CD三十周年的故事之二：Philips的CD传动机蕊

文/赖英智

　　Philips实验室光学研究部门前主管Pieter Kramer曾说：“MP3和其它便携式设备最终肯定会取代CD” ，但我们认为CD绝不可能在一夜之间消失，尤其是三十年来累积了数十亿张各式各样的唱片软件后，恐怕没有任何载体可以在短时间内取代它。

　　20世纪70年代，人们发现聚焦激光以后，可以获得直径为1μm的激光束，荷兰Philips在1972年向新闻界展示了可以长时间播放电视节目的光盘系统，称为LV光盘系统（又称激光视盘系统），并于1978年投放市场。这个产品对世界产生了深远的影响，推动了数字存储技术的发展，改变了人们的生活，拉开了利用激光来记录信息的这场新技术变革的序幕。接着研究人员把声音信号变成用“1”和“0”表示的二进制数，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上，Philips和Sony终于在1982年成功地把这种记录有数字声音的盘推向了市场。由于这种塑料金属圆盘很小巧，所以用了英文Compact Disc来命名，而且还为这种盘制定了标准（1980年），也就是“红皮书”（ICE 908标准），这种盘又称为CD-DA。由于CD-DA能够记录数字信息，很自然就会想到把它用作计算机的存储设备。1985年Philips公司和SONY公司开始将CD-DA技术用于计算机的外围存储设备，于是就出现了CD-ROM，相应的物理格式标准称为黄皮书（ISO/IEC 10149标准）。

飞利浦最早研发的CDM0传动机构

　　我们还是把时间拉回1982年夏天，SONY、CBS／SONY、荷兰飞利浦与POLYGRAM四家公司共同举办了CD数字录音格式的发布会，并决定从秋季起开始在日本发售。直径仅仅12公分，记录无损失的数字讯号，能够半永久的使用，CD实现了许多乐迷的梦想。为什么是12公分呢？原来30公分的LV光盘可以储存13小时多的声音信号，索尼认为唱片公司是难以接受的。飞利浦在1963年发布的卡式磁带取得了巨大成功，所以它们认为CD的尺寸不宜比卡式磁带大。卡式磁带的对角长为11.5公分，CD的直径是12公分，CD直径的确定本身就具有传奇色彩。另一方面，SONY当时的副总裁是交响乐的忠实爱好者，所以索尼坚持新开发的CD要能录下贝多芬的第九交响曲，卡拉扬指挥柏林交响乐团演奏的贝多芬第九交响曲时间是74分钟，所以最终确定了74分钟音乐对应12公分光盘的格式。CD光盘在1981年柏林的广播技术展上首次推出，一年后，在汉诺威当时宝丽金的工厂内开始了第一批音乐光盘的生产，光盘的反射层采用纯银制成，700MB的容量相当于当时家庭计算机硬盘容量（5MB）的140倍。哥伦比亚广播公司曾建议不同的CX（兼容扩展）系统，以延长黑胶唱片的使用寿命，但黑胶唱片容易留下划痕影响欣赏音乐时的完美感受。CD采用数字形式储存音乐讯号，理论上能更加准确地还原录音原貌，14Bit分析力实现84dB的动态范围，在当时都算是吓死人的规格了。

CDM1系统，这个系统使用的时间很长，1984年的马兰士CD-54、CD-84开始，到1986年CDM1有了改良版，包括CD-94、1988年的CD-95、1990年的CD-99SE都用上了。1988年又出了改良版的CDM1 MK2，用在马兰士的CD-80、Philips CD-882与CD-880等产品上。

　　1982年世界上第一台CD播放器Sony CDP-101（表示CD是由二进制编码0、1的组合来记录声音）推出，实际上Philips在1979年就展示了第一部CD播放雏形机Pinkeltje，Pinkeltje（蓝帽小指人）来源于荷兰作家Dick Laan一套儿童丛书中的一个角色，光盘中间1.5公分孔的大小与过去的荷兰10分硬币相同。Pinkeltje最初的红皮书规格光盘直径为11.5mm（后来改为12mm），光盘厚度1.2mm，播放时间60分钟，激光束780nm，坑点尺寸0.6μm宽/0.12μm深/0.9-3.3μm长，分析力14Bit（后来改为16Bit），动态范围84dB（后来改为96dB），可见有不少改变。

左边是CDM1，右边是原始的CDM0，我们可以看到改变是巨大的。

　　由于从研发到规格的制定都是Philips与SONY一手包办，早期CD机的传动系统也就分成二大阵营，包括Accuphase、Cambridge、Copland、Denon、Harman Kardon 、Kenwood、Luxman、NAD、Onkyo、Wadia、Yamaha等厂家多半采用Sony或三洋的传动系统系统。另一方面，欧美的
Bang & Olufsen、Arecam、Audiolab、Audio Research、BOW Technologies、Grundig、Krell、Mark Levinson、Meridian、Micromega、Mission、Naim、Orelle、Proceed、Quad、ReVox、Sonic Frontiers、Studer、T+A等则是忠实的飞利浦拥簇者。Sony传动系统一开始就使用“直线循迹”式设计，与飞利浦的“摇臂循迹”式设计有很大的不同，目前“直线循迹”结构是主流，但发烧友普遍认为“摇臂循迹”的声音效果较佳。Philips的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，结构比较复杂，设计上却是巧妙。光头的径向运动轨迹是圆周形，而整个光头的支撑仅靠轴心上下的两颗滚珠，将径向运动的摩擦力几乎减小到了极限。“直线循迹”光头大都是双轨道平行移动方式，由一个径向电机通过几个齿轮拖动光头在轨道上运动，其摩擦力相对来说要大得多。特别是使用时间一长，轨道和齿轮上面粘上灰尘和油腻以后，就会产生径向循迹不良的故障，现像是播放过程中出现“打嗝”。而摇臂式光头的两个滚珠上却不易落上灰尘，所以产生此类故障的可能性就小得多了，甚至十年八年都不会出问题。即使出现径向循迹不良的故障，也只要在两个滚珠上滴少许润滑油就OK了。除此以外，在环境灰尘比较大的地方，所有修理工作就只剩下擦拭镜头而已。可惜生产成本高逐渐被市场击退，但在发烧友心目中其地位却是无可取代的。

使用白色树脂材料底座的CDM2传动机构。

　　在SONY之后Marantz马上推出了CD-63播放机，采用单光束摇臂式结构的Philips CDM0传动系统，Philips的第一部CD机CD-100，还有专业播放机LHH2000、家用的CD303也都用了这个转盘机构。Philips CDM0使用一大片铜板当底座，蔡司玻璃光头绽放浅蓝光泽，当时IC技术还不太发达，我们可以看到CDM0机构是比较粗糙的，所以很快就被CDM1所取代了。CDM1使用铸锌底座，蔡司玻璃光头（后来变成塑料光头），集成程度更高。第一部采用CDM1传动系统的是低价位的Marantz CD-34，到后来连高价的Marantz CD-94、Marantz CD-95也都用上了。最早的CDM1在比利时制造，后来CD-43意外的畅销，而马兰士又将主要生产线迁往日本神奈川县，所以CDM1后来也在日本制造，1984年推出的马兰士Marantz CD-54与CD-84就采用了日本产的CDM1。CDM-1属于早期设计，超过74分钟的CD唱片大部分都唱不出来，现时来看有点不实用。

飞利浦罕见的CDM3系统，只有在Philips A730与Luxman D500等几部机器上看过。

　　接着出现的是CDM2系统，为了降低成本，飞利浦把铸锌底座换成了白色树脂材料，但显然不受欢迎，所以CDM2生产时间不长，只用在Marantz CD-25、CD-45、CD-65和Marantz CD-75、Magnavox-460、Grundig CD8200等少数播放机上。然后出现了奇特的CDM3，它原本是为汽车音响设计的，平衡砣摆臂设计，玻璃光头，飞利浦和马兰士自己的机器反倒都没用过，结果1988年的专业机Studer A730用了它而一战成名。其它用家还包括Luxman D-500、Krell MD-1、Micromega Duo等。CDM3算是“非常规”的产品，所以Philips很快推出改良的CDM1 MK2，仍然使用全金属底座、无刷马达，飞利浦加上整合式的概念。包括Marantz CD880、CD80、一代名机Philips CD880、Micromega CDF1、Krell MD-2等都使用了这个传动机构，CDM1 MK2也能读取刚刚出现的8公分迷你光盘与CD-R。CDM1 MK2堪称Philips最稳最坚固的读取结构，加上皇冠版本的TDA 1541 S1解码芯片（如专业机EMT981），味道很足，比后来的LHH系列产品声音还要醇厚，很多老发烧友依然怀念那种声音。

被称为飞利浦“机王”的CDM4系统，不过诸如Philips LHH-300、Philips LHH-500 (1989)、Philips LHH-700 (1991)、马兰士CD-15 (1992)、CD-16 (1993)、CD-16SE (1994)、CD-10 (1990)、CD-11 (1989)等高级机种所用的传动机构型号是CDM4MD。

　　再来就是大家比较熟悉的CDM4了，我国在上世纪九十年代中期引进CDM4机芯生产了一大批CD唱机，主要有北京飞利浦公司的AK601/AK640  CD机，采用的DAC芯片是SAA7341；还有其它一些厂家采用的是MKH310/320机芯，DAC是TDA1543，这类机子大部分是为组合音响配套，品牌有星河、星球等等。喜的是使用这些机子主人大都不是音响发烧友，所以听的时间都不长，后来VCD大浪冲来之后，它们因为“只有声无有影”而被闲置起来，所以，估计再用十几年也不会有什么问题，有人以为中国也许是当今世界上拥有CDM4最多的国家！虽然CDM4的使用寿命很长，但是却非常娇气，在修理和摩机的过程中很容易莫名其妙地损坏，原因是它非常害怕静电，人体或电烙铁所带的静电都可能使它损坏，所以维修时要特别注意。不过发烧友推崇的却是全金属制造、霍尔无刷马达、德国蔡司制造的玻璃聚焦镜头所构成的 CDM4 Pro，它可以说是所有著名机芯里面最可靠最长寿的。Philips使用CDM4 Pro机蕊制作的产品有1989年的LHH-300与LHH-500 ，1991年的Philips LHH-700，以及马兰士的CD-15、CD-16、CD-16SE、CD-10、CD-11等，其它欧美Hi-End场家使用的也不少。

摇臂式结构最后一代的CDM9 Pro，在这之后飞利浦就投入直线的设计

　　摇臂式最后一代的明星是CDM9，它代表了摇臂光头曾经鼎盛一时的辉煌时代，在此之后Philips改用直线式循迹、三光束设计。CDM9也是生产量最多的一款摇臂机蕊，据说其产量是CDM4的十倍。原来开发用于计算机的CDM-9也很受欢迎，飞利浦一些廉价CD机都用过。而把CDM-9改装后采用霍尔马达、玻璃镜片、铝铸全悬浮的CDM-9 Pro则受到Krell、Vimak、Forsell、Theta、PS Audio、Restek等厂商的支持。奇怪的是飞利浦自家使用CDM-9Pro的产品反倒不多，只有马兰士的CD-23 系列（CD-23LTD、CD-23D LTD、CD-23Da等几部机器用过）。CDM9采用金属锻压成形外壳，聚焦和循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。摇臂机芯是专门为音频CD机设计的，但应用于计算机CD-ROM却有其固有缺陷。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以外的全部零件，因此重量较大，既不适合于提高转速，也不适合于在CD-ROM的恒定角速度模式下提高性能。所以面对计算机这个巨大的市场，摇臂系列光头就逐渐被更适合被CD-ROM使用的三光束直线循迹数字伺服光头所取代了。

曾经用在Marant CDR-1、CDR-610，Philips CDD-552与Mission Solo R上面的Philips CDM-14机蕊。

　　进入CDM12之后，飞利浦的机蕊全部改头换面，首先是CDM12.1，它与CDM-9一样都附有完整的驱动伺服线路，由于生产基地转移到东南亚地区，质量不稳定一直是厂商很伤脑筋的事，而许多发烧友也认为CDM-12塑料味太浓了。从1994年的马兰士CD53开始采用，飞利浦本身逐渐退出这个市场了，挂着Philips品牌的CD机从此越来越少。但飞利浦在机蕊方面的研发导没有停下脚步，陆续衍生出CDM12.3、CDM12.4、CDM12.6、CDM12.9、CDM12.10、VAM-1252/CD pro（1998年马兰士CD7开始采用）、VAM-12（马兰士的CD-17Da、CD-19a采用）与CDM14（1991年的马兰CDR-1 与后来的CD-610mk2）等不同型号产品，但有些并不适合用在CD音响上面。这一系列产品的型号非常复杂，例如CDM1210、VAM1212其实就是CDM12.1的衍生型号，在上海生产，其结构和性能几乎是一模一样的。目前的飞利浦的光学部门包括所有的生产工厂，已经被台湾的光存储企业Arima全部收购了，新的型号我们无法完全认识，而且也离开“Philips”这块招牌越来越远了。

现在高级CD机非常喜欢采用的CD Pro（搭配CD7伺服线路）与CD Pro2（搭配CD10伺服线路），其实整个系列产品包括最早的CDM12.1以及VAM-12（用在马兰士CD-17Da、CD-19a等产品）。

　　至于飞利浦曾经入股的马兰士，早期的确二者合作密切，后来马兰士成为D&M集团的一员，也脱离飞利浦开发出自己的机蕊。另一个原因是马兰士想往DVD、SACD领域前进，而飞利浦却无法持续支持。第一个由Marantz自己开发出来的机蕊用在多声道的SACD机SA-17S1与SA8260上面，为直线循迹设计，但分别有读取CD的780nm与读取SACD的650nm二个不同波长光头。到了二声道的Marantz SA-8400，马兰士进一步对双光头机蕊进行优化，好像飞飞利浦的CDM9 Pro一样，缩小体积并提高精度，现在新款马兰士SACD机基本都使用同一个机蕊。更早之前Marantz SA-14和第一部旗舰SACD机Marantz SA-1，则使用了日本Sharp的机蕊，以锌为底座，铝为外壳，二种金属混合设计以降低谐震，可惜读谍速度太慢而被弃用。马兰士第一部多声道的SACD机SA-12S1，其实就是Philips SACD1000，里面使用了飞利浦自己设计的CD、DVD、SACD兼容机蕊，小心按照发烧友的需求来制造，很可惜也是昙花一现，如今除了CD Pro2机蕊还能在Hi-End音响方面争回一口气，飞利浦CD机蕊的时代恐怕离正式结束已经不远了。

我们可以看看早期飞利浦摇臂式设计的传动机构，基本上是越来越精密，越来越简单