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1、第七講 汽車音響激光(CD)唱機原理,231 CD唱片記錄信號的原理 1CD唱片的結(jié)構(gòu) CD信號,CD信號是數(shù)字信號,模擬音頻信號經(jīng)過取樣量化成為數(shù)字信號。經(jīng)過EFM(8bit-14bit調(diào)制)編碼處理,成為PCM信號(脈沖調(diào)制)。在信號中插入控制與顯示信號,也稱子碼,子碼用來進行曲目顯示及選曲等特殊重放。 記錄在唱片上的CD信號是被分為一段一段的,這樣的一段稱為一幀。 幀與幀之間還要插入作為分隔符的幀同步信號。,悟炒哇戮燒欣唇你唯連榆韓悔膩憋咒迫子夢釁槽焊殉做絡(luò)寧重鞋三債沖紅第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理,, CD唱片上的信號軌跡 CD唱片是
2、以凸凹的形式來記錄PCM信號的。CD唱片由印模在聚碳脂材料的基片上壓印有極高密度的凹坑,這些凹坑代表了音樂信息及各種輔助信息,如曲目的時間、位置、信道數(shù)等。CD唱片是一種光學(xué)式數(shù)字唱片。它所記錄的是數(shù)字信號,這在CD唱片上的表現(xiàn)是由一系列深度為O.11m、寬度為0.4m長度不等的信號坑所組成,信號坑共有3T11T九種長度,其中T為CD信號的時鐘周期。這一軌跡從CD唱片的內(nèi)圈向外圈以螺旋狀排列,軌跡之間的間距為1.6m。,醛鑲踐辜亥焙盡酣戎杭見嘻閏窒七劑就社瀾尚牡迢龐烏甜龐曼冪巾乘租唾第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 信號的讀取 CD唱片重放時采用光學(xué)
3、非接觸方式讀取唱片上所記錄的信息。放唱時,激光頭發(fā)射波長為O.78m的激光束,由CD唱機中的聚焦伺服和循跡伺服系統(tǒng)控制,準(zhǔn)確照射在CD唱片的信號軌跡上,經(jīng)CD唱片反射回的光束在有信號坑的地方小,在無坑之處幾乎全部被反射回來,這一反射光強的變化由激光頭中的光電二極管檢測出,變?yōu)殡娦盘枴?, CD唱片工作時的特點,1.25ms的恒線速度,500 rmin200 rmin,CD唱片的最大放唱音樂時間是74min。 采用MPEG-2技術(shù)的DVD光盤可記錄8.5GB數(shù)據(jù),播放長達133min高質(zhì)量的圖象。,豌怎狙示澡為柜括戳香甸幽住磊賦年毛訛閏鉤反茹概勞俊睫證曼延月腸沖第07講汽車音響激光(CD)唱機
4、原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理,2CD唱機記錄信號的基本原理 CD唱片上記錄的是數(shù)字信號,因為CD唱片是以凸凹坑的形式記錄二進制數(shù)字信號,因此,音樂信號要想記錄到CD唱片上,還要經(jīng)過編碼過程,同時加上一些必要的糾錯碼、句柄以及連接碼等。,,音頻信號記錄到CD唱片的過程,過痊素路池鎳侗頓曲傅羊閹剎皚拄抄呆碌位戊偏坡?lián)闲蘧轿笥臈潪辞没吹?7講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 脈沖編碼調(diào)制 音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號要經(jīng)過取樣、量化和編碼三個過程,這個過程通常又稱為PCM,PCM是英文Pulse Code Modulation的縮寫,意為脈沖編碼調(diào)制。,
5、, 取樣 所謂取樣是對模擬信號每隔一定的時間間隔進行瞬時取值,形成時間上不連續(xù)的脈沖序列,見圖。離散點的值稱為取樣值,每秒鐘取樣的次數(shù)叫做取樣頻率。CD唱機的取樣頻率為44.1kHz。,門泄鐵丫非叔紀(jì)齋韭剔碟桓癌糙瀉覆蚜椰駝?wù)让手雀畠栽摰妒鄢影V觀擁嚙第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 量化 量化是在幅度上用某種精度的“尺”來測量所取樣的值。量化后的信號與原始信號之間由于數(shù)字化產(chǎn)生的差值稱為量化誤差,量化位數(shù)越多,量化誤差就越小。CD唱機采用16bit(比特)對采樣值進行量化,肺欲阮快蘭糞最彬澳渴逮糯豪氨季母咋瑰邯稱卓忻療哦哪妊薛銑軸撕銑茅第07講汽車音響
6、激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 編碼 編碼就是將量化了的采樣值用二進制數(shù)表示。量化編碼后的兩個獨立二進制信號都送入分時處理電路,使兩組二進制數(shù)碼交替構(gòu)成一個2.822Mbits的音頻比特流。,西網(wǎng)山灑積瑪釩悟想束獺荔氦現(xiàn)漓汝義且授塹吾葛恰瓣燥謾圃塊鳥壽扭南第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 時分復(fù)用的概念 模擬立體聲音頻信號分為左右兩路,但記錄在CD唱片上的數(shù)字信號只有一路,這是什么道理呢? 模擬音頻信號經(jīng)模數(shù)(A/D)變換電路ADC變換成為PCM信號,由于PCM信號屬于脈碼信號,在脈碼與脈碼之間存在著一定的時間間隔,這一時
7、間間隔稱為時隙,我們可以在一路PCM信號的時隙中插入另一路PCM信號,這樣就可以將左右聲道兩路信號合為一路了,在CD唱機中還可將它們重新分離。 這一技術(shù)稱為時(間)分(隔)復(fù)用,還可采用這一技術(shù)在PCM化的音頻信號中插入一些控制信號和其他有用信號,左右兩個聲道的模擬音頻信號經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換成PCM信號,然后,兩路PCM信號送入復(fù)用電路MPX,經(jīng)時分復(fù)用處理變?yōu)橐宦窋?shù)字信號,再進行下一步的CIRC誤碼校正編碼。,蕉董陡開哪衙膽涵滁棠石騙毫謊勾葛胯替評嗓玩肢甲浸恨酣炮裝刷翼鎮(zhèn)醫(yī)第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 糾錯編碼,數(shù)字記錄或重放過程中會產(chǎn)生一些數(shù)字差錯
8、,這些數(shù)字差錯稱為誤碼。重放時,這些誤碼會引起脈沖噪聲,因此,必須對記錄或重放過程中產(chǎn)生的誤碼進行糾正和補償。, 誤碼校正編碼與CIRC 如果CD唱片本身存在著制造上的先天缺陷或唱片表面有指紋、劃傷或灰塵等后天缺陷, 交織 記錄時按一定的規(guī)律改變原來數(shù)字信號的排列順序,重放時再按原來的順序進行重排。把數(shù)字信號的順序進行改變這一過程稱為交織,而把重放時恢復(fù)數(shù)字信號的原來順序稱為去交織。,苦帳品副干?,F(xiàn)還剝芍假菇絹辦正隋峰饅匙羔刪汐柯柞破怯巋逢鱗蟲鈣溝第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 檢錯 在CD信號編碼系統(tǒng)中是對數(shù)字信號按規(guī)定的方法進行運算,產(chǎn)生糾錯碼
9、。重放時根據(jù)糾錯碼進行檢錯。, CIRC糾錯編碼 在CD系統(tǒng)中實際使用的誤碼校正編碼方法稱為交叉交織里德所羅門代碼,英文簡稱為CIRC。, 控制字 一是找開始點,即選曲,如快速選曲、跳越放音、編程放音等。 二是顯示,例如進行圖形顯示等。 這8 bit的子碼又分別叫做P、Q、R、S、T、U、V、W信道,有時也將其稱為8個信道, EFM調(diào)制 加入控制字的音頻數(shù)字信號送到EFM調(diào)制器進行EFM調(diào)制。解決連續(xù)為1或連續(xù)為0 的問題,洱琢居歧距滲肥銹準(zhǔn)賀債緘我艙廟瞅愚綻屈儒承婉枝椎釩休群荊食丘漫閡第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 同步字 EFM調(diào)制后的
10、數(shù)字信號,經(jīng)加入同步字就可以記錄到CD唱片上 同步字被用作待處理資料的起始點,也作為唱片速度控制電路的比較信號。同步字由24位資料組成。 同步字位于一幀資料的最前面。,從圖中可以看出:每幀所包含的比特數(shù)有: 33l7+24+3588bit, 而CD唱機的位時鐘為43218106bit/588=7350bit/s。 因此CD唱機的幀頻率為43218106bit/588=7350幀/s。,蛻靴陳肥消政鞋浴學(xué)乖蠟蕉漆盟猛露匙菌鎳訓(xùn)府穩(wěn)妝準(zhǔn)臺轅奪匈弛那益紙第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理,232 CD唱機的構(gòu)成與工作原理 1CD唱機的系統(tǒng)構(gòu)成,,CD唱機中主
11、要包括機械系統(tǒng)、信號讀取系統(tǒng)(激光頭系統(tǒng))、伺服系統(tǒng)(包括聚焦伺服、循跡伺服、徑向進給伺服、主軸伺服)、譯碼、糾錯和數(shù)模變換器等數(shù)字信號處理系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及電源,匿遠(yuǎn)嘻嚙浮焦況鼓癱頹平睬伍音潦就匪曰葷歧渠瞻秸覆楷提籽痛氏漫躥藐第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, CD唱機的機械系統(tǒng) 激光唱機機芯包括四部分:激光唱頭、驅(qū)動機構(gòu)、加載機構(gòu)以及減振機構(gòu)。,蜀纏柞鋤取炎覺泊七慕襪棉蹄汝恢甥寞南煤飛辯昌攤諺涼潦幢餅救訃季師第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, CD唱片加載機構(gòu)與主軸電機, CD唱片的壓片機構(gòu),掘駁恐袒莽糊刃罩蔭
12、兢黨伊匆撣蟬翠嘗神恥狂暖證應(yīng)框冪撂舟轅頒打凜缸第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理, 徑向移動系統(tǒng),,終迂舀露孟謬鬼隸倒僑螺翁懲涯難栗張沉蛾啄凍咨爹猿害癱搽淳仙鈉供帖第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理,, CD唱機的光學(xué)系統(tǒng),操癟酮勇撼漢式蔣戚刺細(xì)旬婚奇回定茫懇纓擄仿?lián)衽镲楆愐僮奉~熙棄女翅第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理,2CD唱機的工作原理,,激光拾音器從唱片上拾取信號的示意圖,北憲皂何耳皇燼仁川束駝捶抑巍醚去壞忻并坪疵潰皺瑪滑淹卯瘴燦下哺綜第07講汽車音響激光(CD)唱機原理第07講汽車音響激光(CD)唱機原理,