к каждому кадру добавляются данные расположения сигнала, состоящие из одной строки, содержащей сигнал задания уровня 1100, идентификационные сигналы, 16-битовый сигнал циклической проверки кода, адресные и управляющие сигналы.

Используются уровни сигналов 0,4 В для 1 и 0,1 В для 0; в телевидении они соответствуют опорному уровню и уровню черного. Пиковый сигнал белого передается в течение обратного хода для коррекции цепи автоматической регулировки громкости.

Глава & СИСТЕМА КД ВВЕДЕНИЕ

Создание системы КД - редкий пример международной кооперации, позволивщей создать мировой стандарт, чего существенно нехватало первому поколению аппаратуры видеокассетной техники. Система КД родилась не из общих идей создания цифровой техники, а из целевой попытки создать видеодиски - приемлемую альтернативу видеокассетам. Уже при возникновении видеодисков были известны две системы, одна из которых требовала механического контакта между диском и устройством, снимающим сигнал, и другая - которая этого контакта не требовала. Фирма Philips предложила систему, в которой считывание информации с диска производилось с помощью луча лазера, без какого-либо механического контакта. Несмотря на очевидные достоинства этого предложения, видеодиски не имели видимого коммерческого успеха, хотя и обеспечивали высочайшее качество изображения и звука в сравнении с видео кассетными записями.

Работа над видеодисками велась в атмосфере конкуренции, но к тому времени, когда внимание акцентировалось на поисках наиболее интересной для рынка сбыта идеи КД, стремление к унификации преобладало. В известном для видеосистем смысле звуковые системы никогда не были полностью несовместимыми. При покупке звукозаписывающего устройства или кассеты в любой стране Вам не надо задумываться над типом системы воспроизведения. Изготовители поняли, что звуковой рынок весьма отличается от видеорынка. В то время как новые типы кассетной записывающей аппаратуры позволяли реализовать ранее невыполнимые функции, звуковые КД успешно конкурировали с ранее известными способами воспроизведения звука

В 1978 г. 35-ю ведущими японскими фирмами-изготовителями была заключена конвенция, которая рекомендовала работу по созданию цифровых дисков вести в 12 направлениях, одним из них было направление, предложенное фирмой Philips. Особенности этого предложения состояли в следующем; линейная скорость записи должна быть постоянной, необходимо использовать модуляцию 8 на 14 и новую систему коррекции ошибок, названную перемежающимся кодом Рида-Соломона. Использование постоянной скорости записи означало, что на внешней и внутренней дорожке диска скорость считывания двоичной инфор-

мации должна быть одинакова. Фирма Philips решила эту задачу путем использования постоянной скорости записи и изменения частоты вращения диска на различных расстояниях от центра. В этом легко убедиться, проигрывая начало КД (внутреннюю дорожку) и конец (внешнюю дорожку). Замедление скорости очень заметно. Использование постоянной скорости считьшания двоичных данных существенно упростило их обработку.

В 1980 г. фирмы Sony и Philips решили совместно использовать методы модуляции, разработанные фирмой Philips, и системы обработки сигналов, предложенные фирмой Sony. Сочетание нового метода коррекции ошибок с высокой плотностью записи данных поставило систему вне конкуренции; другие компании вынуждены были купить на нее лицензию. Все другие системы получили отставку. Система КД утвердилась как редкий пример кооперативного достижения на фоне интенсивной рыночной конкуренции.

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

В системе КД принята оптическая запись с помощью луча миниатюрного полупроводникового лазера. Несмотря на малую мощность (порядка милливатт), сфокусированный луч в состоянии испарить легкоплавкий материал, например специально подобранный пластик. Записывающий луч за доли микросекунды испаряет материал, формируя микроминиатюрный кратер - углубление диаметром примерно 0,6 мкм (диаметр человеческого волоса примерно 50 мкм). Глубина углубления очень мала, примерно 0,1 мкм (условимся для простоты называть это углубление точкой). В отсутствие луча поверхность диска остается без изменений Таким образом производится запись импульсов в форме: есть точка, нет точки.

Считьшание точек с диска производится с помощью совсем маломощного полупроводникового лазера (при считывании испарять материал нет необходимости). Считывающий луч отражается от нетронутой поверхности диска и рассеивается при попадании в точку. С помощью оптической системы (рис. 6.1) луч лазера проходит в обоих направлениях (к поверхности диска и от нее). Отраженный луч направляется на фотодиод, который воспринимает сигнал и не воспринимает его, если луч рассеивается, попав в точку. Двоичный сигнал, снимаемый с выхода фотодиода, обрабатывается и преобразуется в звуковой сигнал. Только лазер является источником монохроматического (единственная частота излучения) и когерентного (без перерывов в распространении волны) излучения; луч его можно сфокусировать в очень маленькой области.

На поверхность КД нанесен прозрачный слой, защищающий ее и точки, несущие записанную информацию, от возможных повреждений (рис. 6.2). Этот слой совместно с оптической линзой фокусирует луч лазера. Диаметр луча на поверхности прозрачного покрытия примерно 1 мм, а в результате совместного действия линзы и покрытия диаметр сфокусированного луча составляет примерно 0,5 мкм. Это означает, что частицы пыли, ворсинки на поверхности диска практически не влияют

Кфотодиоду

Возвращающийся луч

Действие призмы

Рис. 6.1. Оптический путь светового луча в проигрьшателе КД (в); оптические компоненты расположены внизу диска. Действие призмы более четко показано на нижнем рисунке (б); оиа расщепляет возвращающийся луч и часть его направляет на фотодиод:

/ - фокус на диске; 2 - линза; 3 - фотодиод; 4 - призма; 5 -двигатель установки на дорожке; 6 - пазер

От лазера

на фокусировку луча, хотя диаметр их может достигать 1 мм. Это только одна из причин, по которой запись на КД не подвержена воздействию пыли, царапин на внешней поверхности диска; другая причина - эффективная система коррекции ошибок.

Каким же образом удерживается считывающий луч на дорожке? Точки расположены по спирали, как звуковая канавка на обычном диске. Однако эта спираль начинается от центра внутри диска и за пись идет к краю диска, с шагом между двумя соседними дорожками составляющим всего 1,6 мкм. Поскольку между считывающим уст ройством и диском нет механического контакта, слежение за дорожкой осуществляется с помощью серводвигателя. Положение внутрен ней дорожки отыскивается автоматически. При радиальном перемеще НИИ считывающего устройства ведется счет пройденных дорожек; можно установить считывающее устройство на любую из 41 250 дорожек Поскольку диаметр внутренней дорожки составляет 50 мм, а наиболь ший диаметр внешней дорожки 116 мм, число знаков на внешней дорожке примерно в 2,32 раза больше, чем на внутренней. Частота вращения диска 200 об/мин на внешней дорожке и около 500 об/мин на