Naim的cd player設計方向
發表於 : 週日 5月 20, 2001 6:59 pm蠻有意思的
這篇設計解說可以看看
Naim音響公司採用大部與釵h低檔機所用的相同的集成電路，作出了價值高達3000英磅的cd唱機。該公司的創始人Julian Vereker的說法如下，音響工程是最難解決的電子學課題之一，“必須處理15種8度音和100dB的動態范圍”。他的音響獲得這些指標的方法，是以系統來消除薄弱環節的問題。Vereker說，包括大部分數字電路的芯片組並不是薄弱環節。 該公司採用的是菲利浦公司的晶片組，包括解碼器，偵錯電路，數/類（D/A）解碼，伺服驅動器以及雷射讀取晶片，Vereker說“我們假定，菲利浦公司當時在設計這些晶片時，很明白這些晶片將用來做什麼，我們相信他們的設計”。這與其他一些音響公司在努力改進性能時，總是把眼睛盯住所用的器件和技術的來源形成鮮明的對比。雖然有的公司已從器件方面得到了些好處，但另一些公司從中尚無所獲。
然而，Naim公司卻把眼睛盯住整個音響系統，這樣能得到顯著的改進。值得密切注意的一環是D/A轉換器後面的抗擾頻（antialiazing)濾波器。D/A的輸入信號頻率為44.1KHz，位元數為16位。由於音頻帶寬僅僅延伸到20kHz，所以，有人相信，要把數字量化（噪聲）移去，只需要簡單的類比濾波器。
事實上，類比濾波器可完成更多的任務：對付急劇的下降（Steeproll off）的幅頻特性，Naim公司採用了七極點設計的濾波器。這樣做有兩點理由。第一，雖然20kHz以上的頻率，理論上不是音頻，聽不見，但威克爾相信：高頻噪聲對音質有影響。第二，電路的數字部分引入了顯著的相位線性誤差。即使不發生錯誤，也會產生某些奇怪的效應。還有就是要正確感受到聲音的空間立體效應，兩路立體聲通道的相位必須匹配。
該濾波器由標準運算放大器做成。Naim公司的工程師測量了數字晶片的性能以及計算類比相位響應的數據。從中他們開發了一種濾波器，在整個頻率范圍內，可產生接近線性的相位響應以及平坦的頻率響應。Naim公司在cd唱機的開發中，一個起重要作用的因素，是顫噪聲（Microphong)效應的識別。Vereker觀察過去所用的集成電路，除了發現硅器件對振動靈敏外，其他未發現什麼問題。單個晶體管一般無問題，但公司已避免採用運放電路，因為當輸出端噪聲顯著時會出現振動。
cd唱機的設計除了採用集成電路外，又別無選擇，按Vereker的說法，所用的大部份數字芯片都有顫噪聲。解決辦法是把印制電路板用彈簧將它與激光唱機底座在機械上隔離開來。細心設計的三支彈簧將會把產生的振動阻尼掉。
將激光唱機的轉盤隔離也是必要的，因為激光的聚焦情況以及轉速都可能受振動的影響，順便提及，彈簧需要很仔細地選擇，因為最後受阻尼的振動並不一定為伺服驅動器或光拾音器電路時間常數的子諧波（submultiple）
Naim公司進一步採用了夾緊的設計，將激光唱片保持固定在轉盤上。釵h廠家採用了牢固地夾緊措施來保証無滑動。但是，這樣卻能很可能把伺服電機的振動傳送到光盤。Naim公司採用光磁夾緊（light magnetic clamp）方法來保持光盤既足夠牢固又能使振動的影響減到最小。Vereker借助於實驗：把機器固定在實驗室的實驗台上，測量激光唱機的輸出頻譜表明，當電路板有彈簧時，噪聲跌落40dB，這是對那些認為把注意放在降低振動上是陳腐的觀點的一種駁斥。
另一種潛在的薄弱環節是電子電路的定時。Vereker說“在類比電路中要處理頻率和幅度，但在數位系統中，處理的是時間”。他估計在cd唱機中的定時要精確到10的負九次方秒。當信號被重復計時時，誤差會導致產生晃動，從而使音頻輸出發生畸變。
時鐘本身是石英晶體，因此沒有問題。但是印制電路板的布局是重要的，因為長的引線或電路走線會引起時延。Naim公司在它的印制電路板布局，減少尺寸以及合理走線方面花了很大精力。射頻設計所用技術和方法都使用了。最值得注意的是採用大量的彎曲走線來減小急劇的阻抗變化。
電源噪聲也是對數字信號有影響的。首先Vereker假定，cd唱機並不需要像類比放大器所需的低噪電源（在類比放大器中，電源噪聲直接成為音頻噪聲）。但是，電源噪聲竄入數字信號將會產生顯著的定時誤差，使音頻輸出發生畸變。要克服這些，歸根到底cd唱機必須要用合適的電源，它在性能上要與最好的類比系統所用的電源等效。
雷射頭是cd唱機中的另一個要求嚴格的器件，盡管菲利浦提供的電路工作得不錯，但考慮到它們集成在系統中，潛在的問題還是有的。cd唱片有一系列的凸起部分，這是在壓制時產生的，它代表了音頻信號。盤的表面是鍍的，所以反射性能很好。
來自紅外線二極管的光經聚焦射在唱片上。當光射中鍍銀表面的平板時，光被反射回去，但是，當光射中凸起部分時，光就被散射，檢測器接收不到紅外光線。於是，當散射光能從雷射轉盤機構的其他部分反射回來時，問題就發生了。這些光大多沒有什麼影響，但是，常有足夠光到檢測器，從而引起誤差。
這種誤差對音頻信號的影響是難以定量表示，但人耳的感覺卻是很清楚的，Vereker把它的作用描述為使聲音像敲“破銅爛鐵”（“brash and clangy”）。解決的辦法是把紅外吸引塗料塗在有問題的地方，因為在正常的機械運轉時，塗料可能被頻繁地碰觸，這樣會降低塗料的吸收性能。
Naim公司把激光唱機作為一個整體來設計，反映了系統設計師有價值的戰略眼光。集中在系統元器的精力是很少的，因為元器件已經工作得不錯，這時從重視其他方面可得到更顯著的收益。Naim在超級Hi-Fi系統方面的聲譽卓著，其中原因之一就是很重視注意到一些細節。總之，凡影響音質的每個環節都要進行分析，試驗和評價。
我們需要把系統作為一個整體來理解，凡影響最終性能的每一方面都要進行分析，試驗和評定。對系統設計來說，把眼光隻盯在對性能有最顯著影響的元器件，常常不是最佳的方法。
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全世界最窮的發燒友就是我:P
由 阿毛 於 02/23/2002 03:47:56 修改
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Naim音響公司採用大部與釵h低檔機所用的相同的集成電路，作出了價值高達3000英磅的cd唱機。該公司的創始人Julian Vereker的說法如下，音響工程是最難解決的電子學課題之一，“必須處理15種8度音和100dB的動態范圍”。他的音響獲得這些指標的方法，是以系統來消除薄弱環節的問題。Vereker說，包括大部分數字電路的芯片組並不是薄弱環節。 該公司採用的是菲利浦公司的晶片組，包括解碼器，偵錯電路，數/類（D/A）解碼，伺服驅動器以及雷射讀取晶片，Vereker說“我們假定，菲利浦公司當時在設計這些晶片時，很明白這些晶片將用來做什麼，我們相信他們的設計”。這與其他一些音響公司在努力改進性能時，總是把眼睛盯住所用的器件和技術的來源形成鮮明的對比。雖然有的公司已從器件方面得到了些好處，但另一些公司從中尚無所獲。
然而，Naim公司卻把眼睛盯住整個音響系統，這樣能得到顯著的改進。值得密切注意的一環是D/A轉換器後面的抗擾頻（antialiazing)濾波器。D/A的輸入信號頻率為44.1KHz，位元數為16位。由於音頻帶寬僅僅延伸到20kHz，所以，有人相信，要把數字量化（噪聲）移去，只需要簡單的類比濾波器。
事實上，類比濾波器可完成更多的任務：對付急劇的下降（Steeproll off）的幅頻特性，Naim公司採用了七極點設計的濾波器。這樣做有兩點理由。第一，雖然20kHz以上的頻率，理論上不是音頻，聽不見，但威克爾相信：高頻噪聲對音質有影響。第二，電路的數字部分引入了顯著的相位線性誤差。即使不發生錯誤，也會產生某些奇怪的效應。還有就是要正確感受到聲音的空間立體效應，兩路立體聲通道的相位必須匹配。
該濾波器由標準運算放大器做成。Naim公司的工程師測量了數字晶片的性能以及計算類比相位響應的數據。從中他們開發了一種濾波器，在整個頻率范圍內，可產生接近線性的相位響應以及平坦的頻率響應。Naim公司在cd唱機的開發中，一個起重要作用的因素，是顫噪聲（Microphong)效應的識別。Vereker觀察過去所用的集成電路，除了發現硅器件對振動靈敏外，其他未發現什麼問題。單個晶體管一般無問題，但公司已避免採用運放電路，因為當輸出端噪聲顯著時會出現振動。
cd唱機的設計除了採用集成電路外，又別無選擇，按Vereker的說法，所用的大部份數字芯片都有顫噪聲。解決辦法是把印制電路板用彈簧將它與激光唱機底座在機械上隔離開來。細心設計的三支彈簧將會把產生的振動阻尼掉。
將激光唱機的轉盤隔離也是必要的，因為激光的聚焦情況以及轉速都可能受振動的影響，順便提及，彈簧需要很仔細地選擇，因為最後受阻尼的振動並不一定為伺服驅動器或光拾音器電路時間常數的子諧波（submultiple）
Naim公司進一步採用了夾緊的設計，將激光唱片保持固定在轉盤上。釵h廠家採用了牢固地夾緊措施來保証無滑動。但是，這樣卻能很可能把伺服電機的振動傳送到光盤。Naim公司採用光磁夾緊（light magnetic clamp）方法來保持光盤既足夠牢固又能使振動的影響減到最小。Vereker借助於實驗：把機器固定在實驗室的實驗台上，測量激光唱機的輸出頻譜表明，當電路板有彈簧時，噪聲跌落40dB，這是對那些認為把注意放在降低振動上是陳腐的觀點的一種駁斥。
另一種潛在的薄弱環節是電子電路的定時。Vereker說“在類比電路中要處理頻率和幅度，但在數位系統中，處理的是時間”。他估計在cd唱機中的定時要精確到10的負九次方秒。當信號被重復計時時，誤差會導致產生晃動，從而使音頻輸出發生畸變。
時鐘本身是石英晶體，因此沒有問題。但是印制電路板的布局是重要的，因為長的引線或電路走線會引起時延。Naim公司在它的印制電路板布局，減少尺寸以及合理走線方面花了很大精力。射頻設計所用技術和方法都使用了。最值得注意的是採用大量的彎曲走線來減小急劇的阻抗變化。
電源噪聲也是對數字信號有影響的。首先Vereker假定，cd唱機並不需要像類比放大器所需的低噪電源（在類比放大器中，電源噪聲直接成為音頻噪聲）。但是，電源噪聲竄入數字信號將會產生顯著的定時誤差，使音頻輸出發生畸變。要克服這些，歸根到底cd唱機必須要用合適的電源，它在性能上要與最好的類比系統所用的電源等效。
雷射頭是cd唱機中的另一個要求嚴格的器件，盡管菲利浦提供的電路工作得不錯，但考慮到它們集成在系統中，潛在的問題還是有的。cd唱片有一系列的凸起部分，這是在壓制時產生的，它代表了音頻信號。盤的表面是鍍的，所以反射性能很好。
來自紅外線二極管的光經聚焦射在唱片上。當光射中鍍銀表面的平板時，光被反射回去，但是，當光射中凸起部分時，光就被散射，檢測器接收不到紅外光線。於是，當散射光能從雷射轉盤機構的其他部分反射回來時，問題就發生了。這些光大多沒有什麼影響，但是，常有足夠光到檢測器，從而引起誤差。
這種誤差對音頻信號的影響是難以定量表示，但人耳的感覺卻是很清楚的，Vereker把它的作用描述為使聲音像敲“破銅爛鐵”（“brash and clangy”）。解決的辦法是把紅外吸引塗料塗在有問題的地方，因為在正常的機械運轉時，塗料可能被頻繁地碰觸，這樣會降低塗料的吸收性能。
Naim公司把激光唱機作為一個整體來設計，反映了系統設計師有價值的戰略眼光。集中在系統元器的精力是很少的，因為元器件已經工作得不錯，這時從重視其他方面可得到更顯著的收益。Naim在超級Hi-Fi系統方面的聲譽卓著，其中原因之一就是很重視注意到一些細節。總之，凡影響音質的每個環節都要進行分析，試驗和評價。
我們需要把系統作為一個整體來理解，凡影響最終性能的每一方面都要進行分析，試驗和評定。對系統設計來說，把眼光隻盯在對性能有最顯著影響的元器件，常常不是最佳的方法。
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全世界最窮的發燒友就是我:P
由 阿毛 於 02/23/2002 03:47:56 修改
