ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ПЕРЕДАЧА АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Определения из "Акустика " Компакт-диск — это коммерческое название системы звукозаписи, разработанной совместно фирмами Филипс (Голландия) и Сони (Япония) в конце семидесятых годов, причем фирма Филипс разработала функциональные принципы и аппаратурные средства, а фирма Сони — способы преобразования сигналов и соответствующую микросхемотехнику. [c.268] Носителем первичной записи служит стеклянный полированный диск, на который нанесен слой лака толщиной 0,12...0,15 мкм, чувствительного к действию света. Запись производят лазерным лучом. Растворитель удаляет, лак с участков, подвергшихся действию света. На лаковом слое образуются углубления длиной несколько микрометров и глубиной примерно 0,12 мкм. Ширина углублений — примерно 0,5 мкм. [c.268] Процесс получения копий напоминает процесс изготовления граммофонных пластинок. На лаковую поверхность диска наносят химическим путем или напылением в вакууме слой серебра, затем электропроводящую поверхность покрывают слоем никеля. Многократным копированием получают матрицы, которыми прессует компакт-диски из разжиженного поликарбоната. Диаметр компакт-дисков—120 мМ, толщина—1,2 мм. На диск наносят отражающий слой алюминия толщиной порядка 0,01 мкм и для защиты от царапин и грязи покрывают его прозрачным лаковым слоем толщиной 5. .. 10 мкм. [c.268] При воспроизведении компакт-диска луч маломощного полупроводникового лазера инфракрасного диапазона фокусируется на дорожке записи. Если луч попадает на плоский участок дорожки, он отражается и поступает на фотоэлектронный преобразователь, а если на углубление — рассеивается. На выходе фотоэлектронного преобразователя получается сигнал, отображающий двоичную информацию, записанную на диске. [c.268] Проигрыватели компакт-дисков содержат движущий механизм, устройства декодирования сигналов и исправления ошибок, слежения за дорожкой и стабилизации скорости считывания, а также различные вспомогательные устройства. [c.268] Система считывания информации с компакт-диска схематически изображена на рис. 9.40. Она содержит двигатель /, вращающий компакт-диск 2. полупроводниковый лазер инфракрасного диапазона 3, собирающую линзу 4, направляющую лучистый йоток через расщепляющую призму 5, поляризующую пластинку 6 и фокусирующую линзу 7 на отражающую поверхность компакт-диска 2 с углублениями. Поляризующая пластинка 5, толщина которой равна четверти длины волны лазера, вертикально поляризует лучистый поток, отраженный от поверхности компакт-диска. Расщепляющая призма с зеркальной поверхностью пропускает лучистый поток от лазера, но не пропускает обратно лучистый поток, отраженный от поверхности компакт-диска. Этот лучистый поток направляется зеркальной поверхностью через фокусирующую линзу 9 на фотодиод 10. [c.268] Глубина резкости фокусирующей линзы 7 не превышает 0,4 мкм, что мало, так как вертикальные биения компакт-диска, закрепленного только в центральной части, превышают глубину резкости примерно в 100 раз. Необходимо динамическое слежение за поверхностью компакт-диска. В проигрывателе имеется система слежения для обнаружения расфокусировки лазерного луча, вызванной вертикальными биениями компакт-диска. При точной фокусировке из отраженного от компакт-дис-ка лучистого потока на поверхности фотодиода формируется круг. При отклонении отражающей поверхности компакт-диска от заданного положения круг [превращается в эллипс. Для оценки формы следа, создаваемого на поверхности фотодиода отраженным лучистым потоком, фотодиод имеет четыре секции (поля), с каждой из которых снимается свой электрический сигнал. Четыре выходных сигнала управляют положением фокусирующей линзы 7 с помощью фокусирующего устройства 11. В результате сфокусированная точка удерживается на отражающей поверхности компакт-диска, несущей цифровую информацию в виде углублений разной длины. С помощью устройства 12 сфокусированная точка принимает правильное положение относительно дорожки записи. Система слежения управляет также перемещением всего блока читающего устройства от центра к краю диска и поддерживает постоянной линейную скорость чтения фонограммы, регулируя частоту вращения диска. Частота вращения меняется от 500 мин в, начале воспроизведения до 200 мин на краю диска (иначе от 8,33 до 3,33 с-1). [c.269] Проигрыватель имеет весьма сложную электронную часть, предназначенную для декодирования записанных на диске сигналов, выделения и расшифровки различных служебных кодов, разделения стереосигналов, исправления ошибок. [c.269] Одиночные ошибки считывания информации могут возникнуть из-за брака при прессовании компакт-дисков, царапин или загрязнения защитного слоя диска. Влияние царапин и загрязнения защитного слоя значительно ослаблено, поскольку на поверхности защитного слоя луч лазера не сфокусирован. Однако в некоторых случаях такие недостатки приводят к потере сотен и тысяч двоичных единиц информации, поэтому эксплуатация проигрывателя без помощи устройств анализа и исправления ошибок невозможна. Благодаря примененному способу кодирования, устройство исправления ошибок восстанавливает до 3500 потерянных подряд двоичных единиц информации, что соответствует нарушению целости 2,4 мм дорожки, а в некоторых случаях даже до 12 ООО двоичных единиц, что соответствует нарушению целости 8,5 мм дорожки. Такая мощная исправляющая способность объясняется перестановкой (смещением) отсчетов перед записью, в результате чего вероятность групповых ошибок сильно уменьшена. [c.269] Декодирующие устройства проигрывателя содержат четыре больших интегральных схе мы, выполняющих около 4 млн операций р секунду. [c.269] Международная электротехническая комиссия (МЭК) в 1983 г. предложила стандарт системы записи звука на компакт-диски. Стандарт регламентирует параметры системы, в том числе параметры самих компакт-дисков. [c.269] ЖеННЫх вдоль спиральной дорожки. Начало — ближе к центру конец—ближе к краю диска. Двухканальная (стереофоническая) информация закодирована длиной углублений и расстояний между ними. Длина углублений и расстояний между ними изменяется дискретно восьмью ступенями от 0,83 до 3,05 мкм при линейной скорости 1,2 м/с и от 0,972 до 3,56 мкм при линейной скорости 1,4 м/с. Ширина углублений — 0,5 мкм, глубина — 0,12 мкм. [c.270] Начальный диаметр области вхождения — не более 46 мм, конечный диаметр области выведения — 117 мм. Область записанной программы имеет начальный диаметр 50 мм, конечный диаметр 116 мм. Запись производится на одной стороне диска, противоположную (верхнюю при воспроизведении) сторону диска занимает этикетка. Содержание этикетки наименование программы, номер диска пб каталогу, если программа записана на нескольких дисках — номер диска в порядке следования дисков данной программы и общее количество дисков (например, диск 2 из 4). [c.270] Компакт-диск содержит три зоны (три области) зону (область) вхождения, зону записи, зону выхода (область выведения). Во входной зоне содержится информация о количестве фонограмм (произведений), записанных на диске, время от начала диска до начала данной фонограммы в минутах и секундах и в так называемых кадрах (кадр равен 1/75 с), время, отсчитываемое от окончания входной зоны до начала выходной, опознавательный номер диска в соответствии с номером по каталогу. Наличие информации о времени начала каж-, дой фонограммы позволяет автоматизировать выбор данной фонограммы и осуществлять многократное ее исполнение. В пределах зоны записи (зоны воспроизведения) записана информация программы, а также до восьми вспомогательных подкодов. [c.270] Частота дискретизации рана 44,1 кГц, скорость передачи двоичных знаков в канале 4,3218 Мбит/с. Для защиты от искажений вводятся исправляющие коды, а для поддержания установленной скорости чтения фонограммы — синхронизирующие сигналы. [c.270] Нарушение точности передачи подразделяют на следующие виды 1) потеря акустической перспективы 2) смещение среднего уровня сигнала 3) ограничение частотного и динамического диапазонов 4) линейные, нелинейные и переходные искажения 5) маскировка шумами и помехами. [c.270] Потеря акустической перспективы получается при передаче акустических сигналов по одноканальным системам независимо от числа микрофонов в месте нахождения первичного источника звука и громкоговорителей в месте нахождения слушателей. Этот дефект до некоторой степени ослабляют применением многоканальных систем передачи, например стереофонической и системами передачи. [c.270] Тракт передачи сигналов в силу ряда технических и экономических причин ограничивает частотный диапазон сигнала, для расширения которого и применяют частотную коррекцию на низких и высоких частотах передаваемого диапазона (см. 10.6). [c.271] Ограничение динамического диапазона сигнала обычно определяется сверху появлением перегрузки отдельных звеньев тракта сигналов или возникновением недопустимых нелинейных искажений, снизу наличием шумов и помех в этом тракте. Чтобы избежать ограничения динамического диапазона сигнала, применяют сжатие его диапазона по возможности до пределов динамического диапазона тракта передачи. Динамический диапазон сигнала в ряде случаев может быть восстановлен на приемном конце тракта, но это усложняет приемную аппаратуру, а иногда это и невозножно (например, при амплитудйом ограничении). Искажения и маскировка шумами будут рассмотрены в отдельных параграфах. [c.271] Вернуться к основной статье