[基础知识] 从物理上分析一下机心!

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发表于 2005-5-25 22:34 | 显示全部楼层
从物理上认识CD转盘
本人水平有限,如有错误之处还请讨论指正.谢谢!

关于转盘的研究文章相信大家都看了不少.本人不算具体了解某种类型的转盘的水平优劣.所器件的集合,以,本人只从物理学上谈谈自己的感受.众

所周知,CD转盘系统不单单是一个电子,同时也是集合了机械,力学,动力学在内的各种原理于一身的技术集合体!作为物理结构的机械部分,是承载整个系统的基础.我现在想说的是转盘的核心之一:光头及其架构部分.在这里,我抛开电源,伺服电路,DSP等等相关因素,单单说明光头部分在物理上对整体的影响,一般地说,当一个问题有N个因素影响其结果的时候,我们要考察其中一个因素的影响是,就把其他与本因素无关的因素先假设为一定情况来研究.这种研究方法在物理学上应用的是非常广泛的!

   在这里,我想以著名的天龙顶级转盘DP-S1为蓝本.去除机箱,把原来的三重避震机心架构简化成二重避震,来集中分析一下光头及其附属部分!在这里我们有一个相对的前提就是地面是静止的.也就是可以确定机箱也是静止的!我们把固定在机箱上面的光头底座和中间的避震器件,最后是最上层的光头架构部分.下面我们先看底座
其他因素一定时,不同重量的底座对光头读取信号的影响是怎么样的呢?我们知道,光头的读取环境最理想是绝对的静止,但是这是不可能达到的!可知道读取时害怕震动,震动会带来什么不良现象已经有关部门JITTER的问题,本人由于水平有限不能做具体说明,但是大家可以想一下没有防震的随身CD和台机,在相同力度的作用下,很明显严重的时候随身听会出现严重的跳音问题,而台机则不会有那么严重的反应!震动的影响在这里也可以理解了.那么再打个比方,一个人一相同大小的力作用于一个10L的水桶和100L的水桶,很明显的是,10L的水面的震动会比100L的严重得多!这里我们得出一个结论,在其他因素一定时,质量越大的底座有助于抵抗一定程度的外力作用!其实,震动就杀力的传播和力的作用过程.作用的对象质量越大,其产生的效果或者作用就越小.这是在物理上最典型的原理!观察HI-END机器或者典型的DP-S1,无疑发现其中都是金属机械的居多!所以大家所认同的金属机心比塑料机心优秀是有道理的!同样造型的CDM4和CDM4PRO之间的差别我想也是有很多人能感觉出他们的差别的!天龙的DP-S1则是引用重量中最BT的一个!但是这里也涉及了一个因为材料不同而引起的原子之间的内部防震问题.同样,非专业水平,我也说明不了!只能简略了!

下面是中间部分的防震器件.常见的是橡胶垫和弹簧,天龙的油压防震,甚至考虑到有汽车的悬挂防震系统.这部分的作用在于,万一底座部分受到了强烈的力的作用而产生强烈震荡时,这种防震器件能在一定程度上吸收外力作用!减轻对上层光头部分的作用和影响!起重用远远比底座的重量来的明显.也是最低档CD和和最高档的HI-END机器所共有的最基本的东西,就算再节约成本,也是不能省略的!

   最上层的是光头架构部分.我把这部分又分为三个部分说明,分别是光头部分,电机及镇片和碟片部分,且叫转动部分,最后是基本架构部分,且叫光头架.先说说转动部分,整个光头部分不单单是来自于外部作用,也会因为这里面的转动部分的不稳定而产生.转动部分产生震动的原因在于重心不稳或者偏差于电机主轴.典型的原因是主轴心附近的质量分布不均匀,导致某一个参考点所对应的碟上的任意一一圈上的点在任意旋转时刻的离心力不一样.就是晃上晃下的表现.运动部分进行的是典型的圆周运动!所有做运动物体都有一个运动轨迹.我们把他水平放置.那么以碟片静止时进行投影.在把投影下来的阴影进行水平平面处理.我们确定阴影一个最外围的参考点来考察碟片最外围的点来反映碟面的运动情况.当碟片最外围的任何一点经过于参考点垂直上方时的距离是一样的话,那么这个碟面的运动时的轨迹是绝对的平面的,没有一丝一毫的重心偏移或者晃动.这是碟片转动最理想的状态,但是也是不可能达到的!

我们假设电机以及托盘在出厂的时候是已经确定为重心就是主轴的话,那么影响质量分布不均匀的就只有碟片和镇了!先说一下碟片,一般地说不同质量的碟片的水平是不一样的.很多低档碟片存在碟面弯曲,,内环直径过大,厚度不足等等问题.这些在一定程度上影响了整体的质量分布.但是相比之下的镇的水平就更值得考虑了!镇的作用有几个.第一是把碟片压住!这是最基本的.第二是自己的重心要与电机轴心尽量的保持一致!这是衡量一个镇的精度的最关键的一个标准.当重量一定时,稍微的偏差都会产生严重的晃动!还有一个作用就是,比较轻微的作用就是要把弯曲的碟面压平使碟面尽量的保持在一个水平面上!一般地说很少有镇会考虑到这个问题,至今只发现天龙的顶级CD转盘上有这样的镇,他要求镇的至今要与CD碟的直径相当!所以制作的镇必须保证材料优秀一直质量分布尽可能的均匀.这是一个前提!其次是加工精度要保证重心一致!单方面的说一个镇的优劣是不明智的,一个镇是转动部分的一个器件,他优劣必须参考电机甚至基本架构的重量整体来考察.而不单单是镇的重量或者精读,所有这些物理量都必须配合于电机.我们考察一个镇应该是取更合适的部分,因为任何一个器件都有他的优点和缺点,我们必须在尽量发挥优势的前提下减少不良影响

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发表于 2005-5-26 14:36 | 显示全部楼层

高,分析得都很好。

顶起来。

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 楼主| 发表于 2005-5-26 13:26 | 显示全部楼层

正如CD转盘是一个系统

系统都存在相互作用的矛盾关系.要挥一个器件的优势到极点就会损害了另一个器件的发挥要求.我想一个伺服系统对应一个光头驱动对焦,对应一个电机转动速度,一个电机驱动心片对应某个重量的镇.同时还有时钟等因素的影响.我们把相关因果关系的彼此影响的因素做到一个权衡.把非因果关系的因素做到最优化,最终组合起来的才会是最优化组合.对于有因果关系彼此消长的因素,单方面强调一个因素都是不明智的做法.

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 楼主| 发表于 2005-5-26 13:20 | 显示全部楼层

这个正式目标之一!

所以,和大家说,换高精度的晶振才是最重要的!因为它是整个数字信号处理的基准!
它的影响远大于搞个CD镇!

这个正式目标之一!所以做镇,只是第一步而已!
中级目标是叫板CDPRO2!我朋友和我都对这个有信心达到.

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 楼主| 发表于 2005-5-26 13:13 | 显示全部楼层

多谢楼上两位DX

其实,HQ版主所担心的问题我也考虑到了.
我觉得只要电机速度变化快慢在伺服系统的许可范围内都是可以的.至于重播声音质量这个我没想得明白.但是电流供应是可以保证的(NEC)


NEC 6X是采用数字伺服的.要把他改造得超级点,肯定要先从电源入手,完全做好电源成本不少于300...
对于NEC 6X,我想除了他的机心和伺服还有DSP是有必要留下之外,其他都是可以驱除的.包括显示控制板在内都必须重新做.这个好比用CDM4做出一个转盘.成品已经远远的超越了所谓的光驱音源了.

至于重做CD镇片.我觉得NEC的电机能承受的负荷如此的大,相信能满足伺服的要求.这个已经在朋友那里使用了好长一段时间了.

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发表于 2005-5-26 12:43 | 显示全部楼层

不太明白你想要说什么!呵呵

精神可嘉!但是。。。。偶们不太明白你想说什么!
[em11]顶顶鼓励一下吧!

你的意思是针对现在他们在做的CD镇有感而言对吗?
其实,那个CD镇,只要不是太夸张,重量太超标的话,我认为还是有用的!!!特别是那种能把整个碟都盖住的CD镇!

激光头是个双轴器件,它的透镜是可以在两个方向上运动的。上下是聚焦,在电磁线圈的驱动下,镜头在上下方向上跟踪,保证把激光聚焦到碟面上,而另一个方向的水平运动是为了寻迹的,就是跟着数据流的轨道走!激光头跟不上了,再由马达把整个激光头向外面移动!

主轴碟的DISC马达早期的光驱和CD是恒线速的,也就是说内圈快,外圈慢!但是到后期的光驱几乎都是和电脑硬盘一样,是恒角速的了!不管激光头读碟运动到那里,DISC都是飞块地匀速运动的!(我见过一些新出的套装台试小音响现在也是这样的)

要想讨论转盘,最好还是从他的伺服系统去谈吧!精良的转盘,首先就是它的伺服系统非常棒!除了能实现精确的控制以外,还有一点,就是它的信噪比相当高!各系统间的干扰小!

拿很高挡的SONY555ESD转盘和一些比较好的光驱做比较吧!
后期的光驱几乎无一例外都是采用了数字的伺服方式,只有早期的4倍速以下的才见到模拟的!(但是也有例外,比如前一阵子在这儿见到网友们用的NEC的6X的),数字的伺服比较模拟的好处是显而易见的!数字伺服起点高,控制跟踪可以做到很精确!跟踪反应很快!因此,我个人认为,CD镇只是对模拟伺服而言,对于数字式的,意义恐怕不大!呵呵!欢迎内行的DX上来一起讨论!一起学习!!!
[em08]
SONY555ESD的伺服就是模拟的,可是,由于它采用了双牛等等很多的隔离措施,所以,伺服系统的噪音是一点也串不进信号系统的!
[em11][em11]
可是光驱就难说了!数字式的伺服好是好,但是也带来了数字噪声的问题!而且就光驱的12V +  5V的供电而言,是很难做到真正的不干扰的!对于极端HIFI的我们来说,只能说凑合着用吧!
要是用光驱做音源的话,我的个人认为,还要把它打开来,把电源按HIFI的要求彻头彻尾地狠下一番工夫不可!

至于碟转速稳定性对音质的影响,我认为是不大的!
转盘对主DISC的转速精度要求并不高!不是一些网友们所理解的和录音磁带还有LP唱盘那样的转速影响音质!更何况,光驱的DISC现在用的可都是PWM控制的无刷电机!性能好得很!比早期的有刷的好很多了!

更重要的是,光头读出来的数据形成数据流输出还要经过缓冲的!它并不是象磁带和LP唱盘那样直接就输出的!光头读出来的数据流里包含了很多的信息,除了控制激光头还有各种伺服马达的信息以外,我们要的音乐信息好有数据,是由DSP从RF信号里分离解码完成的!里面有象电脑处理数据一样的过程,数据要存储在ROM里面,然后输出在时钟(CLK)的控制下象外输出!
所以,和大家说,换高精度的晶振才是最重要的!因为它是整个数字信号处理的基准!
它的影响远大于搞个CD镇!
CD镇的影响只不过不过是对于激光头的聚焦伺服而言!毕竟,碟子的上下晃动小,光头的聚焦跟踪不用那么费劲!所产生的负面干扰小很多!对于系统间隔离并不很严格的一般的CD和光驱来说,带来的好处是显而易见的!








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发表于 2005-5-26 00:17 | 显示全部楼层

.

对于CD镇.有一个时期,在CD驱动方面,曾经走入了一个追求重量级制作的误区.这个时期某些厂家的设计人员错误地把CD机的支撑,旋转系统和LP唱盘的旋转系统弄混了.人们都知道LP唱机的转盘的转动精度与稳定度是播放好LP唱片的关键.所以在高档的LP唱机中,它的转盘采用又大又重的金属结构,通过转盘本身的重量来产生巨大的旋转惯性,用以得到精确而又稳定的转速.在这中间有一个前提,这就是P转盘是低速转动的(每分钟33又1/3转);LP转盘是在恒角速度的状态下工作的,不论是唱片的外圈还是内圈,唱盘的转速始终恒定不变.然而这种理论引用到CD驱动器上就不太科学了.首先,CD唱片工作在高速旋转的状态,其自身的动惯性就比较大;其次CD唱片工作在恒线速度的变速状态.从CD的最内圈到CD的外圈,CD唱片的速度从100%变化到30%左右,其速度的变化幅度将近3倍.在这样的情况下,采用重型的CD镇会产生如下的问题:一是由于自身的工作惯性大,速度变化困难,直接造成CD唱片的跳跃播放速度慢;二是需要为驱动系统提供更大的电力供给,造成耗电的上升和重播音质的下降.

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 楼主| 发表于 2005-5-25 23:22 | 显示全部楼层

一直以来没发现有对机械部分的

谈论文章

想借此学习一下其他人的看法

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发表于 2005-5-25 23:18 | 显示全部楼层

这个问题值得讨论

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发表于 2005-5-29 03:58 | 显示全部楼层

精神可嘉.行为可悲.

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发表于 2005-5-29 01:50 | 显示全部楼层

呵呵!老兄,我友情提醒一下!

以下是引用tbex在2005-5-29 0:03:00的发言:

偶有个CD机用的2518是不是比2510好?


CXD2518是SONY差不多最差劲的DSP,是用在很低挡的大路货机器上面的!
效果还不如CXD1135等一些早期的DSP!1135这些早期的DSP其实还是过得去的,当时是由于技术所限制,并不是厂家偷工减料,在一些中高挡的机器上通过改进伺服系统,它它一样能做到很强的读碟能力!

但是,2518就不同了!它有可能是减化版本,是我见过的DSP里纠错最差的!好不到那里去!呵呵,你可以去找有关资料!



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 楼主| 发表于 2005-5-29 00:58 | 显示全部楼层

SAX说得对

我有梦想.这就是我的梦想
因为有比我更有梦想的人在一起奋斗.

通过我们的努力,相信会有成功的.
NEC能用的就是那个光头和那个铸铝架(是直接承载光头的那个,其他的铝片不算)
还有就是DSP和控制,显示集成.

其他的都可以废除.这样,再此基础上的目标,还是光驱么?
当然这个目标不适合大多数同学.

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发表于 2005-5-29 00:44 | 显示全部楼层

山鸡飞上枝头还是会变凤凰的

的确光驱无认如何打磨,它还只是光驱。但是我们打磨光驱并不是真的要它不再是光驱,我们只是希望它能提供比原来更加HIFI的声音,我们只是希望通过打磨光驱学到更多的知识、取得更多的经验。[em11]

回到NEC6x的光驱来说,我在这两个星期来打磨这只NEC就感觉到这只光驱的确拥有作为CD转盘的条件,优秀的机芯结构以及合理的电路设计,重要的是还算比较低的购买费用以及打磨费用。当然想要真的打磨好这只光驱要解决的问题的确有不少,电源、电路板太小以致IC之间的干扰较大、电路板IC发热较大、晶振和数字输出的改造等等,这一切都需要大家的努力和各自的心得、经验。人食五谷自有各自世界观,四条烟屎兄你又何必一再打击我们这些喜欢光驱的朋友呢。[em11]

吻子兄提出的用NEC机芯重新打造CD转盘虽然我不是很认同,最主要是因为钱的问题[em11],但我觉得这还是一个很好的目标,一个很好的梦想[em09]。正如楼上有兄弟说的那样,有梦想的日子是快乐的。吻子兄,加油吧,支持你![em11]

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 楼主| 发表于 2005-5-29 00:26 | 显示全部楼层

YES


一个镇是一个镇.
但是一个镇又仅仅是一个镇么?!


连镇都做不好怎么做底座怎么做机箱怎么换时钟怎么配得上那些解码?

这仅仅是第一步

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发表于 2005-5-29 00:07 | 显示全部楼层

龙是龙凤是凤.光驱加个镇不还是光驱!

拖拉机加个奔驰发动机不还是拖拉机?[em12]
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:P

2。DSP要SONY2510以上!


偶有个CD机用的2518是不是比2510好?

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 楼主| 发表于 2005-5-28 23:03 | 显示全部楼层

呵呵

偶是不甚了解电路.


[em12][em12]

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我以前曾经改造过模拟的伺服系统!

以下是引用吻子在2005-5-26 22:53:00的发言:
朋友和我的目标:利用现成的NEC光头部分机心,切割铝材铜料做机架,制作显示控制板,更换精震,电源.重咗底座!机箱.

加缓冲电路.组成一个功能类似顶级DIY作品![em11][em11]

正寻求这方面的理论支持[em09][em09]



相对于CD来说,好一些的光驱的机芯可真的是顶级用料了!所以象上面的XMHIFI兄说的,拿它的机芯机架,我认为很可取!

我早年曾经改造过光驱和CD,而且是全面大改,对于模拟的伺服系统还是比较过的!一般好一点的机器,给光头聚焦还有循迹的伺服输出都是用的IC,但是好多低档次的CD就是用三极管!我在两者间换过,成功了!但是和你一样,也是缺乏理论支持!只不过电路上我做到了能用而已![em11]

有兴趣的朋友再来探讨!



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顶上去,期待楼主继续解说的CD机进展!

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买个好一些的光驱,把机心光头拆下来.

光驱的DISC电机都是无刷电机,主轴直径很粗壮,运动平稳.
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