數(shù)碼ＤＶＤ光盤錄像機(jī)原理及范例

陳義昌　李　華

DVD錄像機(jī)的“三國演義”

僅僅五六年的功夫，DVD機(jī)已取代了錄像機(jī)、VCD機(jī)和LD機(jī)，成了視頻播放設(shè)備市場的主流。從早期的2000美元一臺的曲高和寡，到跨過中國市場上2000元人民幣的價(jià)格門檻，再到今天的500元的平民價(jià)格，這一切只是發(fā)生在五六年這樣一個(gè)時(shí)間長河里的微小片段里。DVD的發(fā)明和市場化不能不說是一個(gè)奇跡，而DVD機(jī)也成了近幾年全球市場上最成功的商品、最亮麗的焦點(diǎn)。

可是在視頻記錄市場呢？數(shù)十年來，一直是磁帶錄像機(jī)獨(dú)霸天下。雖然從VHS錄像機(jī)發(fā)展到S-VHS錄像機(jī)，但是老實(shí)說變化真的不大。即便是最新數(shù)字技術(shù)的D-VHS錄像機(jī)也應(yīng)者寥寥，只有少數(shù)幾家公司有不多的幾款產(chǎn)品。難道錄像機(jī)成了數(shù)字時(shí)代里無人照看的孤兒？數(shù)據(jù)記錄設(shè)備從5英寸軟盤發(fā)展到3.5英寸軟盤，再到CD、CD-RW、現(xiàn)在的DVD、DVD-RW，以及即將到來的Blu-Ray DVD；視頻播放設(shè)備也從錄像機(jī)發(fā)展到VCD機(jī)、LD機(jī)、到現(xiàn)在主流的DVD機(jī)；音頻記錄設(shè)備從磁帶錄音機(jī)發(fā)展到CD機(jī)、MD機(jī)、到現(xiàn)在的DVD-AUDIO、SACD機(jī)；數(shù)字化的大潮席卷所有的家庭娛樂的設(shè)備，難道就一定要剩下視頻記錄設(shè)備這個(gè)空白嗎？

技術(shù)發(fā)展沒有停止，各大公司也沒有停滯不前，數(shù)字視頻記錄設(shè)備一直都在默默發(fā)展中，并且一天一天地成熟起來。最早的民用數(shù)字記錄設(shè)備就是JVC主推的D-VHS，采用MPEG2編碼技術(shù)，采用特制的錄像帶為記錄媒體，D-VHS是目前商業(yè)化的唯一高清晰度電影電視記錄存儲設(shè)備。然而D-VHS也繼承了所有錄像帶的缺點(diǎn)，復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和高昂的價(jià)格，阻擋了D-VHS設(shè)備進(jìn)入家庭的步伐。

DVD播放機(jī)的普及和DVD的方便易用等種種優(yōu)點(diǎn)吸引了各大公司的注意，開發(fā)DVD視頻錄像設(shè)備成了新的焦點(diǎn)。現(xiàn)在DVD錄像機(jī)主要由三大陣營構(gòu)成：DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW。

DVD-RAM由松下公司開發(fā)并主推，2000年1月松下在CES上演示了其售價(jià)$3,000的DVD-RAM視頻錄像機(jī)。主要特點(diǎn)是容量大，可改寫次數(shù)多達(dá)10萬次。DVD-RAM錄像機(jī)最大的缺點(diǎn)是和現(xiàn)有普通DVD機(jī)不兼容，DVD-RAM碟片不能在普通DVD機(jī)上播放，嚴(yán)重限制了DVD-RAM的可交換性，也嚴(yán)重影響了DVD-RAM的推廣。松下公司的DVD-RAM錄像機(jī)是DMR-xx系列，現(xiàn)在的最新型號是DMR-30。東芝公司也是DVD-RAM規(guī)格的強(qiáng)有力支持者，RD系列的東芝DVD-RAM錄像機(jī)是市場上的常客。

DVD-RW 由先鋒公司提出并努力推廣，可改寫1000次以上。1999年12月，先鋒在日本推出了DVD-RW視頻錄像機(jī)。DVD-RW在經(jīng)過“最終處理”后可以在大部分普通DVD機(jī)上播放出來，擁有在這三種格式中和DVD播放機(jī)最好的兼容性。先鋒的DVD-RW錄像機(jī)以DVR-x000系列命名，最新型號是DVR-7000。

DVD+RW 由飛利浦開發(fā)，也可以改寫1000次以上，獲得了除日本公司以外的很多歐美公司的支持。DVD+RW具有和現(xiàn)有DVD機(jī)良好的兼容性，大部分現(xiàn)有DVD機(jī)可以直接播放無需經(jīng)過任何處理的DVD+RW碟。第一代飛利浦DVD＋RW錄像機(jī)是DVDR-1000，現(xiàn)在的最新產(chǎn)品是DVD-985。DVD+RW不需要初始化，也不需要“最終處理”，因此具有最好的易用性，在個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。你可以認(rèn)為DVD＋RW就是6倍容量的CD-RW，方便易用是DVD+RW相對于DVD-RW和DVD-RAM的最大優(yōu)勢。我個(gè)人認(rèn)為這是三種DVD記錄格式里面最有前途的格式。

捎帶提一下最近出現(xiàn)的Blu-Ray DVD，SONY公司已經(jīng)推出了商業(yè)機(jī)。DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW都是采用紅色激光，是“現(xiàn)在”的DVD錄像機(jī)。而Blu-Ray DVD采用藍(lán)色激光，25～30GB的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過DVD-RW、DVD+RW的4.7GB和CD的700MB的容量。然而Blu-Ray DVD還不成熟，是“未來”最有可能的錄像機(jī)，現(xiàn)在距離百姓家庭還遠(yuǎn)。

DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW這三種記錄格式的“三國演義”應(yīng)該還需要幾年的時(shí)間才可見分曉。我個(gè)人認(rèn)為DVD+RW是最強(qiáng)的“魏國”，最有可能獲勝。然而另一個(gè)強(qiáng)大的外敵就是Blu-Ray DVD，這些記錄格式到底鹿死誰手，現(xiàn)在真的很難講，讓時(shí)間來篩選吧！

DVD錄像機(jī)的原理

1.原理

實(shí)際上，DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW只是記錄格式和記錄媒體不同，它們的其它信號處理電路完全相同或類似。

在高級機(jī)種中，通常具有IEEE1394輸入（也稱DV輸入，數(shù)碼攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字輸出接口），這樣數(shù)碼攝像機(jī)和數(shù)碼錄像機(jī)之間就可以直接數(shù)字對錄，而不必經(jīng)過任何模擬電路處理，完全保留了數(shù)碼攝像機(jī)記錄的圖像；在低級機(jī)種中，通常直接應(yīng)用MPEG2解碼芯片里面的內(nèi)置逐行處理來獲得逐行視頻信號，而在高級機(jī)種中，通常使用一塊專用的逐行處理芯片來獲得更高質(zhì)量的逐行圖像信號；在歐洲機(jī)種中，通常使用SCART輸入/輸出接口來獲得最好的圖像；另外，DVD錄像機(jī)色差一般都有輸入接口。由于目前的DVD機(jī)都具有色差輸出接口，因此很明顯這個(gè)接口是針對DVD機(jī)而設(shè)置的。但是，DVD機(jī)的色差接口輸出通常都具有版權(quán)保護(hù)信息，因此在正常情況下，DVD錄像機(jī)的色差接口并不能合法記錄下DVD播放機(jī)輸出的信號；高級機(jī)種中，通常還裝備40GB或者80GB的視頻記錄專用硬盤，這樣就可以利用硬盤來記錄不太具有記錄價(jià)值（隨錄隨擦）的內(nèi)容，也可以利用硬盤來對視頻信號進(jìn)行編輯處理然后再轉(zhuǎn)錄到光盤上。相信市場上將很快出現(xiàn)可以直接接收數(shù)字電視信號的光盤錄像機(jī)。這樣，你最后記錄下的電視圖像和中央電視臺演播室具有完全相同的內(nèi)容和質(zhì)量，絲毫沒有額外的因?yàn)閭鞑ァ⑥D(zhuǎn)換或者記錄帶來的噪聲。圖1為DVD錄像機(jī)的原理圖。

2.技術(shù)

數(shù)字視頻解碼器 它早已廣泛應(yīng)用在液晶電視機(jī)、PDP電視機(jī)等設(shè)備上，完成把各種模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的功能。如果接收數(shù)字電視信號，就不需要這一個(gè)模塊了。

IEEE1394（DV輸入） 完全針對家用數(shù)碼攝像機(jī)而設(shè)定。在沒有數(shù)碼光盤錄像機(jī)之前，如果你要把你的數(shù)碼攝像機(jī)上的圖像“拿”出來，只有用數(shù)碼攝像機(jī)上的復(fù)合視頻輸出或者S端子輸出，接到模擬錄像機(jī)，然后記錄在錄像帶上。使用這種記錄方式，數(shù)碼攝像機(jī)的優(yōu)勢消失殆盡，盡管是采用數(shù)碼記錄，但還是不得不采用模擬方式轉(zhuǎn)到普通錄像帶上。

現(xiàn)在好了，直接使用IEEE1394連接你的數(shù)碼攝像機(jī)和數(shù)碼光盤錄像機(jī)，直接記錄數(shù)碼信號在光盤上。然后你可以在任意的DVD播放機(jī)上播放出來。所以說數(shù)碼光盤錄像機(jī)是數(shù)碼攝像機(jī)的絕好搭配，建議已買數(shù)碼攝像機(jī)的朋友考慮購買數(shù)碼光盤錄像機(jī)。

逐行處理 因?yàn)槟壳皝碚f，數(shù)碼光盤錄像機(jī)還是價(jià)格比較高的產(chǎn)品，大多數(shù)的產(chǎn)品均不用在DVD機(jī)中流行的MPEG2解碼器內(nèi)置逐行處理，而采用專用逐行處理芯片來獲得盡可能好的圖像。飛利浦和松下的錄像機(jī)均采用鼎鼎大名的Faroudja逐行處理芯片。

MPEG編碼器、MPEG解碼器、光驅(qū)存取控制 在第一代數(shù)碼光盤錄像機(jī)中，均采用單獨(dú)的芯片來完成這三個(gè)功能，這也是為什么早期的數(shù)碼光盤錄像機(jī)價(jià)格居高不下的原因之一。在現(xiàn)在流行的設(shè)計(jì)方案中，均采用單片來完成這三個(gè)功能，所以近期的數(shù)碼光盤錄像機(jī)才可以大幅度降低價(jià)格。

存儲媒體 應(yīng)用不同的光驅(qū)和存儲媒體，就構(gòu)成了DVD-RAM、DVD-RW或者DVD+RW。由于這三種媒體的記錄容量現(xiàn)在均只有4.7GB（D5），因此最多只能記錄2個(gè)小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的圖像。在實(shí)際產(chǎn)品中，為了解決容量的問題，可以增加40GB或80GB硬盤，這樣標(biāo)準(zhǔn)圖像記錄時(shí)間可以長達(dá)30個(gè)小時(shí)，錄像機(jī)質(zhì)量的圖像記錄時(shí)間長達(dá)120小時(shí)，SONY更推出記錄時(shí)間長達(dá)360小時(shí)的產(chǎn)品。

由于現(xiàn)在的DVD－RW和DVD＋RW記錄速度最快只有2.4倍速，因此做“邊錄邊放”很困難。但是硬盤的讀寫速度就很快，因此可以做“邊錄邊放”，也就是“time-shift”。你可以一邊錄在播的節(jié)目，一邊看以前記錄的節(jié)目。

DVD＋RW錄像機(jī)范例—LVW－5001B

LVW-5001B是由臺灣LITEON TECHNOLOGY公司推出的一款低價(jià)位的面向歐洲市場的DVD錄放機(jī)。正是由于它的低價(jià)位，因此才放下數(shù)碼光盤錄像機(jī)的“高貴”身價(jià)，進(jìn)入尋常百姓家。它號稱擁有兩項(xiàng)世界第一：第一項(xiàng)是價(jià)格全世界最低，第二項(xiàng)是采用全球首創(chuàng)的易錄向?qū)В‥ASY GUIDER）。更難能可貴的是，它也具有我們熟悉的中文菜單。LVW-5100B屬于DVD+RW家族，具有IEEE1394輸入，無內(nèi)置硬盤。現(xiàn)在讓我們就以LVW-5001B為例來了解數(shù)碼光盤錄像機(jī)。

1.基本特性

* 電源電壓：100~240V，50/60Hz （寬電源設(shè)計(jì)，適用于全球市場）

* 額定功耗：36W

* 重量：4kg

* 尺寸：420mm×66mm×268mm(寬×高×深)

* 播放光碟種類：DVD-Video、 DVD+R/RW、DVD-R/RW、VCD、SVCD、CD、MP3、JPEG

2.視頻記錄品質(zhì)(見表1）

3.輸入/輸出

在前面的面板上有復(fù)合視頻信號輸入和數(shù)碼視頻輸入（也稱DV輸入或者IEEE1394輸入），在后面的面板上有天線輸入和SCART端子輸入（歐洲的標(biāo)準(zhǔn)輸入接口）。后面的面板上有天線輸出、RCA端子輸出、S端子輸出、SCART端子輸出（只有復(fù)合視頻信號輸出，沒有RGB輸出）、數(shù)字伴音信號由同軸和光纖輸出。沒有5.1聲道模擬解碼輸入，也說明本機(jī)沒有AC-3和杜比解碼。這些輸入和輸出端子，基本上可以滿足一般用戶的需要。

4.外觀點(diǎn)評

該DVD錄像機(jī)外觀如圖2。其寬度只有268mm, 高度只有66mm, 屬于時(shí)下最流行的超薄超小型。面板和按鍵的材料和設(shè)計(jì)沒有什么特別之處，未能給人一種雍容華貴的感覺，當(dāng)然也符合它本來的平民化特點(diǎn)。采用價(jià)格便宜的LED作為顯示，而不是采用像一般的DVD錄像機(jī)那樣的VFD顯示，盡可能地降低成本。沒有安裝風(fēng)扇，也沒有開通風(fēng)孔，所以整機(jī)散熱性能較差，在光驅(qū)附近溫度可高達(dá)69℃。這一點(diǎn)降低成本有點(diǎn)過分了，面板不特別沒有關(guān)系，LED而不是VFD也沒有關(guān)系，因?yàn)檫@些都不會影響到整機(jī)性能，然而如果散熱不好，就的確會嚴(yán)重影響機(jī)器壽命。在69℃溫度下工作的光驅(qū)，其平均壽命不會超過1年。

5.圖像質(zhì)量

（1）測試數(shù)據(jù)

圖像質(zhì)量是許多用戶特別關(guān)心的，因?yàn)槲覀兠刻於家鎸λ＿@款機(jī)子的表現(xiàn)到底如何呢？外行看熱鬧，內(nèi)行看門道，讓我們先看一下表2和表3的測量數(shù)據(jù)：

從以上測量數(shù)據(jù)可以看出：

* 在觀看電視節(jié)目或其它輸入信號，以及播放自錄的光盤時(shí)，信噪比和頻響都較差。

* 在播放一般光盤時(shí)，信噪比和頻響都達(dá)到DVD播放機(jī)的水準(zhǔn)。

* 在“播放DVD光碟”、“1小時(shí)記錄”、“2小時(shí)記錄”這三種狀態(tài)時(shí)，在4MHz處均有將近6dB的提升。作為一個(gè)信號源，追求的應(yīng)該是最平坦的頻率響應(yīng)，如果DVD錄像機(jī)對這些頻率進(jìn)行了提升，而無經(jīng)驗(yàn)用戶可能再調(diào)節(jié)電視機(jī)的頻率提升，所得到的圖像就會因?yàn)檫^度提升而變差。

* 在“4小時(shí)記錄”、“6小時(shí)記錄”時(shí)，可以明顯看到在4MHz處已達(dá)到-10dB左右。圖像的高頻信息基本損失殆盡。不推薦用戶使用這兩種記錄格式。

（2）實(shí)際觀看

* 在觀看電視節(jié)目時(shí)，可以看到非常明顯的垂直移動的干擾線，這可能是高頻頭質(zhì)量不好，或整個(gè)系統(tǒng)的RFI沒有解決好。

* 在觀看其它輸入信號時(shí)，也可看到噪波。但一般用戶可能不會覺察到。

* 當(dāng)復(fù)合視頻端子、SCART輸出端子同時(shí)接到電視機(jī)時(shí)，圖像將會變暗。這是設(shè)計(jì)上的失誤，只簡單地把兩個(gè)端子連在一起。本機(jī)不能同時(shí)提供復(fù)合視頻和SCART輸出，只能使用其中一個(gè)，這也是降低成本的典型措施。

* 雖然這是一款歐洲機(jī)型，但視頻輸入信號可以是PAL制，也可以是NTSC制，只需在預(yù)置菜單中進(jìn)行設(shè)置。

6.易用性

* 在菜單中可以選擇中文（這對中文用戶來說，實(shí)在是太好了）。

* 易錄向?qū)В好鎸窈竦氖褂谜f明書，許多用戶一籌莫展，不知如何下手。為了解決用戶困擾，LITEON TECHNOLOGY公司采用了全球首創(chuàng)的易錄向?qū)В‥ASY GUIDER），只要按下遙控器上的EASY GUIDER鍵，指引精靈菜單就會出現(xiàn)在電視屏幕上（見圖３），從而一步一步地指引你達(dá)到所要的目標(biāo)。因?yàn)樗捎玫氖欠浅：唵味蜗蟮膱D示，所以你根本沒有必要再去看使用說明。比如你要錄制節(jié)目，按下遙控器上的EASY GUIDER鍵，在EASY GUIDER菜單上選錄制，之后它就會打開托盤請你放入DVD+R/RW光盤，然后指引你選擇所要錄的節(jié)目以及錄制的質(zhì)量。最后按下開始鈕就大功告成了。

* 遙控器上還有一個(gè)NAVI鍵，在播放光碟時(shí)按下這個(gè)鍵，一組選項(xiàng)將出現(xiàn)在電視屏幕的左下角，其實(shí)這些選項(xiàng)是對光碟進(jìn)行操作。

* 預(yù)置菜單（SETUP MENU）簡單明了，三層菜單都在同一屏幕上。

7.內(nèi)部結(jié)構(gòu)

整機(jī)線路由四大塊組成：電源板、面板、光驅(qū)、數(shù)字處理和輸入輸出板?？傮w布局合理，板與板之間沒有過多的連線。電源板是單面板，顯得小而整潔，而且輸入電壓可以從110V到240V，在同類產(chǎn)品中算是不錯(cuò)的設(shè)計(jì)。數(shù)字處理和輸入輸出板是四層板，但沒有放置任何元器件在背面。雖然這樣一來，PCB板的尺寸增大了，但易于生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本。在其它同類產(chǎn)品中，一般都把數(shù)字處理部分和輸入輸出部分分開，數(shù)字板采用四層板，而輸入輸出板是單面板，以此來降低成本。圖４為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

8.MPEG2編碼解碼器簡介

本機(jī)采用LSI LOGIC公司出品的DiMeNsion DMN-8600參考設(shè)計(jì)平臺。DMN-8600是世界上第一塊專為DVD錄像機(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)處理器，它把MPEG編碼器(MPEG Encoder)、DV-25 Codec和DVD解碼器(DVD Decoder)集成在一起，從而降低成本，也使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得更簡單，功耗也更低。到目前為止，在所有的數(shù)碼光盤錄像系統(tǒng)中，以這個(gè)系統(tǒng)最為簡單。下面是這塊高集成度的系統(tǒng)處理器所具備的功能：

* 雙150MIPS的RISC處理器，集成了聲音處理DSP。

* MPEG-2 MP @ ML 編碼解碼器。

* 實(shí)時(shí)可變碼率編碼（ VBR）。

* DV-25 編碼解碼器。

* IEEE1394接口層。

* 高性能存儲器控制器，支持32位的8～64MB DDR內(nèi)存。

* 硬盤/光驅(qū)控制（IDE/ATAPI）。