在HD层上所记录的信号是采取DSP(Direct Stream Digital)直接位流数码)和PDM(Pulse Density Modulalion=胍动密度调制)作高速取样的二比特数据,经过无损编码(即没有信息失落的压缩)压缩到1/2左右的信号。
HD层有两个录音区。其一是以2.8224MHz取样的“双声道立体声区”。其一是以2.8224 MHz取样(CD的64倍)或2.1168 MHz(CD的48倍)取样的“六声道立体声区”,另外,在光盘的外沿还有三个“附加数据区”,即文本区、圆形区和短片区(简短的活动图像)。
众所周知,CD是由单独一块1.2毫米厚的塑胶片构成的,但是,SACD则改由两块0.6毫米厚的塑胶片相对贴合而成。SACD采取这种结构,是为了确保对激光的倾斜度不会超过容许的极限,以及确保光盘不易受潮扭曲。
数码记录格式的出现使翻录保护问题更尖锐化。因此SACD有四种防盗版措施:(1)不可见水印;(2)内容加密;(3)SACD反盗版标记;(4)可见水印。
Super CD的重放设备
去年五月索尼和飞利浦研制的Super CD机面世。
以现时家用产品的水平而论,要实现100KHz的宽频带重放也并不困难。首先必须解决的问题是:确保作为“龙头凰尾”的收录咪高峰和扬声器两者的高端频率响应,并改善信号处理、放大电路的动态范围。目前,许多厂家已开始生产DC~100 KHz的宽频带录放设备。其动态范围在数码信号领域为144dB(20 KHz附近)和120dB(100KHz附近)。
在模拟信号领域为120dB(20KHz附近)。这是因为现行CD采取16bit量化,其动态范围的理论值为96dB ;改用20bit量化时时可达到120 dB ,采用24bit高位量化时可达144 dB。
通过高速取样提高时间轴方向的精度,上述技术指标也可以改由1 bit方式来实现。索尼和飞利浦把这种技术称为直接流数码(DSD)。模拟信号进行64X过取样之复位流不经抽选就直接记录在光盘上,2.8224414 bits/s),这只是超过音频CD的4倍(16×44.100KHz=705.6Kbi.s/s),可以用现有磁带或光盘格式来处理。DSD在模/数变换时使用负反馈。把量化器的输出和模拟输入比较。如果量化器的数值较高,输出就是1,否则就是零。结果,正半周由一系列1组成,而负半周则由一系列0组成,这种处理方法称为脉冲密度调制(PDM)。索尼和飞利浦认为以这种方式产生的数码信号看来几乎是模拟的,而理论上你需要做的只是使它通过低通滤波器而把模拟信号复原。可是,实际情况并不是这幺简单。PDM脉冲串具有相当多的噪声,所以要用噪声成形滤波器来取昨高信噪比。DSD具有很宽的频响DC-100KHz,以及120Hz的动态范围,远远超越以前的模拟和数码录音系统。决定采用2.8224MHz取样频率是由于容易把它变换为标准的数码格式(32411.1和48KHz)这样就使向下变换DSD信号以便存档和制作母板的工作变得较为简单。
除了考虑有关器材的技术指标之外,还必须考虑到重放设备的安全性。为此,首先将重放频率高端限于100KHz,另外还要采取适当的应变措施。例如在Super CD重放机上加设一个超声滤波器和一个ON/OFF开关。但使用超声波放大器和扬声器时,该滤波器的ON/OFF开关应置于OFF处,即不起滤波作用,让超声波直通至放大器和扬声器。在使用传统的放大器和扬声器时,该ON/OFF开关应置于ON处,以滤除超声波成分;否则,超声波成分右能还使放大器输出级的保护电路动作,切断输出至扬声器的信号,以保护扬声器。如果该挂号信电路不动作或没有保护电路、便有可能导致扬声器损坏。
超声波扬声器和传统扬声器不同,它除了要重放人耳可闻的声音之外,还必须能够重放高达100KHz的超声波。为此,必须采用不同的设计。例如索尼公司推出的高音驱动单元,它的音圈分为两个同心圆筒,在两个同心圆筒之间加插一个单匝音圈。所谓单匝音圈,其实就是一层短路的铝箔。两种音圈构成了一个变压器,同心圆筒音圈为初级;单匝音圈为次级。这样,初级所产生的高热便可以通过次级、极靴和框架散出,保证扬声器长时间被100瓦以上的100KHz信号连续驱动而不会损坏。
此外,为了超声波录音的需要,人们也另起炉灶,专门设计了用于SACD的超宽频带咪高峰,DSD的模数变换器的数摸变换器,以及10GB磁带录音机和DSD编辑机等。
最后,必须指出一点,就是SACD不同于DVD-Audio,后者所录放的仍然属于人耳可闻的频率范围,与超声波无关。