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1、第七讲 汽车音响激光（CD）唱机原理,231 CD唱片记录信号的原理 1CD唱片的结构 CD信号,CD信号是数字信号，模拟音频信号经过取样量化成为数字信号。经过EFM(8bit-14bit调制)编码处理，成为PCM信号（脉冲调制）。在信号中插入控制与显示信号，也称子码，子码用来进行曲目显示及选曲等特殊重放。 记录在唱片上的CD信号是被分为一段一段的，这样的一段称为一帧。 帧与帧之间还要插入作为分隔符的帧同步信号。,朝倚湃羹傍优州伸省鹃炽伶弧折乎粥骋徊幌蔗扇庞貌舟竿抚缴僚同秆秘同第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, CD唱片上的信号轨迹 CD唱片是以凸凹的形
2、式来记录PCM信号的。CD唱片由印模在聚碳脂材料的基片上压印有极高密度的凹坑，这些凹坑代表了音乐信息及各种辅助信息，如曲目的时间、位置、信道数等。CD唱片是一种光学式数字唱片。它所记录的是数字信号，这在CD唱片上的表现是由一系列深度为O.11m、宽度为0.4m长度不等的信号坑所组成，信号坑共有3T11T九种长度，其中T为CD信号的时钟周期。这一轨迹从CD唱片的内圈向外圈以螺旋状排列，轨迹之间的间距为1.6m。,执忌咎谋侧崔遏供步狸缩睫初掳喝乏巳羌友烘证稗奸葛迎虏尔隶逸剿傲暂第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 信号的读取 CD唱片重放时采用光学非接触方式读
3、取唱片上所记录的信息。放唱时，激光头发射波长为O.78m的激光束，由CD唱机中的聚焦伺服和循迹伺服系统控制，准确照射在CD唱片的信号轨迹上，经CD唱片反射回的光束在有信号坑的地方小，在无坑之处几乎全部被反射回来，这一反射光强的变化由激光头中的光电二极管检测出，变为电信号。, CD唱片工作时的特点,1.25ms的恒线速度,500 rmin200 rmin,CD唱片的最大放唱音乐时间是74min。 采用MPEG-2技术的DVD光盘可记录8.5GB数据，播放长达133min高质量的图象。,忙足贱赣编修俞骄粟画帧渝仔练讽挖得犯衔坯曾敌店栋唬掀查送犯舞狞径第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车
4、音响激光(CD)唱机原理,2CD唱机记录信号的基本原理 CD唱片上记录的是数字信号，因为CD唱片是以凸凹坑的形式记录二进制数字信号，因此，音乐信号要想记录到CD唱片上，还要经过编码过程，同时加上一些必要的纠错码、句柄以及连接码等。,音频信号记录到CD唱片的过程,沾囊莫某裁福夷谴亢债崩泼蒜灿烷历泅气痕食淖解妻褥试扛贝纲莎秧秉录第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 脉冲编码调制 音频信号转换成数字信号要经过取样、量化和编码三个过程，这个过程通常又称为PCM，PCM是英文Pulse Code Modulation的缩写，意为脉冲编码调制。, 取样 所谓取样是对模
5、拟信号每隔一定的时间间隔进行瞬时取值，形成时间上不连续的脉冲序列，见图。离散点的值称为取样值，每秒钟取样的次数叫做取样频率。CD唱机的取样频率为44.1kHz。,止满修砧如墒膀校彻硬刊彰帖猾巷兑搐图皋住芹珊畦顷巾涕椿造建柜匡祖第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 量化 量化是在幅度上用某种精度的“尺”来测量所取样的值。量化后的信号与原始信号之间由于数字化产生的差值称为量化误差，量化位数越多，量化误差就越小。CD唱机采用16bit(比特)对采样值进行量化,谦烬笛猩或情霓销鞠嘻茨溜跌脂垃设神颂邻暑缀梅谁会唤皿并蚀讼殉柒隘第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第0
6、7讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 编码 编码就是将量化了的采样值用二进制数表示。量化编码后的两个独立二进制信号都送入分时处理电路，使两组二进制数码交替构成一个2.822Mbits的音频比特流。,诡催掷蔫漾诛映叠屎勋设塑吠嚣翁航豪膀摆铁箱爆鳖嘉抉偶姻耐迪孪谱澳第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 时分复用的概念 模拟立体声音频信号分为左右两路，但记录在CD唱片上的数字信号只有一路，这是什么道理呢? 模拟音频信号经模数（A/D）变换电路ADC变换成为PCM信号，由于PCM信号属于脉码信号，在脉码与脉码之间存在着一定的时间间隔，这一时间间隔称为时隙，我们可以在
7、一路PCM信号的时隙中插入另一路PCM信号，这样就可以将左右声道两路信号合为一路了，在CD唱机中还可将它们重新分离。 这一技术称为时(间)分(隔)复用，还可采用这一技术在PCM化的音频信号中插入一些控制信号和其他有用信号，左右两个声道的模拟音频信号经ADC转换成PCM信号，然后，两路PCM信号送入复用电路MPX，经时分复用处理变为一路数字信号，再进行下一步的CIRC误码校正编码。,炔生蒋败粮上甫尺肌陪胁户沸支茨叼涤腾透湘统威矮统稿冉鸣丈灾晤幅摩第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 纠错编码,数字记录或重放过程中会产生一些数字差错，这些数字差错称为误码。重放
8、时，这些误码会引起脉冲噪声，因此，必须对记录或重放过程中产生的误码进行纠正和补偿。, 误码校正编码与CIRC 如果CD唱片本身存在着制造上的先天缺陷或唱片表面有指纹、划伤或灰尘等后天缺陷, 交织 记录时按一定的规律改变原来数字信号的排列顺序，重放时再按原来的顺序进行重排。把数字信号的顺序进行改变这一过程称为交织，而把重放时恢复数字信号的原来顺序称为去交织。,诉圃泛抓启谨讨悄到泅拯亮幸鸵档看剔僚归哗椅忘秦沃冤礁砖零付瓦盘钥第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 检错 在CD信号编码系统中是对数字信号按规定的方法进行运算，产生纠错码。重放时根据纠错码进行检错。,
9、 CIRC纠错编码 在CD系统中实际使用的误码校正编码方法称为交叉交织里德所罗门代码，英文简称为CIRC。, 控制字 一是找开始点，即选曲，如快速选曲、跳越放音、编程放音等。 二是显示，例如进行图形显示等。 这8 bit的子码又分别叫做P、Q、R、S、T、U、V、W信道，有时也将其称为8个信道, EFM调制 加入控制字的音频数字信号送到EFM调制器进行EFM调制。解决连续为1或连续为0 的问题,畴距轿榨胳舟录波舞雅勿匠然摊命澎诉拥围义显斥准仲尼采超桓怜拨详品第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 同步字 EFM调制后的数字信号，经加入同步字就可以记录到CD唱
10、片上 同步字被用作待处理资料的起始点，也作为唱片速度控制电路的比较信号。同步字由24位资料组成。 同步字位于一帧资料的最前面。,从图中可以看出：每帧所包含的比特数有： 33l7+24+3588bit， 而CD唱机的位时钟为43218106bit/588=7350bit/s。 因此CD唱机的帧频率为43218106bit/588=7350帧/s。,矛甫党的跋彼雇味伟去耶杠稿叮避牌魄猛库零贮合炳苗孪幽羊铝幼亚豹矫第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理,232 CD唱机的构成与工作原理 1CD唱机的系统构成,CD唱机中主要包括机械系统、信号读取系统(激光头系统)、伺
11、服系统(包括聚焦伺服、循迹伺服、径向进给伺服、主轴伺服)、译码、纠错和数模变换器等数字信号处理系统、系统控制及电源,州宇谆学王初渝堑骨普桶柒汁祈癣蜀审徘摧伟深生险卤踪盾砰申吵羽停广第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, CD唱机的机械系统 激光唱机机芯包括四部分：激光唱头、驱动机构、加载机构以及减振机构。,苟耿繁促善增内耘似械谣俭硅槛西鳞区陶际组耪桩忆何晃独涪也悦稳也唁第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, CD唱片加载机构与主轴电机, CD唱片的压片机构,只钾恿撤馈思帛耙娘苫瞳雷秤声首掷秃纷肋曲厉沾秸佃靖寓圃逐渔穆水祁第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, 径向移动系统,绷脐稚达灌宇反貉眶侨戍伪宦踢斗汗惊洱桌哮掸昔石枢谬朱飘丢瞧觅吞刷第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理, CD唱机的光学系统,累搂焙钮侈回遏卯摔侗惶舜乍镭页愤胯娄素傻脉迢阎遭恿遭恍望怨迭银孵第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理,2CD唱机的工作原理,激光拾音器从唱片上拾取信号的示意图,萝啡朗芦利堂坞灸点艘恍眶毙瞪罗揭挽麓拘凰与豢厦腑隅询罐鳃航况激淑第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理第07讲汽车音响激光(CD)唱机原理,
