Принципы преобразования аналогового сигнала в цифровой
Преобразование сигнала при ИКМ происходит в результате трёх операций: дискретизации, квантования и кодирования.
При квантовании непрерывный АИМ сигнал превращается в дискретный. Операция квантования АИМ сигнала состоит с том, что происходит замена всех возможных значений амплитуды АИМ сигнала рядом разрешённых дискретных значений (отсчетов). Уменьшение шага квантования D повышает точность преобразования, но при этом возрастает разрядность N аналого-цифрового преобразователя. Из-за трудностей технической реализации данный параметр обычно ограничен
При кодировании на выходе АЦП получаются последовательности двоичных 16-разрядных чисел (выборок), отображающих исходный аналоговый сигнал, следующих с частотой 44,1 кГц. Как принято, последовательность 16 двоичных значений обозначается термином «слово». Слово может быть разложено на две 8-разрядные половины: старший (А) и младший (В) байт или символ.
Обобщенная структурная схема тракта записи cd
Записываемые сигналы левого L и правого R каналов пропускаются через ФНЧ, которые предназначены для подавления ВЧ составляющих с частотой свыше 20 кГц. После ФНЧ сигналы поступают на устройства выборки-хранения УВХ, где осущ-ся запоминание уровня сигнала перед его АЦП в АЦП. Работа всех звеньев тракта цифровой записи и кодирования синхронизирована высокостабильным тактовым генератором. Цифровые данные поступают на мультиплексор. После мультиплексора последовательность поступает на блок защиты от ошибок. Основная задача ее обнаруживать и исправлять ошибки, которые возникают при записи.
Формирование кадра информации и преобразование сигналов в формате cd
Канальное кодирование в системе «Компакт-диск»
Основные задачи канального кодирования – повышение плотности записи и устранение длинных последовательностей единиц или нулей. Дело в том, что при длинных последовательностях в коде 1 или 0 может легко произойти сбой при декодировании, т.е., например, последовательность в 18 нулей может быть распознана и как 19 нулей, и как 17 нулей. В основе EFM-преобразования лежит замена исходных 8-разрядных символов 14-разрядными канальными. Канальное кодирование должно отвечать следующим требованиям: между двумя соседними единицами должно быть не больше 10, но не меньше двух нулей. Кроме того, между каждыми двумя смежными 14-разрядными символами вставляются еще три соединительных разряда (обозначенные на рисунке 7.4 ж знаками ХХХ). Эти разряды сами по себе никакой информации не несут и нужны лишь для того, чтобы придать формируемой последовательности необходимые свойства, т.е. чтобы количество нулей было не более 10 и не менее двух. Из четырех возможных вариантов (000, 001, 010, 100) принимается тот, который дает наименьшую абсолютную величину суммы.
Повышение плотности записи при канальном кодировании
Следующим этапом преобразования будет так называемый метод «Без возвращения к нулю с инверсией» (Non Return to Zero Inverted — англ.). Смысл этого метода заключается в том, что 1 соответствует изменению уровня, а 0 соответствует отсутствию изменения, плюс инвертирование сигнала. Данный результат показывает, что плотность записи увеличилась в 1,41 раза.
Код EFM
Переход из 8-разрядной системы в 14-разрядную происходит согласно специальной таблице преобразования, где каждому 8-битовому символу соответствует 14-битовый. Количество исходных 8-разрядных символов равно 28 = 256, а 14-разрядных может быть 214 = 16384. Из всего этого множества условиям преобразования отвечают только 267, из них и выбраны необходимые комбинации.