第14章只讀光盤存儲器2/6/2023114.1CD簡歷14.1.1CD工業史上的幾件大事20世紀70年代初期，開始研究利用激光來記錄和重放信息1978年正式投放市場并命名為

LV(LaserVision)的光盤播放機1982年成功推出CompactDisc，制定“紅皮書(RedBook)標準”。開發“黃皮書(Yellow)標準”1985年前后成功地把CD-ROM推向市場2/6/2023214.1.2CD系列產品圖14-01目前市場上的CD產品2/6/20233表14-01部分CD產品標準標準名稱盤的名稱應用目的播放時間顯示的圖像RedBook(紅皮書)CD-DA存儲音樂節目74分鐘

YellowBook(黃皮書)CD-ROM存儲文圖聲象等多媒體節目存儲650MB的數據動畫、靜態圖像、動圖像GreenBook(綠皮書)CD-I存儲文圖聲象等多媒體節目存儲多達760MB的數據動畫、靜態圖像OrangeBook(橙皮書)CD-R讀/寫入文圖聲象等多媒體節目

WhiteBook(白皮書)VideoCD存儲影視節目70分鐘(MPEG-1)數字影視(MPEG-1)質量RedBook+(紅皮書+)CD-Video存儲模擬電視數字聲音5～6分鐘(電視)20分鐘(聲音)模擬電視圖像數字聲音CD-BridgePhotoCD存儲照片

靜態圖像BlueBook(藍皮書)LD(LaserDisc)存儲影視節目200分鐘模擬電視圖像2/6/2023414.2CD的工作原理14.2.1CD盤片結構圖14-02CD盤片的結構2/6/20235圖14-03CD盤的結構2/6/2023614.2.2CD盤的光道結構軟磁盤CD光盤磁道是同心環螺旋型光道恒定角速度(CAV，constantangularvelocity)恒定線速度(CLV，constantlinearvelocity)磁頭相對于磁道的速度(稱為線速度)不同角速度在光盤內外區不同控制簡單，便于隨機存取隨機存儲特性較差，控制也比較復雜存儲器沒有達到應有的存儲容量以達到它應有的數據存儲容量軟磁盤與CD光盤的比較2/6/20237圖14-04CD盤的光道（A）和磁盤的磁道（B）2/6/2023814.2.3數據是怎樣寫入到CD盤上的圖14-05原版盤制作示意圖2/6/2023914.2.4數據是怎樣從CD盤讀出的圖14-06光學讀出頭的基本結構圖14-07CD盤的讀出原理2/6/20231014.2.5激光唱盤標準摘要名稱技術指標播放時間74分鐘旋轉方向順時針(從讀出表面看)旋轉速度1.2m/s～1.4m/s(恒定線速度)光道間距1.6μm盤片直徑120mm盤片厚度1.2mm中心孔直徑15mm記錄區46mm～117mm數據信號區50mm～116mm材料折射率為1.55的任何材料最小凹坑長度0.833μm(1.2m/s)～0.972μm(1.4m/s)最大凹坑長度3.05μm(1.2m/s)～3.56μm(1.4m/s)凹坑深度～0.11μm凹坑寬度～0.5μm2/6/202311名稱技術指標光學系統

激光波長780nm(7800?)聚焦深度±2μm信號格式

通道數2個量化16位線性量化采樣頻率44.1kHz通道位速率4.3218Mb/s數據位速率1.9409Mb/s數據：通道位8:17錯誤校正碼CIRC調制方式EFM2/6/20231214.3CD-Audio14.3.1采用頻率和樣本大小為何選用44100Hz作為激光唱盤聲音的采樣標準人耳朵能聽到的聲音信號頻率范圍：20～20000Hz濾波器在20000Hz的地方大約有10%的衰減，所以可以用22000Hz的2倍頻率作為聲音信號的采樣頻率為了能夠與電視信號同步，PAL電視的場掃描為50Hz，NTSC電視的場掃描為60Hz，所以取50和60的整數倍在激光唱盤上一秒鐘的聲音需要占據的存儲空間為：1秒×44100樣本/秒×2字節/樣本×2(左右兩個通道) =176.4千字節2/6/20231314.3.2聲道數5＋1個聲音通道：即左、中、右3個主聲道，左后、右后兩個環場聲道，以及一個次低音聲道。14.3.3聲音數據的通道編碼定義：物理盤上記錄的數據和真正的聲音數據之間地變換處理。目的：為了改善信號質量，使得讀出信號的頻帶變窄。為了在接收端能夠從信號本身提取自同步信號。2/6/2023141.為什么要做通道編碼2.為什么要把8位數轉換成14位數圖14-08激光唱盤上聲音數據編碼的過程2/6/20231514.3.4CD盤如何批量生產1.原版盤預制作(Premastering)，或者稱為母盤預制作。2.原版盤制作(Mastering)，或者稱為母盤制作。3.大批量復制。2/6/202316圖14-09光刻系統示意圖2/6/202317圖14-10V-CD盤的整個制作過程2/6/20231814.4DVD簡介DVD命名：原名是DigitalVideoDisc的縮寫，意思是“數字電視光盤(系統)”，這是為了與VideoCD相區別。實際上DVD的應用不僅僅是用來存放電視節目，它同樣可以用來存儲其他類型的數據，因此更改為DigitalVersatileDisc，縮寫仍然是DVDDVD容量：單層DVD盤片應該能夠存儲4.7GB(千兆字節)的數據，單面雙層盤片的容量為8.5GB；2/6/20231914.5DVD的規格表14-03DVD和CD系列DVD(DigitalVersatileDisc)CD(CompactDisc)BookA:DVD-ROMCD-ROMBookB:DVD-VideoVideoCDBookC:DVD-AudioCD-AudioBookD:DVD-RecordableCD-RBookE:DVD-RAMCD-MO2/6/202320表14-04DVD的存儲容量DVD盤的類型存儲容量(GB)MPEG-2Video的播放時間(分鐘)單面單層(只讀)4.7133單面雙層(只讀)8.5240單層雙面(只讀)9.4266雙層,雙面(只讀)17

單層雙面(DVD-R)6.6215單層雙面(DVD-RAM)5.2147表14-05電視圖像規格技術內容技術規格數據傳輸率可變速率，平均速率為4.69Mb/s(最大速率為10.7Mb/s)圖像壓縮標準MPEG-2標準聲音標準NTSC：DolbyAC-3或LPCM,可選用MPEG-2AudioPAL：MPEGMUSICAM*5.1或LPCM,可選用DolbyAC-3通道數多達8個聲音通道和32個字幕通道2/6/20232114.6DVD的存儲容量是怎樣提高的表14-06HDCD技術摘要***

DVDCD容量增益盤片直徑120mm120mm

盤片厚度0.6mm/面1.2mm/面

減小激光波長635/650nm780nm4.486=(1.6*0.83)/(0.74*0.40)加大N.A.(數值孔徑)0.60.45減小光道間距0.74μm1.6μm減小最小凹凸坑長度0.4μm0.83μm

減小糾錯碼的長度RSPCCIRC

修改信號調制方式8-168-14加31.0625=17/16加大盤片表面的利用率86.6平方厘米86平方厘米1.019=86.6/86減小每個扇區字節數2048/2060字節/扇區2048/2352字節/扇區1.142=2352/20602/6/202322圖14-11DVD盤和CD盤之間的差別2/6/202323圖14-12增加盤的數據記錄面積2/6/202324圖14-13單面單層光盤的結構2/6/202325圖14-14單面雙層光盤的結構2/6/20232614.7VCD與DVD播放機的結構14.7.1簡介物理格式是規定信息存到CD盤上的方法例如盤區的劃分、光道的劃分、扇區的大小、尋址的方法、錯誤的檢測和校正等等邏輯格式又稱為文件格式，它是規定數據文件在盤上應如何組織和排