小型可录制光磁唱片MD

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90年代在国际音响界最具影响的两件大事,即《无线电》杂志1992年第1期中曾经介绍过的由飞利浦公司研制的数字音响格式——数字盒式录音磁带DCC(Digital Compact Cassette),和本文将要介绍的由索尼公司研制的数字音响格式——小型可录制光磁唱片MD(Mini Disc)。

MD唱片的尺寸是CD激光唱片的一半,直径为2.5英寸(6.35cm),它装在一个类似于微计算机中使用的3.5英寸软磁盘那样的保护套中,一张MD唱片可以容纳74分钟的音乐节目,其音质与CD相当。由于MD唱片的尺寸小巧,因此MD音响设备可以做成袖珍便携型的。据称,MD数字音响将成为由索尼公司创始的盒式磁带Walkman的换代产品。

DCC和MD研制成功的关键是它们都采用了数据压缩技术,大大压缩了数据率(分别为CD的1/4和1/5)。并且DCC和MD都能由用户进行记录操作;都具有抹音功能。为取得软件商的支持,两种新格式都装备了连续数字复制管理系统SCMS。但是,DCC和MD却是两种截然不同的数字音响格式。在DCC中,信号是记录在与普通盒式录音带尺寸相同且与其反向兼容的盒式磁带上,数据压缩编码采用精确自适应子频段编码法,简称为PASC。而在MD中使用的数据压缩编码为自适应变换音频编码法,简称为ATARC。在MD格式中,信号是记录在光盘或光磁盘上。

根据使用目的的不同,MD分为两种不同介质材料的唱片。由工厂生产的“原版”MD节目唱片使用与现行CD唱片相类似的光盘(但不能直接与CD兼容),在其上也压制有与CD类似的信息坑。除了信号编码方式和MD节目唱片制作完成后保护套的封装外,MD“原版”节目唱片的生产过程与CD唱片相同。因此,现在使用的CD唱片生产设备基本上也能用于MD节目唱片的制造。

用MD音响设备重放工厂生产的MD“原版”节目唱片的原理与CD唱机相同,即照射在MD唱片上的激光束被反射回来时,光强度受到“原版”节目唱片上信息坑的调制,然后由拾光器将反射光强度的变化转换为电信号。

可自行录制MD空白唱片与在工厂生产的MD“原版”节目唱片有着很大的不同,它使用了已经用在计算机数据存储方面的光磁技术MO(magneto-optical),下面我们把可自行录制的MD唱片称作MO唱片,MO唱片的表面是一层有机染料,在其下面是具有高矫顽磁力的磁性层。MO唱片在MD唱机中的安置情况如图1所示。在MO唱片下面设置有一激光器,在MO唱片的上方与激光器相对处是一电磁铁,电磁铁的极性要受记录的数字音频信号控制。当在MO唱片上记录信息时,使用功率相对较高的激光束,较高功率的激光束照在MO唱片上,加热了MO唱片表面的染料层,从而也加热了下面的磁性材料层,被加热处磁性材料的温度迅速上升到其“居里点”以上,在这个温度时,磁性材料的矫顽磁力大幅度下降,使得位于MO唱片另一面的电磁铁能够按照数字音频信号的规律改变被加热处磁性层的磁场极性。随着唱片的转动,磁性层被加热处的矫顽磁力又随着温度的下降而再次加大。这样,MO唱片上代表着记录信息的新的磁场极性分布就被保留下来了。

图1
图1 🔍原图 (686×522)

在读取自行录制的MO唱片上的信息时,使用的方法与重放工厂生产的“原版” MD节目唱片截然不同。因为记录在MO唱片上的信息是由建立在磁性层上的磁场极性变化而携带的,因此在记录过的MO唱片上没有类似于CD唱片的信息坑,也就是说记录前和记录后MO唱片表面没有发生任何物理形变。激光束照射到MO唱片上被反射回来时,反射光也不会有强度上的变化,因此不能用现行CD唱机中那样的拾光头读取MO唱片。读取MO唱片上的信息时,使用的激光功率比录制时低(不用使磁性层升温),激光束聚焦在MO唱片的磁性层上,然后被反射回来。由于“克尔效应”的作用,反射激光束的光相位将根据磁性层磁场极性而改变。例如,正极性的磁场将反射光相位旋转一个方向,而负极性的磁场将反射光的相位旋转到与正极性磁场时相反的方向。实际中使用的MO唱片拾光头可看作是安放在一对光传感器前面的光学分相器。由于从MO唱片回来的反射光相位是按两个方向变化的,因此光学分相器可根据反射光的相位变化把反射光中的大部分引导到两个光传感器中的一个上。这样,两个光传感器输出信号的电平差即包含了从MO唱片上读取的数字音频信号。

做为袖珍便携式音响设备,必须考虑到其对震动的敏感性问题,例如袖珍式CD唱机就存在此类问题。但震动敏感性的问题却在MD中得到了很好的解决。参考示意图2,在MD唱机中装有一个抗震动用的一兆比特RAM缓冲器,由于在MD中采用的数据压缩编码方案使数据率大大压缩,因此一兆比特的RAM可存入3秒钟的信号数据。当由于震动的作用使拾光头偏离轨迹时,只要拾光头在RAM中还存有数据的情况下重新锁定到轨迹上,用户就不会察觉到拾光头偏离轨迹的现象。((刘午平 编译)

图2
图2 🔍原图 (478×792)