光驱改进杂记

　　一个简单的音响系统是由音源、功率放大器和音箱三大部分组成，只有把它们作为一个整体来考虑，才能取得好的性能和显著的改进。如把功放和音箱两者综合为有机的一体通盘规划，效果就会较显著，这正是一些公司的顶级音箱做成有源形式的一个主要原因。

　　在音箱设计中，对于防止谐振，大家都深深理解且在一直努力改进着。在功率放大器的设计制造中，防止谐振只是在近几年广大发烧友才开如意识到并着手解决的。

　　顶级设计题Jeff Rowland曾说：“制作扩音机最难克服的有3个方面的问题，首先最重要的便是谐振，物理振动会产生电子杂声，是发烧友人人皆知的问题，为此很多人试图找出物体引起振荡的某个频率——也就是自然谐振频率，并通过增加阻尼等手段来减少谐振的能量。我认为这是事倍功半，并不是彻底的做法。就我而言，我一丝一毫都不允许这种谐振在信号中产生，为了从根本上消除它，我的设计通常运用合适的比例去安排每一个元件。为了从根本上消除它，我的设计通常运用合适的比例去安排每一个元件。我的意念是，一部真正的音响器材根本不允许有所谓的谐振点，否则便不能准确地重播音乐。这种想法在很多人看来也许是疯狂的，但我们却始终坚定不移，所以我一直用别人根本不愿意去尝试的机械稳定原理来消除共振。这种做法开始时没人能理解，因为它没有任何新意，看不去很笨很土，造价又极昂贵，但后来事实证明了成品是超级的杰作，这说明，出手造土炮时，要敢想，更要执着……”

　　然而对于音源部分，在振动的防止和降低方面的努力相对于音箱和功率放大器而言，投入是最少的。

　　纵观一些顶级名牌器材，如Mark Levinson、Mclntosh、Krell、Wadia等，单是从与其体积极不相称的十几公斤甚至几十公斤的重量，即可领略一斑。其对谐振问题的重视和投入，以Mark Levinson的No.31为例，其用来承放PHILIPS CDM-4Industrial机芯的基座是用两块铝板夹着铅板的三层结构重量达6kg，再用4根防震弹簧县浮起来，而机芯和基座之间的连接则用4个橡胶圈来减震，并通过两次减震措施来承放机芯，就连不大被人重视的机脚也是用实心铅加工而成，由此可见其投入的巨大。当然其售价对大多数人来说，也是遥遥在上、可望不可及的，与其传输音乐信号的保真程度而言还是值得的，要不然厂家早就关门大吉了。

　　在我们自己器材中，唯独那单薄的CD机壳，你没有动过改进一下音源的念头吗？是否在这个问题上的投入太少呢？

　　只是几年时间，计算机已从早期的Z80、80286飞速发展到P II、P III、而其重要组成部分的光驱也从无到有，从单速、倍速到现在的36速、40速甚至50速。它要在高速运转下高速传递数据，还要保证一定的准确性，可见其拾取传输信号能力非凡。长久以来，笔者一直在想，光驱在单薄的电脑机箱中又是风扇又是硬盘，再加上脉冲的干扰下还能正常工作，若改进其工作状况，加上在单速方式下工作（读CD信号），其传输信号的精度肯定会更高。除了操作不例外肯定优于普通CD唱机，甚至高级转盘。有了这个想法后，笔者一直在寻找。年初在帮一经营电脑生意的朋友（也是狂热的发烧分子）整理仓库时，终于发现了3台Philips 8速光驱，笔者对朋友说了自己的想法后，朋友说快拿去试试吧，不过有一个条件：若效果显著，得送他一台。于是我美滋滋地抱着3台光驱骑车赶回家。

　　到家后按捺不住激动的心情打开外包装，机壳上标明为新加坡产，取出螺丝刀三下五除二打开外壳，你猜机芯是什么型号？

　　CDM-12.9，真是让人欣喜若狂！要知道飞利浦的CD机芯系列是目前世界上采用率最高的，机芯结构档当科学，性能非常好，尤其是早期的CDM-1，CDM-2，CDM-4，CDM-4pro,CDM-9pro等，曾广泛被世界上最有名的厂家如Mark levinson、krell、Studer选用。可能是为了降低成本增加产品的竞争力，1994年飞利浦推出了全新的采用三光束直线循迹的CDM-12系列，并将其生产基地转移至马来西亚、新加坡等地。新的CDM-12系列机芯结构简单，品质优良，被广泛地用在各种品牌的CD、VCD机和CD-ROM中。CDM-12系列有很多型，其小数点后数字越大，转盘的转速就越高，传动精度和配合精度就越好，读取信号误差自然就越小。如今获得的CDM-12.9机芯是仅次于最高级型号CDM-12.10的机芯，怎能不令人欢科雀跃呢？有如此好的机芯，让它窝在光驱中着实委曲了它，既如笔者决定从各方面入手将其改装成一个自制转盘，再与DAC解码器配合，定能烧他个热火朝天。

　　我们知道，转盘的稳定性主要由主轴电机和唱片夹决定。CDM-12.9采用的是无碳刷多槽多极式直流电机，其转速精度高、转速快、转动间隙小、噪声低，工作极稳定，较之普通的碳刷电机不知好到哪里去，主轴电机不能换就选用它了。原机芯的唱片夹是用塑料压制而成，直径只有oslash;28.5mm，厚度仅约0.6mm，真正是唱片夹而不是片压。相比一些高级机，如DENON的DP-X，DP-S1等所选用的特大唱片夹：“重达200g，操作时将唱片完全覆盖，去除唱片本身的谐震。其转动时的巨大惯性令整个机芯运转操作圆滑稳定。”因此唱片夹是必须要换的。

　　DENON的唱片夹示意图（如图1a）所示，但是我们仔细用机械原理来分析一下，它也不是完美无缺的。首先，其片压边缘，也就是起主要作用的压唱片信号区域的片压厚度不够，而且厚度一致，这样就如同平板一样容易起振，而其片压对转动惯量作用很小的中间部分倒是做得十分威猛雄大，除了设计方面的原因，这其中商业上宣传因素（片压重达200g）我想占了不少的比例吧。看到这里，我也想起了为什么日本的器材如果从宣传资料上看，比欧美的不知高档多少倍，但一出声就露出了马脚的原因。日本厂商往往把精力放在许多华而不实的方面，如同80年代的日本组合机一样，功能多多，声音平平。客观地讲，日本的元器件已达到了很高的水平，应该说春应用元器件的水平也最高，毕竟是他们自己设计的东西。但就是以上原因达不到发烧的最高境界。反观欧洲厂商，往往都是踏踏实实地从每一个元件、每一处线路出发，目标只有一个——那就是最理想的声音。其取得的成效也是有目共睹的。欧美器材常常采用日本元件和机芯。有些甚至是拿过来后稍加改进就推向市场，却能取得成功，这不能不让人三思。

（a） （b）

图1片夹结构

　　说得有些远了。为保持唱片运转的稳定性，降低拌晃率，我专门用铸铝材料车制了一个唱片夹，粘附在原处夹下，结构（如图1b）所示。考虑到伺服系统的承载力，再加上一般唱片放唱时间只有50多分钟，所以其外圆尺寸并没有做到与唱片一样大，仅做到oslash;100mm。为降低产生谐振的可能，做成不等厚的结构，并且在中间与原来的唱片夹连接，这样在增加转动惯量保持速度稳定的同时了减少了改制的难度。更换唱片夹后，因距离增大的原因，唱片压紧力（磁吸装置）减少，虽然片压重量大增但为保持运转平稳，必须将支架后方的压紧弹簧换为硬一些的弹簧。笔者选用了从废旧继电路止拆下的弹簧，弹性系数大约是原来的4-5倍左右。另外，因唱片夹增厚会防碍唱片的正常进出盘。还有，原唱片夹是用0.7mm厚的钢板冲压而成，上面虽有加强凹槽，但因为与高速旋转的唱片夹直接相连，所以对其减震性要求更高。为简单起见，用2mm厚的钢板照厚支架形状再做一个，中间用金属添补胶粘一层3mm厚橡胶后，直接粘在原唱片夹上，这样一来就成了三文治结构形式，既增加了刚度又提高了减震性能，效果也较好，当然若有条件最好用铸铝材料再做一个，但也应再粘上橡胶做成三文治式。至此，更换唱片夹的工序全部完工。守工后在唱片夹的支架和机芯支架等不防碍机芯运转的部伴涂上一层厚厚的玻璃胶，一层不行二层，只要机芯能正常运行即可。

　　机芯运转时，主轴电机是一个主要的振动源和干扰源。在机械方面，原来机芯主轴电机与光头固定在同一支架上，电机周围是塑料结构件套在外面。将主轴电机小心取下（这一步有一定难度，千万不要损坏连着电机的排线），将电机周围的塑料套内腔用锉刀加大，使电机与固定套间隙增大，越大越好，只要不损坏就行，或者干脆另做一个套再想法固定在原塑料套的位置。然后小心装回主轴电机，电机周围与塑料套之间的间隙用玻璃胶固定，在玻璃胶硬化之前要保持电机位于中央不与四周相碰。这样就使主轴电机与光头支架脱离刚性接触，变成了弹性连接结构（玻璃胶硬化后弹性甚佳），对降低主轴电机产生的谐振，效果特别明显。当然不一定非用玻璃胶，只要减震性好的都可采用，只是固定方法要相应变化。这项工序虽然说的不多，但与前项改换唱片夹同样重要而且工作繁琐，一定要仔细操作。

　　关于减少整相机芯的谐振方面，笔者个人认为若原机芯质量较小，首先是加大质量其次再考虑减震，若原机芯质量较大就应先考虑减震。对于CD-ROM来说，为保持运转的灵活快速，其移动机构的质量已减至很小，而且就整个机芯来说质量也较轻，所以此次改装先要增加整个机芯的质量，飞利浦CDM-12.9机芯是通过4个M3螺钉直接吊装在CD-ROM的外壳上，这次首先加工了一块铸铝板，尺寸为374mm×264mm×30mm,因机芯上唱片夹抬高了4mm同时其上又粘上了橡胶钢板并涂了3mm厚的玻璃胶，为将机芯固定在其上又车制了4个铜制固定套，外径oslash;12mm，内径oslash;4.2mm，长度20mm，将机芯上oslash;3.5mm的固定孔扩孔至oslash;4.2mm，用M4的螺栓穿过机芯固定孔后套上4个固定套然后吊装在铸铝板上。因为是要增大整个机芯固定也后套上4个固定套然后吊装在铸铝板上。因为是要增大整个机芯的质量，故必须保持机芯和铸铝板之间的连接为刚性连接，所以4个螺栓必须上紧，为防止陨坏机芯上固定孔，可在螺栓头部再加一个大的厚平垫。4个固定套也可用铀车制，不能用铸铝、铸铁等。原机芯连进出盘只有460g，经加重后质量增到8.6kg，增加子18倍之多，至此，增大机芯重量的工作暂告结束。

　　转盘（姑且这么称呼吧）的底盘采用的是三文治形式的复合结构，示意图（见图2）所示。最里面的一层是厚达20mm的铸铝板，各面加工至420mm×314mm×20mm.中间是5mm厚的尺寸为420mm×314mm×5mm的铜板，最外面是一块厚达12mm的426mm×320mm×12mm的高碳灰口铸铁板，最里面的铸铝板和铜板之间用玻璃胶粘接一层3mm厚的高密度调节器弹性海绵（类似于乒乓球伯上的那种），而最外层的铸铁板和铜板之间用金属添补胶粘接一层5m的橡胶。应注意的是粘接之前各板上需加工的孔，如固定机脚的M8孔等应先加工出来，否则粘好后容易加工。同时各面还需进行严格去油处理，以保证粘接的质量。做好后的底盘似乎称为五文治结构更恰当，重量则达到了27kg，真正是高刚性、高阻尼、超重量的底盘。

图2 底盘结构

　　机壳是用2mm厚的钢板围成，内用金属添补胶粘接一层3mm厚的橡胶后再粘接一层2mm厚的铜板，注意与底盘连接外留出间隙。前后面板是用1.2mm厚的（笔者只找到这么厚的）镀钛不锈钢弯边后（兼有增加刚度作用），里面再用金属添补胶粘接一层3mm厚橡胶后再粘接上2mm厚的铜板制作而成。机脚是用铸铝直接车成oslash;56mm×18mm的铝块，在偏离中心位置攻M8螺纹孔后直接固定在铸铁板上的M8螺栓上，应使露出的螺栓头部比机脚短3-5mm，以利于调整，如图3所示。

图3 整机示意图

　　新机芯（原机芯连同加重用的铝板）的固定较费事。首先要选用4根弹性系数一致、软硬合适的悬浮弹簧。因新机芯重量较大，要求弹簧弹性系数大，弹簧应粗一些，为了保持新机芯处于良好的自由悬浮状态，同时左右又不至于失去平衡。弹簧卷绕半径的选择也很重要，而且中间不能加滑柱。为了选到合适的弹簧，笔者找了大约有半个多月，最后从几台废旧接触器上找到了我所要求的弹簧。4根弹簧一端固定在新机芯的铝板四角上，另一端固定在底盘的铝板上。因新机芯较重，且处于自由悬浮状态，所以在前面板上托盘的开口最好留大一些。笔者制作时，托盘的上面和左右留6mm的间隙，托盘下面则留10mm，大小可自行掌握，但必须保证托盘在任何时候不能碰到前面板，以保证新机芯的自由悬浮状态不被破坏。

　　原机芯电路板的固定类似于新机芯的固定，也是用4根合适的弹簧固定在底盘的铸铝板上，不过因电路板较轻就容易多了。电路板位于机芯的正下方，注意既要保持适当的距离不能碰到机芯，又不能太远，以使光浆的连接排线不防碍光头运动为前提。因主轴电机通过电流罗大，容易形成干扰源，所以应将主轴电机的连接排线屏蔽。笔者用香烟盒内的锡纸（必须导电良好的，也可用盒装固态饮料瓶内的密封锡纸，效果好）粘在排线上，再接地处理。同时应把光头排线屏蔽接地，防止受干扰，并同时将上述两部分的电路各自屏蔽接地。本电路板上采用的是精密时钟振荡器加上辅助电路，不用再换了。若电路板上时钟用的只是1只瓷质共振器，说什么也得换掉。

　　为了保证激光器拾取信号时不被杂光干扰，在光头的支架上刷一层暗黑色吸光的涂料。

　　转盘中电源变压器更是一个大的振动源和干扰源，对它的选用应该慎之又慎。经反复筛选，最终选用了2个AST原装的R型变压器，每个功率100VA，此R型变选用超高导磁率铁芯和高纯无氧铜线，用平衡绕法绕制而成，且带屏蔽安装支架，工艺一流。通电试机时发现噪音极小。为了进一步降低干扰，除了仿照新机芯和电路板的方式用4根弹簧固定外，又用2mm厚的铜板做了一个屏蔽罩将其整个屏幕起来，选用2个R型变压器的目的一是为了整机的平衡，用2个可以一边一个做到整机重心的平衡；另一点就是为了多提供几组电源，本机+5V、+12V电源各做了两组，其中一组+5V、+12V通过原机芯的电源输入接口给整个机芯供电。剩余的一组中+5V直接给数字处理芯片L00958/WD、K7M040供电（切换原供电——，+12V直接给主轴电机伺服芯片BA6790和BA6840供电（切断原+12V供电保留UA7808三端稳压块）。因负载加重，所以必须加强伺服块的散热。

　　至于电路表式，各种形式都可采用，但必须满足以下两点：

　　1、低内阻、大容量
　　电流直接通过的整流管、调整管的选用都要以此为出发点。笔者选用邮购来的锗5A/200V高速整流管9饱和压降较低）每4只并联做1只使用，并在其上并联CBB小电容，共用了64只，效果较好。

　　2、高频和瞬态性能
　　三极管应选用高fT的管子，运放改用AD公司的OP275G。

　　据有关资料介绍，电源噪声对数字信号也有影响，因为电源噪声窜入数字信号将会产生显著的定时误差（即晃动，也就是时基拌动误差Jitter），所以电源要选用最好的电源，千万不能掉以轻心。电源电路板做好后同样用弹簧悬浮安装，外加2mm铜板屏蔽好，电源部分才算是完工。

　　原电路板上的数字芯片LO9585/WD的数字输出经1个电阻串联后输出，且印刷板上的输出线长长的绕来绕去，势必容易感应干扰信号，为此应加装一个数字输出电路。输出用屏蔽线（取其高频特性好）直接接至镀金输出插座，本转盘只设一组同轴输出。

　　多原线路板控制开关处（不必拆除原开关）引几条控制线，笔者用的是多芯屏蔽线中的1条。再找2个合适的轻触开关粘在前面板留孔处，焊好线，安装好电源开关、电源输入座（笔者选用电脑用三相输入座）。在底盘上、机壳内部、新机芯铸铅板、几个屏蔽罩以及机芯支架上，只要是不防碍机芯运转的地方全用刷子刷上一层3m厚的玻璃胶，可多刷几遍达到厚度为止。在所有的220V交流线上套上8mm的铜管，然后上紧各部分的紧固螺钉即可大功告成。

　　笔者制作的两台样机（一台自己用，另一台给朋友的），从找材料到机加工（多亏笔者在机械行业），足足忙了两个月，单是从每台近50kg的重量也能看出笔者费了不少的心血，彻底完工后粗试一下觉得还行，休息一天后赶上双休日，唤来朋友，叫上几个发烧友一同来试听。

　试听器材如下：

　　1、音源：Philips CD-95

　　Marantz CD-72

　　Denon DCD-2560GL

　　2、D/A转换器：杭州中裕每声道两声PCM63K并联D/A板组装

　　3、放大器：Tonewinner(天逸）AD-86

　　仿百灵2×50w对地推挽套件Arcam(雅俊）Alpha 7

　　4、音箱：博良（原美之声设计题张百良的新公司）旗舰——时代二号B & W DM-603

　　自制线性相位电子三分频音箱(单元分别采用Morel MDT-33高音、Seas H143中音和Audax HM210Z2低音)

　　经过近3个小时的对比试音，不论是效果声、弦乐人声、首场的深度和高度以及规模等，也不管是与参考机对比，还是把参考机单独做转盘使用，土炮的威力势不可挡。唯一的遗憾是搜索时的噪声太大，有待改进。

　　也许你不相信，但不要忘了，前几年限量版曾炒到7500元的Denon DCD-2560GL采用的机芯也是最最常见的平价机芯KSS-210，只不过提高了机箱的坚固程度，采用了4片高性能的D/A芯片AD1862作输出。而Marantz CD-63MK II KI Signature也仅是在基本的CD-63基础上加上一个新的厚钢底盘，然后将底盘镀铜，加大变压器的功率和其他功能而已，而CD-17也仅用了CDM-12.1而已。

　　读者仿照笔者的方法时，一定要注意选用的材料，必须选用那些减震性好的，如铸铝、高碳灰口铸铁等，不能用普通的高弹性高延伸率的铝板、钢板等代替。（作者：程 普）

来源：资料由《无线电与电视》杂志提供