彻底研究 PHILIPS CDM9 光头

jjjjjj1

By：JJJJJJ1。CDM9光头可以说是PHILIPS摇臂系列光头王国中的最后一位贵族，亦代表了摇臂光头曾经鼎盛一时的辉煌时代。CDM9是继CDM1、CDM2、CDM3、CDM4之后，生产量最多的一款摇臂光头，据说其产量是CDM4的十倍。在CDM9之后，由于成本因素和摇臂机芯本身的技术局限，PHILIPS就再也没有开发生产过摇臂光头了。
CDM9曾经被广泛用于欧美中高档CD机中，如PHILIPS CD95X系列、CD93X系列；而CDM9霍尔电机版本CDM9Pro的身影更是频繁出现在顶级CD转盘当中，如Mark Levinson、KRELL、NAIM等；在摇臂系列光头中CDM9可以说是性能卓越、极其耐用的一种，因此广泛被工业界最早的CDROM所采用，象早期苹果机所使用的CDROM，据说速度最高可以做到两倍速。而许多这样古董CDROM到现在依然运作如常，因此常被发烧友们用来改装成转盘使用。
CDM9是一种单光束的镭射光头，采用金属冲压成形外壳，其聚焦和寻迹采用模拟伺服模式。由于产量大，与它的前辈相比，摇臂部分的生产采用了比较正规的模具和工艺，但工作原理一脉相承。
摇臂系列镭射机芯是专门为音频CD机设计的，但应用于CDROM却有着其固有的缺陷。除成本比较高外，由于摇臂本身几乎集成了整个光头除主轴系统以外的全部零件，因此重量较大，既不适合于提高CDROM的倍速，也不适合于在CDROM的恒定角速度模式下提高性能。所以，面对CDROM这个巨大的市场，摇臂系列光头就逐渐被更适合被CDROM使用的三光束直线寻迹数字伺服光头所取代了。
CDM9是目前最容易找到而价格又最便宜的摇臂光头，外观和品质俱佳的CDM9光头比比皆是。本人就曾淘到了一些很好的CDM9光头，现拿出两只，作个彻底解剖，目的是为了更深入了解光头的性能，找出更好的方案以便让这些充满魅力的CDM9摇臂光头重新发光发热。



经过了从CDM1到CDM3几代摇臂光头技术的发展，CDM9的结构和性能已经相当成熟。在所有PHILIPS摇臂系列光头中，CDM9的结构是最紧凑、最简捷的，其通用性、一致性和可维护性也是最强的。在我所见过的CD镭射机芯中也是最容易拆解和重新组装的。
好了，现在开始拆解CDM9机芯。首先用菊花螺丝批将摇臂两端的两颗螺丝卸掉，再用镊子将固定排线的白色半透明塑料卡子向下推出。



现在，我们可以看到，整个CDM9的摇臂就完整地拆下来了，而机芯就只剩下电机和铁壳了。
下面我们看一下摇臂。摇臂的旋转部分由上下两颗单滚珠轴承固定，有油槽。下边的滚珠被一个不锈钢弹簧片压紧，其压力由弹片决定，不需要调整。这个摇臂轴承的结构既可靠又灵敏，一般不需要维护。对于放置很长时间没有使用的机芯，加一点机芯专用轴承油对提高寻迹伺服的性能会有正面的作用。摇臂主要由一体化激光头、摇臂线圈和摇臂磁铁三部分组成。



再看一下激光强度调节电位器。这个电位器被直接焊接在柔性PCB排线上，由白色半透明塑料卡子所保护并最终固定在CDM9的外壳上，这个电位器是整个CDM9光头唯一可以调整地部分。这个电位器通过调整回馈到伺服系统激光监视二级管所检测到激光电压的幅度达到调整激光强度的目的。这个电位器在出厂时经过专用激光头检测设备调整，除非本导体激光器严重老化，一般不需要再重新调整。



用改锥将被磁力吸合在一起的摇臂磁铁的上下两个软铁片分开，这样就可以将摇臂线圈与摇臂磁铁分离。看一下摇臂磁铁，其结构与硬盘的磁头寻迹磁铁非常相似，原理也是一样的。
工作时，摇臂的线圈夹在两块磁铁中间。



让我们再看一下除去磁铁后的摇臂。激光头固定在摇臂线圈的塑料框架上。摇臂线圈、聚焦线圈和激光头的引线全部从侧面通过柔性PCB排线引出。请注意，这个排线是整个CDM9光头最脆弱的部分，因为没有可替换的配件，如果排线内部有电路折断，这个CDM9光头就基本报废了。
我们还可以看到激光头经由精密磨具制造得的精细准确的壳体和镀膜玻璃的激光反射镜。



下面我们看一下由两颗十字螺丝固定在摇臂线圈壳体上的激光头。物镜、聚焦线圈与激光头是一体的。物镜由上下两层不锈钢弹片与激光头相连，物镜下面带有聚焦线圈，两层弹片又是聚焦线圈的引出线。物镜由纯光学玻璃制成，上面带有招牌式三瓣形的镀膜，据说这种镜头是蔡司的。物镜的位置受两颗十字螺丝固定，悬停位置由弹片决定，伺服系统开始工作后，物镜作上下运动，在聚焦电路的驱动下始终跟踪聚焦于CD碟片的平面上。



用镊子将黑色的激光头物镜保护罩取下，再用十字螺丝批将固定激光头的两颗螺丝卸下，并用电烙铁将摇臂线圈与柔性PCB的连接点断开（请注意防止静电），激光头与摇臂线圈就分离了。可以看到整个摇臂线圈由黑色工程塑料精密注塑而成，线圈被固封在黑色的壳体内。这个线圈与硬盘的磁头寻道线圈类似。线圈的引出线在壳体侧面与激光头的交接处，方便焊接在固定于激光头上的柔性PCB上。摇臂的上下两个轴承也在壳体上。



用电络铁将柔性PCB排线从激光头和物镜线圈组上拆掉，再用手轻轻将物镜线圈组与激光头分离。可以清晰地看到聚焦线圈，与扬声器的音圈类似。还可以看到安装在激光头的磁靴上的另一组非球面透镜。从现在往前所有的步骤都是可逆的，完全可以装回去并且不需要做任何调整，当然，这也是CDM9在结构上的高明之处。



接下来就要对CDM9进行破坏性的拆解了。用钳子将胶接在激光头壳体上的激光管用力拉出，将激光管与激光头分离，可以看到激光头壳体上残留的红色的胶接物的痕迹。



将激光管的顶部放大，可以看到顶部中央的分光镜。这是一个非常精密的光学元件，全靠它让反射回来的激光偏离一个特定的角度准确地聚焦在激光检测器上。这个分光镜的安装角度非常精密，需要专门的仪器来调校，并用特别的胶水粘在激光管上，只有在PHILIPS的工厂内才能进行。



用小刀小心割掉分光镜四周的胶水，取下分光镜，现在可以看到一个顶部带有镀膜玻璃窗口的激光管。



用工具将激光管外壳与底座分离，现在我们就看到了今天最精彩的部分了。这就是PHILIPS一体化单光束半导体激光管！可以清楚地看到它由三个独立的半导体芯片组成。在中间支架最中间的那个最小的方点点就是砷化镓半导体激光器，镭射光束就是从这个很容易被忽略的小点点发出的；在激光器下方底座位置的黑色方形的半导体芯片就是监视二级管，用来侦测半导体激光器后方发出激光的强度，送出到伺服系统，从而达到调整激光强度的目的；在中间支架的上方偏离中心的位置有一个长方形的芯片，这颗芯片就是激光检测器二极管阵列，有五个二极管D1、D2、D3、D4用来检测聚焦误差和寻迹信号，从而引导伺服系统进行聚焦和寻道伺服，另外的第五个二极管用来输出RF信号，DSP通过对RF信号的处理才能实现CLV主轴伺服，并通过PLL和FIFO恢复出CD上的时钟和数据。
管脚到芯片的连线使用的都是金线！整个激光管的管座全是金灿灿的，让我想起了那句话：‘满城尽是黄金甲’。从当年的用料和工艺来看，这些可能也是CDM9如此耐用的原因之一吧。



大家看一看，这个一体化激光头和下面的电路是不是吻合呢？



最后看一下CDM9的主轴电机和CD托盘。主轴电机是日本MABUCHI的RF-300C-11400，地球人都知道这是个最普通而又最常用的CD主轴电机了，当然是有刷的。在这个型号的电机里，MABUCHI原装的就是最好的了，当然能找到RF-300CH或RF-300EH贵金属电刷版本的就更好了。CDM9PRO和CDM9的区别就是电机不同。CDM9PRO使用的是无刷电机。再看一下这个托盘，是个塑料的，带一个磁铁。这个托盘可以说是CDM9的一大败笔，塑料托盘与电机轴的配合并不牢固，受力之后托盘容易被压迫向下与外壳接触，摩擦力增大甚至被卡住而不能读碟或读碟不畅，需要用刀片轻轻将托盘撬起。    托盘很重要，其重要性并不亚于CD碟镇。这个托盘如果使用黄铜的会好很多。当然无磁不锈钢的更好，但很难加工，成本不菲呀！



在本文结束得时候，再来欣赏一下CDM9机芯精巧的内部结构吧。


（全文结束）

海龙豚

非常好，学习了。之前我菲利普931就是因为CDM9排线弄断了没有办法，只好重新买了两个。但一个读碟不好，一个将就可以用。专门找了一个坏的来换排线，但初次动手就失败了。我看楼主把排线完整地拆下来，手艺了得佩服！

jjjjjj1

只要排线不断，CDM9很少有坏的。如果机芯实在太旧了，按照我的方法：
1、用棉签蘸清水，擦一下物镜；
2、给摇臂轴承上一些油；
3、如果托盘与外壳有摩擦或卡住，用刀片将托盘撬起到刚好没有擦碰的位置；
4、如果电机老化了，换一个同一型号的电机。
一般都会焕然一新的。
实在不行，调整一下激光功率，这只是下策。

白饭

好文非顶不可

3011

山东好汉

精彩!!!!!!!!!!

kilusa

不错不错，收藏了

发烧少帅

好文不顶不行！
我手上也有几只CDM9的光头，都没有找到合适的控制和显示系统一直放着。

828282

文招

CDM9最令人受不了的就是碟压的晃动,要用好得动下手脚

mousedog

好文!收藏了.

honghuansc

图文并茂啊!!!!

松崖

赞一个。

HQ

原帖由 文招 于 2007-5-30 11:17 PM 发表
CDM9最令人受不了的就是碟压的晃动,要用好得动下手脚

828282

DAMING

用金线bonding也没什么了不起,成本相差微乎其微.
一般用铝线,要求高一点就用金线
像sensor,EPROM之类的就是.

像这个光头用的金线与铝线相比,成本相差不到0.001元.

上图,下面是显微镜下的IC bonding图.

liu735

原帖由 文招 于 2007-5-30 23:17 发表
CDM9最令人受不了的就是碟压的晃动,要用好得动下手脚

换个206光驱碟压,稍后上图

hugo19777

服了。。。。。CDM专家了。。。

吻子

比起CDM3和CDM4PRO来,CDM9只能算小玩具....

hugo19777

原帖由 吻子 于 2007-5-31 10:16 发表
比起CDM3和CDM4PRO来,CDM9只能算小玩具....

  迫切想看看大玩具。。。。