第十四章-只读光盘存储器要点优秀PPT.ppt
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1、第第第第十四十四十四十四章章章章 只只只只读读读读光光光光盘盘盘盘存存存存储储储储器器器器 14.1 CD14.1 CD简历简历 14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理 14.3 CD-Audio 14.3 CD-Audio 14.4 DVD14.4 DVD简介简介14.5 DVD14.5 DVD的规格的规格 14.6 DVD14.6 DVD的存储容量是怎样提高的的存储容量是怎样提高的 14.7 VCD14.7 VCD与与DVDDVD播放机的结构播放机的结构 本章要点本章要点 本章将从CD到DVD的发展过程中所接受的一些技术作一个介绍。14.1 CD14.1 CD简历简历 一、一、C
2、DCD的发展的发展 1978 1978年推出光盘播放机年推出光盘播放机(LV(LV:Laser Laser Vision)Vision);1982 1982年年PhilipsPhilips公司和公司和SonySony公司推出数字公司推出数字激光唱盘激光唱盘(Compact Disc-Digital Audio(Compact Disc-Digital Audio,CD-DA)CD-DA),制定了,制定了“红皮书红皮书(Red Book)(Red Book)标准标准”;接受很多地址编号和错误校正技术的接受很多地址编号和错误校正技术的“黄皮书黄皮书(Yellow Book)(Yellow Book
3、)标准标准”;国际标准化组织国际标准化组织(International(International Standards OrganizationStandards Organization,ISO)ISO)制定了文件制定了文件交换标准交换标准-ISO 9660-ISO 9660标准;标准;1985 1985年前后成功地推出年前后成功地推出CD-ROMCD-ROM。14.1 CD14.1 CD简历简历二、二、CDCD系列系列产产品品 标准名称 盘的名称 应用目的 播放时间 显示的图像 Red Book(红皮书)CD-DA 存储音乐节目 74分钟 Yellow Book(黄皮书)CD-ROM 存储
4、文图声象等多媒体节目 存储650 MB的数据 动画、静态图像、运动图像 Green Book(绿皮书)CD-I 存储文图声象等多媒体节目存储多达760 MB的数据 动画、静态图像 Orange Book(橙皮书)CD-R 读/写入文图声象等多媒体节目 White Book(白皮书)Video CD 存储影视节目 70分钟(MPEG-1)数字影视(MPEG-1)质量 Red Book+(红皮书+)CD-Video 存储模拟电视数字声音 56分钟(电视)20分钟(声音)模拟电视图像数字声音 CD-Bridge Photo CD 存储照片 静态图像 Blue Book(蓝皮书)LD(LaserDis
5、c)存储影视节目 200分钟 模拟电视图像 14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理 一、一、CDCD盘片结构盘片结构 CD CD盘主要由爱护层、反射激光的铝反射盘主要由爱护层、反射激光的铝反射层、刻槽和聚碳酸脂衬垫组成,如图所示层、刻槽和聚碳酸脂衬垫组成,如图所示 14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理CD盘的外径为120 mm,重量为14克18克。激光唱盘分3个区:导入区、导出区和声音数据记录区 14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理 二、二、二、二、CDCDCDCD盘的光道结构盘的光道结构盘的光道结构盘的光道结构 恒定角速度恒定角速度(CAV)(CAV)和恒定
6、线速度和恒定线速度(CLV)(CLV)软软磁磁盘盘存放数据的磁道是同心存放数据的磁道是同心环环,如,如图图(b)(b)所示,所示,磁磁盘盘片片转动转动的角速度是恒定的,通常用的角速度是恒定的,通常用CAV(constant angular velocity)CAV(constant angular velocity)表示表示。14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理 CD盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同,它的光道不是同心环光道,而是螺旋型光道,CD唱盘的光道长度大约为5公里,如图(a)所示。CD盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的,而它的线速度是恒定的,就是光盘的光学读出头相对于盘片运
7、动的线速度是恒定的,通常用CLV(constant linear velocity)表示。优点:充分利用数据存储容量缺点:随机存储特性较差,限制也比较困难 14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理三、三、数据是怎数据是怎样样写入到写入到CDCD盘盘上的上的 磁盘的记录原理称为磁记录,它利用磁铁的两个极性(南极和北极)来记忆“1”和“0”两个二进制数的。光盘的记录原理虽然都称为光记录,但记录方式是不一样的。14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理磁光盘(magneto optical disc,MOD)利用磁的记忆特性,借助激光来写入和读出数据相变光盘(phase change
8、disc,PCD)利用反射率不同来记忆“1”和“0”激光唱盘利用在盘上压制凹坑的机械方法,利用凹坑的边缘来记录“1”,而凹坑和非凹坑的平坦部分记录“0”,运用激光来读出14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理CD盘上的数据是用压模(stamper)冲压而成的,而压模是用原版盘(master disc)制成的。在制作原版盘时,是用编码后的二进制数据去调制聚焦激光束,假如写入的数据为“0”,就不让激光束通过,写入“1”时,就让激光束通过,或者相反。曝了光的地方经化学处理后就形成凹坑,没有曝光的地方保持原样,二进制信息就以这样的形式刻录在原版盘上。然后运用原版盘去制作母然后运用原版盘去制作母
9、盘盘(mother disc)(mother disc),然后用,然后用母盘制作压模,再用压模母盘制作压模,再用压模去大批量复制。去大批量复制。14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理四、数据是怎样从四、数据是怎样从CD盘读出的盘读出的 CD驱动器由光学读出头、光学读出头驱动驱动器由光学读出头、光学读出头驱动机构、机构、CD盘驱动机构、限制线路以及处理光盘驱动机构、限制线路以及处理光学读出头读出信号的电子线路等组成。学读出头读出信号的电子线路等组成。光学读出头由光电检测器、光学读出头由光电检测器、透镜、激光束分别器、激光器等透镜、激光束分别器、激光器等元件组成,它的结构如图所示。元件组
10、成,它的结构如图所示。14.2 CD14.2 CD的工作原理的工作原理 光盘上压制了很多凹坑,激光束在凹坑部分反射的光的强度,要比从非凹坑部分反射的光的强度来得弱,光盘就是利用这个极其简洁的原理来区分“1”和“0”的。凹坑的边缘代表“1”,凹坑和非凹坑的平坦部分代表“0”,凹坑的长度和非凹坑的长度都代表有多少个“0”。14.3 CD-Audio 14.3 CD-Audio 一、接受频率和样本大小一、接受频率和样本大小 人耳朵人耳朵(因人而异因人而异)能听到的声音信号能听到的声音信号频率范围是频率范围是2020 000 Hz,考虑到滤波,考虑到滤波器在器在20 000 Hz的地方大约有的地方大约
11、有10%的衰减,的衰减,所以可以用所以可以用22 000 Hz的的2倍频率作为声倍频率作为声音信号的采样频率。音信号的采样频率。同时为了能够与电视信号同步,同时为了能够与电视信号同步,PAL电视的场扫描为电视的场扫描为50 Hz,NTSC电视的场电视的场扫描为扫描为60 Hz,所以取,所以取50和和60的整数倍,的整数倍,选用了选用了44 100 Hz作为激光唱盘声音的采作为激光唱盘声音的采样标准。样标准。14.3 CD-Audio14.3 CD-Audio 激光唱盘音乐信号的样本位数是16。样本数的大小也表示信号的动态范围,16位的样本能够表达的动态范围就大于96 dB。在激光唱盘上一秒钟的
12、声音须要占据的存储空间为:1秒 44 100样本/秒 2字节/样本 2(左右两个通道)=176.4 千字节 14.3 CD-Audio14.3 CD-Audio二、声道数二、声道数 早期的立体声接受两早期的立体声接受两个声道个声道(轨轨),当声音转换,当声音转换成数字信号之后,计算机成数字信号之后,计算机很简洁处理多声道信号。很简洁处理多声道信号。例如,例如,MPEG-2MPEG-2数字影视标数字影视标准和杜比准和杜比AC-3AC-3都接受都接受5 51 1个声音通道,即左、中、个声音通道,即左、中、右右3 3个主声道,左后、右后个主声道,左后、右后两个环场声道,以及一个两个环场声道,以及一个
13、次低音声道。次低音声道。14.3 CD-Audio14.3 CD-Audio三、声音数据的通道编码三、声音数据的通道编码 声音转换成用声音转换成用“1”“1”和和“0”“0”表示的数字表示的数字信号之后,并不是干脆把它们记录到盘上。信号之后,并不是干脆把它们记录到盘上。物理盘上记录的数据和真正的声音数据之间物理盘上记录的数据和真正的声音数据之间须要做变换处理,这种处理统称为通道编码。须要做变换处理,这种处理统称为通道编码。激光唱盘运用的通道编码叫做激光唱盘运用的通道编码叫做8 8到到1414位调位调制编码制编码(eight to fourteen modulation(eight to fou
14、rteen modulation,EFM)EFM)。这种编码的含义就是把一个。这种编码的含义就是把一个8 8位位(即即1 1个个字节字节)的数据用的数据用1414位来表示。位来表示。14.3 CD-Audio14.3 CD-Audio1.1.为为什么要做通道什么要做通道编码编码 为为了改善了改善读读出信号的出信号的质质量,使得量,使得读读出信号的出信号的频带变频带变窄窄 为为了在了在记录记录信号中提取同步信号信号中提取同步信号 通通俗俗说说来来,通通道道编编码码事事实实上上就就是是要要在在连连续续的的“0”“0”插插入入若若干干个个“1”“1”,而而在在连连续续的的“1”“1”之之间间插插入入
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