓模方式是最常用的CD唱片生產(chǎn)方式，其原理跟做月餅沒啥區(qū)別，用模具一個一個地做出來。CD唱片的模具是怎么做出來的呢？方式就是先做一張玻璃圓盤，這張玻璃圓盤使用前必須經(jīng)過打磨、清洗干凈，然后再玻璃圓盤上涂上一層光刻膠。完成這步驟后就會把這張玻璃圓盤以及數(shù)字母版放入光刻系統(tǒng)，光刻系統(tǒng)會讀取數(shù)字母版上的內(nèi)容再進行EFM編碼，控制激光頭的激光束聚焦到玻璃圓盤上，使得光刻膠發(fā)生光化反應(yīng)，從而生成一道連續(xù)排列的坑槽，這就變成了玻璃母盤，然后在玻璃母盤上鍍一層金屬膜，做成模具。

但這個模具還不能拿來壓成品CD，因為它的坑紋跟玻璃母盤是相反的，還必須通過這個金屬膜再沖壓出另一個金屬模具，讓這個新模具的坑紋與玻璃母盤一致，這樣才能生產(chǎn)成品CD唱片。

大家通過以上內(nèi)容可以了解到，生產(chǎn)一張CD唱片的過程需要經(jīng)過至少3次復(fù)制過程，所以現(xiàn)在有些國內(nèi)唱片公司推出1:1直刻唱片，就是通過數(shù)字文件直接燒錄到一張CD-R/CD-RW光盤里面，相當于一張數(shù)字母版，音質(zhì)肯定會比同樣的成品CD唱片要好，只是售價更貴。

Sony和Philips主導(dǎo)，開創(chuàng)早期CD播放機產(chǎn)業(yè)的局面

CD播放機的設(shè)計和生產(chǎn)同樣由SONY和Philips主導(dǎo)。世界第一臺商品化CD播放機是SONY由1982年在推出，型號為CDP-101。Philips在1980年從Superscope公司買下Marantz，以Philips和Marantz兩個品牌推出CD播放機，1983年推出第一款商品化CD播放機— CD100，對應(yīng)Marantz CD-63。此外，兩家公司還出售CD播放機的機芯、芯片等部件，以及數(shù)字電路解決方案，從而讓其他公司能推出符合其市場定位的產(chǎn)品，從而開創(chuàng)整個CD播放機產(chǎn)業(yè)的局面。

早期的CD機大量使用Philips和Sony的部件，有些型號還直接拿現(xiàn)成產(chǎn)品修改，如Meridian MCD就是拿Philips CD-100改外觀，MCD-Pro在原來基礎(chǔ)上改DAC，Straight Wire Audio QueCD專業(yè)CD機在Philips CD150基礎(chǔ)上加平衡輸出電路，實現(xiàn)距離傳輸。另外，近年來被熱炒的Revox、Studer、EMT這類廣播級CD機及其他歐洲品牌產(chǎn)品大多采用Philips機芯和DAC芯片。Accuphase、Cambridge、Copland、Denon、Harman Kardon 、Kenwood、Luxman、NAD、Onkyo、Wadia、Yamaha等多半采用Sony或三洋的機芯。

Meridian（英國之寶）MCD-PRO（左）和MCD（右）CD機

Philips LHH-0400光刻系統(tǒng)，搭載Sony PCM-1610 數(shù)字母版/制作設(shè)備，用于生產(chǎn)CD唱片的玻璃母盤

CD唱片與CD播放機是同期推出的，而Philips和Sony為了片源也是操碎了心。不但有自己品牌的唱片公司，還開發(fā)出源頭制作設(shè)備，包括數(shù)字錄音、編輯設(shè)備以及光盤生產(chǎn)設(shè)備。SONY先后開發(fā)出PCM-1610、PCM-1630兩套數(shù)字錄音和母版制作設(shè)備以DMC-1200光刻系統(tǒng)，Philips則有LHH-0400光刻系統(tǒng)，這些設(shè)備除了應(yīng)用在Philips和Sony品牌以及旗下唱片公司品牌，也向其他唱片公司出售這些設(shè)備。例如，著名的百年唱片品牌DG公司，還有EMI、DECCA、Nimbus Records等唱片公司就使用Sony和Philips的數(shù)字錄音/編輯，或者是光刻設(shè)備。如此一來就把CD唱片的整個產(chǎn)業(yè)鏈打通。

簡述CD機的D/A轉(zhuǎn)換部分

D/A轉(zhuǎn)換部分是一臺CD機最核心的部分，職責就是講二進制的PCM數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號。說到D/A轉(zhuǎn)換部分，大家的興趣點主要在于使用什么樣的DAC芯片。DAC芯片的性能固然重要，但同時也取決于時鐘電路、低通濾波、數(shù)字處理（數(shù)字濾波、超采樣處理）等這些外圍因素的影響，經(jīng)過多年的發(fā)展，數(shù)字電路、電子零件的性能在不斷地被改良，一方面性能在提高，另一方面也能適應(yīng)更高規(guī)格的PCM和DSD數(shù)字信號。

多比特與單比特D/A轉(zhuǎn)換

在DAC芯片方面，ESS、AKM、Bur-Brown、Wolfson、Analog Device、Cirrus Logic都是目前影音器材里面應(yīng)用得最多的幾個牌子。但在早期的CD機里面使用的主要是Philips和Sony兩家公司的產(chǎn)品。其中，Philips的DAC芯片最為發(fā)燒友所熟悉，例如：Philips公司推出的TDA1540、TDA1541系列、TDA1547。另外，像Bur-Brown公司的PCM1704、PCM1702、PCM63系列等都是被推崇的產(chǎn)品，從入門級機型到頂級機型都在使用。

早期所推出的DAC芯片大多數(shù)都是多比特DAC芯片，上述的TDA1540（14bit）、TDA1541系列（16bit），而Burr-Brown的PCM1704、PCM1702更分別能達到20bit和24bit，解析度更高。除了多比特DAC芯片外，還有單比特DAC芯片，俗稱“1bit解碼”，這種D/A轉(zhuǎn)換是通過Delta/Sigma調(diào)變器將多比特PCM數(shù)字信號轉(zhuǎn)成1bit PDM數(shù)字信號后再通過低通濾波變成模擬音頻信號，后來更演變稱DSD。但到底是多比特DAC好，還是單比特DAC好，在發(fā)燒友圈子里面一直在爭論，但不管是哪一個都有各自的優(yōu)勢和不足，這里就沒必要去討論了。

TDA1541系列、TDA1540、TDA1547都是早期CD機里面最常用的DAC芯片

超采樣與低通濾波

超采樣和的目的就是為了提高D/A轉(zhuǎn)換的性能，因為DAC在工作的時會產(chǎn)生量化噪音，而減低量化噪音的方法就是提高采樣率，讓量化噪音遠離人耳范圍，然后再通過低通濾波器把噪音濾除從而提高信噪比。早期的CD機通常會為DAC芯片搭配超采樣芯片，但由于超采樣的倍數(shù)不高（4~8倍），低通濾波電路相對復(fù)雜，會產(chǎn)生一些負面影響，后來超采樣倍數(shù)進一步提高，低通濾波電路就變得簡單。

如Mircomega Trio分體CD機里用的SAA7321單比特DAC芯片高達256倍超采樣（11.2MHz），Krell 參考64解碼器里采用4PCM63PK R-2R結(jié)構(gòu)DAC芯片，然后采用64倍采樣軟件算法，簡化了低通濾波部分的設(shè)計，同時信噪比又能得到大大的提高。

一體化，還是分體？簡述Jitter

在選購CD機的時候，有人會問，到底是分體好（通常指轉(zhuǎn)盤+解碼形式），還是一體化好？對于這個問題，絕大部分的旗艦機型都是分體設(shè)計，因為分體設(shè)計可以讓轉(zhuǎn)盤和解碼器兩部分隔離，各自有獨立的機箱和供電來減低相互干擾，甚至有些機型把供電部分再獨立出來，以進一步減低干擾。當然，也有少數(shù)廠家的旗艦機型是一體化的，如Chord Red Reference、Gryphon Ethos就是一體化設(shè)計的。

在一體化CD機里面，轉(zhuǎn)盤部分與DAC部分之間是以I2S界面?zhèn)鬏斝畔⒌?，而且兩部分共同一個時鐘電路，所以在傳輸過程中所產(chǎn)生的時基抖動（Jitter）很少。其時基抖動主要來自射頻/電磁干擾，震動，電源干擾等其他因素。

轉(zhuǎn)盤+DAC分體的CD機，可以解決上述問題。但兩部分都有獨立的時鐘電路，且兩者間的傳輸界面通常用S/PDIF、AES/EBU和TOSLINK光纖。轉(zhuǎn)盤部分需要先將I2S界面?zhèn)鬏數(shù)男盘栠M行調(diào)制，然后通過上述界面發(fā)送到DAC，DAC接收后再經(jīng)過解調(diào)后恢復(fù)，所以容易產(chǎn)生傳輸過程的時基抖動，所以必須通過一些輔助手段來減少時基抖動。

因此，怎樣從恢復(fù)一個精確的時鐘信號就是關(guān)鍵之一，方法有好幾種，而最常見的方法就是使用鎖相環(huán)電路（PLL）、FIFO等來恢復(fù)。但對于少數(shù)的頂級機型，轉(zhuǎn)盤和DAC兩部分都有同步時鐘輸入接口（Wordclock），然后再配置一個獨立的時鐘發(fā)生器，讓兩部分共用一個時鐘。例如，Esoteric、DCS這兩家公司推出的播放機就有這樣的設(shè)計。當然，這樣的播放機在售價上要比絕大部分的一體化機型，甚至分體機型要高出很多。

Esoteric老旗艦CD轉(zhuǎn)盤P-0就提供了同步時鐘輸入接口

除此之外，光驅(qū)讀取CD唱片時也會產(chǎn)生Jitter。因此，高端機型都會在CD轉(zhuǎn)盤部分做文章，通過加固、安裝避震部件，或其他設(shè)計方式等方式來減少外界振動的干擾，如Esoteric VRDS轉(zhuǎn)盤、SONY的固定光頭轉(zhuǎn)盤、先鋒的倒置轉(zhuǎn)盤等等，目的就是為了減少振動，提高讀取精確度，從源頭上減少時基抖動，提高聲音重播效果。

EsotericG-01X獨立主時鐘發(fā)生器

（未完待續(xù)）