Рис. 6.2. Расположение линзы; луч фокусируется пинзой и прозрачным покрытием. Диаметр луча на поверхности прозрачного покрытия относителыю велик, что позволяет ему не замечать пыли и царапин на поверхности диска:

1 - луч света; 2 - держатель; 3 -линза; 4 - поверхность; 5 - основание; б - фокусировка на точке; 7 - прозрачный слой

внутренней; частота определяется схемой управления. Знаки считываются с постоянной скоростью, определяемой ведущей тактирующей частотой; скорость считывания составляет примерно 1,2-1,4 м дорожки в секунду.

Следующая проблема - запись и воспроизведение двух каналов (стерео). Механические и оптические препятствия на очевидном пути использования двух дорожек и двух оптических считывающих устройств устраняются попеременной записью информации от двух каналов на одну дорожку. Такое решение упрощает устройство хранения данных перед записью; можно использовать две схемы памяти, одна из которых содержит данные, относящиеся к левому каналу, другая - к правому; они могут считываться в третью схему памяти, готовящую полный кадр. При этом нет необходимости проводить фазированную выборку для сохранения временных интервалов между выборками разных каналов. На компьютерном жаргоне это означает, что изменения происходят вне реального времени.

Наиболее сложной сферой всей КД-системы является метод модуляции, обнаружение и коррекция ошибок, способ комплектования кадров сигналов для записи и воспроизведения. Точное описание этих процессов можно получить, приобретя лицензию. Доходы от продажи лицензии делятся между фирмами Philips и Sony, к лицензии прилагается справочник, называемый Красной к.чигой , в котором полностью излагается стандарт и способы выполнения его требований. Некоторые сведения изложены ниже. Их достаточно для общего ознакомления, однако при этом остаются неизвестными схемотехника ИС, содержимое памяти и т.п. В системе обнаружения и коррекции ошибок используется код Рида-Соломона. Этот код, в частности, удобен для коррекции ошибок в виде длинных разрывов, т.е. когда часть .сигналов потеряна. Такие ошибки вызываются крупными дефектами диска - царапинами, и с помощью используемого кода можно восстанавливать потери до 4000 бит, что соответствует повреждению 2,5 мм дорожки на диске. В то же время такое кодирование требует очень большого количества избыточных бит, что ограничивает полезные возможности системы. Использование одного дополнительного бита к каждым трем битам данных обеспечивает эффективность, оцениваемую примерно 75 %. Малые ошибки исправляются, а крупные

корректируются путем синтезирования наиболее вероятной формы колебания, которую можно ожидать в районе ошибки (потерь инфор-маШ1и). Вся система существенно зависит от структуры кадра, который, хотя и не таков, как телевизионный кадр, допускает самосинхронизацию сигнала. Это позволяет осуществить самосинхронизирую-шуюся запись, при которой информация, необходимая для правильного считывания, записана на диске; при этом нет нужды использовать в каждом проигрывателе кварцевый генератор тактирующей частоты. Кадровая структура позволяет записывать и воспроизводить сигнал с помощью вращающихся головок.

Каждый блок данных содержит 24 синхронизирующих бита с 12 единицами данных (данные выражаются 1б-битовыми словами), 4 слова для коррекции ошибок (каждое из 16 бит) и 8 бит контрольного кода. Из 12 слов данных 6 относятся к левому каналу и 6 к правому. Использование 12 слов в кадре позволяет при необходимости применить 4 канала (по 3 слова в каждом); 16-битовые слова расщепляются на группы в 8-битовые единицы для формирования кадра. Ниже показано, как группируются данные перед модуляцией 8-14;

Данные 12- 16 бит (6 групп на канал) =24-8 Sit Коррекция оишбок 4-16 Sit =8-8 бит 33 8 бит

Управление и отображение на дисплее =1-8 бит

Итого 264 бита на кадр

После модуляции 8-14;

Полные данные (как вьпце) 33 14 бит =462

Синхронизация 24 Избыточные биты для данных н

синхронизация 3 34 =102

Итого 588 записываемых бит на кадр

Кадр - единица для контроля ошибок, синхронизации и управления отображения на дисплее.

СИСТЕМА МОДУЛЯЦИИ 8-14

Термин модуляция используется в нескольких смыслах, но в данном случае это метод кодирования единиц и нулей двоичных чисел в единицы и нули для целей записи. Система модуляции, в частности предотвращает появление длинных групп единиц или нулей. Выбранная система называется модуляцией 8-14; при этом каждая посылка из 8 бит кодируется в виде 14 бит для записи. Прямого математического соотношения между закодированной 14-битовой версией и 8-бито-Вым оригиналом нет.

Цель модуляции 8-14 минимизировать вероятность ощибок в записи и считывании 8-битовых фрагментов. Код построен так, что сигналы Всегда разделены не менее чем тремя битами. Этого нельзя достичь,

не изменив 8- или 16-битовые сигналы; целью кодирования является минимизация ошибок, возможных в том случае, если луч перекрывает две точки и считывает их как одну. Трехбитовый минимум намного упрощает требования к качеству дорожки и фокусировке луча. В то же время кодирование допускает не более 11 бит между изменениями, таким образом исключая возможность появления длинных фрагментов 1 иди 0. К тому же 3 избыточных бита добавляются к каждым 14 и это позволяет разорвать длинную посылку О или 1, которая может образоваться при последовательной передаче двух блоков из 14 бит.

Идея использования кода, наиболее приспособленного для считывания и записи, не нова. Долгое время как альтернатива двоичному коду 8-4-2-1 использовался код Грея, в котором небольшим изменением чисел соответствуют небольшие изменения кода. Для примера замена 7 на 8 в 4-битовом двоичном коде соответствует замене 0111 на 1000, а в коде Грея - 0100 на 1100, т.е. изменяется один разряд. В коде 8-14 используется тот же принцип; преобразование может производиться с помощью небольшого ПЗУ, в котором при использовании 8-битового числа в качестве адреса на выходе появляются данные на 14 линиях. В приемном устройстве, используя 14 линий, в качестве адреса на выходе ПЗУ получают 8-битовое число.

При использовании преобразования 8-14 кадр становится существенно большим, чем в случае 33 8-битовых единиц. Для каждой из этих единиц надо использовать 14 групп преобразованного сигнала, так что получается 33-14 бит. Кроме того, добавляются 3 бита для каждой 14-битовой посылки, 24 бита синхронизации и еще 3 избыточных бита для разделения групп с граничными единицами или нулями.

В результате для записи полного кадра требуется 588 бит. Все это - кодированная версия 12 слов (6 слов на канал), соответствующая 6 выборкам на частоте 44,1 кГц (примерно 136 мкс сигнала в каждом канале).

КОРРЕКЦИЯ ОШИБОК

Система модуляции 8-14 -помехозащищенная система, но для КД требуется большее; повреждения диска могут вызвать длинные последовательности ошибок. Главная коррекция ошибок осуществляется применегаем кода Рида-Соломона, и одна из особенностей системы -использование принципа перемежения.

Ошибки в цифровой записи и воспроизведении бывают преимущественно двух типов; случайные ошибки и ошибки типа потеря пакета . Случайные ошибки в несколько бит обычно разбросаны по диску; они могут быть исправлены сравнительно простыми способами. Случайность состоит также в том, что в кадре из 588 бит ошибки могут быть в данных, не несущих звуковую информацию. Наконец, при использовании модуляции 8-14 ошибка в 1 бит не оказывает существенного влияния на результирующие данные

Иначе обстоит дело с потерей пакетов - в этом случае ошибку составляет большое число последовательно расположенных бит. Такая ошибка может быть вызвана грубым повреждением диска или круп-64