EIZZ艺致，柔性黑胶播放系统解决方案专家（上）
2024-01-18 11:53
编者按： 成立二十年来，深圳艺致科技从光明新区的小厂房，从简单的CNC机具，从精加工音响配件开始，发展至今有全系列以EIZZ为品牌的高端音响。艺致科技最早主要生产高端真空管放大器的五金零件，产品包括功放使用的接插件，喇叭输出座，陶瓷与铁弗龙电子管座，另外也提供旋钮、机箱、面板、音箱脚钉、步进式电位器等定制产品。由于长期侵淫在精密加工领域，艺致科技在几位资深发烧友的协助下，反向研究学习世界知名音响器材，从摸索、实验、反复试听，终于决定大力投入EIZZ品牌的建立推广，并定位在传统模拟领域，目前除了唱头之外，已经推出的产品有黑胶唱盘、唱臂、前级功放、单端电子管后级，以及结构极富特色的号角音箱。凭借着对当今最盛行FSSP工业化产品策略的熟知，EIZZ推出了完整的柔性黑胶音讯解决方案，黑胶唱盘的组件包括底座、转盘、驱动器、唱臂、伺服电机等在内的各种部件，可由客户自行选择组态，在提供完整的定制化黑胶唱盘解决方案的路上，EIZZ领先其他同行迈出一大步。艺致科技的负责人钱永杨引用古籍《文心雕龙》、《天工开物》来阐述他对国产音响的看法与期待。一方面中国的文化、音乐与传统博大精深，我们有机会汲取其中营养，反映在属于中国人自己的音响产品上，所以EIZZ坚持走国产品牌道路。二方面所谓的匠心，是择一职，专一事，尽一生。尽管今天机械化、信息化生活在很多生产环节取代了传统手工，但产品所用的精致主义，依旧由一群有着匠心基因的人所把控，钱永杨希望我们依旧仍能看到将匠心融入到音响产品的设计与制造当中，并加以创新。
在HI-FI领域，一提起量身打造，便意味着极高的金钱投入，这对“无故不撤琴瑟”的普通发烧友来讲，往往是一种求之不得的精神折磨。
当然，以上的认知是建立在一种传统的基于“固定产品模式”之下的现象。在工业4.0席卷整个产业的今天，柔性化解决方案作为指向性极强的市场替代品，让高品质高成本的定制化工艺实现普及化制造成为现实，并在各行各业取得认可。作为长期侵淫在精密机加工领域的EIZZ深谙其中的道理，一直在探索将这种理念移植到传统模拟音频领域，凭借着对当今最盛行的FSSP工业产品策略的熟知(Flexibility Solution& System Platform)，EIZZ推出了完整的柔性黑胶音频解决方案。它包括底座/转盘/驱动器/唱臂/伺服电机等在内的各种黑胶唱机部件，可由客户自行选择自由组态。至此，EIZZ在提供完整的定制化黑胶唱盘解决方案的路上，迈出了第一步。
选项之一，是EIZZ主推的交流永磁同步伺服电机。为法国Schneider品牌，产地为德国，特质如下：■适应于连续负载，为唱盘提供长期稳定充沛的转矩性能■宽温升范围，在-20℃--60℃范围内无转矩跌落。■过载特性，4倍峰值转矩，提供转盘超调的强劲抑制能力■非承载端绝缘轴承，完全避免轴承电流，提高使用寿命■复合绕组特性，与驱动系统配合，实现完美无谐波传动综上所述，EIZZ在电机选型上，选择交流永磁同步电机，基于EIZZ深入的了解了唱盘的负载特性，让激磁与转矩控制完全独立，遵循最苛刻的工业标准作为选型依据，以实现从性能，寿命，可靠性等各方面的最优选择，为唱盘提供最强劲的心脏部件。
◎控制策略 众所周之，从黑胶唱盘的负载特性来讲，它属于典型的惯量系统，对于直接负载的变化本身有一定的抑制能力（比如唱针与唱片摩擦带来的负载波动），因此，控制系统调节器的核心和重点为系统的稳态精度，但对于机械末端产生的耦合振动和机械结构产生的谐振，它又及其敏感，此时又需要控制系统的调节器具备快速的动态性能。在传统的黑胶唱盘产品中，抑制外界扰动的处理方式往往是完全通过繁琐复杂的机械避震来处理。通过无数次的实测数据，EIZZ提出了新的设想，即除去机械结构的优化避震方式之外，还希望通过电气驱动控制的调节作用，参与到系统避震控制中，采用驱动控制系统和机械避震的复合方式，达到动态与稳态的统一性能，还原最本色的听感。经过几年的技术探索，采用了如下框图的驱动系统方案控制流程：◎驱动控制 系统控制流程介绍 本方案为基于微处理器的交流同步伺服双闭环控制(外环速度环，内环转矩环)+直接转差补偿系统，控制流程如下：
由按键编码/电位器给定速度指令，并通过积分曲线产生速度斜坡，电机平滑启动，斜坡时间以皮带不打滑为设定依据，
上一级速度给定送入速度调节器输入端，速度调节器另设两个端口，其中之一电机速度反馈（采样电压与频率的函数即为转速的整定值），在这一级的速度调节中，引入了PID调节，其中，P调节器控制系统的响应速度，以适合转盘的惯量特性，设置系数相关于转盘的GD²；I调节器相关于系统的稳态精度，对于唱盘系统来讲，它是最重要的调节器；D调节器的作用，由于转盘是惯量系统，由于某种因素的存在（比如唱盘放置倾斜或同心度误差，或者振动），当转盘有超调的趋势时，D调节器会预先给出一个反相超调量去提前抑制，我们称之为预控制器。
由此可以看出，在速度调节器的作用下，在保证转盘的稳态精度的同时，对于外界的扰动，速度调节器有主动和预控的实时性能，速度调节器的运算周期时间，我们控制在100ms以内，这足以满足唱盘的要求。在速度调节器中，采样电压受调节器限幅，实现电机过压保护。
速度调节器的另一个端口，即为转盘转速补偿，安装于转盘的1024线增量编码器，直接检测转盘速度，当由于皮带打滑或其他因素造成的速差，将直接补偿在这一端口，与前级速度给定叠加，实现唱盘转速的无差调节。
对于永磁同步电机来讲，由于功率因素为1，因此转矩调节器即是电流调节器，实现唱盘稳态性能的最终要素，其实本质上是通过转矩调节器的作用实现的。它位于速度环的内侧。上一级速度调节器的有差输出（速度命令，速度反馈，速度补偿的运算作用结果），即送入这一级电流调节器的端口，它的另一个端口即为电流反馈，接受电流采样的实时信号。通过电流调节器（PI）的输出作用，直接触发电机电枢回路的可控开关，对电机进行实时控制。整个电机控制策略，由EIZZ自主知识产权的控制软硬件实现，它经过无数次的实际测量，稳态精度达到0.3%，动态调整时间＜5ms，速度分辨率达到0.1%，完美实现了对黑胶唱盘的速度控制。
转盘分为四种不同材质，提供不同的惯量阻尼，唱盘材料分别为：■A款铸造合金铜唱盘（重量15KG加工精度0.005mm，最大直径同心度+/-0.01mm）■B款铝合金氧化转盘(重量10KG, 加工精度0.005mm，最大直径同心度+/-0.01mm)■C款亚克力转盘（重量3KG加工精度0.005mm，最大直径同心度+/-0.01mm）■D款轻质铝合金转盘（重量6KG加工精度0.005mm，最大直径同心度+/-0.01mm），同时EIZZ也为客户提供了不同的需求，可按照客户需求定制特殊材料的转盘；
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