CD420激光唱机介绍

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《无线电》杂志曾陆续介绍过数字音响和CD唱机方面的知识,随着国外CD唱机,唱片的商品化对国内市场的冲击和国内爱好者逐渐对其高指标高性能认识的深化,已有越来越多的人渴望拥有CD唱机。

由于一般市售的CD唱机价格多在2000元以上,难以普及。为了宣传普及CD知识,我们针对爱好者能自己动手的特点、介绍一种物美价廉的CD420型机,它十分适于组装或与放大器、录音座拼装为一体化CD唱机,其售价只有市价的六七成。本文首先对CD系统的基本工作流程作一个概述,然后针对CD420的特点,组装方法和唱片维护等给予介绍,目的是使读者对CD系统有更多的认识。

CD唱片的直径一般常用的为12cm,厚1.2mm,片基采用聚碳酸脂材料,同传统唱片一样经注塑模压而成。

图1
图1 🔍原图 (720×497)

CD唱机的框图如图1。直径0.78μm的激光束由物镜聚焦成光点,通过聚焦伺服控制使光点聚焦在信号坑所在的平面轨迹上,要使激光光点能正确跟踪按螺旋线形状排列的信号坑,必须进行跟踪伺服,激光点在有凹坑的部位产生散射,在无凹坑的地方产生反射,再次返回物镜,通过棱镜折射后导人光敏二极管检测器,由此转换为电的数字信号。唱片由唱片电机驱动,因唱片内圆和外圆上凹坑的密度与图形相同,所以光拾音器也必须以恒定的线速度(1.2m/s)对凹抗进行循迹读取,因而电机的转速不是恒定的。从里圈开始处至外圈结束处,转速由每分钟500转减至200转。为使唱头按恒线速度扫描,要用检测信号检测出光拾音器与唱片中心的距离,由此算出转速,然后由计算机对唱片电机进行控制。光拾音器是极精密的光机系统,唱片每转一周,拾音器要在经向上向外国方向移动1.6μm,因此光拾音器旋臂必须平滑而精密地移动,一般是用滑轮和齿轮等机械装置进行减速。而在选曲时光拾音器又必须在几秒钟之内对有乐曲的区域完成快速寻找过程,这时要根据盘片上的控制代码取出检测信号并送进伺服机构,从而使光拾音器准确到达目的点。

光检测器的输出经前置放大器整形后送入数据分离电路,以正确识别从0.9~3.3μm变化的几种信号坑的长度及彼此间距,从而分离出盘片上录有的各种信息代码,并产生住时钟信号。当CD唱片沾有灰尘或有轻微划伤或沾上指纹时,将不可避免地导致信号读取时产生错误。CD唱机能够对这些错误进行纠正,其原因是CD唱片在记录过程中运用了编码技术。

飞利浦的SAA7210和索尼的CX23035是两种较新的信号处理芯片,可以完成数据分离、解码、纠错及电机控制、内插消隐等功能,是目前CD唱机信号处理芯片的主流。

目前CD唱机的品种繁多,档次高低不同。其区别主要在于信噪比、总谐波失真,动态范围等几个指标上。反映在电路中,区别主要在于DAC(数模转换器)的位数,高档机在18位以上,普通机则多为14位;起取样频率的倍数(标准取样频率是44.kHz)高档机为8倍,普及机则为2倍或4倍。此外高档机还附有数字信号输出,其选曲精度、检索功能和可靠性方面的要求更高。有的高档机采用分体型,两个机箱分别装有独立电源,一个装有唱盘机构,包括光拾音器和传动机构及全部数字信号处理电路;另一个装有DAC电路和音频放大输出电路,从而消除了转动唱盘部份对音频电路的影响,将数字电路与模拟电路通过电源而产生的干扰降低至最低,提高了整个系统的性能。当然,广大爱好者对一般指标的CD唱机已能满足,只有屈指可数的“金耳朵”才会问津高档机,因为对听惯了磁带机的人来说,最普通的CD唱机所产生的音乐效果也足以令他们惊讶。

CD420散件采用飞利浦IC(信号处理芯片为SAA7210)和光机系统(即机芯),其特点是主线路板与机芯连为一体,整体长竟高尺寸为250×190×73(mm),外观见图2。如果准备装入宽度为420mm或360mm的标准机箱中,还可以在所空出的另一半位置装过功率放大器或磁带机(以构成CD翻录机),适合爱好者拼装。但在设计后级放大器时要考虑以下两点:①接口电路(可以直接馈人),②CD唱机有较大动态范围的特点(有条件的输入驱动可加高速运放级)。如果由工厂加工,可以构成系列化的CD座(加入不同形式的功放),以满足各种环境的要求。该机采用单光束系统(相对于三光束而言,光路简单,生产上不需严格调试,没有来自相邻轨道的干扰,日本CD机多为三光束型。前装式盘仓,自动进出,频响范围20~20000Hz,总谐波失真小于0.03%。经实测,信噪比、动态范围和通道分离应指标均优于85dB,线路输出电平1.7V(rms),其抖晃率在测试限度以下,功耗11W。该机有编程选曲,正反向选曲,快进快退,循环放唱,显示方式切换,暂停及盘仓进出等11个较触控制键。

图2
图2 🔍原图 (1542×1207)

图2所示主板上共有四组插座,①接控制与显示板,共有11条线,②接盘仓驱动电机,在出厂时已连好,③接入两组9V交流输入(用15至20W变压器),④为线路输出。由于使用LSI和微处理器控制,机芯和主板出厂后不再需要用户调整,只要接上插头即可工作。因CD420的线路输出电平较高,其插头应接在放大器专用CD插座或线路输入端上,而不能接入普通电唱机输入端,以免使放大器过载,该机底都有两颗搬运螺丝,目的是搬运时用以固定唱头,若在搬运时没有安装,光学旋转臂便会前后摆动,可能致使光电部分损坏,机器在固定位置后必须将其旋下。由于盘片的机械加载装置结构简单,易损件极少,加上运用了LSI,CD唱机的故障率远低于磁带录音机,而且平常对CD唱机的维护也很简单。当物镜沾上较多灰尘时,只要用软布轻轻揩去即可,除此没有需要清洗或上油的部位。有一点需要说明的是在通电后机芯工作时最好不要用眼睛直视光拾音器物镜,以免灼伤眼睛或引起不适,虽然激光束的输出只有几十毫瓦。通电后,可看到光拾音器上下摆动即说明有激光束输出,同时唱片电机间歇旋转两次,表明光机系统正常。虽然CD唱片上已有一层透明塑料保护膜而不怕触摸的污染,但在取放时最好拿着片的外沿而不要接触信号面。一旦唱片污染可用眼镜布或麂皮软纸巾沾着专用CD清洁剂沿片的径向擦拭。(周伟都)