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2. 刻录方式
现在市场上有各种盘片销售,但每种盘片使用的色素(RW盘片之场合是相变物质)因厂商不同而不同也是常事,即使是相同色素系但各厂商各自都对使用色素进行了组合(混合)使用。
这些盘片对于激光照射反应虽然微小但确实存在差异。所以对于刻录机来说就需要对盘片的制造厂商,使用的色素等进行判别然后自动采用最适合这种盘片的刻录方法来刻录。所以刻录机的激光强度固定是不行的。单纯的说对于使用对激光照射反应敏感色素的盘片使用的激光强度就低,反之使用的激光强度就高。而这种刻录时调整激光强度的技术就是刻录机厂商的技术所在,通常我们称其为「刻录方式」。
刻录时,激光的照射,不照射是非常频繁地交替进行的,激光头中内置的激光二极管并不会在通电瞬间发射出规定强度的激光,虽然这种时间是非常微小但到达规定强度也是需要时间的。这就会造成在一个PIT中也会出现长短不同。所以对激光头的通电时机,并且根据不同盘片控制微妙不同的通电时间都是刻录方式中的重要要素。
而对一种盘片的最佳刻录方式,是要经过在各种条件下的反复试验并找出最适条件后得到的。这一点非常重要。如达到这一点就意味着对各种盘片都能使用最适合它们的刻录方式来达到高精度刻录。而代表这个高精度的数值就是JITTER值。
3. JITTER与盘片易读度的关系
(1)刻录方式方面
在再生音乐CD时对于CD PLAYER来说盘片是否易读与否其实就是JITTER值大小决定的(在前面也已提及),在这里我们来说明为何JITTER值大的盘片就不易读取。
在前面我们已经说明了JITTER发生的原理,因为有JITTER的存在所以CD上的PIT即使同样是3T它们的长度其实也是不同的,有的比规定的长,有的则短。而CD PLAYER对虽然同种(比如说3T)但PIT长度存在微妙差异的PIT就会采取不同的读取速度,即PIT长的转速快,PIT短的专的就慢。这就是说对JITTER值小的盘片就不用急速变换转速,但对JITTER值大的盘片就必须频繁变换转速才能读取数据,这样的盘片对CD PLAYER来说当然就是不易读取的。
如下图所示,JITTER值小也就是与最上面原始数据最相近。反之就如第二,第三个一样必须频繁变速才能读取了。
再生记录品质不太好的音乐CD时,一般的音乐CD PLAYER会对转速进行大幅度且频繁的变换控制以尽量来读取数据。最近的CD PLAYER产品在这反面有很大的改善,即使JITTER值很差的盘片读错的数据个数也会很少。但因为频繁变速读取,机器的耗电量会有大幅增减,即电源曲线波动并造成再生音质不好。对于这部分的技术说明我们将放到这篇文章的后半部分来进行。
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2009-9-3 00:04 上传
要制作再生音质好的音乐CD,就必须使之让CD PLAYER易读,也就是使之JITTER值小而不必进行大幅频繁变速。这就取决于厂商所谓的刻录机机构,刻录方式的完成度了。
在我们这里对于刻录的盘片(R片,RW片)的评价是使用CD测试仪。当然测试仪也有各种类型,在这里我们使用了对发生数据出错部位即次数进行图像显示的「CDT58S」,盘片的JITTER值也是使用同一测试仪。
这些测试仪的目的不是对刻录的内容是否能正确读出而是相反。即测试已刻录的盘片是否能在规定的转速下被正确读取,所以先使盘片在规定的转速下转动,然后就会测试到错误发生状态,当然错误发生状态取决于盘片的刻录品质。
我们来看用测试仪测出的读取实行时的出错发生数及其分布情况,蓝色的点被称为「C1」错误,这是可以修正的错误。随着JITTER值的增加我们可以看到错误数也增加了,在下图中三枚盘片都没有不可修正的错误,所以数据没有损坏。
上述试验除了刻录机外我们也尽最大努力在同样的条件下来进行比较。记录数据是37分25秒的音乐数据。JITTER值测定是对记录领域内圈部分(从5秒至35秒)与外周部分(从30分00秒至30分30秒)的两处,并表示出它们的算术平均值。
很明显我们可以看到JITTER值与出错数的相关关系。在PC用的驱动器,音乐CD PLAYER等为了纠错进行了各种努力并搭载了相应装置的情况下出错数与JITTER值之间的相关关系并不显著,但对于这些机器而言JITTER值大的盘片总是不易读取,负荷大的。
(2)盘片旋转控制方面
我们先来看看因盘片的旋转控制不良而造成多处出错的盘片。蓝点表示将盘片在测试仪上测试时测出的发生C1错误的部位,测试仪还是CDR58S。
造成这种旋转控制不良的最大原因是由于盘片的偏重心或中心孔偏心。根据刻录机构造的完成度,有时各种刻录机都会有自己独特的特征。
将次盘片放入音乐CD放音机,我们可以想见在出错多的部分马达的速度变化将很大,每转一圈都会产生很大的速度变化,而此时电源波形也会以盘片的转速为周期发生波动。对电源来说这是低频波动,这就对音乐的低音部再生产生不良影响。
而象右面的盘片就没有明显的转速变动,对于放音机来说就不必频繁变速,这样读取就容易多了。
十.左右音质的要素
到这里大家对JITTER的发生原理想必已有了了解。在下面我们来说明刻录的音乐CD-R/RW盘片为何在再生时产生音质劣化的一般原因及影响。
音乐CD再生时的音质劣化的原因中,影响较大的要素是在再生时由于各种因素造成再生用机器内的电源电压产生波动后,再由此对时钟回路,交直流变换回路等造成微妙影响。这里所说的各种原因就是指先前已述的盘片转速控制问题,JITTER值恶化造成的出错数增加等。虽然由于电源波动造成的音质变化很微小,但人耳是非常敏感的,即使微小的音质变化也会有许多人听得出来。这种微小变化造成的音质变化可以简单的如下表述(因个人间存在差异,这只是一个例子)。
电源波动的各频率成分对音质造成的影响,其中具代表性的如下。
100Hz以下的低频成分 : 低音的量感减少•中域音源定位游移
中域成分 : 左右声道的相位摇摆,音源定位恶化
高频成分 : 高音域的听觉杂音增大•子音成分变得突出
时钟回路被影响时 : 音源的定位恶化•全体有扭曲感
1. 电源波动造成音质劣化的理由
CD放音机具有读取部分(激光头),信号处理部(数码),数码/模拟变换回路(DAC),信号处理部(模拟)等主要电气回路,其他有盘片转动部分,激光头驱动部等机械构造部分。对音质有最大影响的是决定数码信号时机(Timing)的时钟部分与DAC部分的电源波动。数码部的时钟如有变动就意味着在将数码信号转换为模拟信号前已经有了扭曲。这样当然输出的模拟信号也是扭曲的。
DAC部分的作用就是将输入的音乐数码信号转换成人能听得见的信号,就如同演奏者读乐谱然后演奏出音乐一样。而DAC部分的回路电源有波动就如同笛子演奏者在吹奏时吹气强度不均而造成颤音一样,当然就会造成音质的变化了。
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2. 电源波动的原因
1) 盘片转动马达转速控制与电源的波动
就如在「JITTER与易读度的关系」中已述的一样,音乐CD放音机为了减少读取出错所以不断的控制着盘片的转速。JITTER值大的音乐CD再生时为了回避出错就造成了转速大幅变化,当然控制转速变化的次数也就会增加了。
盘片转动马达的原理是在速度变化很少时其通过的电流是基本固定的。但盘片的转速急速变化时当然通过的电流也就需要急速大幅变化。一般的CD放音机内部最耗电的部件就是这个马达,而通过这个马达的电流的大幅变动当然会对这个机器全体(信号处理用电子回路等)的电源产生很大影响。
这种电源变动就如家庭厨房中的水龙头,在应该用一定的小水流洗东西时,拧大或拧小水龙头当然水流就会变化了。这种现象如发生在CD放音机中,那么厨房水龙头就相当与信号处理回路的电源,浴室水龙头相当于马达电源,马达的转速控制就相当于浴室水龙头的开或关。
即使记录品味低的CD也能通过马达转速的加减减少出错数,使音乐数据就象没出错一样得到再生,但于此同时也产生了对维持音质非常重要的回路电源波动等副作用。
2) 读取出错发生增加造成的电源波动
CD采用的是非接触式光学读取方式,所以从原理上来说读取出错是一定会发生的,所以为了修正出错数据而装备纠错机能也是必然的。CD的纠错机能(CIRC)已发展到非常强力的阶段。
所以JITTER与出错率之间相关联的情况已不多见(在前面已述及),但因放音机的「再生能力」可以发生很强的相关关系。这种再生能力被称为「放音可行能力」。这是CIRC纠错功能以前的能力,即此机器本身机械上,软件上的问题而造成的正确读取盘片上数据的能力。
实际上JITTER值并不太好的CD在再生时,「放音可行能力」强进入CIRC回路的数据本身错误少,修复数据就不用化时间,「放音可行能力」弱进入CIRC回路的数据本身错误多,修复数据就很花时间。
修复数据需要在回路上进行很复杂的计算,回路上计算的增加就会增加回路所需电流的增加。出错发生是不规则的,有时多,有时少而电流量也就随着这多少而增减这就造成了电源波动。
回路的设计组成也有关系,如果放音机出错修正回路的电源如靠近DAC回路的电源或时钟回路的电源,这时如果修正次数增加对音质的影响就大了,所以人们常说的放音机有因为品牌不同而音质不同,其实「放音可行能力」就是造成音质不同的原因之一。
如盘片的易读度高,「放音可行能力」即使低一点也能给CIRC回路提供良好的数据,当然「放音可行能力」强就更好了。
综上所述如盘片的记录品味高,也就是JITTER值小那么就能使任何放音机都能发挥最高性能。