[第12章-光盘存储器.ppt

第12章 光盘存储器 第12章 光盘存储器目录 12.1 CD光盘 12.1.1 CD工业史上的大事 12.1.2 CD盘的结构 12.1.3 数据是怎样写入到CD盘上的 12.1.4 数据是怎样从CD盘读出的 12.1.5 CD激光唱盘标准摘要 12.2 CD-Audio 12.2.1 采样频率和样本大小 12.2.2 声道数 12.2.3 声音数据的通道编码 12.2.4 CD盘如何批量生产 12.3 DVD光盘 12.3.1 DVD光盘是什么 12.3.2 DVD的规格 12.3.3 DVD的存储容量是怎样提高的 12.4 VCD与DVD播放机 12.4.1 VCD简介 12.4.2 VCD播放机的基本结构 12.4.3 DVD播放机的基本结构 12.5 HD DVD与BD光盘 12.5.1 HD DVD与BD光盘是什么 12.5.2 HD DVD与BD技术规范 12.1 CD光盘 1、模拟光盘系统的诞生 20世纪70年代初期，荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始研究利用激光来记录和重放信息 1972年9月向全世界展示了长时间播放电视节目的光盘系统，这就是1978年正式投放市场并命名为LV的光盘播放机 12.1 CD光盘(续1) 2、数字激光唱盘的诞生 大约从1978年开始，研究人员把声音信号变成用“1”和“0”表示的二进制数字，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上 用Compact Disc命名，还为这种光盘制定了标准，这就是世界著名的“红皮书(Red Book)标准”。 这种盘又称为数字激光唱盘 (Compact Disc-Digital Audio，CD-DA)盘 12.1 CD光盘(续2) 3、CD-ROM的诞生 作为计算机的存储设备，要解决两个重要问题： 地址问题：计算机如何寻找盘上的数据，即如何划分盘上的地址。 记录歌曲时是按一首歌作单位，一片盘也就记录20首左右的歌曲，每首歌平均占用30 MB左右的空间。 存储一个文件不一定都要那么大的存储空间，因此需在CD盘上写入很多的地址编号 误码率：要求它的错误率(10-12)远远小于声音数据的错误率(10-9)。 而用当时现成的CD-DA技术不能满足这一要求，因此还要采用错误校正技术 12.1 CD光盘(续3) 4、CD系列产品 自1981年激光唱盘上市以后，开发了一系列CD产品 12.1 CD光盘(续4) 12.1.2 CD盘的结构 1、盘片结构 12.1 CD光盘(续5) 2、光道结构 12.1 CD光盘(续6) 12.1.3-4 数据是怎样写入和读出的 数据记录原理： 1、磁光盘--利用磁的记忆特性，借助激光来写入和读出数据 2、利用激光特殊材料在加热前后的反射率不同记忆1和0 3、盘上压制凹坑的机械办法记录数据 12.1 CD光盘(续7) 12.2 CD-Audio 12.2.1 采用频率和样本大小 1、采样频率为44 100 Hz 感知声音信号的频率范围为20～20000 Hz 对频率高于20000 Hz的信号进行滤波。考虑到滤波器在20000Hz处约有10%的衰减，故用22000Hz的2倍作为采样频率 考虑与电视信号场扫描频率同步以避免相互干扰，PAL电视的场扫为50Hz，NTSC为60Hz，取50和60的整数倍，选用44100 Hz 2、样本精度为16位 样本位数表示信号的动态范围。一位(bit)的动态范围约为20lg2 ? 6.02 dB，16位能够表达的动态范围大于96 dB 3、在激光唱盘上1秒钟的声音需要占据的存储空间为 12.2 CD-Audio(续1) 12.2.2 声道数 立体声 早期存储声音的媒体是接触式的唱片，唱片上的V形刻槽只能记录最多两个声道的模拟信号 这就使后来的录音机、调频广播、录像机、甚至连数字激光唱盘都采用两个声道的规格 环绕声有多个声道 声音转换成数字信号后，计算机很容易处理，如压缩、偏移(Pan)、环绕音响效果(surround sound)等，更多的声音通道和更逼真的音响效果已经出现 12.2 CD-Audio(续2) 12.2.3 声音数据的通道编码 将用户数据转换成适合存储或传输媒体的代码的过程 1. 为什么要做通道编码 (1)从信号本身提取自同步信号 例如，有要记录连续多个字节的全“0”或全“1”信号，如不做通道编码就记录到盘上，读出的信号是一条直线，电子线路就很难区分有多少个“0”或“1” (2)改善信号质量使读出信号的频带变窄 例如，对于没有规律的数字信号，读出时的信号幅度和频率的变化范围都很大，电子线路就很难把“0”和“1”区分开 12.2 CD-Audio(续3) 2、为什么要把