九.JITTER产生的原因
1. 转速控制
决定记录时产生JITTER大小的原因为两大部分。一是刻录机的问题,另一个是刻录盘片的问题,在这里我们主要讲述刻录机的问题。
刻录机在记录时首先是转动盘片,然后将激光断续对盘片进行照射,在照射到的部分生成PIT。也就是说盘片的旋转速度与激光的照射时间决定了PIT的长度,同样盘片的旋转速度与激光不照射的时间决定了LAND的长度。
首先盘片的旋转方式有两种。
1) CLV方式(固定线速度)
2) CAV方式(固定角速度)
现在刻录机都采用的是CLV方式。
两种旋转方式的特征
CLV方式就是线速度固定,也就是在激光头的下方通过的速度是固定的。这样对于盘片来说,在记录外周时的转速慢,在记录内圈时的转速快。音乐CD PLAYER的再生方式也是采用CLV方式。
CAV方式就是角速度固定即保持转速一定。此方式一般用于高速读取的CD-ROM驱动器,它的特征是在读取外圈于内圈时的读取速度是不同的。
当然PLEXTOR的刻录机在刻录时也是使用CLV方式转动盘片的。在激光头下通过的盘片线速度是一定的,而激光头根据命令的时间发射激光。
如果实际上线速度并不恒定而是在一定范围内变动时这种变动一般被称为Wow。如果激光头的发光时间一定而转速比规定的快时生成的PIT,LAND就比规定的长,相反则短(下图参照)。
在前面已经说过JITTER就是PIT,LAND长度的偏差程度。而在上述转速不恒定情况下就必然使JITTER值增大。所以控制转速使线速度保持恒定的机构设计,能压制转速不恒定的马达强力控制对抑制JITTER值就是非常重要的了。
. 刻录方式
现在市场上有各种盘片销售,但每种盘片使用的色素(RW盘片之场合是相变物质)因厂商不同而不同也是常事,即使是相同色素系但各厂商各自都对使用色素进行了组合(混合)使用。这些盘片对于激光照射反应虽然微小但确实存在差异。所以对于刻录机来说就需要对盘片的制造厂商,使用的色素等进行判别然后自动采用最适合这种盘片的刻录方法来刻录。所以刻录机的激光强度固定是不行的。单纯的说对于使用对激光照射反应敏感色素的盘片使用的激光强度就低,反之使用的激光强度就高。而这种刻录时调整激光强度的技术就是刻录机厂商的技术所在,通常我们称其为「刻录方式」。
刻录时,激光的照射,不照射是非常频繁地交替进行的,激光头中内置的激光二极管并不会在通电瞬间发射出规定强度的激光,虽然这种时间是非常微小但到达规定强度也是需要时间的。这就会造成在一个PIT中也会出现长短不同。所以对激光头的通电时机,并且根据不同盘片控制微妙不同的通电时间都是刻录方式中的重要要素。
而对一种盘片的最佳刻录方式,是要经过在各种条件下的反复试验并找出最适条件后得到的。这一点非常重要。如达到这一点就意味着对各种盘片都能使用最适合它们的刻录方式来达到高精度刻录。而代表这个高精度的数值就是JITTER值。
3. JITTER与盘片易读度的关系
(1)刻录方式方面
在再生音乐CD时对于CD PLAYER来说盘片是否易读与否其实就是JITTER值大小决定的(在前面也已提及),在这里我们来说明为何JITTER值大的盘片就不易读取。
在前面我们已经说明了JITTER发生的原理,因为有JITTER的存在所以CD上的PIT即使同样是3T它们的长度其实也是不同的,有的比规定的长,有的则短。而CD PLAYER对虽然同种(比如说3T)但PIT长度存在微妙差异的PIT就会采取不同的读取速度,即PIT长的转速快,PIT短的专的就慢。这就是说对JITTER值小的盘片就不用急速变换转速,但对JITTER值大的盘片就必须频繁变换转速才能读取数据,这样的盘片对CD PLAYER来说当然就是不易读取的。
如下图所示,JITTER值小也就是与最上面原始数据最相近。反之就如第二,第三个一样必须频繁变速才能读取了。
再生记录品质不太好的音乐CD时,一般的音乐CD PLAYER会对转速进行大幅度且频繁的变换控制以尽量来读取数据。最近的CD PLAYER产品在这反面有很大的改善,即使JITTER值很差的盘片读错的数据个数也会很少。但因为频繁变速读取,机器的耗电量会有大幅增减,即电源曲线波动并造成再生音质不好。对于这部分的技术说明我们将放到这篇文章的后半部分来进行。
要制作再生音质好的音乐CD,就必须使之让CD PLAYER易读,也就是使之JITTER值小而不必进行大幅频繁变速。这就取决于厂商所谓的刻录机机构,刻录方式的完成度了。
在我们这里对于刻录的盘片(R片,RW片)的评价是使用CD测试仪。当然测试仪也有各种类型,在这里我们使用了对发生数据出错部位即次数进行图像显示的「CDT58S」,盘片的JITTER值也是使用同一测试仪。
这些测试仪的目的不是对刻录的内容是否能正确读出而是相反。即测试已刻录的盘片是否能在规定的转速下被正确读取,所以先使盘片在规定的转速下转动,然后就会测试到错误发生状态,当然错误发生状态取决于盘片的刻录品质。
我们来看用测试仪测出的读取实行时的出错发生数及其分布情况,蓝色的点被称为「C1」错误,这是可以修正的错误。随着JITTER值的增加我们可以看到错误数也增了,在下图中三枚盘片都没有不可修正的错误,所以数据没有损坏。
上述试验除了刻录机外我们也尽最大努力在同样的条件下来进行比较。记录数据是37分25秒的音乐数据。JITTER值测定是对记录领域内圈部分(从5秒至35秒)与外周部分(从30分00秒至30分30秒)的两处,并表示出它们的算术平均值。
很明显我们可以看到JITTER值与出错数的相关关系。在PC用的驱动器,音乐CD PLAYER等为了纠错进行了各种努力并搭载了相应装置的情况下出错数与JITTER值之间的相关关系并不显著,但对于这些机器而言JITTER值大的盘片总是不易读取,负荷大的。
(2)盘片旋转控制方面
我们先来看看因盘片的旋转控制不良而造成多处出错的盘片。蓝点表示将盘片在测试仪上测试时测出的发生C1错误的部位,测试仪还是CDR58S。
造成这种旋转控制不良的最大原因是由于盘片的偏重心或中心孔偏心。根据刻录机构造的完成度,有时各种刻录机都会有自己独特的特征。
左面的盘片是在刻录时转速没有控制好造成的情况,右面的则是均一转速下刻录的盘片的情况。
左面的盘片在它的右面部分转速产生了变化而导致此部分的PIT,LAND长(或短)。象这种盘片因异常部分有限所以JITTER值本身还不算太坏,但会造成如下所述的问题。
将次盘片放入音乐CD放音机,我们可以想见在出错多的部分马达的速度变化将很大,每转一圈都会产生很大的速度变化,而此时电源波形也会以盘片的转速为周期发生波动。对电源来说这是低频波动,这就对音乐的低音部再生产生不良影响。
而象右面的盘片就没有明显的转速变动,对于放音机来说就不必频繁变速,这样读取就容易多了。