DVD,其最新含义是数字多功能盘(Digital Versatile Discs),它一出现立刻就成为举世瞩目的焦点,它以一种新型的、超级海量存储,广泛应用于存储视频、音频和计算机数据,在当今电影、游戏、娱乐、视频等数字领域中产生了巨大影响,而迅速崛起。目前,DVD产品按使用可以划分为两大类,如图1所示。一是纯粹用于家庭娱乐的DVD,另一类则是配电脑的DVD驱动器,它们都可以用来播放DVD碟片。

1.DVD碟片类型及结构
DVD碟片常见的有以下几种类型:DVD-Video、DVD-Audio、DVD-ROM、DVD-RW、DVD-RAM。其结构有4种类型,如图2所示。记录顺序和方向有3种类型,如图3所示。DVD光盘构造如图4所示。



2.DVD的功能
(1)采用MPEGⅡ视频数字压缩技术,图像分辨率高达500线以上,与S-VHS/VHS、LD、视频CD(VCD)的比较见图5。

(2)高密度及超大存储容量,双层双面可达17GB,与CD、LD的比较见图6。

(3)更为先进的杜比AC-3数字系统,拥有6条独立声道,动态范围达144dB,与CD的动态范围比较见图7。

(4)强大的RS-PC(Reed SolomonProduct Code)纠错系统,使画面播放更为顺畅。
(5)多种功能屏幕播放格式,节目交互性极强,各种功能见图8。

3.DVD的统一标准格式
1995年9月,经过多年的争论,欧美日世界十家最大的DVD制造公司达成协议,将MMCD(Multi Media CD)标准和SD DVD(Super Density Disc)标准统一制定出的DVD技术标准,如表所示。日本Panasonic、Pioneer、Toshiba最先将DVD产品投放市场,Hitachi、Sony、JVC等紧随其后,也推出了自己的产品。由于DVD格式的统一,各大公司推出的DVD播放机产品均采用了相似的技术,其光学系统和伺服系统分别如图9、图10所示。但在功能及配置上又互相竞争,形成了DVD市场的百花齐放。


DVD统一标准格式
项目 统一格式
激光波长 650(635)nm
数值孔径 0.6
扫描速度 单层3.48m/s,双层3.48m/s
盘片直径 120mm
信号调制 EFM PLUS 方式
误差修正 RS-PC方式
盘片厚度 1.2mm(2×0.6)
面片 单面、两片
信息区内径 24mm
信息区外径 58mm
中心孔 15mm
层数 单层或一面存取双层
跟踪方式 伪沟槽
反射 单层70%、双层30、70%
通道传输码率 26Mbit/s
最小凹坑长度 0.40μm
光道间距 O.74μm
播放时间 142min
调制方式 EFM(8~16方式)
扇区大小 2048Bytes
存储容量 单层4.7GB、双层8.4GB
纠错方式 Reed Solomon-Product lode
本文将陆续介绍各大生产厂商在国内推出的系列家用DVD所应用的先进技术及其功能特点。
SONY系列DVD
自从1980年SONY与荷兰PHILIPS公司订下合同,共同开发数字音响激光(磁盘)唱机,SONY于次年便推出了第一架CDP-101小型激光唱机,现在DVD也已经发展到了第四代。
1.SONY DVD主要采用了以下技术
(1)双独立激光头。SONYDVD采用了双独立激光头设计(HS-180A/JIN双激光头见图11),无需使用复杂的技术就能分辨不同光碟,这项先进系统可更准确地读取DVD、VCD和CD的信号,使图像及声音更能完整重现。SONY第四代DVD激光头采用了KHM-220AAA/J1RP单激光头(见图12)。实际上,双激光头搭载了二种激光组件,在读取DVD、VCD信号时需要对它们进行切换,因此,造成元件数量增加,使整个光学系统的构造变得复杂。针对这些问题,SEC与SONY共同开发了激光组件(见图13),包括一个能同时输出波长65nm、780nm的半导体激光器、接收元件以及棱镜等,以往需要的二组折射镜片与镜头,现在只需要一组元器件就可以解决,光头的主要零件数也从原来的11个减少到4个。



由于我们所处的生活环境中充满了灰尘,会对影碟机中娇弱的激光头造成侵害,据SONY调查,返修品中有70%因灰尘侵入令激光头不能读取信号!从KSM-213VCD光头设计以来,索尼便开始在VCD和DVD的光路空腔上部增加了激光头防尘光学玻璃板(见图14),令机心的寿命提高至两倍以上,而在梦若舞机心中还增加了快门防尘设计,令机心的寿命提高至4倍以上。所有这些防尘措施体现了索尼机心在设计时的精心及周到,它能够阻挡无孔不久的灰尘,保护激光头,令其寿命更长,并出色读取信号,SONY冠其以“守护心”的称号(外形见图15)。


不久前,SONY公司,还向中国生产厂家推出了索尼最新L5 DVD璐明机心,并专门为此召开了新闻发布会。新一代璐明机心是SONY公司累积了数年的中国市场经验后,在原有的先进光碟技术上、凝聚精尖的开发力量、经过几年的开发时间,而开发出来的一个成熟的DVD方案。璐明数字DVD伺服系统,由模拟前端放大部分、CD数字信号处理器和伺服信号处理器部分、DVD/CD-ROM数据解码器部分、微处理器部分、驱动集成电路部分,以及运算放大器和其他外围元件组成。和VCD伺服方案相比,只增加了DVD/CD-ROM数据解码器部分,方案集成度高,具有极高的性能价格比。极大地方便了整机厂商从VCD市场转向DVD市场。璐明机心采用了目前技术更为成熟的ATATI接口,能和更多的MPEG厂商配合,整机厂商的选择灵活性更大。配合使用KHM-210AAA(外形见图16)的安装尺寸与VCD/SVCD激光头KSM-213VCD兼容,适合目前大量使用中的VCD装载机构,单镜单束,结构简单,成本低廉,且系统稳定性好,故障率低。光头安装到铁片支架后在进行参数调整,能达到高精度要求。新一代璐明伺服处理芯片CXD3008Q,改进EFM帧信号读取电路、EFM信号解调电路、缺陷对策电路和镜像信号检测电路,具备很强的读片能力,光头伺服完全自动调整,生产质量能得到充分保证。DVD/CD-ROM数据解码器芯片CXD1866R已在DVD-ROM中广泛使用,证明性能稳定可靠。功能强大的前级模拟芯片CXD1889R,可以支持DVD1~2倍速播放,所以很容易进行再次纠错工作,使纠错能力更强,并能播放DVD、超级VCD、VCD、CDDA等多种碟片。索尼L5DVD伺服方案的PCB板使用单面贴的双层板,体积小巧,易于安装,生产调试极为方便。

(2)倾斜修正系统。SONY的倾斜修正系统可纠正因微小振荡及看不见的光碟翘曲所引起的信号干扰。利用数字RF处理集成电路取得的信息,通过此系统可迅速修正激光束及光碟的入射角度,并保持与碟面成90°直角,改进读取信号的完整性,使效果更完美。
(3)10bit景像数码/模拟转换器。MPEG2将图像以3bit模式记录,而SONY DVD数字影碟机可透过此转换,将信号转为10bit信号,使图像更能清晰精确地重放。
(4)数字图像降噪系统(DNR)。SONY的先进数字图像降噪系统的两项功能,范围记忆及噪音分隔电路,能在DVD和VCD重放时消除画面上的噪波信号,使画面更清晰悦目。
(5)独立式声频电路板。SONY DVD数字影碟机的声频电路系统能重播精确及完美的声音。独立式的声频电路和视频部分设计可减低两者之间的干扰,也有助各项功能的全面发挥。
(6)SONYDVP-K800D、DVP-S305、DVP-M35机器,具备LPCM96kHz/24bit数字/模拟转换器。全新LPCM96kHz/24bit数字/模拟转换器带来更宽广的动态范围及频率响应,确保能全面发挥用同一格式录制的DVD节目的高水平,提供更接近原声母带的音色。而先进的数字/模拟转换器则是为了配合未来各类种类日益增多的高质音乐软件而设计的(例如以48kHz及96kHz录制的16bit、20bit及24bit软件)。
(7)SONY DVP-K800D/D8080D/D880D具备5.1声道信号输出,内置杜比数码(AC-3)解码器。只要利用SONY DVD数字影碟机的内置杜比数码(AC-3)解码功能,便可欣赏到以数字技术录制的软件。经过解码后的信号将通过5.l声道杜比数字音频输出直接传送到5.1声道输入的放大器,可即时感受到杜比数字环绕声的音响效果。
(8)全面卡拉OK功能。SONY DVDK800D数字碟机具有全面的卡拉OK功能,能满足任何热爱卡拉OK人士。4个话筒输入(2个有线、2个无线)、17级音调控制、歌声选择、卡拉OK歌声演绎、导唱旋律、辅助唱声、原唱声量调控、数字回音、鼓掌及欢呼效果、杜比数字DVD卡拉OK、导唱歌声、歌曲预选(24首歌)。
(9)顺滑扫描。无论是执行不同速度的搜索或是使用逐帧播放,都可以欣赏到顺滑流畅而清晰悦目的画面。可利用穿梭操控旋钮进行3种不同速度来扫描——快速向前/快速向后搜播、慢动作播放。
(10)快速搜索驱动器。SONY DVD数字影碟机的快速搜索驱动器能迎合现今互动软件的需要,因用互动功能时需要不时搜索影碟的不同轨迹,此驱动可快捷寻找各个不同角度或不同故事情节发展的位置,可将等候搜索的时间减至最低。
(11)多种视频/音频输出选择。SONY DVD数字影机备有多种视频及音频接驳组合,其中的视频输出及S视频输出端子更可直接接驳彩电(彩电需备有S视频输入端子)。音频输出方面,则有数字及模拟格式可供选择;亦可利用数字光纤音频或数字同轴音频输出,体验杜比数字(AC-3)环绕声,带来家庭影院的震撼。(蔡福江)