前文回顧

CD唱片是怎么做出來(lái)的？

或許很多普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)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(jué)得有必要把話(huà)題適當(dāng)展開(kāi)一下，跟大家簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)CD唱片的生產(chǎn)。而在上一期的CD唱片專(zhuān)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(guò)這期的專(zhuān)題文章再細(xì)說(shuō)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(guò)編輯和混音等一系列后期制作之后必須要制作一個(gè)數(shù)字母版，然后交由生產(chǎn)廠(chǎng)生產(chǎn)CD唱片。這些數(shù)字母版在不同時(shí)期會(huì)使用不同類(lèi)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(jī)開(kāi)發(fā)），如今的數(shù)字母版載體形式的可選性很多，而常見(jiàn)的做法是把數(shù)字音樂(lè)燒錄到刻錄光盤(pán)里或把數(shù)字文件存到USB盤(pán)，然后發(fā)給CD生產(chǎn)廠(chǎng)，甚至直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)途徑把數(shù)字文件傳給CD生產(chǎn)廠(chǎng)，郵費(fèi)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(méi)啥區(qū)別，用模具一個(gè)一個(gè)地做出來(lái)。CD唱片的模具是怎么做出來(lái)的呢？方式就是先做一張玻璃圓盤(pán)，這張玻璃圓盤(pán)使用前必須經(jīng)過(guò)打磨、清洗干凈，然后再玻璃圓盤(pán)上涂上一層光刻膠。完成這步驟后就會(huì)把這張玻璃圓盤(pán)以及數(shù)字母版放入光刻系統(tǒng)，光刻系統(tǒng)會(huì)讀取數(shù)字母版上的內(nèi)容再進(jìn)行EFM編碼，控制激光頭的激光束聚焦到玻璃圓盤(pán)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(pán)，然后在玻璃母盤(pán)上鍍一層金屬膜，做成模具。

但這個(gè)模具還不能拿來(lái)壓成品CD，因?yàn)樗目蛹y跟玻璃母盤(pán)是相反的，還必須通過(guò)這個(gè)金屬膜再?zèng)_壓出另一個(gè)金屬模具，讓這個(gè)新模具的坑紋與玻璃母盤(pán)一致，這樣才能生產(chǎn)成品CD唱片。

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

Sony和Philips主導(dǎo)，開(kāi)創(chuàng)早期CD播放機(jī)產(chǎn)業(yè)的局面

CD播放機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)同樣由SONY和Philips主導(dǎo)。世界第一臺(tái)商品化CD播放機(jī)是SONY由1982年在推出，型號(hào)為CDP-101。Philips在1980年從Superscope公司買(mǎi)下Marantz，以Philips和Marantz兩個(gè)品牌推出CD播放機(jī)，1983年推出第一款商品化CD播放機(jī)— CD100，對(duì)應(yīng)Marantz CD-63。此外，兩家公司還出售CD播放機(jī)的機(jī)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(chǎng)定位的產(chǎn)品，從而開(kāi)創(chuàng)整個(gè)CD播放機(jī)產(chǎn)業(yè)的局面。

早期的CD機(jī)大量使用Philips和Sony的部件，有些型號(hào)還直接拿現(xiàn)成產(chǎn)品修改，如Meridian MCD就是拿Philips CD-100改外觀(guān)，MCD-Pro在原來(lái)基礎(chǔ)上改DAC，Straight Wire Audio QueCD專(zhuān)業(yè)CD機(jī)在Philips CD150基礎(chǔ)上加平衡輸出電路，實(shí)現(xiàn)距離傳輸。另外，近年來(lái)被熱炒的Revox、Studer、EMT這類(lèi)廣播級(jí)CD機(jī)及其他歐洲品牌產(chǎn)品大多采用Philips機(jī)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(jī)芯。

Meridian（英國(guó)之寶）MCD-PRO（左）和MCD（右）CD機(jī)

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(pán)

CD唱片與CD播放機(jī)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(kāi)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(pán)生產(chǎn)設(shè)備。SONY先后開(kāi)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(lái)就把CD唱片的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈打通。

簡(jiǎn)述CD機(jī)的D/A轉(zhuǎn)換部分

D/A轉(zhuǎn)換部分是一臺(tái)CD機(jī)最核心的部分，職責(zé)就是講二進(jìn)制的PCM數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)。說(shuō)到D/A轉(zhuǎn)換部分，大家的興趣點(diǎn)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(shí)也取決于時(shí)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(guò)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(hào)。

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(gè)牌子。但在早期的CD機(jī)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(mén)級(jí)機(jī)型到頂級(jí)機(jī)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B(niǎo)urr-Brown的PCM1704、PCM1702更分別能達(dá)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(chēng)“1bit解碼”，這種D/A轉(zhuǎn)換是通過(guò)Delta/Sigma調(diào)變器將多比特PCM數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)成1bit PDM數(shù)字信號(hào)后再通過(guò)低通濾波變成模擬音頻信號(hào)，后來(lái)更演變稱(chēng)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(zhēng)論，但不管是哪一個(gè)都有各自的優(yōu)勢(shì)和不足，這里就沒(méi)必要去討論了。

TDA1541系列、TDA1540、TDA1547都是早期CD機(jī)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?yàn)镈AC在工作的時(shí)會(huì)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(yuǎn)離人耳范圍，然后再通過(guò)低通濾波器把噪音濾除從而提高信噪比。早期的CD機(jī)通常會(huì)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(duì)復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面影響，后來(lái)超采樣倍數(shù)進(jìn)一步提高，低通濾波電路就變得簡(jiǎn)單。

如Mircomega Trio分體CD機(jī)里用的SAA7321單比特DAC芯片高達(dá)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(jiǎn)化了低通濾波部分的設(shè)計(jì)，同時(shí)信噪比又能得到大大的提高。

一體化，還是分體？簡(jiǎn)述Jitter

在選購(gòu)CD機(jī)的時(shí)候，有人會(huì)問(wèn)，到底是分體好（通常指轉(zhuǎn)盤(pán)+解碼形式），還是一體化好？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，絕大部分的旗艦機(jī)型都是分體設(shè)計(jì)，因?yàn)榉煮w設(shè)計(jì)可以讓轉(zhuǎn)盤(pán)和解碼器兩部分隔離，各自有獨(dú)立的機(jī)箱和供電來(lái)減低相互干擾，甚至有些機(jī)型把供電部分再獨(dú)立出來(lái)，以進(jìn)一步減低干擾。當(dāng)然，也有少數(shù)廠(chǎng)家的旗艦機(jī)型是一體化的，如Chord Red Reference、Gryphon Ethos就是一體化設(shè)計(jì)的。

在一體化CD機(jī)里面，轉(zhuǎn)盤(pán)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(gè)時(shí)鐘電路，所以在傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)基抖動(dòng)（Jitter）很少。其時(shí)基抖動(dòng)主要來(lái)自射頻/電磁干擾，震動(dòng)，電源干擾等其他因素。

轉(zhuǎn)盤(pán)+DAC分體的CD機(jī)，可以解決上述問(wèn)題。但兩部分都有獨(dú)立的時(shí)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(pán)部分需要先將I2S界面?zhèn)鬏數(shù)男盘?hào)進(jìn)行調(diào)制，然后通過(guò)上述界面發(fā)送到DAC，DAC接收后再經(jīng)過(guò)解調(diào)后恢復(fù)，所以容易產(chǎn)生傳輸過(guò)程的時(shí)基抖動(dòng)，所以必須通過(guò)一些輔助手段來(lái)減少時(shí)基抖動(dòng)。

因此，怎樣從恢復(fù)一個(gè)精確的時(shí)鐘信號(hào)就是關(guān)鍵之一，方法有好幾種，而最常見(jiàn)的方法就是使用鎖相環(huán)電路（PLL）、FIFO等來(lái)恢復(fù)。但對(duì)于少數(shù)的頂級(jí)機(jī)型，轉(zhuǎn)盤(pán)和DAC兩部分都有同步時(shí)鐘輸入接口（Wordclock），然后再配置一個(gè)獨(dú)立的時(shí)鐘發(fā)生器，讓兩部分共用一個(gè)時(shí)鐘。例如，Esoteric、DCS這兩家公司推出的播放機(jī)就有這樣的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，這樣的播放機(jī)在售價(jià)上要比絕大部分的一體化機(jī)型，甚至分體機(jī)型要高出很多。

Esoteric老旗艦CD轉(zhuǎn)盤(pán)P-0就提供了同步時(shí)鐘輸入接口

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

EsotericG-01X獨(dú)立主時(shí)鐘發(fā)生器

（未完待續(xù)）