Система Super Audio CD (SACD)

С целью дальнейшего развития системы «Компакт-Диск» фирмы Philips и Sony предложили новую систему оптических звуковых дисков SACD, которая полностью совместима со старой системой. Это связано с тем, что у населения имеется на руках свыше 10 миллиардов компакт-дисков. Поэтому диск системы SACD имеет те же размеры и зону запи­си, что и CD, но только он двухслойный. На одном слое запись музыки в стандарте CD, а на втором - в стандарте SACD. В проигрывателе исполь­зуются два лазера: один лазер сфокусирован на один слой, а второй - на другой, слои разделены полупрозрачным покрытием. Основные характе­ристики системы SACD приведены в табл. 16.

Емкость диска SACD увеличилась в 6 раз за счет уменьшения длины волны излучения лазера и увеличения апертуры объектива. Бла­годаря этому диаметр считывающего пятна света уменьшился до 1 мкм. Это, в свою очередь, позволило уменьшить размеры питав, интервалов между ними и шаг дорожки. Время записи в обоих стандартах равно 74 мин, поэтому линейная скорость записи в системе SACD почти вдвое больше и это позволяет записывать более высокие частоты.

Новая система предназначена для записи и воспроизведения звуко­вых сигналов формата 5.1 (Dolby AC-3). Так как у многих потребителей еще часто нет такой аппаратуры, то предусмотрено преобразование этого формата в формат Dolby-Surround, который имеет лишь два канала запи­си и передачи звуковой информации.

Главное отличие системы SACD в построении цифрового тракта. В этой системе в качестве аналого-цифрового преобразователя используется одноразрядный Д1-модулятор с частотой дискретизации 2, 8224 Мгц, ко­торая в 64 раза выше частоты дискретизации в системе CD (рис. 33, а). В нем отношение сигнал-шум увеличивается на 30 дБ при каждом удвое­нии частоты дискретизации.

Выходной сигнал такого преобразователя имеет вид модуляции частоты дискретизации по плотности (рис. 33, б), при которой информа­ция об амплитуде и частоте звукового сигнала передается в частоте сле­дования логических 1 и 0. Нулевому значению звукового сигнала соответ­ствует последовательность 01010101.....Максимальное положительное

значение кодируемого сигнала -111111111......, а максимальное отрица­тельное значение - 00000000.....Такой модулированный сигнал можно

непосредственно записывать на оптический диск. Звуковой сигнал из него можно выделить с помощью простейшего ФНЧ 3-его порядка. Такая ор­ганизация цифрового потока без выборок, символов и блоков получила название Direct Stream Digital (DSD - непрерывный цифровой поток).

При необходимости этот непрерывный цифровой поток может быть преобразован в последовательность 16-ти разрядных выборок с разреше­нием в 24 разряда. Такая технология называется SBM Direct (Super Bit Mapping Direct - прямое супер отображение бит) и она используется в современной системе CD, поэтому качество звучания компакт-дисков стало значительно лучше.

Для защит¹»' ^{от оши}б^ок в системе SACD используются нестандарт­ные коды, но осг^{1Ованные на} блоковой организации данных, это коды с предсказанием и энтропийным кодированием с избыточностью 50%. Та­кая высокая изб^{ыточность воз}можна благодаря очень высокой емкости диска в системе £ ACD.

Прс)игрыв^^{тели этои сис}темы пока выпускает только фирма Sony, причем число м0Д^елей невелико. К лучшей и наиболее дорогой модели относится проигр^{ыватель} SCD-1, стоимость которого более 4000 долла­ров.

5.6. Система DVD-Audio

Система DVD-A является дальнейшим развитием системы " Ком­пакт Диск" и < ^акже предназначена для массового производства оптиче­ских дисков с цифровой записью музыкальных программ, но с более вы­соким качествс^м> ^{чем в} системе CD. Диски также имеют диаметр 120 мм, запись на диск*^{5 м}°^жет быть на одной или на двух сторонах в виде одного или двух слоев- Технические характеристики записи в этой системе при-

мерно такие же, как в системе SACD. А именно: длина волны излучения лазера 635 им, минимальная длина пита 0, 45 мкм, шаг спиральной до­рожки 0, 74 мкм, информационная емкость одностороннего однослойного диска 4, 7 Гбайт.

В системе DVD-A высококачественная запись звука может произ­водиться в двух форматах. А именно: с линейной импульсно-кодовой мо­дуляцией (ИКМ) без компрессии и с компрессией до 50%. Используется специальный способ компрессии без потерь, как это делается в компьюте­рах, который называется «Packed PCM» (Packed Pulse Code Iviodulation -ИКМ с упаковкой цифровых данных). Запись может быть стереофониче­ская и многоканальная (до 6 звуковых каналов). При записи могут ис­пользоваться 16, 20 и 24 разряда, частота дискретизации может быть одной из следующего ряда: 48, 96 и 192 кГц или 44, 1; 88, 2 и 176, 4 кГц. Стерео­фоническая запись может производиться только в форматах 192/24 и 176, 4/24. В стандарте DVD-A предусмотрена возможность воспроизведе­ния м ногоканального звука стереофонической системой.

Для обнаружения и исправления ошибок используется комбина­ция двух кодов: кода Рида Соломона и кода-произведения, Этот код обо­значается как RS+PC (CIRCplus), он является дальнейшим развитием ко­да, используемого в системе CD. В зависимости от числа звуковых кана­лов, числа разрядов, частоты дискретизации на однослойном и односто­роннем диске время записи может быть от 62 до 128 минут. Для двух­слойного и одностороннего диска это время в 2 раза больше, а для двух­слойного и двухстороннего диска - в 4 раза. При этом скорость цифрово­го потока от 9, 6 до 13, 8 Мбайт/с.

6. МАГНИТООПТИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ ЗВУКА

6.1 Физические основы записи-воспроизведения

При магнитооптической записи используется дисковый магнит­ный носитель и цифровая информация записывается и сохраняется в фор­ме различной намагниченности участков фонограммы. Эта запись осуще­ствляется с помощью двух физических эффектов. С одной стороны на магнитный носитель действует относительно слабое магнитное поле маг­нитной головки записи, несущее информацию о звуке, а с другой на него действует сфокусированное лазерное излучение, которое нагревает маг­нитный носитель. Схематическое представление такой записи представ­лено на рис.34.

Намагничивание фонограммы происходит только в тех местах, где температура нагрева превышает точку Кюри. Такая запись называется