第一章 数字音像设备概述第一节 数字音像设备发展概况一、音像设备
1．20世纪70年代初～90年代初，录音机、电视机、录像机等，采用模拟信号处理。
2．20世纪90年代初～至今，卫星广播、数字电视、电子影院等，采用数字信号处理。
二、数字音像设备的代表作
1．数字电视：指在电视信号的产生、处理、传送、记录和接收的过程中使用数字信号的电视系统。
特点：全数字化数字化电视：在模拟电视中，除高频和大功率外，均以数字电路代替，特别采用数字化声表面波滤波器。
特点：部分数字化
2．数字信息网络
CATV网、电信网、计算机网（如Internet）三网合一。
特点：交互性、多媒体
3．影碟数字音像设备
LD（模拟）、CD、VCD、DVD
三、数字音像设备发展概况
(见课本P2～3)
第二节 常见的光盘机及光盘
一、光盘机
1．激光影碟机LD（LASER VIDEO DISC）
又称激光视盘机，出现于70年代初，80年代在中国面世。
特点：①光盘采用模拟技术处理图像及声音，有时同时采用数字技术处理声音，即模拟、数字两种伴音；
②光盘双面记录数据，直径20cm、30cm两种，后一种播放1小时；
③图像清晰度420线，较好；
④激光视盘机伴音采用数字化处理，具有CD机的音质及AC-3数码5.1声道环绕效果；
⑤由于激光视盘机采用模拟处理技术，盘片和机器的价格较高，未能普及，仅作为销售商及娱乐场所的信号源。
2．激光唱机CD（COMPACT DISC）
属于数字音频设备，因此又叫做CD-DA。利用激光拾取盘片上的数字声音信息。80年代问世。
特点：①盘片数字信号不压缩；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录74min节目，容量764MB左右；
③声音质量高，频带宽、信噪比高、动态范围大、失真小；
④数字集成电路发展快，价格低，迅速普及。
3．图文光盘CD-G（CD-GRAPHICS）
在CD基础上加一个静止画面，为CD到VCD的过渡产品。基本上没有市场。
4．VCD影碟机（VIDEO CD）
音像播放机，1993年问世。
特点：①盘片数字信号压缩，压缩标准MPEG-1，图像压缩比1/120～1/130，伴音压缩比1/6；实用传输速度可以达到1.5Mbps，最高1.86Mbps；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录74min节目，容量与CD相同；
③图像清晰度250线，相当于或略优于VHS录像机的水平；
④价格低，迅速普及。
5．中国视频光盘机CVD（CHINA VIDEO DISC）、S-VCD（SUPER VIDEO COMPACT DISC）及超级VCD
CVD于1998.6.9问世，S-VCD于1998.6.26问世，1999年，两者统一标准，命名超级VCD。是VCD到DVD的过渡产品。
特点：①盘片数字信号压缩，压缩标准MPEG-2；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录45min左右节目；
③图像清晰度350线，优于VCD的水平；
④兼容播放VCD盘片，但超级VCD盘片较少。
⑤没有普及。
6．DVD影碟机（DIGITAL VIDEO DISC）
1996年问世，1997年推向市场。
特点：①盘片数字信号压缩，压缩标准MPEG-2，压缩比更大；实用传输速度可以达到4M～15M bps，图像质量达到广播级的水平，覆盖标准电视（SDTV）和高清晰度电视(HDTV)；
②盘片直径12cm，双面记录数据，记录4小时节目，容量高达17GB(双面双层)；
③图像清晰度500线左右，优于LD水平；
④具有AC-3数码5.1声道环绕效果。
⑤兼容CD、VCD。
⑥价格下降，正在普及。
7．CD-ROM只读存储器主要用于计算机，作为存储设备。
特点：①只能读取，不能写入；
②盘片直径12cm，单面记录数据，容量600MB左右；
③记录格式与CD不同；
④光驱兼容播放CD、VCD盘片。
8．MD微型磁光盘机（MINI DISC）
此处的光盘为磁光盘。
特点：①磁光盘能反复读写；
②盘片直径6.4cm。
9．CD-R光盘机（CD-RECORDABLE）
光盘刻录机，一次性写入，不可擦除。对激光头的要求比CD-ROM高。
10．MP3播放机（MPEG 1-LAYER Ⅲ）
音频播放设备。MP3不是MPEG-3。
特点：①采用MPEG-1 AUDIO标准，对数字音频信号进行第三层压缩；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录几百首歌曲；
③音质与CD机相当；
④后期的VCD机兼容播放MP3盘片。
11．万利达歌王万利达歌王是万利达一马当先的数字音乐新技术，实现超大容量的音乐记录和专业音质的还原。
分类：
MDVD （MIDI Digital Video Disc）、超级歌王VCD、MVD（MIDI Video Disc）。
特点：
①随机赠送MIDI光盘海量存储歌曲（上万首）；
②背景图像与音乐是分离的；
③兼容播放DVD、超级VCD、VCD、CD、MP3光盘。
④具有AC-3数码5.1声道环绕效果。
⑤早期产品只有伴奏音乐，没有原唱。MDVD有了部分原唱。
说明：MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是用于数字合成器、音序发生器、节拍机等数字音频制作设备与计算机互联的国际标准接口。MIDI的音乐信息是由一系列的指令组成，包括音高、音长、通道号等音乐信息。信息压缩刻录在光盘上，由影碟机的MIDI合成器加以解析，产生各种乐器声音，经混合形成音乐旋律，然后放大输出。
12．CAV（Computer Audio Video）
计算机音像。采用计算机技术处理，效果大大提高。
13．关于MPEG
①MPEG-1：将动画、声音、数据进行存储和重放的编码标准，最大压缩率1.5Mbps，图像质量VHS录像机水平。用于VCD和Internet动画的编码。
②MPEG-2：电视广播系统中视频、音频的编码标准，实用传输速度可以达到4M～15M bps，图像质量达到广播级的水平，覆盖标准电视（SDTV）和高清晰度电视(HDTV)；用于地面数字广播、CATV数字广播、卫星数字广播和DVD的编码。
③MPEG-3：曾经考虑MPEG-2达到普通电视标准，MPEG-3达到高清晰度电视标准，后来撤销了这一标准。
④MP3：MP3不是MPEG-3，专门对音乐数据进行压缩，具体地说是采用MPEG-1 AUDIO标准，对数字音频信号进行第三层压缩；用于因特网及移动电话网的音乐数据的压缩。
⑤MPEG-4：视频、音频的编码标准，但不是MPEG-2的高版本，用低速传输来重现动画，画质较低；用于因特网及移动电话网，可视电话也采用MPEG-4。
⑥MPEG-7：是一种为了对由文本、图像、动画组策划组成的多媒体内容进行快速、高效检索的标准，可以称为宽带时代的MPEG。
二、光盘
1．光盘的结构
⑴制造过程
①聚碳酸脂塑料注模成型 ②数据压模（刻槽） ③喷射铝反射层 ④涂透明保护层
⑵光道铝反射层随数据压模的凹凸变化而形成的“坑坑岛岛”即是信息。坑岛连成的轨迹称为光道。光道由内螺旋向外顺时针旋出，光盘读取面逆时针旋转才能检拾信息。光盘读取面（信息面）朝下，背面应为顺时针旋转。
2．光盘的参数光盘参数因光盘的种类不同而不同。
类型
直径
中孔直径
厚度
光道间距
坑深
坑宽
激光波长
LD
300/200mm
15mm
2.4mm
1.67μm
0.11μm
0.4μm
0.78μm
CD
120mm
15mm
1.2mm
1.67μm
0.11μm
0.4μm
0.78μm
VCD
120mm
15mm
1.2mm
1.67μm
0.11μm
0.4μm
0.78μm
MD
64mm
/
/
/
/
/
/
DVD
120mm
15mm
1.2mm
0.74
/
/
0.635/0.65μm
说明：
①“坑坑岛岛”并非信息面的“凹”与“凸”，而是从光学的角度来讲的：反射光强即为岛，反射光弱则为坑。
②模拟机中，坑岛反映了调频波的极性；数字机中，坑岛部分表示“0”，坑沿表示“1”。
三、光盘机的组成三大组成部分（见课本P6图1-1）
1．激光头及其伺服系统
①激光头读取光盘上的信息；
②伺服系统控制激光头的聚焦点始终对准光盘面上光道轨迹、按标准速度检拾信号。
说明：伺服系统是指控制量为机械量的自动控制系统。
2．信号处理系统对检拾的信号进行处理，变为声、像、数据信息输出。
3．操作显示和系统控制系统即微处理器。
操作的键控信号一方面在面板上显示，一方面完成操作指令。
此外，还有盘片装卸的机械结构和电源电路等。
作业：思考题
1．20世纪70年代初～90年代初，录音机、电视机、录像机等，采用模拟信号处理。
2．20世纪90年代初～至今，卫星广播、数字电视、电子影院等，采用数字信号处理。
二、数字音像设备的代表作
1．数字电视：指在电视信号的产生、处理、传送、记录和接收的过程中使用数字信号的电视系统。
特点：全数字化数字化电视：在模拟电视中，除高频和大功率外，均以数字电路代替，特别采用数字化声表面波滤波器。
特点：部分数字化
2．数字信息网络
CATV网、电信网、计算机网（如Internet）三网合一。
特点：交互性、多媒体
3．影碟数字音像设备
LD（模拟）、CD、VCD、DVD
三、数字音像设备发展概况
(见课本P2～3)
第二节 常见的光盘机及光盘
一、光盘机
1．激光影碟机LD（LASER VIDEO DISC）
又称激光视盘机，出现于70年代初，80年代在中国面世。
特点：①光盘采用模拟技术处理图像及声音，有时同时采用数字技术处理声音，即模拟、数字两种伴音；
②光盘双面记录数据，直径20cm、30cm两种，后一种播放1小时；
③图像清晰度420线，较好；
④激光视盘机伴音采用数字化处理，具有CD机的音质及AC-3数码5.1声道环绕效果；
⑤由于激光视盘机采用模拟处理技术，盘片和机器的价格较高，未能普及，仅作为销售商及娱乐场所的信号源。
2．激光唱机CD（COMPACT DISC）
属于数字音频设备，因此又叫做CD-DA。利用激光拾取盘片上的数字声音信息。80年代问世。
特点：①盘片数字信号不压缩；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录74min节目，容量764MB左右；
③声音质量高，频带宽、信噪比高、动态范围大、失真小；
④数字集成电路发展快，价格低，迅速普及。
3．图文光盘CD-G（CD-GRAPHICS）
在CD基础上加一个静止画面，为CD到VCD的过渡产品。基本上没有市场。
4．VCD影碟机（VIDEO CD）
音像播放机，1993年问世。
特点：①盘片数字信号压缩，压缩标准MPEG-1，图像压缩比1/120～1/130，伴音压缩比1/6；实用传输速度可以达到1.5Mbps，最高1.86Mbps；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录74min节目，容量与CD相同；
③图像清晰度250线，相当于或略优于VHS录像机的水平；
④价格低，迅速普及。
5．中国视频光盘机CVD（CHINA VIDEO DISC）、S-VCD（SUPER VIDEO COMPACT DISC）及超级VCD
CVD于1998.6.9问世，S-VCD于1998.6.26问世，1999年，两者统一标准，命名超级VCD。是VCD到DVD的过渡产品。
特点：①盘片数字信号压缩，压缩标准MPEG-2；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录45min左右节目；
③图像清晰度350线，优于VCD的水平；
④兼容播放VCD盘片，但超级VCD盘片较少。
⑤没有普及。
6．DVD影碟机（DIGITAL VIDEO DISC）
1996年问世，1997年推向市场。
特点：①盘片数字信号压缩，压缩标准MPEG-2，压缩比更大；实用传输速度可以达到4M～15M bps，图像质量达到广播级的水平，覆盖标准电视（SDTV）和高清晰度电视(HDTV)；
②盘片直径12cm，双面记录数据，记录4小时节目，容量高达17GB(双面双层)；
③图像清晰度500线左右，优于LD水平；
④具有AC-3数码5.1声道环绕效果。
⑤兼容CD、VCD。
⑥价格下降，正在普及。
7．CD-ROM只读存储器主要用于计算机，作为存储设备。
特点：①只能读取，不能写入；
②盘片直径12cm，单面记录数据，容量600MB左右；
③记录格式与CD不同；
④光驱兼容播放CD、VCD盘片。
8．MD微型磁光盘机（MINI DISC）
此处的光盘为磁光盘。
特点：①磁光盘能反复读写；
②盘片直径6.4cm。
9．CD-R光盘机（CD-RECORDABLE）
光盘刻录机，一次性写入，不可擦除。对激光头的要求比CD-ROM高。
10．MP3播放机（MPEG 1-LAYER Ⅲ）
音频播放设备。MP3不是MPEG-3。
特点：①采用MPEG-1 AUDIO标准，对数字音频信号进行第三层压缩；
②盘片直径12cm，单面记录数据，记录几百首歌曲；
③音质与CD机相当；
④后期的VCD机兼容播放MP3盘片。
11．万利达歌王万利达歌王是万利达一马当先的数字音乐新技术，实现超大容量的音乐记录和专业音质的还原。
分类：
MDVD （MIDI Digital Video Disc）、超级歌王VCD、MVD（MIDI Video Disc）。
特点：
①随机赠送MIDI光盘海量存储歌曲（上万首）；
②背景图像与音乐是分离的；
③兼容播放DVD、超级VCD、VCD、CD、MP3光盘。
④具有AC-3数码5.1声道环绕效果。
⑤早期产品只有伴奏音乐，没有原唱。MDVD有了部分原唱。
说明：MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是用于数字合成器、音序发生器、节拍机等数字音频制作设备与计算机互联的国际标准接口。MIDI的音乐信息是由一系列的指令组成，包括音高、音长、通道号等音乐信息。信息压缩刻录在光盘上，由影碟机的MIDI合成器加以解析，产生各种乐器声音，经混合形成音乐旋律，然后放大输出。
12．CAV（Computer Audio Video）
计算机音像。采用计算机技术处理，效果大大提高。
13．关于MPEG
①MPEG-1：将动画、声音、数据进行存储和重放的编码标准，最大压缩率1.5Mbps，图像质量VHS录像机水平。用于VCD和Internet动画的编码。
②MPEG-2：电视广播系统中视频、音频的编码标准，实用传输速度可以达到4M～15M bps，图像质量达到广播级的水平，覆盖标准电视（SDTV）和高清晰度电视(HDTV)；用于地面数字广播、CATV数字广播、卫星数字广播和DVD的编码。
③MPEG-3：曾经考虑MPEG-2达到普通电视标准，MPEG-3达到高清晰度电视标准，后来撤销了这一标准。
④MP3：MP3不是MPEG-3，专门对音乐数据进行压缩，具体地说是采用MPEG-1 AUDIO标准，对数字音频信号进行第三层压缩；用于因特网及移动电话网的音乐数据的压缩。
⑤MPEG-4：视频、音频的编码标准，但不是MPEG-2的高版本，用低速传输来重现动画，画质较低；用于因特网及移动电话网，可视电话也采用MPEG-4。
⑥MPEG-7：是一种为了对由文本、图像、动画组策划组成的多媒体内容进行快速、高效检索的标准，可以称为宽带时代的MPEG。
二、光盘
1．光盘的结构
⑴制造过程
①聚碳酸脂塑料注模成型 ②数据压模（刻槽） ③喷射铝反射层 ④涂透明保护层
⑵光道铝反射层随数据压模的凹凸变化而形成的“坑坑岛岛”即是信息。坑岛连成的轨迹称为光道。光道由内螺旋向外顺时针旋出，光盘读取面逆时针旋转才能检拾信息。光盘读取面（信息面）朝下，背面应为顺时针旋转。
2．光盘的参数光盘参数因光盘的种类不同而不同。
类型
直径
中孔直径
厚度
光道间距
坑深
坑宽
激光波长
LD
300/200mm
15mm
2.4mm
1.67μm
0.11μm
0.4μm
0.78μm
CD
120mm
15mm
1.2mm
1.67μm
0.11μm
0.4μm
0.78μm
VCD
120mm
15mm
1.2mm
1.67μm
0.11μm
0.4μm
0.78μm
MD
64mm
/
/
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/
DVD
120mm
15mm
1.2mm
0.74
/
/
0.635/0.65μm
说明：
①“坑坑岛岛”并非信息面的“凹”与“凸”，而是从光学的角度来讲的：反射光强即为岛，反射光弱则为坑。
②模拟机中，坑岛反映了调频波的极性；数字机中，坑岛部分表示“0”，坑沿表示“1”。
三、光盘机的组成三大组成部分（见课本P6图1-1）
1．激光头及其伺服系统
①激光头读取光盘上的信息；
②伺服系统控制激光头的聚焦点始终对准光盘面上光道轨迹、按标准速度检拾信号。
说明：伺服系统是指控制量为机械量的自动控制系统。
2．信号处理系统对检拾的信号进行处理，变为声、像、数据信息输出。
3．操作显示和系统控制系统即微处理器。
操作的键控信号一方面在面板上显示，一方面完成操作指令。
此外，还有盘片装卸的机械结构和电源电路等。
作业：思考题
