Tài liệu Soạn giáo trình môn Kỹ Thuật Truyền Thanh, chương 25 pptx

Các thông tin này được tạo ra từ các tín hiệu Analog như : Tín hiệu âm thanh, nhạc điệu, tiếng nói.. Tại ngõ ra người ta nhận chùm tia sáng này nhờ Photo Diode cấp cho khối khuếch đại tí

CHƯƠNG 25 MÁY HÁT ĐĨA

COMPACTDISC

I - GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ COMPACTDISC:

1 Khái niệm:

Compactdisc là thiết bị lưu trữ thông tin âm thanh dưới dạng số (các mức logic 0/1) Các thông tin này được tạo ra từ các tín hiệu Analog như : Tín hiệu âm thanh, nhạc điệu, tiếng nói

Các tín hiệu Digital được lưu trữ trên đĩa dưới dạng các pit hoặc plat (mặt phẳng) Người ta dùng diode Laser tạo chùm tia đi qua hệ thống thấu kính tách thành 3 tia, sau đó tập trung hội tụ lên bề mặt của đĩa Tùy theo dạng thông tin lưu trữ mà ta có các pit hoặc các plat khác nhau, ánh sáng phản hồi sẽ phản ánh thông tin lưu trữ được đưa vào lăng kính, đổi phương 900 Tại ngõ ra người ta nhận chùm tia sáng này nhờ Photo Diode cấp cho khối khuếch đại tín hiệu và mạch xử lý tín hiệu âm thanh để biến đổi tín hiệu digital trở lại thành dạnh Analog cấp cho ngõ ra

Chất lượng âm thanh ở ngõ ra của máy hát đĩa Compact sẽ cao hơn nhiều so với máy ghi âm bằng Analog, do có những đặc điểm sau :

Dải động cao : Do đặc điểm ghi âm bằng kỹ thuật số, khắc phục những khuyết điểm do hệ thống đầu đọc cơ học gây ra, dải động âm thanh CD có thể đạt đến 90 dB

Độ phân tách 2 kênh rất tốt : Do tín hiệu 2 kênh bên trái và bên phải tái tạo một cách riêng biệt, không méo và biến dạng Hệ số méo < 0,004%

Aâm thanh không bị hú rít : Do trong CD người ta sử dụng tia Laser, không có sự tiếp xúc cơ, tránh sự kích thích do dao động cơ

2 Các thông số tiêu biểu của máy hát CD:

Kiểu : D.S.A :Digital Audio System (hệ thống ghi âm kỹ thuật số) Đĩa CD tiêu chuẩn:

Đường kính 12 cm, bề dày d = 1,2 mm

Thời gian phát T 60 phút, Tmax = 75 phút

Laser được sử dụng có bước sóng  =780 nm

Tốc độ quay đĩa :

Ở trong cùng 500 vòng/phút.

Ở ngoài cùng 200 vòng/phút

Trong đĩa CD, âm thanh được mã hóa dưới dạng số nhị phân và được ghi trên những đường tròn đồng tâm gọi là track Đầu đọc sẽ thực hiện quá trình đọc từ trong ra ngoài

Số kênh : 2 kênh

Đáp ứng tần số : 5 Hz đến 20 Khz

Số bit dùng cho biến đổi D/A : 16 bit

Độ méo hài :  0 008% ,

Tần số lấy mẫu : 44,1 Khz

Lượng tử hóa tín hiệu : 16 bit tuyến tính

Hệ điều chế : EFM : Eight Fourteen Modulation(biến điệu 8 sang 14)

3 Sơ lược về nguyên lý xử lý tín hiệu âm thanh trong CompactDisc Player.

Tín hiệu âm thanh tồn tại ttên đĩa Compact dưới dạng các bit 0/1 thông qua các pit và các plat Aùnh sáng phản xạ có thể cấp cho Photo Diode để biến đổi thành tín hiệu điện Các tín hiệu điện này được xử lý để tái tạo lại dạng âm thanh analog nguyên thủy cấp cho ngõ ra âm thanh

Để tạo ra tín hiệu âm thanh dưới dạng số, Người ta lấy mẫu tín hiệu âm thanh nguyên thủy ở tần số 44,1 Khz Về nguyên tắc, tần số lấy mẫu phát lớn hơn hoặc bằng 2 lần tần số cao nhất của tín hiệu âm thanh Âm thanh đã được lấy mẫu được đổi thành các chuỗi bit 0/1 nhờ bộ chuyển đổi A/D 16 bit (độ phân giải là 65536) Quá trình xử lý âm thanh được thực hiện như sau :

Lấy mẫu - lượng tử hóa - mã hóa-tín hiệu sửa sai - tín hiệu đồng bộ - biến điệu

Hình 9-1: Sơ đồ khối của quá trình xử lý tín hiệu âm thanh

Nguồn tín

hiệu âm

thanh

Đĩa sao Đĩa gốc

Điều chế Mã hóa

Ghi

Nguồn tín hiệu âm thanh : Âm thanh ở dạng tín hiệu Analog như : Âm nhạc tiếng nói và những âm thanh khác được lưu trữ dưới dạng băng từ hay chuyển đổi trực tiếp từ microphone

Mã hóa : Quá trình chuyển đổi tín hiệu Analog sang tín hiệu Digital bao gồm quá trình lấy mẫu và lượng tử hóa

Hình 9-2 : Quá trình xử lý tín hiệu âm thanh

Điều chế : Có thể dùng những phương pháp điều chế số như : PCM, DPCM, FSK, PSK

Tín hiệu âm thanh sau khi được xử lý sẽ ghi lên đĩa gốc để lưu trữ và sao chép ra nhiều đĩa khác

Q Q Q Q

P P P P

L 0 L 1 R 0 R 1

Tín hiệu sửa sai

1word 1symbol

ïA

ï5

ï4

ï3

ït

ïA

ï4 ï3 ï5 ï4 ï5 ï4 ï3

ït

110

011 101

100 Số nhị phân

Số thập phân

Quá trình lượng tử hoá tín

hiệu Mã hóa theo phương pháp nhị phân đổi thành cơ số.

A (Biên độ)

A (Biên độ)

t

Quá trình lấy mẫu

fs>2f n

Hình 9-3 : Sắp xếp dữ liệu trước khi ghi lên đĩa.

II- SƠ ĐỒ KHỐI KHI GHI TÍN HIỆU LÊN ĐĨA COMPACTDISC.

Hình 9.4 trình bày sơ đồ khối của máy hát đĩa CD khi ghi tín hiệu lên đĩa Tia Laser được điều khiển theo cường độ sáng bởi bộ biến điệu quang và đến lớp phủ cảm quang (Photo resist coating), với cường độ sáng phụ thuộc vào mức tín hiệu Sau đó việc phủ cảm quang thực hiện sao cho các phần lồi và phần lõm được lưu lại trên các track tín hiệu của đĩa gốc Các thấu kính phải luôn được điều chỉnh để hội tụ tia Laser lên lớp phủ cảm quang tương ứng với chuyển động lên xuống của đĩa gốc

Việc cắt CD yêu cầu có độ chính xác cao hơn rất nhiều so với đĩa thường Thêm vào đó, quá trình tạo đĩa compact sau khi đĩa gốc được phủ lớp cảm quang, nó được tạo khuôn, đĩa chủ (master disc) được tạo ra, rồi đĩa mẹ được tạo ra từ đĩa chủ Trong quá trình chế tạo này có sự khác biệt giữa các đĩa Digital và Analog

Vùng tia Laser

Biến điệu quang

Biến điệu mã xung PCM

Nguồn tín hiệu âm thanh

Mạch Servo điều chỉnh động cơ quay Tách tia

Hình 9-4 : Sơ đồ khối khi ghi tín hiệu lên đĩa Compact Cuối cùng, đĩa compact được tạo ra từ đĩa con bằng cách ép chặt

do các pit có bề rộng là 0,4m và chiều dài lớn nhất là 3,3m, khó có thể sao chép chúng bằng cách ép, nén Thêm vào đó, sau khi nén ép, người

ta bao phủ màn phản xạ và màn bảo vệ Trên màn phản xạ, người ta phủ lên lớp nhân theo phương pháp bốc hơi chân không

III - SƠ ĐỒ KHỐI KHI PHÁY TÍN HIỆU TỪ ĐĨA COMPACT.

Chức năng của các khối:

Khối RF:

Nhiệm vụ của khối RF là biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và khuếch đại tín hiệu này cấp cho khối điều chỉnh và khối xử lý tín hiệu âm thanh

Khối tách dữ liệu :

Khối này có nhiệm vụ nhận tín hiệu RF-Amp để tách các bit clock giải điều chế EFM để trả lại mã nhị phân 8 bit của tín hiệu nguyên thủy Ngoài ra khối tách dữ liệu còn có nhiệm vụ tách tín hiệu đồng bộ đã được cài sẳn trong quá trình ghi âm tín hiệu lên đĩa Compact

Hình 9.5 : Sơ đồ khối máy hát đĩa Compact khi phát.

Khối xử lý tín hiệu số: DSP (Digital Sinal Processing).

Khối này có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ khối tách dữ liệu cấp cho mạch giải đan xen, mạch sửa sai và mạch tách mã phụ

Khối xử lý tín hiệu âm thanh :

Khối này có nhiệm vụ nhận các mã âm thanh từ khối DSP cấp cho mạch chuyển đổi D/A (Digital/Analog) Tín hiệu kênh trái (L) và kênh phải ® ở ngõ ra được lấy ra nhờ mạch LFP cấp cho ngõ ra Lvà R hoặc khuếch đại Headphone

Khối điều chỉnh :

Điều chỉnh vận tốc đĩa quay : Khối này nhận tín hiệu phản hồi từ mạch xử lý tín hiệu số DSP cung cấp điện áp điều khiển vận tốc quay của motor làm quay đĩa Khối này phải đảm bảo rằng vận tốc quay của đĩa được biến thiên từ khoảng 500 vòng/phút khi cụm quang học ở trong cùng và 200 vòng/phút khi cụm quang học ở ngoài cùng

Điều chỉnh hội tụ: Khối này nhận tín hiệu từ RF-Amp để điều chỉnh cuộn dây hội tụ (Focus coil) làm dịch chuyển cụm quang học theo phương đứng

Điều chỉnh vệt quét : Mạch này nhận tín hiệu từ khối RF-Amp cấp điện áp thay đổi cho cuộn tracking (tracking coil) làm dịch chuyển cụm quang học theo chiều ngang để đảm bảo tia Laser rơi vào đúng track mà nó đang chạy

Điều chỉnh vị trí cụm quang học theo phương ngang : (Mạch Sled Servo) Mạch Sled Servo nhận tín hiệu điều khiển từ khối điều chỉnh vệt quét để đưa ra điện áp điều chỉnh Sled motor tạo tác động dịch chuyển cụm quang học theo từng bước từ trong ra ngoài Ngoài ra trên máy CD còn được trang bị các hệ thống nạp đĩa hoặc đưa đĩa ra ngoài Toàn bộ quá trình vận hành của máy được điều khiển bởi khối vi xử lý

Khối vi xử lý :

Có nhiệm vụ nhận các tín hiệu từ hệ thống phím ấn, từ các khóa điện báo tình trạng hệ cơ để ra lệnh điều khiển thích hợp Ngoài ra khối vi xử lý còn có nhiệm vụ tạo ra các tín hiệu data, clock, giao tiếp với các mạch vi xử lý tín hiệu số, mạch điều chỉnh