01.30 CD transport对于音质的影响有多大?

CD transport对于音质的影响有多大?

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我一直想找一个能连接到我家庭工作室DAC的便携式的CD transport(纯CD转盘,是一种带有数字输出的音频CD播放器,通常没有板载DA转换器。),然而它昂贵的价格让我大吃一惊 – 通常是1000欧元到2000欧元,并且那些针对不差钱的狂热的发烧友的型号的价格更是贵的离谱,甚至能到这个价格的10倍。我可以接受花1000欧元购买一个高质量的DAC,或者是花2000欧元购买高品质的扬声器,但是对于一台质量不错的CD transport来说,我觉得价格在250欧元或者250欧元以下才更加合理。所以我想问一下,CD transport对于音质的影响到底能有多大?(假设我们使用的CD盘是没有问题的)

SOS论坛的技术编辑Hugh Robjohns的回复

那些针对发烧友市场的设备的价格的确高的离谱,既然您认为和一台不错的CD transport相比,您愿意为一台高质量的DAC付出四倍的价格,那您是否真的考虑过您要用CD transport来做什么吗? 从本质来说,尽管设计巧妙,但DAC其实就是一片经过蚀刻的硅片,然后粘在电路板上,再配上许多其他的小硅片。一旦这些芯片被设计出来,制造商就可以用非常低的成本进行批量生产,而且其余的那些电子配件的价格其实是非常便宜的。想要设计一个系统,需要用到很多专业知识,才能让系统中的所有元件在组合在一起之后达到所需性能水平,但这里我们真正需要的只是一个不错的PSU设计,能够起作用的接地措施以及时序安排等等。这些任务虽然有挑战性,但绝对没有造火箭那么难!

在我看来,CD transport是集成了及其复杂的移动部件的系统奇迹,每个部件的位置都必须精确到几微米的级别,而且拥有复杂的伺服控制电路和设计精妙的数字处理系统!想要在CD上刻入螺旋状的数据凸起,我们必须非常稳定的用大约1.4m / s(约3米每小时,这大概是人类的步行速度!)的速度在激光束和探测器组件下面准确的进行定位,并且由于CD盘片上记录数据的螺旋状轨道是从内部一圈一圈的延伸到外部的,所以盘片的旋转马达必须根据我们正在读取的数据的位置来改变转动的速度,转动速度大约在500rpm到200rpm之间,同时还需要复杂的伺服控制系统配合。

我们通过激光束来检测盘片上用于记录数据的凸起是否存在。激光束能够动态地聚焦到一点,而且它在通过记录数据的凸起轨道时必须精确的保持对准,尽管相邻的数据轨道螺旋之间的间隔是非常小的。更困难的是,数据轨道螺旋可能也会随着盘片的旋转而不停地左右摇摆,因为盘片中心的孔洞可能并不在盘片的正中,并且由于盘片不可能做到完美的平衡,这些数据轨道螺旋的高度也可能会上下摆动。激光聚焦装置必须不断地对激光束的焦点进行调整,保证其能一直定位到盘片的移动表面上。整个激光束发生器和光学传感器组件的活动范围必须能够覆盖住整个盘片的表面,而且必须同时保持静态激光束能够精确地聚焦在盘片的聚碳酸酯基板内有微小凸起的数据轨道螺旋上。

如果我们将这些组件的尺寸放大一百万倍,使得数据轨道螺旋的宽度变为1.2米左右 – 这个宽度与高速公路中心的防撞护栏的宽度大致相同 – 此时的激光组件中的跟踪伺服系统的运动相当于:一架大型的喷气式飞机以每小时300万英里的速度飞行在蜿蜒的穿过乡村的高速公路上,而且必须保持前轮在中央防撞护栏的正上方约20厘米以内。

现在我们已经知道了这个系统拥有着难以置信的快速移动速度和令人惊叹的精确度表现 - 但它的神奇之处并不止于此。系统中的供电部分必须经过仔细的设计,因为跟踪伺服系统和聚焦伺服系统所需的功率会一直不停的做周期性的变化。如果设计不够完善,很可能导致数字,时钟和模拟电路中的参考电压发生变化。这可能会造成严重的问题,特别是在具有板载DAC的CD播放器上。Prism Sound在1996年进行了一系列非常有趣的实验,目的是找出为什么完全相同的CD光盘在不同的CD系统上播放时,听起来却不太一样。在实验中他们发现:供电部分的调节在其中发挥了非常重要的作用(www.prismsound.com/m_r_downloads/cdinvest.PDF) 。

如果跟踪系统和聚焦系统都能够按预期正常工作,那么激光系统中的光电探测器就能够输出随着亮度变化(亮/暗)而产生的模拟信号,这个信号中就存储着压入光盘的那些数据。将这个模拟信号进行数字化,(这也是为什么CD播放器中需要使用一个精确的时钟发生器)再传输给数字解码芯片。解码芯片能够处理八比十四调制和CIRC编码结构,并将得到的二进制数据传递给纠错系统。

在人们设计CD格式时,已经意识到错误的产生是不可能完全避免的,因此在其中设置了强大的错误检测系统。最初人们预计金属反射层中的针孔可能会导致数据短缺(因为在20世纪80年代初期的时候,溅射技术并不能做到100%可靠),但是在后来的应用中,人们发现更容易造成错误的原因是:较深的划痕,还有光盘上的油性残留物(指纹,果酱之类的东西......),它们能够让激光束产生偏转,会被系统错认成完全不同的信号。

在这种情况下,接收器所面临的问题就不是恢复数据流中较短的数据缺口,而是获取连续的但是却掺杂着垃圾信息(这些垃圾信息与数据的其余部分没有明显的关联)的数据。此外,激光光束的偏转会非常严重的影响跟踪伺服系统和聚焦伺服系统的工作,最终会引起我们在使用划伤的CD时所听到的那种“卡槽”的现象。

当系统遇到类似的严重错误时,纠错系统是可以检测出错误的存在的,但是系统自身并不能够纠正它 - 唯一的办法就是抛弃这些造成困惑的错误数据,而改为对其进行猜测,将错误掩盖起来。值得庆幸的是,音频信息在很大程度上是周期性的,因此用于掩盖错误的那些预测方法出奇地有效,并且这些经过修补的地方通常很难被听出来。只有在瞬态丰富和高频部分才会变得比较明显。

最后,准确的音频数据(一切顺利的话)会被重新编码为S / PDIF信号,可以通过输出接口传输给DAC,这样就能够轻松地再次将其转换回模拟信号。

DVD播放器的工作强度是CD transport的四倍,因为其用于记录数据的所有相关尺寸都要来的更小,而蓝光光盘则更甚!我们居然可以用这么少的钱来完成上面所说的这一切真是太令人惊叹了。如果您将它与高端唱机/拾音器/卡带或者是开盘磁带机的成本做个对比,这种感觉会更强烈,因为所有这些设备其实都是非常粗糙的读取“音轨”的设备!

至于我之前提到的问题-“CD transport对于音质的影响有多大?”的答案是:如果CD transport跟踪系统运行不良,那么它在读取时就会填补很多数据,从而导致错误纠正系统放弃错误修正,转而开始对这些错误进行掩盖。更令人沮丧的是,您很可能永远都不会知道它是否做了这些,因为虽然纠错芯片提供了状态标志寄存器来指示它们的工作情况,但是这些数据通常不会被显示出来以供用户查看(只有一些高端设备和专业设备具有这种功能)。

还有一个常见的问题是对机械震动和声学振动的敏感性,这会造成跟踪和聚焦产生误差,最终导致无法纠正的数据错误。还有我前面提到的供电电平的波动的问题,又或是设备使用的时钟质量不够好,在S / PDIF输出中造成接口时基误差。当然,使用一个高质量的外部DAC应该能够消除所有的接口时基误差,但是如果数据本身已经因为系统对错误进行了掩盖处理而被破坏,那DAC就帮不上任何忙了。

设计良好的CD transport,会使用大型,合格的电源来最大限度地降低错误发生的风险,避免不同的伺服系统,数字电子设备等之间的交叉干扰,并具有良好的隔离和防振机制。跟踪伺服系统和聚焦伺服系统以及所有相关的机械部件和轴承也要使用最高标准的设备,才能保证它们能够快速并准确地工作。

不同的制造商也会使用不同的机械设计。飞利浦的原创设计采用了“摆臂”式布局,激光组件被安装在一个臂上,这个臂会绕着固定柱进行旋转,从而能够在CD上以弧形运动,就像黑胶唱片播放机的拾音臂一样。相比之下,许多日本生产的CD transport采用了“sled”激光组件,其激光光学系统是沿着多条平行的轨道进行移动的。我认为飞利浦的方案更加的可靠,因为后者的导轨上很容易附着灰尘(因为润滑油的作用),随着时间的推移,在sled的轨道行程的两端会变得黏糊糊的,造成面对更大的光盘时,无法读取最外端的数据。用于保持激光束始终聚焦在数据轨道螺旋的的技术也多种多样,飞利浦使用的是分束式系统,看起来同样特别可靠。

因此,如果当您将上面所说的所有这些考虑进来之后,CD / DVD transport的价格就看起来合理多了。当一切运行良好时,即使是便宜的CD transport的S / PDIF数据也能做到和较贵的设备完全相同 - 这就是数字音频的美妙之处。 然而,当情况变得复杂,便宜的 transport无法正确读取光盘信息时,问题就出现了。便宜的 transport唯一能做的是通过填补数据来掩盖这些错误,而且您永远不会知道它是不是这么做了!

在250英镑至500英镑的价格区间里,有很多相当不错的CD transport,而一个不错的DVD播放器或者蓝光播放器也应该能够胜任读取CD数据的工作,因为它们的容错性更好,而且它们都有音频S / PDIF输出,能够将信号馈送至外部DAC。


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