Система оптичного запису "компакт-диск"
1. Записуючий пристрій
Структурна схема записуючого пристрою представлена ​​на рис. 1. Система "Компакт-диск" - Стереофонічна. Сигнали лівого і правого каналів пропускають через фільтри нижніх частот, частота зрізу яких 20 кГц, і подають на пристрої вибірки-зберігання. Частота дискретизації 44.1 кГц. З пристрою вибірки-зберігання сигнали надходять на 16-розрядні АЦП. На виході АЦП виходять дві послідовності двійкових 16-розрядних чисел з частотою проходження 44.1 кГц.
В
1 - ФНЧ; 2 - АЦП;
3 - Мультиплексор;
4 - Блок захисту від помилок; 5 - Модулятор;
6 - Блок формування службової інформації;
7 - Записуючий вузол; 9 - Генератор тактової частоти.
Рисунок 1
Обидві послідовності надходять на входи мультиплексора, який об'єднує їх в одну послідовність, але з подвоєною частотою прямування (88.2 кГц). Крім того, послідовність ділиться на кадри - блоки, що містять 6 відліків лівого і 6 відліків правого каналів. Частота проходження кадрів дорівнює 88.2/12 = 7.35 кГц. Нарешті, 16-розрядні числа діляться на два 8-розрядних числа (байти). Частота проходження байтів 88.2 * 2 = 176.4 кГц. Кожен кадр містить 24 байта. Ці перетворення ілюструються малюнком 2 а, б, в. У такому вигляді послідовність надходить на блок захисту від помилок. Помилки можуть виникати через дефекти доріжки запису (подряпини тощо). Пошкодження можуть бути короткі (пошкоджений один символ) і охоплюють декілька символів (і, навіть, кадрів). Короткі ушкодження виявляються і виправляються кодами. Щоб код міг виявити і виправити ланцюжок пошкоджених символів, їх потрібно розкидати і вставити між непошкодженими символами. Ця ідея використана при побудові блоку захисту від помилок. Схема обробки послідовності чисел в блоці показана на рис. 3, а повна схема перестановок і обробки - на рис. 4. Спочатку проводиться 1 перемеженіє (перестановка) символів (Байтів). Цифра в овалі на рис. 4 означає затримку на 2 кадри. Потім проводиться виявлення та виправлення помилок першим кодером С2. Використовується код Ріда-Соломона з утворюючим многочленом. Код обчислює і додає чотири повірочних символу. Таким чином, в кадрі тепер міститься 28 символів. Код може виявити до 4 помилок або виправити до 2 символів. Потім слід 2 перемеженіє. br/>В
Малюнок 2
В
Малюнок 3
В
Малюнок 4
Буква D в овалах позначає затримку на 4 кадри. Далі проводиться обробка другим кодером С1, який додає ще 4 повірочних символу. Тепер кадр містить 32 символи. Нарешті, слід ще одне перемеженіє. Ця система захисту від помилок забезпечує ймовірність появи помилки на виході системи ~ 10 -17 , при ймовірності помилки на доріжці запису 10 -3 (диск поганого якості). Після блоку захисту в кадр додають ще один символ (байт) службової інформації. Тепер кадр містить 33 символу в паралельному коді (див. рис. 2 д). Записати таку послідовність на одну доріжку можна. Тому переходять до послідовного (канальному) кодом. У системі "Компакт-диск" використаний канальний код EFM (eight to fourteen modulation) або код 8 -14. Кожному байту відповідає 14-розрядний символ (див. табл. 1). Між двома 14-розрядними символами вставляють 3 сполучних розряду. Ці розряди заповнюють так, щоб між одиницями сусідніх символів було не менше двох і не більше десяти нулів. Обмеження довжини послідовності одного рівня створює можливість самосинхронізації. Тепер символ коду стає 17-розрядних. br/>
Таблиця 1 Частковий таблиці перетворень 8-14
В
Загальне число біт в кадрі 33 * 17 = 561. До них додається 27 біт синхронізації, так що число біт в кадрі 588. Частота проходження 4.3218 МГц. Отримана послідовність управляє лучем лазера записуючого вузла. Робота всіх вузлів рекордера синхронізується генератором тактової частоти.
Структурна схема записуючого вузла наведена на рис. 5. br/>В
Малюнок 5
Запис здійснюється на диск, виконаний з полірованого скла, на який нанесений шар фоторезиста товщиною 0.1 Г· 0.13 мкм. У процесі запису модульований промінь лазера засвічує фоторезист. Після запису фоторезистивной шар проявляють. Засвічені ділянки розчиняються, утворюючи поглиблення (піти). Поверхня проявленого диска покривають тонким шаром срібла. Потім методами гальванопластики формують суцільнометалевий оригінал. Рельєф оригіналу переносять на проміжні копії, а з копій - на матриці. Тиражування дисків здійснюється одним з трьох способів: методом гарячого пресування, литтям під тиском або способом фотополімеризації.
2. Компакт-диск
Конструкція і розміри компакт-диска визначені стандартом і не можуть бути змінені. Диск виготовлений з полікарбонату - пластмаси, стійкої до викривлення, не змінює розміри при зміні температури. Конструкція і розміри диск...
