CD-DA

Histoire

En 1979, Philips et Sony ont formé une alliance pour développer conjointement la norme CD-DA (Compact Disc-Digital Audio). Philips a déjà développé un lecteur CD commercial, tandis que Sony a plus de dix ans d'expérience dans la recherche sur les technologies d'enregistrement numérique. Lorsqu'elles ont accepté de réglementer une seule technologie audio, les deux sociétés se sont disputées, ce qui a introduit un format de disque laser audio potentiellement incompatible.

Philips (Phlipis) réalise principalement la conception physique. Le CD qu'il conçoit est similaire aux disques CD produits précédemment. La fosse et la terre sur le disque peuvent être lues par laser; Sony réalise principalement la conception de circuits numériques-analogiques, en particulier la conception de codes de codage numérique et de correction d'erreurs.

En 1980, ces deux sociétés ont publié la norme CD-DA, qui est aujourd'hui la norme Red Book (nommée parce que la couverture du document publié est rouge). Le livre rouge comprend des spécifications pour l'enregistrement, l'acquisition et le format physique de 120 mm (4,72 pouces) de diamètre encore utilisé aujourd'hui. On dit que la taille de ce disque est déterminée car il peut contenir tout le contenu de la Neuvième Symphonie de Beethoven pendant environ 70 minutes sans interruption.

Après la publication de la spécification, les deux sociétés se sont affrontées pour lancer le premier lecteur CD audio commercial. Sony (Sony) a une riche expérience dans les circuits numériques, et a finalement gagné après un mois de compétition avec Philips (Phlipis), et a lancé le lecteur CDP-101 et le premier CD au monde le 1er octobre 1982. Record-Billy Joe's 52e Album de rue. Le lecteur a d'abord été lancé au Japon, puis en Europe, et n'est entré sur le marché américain qu'au début de 1983. En 1984, Sony a présenté le premier lecteur de CD portable amovible.

Principe

La platine CD est le premier membre de la famille CD, et sa norme est la base d'autres normes CD. Le son est une quantité analogique en constante évolution, qui est traditionnellement enregistrée par analogique. CD-DA surmonte les faiblesses des platines analogiques et utilise des méthodes numériques pour enregistrer les informations sonores. La méthode de base est la suivante :

(1) Échantillonnage et quantification

Le signal sonore analogique est converti en un signal numérique par échantillonnage et quantification.

(2) Encodage

Le codage dit consiste à ajouter certaines données de correction d'erreur, de synchronisation et de contrôle aux données utiles. Pendant la lecture des données, il peut être jugé si les données audio lues sont erronées en fonction des données de correction d'erreur enregistrées. S'il y a une erreur dans une certaine plage, elle peut être corrigée. CD-DA utilise CIRC, un code de contrôle d'erreur, pour détecter et corriger les erreurs causées par des rayures ou de la poussière sur la surface du CD.

Dans CD-DA, la stéréo a deux canaux (canaux gauche et droit), donc chaque échantillon a deux échantillons de 16 bits (bits), qui forment deux octets de 8 bits (byte ). Un total de 24 octets dans 6 échantillons forment une trame, avec 12 octets pour chacun des canaux gauche et droit. Le Livre rouge définit 98 cadres pour constituer une section (Section), également appelée secteur (Sector).

La fréquence d'échantillonnage des données audio CD-DA est de 44,1 kHz, de sorte que le débit de données audio de 1 seconde est

44,1×1000×2×(16÷8) = 176400 mots Section/seconde

Le nombre d'images nécessaires pour 1 seconde est

176400÷24= 7350 images/seconde

Le nombre de secteurs requis pendant 1 seconde Il est

7350÷98=75 secteurs/seconde

En d'autres termes, chaque secteur a une longueur de 1/75 seconde et contient 2352 octets de données audio numériques.

En plus des données audio des canaux gauche et droit, chaque trame comprend également : 3 octets de signal de synchronisation (SYNC), 1 octet de sous-code de contrôle et d'affichage (sous-code/contrôle et affichage), 4 octets de code de contrôle d'erreur Q et 4- octet P code de contrôle d'erreur (tableau 11-02-1).

Une image de CD-DA

Le bit de synchronisation n'est plus modulé par EFM (Eight-quatorteen Modulation), c'est le code canal lui-même. Le mot de passe spécifique est :

Tout code identique au mot de passe de synchronisation n'apparaîtra pas après la modulation des données par EFM. Le sous-code fournit principalement des informations sur l'adresse du disque. Le code de contrôle Q et le code de contrôle P utilisent le code RS (Reed-Solomon, Reed-Solomon), où le contrôle P est un code de contrôle généré par (32, 28) le code RS et le contrôle Q est effectué par (28, 24) Check code généré par le code RS.

La quantité de données audio contenues dans chaque secteur est de 98×24=2352 (octets) :

Le Livre rouge stipule également que deux couches de code de détection d'erreur et de correction d'erreur (EDC/ECC, code de détection d'erreur et de correction d'erreur) doivent être ajoutées aux données audio de 2352 octets. CD-DA utilise un code Reed-Solomon inséré de manière croisée (CIRC, Cross Interleave Reed-Solomon Code) dans les deux premières couches de protection contre les erreurs. Si le disque est rayé ou saupoudré de sorte que le laser ne puisse pas lire les données, le lecteur de CD utilise le CIRC pour recréer la musique.

Le Livre Rouge stipule que l'encodage du CD-DA adopte l'EFM. Une trame de CD-DA fait 36 ​​octets, à l'exception des 3 octets de synchronisation de trame, le reste est codé avec EFM ; chaque champ a également 3 bits de fusion (3 bits de fusion). Par conséquent, le nombre de canaux dans une trame CD-DA est de 588 (tableau 11-02-2).

Le nombre de canaux dans une trame de données

Le total

Le Livre rouge stipule que les données audio sur le CD sont stockées dans une ou plusieurs pistes (pistes). Chaque piste est généralement une chanson. Il peut y avoir jusqu'à 99 pistes sur un CD-DA standard. Une piste peut contenir plusieurs secteurs.

Le livre rouge définit non seulement comment stocker l'audio sur un CD, il définit également une méthode pour ajouter des informations d'image sur le CD. Ce type de disque est généralement appelé disque CD+G, ou disque "CD plus graphiques". Environ 16 Mo d'images (données utilisateur) peuvent être stockées dans le sous-code (canaux R~W) d'un CD standard Red Book de 74 minutes.

Les données codées sont modulées et converties en codes de canal pour déterminer la longueur des creux et des bosses sur le disque. Les données audio, les codes de contrôle et de correction d'erreurs sont enregistrés sur différentes pistes lors de l'enregistrement du disque. C'est ce qu'on appelle aussi la spécification Red Book ou Mode 0. Une platine CD peut théoriquement contenir environ 74 minutes de signal de musique stéréo. Le succès des platines CD a rapidement remplacé les phonographes ordinaires et les disques compacts.

Une partie du contenu du Livre rouge est résumée dans le Tableau 11-02-3.

Tous les formats de disques optiques sont développés sur la base du format CD-Audio.

Résumé des normes relatives aux disques CD