前文回顾

CD唱片是怎么做出来的？

或许很多普通消费者来说并不知道CD的生产流程。但由于前文提及到母版制作/编辑以及光刻系统，所以我觉得有必要把话题适当展开一下，跟大家简单说说CD唱片的生产。而在上一期的CD唱片专题里面，我并未提及到关于CD唱片生产的内容，所以就通过这期的专题文章再细说这部分的内容。

制作光刻母盘所需要的数字母版

唱片公司在录音（数字或模拟）之后，经过编辑和混音等一系列后期制作之后必须要制作一个数字母版，然后交由生产厂生产CD唱片。这些数字母版在不同时期会使用不同类型的载体。例如早期就使用录像带作为数字母版的载体（SONY PCM-1610/PCM-1630基于录像机开发），如今的数字母版载体形式的可选性很多，而常见的做法是把数字音乐烧录到刻录光盘里或把数字文件存到USB盘，然后发给CD生产厂，甚至直接通过网络途径把数字文件传给CD生产厂，邮费和载体的成本也省了。

采用压膜方式生产CD唱片

压模方式是最常用的CD唱片生产方式，其原理跟做月饼没啥区别，用模具一个一个地做出来。CD唱片的模具是怎么做出来的呢？方式就是先做一张玻璃圆盘，这张玻璃圆盘使用前必须经过打磨、清洗干净，然后再玻璃圆盘上涂上一层光刻胶。完成这步骤后就会把这张玻璃圆盘以及数字母版放入光刻系统，光刻系统会读取数字母版上的内容再进行EFM编码，控制激光头的激光束聚焦到玻璃圆盘上，使得光刻胶发生光化反应，从而生成一道连续排列的坑槽，这就变成了玻璃母盘，然后在玻璃母盘上镀一层金属膜，做成模具。

但这个模具还不能拿来压成品CD，因为它的坑纹跟玻璃母盘是相反的，还必须通过这个金属膜再冲压出另一个金属模具，让这个新模具的坑纹与玻璃母盘一致，这样才能生产成品CD唱片。

大家通过以上内容可以了解到，生产一张CD唱片的过程需要经过至少3次复制过程，所以现在有些国内唱片公司推出1:1直刻唱片，就是通过数字文件直接烧录到一张CD-R/CD-RW光盘里面，相当于一张数字母版，音质肯定会比同样的成品CD唱片要好，只是售价更贵。

Sony和Philips主导，开创早期CD播放机产业的局面

CD播放机的设计和生产同样由SONY和Philips主导。世界第一台商品化CD播放机是SONY由1982年在推出，型号为CDP-101。Philips在1980年从Superscope公司买下Marantz，以Philips和Marantz两个品牌推出CD播放机，1983年推出第一款商品化CD播放机— CD100，对应Marantz CD-63。此外，两家公司还出售CD播放机的机芯、芯片等部件，以及数字电路解决方案，从而让其他公司能推出符合其市场定位的产品，从而开创整个CD播放机产业的局面。

既提供CD机部件，也提供源头制作设备

早期的CD机大量使用Philips和Sony的部件，有些型号还直接拿现成产品修改，如Meridian MCD就是拿Philips CD-100改外观，MCD-Pro在原来基础上改DAC，Straight Wire Audio QueCD专业CD机在Philips CD150基础上加平衡输出电路，实现距离传输。另外，近年来被热炒的Revox、Studer、EMT这类广播级CD机及其他欧洲品牌产品大多采用Philips机芯和DAC芯片。Accuphase、Cambridge、Copland、Denon、Harman Kardon 、Kenwood、Luxman、NAD、Onkyo、Wadia、Yamaha等多半采用Sony或三洋的机芯。

Meridian（英国之宝）MCD-PRO（左）和MCD（右）CD机

Philips LHH-0400光刻系统，搭载Sony PCM-1610 数字母版/制作设备，用于生产CD唱片的玻璃母盘

既提供CD机部件，也提供源头制作设备

CD唱片与CD播放机是同期推出的，而Philips和Sony为了片源也是操碎了心。不但有自己品牌的唱片公司，还开发出源头制作设备，包括数字录音、编辑设备以及光盘生产设备。SONY先后开发出PCM-1610、PCM-1630两套数字录音和母版制作设备以DMC-1200光刻系统，Philips则有LHH-0400光刻系统，这些设备除了应用在Philips和Sony品牌以及旗下唱片公司品牌，也向其他唱片公司出售这些设备。例如，著名的百年唱片品牌DG公司，还有EMI、DECCA、Nimbus Records等唱片公司就使用Sony和Philips的数字录音/编辑，或者是光刻设备。如此一来就把CD唱片的整个产业链打通。

简述CD机的D/A转换部分

D/A转换部分是一台CD机最核心的部分，职责就是讲二进制的PCM数字信号转换为模拟音频信号。说到D/A转换部分，大家的兴趣点主要在于使用什么样的DAC芯片。DAC芯片的性能固然重要，但同时也取决于时钟电路、低通滤波、数字处理（数字滤波、超采样处理）等这些外围因素的影响，经过多年的发展，数字电路、电子零件的性能在不断地被改良，一方面性能在提高，另一方面也能适应更高规格的PCM和DSD数字信号。

多比特与单比特D/A转换

在DAC芯片方面，ESS、AKM、Bur-Brown、Wolfson、Analog Device、Cirrus Logic都是目前影音器材里面应用得最多的几个牌子。但在早期的CD机里面使用的主要是Philips和Sony两家公司的产品。其中，Philips的DAC芯片最为发烧友所熟悉，例如：Philips公司推出的TDA1540、TDA1541系列、TDA1547。另外，像Bur-Brown公司的PCM1704、PCM1702、PCM63系列等都是被推崇的产品，从入门级机型到顶级机型都在使用。

早期所推出的DAC芯片大多数都是多比特DAC芯片，上述的TDA1540（14bit）、TDA1541系列（16bit），而Burr-Brown的PCM1704、PCM1702更分别能达到20bit和24bit，解析度更高。除了多比特DAC芯片外，还有单比特DAC芯片，俗称“1bit解码”，这种D/A转换是通过Delta/Sigma调变器将多比特PCM数字信号转成1bit PDM数字信号后再通过低通滤波变成模拟音频信号，后来更演变称DSD。但到底是多比特DAC好，还是单比特DAC好，在发烧友圈子里面一直在争论，但不管是哪一个都有各自的优势和不足，这里就没必要去讨论了。

TDA1541系列、TDA1540、TDA1547都是早期CD机里面最常用的DAC芯片

超采样与低通滤波

超采样和的目的就是为了提高D/A转换的性能，因为DAC在工作的时会产生量化噪音，而减低量化噪音的方法就是提高采样率，让量化噪音远离人耳范围，然后再通过低通滤波器把噪音滤除从而提高信噪比。早期的CD机通常会为DAC芯片搭配超采样芯片，但由于超采样的倍数不高（4~8倍），低通滤波电路相对复杂，会产生一些负面影响，后来超采样倍数进一步提高，低通滤波电路就变得简单。

如Mircomega Trio分体CD机里用的SAA7321单比特DAC芯片高达256倍超采样（11.2MHz），Krell 参考64解码器里采用4PCM63PK R-2R结构DAC芯片，然后采用64倍采样软件算法，简化了低通滤波部分的设计，同时信噪比又能得到大大的提高。

一体化，还是分体？简述Jitter

在选购CD机的时候，有人会问，到底是分体好（通常指转盘+解码形式），还是一体化好？对于这个问题，绝大部分的旗舰机型都是分体设计，因为分体设计可以让转盘和解码器两部分隔离，各自有独立的机箱和供电来减低相互干扰，甚至有些机型把供电部分再独立出来，以进一步减低干扰。当然，也有少数厂家的旗舰机型是一体化的，如Chord Red Reference、Gryphon Ethos就是一体化设计的。

在一体化CD机里面，转盘部分与DAC部分之间是以I2S界面传输信息的，而且两部分共同一个时钟电路，所以在传输过程中所产生的时基抖动（Jitter）很少。其时基抖动主要来自射频/电磁干扰，震动，电源干扰等其他因素。

转盘+DAC分体的CD机，可以解决上述问题。但两部分都有独立的时钟电路，且两者间的传输界面通常用S/PDIF、AES/EBU和TOSLINK光纤。转盘部分需要先将I2S界面传输的信号进行调制，然后通过上述界面发送到DAC，DAC接收后再经过解调后恢复，所以容易产生传输过程的时基抖动，所以必须通过一些辅助手段来减少时基抖动。

因此，怎样从恢复一个精确的时钟信号就是关键之一，方法有好几种，而最常见的方法就是使用锁相环电路（PLL）、FIFO等来恢复。但对于少数的顶级机型，转盘和DAC两部分都有同步时钟输入接口（Wordclock），然后再配置一个独立的时钟发生器，让两部分共用一个时钟。例如，Esoteric、DCS这两家公司推出的播放机就有这样的设计。当然，这样的播放机在售价上要比绝大部分的一体化机型，甚至分体机型要高出很多。

除此之外，光驱读取CD唱片时也会产生Jitter。因此，高端机型都会在CD转盘部分做文章，通过加固、安装避震部件，或其他设计方式等方式来减少外界振动的干扰，如Esoteric VRDS转盘、SONY的固定光头转盘、先锋的倒置转盘等等，目的就是为了减少振动，提高读取精确度，从源头上减少时基抖动，提高声音重播效果。

Esoteric老旗舰CD转盘P-0就提供了同步时钟输入接口

EsotericG-01X独立主时钟发生器

（未完待续）