4.3 Формирование цифрового сигнала в системе cd

Точно так же. как в цифровых магнитофонах, подавать на модулирующий электрод записывающего лазера сигнал непосредственно с выхода аналого-цифрового преобразователя нельзя. Поэтому здесь используются и

п еремежение, и задержка, и помехоустойчивое кодирование, и канальное кодирование. Используется также и кое-что другое. На рис. приведена структура преобразования сигнала в процессе подготовки его к записи. Весь цифровой поток с выхода обоих АЦП поступает в устройство распределения по блокам. Частота следования блоков составляет 7,35 кГц. В каждый блок входят по 6 отсчетов левого и правого каналов (кодирование 16-битовое). Получается блок из 24 байт (192 бита), в котором тактовая частота составляет 1,4112 Мбит/сек. Этот цифровой поток подвергается процедуре перемежения и задержки, после чего подвергается двухкаскадному помехоустойчивому кодирования кодом Рида-Соломона. При этом, кроме 8 байт помехоустойчивого кодера в блок добавляется еще один байт, называемый байтом управления и информации. В результате с выхода помехоустойчивого кодера скорость цифрового потока увеличивается до 1,9404 Мбит/сек., а блок уже содержит 33 байта (264 бита). Канальный кодер преобразует каждый из 33 байта блока в 14-битовую комбинацию нулей и единиц, к которой добавляется 3 выравнивающих бита, которые убирают постоянную составляющую цифрового потока. Полученная 17-битовая комбинация уже не может быть

1 2 3 4 5 6

названа байтом, и ее часто называют символом. Наличие 33 символов по 17 бит увеличивает скорость цифрового потока до 4,12335 Мбит/сек. В заключение к каждому блоку добавляется синхрослово из 27 бит, необходимое для распознавания в процессе воспроизведения границы между соседними блоками. В результате всех преобразований скорость цифрового потока увеличивается до 4,3218 Мбит/сек при емкости блока 588 бит. Таким образом, в процессе подготовки цифрового сигнала стереозвука к записи, скорость цифрового потока возросла более чем в 3 раза. Такую высокую плату приходится платить за возможность получения высокого качества воспроизведения, несмотря на наличие пыли, царапин и других помех на поверхности диска. Особо следует сказать о том, что, несмотря на такую высокую тактовую частоту на модуляторе записывающего лазера, число питов, записанных за секунду на диск, не превышает 700 тысяч в секунду. Это является крупным достижением фирм - разработчиков системы CD, что и обеспечило безусловную победу данного варианта над другими, которые тоже разрабатывались в начале 80-х годов, но не выдержали проверку временем и бесславно канули в лету.

4.4.Система магнитооптической записи звука

Запись информации на магнитнооптический диск осуществляется путем формировании магнитограмм на поверхности дискового носителя, а считывание информации производится уже оптическими методами - с помощью сфокусированного луча полупроводникового лазера. В основе процесса лежит магнитооптический эффект Керра. В общем случае магнитооптический эффект - это изменение оптических свойств вещества в зависимости от его намагниченности или от силы приложенного к нему магнитного поля. Под оптическими свойствами здесь следует понимать отражение, пропускание, поляризацию света и другие явления. Вещества, в которых наблюдается магнитооптический эффект. Называются магнитооптическими веществами. Среди них могут быть ферромагнетики, имеющие в своей структуре магнитные атомы, - такие, как Y3Fe5O12, или

Gd Fe3 O12; ортоферриты, образующие магнитные домены - такие как CoTbFe TbFeCo и другие материалы, содержащие металлы и редкоземельные элементы. Тонкие пленки из таких материалов обладают преимущественно перпендикулярной намагниченностью , т.е. силовые линии магнитного поля, образуемые ими, перпендикулярны поверхности пленки.

Магнитооптический эффект Керра состоит в следующем. Если пленку, содержащую участки с противоположной намагниченностью, осветить лучом линейно поляризованного света, то поляризации пучка, отраженного от этих участков, будут различными. Угол между векторами поляризации света, отраженного от разнополярных участков, называется углом Керра. Если отраженный свет пропустить через анализатор (пластинку из анизотропного вещества), то его интенсивность тоже получится различной. Поместив далее на пути луча фотоприемник, можно различить уровень "нуля" от уровня "единицы".

Чтобы записать информацию на магнитооптический носитель, используется термомагнитный эффект. Он состоит в том, что если участок пленки, имеющий определенную намагниченность, поместить в магнитное поле противоположного направления и нагреть лучом лазера выше некоторой температуры, называемой точкой Кюри, то этот участок приобретет направление намагниченности, совпадающее с направлением внешнего магнитного поля. Интересно то, что при охлаждении пленки это направление сохраняется. Естественно, что диски с такими пленками можно многократно перезаписывать новой информацией, предварительно удалив старую.

Типичная структура магнитооптического диска показана на рис. 4.9. Основой его, как и в обычном компакт - диске, является поликарбонат. Регистрирующий слой в данном случае - соединение тербия, железа и кобальта. Для защиты от коррозии регистрирующий слой с обеих сторон окружен слоями нитрида кремния, а в качестве отражающего слоя используется алюминий. Однако, самыми лучшими регистрирующими слоями являются кобальт - платиновые. Особенно если чередовать тончайшие слои кобальта (толщиной в несколько атомов) с такими же тонкими слоями платины. - до тех пор. Пока не получится требуемая толщина регистрирующего слоя. Это объясняется тем. что способность атомов ориентироваться в магнитном поле увеличивается у поверхности. Чем больше в слое поверхностей, тем лучше ориентируются атомы по всей толщине регистрирующего слоя. Кроме того. кобальт - платиновые структуры обладают большим углом вращения Керри на коротких волнах, что можно считать перспективным, поскольку длина волны полупроводниковых лазеров имеет тенденцию к уменьшению. К сожалению, такие структуры имеют относительно высокую стоимость.