36171

SuperAudioCD

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Следует заметить что технология одноразрядного квантования используется сейчас и для преобразования звука в других форматах однако там полученный одноразрядный поток в конце концов всетаки приводится к последовательности многоразрядных отсчетов 16 20 24разрядных и в дальнейшем все операции по формированию потока данных перед записью на носитель производятся уже с ними. Этот слой является носителем данных DSD и считывается оптической головкой с числовой апертурой 06 лучом лазера с длиной волны излучения 650 нм. В процессе...

Русский

2013-09-21

87 KB

1 чел.

PAGE  3

SuperAudioCD

Формат цифровой звукозаписи SACD является детищем тандема SONY/PHILIPS, и разрабатывался этими авторитетными фирмами в качестве альтернативы звуковой версии формата DVD – диска DVD-Audio.

Формат SACD коренным образом отличается от всех прочих цифровых звуковых форматов (CD, DAT, MD, DVD-Audio) тем, что запись материала на носитель здесь производится не в форме линейных ИКМ-отсчетов, а в идее непрерывного цифрового потока, полученного путем одноразрядного квантования аналогового звукового сигнала со скоростью 2, 8224 МГц. Следует заметить, что технология одноразрядного квантования используется сейчас и для преобразования звука в других форматах, однако там полученный одноразрядный поток, в конце концов, все-таки приводится к последовательности многоразрядных отсчетов (16-, 20-, 24-разрядных) и в дальнейшем все операции по формированию потока данных перед записью на носитель производятся уже с ними. В формате SACD ничего подобного не делается. Полученный в результате квантования цифровой поток так и записывается на носитель со скоростью преобразования 2,8224 МГц. К нему только добавляется необходимая служебная  и синхронизирующая информация. Такая технология названа разработчиками Direct Stream Digital (DSD).

В результате, извечный враг цифровой звукозаписи – шум квантования – так и остается в своей наиболее «безопасной» форме с частотой первой гармоники 2,8 МГц и легко отфильтровывается (точнее, перемещается в область неслышимых частот) при воспроизведении записи, не требуя для этого сложных аппаратных средств.

Вследствие этого технические характеристики SACD отличаются очень высокими показателями, а проигрыватели – простотой реализации. Динамический диапазон и отношение сигнал/шум в звуковом диапазоне достигают 120 дБ и выше, а амплитудно-частотная характеристика получается линейной вплоть до частоты 100 кГц. Хотя здесь надо сделать оговорку – такая характеристики отнюдь не означает, что отношение сигнал/шум в 120 дБ сохраняется до 100 кГц.

С целью скорейшего продвижения SACD на рынке, его создатели предусмотрели совместимость нового диска с проигрывателями CD. Для этого на диске SACD, кроме версии материала в форме DSD, записывается версия того же материала в обычном формате CD-Audio Red Book. Одним словом, диск SACD может воспроизводиться на любом из существующих ныне CD- проигрывателей или CD-дисководов. Такая совместимость заложена в конструкции диска SACD. Неясно, правда, зачем владельцу обычного CD-проигрывателя покупать дорогой диск SACD, если он все рано не сможет услышать его «более дорогое» звучание? Но это уже, видимо, вопрос философский.

Диск SACD

Размеры диска SACD такие же, как у CD и DVD – диаметр 120 мм, толщина 1,2 мм. Физическая структура его представляет собой нечто среднее между обычным диском CD и односторонним двухслойным DVD (SSDL) (рис. 12.9).

Так же как диск DVD, он состоит из двух склеенных вместе подложек толщиной 0,6 мм каждая. Так же как у диска SSDL, внешняя (для считывающего луча) подложка содержит в себе полупрозрачный информационный слой высокой плотности (4,7 Гбайт), образованный путем напыления тончайшей пленки золота. Этот слой является носителем данных DSD и считывается оптической головкой с числовой апертурой 0,6 лучом лазера с длиной волны излучения 650 нм. Однако второй информационный слой с непрозрачным алюминиевым покрытием располагается не вблизи места склейки подложек (как у диска SSDL), а у противоположной поверхности – той, которая покрыта защитным слоем из прочной пластмассы. Этот информационный слой содержит в себе версию материала в стандарте CD-Audio (16 разрядов при частоте дискретизации 44,1 кГц) и доступен только для считывания оптической головкой обычного CD-проигрывателя или дисковода с числовой апертурой 0,45 и длиной волны излучения лазера 780 нм. Расстояние от этого слоя до внешней поверхности диска получается таким же, как и у CD – около 1,2 мм. Таким образом, достигается полная совместимость, как дисков, так и проигрывателей CD и SACD.

Информационный слой DSD позволяет записать на нем до 74 минут музыки в стереозвучании или с использованием технологии сжатия Direct Stream Transfer, разработанной фирмой PHILIPS, к стереоварианту добавляется еще и шестиканальный вариант (чаще всего – SSDSSONY Dynamic Digital System).

Информационный слой CD Red Book содержит версию того же материала, полученную путем понижения частоты дискретизации в 64 раза с помощью разработанного фирмой SONY алгоритма Super Bit Mapping Direct. Может, конечно, присутствовать и оригинальная запись, изначально сделанная в формате CD-Audio.

Защита от копирования в SACD

Для защиты материала, записанного на диск SACD, от копирования разработчики предусмотрели так называемую систему PSPPit Signal Processing. Суть ее заключается в следующем.

В процессе изготовления мастер-диска к потоку данных подмешивается специальный идентификационный сигнал, который записывается на диск.

Кроме того, ширина записываемых пит модулируется по определенному закону, создавая дополнительную степень защиты информации. Причем, этот вид защиты невозможно скопировать никаким известным способом. Оба вида защиты находятся во взаимном соответствии и дополняют друг друга. Такое соответствие проверяется специальным анализатором проигрывателя SACD. Если оно отсутствует, что неизбежно произойдет при перезаписи, то выход проигрывателя блокируется.

Формат данных в SACD

Аналоговый звуковой сигнал преобразуется в цифровой поток данных DSD со скоростью 2,2884 МГц в каждом из каналов, данные всех каналов делятся на байты и объединяются в единый цифровой поток, скорость которого для 2-канальной записи равна

2×2,8224 = 5,6448 Мбит/с = 705,6 кбайт/с.

В сравнении с обычным компакт-диском, у которого скорость потока звуковых данных равна 44,1×2×2 = 176,4 кбайт/с, эта скорость ровно в 4 раза выше. Далее этот поток данных делится на блоки по 2016 байт в каждом, к каждому блоку добавляется дополнительная информации (текст, графика, видео) и заголовок (всего 32 байта) и, таким образом, формируются блоки основных данных из 2048 байт.

К каждому блоку основных данных добавляются 4 байта идентификатора (ID), 2 байта (IED), представляющие собой сумму по модулю два первых двух байтов идентификатора ID и последних двух байтов, необходимую для обнаружения ошибок в идентификаторе, и 4 байта кода обнаружения ошибок (EDC) во всем блоке данных. Кроме того, в блок включены 6 резервных байт. Таким образом, формируется сектор данных из 2064 байта.

Идентификатор (ID)

4 байта

Проверка идентификатора на наличие ошибок (IED)

2 байта

Резервные байты

6 байт

Основные данные

2048 байт

Код обнаружения ошибок в секторе

4 байта

Из каждых 16 секторов данных формируется блок кода коррекции ошибок (ЕСС-блок) путем организации из этих данных матрицы, содержащей 192 строки и 172 столбца (см. рис. 12.10). Затем данные каждой строки матрицы кодируются кодом Рида Соломона RS[182,172]. При этом вычисляются 10 проверочных символов кода, которые записываются в последние 10 столбцов матрицы (байты  Р1). После этого данные каждого столбца кодируются кодом Рида-Соломона RS[208,192]. Полученные при этом 16 проверочных символов кода записываются в нижние 16 строк матрицы (байты Р0). Такая система кодирования называется Reed-Solomon Product Code (RSPC). Она способна скорректировать по меньшей мере 5 ошибочных байт на каждую строку и 8 ошибочных байт на каждый столбец. Путем выполнения нескольких последовательных вычислений можно исправить даже большее количество ошибочных байт.


После выполнения операций кодирования кодами Рида-Соломона, из данных блока ЕСС формируются 16 секторов записи. Для этого каждые 12 строк матрицы с исходными данными (сектор данных) объединяются с одной из строк проверочных данных Р0, как показано на рис. 12.11. Фактически один сектор записи содержит информацию одного сектора данных (12 строк или 2064 байта) + 12 строк по 10 байт Р1 (120 байт) + 182 байта Р0 – всего 2366 байт. Совокупность полученных при этом секторов записи образует физический сектор.

После этого каждая строка сектора записи делится на две равные части (91 + 91 байт), выполняется процедура модуляции каждого байта кодом EFM+ и к каждой части добавляется 32-разрядная синхрогруппа, образуя, таким образом, кадры записи. Синхрогруппы разных кадров имеют разную структуру и добавляются к полученным кадрам физического сектора в определенной логической последовательности, обеспечивая тем самым правильную работу декодеров при воспроизведении.

SYNC0 – начало физического сектора,

SYNC1 – SYNC4 – начало нечетного кадра,

SYNC5 – SYNC7 – начало четного кадра.

Результирующая скорость потока данных при записи/считывании в SACD для двухканальной записи составляет 6,5536 Мбит/с. Если использовать те же самые преобразования для многоканальной записи, то скорость потока данных превысит считывающие возможности оптической системы. Поэтому для записи многоканальных звуковых программ используется специальный вид компрессии – Direct Stream Transfer (DST). С использованием сжатия по методу DST результирующая скорость потока данных для 5.1-канальной записи получается равной 14,99136 Мбит/с.

Технические параметры SACD

● Диаметр диска (см)    12

● Толщина диска (мм)    1,2

● Число рабочих сторон    Одна

● Число типов диска    3 (однослойный, двухслойный,

          гибридный)

● Квантование     1-разрядное (DSD)

● Частота дискретизации (МГц)  2,8224

● Информационная емкость (Гбайт)  4,7 (однослойный)

       8,54 (двухслойный)

● Минимальная длина пита (мкм)  0,4

● Шаг дорожки (мкм)    0,74

● Длина волны излучения лазера (нм) 650

● Числовая апертура объектива  0,6

● Диапазон воспроизводимых частот 0-100 кГц

● Динамический диапазон (дБ)  более 120

● Максимальное время записи (мин)  110 (2 канала, 1 слой)

● Линейная скорость луча (м/с)  3,49

● Модуляция     EFM+

● Дополнительные возможности записи Текст, графика, видео


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25796. Понятие о рецепторе, органе чувств, анализаторе, сенсорной системе 15.51 KB
  Понятие о рецепторе органе чувств анализаторе сенсорной системе. Реце́птор сложное образование состоящие из нервных окончаний дендритов чувствительных нейронов глии специализированных образований межклеточного вещества и специализированных клеток других тканей которые в комплексе обеспечивают превращение влияния факторов внешней или внутренней среды раздражитель в нервный импульс. Орган чувств Орган чувств представляет собой физиологический прибор для восприятия сигналов и для их первичного анализа. В состав органов чувств помимо...
25797. Рецепторы классификация, свойства. Преобразование сигналов в рецепторах. Принципы работы первичновоспринимающих и вторичновоспринимающих рецепторов 17.4 KB
  Пример мономодальных органы слуха зрительные рецепторы. В зависимости от источника информации все рецепторы делятся на 3 больших группы: 1. Экстерорецепторы воспринимают сигналы из внешней среды. Интерорецепторы воспринимают информацию из внутренней среды организма.
25798. Основные принципы строения сенсорных систем 14.38 KB
  Основными общими принципами построения сенсорных систем высших позвоночных животных и человека являются следующие: 1 многослойность то есть наличие нескольких слоев нервных клеток первый из которых связан с рецепторами а последний – с нейронами моторных областей коры большого мозга. Создаются также условия для избирательного регулирования свойств нейронных слоев путем восходящих влияний из других отделов мозга; 2 многоканальность сенсорной системы то есть наличие в каждом слое множества от десятков тысяч до миллионов нервных клеток...
25799. Взаимодействие сенсорных систем. Компенсаторные возможности сенсорных систем 15.06 KB
  Взаимодействие сенсорных систем. Взаимодействие сенсорных систем межсенсорное взаимодействие осуществляемое на ретикулярном таламическом и корковом уровне. Межсенсорное кроссмодальное взаимодействие на корковом уровне создает условия для формирования целостного представления об объектах внешнего мира.
25800. Характеристика трех основных отделов сенсорных систем (рецепторного, проводникового, коркового) 16.16 KB
  Начинается проведение нервного импульса с образованием ПД. ГП который является причиной возникновения нервного импульса не может распространятся по нервному волокну. Распространение нервного импульса возможно т. ПД в каждой новой точке нервного волокна является раздражителем.
25801. Наружное ухо: ушная раковина, наружный слуховой проход. Строение, значение, возрастные особенности 15.56 KB
  Наружный слуховой проход начинается углублением в центре ушной раковины и направлен вглубь височной кости заканчивается барабанной перепонкой. У взрослых наружный слуховой проход имеет длину 253 см. У новорождённого слуховой проход имеет вид щели и заполнен эпителиальными клетками.
25802. Барабанная перепонка. Строение, значение, возрастные особенности 13.52 KB
  Барабанная перепонка. Строение значение возрастные особенности Барабанная перепонка отделяет наружное ухо от среднего. Барабанная перепонка имеет 3 слоя: 1. Барабанная перепонка имеет 3 слоя только в наружной части.
25803. Среднее ухо: барабанная полость, слуховые косточки, слуховые мышцы, слуховая труба, сосцевидный отросток. Строение, значение 16.1 KB
  Среднее ухо состоит из: барабанной полости в ней находятся слуховые косточки слуховые мышцы и евстахиевы трубы; ячейки воздухоносного сосцевидного отростка; Барабанная полость имеет вид шестигранника: а верхняя стенка барабанной полости крыша. Задней стеной барабанной полости является костная пластинка которая отделяет средне ухо от внутреннего. Рукоятка молоточка соединяется с центром барабанной перепонки. Подножная пластинка стремени вставляется в овальное окно которое расположено на костной стенке внутреннего ухаСлуховые косточки...
25804. Характеристика проводникового и коркового отделов слухового анализатора. Их значение 14.92 KB
  Проводниковый отдел слуховой сенсорной системы состоит из 4 нейронов: 1ый нейрон расположен в спиральном узле улитки. Аксоны центральные отростки образуют слуховой нерв. Слуховой путь как и зрительный является частичноперекрещенным. При поражении слуховой коры с одной стороны снижение слуха наблюдается с двух сторон причём с большим поражением противоположного уха.