Как работают компакт-диски
CD и DVD везде в наши дни. Используются ли они для хранения музыки, данных или компьютерного программного обеспечения, они стали стандартным средством распространения больших объемов информации в надежной упаковке. Компакт-диски настолько просты и дешевы в производстве, что America Online каждый год рассылает их миллионам, чтобы привлечь новых пользователей. И если у вас есть компьютер и привод CD-R, вы можете создавать свои собственные компакт-диски, включая любую информацию, которую вы хотите.
В этой статье мы рассмотрим, как работают CD и CD-дисководы. Мы также рассмотрим различные формы, которые принимают компакт-диски, а также будущее этой технологии.
Понимание компакт-диска: материал
Как уже говорилось в разделе «Как работает аналоговая и цифровая запись , компакт-диск может хранить до 74 минут музыки, поэтому общий объем цифровых данных, которые должны храниться на компакт-диске, составляет:
44 100 выборок / канал / секунду x 2 байта / выборка x 2 канала x 74 минуты x 60 секунд / минута = 783 216 000 байтов
Для размещения более 783 мегабайт (МБ) на диске диаметром всего 4,8 дюйма (12 см) необходимо, чтобы отдельные байты были очень маленькими. Изучив физическую конструкцию компакт-диска, вы сможете понять, насколько малы эти байты.
Компакт-диск - это довольно простой кусок пластика, толщиной около четырех сотых (4/100) дюйма (1,2 мм). Большая часть компакт-диска состоит из отлитого под давлением куска прозрачного поликарбонатного пластика . Во время изготовления на этот пласт воздействуют микроскопические неровности, скомпонованные в виде единой, непрерывной, чрезвычайно длинной спиральной дорожки данных. Мы вернемся к ударам через минуту. После формирования прозрачного куска поликарбоната на диск наносится тонкий отражающий алюминиевый слой, покрывающий неровности. Затем тонкий акриловый слой распыляется на алюминий, чтобы защитить его. Этикетка затем печатается на акриле. Поперечное сечение полного CD (не в масштабе) выглядит так:
Понимание компакт-диска: Спираль
Компакт-диск содержит одну спиральную дорожку данных, которая циркулирует изнутри диска наружу. Тот факт, что спиральная дорожка начинается в центре, означает, что компакт-диск может быть меньше, чем 4,8 дюйма (12 см), при желании, и на самом деле теперь есть пластиковые бейсбольные карточки и визитные карточки, которые можно положить в проигрыватель компакт-дисков. Визитные карточки CD содержат около 2 МБ данных, прежде чем размер и форма карты обрезают спираль.
То, что изображение справа даже не начинает впечатлять вас, так это то, насколько невероятно мала дорожка данных - ее ширина составляет примерно 0,5 микрона, а 1,6 микрона отделяет одну дорожку от другой. (Микрон - это миллионная доля метра.) А неровности еще более незначительны ...
Понимание компакт-диска: удары
Удлиненные выступы, составляющие дорожку, имеют ширину 0,5 микрона, длину не менее 0,83 микрона и высоту 125 нанометров. (Нанометр - это миллиардная доля метра.)
Глядя сквозь слой поликарбоната на неровности, они выглядят примерно так:
Вы будете часто читать о "ямах" на компакт-диске вместо ударов. Они выглядят как ямы на алюминиевой стороне, но на той стороне, с которой лазер читает, они - неровности.
Невероятно малые размеры выступов делают спиральную дорожку на компакт-диске чрезвычайно длинной. Если бы вы могли снять дорожку данных с компакт-диска и вытянуть ее в прямую линию, она была бы шириной 0,5 микрона и длиной почти 3,5 мили (5 км)!
Чтобы прочитать что-то такое маленькое, нужен невероятно точный механизм чтения дисков. Давайте посмотрим на это.
Компоненты проигрывателя компакт-дисков
CD-проигрыватель предназначен для поиска и чтения данных, сохраненных в виде выпуклостей на компакт-диске.
Учитывая, как маленькие удары, CD-плеер является исключительно точным оборудованием. Привод состоит из трех основных компонентов:
Лазер и система линз сосредоточиться на и читать удары.
Механизм слежения перемещает лазерный узел так, что лазерный луч может следовать по спиральной дорожке. Система слежения должна быть в состоянии перемещать лазер с микронным разрешением.
Что делает CD-плеер: Laser Focus
Внутри проигрывателя компакт-дисков есть немало компьютерных технологий, связанных с формированием данных в понятные блоки данных и отправкой их либо на ЦАП (в случае аудио-CD), либо на компьютер (в случае CD-диска). ROM диск ).
Основная задача проигрывателя компакт-дисков заключается в фокусировке лазера на неровностях. Лазерный луч проходит через слой поликарбоната, отражается от слоя алюминия и попадает на оптоэлектронное устройство, которое обнаруживает изменения в свете . Удары отражают свет не так, как «земли» (остальная часть алюминиевого слоя), а оптоэлектронный датчик обнаруживает изменение отражательной способности. Электроника в приводе интерпретирует изменения отражательной способности, чтобы считывать биты , составляющие байты .
Продолжение следует https://zen.yandex.ru/profile/editor/id/5eb3b6df260ca90dc39891cd/5eb3cfb1271ade25fc6df418/edit
