naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru
 
Поиск по сайту
 

Демодулятор. Система автоматического регулирования скорости вращения диска. Буферная память


Для компьютера надо скачать программу неро на nerodvd.org.ua, там есть бесплатная неро русская.
Выделение цифрового сигнала и импульсов тактовой синхронизации К содержанию Блок коррекции ошибок. Интерполяция и приглушение
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape

Сформированный по уровням и по фронтам информационный сигнал в коде EFM далее поступает на демодулятор. Операции, которые производятся здесь, обратны тем, что ранее осуществлялись в модуляторе. Их можно интерпретировать как перевод данных, при этом первый символ в кадре - служебный, направляется в соответствующий блок, где содержащаяся в нем информация будет использована для управления работой проигрывателя. Оставшиеся 32 символа направляются в блок коррекции ошибок.

Чтобы правильно декодировать информацию, заключенную в каждом отдельном кадре, необходимо знать, где он начинается и где заканчивается, а также где начинается и где заканчивается каждый символ. В противном случае декодер может начать декодирование с середины кодового слова и тем самым будет фиксировать кодовые слова, не соответствующие действительным.

Начало каждого кадра отмечается путем введения в него специальной синхрогруппы, имеющей вполне определенную конфигурацию. Такой вид синхронизации в системах передачи данных называется цикловой синхронизацией и имеет важное значение, так как нарушение синхронизации по циклам приводит к полному искажению всей информации.

Структурная схема устройства цикловой синхронизации показана на рис. 1.


Структурная схема устройства цикловой синхронизации

Рис. 1 - Структурная схема устройства цикловой синхронизации

Анализируемый поток двоичной информации вначале поступает на вход опознавателя синхрогруппы (ОС), в памяти которого хранится её конфигурация. Первый же момент дешифрирования комбинации, совпадающей по форме с синхрогруппой, фиксируется как возможное начало цикла (в системе CD - кадра, блока). Однако, из-за наличия выпадений в считанной информации, может получиться так, что за синхрогруппу будет ошибочно принята какая-то другая комбинация, ставшая похожей на неё в результате искажения. В этом случае устройство цикловой синхронизации должно сначала убедиться в том, что это действительно синхрогруппа, а не случайное сочетание единиц и нулей. Для этого служит блок для защиты от ложного фазирования (БЗЛФ), который проверяет наличие дешифрированной синхрокомбинации на той же самой позиции в одном или нескольких циклах. С этой целью он отсчитывает от предполагаемой позиции синхроимпульса столько тактов, сколько бит информации содержится в цикле (для CD число бит в кадре равняется 588). Если синхрокомбинация обнаруживается два или более раз подряд, то БЗЛФ принимает решение об истинности найденной позиции и устанавливает соответствующим образом формирователь синхроимпульсов (ФСИ). Число появлений синхрокомбинации на одной и той же позиции, необходимое для принятия решения об её истинности, называется коэффициентом по входу в синхронизм Nвх и определяется при разработке устройства цикловой синхронизации исходя из требований к его помехозащищенности. Обычно Nвх выбирают равным 2 или 3.

После того, как ФСИ сфазирован, он начинает вырабатывать синхроимпульсы уже самостоятельно на той позиции, которая ему была определена БЗЛФ даже в том случае, если синхрогруппа из-за искажений не будет зарегистрирована опознавателем ОС.

БЗЛФ в течении всей работы устройства постоянно проверяет и другие позиции в цикле, где по каким-то причинам сформировалась комбинация, дешифрированная опознавателем как синхрогруппа. И если она повторилась на одной и той же позиции Nвх раз, то ФСИ немедленно перестраивается, поскольку это будет означать, что произошел сбой цикловой синхронизации и предыдущая позиция уже не соответствует истинной.

Могут применяться и другие меры по повышению эффективности и помехозащищенности систем цикловой синхронизации.

По этому принципу построена не только система кадровой синхронизации, но и система блочной синхронизации, т. е. система выделения сигнала синхронизации служебных данных, которые так же, как и звуковые данные, организованы в блоки по 98 символов в каждом.

Кроме своего основного назначения, сигнал блочной синхронизации используется ещё и для управления двигателем вращения диска. Схема формирователя сигнала управления показана на рис. 2, а диаграммы её работы - на рис. 3.


Схема регулирования скорости вращения диска

Рис. 2 - Схема регулирования скорости вращения диска

На один из входов фазового дискриминатора ФД, в качестве которого использован обычный элемент И, подается сигнал частоты следования блоков, который формируется на основе тактовой частоты, выделяемой из воспроизводимого потока информации. Поскольку этот сигнал нестабилен и зависит от скорости вращения диска, он обозначен буквой F~бл.


Временные диаграммы работы схемы регулирования скорости вращения диска

Рис. 3 - Временные диаграммы работы схемы регулирования скорости вращения диска

На другой вход ФД поступает сигнал блочной частоты Fбл = 75 Гц, полученный делением сигнала Fт = 4,3218 МГц, формируемого кварцевым генератором.


Система отрегулирована так, что F~т = Fт при сдвиге фаз между сигналами F~бл, и Fбл равном 90° (рис. 3. а, б, в). Тогда на его выходе будут формироваться импульсы шириной в четверть периода частоты Fбл.

Если двигатель начнет вращаться слишком быстро, то F~бл будет опережать Fбл больше, чем на 90°. При этом ширина импульсов на выходе ФД уменьшиться, что заставит двигатель снизить обороты (рис. 3. а, г, д).

Если скорость вращения станет слишком мала, то F~бл окажется сдвинутой относительно Fбл на угол меньший, чем 90°. Ширина импульсов на выходе ФД при этом увеличится и двигатель начнет вращаться быстрее (рис. 3. а, е, ж).

Согласующее устройство в соответствии со своим названием служит для согласования выходного сигнала ФД с рабочими характеристиками используемого двигателя.

Наличие такой системы регулирования позволяет предельно снизить требования к двигателю. Никакой точности и стабильности от него не требуется, лишь бы подходил по габаритам и мощности. А тот факт, что считанный сигнал нестабилен во времени, никакой роли не играет, так как для борьбы с этим явлением используется очень эффективное средство - буферное запоминающее устройство или буферная память, которая реализуется на основе ЗУПВ (запоминающее устройство с произвольной выборкой). В буферную память информация записывается по мере её поступления от демодулятора, т. е. с неравномерной скоростью, а считывается с помощью сигналов, сформированных кварцевым генератором - строго равномерно.

Благодаря наличию буферной памяти проигрыватель компакт-дисков (так же, впрочем, как и любой другой источник звуковых программ) избавлен от извечного недостатка аналоговой записи, связанного с неравномерностью вращения (перемещения) носителя - детонации, т. е. более или менее заметного на слух "плаванья" звука.

Принцип действия буферной памяти, рассмотрим на примере её организации на основе ЗУПВ объемом в 2 кБ, выполненной в виде 2048 ячеек по одному байту (рис. 4).


Пример организации буферной памяти на основе ЗУПВ объемом 2 кБ

Рис. 4 - Пример организации буферной памяти на основе ЗУПВ объемом 2 кБ

Пусть в некоторый момент времени запись считанного с диска байта информации производится в ячейку 1. Система адресации ЗУПВ должна быть организована так, чтобы при равенстве скоростей записи и считывания информации обеспечить интервал между моментом записи в любую из ячеек и моментом считывания из неё равным времени, необходимому для того, чтобы заполнить половину общего объема памяти ЗУПВ. Поэтому, если запись производится в ячейку 1, то считывание при этом должно производиться из ячейки 1025, информация в которую была записана раньше.

Это происходит при равенстве скоростей записи и считывания, когда скорость вращения диска такова, что тактовая частота Fт, выделенная из потока воспроизводимой информации, в точности равна 4,3218 МГц. Если же скорость записи будет возрастать (из-за увеличения скорости вращения диска), то номер ячейки, в которую она производится, будет увеличиваться (2, 3, 4 и так далее) и приближаться к цифре 1024. Это максимально возможный номер ячейки, когда ещё не наступает переполнения памяти.

Условно примем некоторое статичное положение процесса записи в ячейки. На самом деле, конечно, адреса постоянно изменяются.

Однако, указанное выше сближение номеров ячеек записи и считывания, вызванное слишком высокой скоростью вращения диска, не останется без внимания системы регулирования этой скорости, и её реакция выразится в том, что она уменьшит число оборотов двигателя вращения диска так, чтобы заданный защитный интервал сохранился.

Если скорость вращения диска уменьшится, то уменьшится и скорость записи в ячейки ЗУПВ, номера которых начнут приближаться к цифре 1025 с другой стороны - 2048, 2047, 2046 и т. д. до 1026, когда возникнет угроза того, что все ячейки памяти окажутся пустыми. Однако, и в этом случае система регулирования скорости вращения диска отработает ошибку в направлении восстановления необходимого защитного интервала.

Запись и считывание в ЗУПВ осуществляется не одновременно, а попеременно. Один символ записали, потом другой считали. Записали в одну ячейку, считали из другой. Приведенная на рисунке 5 схема иллюстрирует этот процесс.


Структурная схема буферной памяти

Рис. 5 - Структурная схема буферной памяти

ЗУПВ, используемые в проигрывателях компакт-дисков, чаще всего имеют восьмиразрядную входную шину, вход управления записью/считыванием и поразрядную адресную шину. Разрядность адресной шины зависит от объема памяти ЗУПВ. Если, скажем, объем памяти равен 2 кБ, то адресная шина 11-разрядная, если 4 кБ - то 12-разрядная и т. п. Вход управления служит для переключения режимов записи и считывания. Например, если на этом входе логический "0", то производится запись байта информации с входной шины в ячейку, адрес которой присутствует на адресной шине. Если "1", то производится считывание из ячейки с соответствующим адресом через одну и ту же шину.

Необходимо отметить, что вход и выход ЗУПВ могут быть организованы через одну и ту же шину с "третьим" состоянием. Современные процессоры для проигрывателей CD выполнены так, что и память, и сам процессор находятся на одном кристалле и все соединения между ними не видны. Тем не менее, для простоты восприятия удобнее рассматривать наглядный вариант схемы, как на рисунке 5.

Адреса ячеек, в которые должна производиться запись, формируются на основе тактовой частоты, выделенной из считанного с компакт-диска сигнала, а адреса ячеек, из которых производится считывание - с помощью сигнала, вырабатываемого высокостабильным кварцевым генератором.

Таким образом, как бы ни менялась скорость вращения диска, а вместе с ней и скорость воспроизведения информации, после ЗУПВ считанные символы будут следовать строго равномерно, обеспечивая тем самым точное соответствие временного масштаба воспроизводимой фонограммы тому оригинальному материалу, который некогда был записан на мастер-диск в студии звукозаписи.

Адреса записи и считывания подаются на переключающее устройство, которое так же как и ЗУПВ управляется сигналом записи/считывания. Поэтому, когда нужно произвести запись, к адресной шине ЗУПВ подключается формирователь адреса записи, а когда нужно информацию считать, то подключается формирователь адреса считывания. Вследствие того, что блок управления двигателем, вращающим диск, поддерживает скорость потока считанной с него информации вблизи 4,3218 Мбит/с, количество символов, поступающих на вход ЗУПВ, колеблется с некоторым рассогласованием вокруг величины, равной количеству символов, считываемых с его выхода. Допустимая величина рассогласования зависит от объема ЗУПВ. Чем больше объем памяти, тем большие отклонения скорости вращения от номинальной допустимы.

Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
Выделение цифрового сигнала и импульсов тактовой синхронизации К содержанию Блок коррекции ошибок. Интерполяция и приглушение
Новости:




 

copyright © 2003-2017 naf-st.ru, info@naf-st.ru
При полном, либо частичном цитировании материалов сайта naf-st.ru ссылка (для интернет изданий гиперссылка) обязательна!!! Будьте взаимовежливы!

Хостинг «Джино»
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь