深入了解CD唱盘-CD唱盘是如何来循迹而不会误读上期谈过了CD唱盘是如何的来读取CD片信号,这期将再谈一下CD唱盘是如何读取这些讯号而不会错误!首先读者们必须知道在CD唱盘内的CD,它在播放时的转速不是固定的。传统的LP是保持33 1/3rpm 的速度。与LP相较,CD是根据拾取信号之置而变化其转速,以确保1025n/s 的等线性速度。而CD片均是由最内圈唱起,而慢慢地播放至外圈的,所以在接内圈边缘拾取轨迹时的旋转速度为500rpm,当往外拾取时,转速会渐渐地慢,直到最小的200rpm。也必须如此,CD信号的读取资料才能以一定的资比率读进。而有关CD片的转速控制及聚焦控制系统是息息相关的,请参见图一的方块图。而CD唱盘中会有一错误改正IC,它会将读取之资料输入率与由振荡晶体所产生的常数频率互相比较,如果单位时的讯息输入率大于此参考常数频率时,转盘转速便会减慢。反之,当讯息输入率小于此常数频率时,转盘马达便会加速了。如此我们才维持一定的资料率,而这也是CD没有Wow及Flutter杂音的原因。而CD唱盘在有了稳定的转动箹统之,接下来讯号之读取就成为必然要件。而我们也知道CD片上的凹□坑洞即是信号产生的来源,亦是激光束要照射并读取的地方。我们来看看图二。因为使用于CD系统的光学拾取焦点深度仅为±2um,如果讯号面偏移出这个范围,自然地这样做为检知讯号的拾取法就成为不可能的了。然而很不幸地,当盘片在旋转时,垂直不规则的移动所造成聚焦点移动达上百次以上,因而有移动物镜向上或向下的聚焦伺服系统的必要,以防止讯号面脱离了焦点。 图(a )中的绕射机功能在此说明一下,因为当光绕经过窄缝时,会产生第一光束、第二光束....等等,而这些与主光束有着不同的角度。在些光束之中,第一光束能量约为主光束之20%,故通常均用第一光束来做轨迹伺服用。而不管在盘片上的聚焦是否正,反射都会透过圆柱透镜,并被四个分开的检知器(图中十字方块中之A、B、C、D四个区域)检知。由于反射光经过此透镜后,在垂直部份与水平部份的焦点不一,因此经过透镜里的光束呈椭圆形,当检知器置于适当位置上时,亦即当盘片聚焦正确时,则在检知器上的光点即成圆形,否则会呈现椭圆形,如图二所示A、B、C、D四个检知光点,其输出与光点区域成正比例,然后由( A+C )-( B+D )输出,以做双轴组件伺服(聚焦伺服)图是主光点及旁光点如何地来对准轨迹,以避免跳轨情况发生的方法。图四为旁光点检知器与主光点检知器的位置关系图。 旁光点又称为副光点。副光点用于轨迹伺服,以使主光点在盘片上轨迹正确(可参见图三,(b)图显示不正确的轨迹,(C)则显示正确的轨迹。例如(a)、(b)副光点检知的输出相等。 另外,伺服电路的结果必须用于实际的修正动作,而双轴组件(2-Axis Device)就是用来完成这项修正的动作。我们为了读出记录在盘片上的资料,所以需要激光束经常地聚焦于音谷轨迹之上,且不能产生偏移情形。为了达成如此的需求,则物镜要被上述的伺服控制电路控制其向前或向后移动(聚焦)或是向两旁左右移动(寻轨及循轨。)图五则显示双轴组件的结构,它是一种圆柱形,当它在杆子方向上移动时也会在杆子旋转的方向上少许移动。在双轴组件内有二种型式的线圈,一组很像喇叭的音圈,另一组则是垂直的绕线,双轴组件的移动就是靠流进线圈的电流所决定的图六则是双轴线圈移动的情形。当电流流经线圈(A)时,线圈(A)就沿箭(a)的方向移动。若电流流经线圈(B)时,则线圈就沿箭头(b)的方向移动。 由以上的叙述,则您即使不是学电子的,但也可以由图及文来了解到激光束为何能精确聚焦及循轨了,这也就相当于传统LP唱盘的唱针是尖或钝一般对拾音会产生不良影响(精确聚焦)一样。而抗滑则可造成良好的循轨能九一般!只是CD唱盘运用最先进的伺服电路科技再结合精确的光学读取设备,才使我们后以享受到现今的声音科技。当然CDV或LD则再加入影像的讯号,讯号更为复杂。 而CD唱盘再谈下去,就必然牵涉到比较复杂的电路概念上去了,所以我将会以各位耳熟的CD唱盘规格中曾提及的名词来做一说明,而不去深究电路原理,相信这才是各位读者比较想知道的吧!下次我们将谈谈CD唱盘中的控制大脑─微处理机。
了解CDCD唱盘内译码器的主要工作是将高频资料再生成模拟讯号,以现今的技术均使用微处理器来完成,有的是用LSI(大型机体电路)技术做成,现今更多是为了某一机型而开发出的ASIC(客户订制型IC)IC,使得线路架构虽复杂,但体积及配线却反而大大地减少,现代科技的神奇,实在令人惊叹。以SONY早期CD唱盘内,通常使用三个微处理器来完成上述的动作,它们均是大型IC,这三个LSI相当于五百个一般IC所组成的控制电路,且为了大量制造及降低成本,才开发这三颗LSIIC。这个三IC中,其中一个负责EFM资料解调、副码信号解调、音框(Frame)同步讯号检测、保护与插补。另一个负责产生RAM控制讯号、插补线路、D/A转换之界面、产生CLV之参考信号(CLV为等线性速度)。剩下的一个就做误差检知及校正(CIRC译码)的工作。以下简述各方块之功能: EFM(八变换成十四调变:Eight to Fourteen Modulation)解调就是将十四位之波道资料转回八位之标记资料,这种调变是在CD制作时所完成的。时脉产生及同步检测是用来做系统时脉产生及同步控制之用,如此系统才能正常地动作。而EFM解调后的信号,被解成一组组的八位符号,而这声音资料再被送到错误改正器里面,同时时序及控制逻辑会提供必要的时脉信号、符号及框同步信号(Frame Sync Signal)。错误改正工作完成后,正确的声音资料与一特殊的旗标(Flag)信号会一齐传送到插补及静音电路中,而旗标信号是用以指定一隐藏动作被起用与否。前面有提到的RAM这个名词,在CD唱盘中RAM(随意存取记忆器)的使用有三个主要目的:反插入、校正缓冲、颤动(Jitter)吸收。所以在CIRC电路中,如果有错误资料大过两个连续字(4标记),则会自动作资料插补动作(与先前资料相同的资料来做插补),而这些资料的移进、移出、储存等动作就必须使用到RAM这个组件了。 而静音电路则是用来减少声音噪声之用,此噪声可能来自于错误改正IC之输出的错误资料取样。之后;声音资料会以串行方式顺序进入且被解搅合(Descrambled),然后被分割成左及右声道的取样了,而这部分是由数个多任务器来完成的。分割后数字信号是一种连续性的十六位字语,这些字语以每秒44100字的频率出现,这亦即就是说明CD唱盘的取样频率为何为44.1KHz的原因了。这时各声道的DAC(数字至模拟转换器)对每一数字字语产生一定长度(时间)的电流值,且保持此电流值至下一字语进来为止。这些电流形成了一模拟信号波形的近似步级曲线(Spepped Curve)。但因其产生的阶波远超过模拟声之20Hz~20KHz的频宽,所以再以一组低通滤波器来加以压抑(滤除),又因为这种滤波器在CD系统内要达到低于最大声音信号位准50dB以上的效果,以模拟滤波器很难做到,所以采用数字滤波器来完成这项工作,然后所得到的信号便是我们所能听到的模拟信号了。 综合以上的说明,读者应对CD盘中微处理器的功用有一较深入的了解,致于控制及显示部分,因每家厂商的设计功能,显示方式均不相同,在此也不再多说,因为要完全了CD内部动作,以我本身之涉猎而言也有所困难,且要再深入探讨,有可能就是一本书了,故谈到这儿,我想也该告一段落了,下次我将谈谈CD唱盘的D/A电路及其特性,这方面对一部CD唱盘的音质来说是有着决定性影响的,是故我将以一种深入浅出的方式来谈。