struttura del CD.

Struttura del DVD.

Regole per il funzionamento dei CD.

Unità CD/DVD.

Alla fine degli anni '70, Sony e Philips iniziarono a sviluppare insieme un unico standard per i supporti di memorizzazione ottici. Philips ha sviluppato un lettore laser e Sony ha sviluppato una tecnologia di registrazione ottica. Su suggerimento di Sony Corporation, la dimensione del disco era di 12 cm, poiché questo volume permetteva di registrare l'intera Nona Sinfonia di Beethoven. Nel 1982, in un documento chiamato Red Book, fu pubblicato lo standard per l'elaborazione, la registrazione e l'archiviazione delle informazioni sui dischi laser, nonché i parametri fisici del disco.

Nota.

C'è una leggenda secondo cui il documento del Libro rosso è stato chiamato così a causa della copertina in cui è stato conservato. Tutti gli altri standard CD sono stati intitolati libri in diversi colori: Yellow Book, Orange Book, White Book, Blue Book, Green Book.

I seguenti parametri sono stati definiti nello standard Red Book.

La dimensione fisica del disco.

Struttura del disco e organizzazione dei dati.

Nota.

Tutti i dati su disco sono suddivisi in frame. Ogni frame è composto da 192 bit per la musica, 388 bit per i dati di modulazione e correzione degli errori e un bit di controllo. 98 fotogrammi costituiscono un settore. I settori sono combinati in una traccia. È possibile registrare un massimo di 99 tracce su un disco.

Registrazione dati in un unico flusso dal centro alla periferia.

Lettura dei dati a velocità lineare costante (Velocità lineare costante, CLV).

Nota.

Durante la registrazione e la lettura delle informazioni, quando il raggio laser si sposta dal centro alla periferia, la velocità di rotazione del disco diminuisce. Ciò è necessario per garantire la capacità di leggere e scrivere la stessa quantità di informazioni contemporaneamente. Pertanto, senza l'uso della tecnologia CLV, durante la riproduzione, ad esempio, di opere musicali, la velocità di esecuzione cambierebbe.

A causa delle dimensioni relativamente ridotte dei dischi laser rispetto ai dischi in vinile, vennero chiamati CD, o CD (Compact Disk) in breve. I primi CD erano destinati alla registrazione e alla riproduzione di musica (infatti, sono stati creati per questo) e consentivano di memorizzare fino a 74 minuti di suono stereo di alta qualità. Lo standard per questi dischi era chiamato CD-DA (Compact Disk Digital Audio).

Con lo sviluppo dell'industria informatica, è necessaria una tecnologia che consenta di archiviare su CD non solo l'audio digitale, ma anche vari dati. I programmi per computer non potevano adattarsi ai dischi floppy e le dimensioni dei file degli utenti aumentavano sempre di più.

Nel 1984 fu pubblicato uno standard chiamato Yellow Book. Sony e Philips hanno riorganizzato la struttura dei CD e hanno iniziato a utilizzare nuovi codici di correzione degli errori: EDC (Error Detection and Correction) ed ECC (Error Correction Code). Il settore è diventato la principale unità di collocamento dei dati. Un settore contiene: 12 byte per la sincronizzazione, 4 byte per le intestazioni, 2048 byte per i dati utente e 288 byte per la correzione degli errori.

La tecnologia CAV (Constant Angular Velocity) è stata sviluppata per leggere i dati del computer. La tecnologia CAV legge le informazioni da un disco più velocemente della tecnologia CLV, poiché il flusso di dati aumenta man mano che il raggio laser si sposta dal centro alla periferia. Le moderne unità CD supportano entrambe le tecnologie.

I dischi laser dei computer erano chiamati CD-ROM - Compact Disk ReadOnly Memory (letteralmente - "memoria di sola lettura sui CD"). Alla fine degli anni '90, l'unità CD-ROM è diventata un componente standard di qualsiasi computer e la stragrande maggioranza dei programmi ha iniziato a essere distribuita su CD-ROM.

Il mercato dei consumatori si è espanso rapidamente, i volumi di produzione sono aumentati e i più grandi produttori hanno iniziato a sviluppare una tecnologia che consente all'utente di registrare in modo indipendente qualsiasi informazione su un CD. Nel 1988, Tajyo Yuden pubblicò il primo CD-R (Compact Disk Recordable) al mondo. La sfida più grande affrontata dai registratori di CD è trovare materiali altamente riflettenti. Tajyo Yuden ha affrontato con successo questo compito. La lega di oro e cianina che usavano per realizzare queste unità aveva una riflettività di oltre 70 %. La stessa azienda ha sviluppato un metodo per applicare uno strato organico attivo sulla superficie di un disco, nonché una tecnologia per dividere un disco in tracce.

Un Compact Disk (CD) è un disco con un diametro di 120 mm (4,75 pollici) o 80 mm (3,1 pollici) e uno spessore di 1,2 mm. La profondità della corsa è 0,12 µm, la larghezza è 0,6 µm. I tratti sono disposti a spirale, dal centro alla periferia. La lunghezza della corsa è 0,9–3,3 µm, la distanza tra le tracce è 1,6 µm. I CD sono composti da tre a sei strati.

Ci sono slot da 5 e 3 pollici nel vassoio dell'unità CD-ROM per ospitare dischi da cinque e tre pollici.

Nota.

Nel discorso orale, così come nella stampa, vengono spesso utilizzati diametri del disco arrotondati: invece di 4,75 pollici - 5, invece di 3,1 pollici - 3.

Un disco standard da 5 pollici può contenere 650-700 MB di informazioni, 74-80 minuti di audio stereo di alta qualità con una frequenza di campionamento di 44,1 kHz e una profondità di 16 bit o un'enorme quantità di audio MP3.

I dischi da tre pollici contengono circa 180 MB di informazioni.

A volte ci sono dischi chiamati "biglietti da visita" (Fig. 1.1). Nell'aspetto e nelle dimensioni, assomigliano a un biglietto da visita, ma in realtà sono dischi da tre pollici, tagliati su entrambi i lati. Tale CD può registrare da 10 a 80 MB, a seconda del grado di rifilatura dei bordi del disco.

Riso. 1.1. CD biglietto da visita.

La base del disco, destinata alla registrazione di informazioni in modo industriale, è il policarbonato trasparente, su cui viene applicato un sottile strato di lega di alluminio, quindi ricoperto da uno strato protettivo di vernice e viene applicata un'immagine poligrafica (Fig. 1.2).

Riso. 1.2. struttura del CD.

I dischi DVD, DVD-R, DVD-RW, CD, CD-R e CD-RW sono prodotti da varie aziende: AMD, Amedia, Digitex, HP, Imation, MBI, Memorex, Philips, Smartbuy, Sony, TDK, Verbatim .

Quando acquisti CD, dovresti prestare attenzione alle seguenti sottigliezze.

La presenza di gocce di vernice sui bordi del disco può causare ulteriori vibrazioni e, di conseguenza, errori durante la lettura e la scrittura dei dati.

In assenza di ulteriori strati di vernice, il disco è traslucido, non si dovrebbe sperare in una lunga durata di un tale prodotto.

Se il disco è traslucido, osserva come viene applicato lo strato riflettente. Visto alla luce, il CD dovrebbe essere privo di striature, lo strato riflettente dovrebbe essere lo stesso su tutta la superficie.

La base in policarbonato deve essere omogenea, priva di bolle d'aria.

La maggior parte dei CD acquistati in negozio contenenti giochi, film o software sono timbrati.

La registrazione industriale di DVD e CD avviene in otto fasi.

1. Preparare i dati da masterizzare sul CD.

2. Uno strato di fotoresist fotosensibile di un certo spessore viene applicato sulla superficie di uno speciale vetro lucido, lavorato con elevata precisione, a forma di disco. Utilizzando un raggio laser controllato da un computer, vengono illuminate alcune aree dello strato fotosensibile.

3. Dopo aver sviluppato in soluzioni speciali, piccole depressioni, chiamate pozzi (pozzi) e luoghi convessi - terre, rimangono sul vetro. La matrice così ottenuta, o stampo, è chiamata Glass Master (base in vetro).

4. Utilizzando reagenti speciali o deposizione sotto vuoto, viene applicato un sottile strato di nichel o argento al Glass Master. Questo ci dà il Metal Master.

5. Creare un negativo del disco master. Le depressioni si formano al posto delle sporgenze e viceversa, al posto delle depressioni, si formano le sporgenze.

6. Un timbro è realizzato con un materiale ad alta resistenza, al centro del quale è praticato un foro.

7. Il timbro viene posizionato in una macchina da stampa e vengono eseguite le copie.

8. Le copie sono rivestite con una pellicola di alluminio progettata per riflettere il raggio laser. Lo spessore del film è di centesimi di micrometro. Il disco è rivestito di vernice e stampato su di esso.

CD-R (CD registrabile) - ha una struttura più complessa. Un altro strato viene aggiunto alla sua superficie, su cui viene eseguita la registrazione. Lo strato attivo, o di registrazione, si trova tra la base e lo strato riflettente (Fig. 1.3).

Riso. 1.3. Struttura CD-R.

Un CD-R vuoto, o "vuoto", ha un pre-groove che contiene segnali di temporizzazione e cue speciali. Durante la registrazione, la premarcatura aiuta il laser a muoversi lungo il percorso desiderato. Inoltre, gli stessi programmi di masterizzazione di CD "leggono" alcuni dei parametri del CD-R utilizzato, il che rende più semplice per l'utente la personalizzazione di questi programmi. I segnali di sincronizzazione vengono registrati con ampiezza ridotta e vengono successivamente sovrapposti al segnale registrato.

Durante la registrazione, il raggio laser si muove lungo un percorso a spirale e, al momento della sua attività, fonde uno strato aggiuntivo. Sotto l'influenza di un laser, questo strato cambia la sua struttura. Si ottengono così le celle (pit) corrispondenti ai dati registrati sul CD. Dopo questa fase, è impossibile modificare la struttura del livello attivo del disco e i dati scritti sul disco non possono essere eliminati.

Nota.

Le fosse sono fori passanti in uno strato extra.

Lo strato attivo è costituito da composti organici: cianina (cianina) e il suo derivato - ftalocianina (ftalocianina). Si ritiene che la ftalocianina sia più affidabile e durevole perché è meno sensibile alla luce solare. Ma i dischi con uno strato attivo MetalAZO, sviluppato da Mitsubishi Chemical, sono ancora meno sensibili alla luce solare.

I requisiti per lo strato riflettente dei CD-R, rispetto ai dischi stampati, sono piuttosto elevati a causa della presenza dello strato di registrazione. Pertanto, per la produzione dello strato riflettente vengono utilizzati materiali più costosi - oro e argento industriali - nonché leghe complesse.

La superficie di lavoro di un CD-R, a seconda della combinazione di sostanze utilizzate nella registrazione e strati riflettenti, può essere di diversi colori. In passato, molti dischi avevano una superficie di lavoro color oro a causa dell'uso dell'oro.

Attualmente, l'argento viene utilizzato per la produzione di uno strato riflettente, poiché questo materiale è più economico e ha una maggiore riflettività. Molto spesso, la superficie di lavoro è trasparente, blu scuro o verde chiaro. La durata di tali dischi, a seconda del materiale di fabbricazione, varia da 10 a 100 anni.

CD-RW (Compact Disk Re-Writable - CD riscrivibile) (Fig. 1.4) - ha, oltre a quelli sopra descritti, altri due strati di protezione termica. La presenza di livelli aggiuntivi consente di registrare su tale disco più di 1000 volte.

Riso. 1.4. Struttura CD-RW.

Durante la "masterizzazione" (registrazione del disco), il raggio laser riscalda le aree dello strato intermedio. Al successivo raffreddamento, queste zone passano dalla forma cristallina a quella amorfa. Se le informazioni dal CD-RW devono essere cancellate, il raggio laser riscalda meno intensamente lo strato intermedio e le aree amorfe si cristallizzano.

Nel dicembre 1995, 10 aziende unite nel Consorzio DVD, hanno annunciato ufficialmente la creazione di un unico standard unificato: il DVD. L'abbreviazione DVD originariamente stava per Digital Video Disc, ma è stata successivamente modificata in Digital Versatile Disc. Il disco era pienamente conforme agli standard Red Book e Yellow Book.

Un DVD è esteriormente identico a un CD, ma consente di registrare informazioni con un volume 24 volte maggiore, ovvero fino a 17 GB. Ciò è diventato possibile grazie ai cambiamenti nelle caratteristiche fisiche del disco e all'uso di nuove tecnologie. La distanza tra le tracce è diminuita a 0,74 µm e le dimensioni geometriche della fossa sono diminuite a 0,4 µm per un disco a strato singolo e 0,44 µm per un disco a due strati. L'area dati è aumentata, la dimensione fisica dei settori è diminuita. Trovato l'uso di un codice di correzione degli errori più efficiente - RSPC (Reed Solomon Product Code), è diventata possibile una modulazione di bit più efficiente.

La tecnologia DVD offre un'enorme varietà di formati e quattro design in due dimensioni. Un disco di questo standard può essere a un lato oa due lati. Ci possono essere uno o due strati di lavoro su ciascun lato. Diamo un'occhiata alle caratteristiche principali dei vari tipi di DVD.

La dimensione del disco è di 80 mm (3,1 pollici).

- DVD-1 (a lato singolo, a strato singolo) - disco a lato singolo ea strato singolo. Può contenere fino a 1,36 GB di informazioni (Fig. 1.5).

- DVD-2 (singolo lato, doppio strato) - disco a doppio strato su un lato. Contiene fino a 2,48 GB di informazioni (Fig. 1.6).

- DVD-3 (doppio lato, doppio strato) - disco a doppio strato con uno strato di informazioni su ciascun lato. Capacità: fino a 2,74 GB di informazioni (Fig. 1.7).

- DVD-4 (doppio lato, doppio strato) - un disco con due strati di informazioni su ciascun lato. La capacità di un tale disco è fino a 4,95 GB (Fig. 1.8).

La dimensione del disco è di 120 mm (4,75 pollici).

- DVD-5 (lato singolo, strato singolo) - disco solo lato, strato singolo. Contiene fino a 4,7 GB di informazioni.

Riso. 1.5. Struttura di DVD-1 e DVD-5.

- DVD-9 (a lato singolo, doppio strato) - disco a lato singolo e doppio strato. Capacità fino a 8,5 GB.

- DVD-10 (doppio lato, doppio strato) - disco a doppio strato con uno strato di informazioni su ciascun lato. Contiene fino a 9,4 GB di informazioni.

- DVD-18 (doppio lato, doppio strato) - disco a doppio strato con due strati di informazioni su ciascun lato. Può contenere fino a 17 GB di informazioni.

Riso. 1.6. Struttura di DVD-2 e DVD-9.

Riso. 1.7. Struttura del DVD-3 e del DVD-10.

Riso. 1.8. Struttura DVD-4 e DVD-18.

Nota.

Il numero nel nome del disco — DVD-1, DVD-4, DVD-10, ecc. — è il valore arrotondato della capacità.

La masterizzazione di DVD a strato singolo è simile alla masterizzazione di CD, ma la masterizzazione di dischi a doppio strato è significativamente diversa dal processo descritto in precedenza.

I dischi a doppio strato dei tipi DVD-2 e DVD-9 hanno due strati di lavoro per la registrazione delle informazioni. Questi strati sono separati utilizzando uno speciale materiale traslucido. Per svolgere la sua funzione, tale materiale deve avere proprietà mutuamente esclusive: dovrebbe riflettere bene il raggio laser durante la lettura dello strato esterno e allo stesso tempo essere il più trasparente possibile durante la lettura dello strato interno. Per Philips e Sony, 3M ha creato un materiale che soddisfa questi requisiti: con una riflettività del 40% e la necessaria trasparenza.

Quando si leggono le informazioni da un tale disco, il raggio laser passa prima attraverso lo strato semitrasparente, concentrandosi sulle tracce dello strato interno. Dopo aver letto tutte le informazioni dallo strato interno, il raggio laser cambia automaticamente la sua messa a fuoco e legge le informazioni dallo strato semitrasparente. La presenza di un buffer nell'unità DVD e la possibilità di cambiare rapidamente messa a fuoco consente di inviare continuamente dati alla scheda madre.

Quando si realizza un disco a due strati, viene prima stampato un primo strato a base di policarbonato. Quindi viene applicato un materiale traslucido, che a sua volta è ricoperto da una pellicola di materiale fotopolimero. Con l'aiuto della radiazione ultravioletta, il fotopolimero viene indurito e il DVD viene riempito di policarbonato, che funge da strato protettivo per il disco.

I DVD hanno uno spessore di 0,6 mm. Per la compatibilità fisica con CD-to-DVD, è stato inoltre incollato un supporto in policarbonato spesso 0,6 mm. Con l'obiettivo non solo di aumentare lo spessore del DVD a 1,2 mm, ma anche di migliorarne la funzionalità raddoppiando la capacità di archiviazione, Toshiba ha creato un disco a doppia faccia (tipi DVD-3 e DVD-10). Per ottenere un disco DVD-3, è sufficiente incollare due DVD-1 dal lato delle etichette; per ottenere un DVD-10, sono collegati due DVD-5. Quindi, incollando insieme due dischi dello spessore di 0,6 mm, otteniamo un disco di spessore uguale a un CD e con la capacità di registrare il doppio delle informazioni.

Per ottenere i dischi DVD-4, incolla due DVD-2, per DVD-18, rispettivamente due DVD-9.

Il principio della scrittura di informazioni su un DVD-R (Digital Versatile Disk Read-only) e della lettura da esso è simile alla scrittura e alla lettura di un CD-R. Durante la registrazione di DVD in registratori speciali, un raggio laser ad alta potenza "brucia" fori (fosse) nello strato attivo. Durante la lettura delle informazioni, un raggio laser di potenza ordinaria, passando liberamente attraverso il foro formato, viene riflesso dallo strato metallizzato e colpisce il fotosensore, quindi sul microprocessore.

Per la registrazione e la lettura di informazioni da DVD-RW (Digital Versatile Disk ReWritable), viene utilizzata la tecnologia Phase Change. Il raggio laser si muove lungo un percorso a spirale durante la registrazione. Durante il periodo di maggiore attività del fascio, lo strato di registrazione cambia la sua struttura, passando da uno stato cristallino ad uno amorfo. Durante la lettura delle informazioni, il rilevatore riconosce da quale superficie viene riflesso il raggio laser - cristallino o amorfo - e converte i dati in un flusso digitale. Sotto l'influenza di un raggio laser di una certa potenza, lo strato attivo (di registrazione) ritorna al suo stato originale e il disco può essere riscritto molte volte.

Un materiale in grado di cambiare ripetutamente la sua struttura è stato sviluppato da TDK e ha ricevuto il nome AVIST (Advanced Versatile Information Storage Technology - moderna tecnologia universale di archiviazione delle informazioni).

Nota.

Il materiale AVIST allo stato cristallino ha una riflettività del 25-35% e al passaggio allo stato amorfo si scurisce e non riflette il raggio laser.

Per DVD-ROM, VideoDVD, AudioDVD, ecc., viene utilizzato il file system UDF (Universal Disk Format) sviluppato dalla Optical Storage Technology Association (OSTA). Questo file system è un'evoluzione del file system CD-ROM (CDFS o ISO 9660).

La tecnologia DVD è stata originariamente sviluppata per la registrazione e la riproduzione di filmati. VideoDVD deve fornire le seguenti capacità:

Riproduce filmati di almeno 133 minuti di durata;

Varie opzioni per la visualizzazione di video widescreen;

Fino a 32 opzioni di sottotitoli in varie lingue;

Suono surround;

Protezione dalla copia e codifica regionale;

Interattività di visualizzazione.

Dati di navigazione;

Riproduzione di oggetti.

Gli oggetti di riproduzione sono divisi in video, audio e grafica.

La riproduzione di video digitali richiede un flusso di bit a 167 Mbps. Pertanto, un disco da 4,7 GB può contenere quattro minuti di video digitalizzato. La compressione dei dati viene applicata per conservare almeno 133 minuti di immagini di alta qualità. Il video è codificato in uno speciale formato MPEG-2 sviluppato da MPEG (Moving Picture Experts Group).

Durante la visione di film, probabilmente hai notato che lo sfondo su cui si muovono i personaggi, di regola, rimane invariato. Il fatto è che circa il 95% delle immagini di sfondo ripetute può essere escluso durante la digitalizzazione senza una notevole perdita di qualità, mentre il volume del flusso digitale è notevolmente ridotto.

Il suono viene codificato e compresso utilizzando varie tecnologie: Dolby Digital, MPEG-1 e MPEG-2. AudioDVD utilizza la tecnologia Linear Pulse Code Modulation (LPCM), che non applica la compressione. Il formato LPCM consente la trasmissione più accurata e di alta qualità delle onde sonore (frequenza di campionamento - 48 o 96 kHz, profondità di campionamento - 16, 20 o 24 bit), utilizzando da uno a otto canali audio e ottenere una gamma di registrazione dinamica fino a 120dB. In questo caso, il flusso di dati digitali può essere di 6.144 Mbit/s.

La compressione di un segnale audio utilizzando la tecnologia Dolby Digital - AC-3 (Audio Canals) - fornisce il suono secondo lo schema 5.1 (5 canali audio principali e uno a bassa frequenza) con una gamma di 20-20.000 Hz. Per la compressione del suono viene utilizzato uno speciale algoritmo sviluppato da Dolby, chiamato Multichannel Perceptual Coding (codifica percettiva multicanale). L'udito umano, a seconda del sesso e dell'età, percepisce i suoni in diverse gamme di frequenza con diversa sensibilità. Inoltre, ci sono alcune frequenze e timbri che sono scarsamente distinti da tutte le persone. Con la tecnologia Dolby Digital, alcune gamme di frequenza difficili per l'orecchio umano vengono soppresse, con conseguente perdita di dati. Tuttavia, di conseguenza, il flusso digitale è notevolmente ridotto, ad esempio, solo 348 Kbps sono sufficienti per sei canali.

Anche la compressione di un segnale audio utilizzando le tecnologie MPEG-1 e MPEG-2 è associata alla perdita di dati. MPEG-1 è solo per audio mono o stereo. Il formato MPEG-2 può essere multicanale ed è in grado di riprodurre un suono surround 5.1 o 7.1.

La compressione audio DTS (Digital Theatre System) sviluppata negli Stati Uniti è un'alternativa al Dolby Digital. La qualità del suono è leggermente superiore, la percezione degli effetti sonori è spazialmente più realistica, ma il flusso di dati in questo caso può raggiungere i 1536 Kbps.

Per controllare la distribuzione dei dischi e proteggere il copyright, i produttori di DVD hanno diviso il mondo in sei zone geografiche e hanno sviluppato pittogrammi e codici specifici per ciascuna zona. L'uso di questa codifica regionale sia per i dischi che per i lettori ha reso impossibile riprodurre i dischi in una zona su unità DVD in un'altra zona.

Zona 1 - USA e Canada.

Zona 2 - Europa occidentale, Giappone, Sud Africa, Medio Oriente.

Zona 3 - Sud-est e Asia orientale, inclusi Taiwan e Hong Kong.

Zona 4 - America Latina, Sud America, Caraibi, Australia e Nuova Zelanda.

Zona 5 - paesi dell'ex Unione Sovietica, Africa (eccetto Sud Africa), India, Pakistan, Mongolia e Corea del Nord.

Zona 6 - Cina.

Attualmente, i produttori di lettori DVD producono i cosiddetti dispositivi "multizona" che supportano la maggior parte dei formati.

Un compact disc è un dispositivo complesso che richiede un trattamento e una cura adeguati.

Evitare la contaminazione della superficie di lavoro. Tenere il disco per i bordi, non toccare il piano di lavoro con le mani. Utilizzare un panno morbido, pulito e asciutto, composto da tessuti naturali e non abrasivo, per rimuovere polvere e impronte accidentali sul disco. Il movimento non dovrebbe essere forte, pulire il disco dal centro verso il bordo. Non utilizzare solventi per la pulizia del piano di lavoro: acetone, benzina, cherosene, ecc.

Non danneggiare la superficie di lavoro. Non far cadere, graffiare o piegare il disco.

Conservare i CD in speciali imballi di plastica a temperatura ambiente e tenere il piano di lavoro al riparo dalla luce solare diretta.

Non scrivere sull'etichetta del CD con penne a sfera, stilografiche o matite dure, poiché potresti graffiare il sottile rivestimento protettivo. Usa matite morbide o pennarelli per questo scopo, oppure prendi appunti sulla confezione che contiene il disco.

Per evitare uno spostamento del baricentro e un aumento delle vibrazioni quando il CD viene ruotato nell'unità, non applicare etichette aggiuntive al disco.

Le unità CD possono essere interne o esterne. Possono essere collegati utilizzando un dispositivo SCSI e questo metodo di connessione è il più efficiente, affidabile e di alta qualità per i seguenti motivi:

Consente di lavorare in background durante la registrazione;

L'unità non è in conflitto con altri dispositivi;

Vengono utilizzate meno risorse del computer;

Non richiede l'ottimizzazione del sistema operativo.

Gli svantaggi di tale connessione sono i seguenti:

Prezzo;

La necessità di acquistare un controller aggiuntivo a cui collegare da sette a quindici dispositivi diversi;

Configurazione più complessa.

Le unità esterne collegate tramite FireWire o USB sono molto più lente delle unità IDE interne, ma possono essere collegate e scollegate mentre il computer è in funzione senza spegnere il computer o riavviare il sistema operativo.

Nota.

Il throughput di USB 2.0 è di 480 Mbps. L'installazione di un'unità CD-ROM in Windows XP e Windows 2000 non richiede software aggiuntivo. USB 2.0 consente di collegare fino a 127 dispositivi. Il dispositivo connesso viene rilevato automaticamente. Il software del driver richiesto per ogni periferica è abilitato senza l'intervento dell'utente.

Oltre al connettore SCSI, i modelli interni possono essere collegati ai connettori IDE (ATAPI) situati sulla scheda madre utilizzando un cavo a nastro a 80 pin. La stragrande maggioranza dei masterizzatori di CD utilizza l'interfaccia IDE, come si trova in tutti i computer moderni. La maggior parte delle moderne schede madri consente di collegare quattro dispositivi IDE utilizzando due cavi. Le unità DVD o CD sono collegate come uno dei dischi rigidi e il BIOS riconoscerà automaticamente il tipo di apparecchiatura collegata. Ma se per qualche motivo il BIOS non rileva una delle unità, questo malfunzionamento può essere eliminato utilizzando l'utilità di configurazione del BIOS.

Per accedere all'utility di configurazione del BIOS CMOS durante l'avvio del computer, premere il tasto Elimina. Questo dovrebbe essere fatto dopo aver caricato il video del BIOS, prima di caricare Windows. Se hai problemi a rilevare quando hai premuto il tasto Canc, puoi iniziare a premerlo e rilasciarlo non appena accendi il computer. Se tutto è stato eseguito correttamente, apparirà una schermata blu con iscrizioni in inglese. Selezionare Funzionalità CMOS standard e premere il tasto Invio.

Nota.

Per selezionare la voce di menu desiderata è sufficiente spostare il rettangolo rosso sul nome richiesto e premere il tasto Invio. Puoi spostarti a sinistra, in alto, in basso e a destra attraverso le voci del menu usando i tasti cursore:, ^ e v. Per annullare o annullare un'azione, utilizzare il tasto Esc. Se premi il tasto Esc più volte (il numero di clic dipende da quanto profondamente sei entrato nel BIOS), la finestra di dialogo Esci senza salvare (S / N) apparirà sullo schermo - questa breve frase può essere tradotta come "esci il programma senza salvarvi le modifiche”. Questa finestra offre un'opportunità insostituibile per un utente inesperto di lasciare il programma, lasciando in esso i parametri che sono stati impostati prima di accedere alla configurazione del BIOS.

Nel menu che si apre, siamo interessati a quattro parametri:

Maestro primario IDE;

Slave Primario IDE;

Master Secondario IDE;

Slave secondario IDE.

Nota.

I nomi dati tra parentesi quadre corrisponderanno ai dispositivi sul tuo computer.

Puoi collegare due loop alla scheda madre, ognuno dei quali collega due dispositivi. Ad esempio, puoi collegare un hard disk al primo connettore del primo loop (Primary Master) (nel nostro caso questo è), al secondo connettore del primo loop (Primary Slave), puoi collegare un altro hard disk oppure niente (in questo caso a questo connettore non è collegato niente, quindi vedete tra parentesi quadre).

Al primo connettore del secondo cavo a nastro, chiamato Secondary Master, è possibile collegare un'unità CD-ROM (in questo caso lo è). Un'altra unità CD o DVD è collegata al secondo connettore del secondo loop, che si chiama Secondary Slave, oppure non è collegato nulla (nel nostro caso, questo connettore è occupato).

A volte, per risparmiare, viene collegato un cavo alla scheda madre e ad essa vengono collegati un disco rigido e un'unità CD, ma in ogni caso, se si collegano due dispositivi a un cavo, un dispositivo sarà il master (Master ), e il secondo sarà il dipendente (Slave ).

Di norma, il BIOS rileva correttamente la connessione dei dispositivi e non è necessario modificare nulla nelle impostazioni. Se il sistema, per qualche motivo, non è in grado di rilevare un nuovo dispositivo, è necessario indicare indipendentemente a quale connettore è collegato. Questo viene fatto usando i parametri Primary Master, Primary Slave, Secondary Master, Secondary Slave.

L'errore più comune commesso dagli utenti inesperti è l'impostazione errata del jumper sul dispositivo stesso. Un ponticello è una piccola staffa metallica che si inserisce nei connettori sul retro dell'unità CD o DVD. Se due dispositivi sono collegati allo stesso loop, la posizione del jumper deve delimitare rigorosamente i loro livelli: un dispositivo è Master e l'altro è Slave.

Selezionare l'opzione Advanced BIOS Features e premere il tasto Invio. Nel menu che si apre prestare attenzione ai quattro parametri che caratterizzano la sequenza di verifica del dispositivo. Questa sequenza non è sempre impostata correttamente dal BIOS.

Primo dispositivo di avvio (il dispositivo da cui verrà avviato il sistema operativo in primo luogo) -. La scelta è disponibile:

FloppyHDD-1USB-ZIP;

LS120 HDD-2USB-CDROM;

HDD-0HDD-3USB-HDD;

SCSIZIP100LAN;

CDROMUSB-FDDDisabilitato.

Second Boot Device (il dispositivo da cui verrà caricato il sistema operativo in secondo luogo) -. Gli stessi dispositivi sono disponibili per la selezione come nel parametro Primo dispositivo di avvio.

Terzo dispositivo di avvio (il dispositivo da cui verrà avviato il sistema operativo in terzo luogo) -. Gli stessi dispositivi sono disponibili per la selezione come nel parametro Primo dispositivo di avvio.

Quando si controlla il computer prima di caricare il sistema operativo, il BIOS esegue il polling alternato dell'unità CD-ROM, del disco rigido e dell'unità floppy nell'ordine in cui si determina. Se il computer esegue Windows XP, il parametro Primo dispositivo di avvio deve essere impostato su CDROM. Se il computer inizia ad avviarsi dal disco rigido per impostazione predefinita, si bloccherà. In questo caso, sarà piuttosto difficile "curare" il sistema operativo utilizzando il CD. L'installazione dei sistemi operativi Windows è automatizzata e l'utente deve solo impostare i parametri del BIOS in modo che l'unità CD-ROM venga rilevata prima del disco rigido. Il BIOS eseguirà ulteriori azioni in modo completamente indipendente, l'utente deve solo essere d'accordo con tutte le proposte. Le parentesi quadre nell'esempio sopra sono per i dispositivi Windows XP.

Se il tuo computer esegue Windows 95 o 98, il parametro Primo dispositivo di avvio dovrebbe essere impostato su Floppy, poiché questi sistemi operativi di solito eseguono un avvio di emergenza da un dischetto. Il parametro Second Boot Device dovrebbe essere impostato su CDROM, altrimenti il ​​sistema operativo dovrà essere installato utilizzando la riga di comando, il che non sempre porta ai risultati desiderati. Nel parametro Terzo dispositivo di avvio, seleziona il disco rigido.

Dopo aver configurato i parametri richiesti, premere il tasto F10. Di conseguenza, apparirà la finestra Save & Exit Setup (S / N) - questa frase può essere tradotta come "esci dal programma, salvando le impostazioni effettuate". Premi il tasto Y (Sì) e poi Invio. Il computer continuerà ad avviarsi.

La qualità del masterizzatore CD è significativamente influenzata dalla velocità di clock del processore e dalla quantità di RAM. Si sconsiglia di lavorare su sistemi Windows 2000 o XP con meno di 128 MB di RAM, in questo caso si verificheranno errori durante la registrazione che danneggeranno i pezzi. Per evitare conseguenze indesiderate, è necessario masterizzare i dischi su computer a basse prestazioni dopo aver disabilitato le applicazioni inutilizzate.

Lo schema di funzionamento di un lettore CD-ROM è abbastanza semplice.

1. Il diodo laser emette un raggio di luce a bassa potenza 730-780 nm, che, passando attraverso il prisma guida e il divisore di raggio, colpisce lo specchio riflettente.

Nota.

La potenza del raggio laser aumenta notevolmente durante la scrittura e diminuisce quando i dati vengono cancellati.

2. Obbedendo ai comandi del microprocessore, il carrello con lo specchio riflettente si sposta sul binario desiderato.

3. Il raggio laser viene riflesso dal disco, colpisce lo specchio, quindi il divisore di raggio e quindi il prisma guida.

4. Dal prisma, il raggio entra nel fotosensore, il fotosensore invia segnali al microprocessore integrato nell'unità CD-ROM, dove i dati vengono elaborati e trasmessi tramite un loop alla scheda madre.

Le unità CD sono prodotte da varie aziende: Yamaha, Plextor, Hitachi, HP, Sony, Ricoh, Philips, Panasonic, TEAC, AOpen, Mitsumi, ecc. Il costo delle unità CD e DVD dipende dalla qualità del modello, dal livello di il produttore, le funzioni e le caratteristiche tecniche. Ad esempio, considera le caratteristiche tecniche di alcune unità CD, DVD, nonché le unità combinate e il loro significato.

CD-ROM Samsung SC/H152 (OEM).

- Formula di velocità - 52x.

- Dimensione del buffer - 128 KB.

- Tempo di accesso ai dati - 80 millisecondi.

- Supporta i formati: CD-ROM, CD audio, CD video, CD-i / FMW, CD-R, CD-RW, CD-Extra, Photo CD, Karaoke CD.

- Interfaccia - IDE (ATAPI).

CD-ROM SONY CDU 415.

- Interfaccia - SCSI.

- Il meccanismo di caricamento dei CD - vassoio (vassoio).

- Supporta formati: CD-DA, CD Extra, CD-ROM (Mode1), CD-ROM XA (Mode 2 Form 1 & 2), CD-I (Mode 2 Form 1 & 2), CD-I Ready, CD Bridge , Photo CD (singolo e multisessione), Video CD.

- Dimensione del buffer - 0,25 MB.

- MTBF - 100 mila ore.

- Dimensioni: 14,6 x 4,1 x 20,3 cm.

Unità combinata Benq CB523B.

- Interfaccia - E-IDE (ATAPI).

- Il meccanismo di caricamento dei CD - vassoio (vassoio).

- Velocità di lettura CD/CD-R - fino a 7800 Kb/s (52x max CAV).

- Velocità di lettura DVD - fino a 2100 Kb/s (16x max CAV).

- Supporta formati: CD-I, CD-ROM, CD audio, CD video, CD-R, CD-RW, CD foto, CD karaoke, CD testo, CD avanzato, CD avviabile, CD dati, DVD-ROM, DVD- R, DVD-RW, DVD + R DVD + RW.

- Formati di registrazione - TAO (Track at Once), DAO (Dick at Once), SAO (Session at Once), Multi-Session, Packet Writing, UDF.

- Tempo di accesso ai dati CD -120 millisecondi, DVD - 140 millisecondi.

- La dimensione del buffer di dati è 2048 Kbyte e viene utilizzata la tecnologia di prevenzione degli errori di underrun del buffer Seamless Link.

- Dimensioni del disco supportate: 8 e 12 cm di diametro.

- MTBF - 125 mila ore.

- Dimensioni: 146 x 42 x 198 cm.

Writemaster TS-H552.

- Interfaccia - IDE (ATAPI).

- Il meccanismo di caricamento dei CD - vassoio (vassoio).

- Velocità di lettura CD-RW - 32x max.

- Velocità di lettura DVD -16x max.

- Velocità di lettura DVD-R, DVD + R DVD-RW, CD-RW, DVD + R DL - 16x max.

- Velocità di scrittura CD-R - 40x max.

- Velocità di scrittura CD-RW - 32x max.

- Velocità di scrittura DVD + RW - 4x max.

- Velocità di scrittura DVD-RW - 4x max

- Velocità di registrazione DVD + R - 16x max.

- Velocità di registrazione DVD-R - 12x max.

- Velocità di scrittura DVD + R DL - 2,4x max.

- Supporta formati per CD - CD-ROM, CD-ROM XA, CD-DA, CD video, CD foto, CD di testo, CD-R, CD-RW.

- Supporta i formati DVD: DVD-ROM (singolo/doppio strato), DVD video, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + R DL, DVD + RW.

- Tempo di accesso ai dati: CD - 110 millisecondi, DVD - 130 millisecondi.

- Dimensioni del disco supportate: 8 e 12 cm di diametro.

- Dimensioni: 148,2 x 42 x 184 mm.

- Interfaccia - IDE (ATAPI, UDMA / 33).

- Il meccanismo di caricamento dei CD - vassoio (vassoio).

- Velocità di lettura CD / CD-R - 48x max.

- Velocità di lettura DVD - 16x max.

- Velocità di scrittura CD-R - 24x max.

- Velocità di scrittura CD-RW - 6x max.

- Velocità di scrittura DVD + RW - 8x max.

- Velocità di registrazione DVD + R / DVD-R - 16x max.

- Velocità di registrazione DVD + R / -R DL - 4x max.

- Supporta i formati CD: CD-DA, CD-ROM, CD-ROM / XA, Photo CD, Video CD, CD Extra, Text CD, Bridge CD.

- Supporta i formati DVD: DVD single/dual layer, DVD-R/+R, DVD-RW/+RW, DVD + R9/-R9.

- Formati di registrazione - TAO con Zero gap, DAO (Dick at Once), SAO (Session at Once), Multi-Session, Fixed e Variable Packet.

- Tempo di accesso ai dati: CD - 120 millisecondi, DVD - 140 millisecondi.

- La dimensione del buffer di dati è di 2 MB.

- Dimensioni del disco supportate: 8 e 12 cm di diametro.

- Dimensioni: 148 x 42 x 190 mm.

ASUS CRW-5232AS-U. Lettore CD esterno.

- Interfaccia - USB 2.0 (USB 1.1).

- Il meccanismo di caricamento dei CD - vassoio (vassoio).

- Velocità di lettura CD-ROM - fino a 7800 Kb/s (52x max CAV).

- Velocità di registrazione CD-R - fino a 7800 Kb/s (52x max P-CAV).

- Velocità di registrazione CD-RW - fino a 4800 Kb/s (32x max P-CAV).

- Velocità di digitalizzazione delle tracce audio - 52x max.

- Supporta i formati: CD audio, CD-ROM, CD-ROM / XA, CD di foto, CD Extra, CD video, CD di testo, CD Karaoke, I-Trax.

- La dimensione del buffer di dati è di 2 MB.

- Dimensioni del disco supportate: 8 e 12 cm di diametro.

- Metodo di installazione - verticale e orizzontale.

- Dimensioni: 156 x 50 x 226 mm.

Diamo un'occhiata ai parametri che influenzano la qualità dell'unità CD-ROM.

Formula di velocità per CD. Originariamente progettati per la registrazione e l'archiviazione di musica, i CD avevano una velocità di lettura di 153.600 byte/s. Con l'avvento delle unità CD-ROM progettate per i dati del computer, la velocità è aumentata, ma rimane comunque un multiplo di 153.600 byte/s. Successivamente, la velocità di lettura delle informazioni dai dischi è aumentata, ma allo stesso tempo è rimasta un multiplo di questo valore iniziale. Sulla base di questo, puoi calcolare le velocità inerenti alle unità moderne: se la tua unità ha una velocità di lettura di 52x, quindi moltiplicando 52 per 153.600 byte / s, otteniamo 7987200 byte / s. Se la velocità di scrittura dell'unità è 24x, allora questa è, rispettivamente, 24 x 52 = 3 686 400 byte / s.

Nota.

Spesso, per semplicità di calcolo, la velocità della prima unità CD è considerata pari a 150 KB/s, anziché 153 600 byte/s.

Proviamo a calcolare la velocità di lettura per le unità DVD in modo simile. In questo caso, come prima velocità dovrebbero essere prese nove velocità del CD. Pertanto, 153.600 x 9 = 1.382.400 byte/s, ovvero circa 1385 KB/s. Di conseguenza, la velocità di lettura per DVD 16x è 16x1382 400 = 22 118 400 byte/s. Con questi semplici calcoli matematici, puoi calcolare il flusso di dati a qualsiasi velocità.

Il meccanismo per caricare i CD può essere di diversi tipi.

- Vassoio - vassoio. Meccanismo a scomparsa per il caricamento dei CD.

- Caddy è un assistente. Innanzitutto, il disco viene inserito in una scatola speciale, quindi questa scatola viene inserita nel dispositivo di ricezione dell'unità. Questo meccanismo di caricamento del CD è più affidabile, ma meno conveniente.

- Slot-in - può essere approssimativamente tradotto come "slot di ingresso". Il disco viene inserito direttamente nello slot dell'unità. Il caricamento di un CD in questo modo è simile al caricamento di un normale floppy disk.

Dimensione buffer.

Durante la registrazione, i dati di tutti i tipi devono essere continuamente alimentati al dispositivo di registrazione, se questo processo viene interrotto, il pezzo verrà danneggiato. Per garantire un funzionamento senza errori, tutte le moderne unità dispongono di un set speciale di microcircuiti, in cui le informazioni destinate alla registrazione vengono inserite in anticipo. Questo è il tampone. Esistono tre tipi di buffer.

- Buffer statico - Memorizza in memoria tutte le informazioni che vanno all'unità CD-ROM.

- Buffer dinamico: aumenta la velocità di trasferimento di dati frammentati e file di piccole dimensioni.

- Buffer read-ahead: i dati vengono pre-scritti nel buffer e trasferiti al dispositivo di registrazione secondo necessità. Il computer sembra prevedere quale file sarà necessario per la registrazione.

Maggiore è la dimensione del buffer, migliore e più affidabile è l'unità CD.

Tempo di accesso ai dati. Questo è il ritardo tra la ricezione di un comando per leggere i dati e la lettura diretta dei dati. Questo parametro influisce in modo significativo sulla registrazione di file altamente frammentati, nonché su una grande quantità di piccoli dati situati in diverse parti del disco rigido.

Il passaporto dell'unità indica il tempo medio di accesso ai dati. Sulle tracce interne, il ritardo sarà maggiore e sulle tracce esterne sarà inferiore a quanto specificato nelle caratteristiche. Più breve è il tempo di accesso ai dati, più veloce è l'unità CD-ROM.

Le unità CD possono supportare i seguenti formati CD.

- CD audio, o CD-DA. Il Red Book è un formato sviluppato per la registrazione di CD musicali. Dopo la registrazione, un tale disco può essere ascoltato su un lettore CD di casa.

- CD ROM. Yellow Book è un formato progettato per la registrazione e l'archiviazione dei dati del computer. Questi CD sono prodotti su attrezzature speciali mediante stampaggio.

- Video CD è un formato per la registrazione e l'archiviazione di dati video.

- CD-R - L'unità CD può riprodurre e scrivere dischi usa e getta.

- CD-RW: l'unità riproduce e scrive dischi riutilizzabili.

- CD Extra: l'unità CD consente di creare dischi che possono contenere sia dati audio che dati del computer.

- Photo CD è un formato sviluppato da Kodak. Utilizzato per registrare raccolte di fotografie.

I formati DVD che le unità CD possono gestire sono i seguenti.

- Il DVD-ROM è un disco registrato industrialmente mediante stampaggio.

- DVD-R - DVD-Recordable - disco scrivibile una volta, si differenzia dal DVD-ROM di fabbrica per la presenza di uno speciale strato di pigmento tra il substrato trasparente e la superficie riflettente. I fori (fosse) in tale strato non vengono perforati, ma bruciati con un raggio laser ad alta potenza.

- DVD + R - Uguale al formato DVD-R. I formati DVD + R e DVD-R sono simili tra loro, le loro specifiche sono le stesse. L'unica differenza tra questi formati è che vengono utilizzate diverse sostanze organiche come coloranti. La presenza di formati simili è causata dalla concorrenza tra i produttori.

- DVD-RW - dischi riscrivibili. Il formato è stato sviluppato da Pioneer.

- DVD + RW - analogo del formato DVD-RW. Sviluppato da Sony e Philips.

MTBF. Questa è la quantità di tempo in cui l'unità CD-ROM dovrebbe funzionare senza problemi secondo lo standard MTBF. Dopo questo tempo, le parti della trasmissione utilizzeranno le loro risorse e il produttore non può garantire che il prodotto continuerà a funzionare correttamente ed efficientemente. Più tempo può funzionare un'unità CD-ROM, meglio è, non può funzionare indefinitamente.

Vibrazioni e calore sono i principali nemici di buone prestazioni di guida. Dopo lo stampaggio, il profilo del disco è solitamente una linea curva con due curve caratteristiche, e solo la parte centrale è corretta. Anche i dischi molto costosi non sono privi di questo inconveniente. Per prolungare la vita dell'unità CD-ROM, è necessario utilizzarla correttamente.

- Cerca di non creare più copie di CD di seguito. I registratori domestici si surriscaldano durante la registrazione, il che può causare un'usura prematura del meccanismo. Si consiglia di eseguire un massimo di due o tre copie di seguito, quindi lasciare riposare l'unità per mezz'ora, dopodiché è possibile eseguire altre due o tre copie, ecc. È meglio scollegare il computer dalla rete durante la pausa.

- Non utilizzare CD molto deformati o graffiati. Ricorda: il costo di un'unità CD-ROM è notevolmente superiore al costo di un disco.

- Se l'unità CD è molto sporca, l'unità stessa potrebbe graffiare i dischi. In questo caso, i graffi si trovano attorno alla circonferenza.

Per evitare una forte contaminazione degli azionamenti, è necessario utilizzare il programma PMC Clean.

Acquista un CD-ROM da un negozio per pulire l'unità. C'è un piccolo pennello sul lato di lavoro di un tale disco. Applicare una goccia del liquido in dotazione sul pennello e inserire il CD nell'unità. Seleziona Start > Risorse del computer. Fare doppio clic sull'icona dell'unità per aprire il contenuto del disco di pulizia. Trova l'icona di avvio di PMC Clean e fai doppio clic per avviarlo. Seleziona la lingua in cui verranno visualizzati i comandi. Nella finestra che appare, premere il pulsante START, dopodiché verrà riprodotta la musica e l'unità inizierà la pulizia (Fig. 1.9). Al termine della pulizia, premere il pulsante TEST per avviare il programma di test. Dopo aver esaminato i risultati, è possibile uscire dal programma di pulizia dell'unità premendo il tasto FINE.

Il secondo modo per lavorare con PMC Clean consiste nell'installare il programma sul disco rigido e avviarlo utilizzando un collegamento che può essere posizionato sul desktop. Come puoi immaginare, il disco di pulizia dovrà comunque essere inserito nell'unità. Dopo aver installato il programma, puoi configurarne l'avvio automatico. In questo caso, ad esempio, una settimana dopo la pulizia dell'unità, sullo schermo del computer apparirà una finestra dopo aver caricato il sistema operativo con un promemoria sulla necessità di eseguire lavori di manutenzione.

Riso. 1.9. Pulizia dell'unità CD-ROM.

Attenzione!

Eseguire il pulitore CD-ROM solo se necessario. Lo zelo eccessivo in questo caso può solo ferire.

Un altro modo per prolungare la durata dell'unità CD-ROM consiste nell'installare programmi che consentono di creare unità CD-ROM virtuali e CD-ROM virtuali.

Domande frequenti sui CD audio (CD-DA)

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Come funziona un CD?

Il design del disco CD-DA (Compact Disk - Digital Audio) e il metodo di registrazione del suono su di esso sono descritti dallo standard proposto da Sony e Philips, pubblicato nel 1980 con il nome Red Book (Red Book).

Un compact disc (CD) standard è costituito da tre strati: base, riflettente e protettivo. La base è realizzata in policarbonato trasparente, sulla quale viene formato a pressione un rilievo informativo. Uno strato metallico riflettente (alluminio, oro, argento, altri metalli e leghe) viene spruzzato sulla parte superiore del rilievo. Lo strato riflettente è ricoperto sulla parte superiore con uno strato protettivo di policarbonato o vernice neutra, in modo che l'intera superficie metallica sia protetta dal contatto con l'ambiente esterno. Lo spessore totale del disco è di 1,2 mm.

Il rilievo informativo del disco è un percorso a spirale continuo che parte dal centro e consiste in una sequenza di fosse (fosse). Gli spazi tra le fosse sono chiamati terre. Alternando pit e gap di diversa lunghezza, sul disco viene registrato un segnale digitale codificato: il passaggio da gap a pit e viceversa significa uno, e la lunghezza di un pit o gap è la lunghezza di una serie di zeri. La distanza tra le spire della pista è selezionata da 1,4 a 2 µm, la norma specifica la distanza di 1,6 µm.

Come viene presentato il segnale audio sul disco?

Il segnale audio stereo originale viene digitalizzato in campioni a 16 bit (quantizzazione lineare) con una frequenza di campionamento di 44,1 kHz. Il segnale digitale risultante è chiamato PCM (Pulse Code Modulation, PCM), poiché ogni impulso del segnale originale è rappresentato da una parola di codice separata. Ogni sei campioni dei canali sinistro e destro vengono formati in frame primari, o microframe, di 24 byte (192 bit), che arrivano a una velocità di 7350 pezzi al secondo, che vengono codificati utilizzando un CIRC (Cross Interleaved Reed-Solomon Code) -Solomon cross-interleaving) secondo lo schema: interleaving con ritardo di 1 byte, livello di codifica C2, interleaving con ritardo variabile, livello di codifica C1, interleaving con ritardo di 2 byte. Il livello C1 è inteso per rilevare e correggere errori singoli, C2 - per errori di gruppo. Il risultato è un blocco con una lunghezza di 256 bit, i cui dati sono dotati di bit di rilevamento e correzione dell'errore, e anche "spalmati" al blocco, che porta alla registrazione di dati audio adiacenti in aree fisicamente non contigue del disco e riduce l'impatto degli errori sui singoli campioni.

Il codice Reed-Solomon ha una ridondanza del 25% e può rilevare fino a quattro byte errati e correggere fino a quattro byte persi o due byte errati. La lunghezza massima di un pacchetto di errori completamente correggibile è di circa 4000 bit (~ 2,5 mm di lunghezza della traccia), tuttavia, non tutti i pacchetti di questa lunghezza possono essere completamente corretti.

Dopo il secondo interleaving, a ciascun blocco ricevuto vengono aggiunti bit di sottocodici - P, Q, R, S, T, U, V, W; ogni blocco riceve otto bit di sottocodice. Quindi, ogni 98 blocchi con sottocodici vengono formati in un superframe della durata di 1/75 sec (il volume dei dati audio puri è 2352 byte), detto anche settore, in cui i sottocodici dei primi due blocchi fungono da sincronizzazione indicatore, e i restanti 96 bit di ciascun sottocodice formano una parola P, una parola Q, ecc. Attraverso una traccia, una sequenza di parole del sottocodice è anche indicata come canali del sottocodice.

Parole o canali di sottocodici vengono utilizzati per controllare il formato di registrazione, indicare frammenti di un fonogramma, ecc. - ad esempio, il canale P viene utilizzato per contrassegnare le tracce audio e le pause tra di esse (0 - pausa, 1 - suono) e il canale Q - per contrassegnare il formato di tracce e settori, voci TOC (Table Of Contents) e timestamp che tengono traccia del tempo di riproduzione. Il canale Q può essere utilizzato anche per registrare informazioni nell'ISRC (International Standard Recording Code), destinato a rappresentare informazioni sul produttore, tempo di rilascio, ecc. un disco può avere fino a 99 tracce, ognuna delle quali può contenere fino a 99 tracce ).

Alla fine, i frame così incorniciati sono codificati per canale in termini pit-to-gap utilizzando un codice ridondante 8/14 (Eight to Fourteen Modulation - EFM), in cui i byte originali sono codificati in parole a 14 bit per aumentare l'intelligibilità del segnale. Tre bit di colla vengono inseriti tra le parole per rispettare i vincoli sul numero di uno e zero adiacenti, il che facilita la demodulazione e riduce la componente continua del segnale. Di conseguenza, vengono ottenuti 588 bit di canale da ciascun microframe primario e il flusso di bit risultante viene scritto su disco a una velocità di 4,3218 (588 × 7350) Mbps. Poiché la codifica EFM fornisce un flusso digitale in cui ci sono più zeri che uno, il sistema è stato scelto per rappresentare gli uni dai confini del pozzo e dello spazio vuoto e il numero di zeri tra gli uni - la lunghezza del pozzo o il divario, rispettivamente.

All'inizio del disco c'è una cosiddetta zona di lead-in, che contiene informazioni sul formato del disco, la struttura dei programmi sonori, gli indirizzi delle tracce, i titoli delle opere, ecc. Alla fine, la zona di lead-out (traccia il numero AA) è scritto. , fungendo da confine dell'area registrata del disco; il bit del codice P in questa zona cambia ad una frequenza di 2 Hz. Alcuni lettori consumer non sono in grado di riconoscere un disco senza questa zona, ma molti possono farne a meno. Tra le aree lead-in e lead-out, viene registrata un'area di memoria di programma (PMA) che contiene i dati audio effettivi. L'area del programma è separata dall'area di ingresso da una sezione di 150 blocchi vuoti (2 secondi), che funge da pre-spazio.

Il tempo di registrazione totale su un CD è di 74 minuti, tuttavia, riducendo il passo della traccia standard e la distanza tra le fosse, è possibile ottenere un aumento del tempo di registrazione, a scapito dell'affidabilità di lettura in un'unità disco standard.

Come vengono registrati e realizzati i CD?

Il metodo principale per creare dischi è premere da una matrice. L'originale è formato dal nastro master digitale originale, contenente il segnale digitale già preparato e codificato, da una speciale macchina ad alta precisione su un disco di vetro ricoperto da uno strato di fotoresist - un materiale che cambia la sua solubilità sotto l'influenza di un laser trave. Quando si elabora l'originale registrato con un solvente, sul vetro appare il rilievo richiesto, che viene trasferito mediante il metodo dell'elettroformatura su un originale in nichel (negativo), che può fungere da matrice per la produzione su piccola scala o come base per realizzare copie positive, dalle quali, a loro volta, vengono rimossi i negativi per la replica di massa.

Lo stampaggio viene eseguito mediante stampaggio a iniezione: un substrato in policarbonato con un rilievo viene premuto da una matrice negativa, uno strato riflettente viene spruzzato sulla parte superiore, che viene ricoperto di vernice. Le etichette informative e le immagini vengono solitamente applicate sopra lo strato protettivo.

I dischi registrabili (CD-R, "blanks") sono realizzati allo stesso modo, ma tra la base e lo strato riflettente c'è uno strato di materia organica che si scurisce quando viene riscaldato. Nello stato iniziale, lo strato è trasparente; se esposto a un raggio laser, si formano aree opache, equivalenti a pite. Per facilitare il tracciamento della traccia durante la registrazione su un disco, durante il processo di fabbricazione viene formato un rilievo preliminare (marcatura), la cui traccia contiene segni di frame e segnali di sincronizzazione registrati con un'ampiezza ridotta e successivamente sovrapposti al segnale registrato.

I dischi registrabili, per la presenza di uno strato di fissaggio organico, hanno una riflettività inferiore rispetto a quelli stampati, motivo per cui alcuni lettori compact disc (CDP), progettati per dischi standard in alluminio e non avendo margini di sicurezza in lettura, possono riprodurre dischi CD-R meno affidabile del solito.

Come vengono riprodotti i CD?

Durante la riproduzione, un CD audio ruota a una velocità lineare costante (CLV) alla quale la velocità della traccia rispetto al giradischi è di circa 1,25 m/s. Il sistema di stabilizzazione della velocità di rotazione la mantiene ad un livello tale da garantire la velocità del flusso digitale letto pari a 4.3218 Mbit/s, pertanto, a seconda della lunghezza dei pit e dei gap, la velocità effettiva può variare. Allo stesso tempo, la velocità angolare del disco cambia da 500 giri/min durante la lettura delle sezioni più interne della pista a 200 giri/min nella parte più esterna.

Un laser a semiconduttore con una lunghezza d'onda di circa 780 nm (gamma dell'infrarosso) viene utilizzato per leggere le informazioni dal disco. Il raggio laser, passando attraverso la lente di messa a fuoco, cade sullo strato riflettente, il raggio riflesso entra nel fotorivelatore, dove vengono determinati buchi e spazi vuoti e la qualità della messa a fuoco del punto sulla pista e il suo orientamento lungo il centro della pista è controllato. Quando la messa a fuoco è disturbata, l'obiettivo si muove, operando secondo il principio di un diffusore dell'altoparlante (bobina mobile), quando devia dal centro della traccia, l'intera testa si muove lungo il raggio del disco. In sostanza, i sistemi di controllo per l'obiettivo, la testa e il motore del mandrino nell'azionamento sono sistemi di controllo automatico (ACS) e seguono costantemente la traccia selezionata.

Viene demodulato il segnale ricevuto dal fotorivelatore nel codice 8/14, a seguito del quale viene ripristinato il risultato della codifica CIRC con sottocodici aggiunti. Quindi i canali del sottocodice vengono separati, il CIRC viene deinterlacciato e decodificato su un correttore a due stadi (C1 - per errori singoli e C2 - per errori di gruppo), per cui la maggior parte degli errori introdotti da irregolarità durante la timbratura, vengono rilevati e corretti difetti ed eterogeneità dei materiali del disco, graffi su di esso superficie, definizione sfocata del pit/gap nel fotorivelatore, ecc. Di conseguenza, il flusso di campioni audio "puri" viene inviato al DAC per la conversione in forma analogica.

Nei lettori sonori, dopo il correttore, è presente anche un interpolatore di varia complessità, che ripristina approssimativamente campioni errati che non è stato possibile correggere nel decodificatore. L'interpolazione può essere lineare, nel caso più semplice, polinomiale o utilizzando curve morbide complesse.

Per eseguire il deinterlacciamento, qualsiasi lettore CD dispone di una memoria buffer (dimensione standard - 2 KB), che viene utilizzata anche per stabilizzare il bit rate. Diverse strategie possono essere utilizzate per la decodifica, in cui la probabilità di rilevare errori di gruppo è inversamente proporzionale all'affidabilità della loro correzione; la scelta della strategia è lasciata alla discrezione dello sviluppatore del decoder. Ad esempio, per un lettore CD con un potente interpolatore, potrebbe essere selezionata una strategia con un'enfasi sulla massima rilevazione e per un CDP con un semplice interpolatore o un'unità CD-ROM, una strategia con un'enfasi sulla correzione massima.

Quali sono i parametri del segnale acustico sul CD?

I parametri di campionamento standard - frequenza di campionamento 44,1 kHz e profondità di bit 16 - determinano le seguenti caratteristiche del segnale calcolate teoricamente:

• Gamma di frequenza: 0..22050 Hz
• Gamma dinamica: 98 dB
• Livello di rumore: -98 dB
• Distorsione armonica totale: 0,0015% (al massimo livello di segnale)

Nei veri dispositivi di registrazione e riproduzione di CD, le alte frequenze vengono spesso tagliate a 20 kHz per creare un margine per la risposta in frequenza del filtro. Il livello di rumore può essere inferiore a 98 dB nel caso di un DAC lineare e un amplificatore di uscita rumoroso, o maggiore nel caso di sovracampionamento a una frequenza più elevata utilizzando un DAC come Delta-Sigma, Bitstream o MASH e amplificatori a basso rumore. La distorsione armonica totale (THD) dipende fortemente dai circuiti di uscita del DAC e dalla qualità dell'alimentazione.

La gamma dinamica di 98 dB viene determinata per CD, in base alla differenza tra i livelli minimo e massimo del segnale audio, tuttavia, su un segnale piccolo, il livello di distorsione non lineare aumenta notevolmente, motivo per cui la gamma dinamica reale, all'interno della quale un viene mantenuto un livello accettabile di distorsione, di solito non supera i 50-60 dB.

Cos'è il jitter?

Il jitter è un jitter di fase veloce (in relazione alla durata del periodo) di un segnale digitale, quando viene violata la rigida uniformità del fronte di salita dell'impulso. Tale jitter si verifica a causa dell'instabilità dei generatori di clock, nonché nei punti in cui il segnale di clock viene estratto dal segnale complesso utilizzando il metodo PLL (Phase Locked Loop). Tale estrazione avviene, ad esempio, nel demodulatore del segnale letto dal disco, a seguito del quale si forma un segnale di clock di riferimento, il quale, correggendo la velocità di rotazione del disco, si "adatta" alla frequenza di riferimento di 4,3218 MHz. La frequenza del segnale di sincronizzazione, e quindi la sua fase e la fase del segnale di informazione, oscillano continuamente a frequenze diverse. Un ulteriore contributo può essere dato dalla disposizione irregolare delle fossette sul disco, causata, ad esempio, da una stampa di scarsa qualità o da una registrazione instabile.

Tuttavia, il jitter nel segnale dal disco è completamente compensato dal buffer di ingresso del decodificatore, quindi qualsiasi jitter e knock che si verifica prima che il segnale venga bufferizzato viene eliminato in questa fase. Il campionamento del buffer è controllato da un oscillatore stabile a frequenza fissa, ma tali oscillatori presentano anche una certa, seppur molto minore, instabilità. In particolare può essere causato da disturbi nei circuiti di alimentazione, che a loro volta possono manifestarsi nei momenti di attivazione del sistema di controllo automatico e correzione della velocità del disco o della posizione della testina/obiettivo. Sui dischi di bassa qualità, queste correzioni si verificano più spesso, dando ad alcuni esperti un motivo per collegare direttamente la stabilità del segnale in uscita alla qualità del disco, anche se in realtà il motivo non è abbastanza buono per il disaccoppiamento dei sistemi CDP.

Cosa significano le abbreviazioni AAD, DDD, ADD?

Le lettere di questa abbreviazione riflettono le forme d'onda utilizzate durante la creazione del disco: la prima - durante la registrazione originale, la seconda - durante l'elaborazione e il missaggio, la terza - il segnale master finale da cui viene formato il disco. "A" sta per forma analogica, "D" sta per digitale. Il segnale master per CD esiste sempre solo in forma digitale, quindi la terza lettera dell'abbreviazione è sempre "D".

Sia le forme d'onda analogiche che quelle digitali presentano vantaggi e svantaggi. Durante la registrazione e l'elaborazione di un segnale in forma analogica, i suoi "elementi sottili", in particolare le armoniche più elevate, vengono preservati in modo più completo, tuttavia, il livello di rumore aumenta e le caratteristiche di frequenza di ampiezza e frequenza di fase (AFC / PFC) sono distorte . Durante l'elaborazione in forma digitale, le armoniche superiori vengono forzatamente tagliate a metà della frequenza di campionamento, e spesso anche inferiori, ma tutte le ulteriori operazioni vengono eseguite con la massima precisione possibile per la risoluzione selezionata. Un segnale che ha subito un'elaborazione analogica è valutato da un certo numero di esperti come "più caldo" e "vivace", ma molti metodi moderni di elaborazione del segnale sono accettabili solo in forma digitale.

Due dischi identici possono suonare in modo diverso?

Prima di tutto, devi assicurarti che i dischi contengano un segnale audio digitale identico. La corrispondenza binaria completa di due dischi a livello di buche e spazi vuoti è quasi impossibile a causa di piccoli difetti del materiale e distorsioni durante l'elaborazione e la pressatura della matrice, tuttavia, grazie alla codifica ridondante, la stragrande maggioranza di questi errori viene corretta durante la decodifica, fornendo lo stesso flusso digitale "alto livello".

È possibile confrontare i contenuti digitali dei dischi leggendoli in un'unità CD-ROM che supporta Read Long o Raw Read - leggendo "settori lunghi", che sono in realtà superframe CD-DA di 2.352 byte ciascuno. Puoi leggere di più su questo nelle FAQ sul CD-ROM o nel manuale CD-DA Grabbers / Rippers. È inoltre possibile confrontare i dischi su apparecchiature da studio in grado di leggere i dischi digitalmente su un registratore DAT.

Ci possono essere diverse ragioni per le differenze digitali tra dischi simili all'udito. Alcune unità CD-ROM e altri lettori CD-DA digitali possono introdurre sottili distorsioni nel segnale per impedire la copia diretta (ad esempio, utilizzando polinomi uniformi) e la maggior parte delle unità che supportano i comandi di lettura full frame lo fanno in modo impreciso e impreciso. Quando si effettuano copie (ristampe) di dischi audio, soprattutto in modo piratato, spesso vengono copiati con il ricampionamento su un'altra frequenza (ad esempio 48 kHz in DAT) con successivo ricampionamento all'originale, o anche tramite un percorso analogico con doppio conversione digitale/analogico. Diverse versioni del software di registrazione di CD-R distorcono anche intenzionalmente o accidentalmente i dati originali, in modo che la copia non corrisponda all'originale.

Va notato che anche se il contenuto digitale di due dischi coincideva quando venivano confrontati in un determinato sistema (CD-ROM, dispositivi speciali per confrontare l'originale/copia, ecc.), ciò non significa affatto che l'uno o l'altro CDP da loro verranno decodificati anche segnali digitali identici. Pertanto, il modo più affidabile per scoprire il motivo della differenza di suono è utilizzare un CDP con un'uscita digitale, da cui, durante l'ascolto di entrambi i dischi, registra su un dispositivo di archiviazione. Il successivo confronto digitale dei segnali ricevuti mostrerà dove nel lettore vengono apportate le modifiche udibili dall'orecchio al segnale.

Naturalmente, prima di confrontare l'originale con la copia in questo modo, è necessario assicurarsi che i risultati della lettura multipla degli stessi dischi siano ripetibili. In questo caso, vari segnali digitali possono indicare una lettura del disco inaffidabile o scarse prestazioni delle interfacce digitali (ricevitore, trasmettitore, cavo, connettori). L'identità dei dati digitali durante la riproduzione ripetuta di più dischi può essere considerata un indicatore sufficiente dell'affidabilità sia dei dischi stessi che dei sistemi di lettura, decodifica e trasmissione intermodulare.

Il confronto uditivo del suono del disco deve essere corretto: il più riconosciuto è il test in doppio cieco. L'essenza del metodo è che l'esperto (ascoltatore) non dovrebbe vedere manipolazioni con l'attrezzatura e la persona che le produce, e questa persona stessa, che cambia arbitrariamente i dischi, non dovrebbe conoscere le peculiarità del loro contenuto. Pertanto, qualsiasi influenza, anche "sottile" e inesplorata, delle persone sull'attrezzatura e l'una sull'altra è esclusa il più possibile e l'opinione dell'esperto è considerata estremamente imparziale.

Cos'è l'HDCD?

High Definition Compatible Digital è una codifica audio "super-sistema" per CD che utilizza il formato CD-DA standard. Un segnale audio con una profondità di bit e una frequenza di campionamento più elevate viene elaborato digitalmente, per cui la parte principale viene estratta da esso, codificata, come di consueto, utilizzando il metodo PCM, e le informazioni aggiuntive, che chiariscono i dettagli fini, vengono codificate nel bit meno significativi di campioni (LSB) e regioni spettrali mascherate ... Quando si riproduce un disco HDCD su un normale CDP, viene utilizzata solo la parte principale del segnale, mentre quando si utilizza un CDP speciale con un decodificatore integrato e un processore HDCD, tutte le informazioni sul segnale vengono estratte dal codice digitale.

Come gestisco i CD?

Evitando danni meccanici a qualsiasi superficie, contatto con solventi organici e luce diretta diretta, urti e piegature del disco. La scrittura su dischi registrabili è consentita solo con matite o speciali pennarelli, escludendo la pressione e l'uso di penne a sfera o stilografiche.

Fare attenzione a non piegare il disco quando lo si rimuove dalla confezione. Un metodo comodo e sicuro richiede due mani: il pollice sinistro preme delicatamente sul fermo, allentandolo mentre l'altra mano rilascia il disco dal fermo. Il metodo a una mano, in cui l'indice perde il fermo e il pollice e il medio rimuovono il disco, richiede un coordinamento più preciso delle forze, senza il quale è facile piegare il disco o rompere le linguette del fermo.

Un disco sporco può essere lavato con acqua tiepida e sapone o con un tensioattivo non corrosivo (shampoo, detersivo in polvere), o con liquidi prodotti appositamente. I graffi superficiali sullo strato trasparente possono essere lucidati con paste lucidanti che non contengano solventi organici e oli o con un normale dentifricio.

Che cos'è un pennarello verde e perché è necessario?

Molti utenti ed esperti affermano che un disco elaborato in questo modo offre un suono più pulito nei dispositivi di fascia alta, attribuendo ciò a una lettura più accurata delle informazioni digitali da un disco, che, nella sua forma originale, presumibilmente non può essere letto in modo affidabile nella maggior parte unità. Tuttavia, un sistema (drive e decoder) accuratamente realizzato è in grado di leggere correttamente non solo dischi grezzi, ma anche dischi di qualità media, anche quelli leggermente sporchi e graffiati, quindi non vanno ricercati i possibili motivi del miglioramento del suono nel disco. Le spiegazioni più probabili per questo fenomeno sembrano essere gli stessi fattori che creano il diverso suono delle copie dei dischi abbinate digitalmente.

Dove posso trovare maggiori informazioni sui CD?

Ministero della Pubblica Istruzione della Repubblica di Bielorussia

Università statale di Grodno

Chiamato dopo YANKA KUPALA

Abstract sul tema:

Struttura

cd

sull'argomento "Software di sistema"

preparato da uno studente di matematica

facoltà di 5 gruppi di 2 corsi

Alexander Stanislavovich Krizhak

InsegnanteLivak Elena Nikolaevna

Grodno 2003

introduzione

I compact disc (CD-ROM), originariamente progettati per gli amanti del suono di alta qualità, sono ora saldamente affermati nel mercato dei dispositivi per computer. Grazie alle loro dimensioni ridotte, grande capacità, affidabilità e durata, vengono utilizzati con successo come dispositivi di memoria esterni.

I compact disc ottici musicali hanno sostituito il vinile ("dischi per grammofoni") nel 1982 più o meno nello stesso periodo in cui sono comparsi i primi personal computer IBM. Due colossi dell'industria elettronica - l'azienda giapponese Sony e l'olandese Philips - hanno sviluppato uno standard speciale noto come "Red Book", secondo il quale un CD deve essere progettato per soli 74 minuti di suono, ovvero 74 minuti e 33 secondi. Quando 74 minuti sono stati convertiti in byte, è risultato essere esattamente 640 MB.

Le suddette due società hanno inoltre svolto un ruolo di primo piano nello sviluppo della prima specifica per compact disc digitali, il cosiddetto Yellow Book. È servito come base per la creazione di compact disc con una presentazione complessa di informazioni, ovvero in grado di memorizzare non solo suoni, ma anche dati di testo e grafici (CD-Digital Audio, CD-DA). Il secondo standard per i CD digitali è la specifica HSG (High Sierra Group), o semplicemente High Sierra. Questo documento è stato proposto dai maggiori produttori di CD-ROM digitali con l'obiettivo di fornire almeno una certa compatibilità. Questa specifica ha già definito sia i formati logici che quelli di file per i CD.

Lo standard internazionale ISO 9660 per i compact disc digitali, adottato un po' più tardi, coincideva in linea di principio con le principali disposizioni di HSG. Notare che tutti i CD conformi allo standard ISO 9660, che definisce i loro formati logici e di file, sono compatibili tra loro. In particolare, questo documento definisce come trovare il suo contenuto su un CD-ROM Volume Table dei contenuti (VTOC).

Struttura fisica di un CD

Nella struttura di un compact disc si possono distinguere quattro strati principali (il quinto è un'immagine applicata alla superficie del disco), applicati per gradi.

Andiamo lungo il percorso di creazione di un disco. Inizialmente, la base in plastica del disco è realizzata - policarbonato (E), che costituisce la parte principale del CD-R e gli conferisce la forza e la forma necessarie. Successivamente, uno strato attivo (D) (colorante) viene applicato allo stampo di plastica finito. È questo livello che consente la registrazione su un disco e ne determina l'affidabilità e la qualità della lettura delle informazioni in futuro (in semplice CD ROM dischi, questo strato è assente e la registrazione delle informazioni necessarie avviene direttamente presso il produttore). Oggi sono ampiamente utilizzati due tipi di strato attivo: cianina e ftalocianina.

Dopo che il colorante è stato applicato al grezzo in policarbonato, il disco viene rivestito con uno speciale strato di materiale riflettente (C). I CD-ROM convenzionali utilizzano l'alluminio per questo scopo, mentre i dischi CD-R utilizzano l'argento puro, che raggiunge una riflettività del 65-80%.

La fase finale della fabbricazione del disco è l'applicazione di uno strato protettivo (B), sul quale possono essere applicate ulteriori immagini (A). Lo strato protettivo più comune e facile da produrre è una vernice speciale. La verniciatura del disco non fornisce una garanzia al 100% di sicurezza dei dati se esposti a influenze meccaniche o chimiche esterne. Tuttavia, molti "produttori" cinesi spesso risparmiano sulla vernice o la applicano in modo tale che sul disco si formino strisce concentriche sotto forma di onde, il che indica un tasso di applicazione calcolato in modo errato o una modalità di asciugatura errata, che rende i dischi praticamente indifeso contro l'influenza di influenze esterne.

Formato CD

Tutti i CD - ROM hanno lo stesso formato di produzione fisica e la capacità di 650 MB. Disco con un diametro di 120 mm, uno spessore di 1,2 mm e un foro centrale con un diametro di 15 mm. L'area centrale attorno al foro da 6 mm è chiamata area di fissaggio ( bloccaggio ). Dopo di esso c'è una calibrazione ( Calibrazione del programma ) zona. È usato in CD - R dischi per la regolazione della potenza del laser dal dispositivo di registrazione. Area di registrazione ( Memoria di programma ) è inoltre disponibile solo su dischi registrabili. Le coordinate dell'inizio e della fine di ogni traccia vengono registrate qui temporaneamente quando il disco viene rimosso dal registratore senza chiudere la sessione.È immediatamente seguito dall'area di intestazione ( Piombo - in ) contenente il sommario del disco ( TOC - Sommario ), -- anello largo 4 mm (diametro 46-50 mm) più vicino al centro del disco (fino a 4500 settori, 1 minuto, 9 MB). Consiste di 1 traccia (Traccia Lead-in). Contiene TOC (indirizzi temporali assoluti delle tracce e inizio area lead-out, precisione 1 secondo). Successivamente, c'è un'area larga 33 mm per la memorizzazione dei dati e la rappresentazione fisica di una singola traccia. La zona terminale ( Lead - out ) 1 mm di larghezza. Inoltre, è presente anche un bordo esterno (protettivo) del disco con una larghezza di 3 mm.

L'area di memorizzazione dei dati può contenere logicamente da 1 a 99 tracce, tuttavia, informazioni dissimili non possono essere mescolate su una traccia. Le informazioni digitali sono memorizzate su CD ROM sotto forma di pozzi alternati lungo la spirale, depositati sulla superficie della plastica di policarbonato. Il foro viene percepito dal raggio laser come zero logico e una superficie liscia come unità logica.

Ciascun byte di dati (8 bit) è codificato con un carattere a 14 bit sul supporto (codifica EFM). I caratteri sono separati da spazi di 3 bit, selezionati in modo che non ci siano più di 10 zeri consecutivi sul supporto.

Un frame (frame F1) è formato da 24 byte di dati (192 bit), 588 bit del supporto, senza contare i gap:

· sincronizzazione (supporti a 24 bit)

· simbolo del sottocodice (bit del sottocanale P, Q, R, S, T, U, V, W)

· 12 caratteri dati

· Codice di controllo a 4 cifre

· 12 caratteri dati

· Codice di controllo a 4 cifre

Durante la decodifica, possono essere utilizzate diverse strategie per rilevare e correggere gli errori di gruppo (probabilità di rilevamento contro affidabilità di correzione).

Una sequenza di 98 frame forma un settore (2352 byte di informazioni). I frame del settore vengono rimescolati per ridurre l'effetto dei difetti dei supporti. L'indirizzamento del settore ha origine da dischi audio ed è registrato nel formato A-Time - mm: ss: ff (minuti: secondi: frazioni, frazioni al secondo da 0 a 74). Il conteggio inizia dall'inizio dell'area del programma, ad es. negativi gli indirizzi dei settori dell'area lead-in. I bit del sottocanale sono raccolti in parole da 98 bit per ogni sottocanale (di cui 2 bit sono sincronizzati). Sottocanali utilizzati:

· P - segna la fine della pista (min 150 settori) e l'inizio della successiva (min 150 settori).

· Q - informazioni aggiuntive sui contenuti della traccia:

o numero di canali

o dati o suoni

oposso copiare?

opre-enfasi: amplificazione artificiale delle alte frequenze di 20 dB

omodalità di utilizzo del sottocanale

§ q-Mode 1: TOC è memorizzato nell'area lead-in, numeri di traccia, indirizzi, indici e pause sono memorizzati nell'area del programma

§ q-Mode 2: numero di directory del disco (uguale al codice a barre) - 13 cifre in formato BCD (MCN, ENA / UPC EAN)

§ q-Mode 3: ISRC (International Standard Recording Code) - codice del paese, proprietario, anno e numero di serie della registrazione

§ CRC-16

Una sequenza di settori dello stesso formato viene combinata in una traccia (traccia) da 300 settori all'intero disco. Ci possono essere fino a 99 tracce su un disco (numeri da 1 a 99). Una pista può contenere aree di servizio:

· pausa - solo informazioni sul sottocanale, nessun dato utente

· pre-gap - l'inizio del brano, non contiene dati utente ed è composto da due intervalli: il primo della durata di almeno 1 secondo (75 settori) permette di "accordarsi" dal brano precedente, il secondo con una durata di almeno 2 secondi imposta il formato dei settori della pista

· post-gap - la fine della traccia, non contiene dati utente, lunga almeno 2 secondi

L'area digitale di ingresso deve terminare con un post-gap. La prima traccia digitale dovrebbe iniziare dalla seconda parte del pregap. L'ultima traccia digitale dovrebbe terminare con un post-gap. L'area di uscita digitale non contiene alcun pre-spazio.

Esistono molti standard e formati per i CD, a seconda dello scopo e del produttore. darò per esempio, non tutti esistenti : CD audio (CD-DA), CD-ROM (ISO 9660, modalità 1 e modalità 2), CD in modalità mista, CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture, modalità 2, forma 1 e forma 2), video CD, CD-I (CD interattivo), CON DI-Ready, CD-Bridge, Photo CD (singolo e multisessione), Karaoke CD, CD-G, CD-Extra, I-Trax, Enhanced CD (CD Plus), CD multisessione, CD-Text, CD -WO (Scrivi una volta).

Struttura dei file del CD-ROM

La traccia dati di ingresso su un CD inizia con un'area slug, necessaria per la sincronizzazione tra l'unità e il disco. La prossima è l'area di sistema, che contiene informazioni sulla struttura del disco. L'area di sistema contiene anche le directory di questo volume con puntatori o indirizzi di altre aree del disco. La differenza essenziale tra la struttura di un CD e, ad esempio, un floppy disk è che su un CD l'area di sistema contiene l'indirizzo diretto dei file nelle sottodirectory, il che dovrebbe renderli più facili da trovare.Lo standard internazionale ISO 9660 descrive il file sistema su CD-ROM. ISO 9660 Livello 1 è simile al file system MS-DOS: i nomi dei file possono essere lunghi fino a otto caratteri e l'estensione del nome del file (tre caratteri) è separata dal nome del file da un punto. I nomi dei file non possono contenere caratteri speciali ("-", "~", "=", "+"). Quando si nominano i file, vengono utilizzati solo caratteri maiuscoli, numeri e il carattere "_". I nomi delle directory non possono avere estensioni. Ogni file ha una versione: il numero di versione è separato dall'estensione da ";". Le directory possono essere nidificate in profondità 8. ISO 9660 Livello 2 consente nomi di file fino a 32 caratteri, soggetti alle restrizioni sopra descritte. I dischi creati utilizzando questo standard non possono essere utilizzati su numerosi sistemi operativi, incluso MS-DOS.

Si noti che per la maggior parte dei CD, tutte le informazioni successivamente memorizzate su di essi vengono registrate in un ciclo tecnologico, o sessione (singola sessione). Come già accennato, il sommario del disco, ovvero un indicatore di dove e come sono archiviate le informazioni su di esso, è contenuto nel VTOC. Tuttavia, dopo la comparsa della tecnologia che consente di aggiungere informazioni a CD-ROM speciali (add-on), si parlava di CD multisessione e delle unità corrispondenti (multisessione).

Gli elementi principali della struttura del file del CD-ROM sono:

· Descrittore di volume primario (PVD) è sempre nel sedicesimo settore della sessione e contiene i collegamenti alla tabella dei percorsi (PT - Path Table) e alla directory radice (RD - Root Directory);

· la tabella dei percorsi (PT) contiene gli indirizzi delle directory (DF - Directory Files).

Se la struttura del file si estende su più di una sessione, i collegamenti dalla directory principale delle sessioni successive includono i collegamenti alle directory delle sessioni precedenti e quindi le directory delle sessioni precedenti diventano disponibili nelle sessioni successive. La possibilità di aggiornare i file si basa su questo. Nonostante l'impossibilità di cancellazione, viene preservato per l'utente l'effetto di “sovrascrittura”: ciò si ottiene sovrascrivendo in una sessione successiva le directory contenenti i link al file sostituito. Il file viene, ovviamente, scritto anche in una sessione successiva, e un collegamento ad esso è incluso nella nuova revisione del catalogo. L'accesso standard ai file utilizzerà i collegamenti dalla directory principale dell'ultima sessione e il file apparirà aggiornato, anche se sarà comunque possibile accedere alla versione precedente utilizzando un collegamento dedicato.

È anche possibile che la sessione registrata successivamente sia indipendente, nel qual caso i collegamenti alle sessioni saranno simili ai collegamenti alle diverse partizioni del disco fisico. Per il normale funzionamento del file system con CD-R, è altamente desiderabile un'unità che "capisca" i dischi multisessione. È facile verificare se un'unità ha tali capacità: basta guardare la directory di un disco multisessione: un giocatore primitivo "vedrà" solo le directory e i file della prima sessione.

Come puoi vedere, i formati di registrazione risultano essere abbastanza strettamente correlati al dispositivo dell'unità CD-ROM.

cd- RWdischi

Il termine CD - RW denota un tipo relativamente nuovo di dischi registrabili che sono stati ampiamente commercializzati nel 1997. a differenza di CD - R dischi (cioè dischi su cui è possibile solo aggiungere informazioni), CD - RW i dischi consentono almeno 1000 volte di cancellare/riscrivere parzialmente o completamente le informazioni. Il principio di base della riscrittura si basa sul fatto che la sostanza utilizzata come strato di lavoro può trovarsi in uno dei due stati stabili: cristallino o amorfo, rispettivamente, trasmettendo il raggio laser allo strato riflettente e viceversa, o diffondendo la luce.

Se la sostanza si trova nel primo (stato cristallino), il raggio laser di lettura passa liberamente attraverso lo strato di lavoro, viene riflesso dallo strato riflettente e infine colpisce il fotorilevatore, che corrisponde all'"1" logico. Se la sostanza è in uno stato amorfo, il raggio viene diffuso senza colpire infine il fotorivelatore, che corrisponde a uno "0" logico.

Per trasferire una sostanza da uno stato all'altro, vengono utilizzate modalità speciali di riscaldamento e raffreddamento mediante un raggio laser. Innanzitutto, la sostanza si riscalda fino alla sua temperatura più alta T 1, mentre perde la sua struttura, divenendo amorfo localmente nel punto di focalizzazione del raggio laser; se poi spegni completamente il laser, ad es. estinguere T 1 >> T Camera , quindi la sostanza rimarrà in uno stato amorfo quando si raffredda. Se il laser non viene spento, ma solo per ridurne la potenza e spegnersi completamente solo dopo un po' di tempo, quindi a causa del raffreddamento a 2 stadi T 1 >> T 2 >> T stanza, la sostanza dello strato di lavoro ha il tempo di cristallizzare.

Conclusione

I CD-ROM di oggi sono "nati" da dischi audio, la cui disponibilità tecnologica al rilascio esiste da più di 15 anni. Durante questo periodo, sono emerse nuove opportunità tecnologiche e un mercato sufficiente per creare un dispositivo focalizzato sull'archiviazione efficiente dei dati e mezzi convenienti per accedervi. Le possibilità del formato basato sul Red Book sono quasi esaurite (basta archiviare il sommario nel Q-frame del sottocanale con settori vuoti taglia alla radice la possibilità di utilizzare piccole sessioni). Naturalmente, il mondo sta cercando CD più moderni. Tali CD sono in attesa sul mercato da molto tempo, non solo hanno trovato un nome (High Density Compact Disk - CD HD), ma sono anche riusciti a cambiarlo in MMCD (Multi Media CD). Si prevede che riducendo la lunghezza d'onda del laser letto, sarà possibile ridurre la dimensione del pozzo e la distanza tra le tracce. In combinazione con strutture di archiviazione migliorate e strumenti di correzione degli errori più moderni, potrebbe essere possibile raggiungere una capacità di archiviazione di 3,7 GB per disco. Una capacità ancora maggiore è promessa dalla tecnologia multi-superficie, in cui la registrazione viene effettuata su più (per cominciare, su due) strati situati uno sopra l'altro. La scelta dello strato leggibile è assicurata focalizzando il raggio su di esso, e l'ottica a fuoco estremamente corto permette di ridurre l'interferenza da un altro strato ad un valore accettabile.

Pertanto, i CD sono saldamente radicati nelle nostre vite, perché. sono ancora i supporti di memorizzazione più universali nel moderno mondo dell'informazione e un esame dettagliato della struttura di questi dispositivi è parte integrante dello studio di questo misterioso universo informatico.

Letteratura

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L'era dei CD sta lentamente ma inesorabilmente diventando un ricordo del passato. Ora la maggior parte degli utenti moderni non sa nemmeno e in che modo differiscono dagli standard R e ROM. Per capire qual è la differenza, è necessario ricordare la storia della loro creazione. Solo allora sarà possibile determinare la loro principale differenza rispetto ai CD classici.

La storia dello sviluppo dei supporti CD ottici

Il primo CD è stato sviluppato da Philips. Sono considerati i pionieri in questo settore. All'inizio, i dischi ottici avevano un bel po' di spazio di archiviazione. Il volume iniziale di un tale "vuoto" era di 640 megabyte. Ma nel tempo è aumentato a 700. I primi dischi ottici del formato "compatto" si chiamavano CD-R. Ciò significava che potevano scrivere i dati solo una volta. Per molto tempo sono stati usati come vettori. Tuttavia, con il passare del tempo, la tecnologia si è sviluppata e molto presto i produttori hanno presentato un CD-RW riscrivibile. Questa abbreviazione (RW) deriva dalla parola inglese Rewritable. Tali supporti ottici sono diventati irrealisticamente popolari tra gli utenti. L'idea stessa di riscrivere su disco sembrava incredibile. Ma c'era uno svantaggio. La velocità di scrittura su tali supporti era molto bassa. Mentre il disco R standard è stato scritto a x53, i dischi RW Classic dovevano essere scritti a x6. Ciò non durò a lungo, tuttavia, poiché i CD standard caddero presto fuori moda.

L'emergere del DVD

Il declino dei "compatti" classici è direttamente correlato all'emergere di un nuovo formato: DVD-R. Queste unità ottiche avevano un volume gigantesco (rispetto ai CD). Potrebbero contenere 4,5 gigabyte di informazioni. È stata una svolta. Come previsto, qualche tempo dopo il successo dell'inizio dei DVD classici, sono comparsi i dischi DVD-RW, che consentono di registrare più volte su uno o un altro supporto. E questa soluzione è diventata incredibilmente popolare.

I DVD sono stati utilizzati quasi ovunque: su di essi sono stati registrati programmi, sistemi operativi, film e altre informazioni. Anche la musica in formati senza perdita di qualità è stata scritta su dischi DVD. E a questo proposito, i dischi DVD-RW sembravano la soluzione più versatile. E presto c'erano i DVD a due strati, che contenevano quasi 10 gigabyte di informazioni. Questa è stata davvero una svolta. Per molto tempo i DVD sono stati usati ovunque. Sono stati rilasciati anche giocatori speciali. Potevano anche leggere RW, quindi gli utenti hanno registrato diversi film su di loro contemporaneamente. E quando si annoiavano, registravano di nuovo. Questo è andato avanti per molto tempo. Ma l'era dei DVD è finita.

Era del Blu-ray

I supporti Blu-ray hanno sostituito i DVD classici e double layer. Si distinguevano per la loro maggiore capacità. Uno di questi dischi potrebbe contenere circa 25 gigabyte di informazioni. Questo è molto. I formati video HD sono emersi nello stesso periodo. I film in questo formato si adattano perfettamente a BD. Ciò ha determinato il campo di applicazione di tali supporti ottici: l'industria cinematografica.

In effetti, mantenere la libreria su BD era in qualche modo sbagliato. Inoltre, allo stesso tempo, è apparso Internet sviluppato a passi da gigante e grandi unità USB. I dischi non erano più necessari, solo i BD erano ancora a galla. E questo è solo grazie a coloro che amano guardare i film con la massima qualità nel proprio home theater. Nel corso del tempo (come dovrebbe essere), sono comparsi i dischi BD e BD-RW a doppio strato. Questi ultimi hanno permesso di riscrivere le informazioni su se stessi. Ma dato il volume dei supporti Blu-Ray e la bassa velocità di scrittura su RW, questa opzione non ha guadagnato popolarità. Fino ad oggi, BD-RW rimane solo una tecnologia divertente. Ma niente di più.

L'importanza della tecnologia Blu-Ray è attualmente in fase di ripensamento. Ci sono nuove risoluzioni video: 2K e 4K. E richiedono molto più spazio e non si adatteranno mai a un classico disco BD. L'era del Blu-Ray probabilmente finirà presto. Ma questa è una storia completamente diversa.

Conclusione

Quindi, abbiamo parlato delle caratteristiche dei dischi RW e rivisto la storia dello sviluppo dei supporti ottici. I CD classici vengono già utilizzati esclusivamente nell'industria musicale. Nessuno ha sentito parlare di DVD per molto tempo. La tecnologia Blu-ray ora regna sovrana. Ma a giudicare dalle ultime tendenze nel mondo dell'intrattenimento multimediale, i giorni della tecnologia di cui sopra sono contati. Forse i produttori stanno ora sviluppando un nuovo tipo di supporto ottico. Ma cosa accadrà dopo, te lo diremo la prossima volta ...

2011-05-03T00: 55

2011-05-03T00: 55

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Come funziona un CD?

Il design del disco CD-DA (Compact Disk - Digital Audio) e il metodo di registrazione del suono su di esso sono descritti dallo standard proposto da Sony e Philips, pubblicato nel 1980 con il nome Red Book (Red Book).

Un compact disc (CD) standard è costituito da tre strati: base, riflettente e protettivo. La base è realizzata in policarbonato trasparente, sulla quale viene formato a pressione un rilievo informativo. Uno strato metallico riflettente (alluminio, oro, argento, altri metalli e leghe) viene spruzzato sulla parte superiore del rilievo. Lo strato riflettente è ricoperto sulla parte superiore con uno strato protettivo di policarbonato o vernice neutra, in modo che l'intera superficie metallica sia protetta dal contatto con l'ambiente esterno. Lo spessore totale del disco è di 1,2 mm.

Il rilievo informativo del disco è un percorso a spirale continuo che parte dal centro e consiste in una sequenza di fosse (fosse). Gli spazi tra le fosse sono chiamati terre. Alternando pit e gap di diversa lunghezza, sul disco viene registrato un segnale digitale codificato: il passaggio da gap a pit e viceversa significa uno, e la lunghezza di un pit o gap è la lunghezza di una serie di zeri. La distanza tra le spire del binario è scelta da 1,4 a 2 µm, lo standard definisce la distanza come 1,6 µm.

Come viene presentato il segnale audio sul disco?

Il segnale audio stereo originale viene digitalizzato in campioni a 16 bit (quantizzazione lineare) con una frequenza di campionamento di 44,1 kHz. Il segnale digitale risultante è chiamato PCM (Pulse Code Modulation, PCM), poiché ogni impulso del segnale originale è rappresentato da una parola di codice separata. Ogni sei campioni dei canali sinistro e destro vengono formati in frame primari, o microframe, di 24 byte (192 bit), che arrivano a una velocità di 7350 pezzi al secondo, che vengono codificati utilizzando un CIRC (Cross Interleaved Reed-Solomon Code) -Solomon cross-interleaving) secondo lo schema: interleaving con ritardo di 1 byte, livello di codifica C2, interleaving con ritardo variabile, livello di codifica C1, interleaving con ritardo di 2 byte. Il livello C1 è inteso per rilevare e correggere errori singoli, C2 - per errori di gruppo. Il risultato è un blocco di 256 bit di lunghezza, i cui dati sono provvisti di bit di rilevamento e correzione dell'errore, e anche "spalmato" al blocco, che porta alla registrazione di dati audio adiacenti in aree fisicamente non contigue di disco e riduce l'impatto degli errori sui singoli campioni.

Il codice Reed-Solomon ha una ridondanza del 25% e può rilevare fino a quattro byte errati e correggere fino a quattro byte persi o due byte errati. La lunghezza massima di un pacchetto di errori completamente correggibile è di circa 4000 bit (~ 2,5 mm di lunghezza della traccia), tuttavia, non tutti i pacchetti di questa lunghezza possono essere completamente corretti.

Dopo il secondo interleaving, a ciascun blocco ricevuto vengono aggiunti i bit dei sottocodici - P, Q, R, S, T, U, V, W; ogni blocco riceve otto bit di sottocodice. Quindi, ogni 98 blocchi con sottocodici vengono formati in un superframe della durata di 1/75 sec (il volume dei dati audio puri è 2352 byte), detto anche settore, in cui i sottocodici dei primi due blocchi fungono da sincronizzazione indicatore e i restanti 96 bit di ciascun sottocodice formano una parola P, una parola Q, ecc. All'interno di una traccia, una sequenza di parole del sottocodice viene anche chiamata canali del sottocodice.

Parole o canali di sottocodici vengono utilizzati per controllare il formato di registrazione, visualizzare frammenti di un fonogramma, ecc. - ad esempio, il canale P viene utilizzato per contrassegnare le tracce audio e le pause tra di esse (0 - pausa, 1 - suono) e il canale Q - per contrassegnare il formato di tracce e settori, registrare TOC (Table Of Contents) e timestamp, in base al quale viene tracciato il tempo di riproduzione. Il canale Q può essere utilizzato anche per registrare informazioni nell'ISRC (International Standard Recording Code), destinato a rappresentare informazioni sul produttore, tempo di rilascio, ecc., nonché per dividere la traccia in frammenti separati (totale sull'audio che un disco può avere fino a 99 tracce, ognuna delle quali può contenere fino a 99 tracce).

Alla fine, i frame così incorniciati sono codificati in canale in termini di pit-gap utilizzando un codice di ridondanza 8/14 (Eight to Fourteen Modulation - EFM), in cui i byte originali sono codificati in parole a 14 bit per aumentare l'intelligibilità del segnale. Tre bit di colla vengono inseriti tra le parole per rispettare i vincoli sul numero di uno e zero adiacenti, il che facilita la demodulazione e riduce la componente continua del segnale. Di conseguenza, vengono ottenuti 588 bit di canale da ciascun chip primario e il flusso di bit risultante viene scritto su disco a una velocità di 4,3218 (588 x 7350) Mbps. Poiché la codifica EFM fornisce un flusso digitale in cui ci sono più zeri che uno, il sistema è stato scelto per rappresentare gli uni dai confini del pozzo e dello spazio vuoto e il numero di zeri tra gli uni - la lunghezza del pozzo o il divario, rispettivamente.

All'inizio del disco c'è una cosiddetta zona di ingresso, che contiene informazioni sul formato del disco, la struttura dei programmi sonori, gli indirizzi delle tracce, i titoli delle opere, ecc. Alla fine, viene scritta la zona di uscita (numero di traccia AA), che funge da confine dell'area registrata del disco; il bit del codice P in questa zona cambia ad una frequenza di 2 Hz. Alcuni lettori consumer non sono in grado di riconoscere un disco senza questa zona, ma molti possono farne a meno. Tra le aree lead-in e lead-out, viene registrata un'area di memoria di programma (PMA) che contiene i dati audio effettivi. L'area del programma è separata dall'area di ingresso da una sezione di 150 blocchi vuoti (2 secondi), che funge da pre-spazio.

Il tempo di registrazione totale sul CD è di 74 minuti, tuttavia, riducendo il passo della traccia standard e la distanza tra i box, è possibile ottenere un aumento del tempo di registrazione, a scapito dell'affidabilità della lettura in un'unità disco standard.

Come vengono registrati e realizzati i CD?

Il metodo principale per creare dischi è premere da una matrice. L'originale è formato dal nastro master digitale originale, contenente il segnale digitale già preparato e codificato, da una speciale macchina ad alta precisione su un disco di vetro ricoperto da uno strato di fotoresist - un materiale che cambia la sua solubilità sotto l'influenza di un laser trave. Quando si elabora l'originale registrato con un solvente, sul vetro appare il rilievo richiesto, che viene trasferito mediante il metodo dell'elettroformatura su un originale in nichel (negativo), che può fungere da matrice per la produzione su piccola scala o come base per realizzare copie positive, dalle quali, a loro volta, vengono rimossi i negativi per la replica di massa.

Lo stampaggio viene eseguito mediante stampaggio a iniezione: un substrato in policarbonato con un rilievo viene premuto da una matrice negativa, uno strato riflettente viene spruzzato sulla parte superiore, che viene ricoperto di vernice. Le etichette informative e le immagini vengono solitamente applicate sopra lo strato protettivo.

I dischi registrabili (CD-R, "blanks") sono realizzati allo stesso modo, ma tra la base e lo strato riflettente c'è uno strato di materia organica che si scurisce quando viene riscaldato. Nello stato iniziale, lo strato è trasparente; se esposto a un raggio laser, si formano aree opache, equivalenti a pite. Per facilitare il tracciamento della traccia durante la registrazione su un disco, durante il processo di fabbricazione viene formato un rilievo preliminare (marcatura), la cui traccia contiene segni di frame e segnali di sincronizzazione registrati con un'ampiezza ridotta e successivamente sovrapposti al segnale registrato.

I dischi registrabili, per la presenza di uno strato di fissaggio organico, hanno una riflettività inferiore rispetto a quelli stampati, motivo per cui alcuni lettori compact disc (CDP), progettati per dischi standard in alluminio e non avendo margini di sicurezza in lettura, possono riprodurre dischi CD-R meno affidabile del solito.

Come vengono riprodotti i CD?

Durante la riproduzione, un CD audio ruota a una velocità lineare costante (CLV) alla quale la velocità della traccia relativa al giradischi è di circa 1,25 m/s. Il sistema di stabilizzazione della velocità di rotazione la mantiene ad un livello tale da garantire la velocità del flusso digitale letto pari a 4.3218 Mbit/s, pertanto, a seconda della lunghezza dei pit e dei gap, la velocità effettiva può variare. Allo stesso tempo, la velocità angolare del disco cambia da 500 giri/min durante la lettura delle sezioni più interne della pista a 200 giri/min nella parte più esterna.

Un laser a semiconduttore con una lunghezza d'onda di circa 780 nm (gamma dell'infrarosso) viene utilizzato per leggere le informazioni dal disco. Il raggio laser, passando attraverso la lente di messa a fuoco, cade sullo strato riflettente, il raggio riflesso entra nel fotorivelatore, dove vengono determinati buchi e spazi vuoti e la qualità della messa a fuoco del punto sulla pista e il suo orientamento lungo il centro della pista è controllato. Quando la messa a fuoco è disturbata, l'obiettivo si muove, operando secondo il principio di un diffusore dell'altoparlante (bobina mobile), quando devia dal centro della traccia, l'intera testa si muove lungo il raggio del disco. In sostanza, i sistemi di controllo per l'obiettivo, la testa e il motore del mandrino nell'azionamento sono sistemi di controllo automatico (ACS) e seguono costantemente la traccia selezionata.

Viene demodulato il segnale ricevuto dal fotorivelatore nel codice 8/14, a seguito del quale viene ripristinato il risultato della codifica CIRC con sottocodici aggiunti. Quindi i canali del sottocodice vengono separati, il CIRC viene deinterlacciato e decodificato su un correttore a due stadi (C1 - per errori singoli e C2 - per errori di gruppo), per cui la maggior parte degli errori introdotti da irregolarità durante la timbratura, vengono rilevati e corretti difetti ed eterogeneità dei materiali del disco, graffi su di esso superficie, definizione sfocata del pit/gap nel fotorivelatore, ecc. Di conseguenza, il flusso di campioni audio "puri" viene inviato al DAC per la conversione in forma analogica.

Nei lettori sonori, dopo il correttore, è presente anche un interpolatore di varia complessità, che ripristina approssimativamente campioni errati che non è stato possibile correggere nel decodificatore. L'interpolazione può essere lineare, nel caso più semplice, polinomiale o utilizzando curve morbide complesse.

Per eseguire il deinterlacciamento, qualsiasi dispositivo di lettura di CD dispone di una memoria buffer (dimensione standard - 2 kb), che viene utilizzata anche per stabilizzare il bit rate. Diverse strategie possono essere utilizzate per la decodifica, in cui la probabilità di rilevare errori di gruppo è inversamente proporzionale all'affidabilità della loro correzione; la scelta della strategia è lasciata alla discrezione dello sviluppatore del decoder. Ad esempio, per un lettore CD con un potente interpolatore, potrebbe essere selezionata una strategia con un'enfasi sulla massima rilevazione e per un CDP con un semplice interpolatore o un'unità CD-ROM, una strategia con un'enfasi sulla correzione massima.

Quali sono i parametri del segnale acustico sul CD?

I parametri di campionamento standard - frequenza di campionamento 44,1 kHz e profondità di bit 16 - determinano le seguenti caratteristiche del segnale calcolate teoricamente:

• Gamma di frequenza: 0..22050 Hz
• Gamma dinamica: 98 dB
• Livello di rumore: -98 dB
• Distorsione armonica totale: 0,0015% (al massimo livello di segnale)

Nei veri dispositivi di registrazione e riproduzione di CD, le alte frequenze vengono spesso tagliate a 20 kHz per creare un margine per la risposta in frequenza del filtro. Il livello di rumore può essere inferiore a 98 dB nel caso di un DAC lineare e un amplificatore di uscita rumoroso, o maggiore nel caso di sovracampionamento a una frequenza più elevata utilizzando un DAC come Delta-Sigma, Bitstream o MASH e amplificatori a basso rumore. La distorsione armonica totale (THD) dipende fortemente dai circuiti di uscita del DAC e dalla qualità dell'alimentazione.

La gamma dinamica di 98 dB viene determinata per CD, in base alla differenza tra i livelli minimo e massimo del segnale audio, tuttavia, su un segnale piccolo, il livello di distorsione non lineare aumenta notevolmente, motivo per cui la gamma dinamica reale, all'interno della quale un viene mantenuto un livello accettabile di distorsione, di solito non supera i 50-60 dB.

Cos'è il jitter?

Il jitter è un jitter di fase veloce (in relazione alla durata del periodo) di un segnale digitale, quando viene violata la rigida uniformità del fronte di salita dell'impulso. Tale jitter si verifica a causa dell'instabilità dei generatori di clock, nonché nei punti in cui il segnale di clock viene estratto dal segnale complesso utilizzando il metodo PLL (Phase Locked Loop). Tale estrazione avviene, ad esempio, nel demodulatore del segnale letto dal disco, a seguito del quale si forma un segnale di clock di riferimento, il quale, correggendo la velocità di rotazione del disco, si "adatta" alla frequenza di riferimento di 4,3218 MHz. La frequenza del segnale di sincronizzazione, e quindi la sua fase e la fase del segnale di informazione, oscillano continuamente a frequenze diverse. Un ulteriore contributo può essere dato dalla disposizione irregolare delle fossette sul disco, causata, ad esempio, da una stampa di scarsa qualità o da una registrazione instabile.

Tuttavia, il jitter nel segnale dal disco è completamente compensato dal buffer di ingresso del decodificatore, quindi qualsiasi jitter e knock che si verifica prima che il segnale venga bufferizzato viene eliminato in questa fase. Il campionamento del buffer è controllato da un oscillatore stabile a frequenza fissa, ma tali oscillatori presentano anche una certa, seppur molto minore, instabilità. In particolare può essere causato da disturbi nei circuiti di alimentazione, che a loro volta possono manifestarsi nei momenti di attivazione del sistema di controllo automatico e correzione della velocità del disco o della posizione della testina/obiettivo. Sui dischi di bassa qualità, queste correzioni si verificano più spesso, dando ad alcuni esperti un motivo per collegare direttamente la stabilità del segnale in uscita alla qualità del disco, anche se in realtà il motivo non è abbastanza buono per il disaccoppiamento dei sistemi CDP.

Cosa significano le abbreviazioni AAD, DDD, ADD?

Le lettere di questa abbreviazione riflettono le forme d'onda utilizzate durante la creazione del disco: la prima - durante la registrazione originale, la seconda - durante l'elaborazione e il missaggio, la terza - il segnale master finale da cui viene formato il disco. "A" sta per forma analogica, "D" sta per digitale. Il segnale master per CD esiste sempre solo in forma digitale, quindi la terza lettera dell'abbreviazione è sempre "D".

Sia le forme d'onda analogiche che quelle digitali presentano vantaggi e svantaggi. Durante la registrazione e l'elaborazione di un segnale in forma analogica, i suoi "elementi sottili", in particolare le armoniche più elevate, vengono preservati in modo più completo, tuttavia, il livello di rumore aumenta e le caratteristiche di frequenza di ampiezza e frequenza di fase (AFC / PFC) sono distorte . Durante l'elaborazione in forma digitale, le armoniche superiori vengono forzatamente tagliate a metà della frequenza di campionamento, e spesso anche inferiori, ma tutte le ulteriori operazioni vengono eseguite con la massima precisione possibile per la risoluzione selezionata. Un segnale che ha subito un'elaborazione analogica è valutato da un certo numero di esperti come "più caldo" e "vivace", ma molti metodi moderni di elaborazione del segnale sono accettabili solo in forma digitale.

Due dischi identici possono suonare in modo diverso?

Prima di tutto, devi assicurarti che i dischi contengano un segnale audio digitale identico. La corrispondenza binaria completa di due dischi a livello di buche e spazi vuoti è quasi impossibile a causa di piccoli difetti del materiale e distorsioni durante l'elaborazione e la pressatura della matrice, tuttavia, grazie alla codifica ridondante, la stragrande maggioranza di questi errori viene corretta durante la decodifica, fornendo lo stesso flusso digitale "di alto livello".

È possibile confrontare i contenuti digitali dei dischi leggendoli in un'unità CD-ROM che supporta Read Long o Raw Read - leggendo "settori lunghi", che sono in realtà superframe CD-DA di 2.352 byte ciascuno. Puoi leggere di più su questo nelle FAQ sul CD-ROM o nel manuale CD-DA Grabbers / Rippers. È inoltre possibile confrontare i dischi su apparecchiature da studio in grado di leggere i dischi digitalmente su un registratore DAT.

Ci possono essere diverse ragioni per le differenze digitali tra dischi simili all'udito. Alcune unità CD-ROM e altri lettori CD-DA digitali possono introdurre sottili distorsioni nel segnale per impedire la copia diretta (ad esempio, utilizzando polinomi uniformi) e la maggior parte delle unità che supportano i comandi di lettura full frame lo fanno in modo impreciso e impreciso. Quando si effettuano copie (ristampe) di dischi audio, soprattutto in modo piratato, spesso vengono copiati con il ricampionamento su un'altra frequenza (ad esempio 48 kHz in DAT) con successivo ricampionamento all'originale, o anche tramite un percorso analogico con doppio conversione digitale/analogico. Diverse versioni del software di registrazione di CD-R distorcono anche intenzionalmente o accidentalmente i dati originali, in modo che la copia non corrisponda all'originale.

Va notato che anche se il contenuto digitale di due dischi coincideva quando venivano confrontati in un determinato sistema (CD-ROM, dispositivi speciali per confrontare l'originale/copia, ecc.), ciò non significa affatto che questo o quello CDP da loro verranno decodificati anche segnali digitali identici. Pertanto, il modo più affidabile per scoprire il motivo della differenza di suono è utilizzare un CDP con un'uscita digitale, da cui, durante l'ascolto di entrambi i dischi, registra su un dispositivo di archiviazione. Il successivo confronto digitale dei segnali ricevuti mostrerà dove nel lettore vengono apportate le modifiche udibili dall'orecchio al segnale.

Naturalmente, prima di confrontare l'originale con la copia in questo modo, è necessario assicurarsi che i risultati della lettura multipla degli stessi dischi siano ripetibili. In questo caso, vari segnali digitali possono indicare una lettura del disco inaffidabile o scarse prestazioni delle interfacce digitali (ricevitore, trasmettitore, cavo, connettori). L'identità dei dati digitali durante la riproduzione ripetuta di più dischi può essere considerata un indicatore sufficiente dell'affidabilità sia dei dischi stessi che dei sistemi di lettura, decodifica e trasmissione intermodulare.

Il confronto uditivo del suono del disco deve essere corretto: il più riconosciuto è il test in doppio cieco. L'essenza del metodo è che l'esperto (ascoltatore) non dovrebbe vedere manipolazioni con l'attrezzatura e la persona che le produce, e questa persona stessa, che cambia arbitrariamente i dischi, non dovrebbe conoscere le peculiarità del loro contenuto. Pertanto, qualsiasi influenza, anche "sottile" e inesplorata, delle persone sull'attrezzatura e l'una sull'altra è esclusa il più possibile e l'opinione dell'esperto è considerata estremamente imparziale.

Cos'è l'HDCD?

High Definition Compatible Digital è una codifica audio "super-sistema" per CD che utilizza il formato CD-DA standard. Un segnale audio con una profondità di bit e una frequenza di campionamento più elevate viene elaborato digitalmente, per cui la parte principale viene estratta da esso, codificata, come di consueto, utilizzando il metodo PCM, e le informazioni aggiuntive, che chiariscono i dettagli fini, vengono codificate nel bit meno significativi di campioni (LSB) e regioni spettrali mascherate ... Quando si riproduce un disco HDCD su un normale CDP, viene utilizzata solo la parte principale del segnale, mentre quando si utilizza un CDP speciale con un decodificatore integrato e un processore HDCD, tutte le informazioni sul segnale vengono estratte dal codice digitale.

Come gestisco i CD?

Evitando danni meccanici a qualsiasi superficie, contatto con solventi organici e luce diretta diretta, urti e piegature del disco. La scrittura su dischi registrabili è consentita solo con matite o speciali pennarelli, escludendo la pressione e l'uso di penne a sfera o stilografiche.

Fare attenzione a non piegare il disco quando lo si rimuove dalla confezione. Un metodo comodo e sicuro richiede due mani: il pollice sinistro preme delicatamente il fermo, allentandolo, mentre l'altra mano rilascia il disco dal fermo. Il metodo a una mano, in cui l'indice perde il fermo e il pollice e il medio rimuovono il disco, richiede un coordinamento più preciso delle forze, senza il quale è facile piegare il disco o rompere le linguette del fermo.

Un disco sporco può essere lavato con acqua tiepida e sapone o con un tensioattivo non corrosivo (shampoo, detersivo in polvere), o con liquidi prodotti appositamente. I graffi superficiali sullo strato trasparente possono essere lucidati con paste lucidanti che non contengano solventi organici e oli o con un normale dentifricio.

Che cos'è un pennarello verde e perché è necessario?

Molti utenti ed esperti affermano che un disco elaborato in questo modo offre un suono più pulito nei dispositivi di fascia alta, attribuendo ciò a una lettura più accurata delle informazioni digitali da un disco, che, nella sua forma originale, presumibilmente non può essere letto in modo affidabile nella maggior parte unità. Tuttavia, un sistema (drive e decoder) accuratamente realizzato è in grado di leggere correttamente non solo dischi grezzi, ma anche dischi di qualità media, anche quelli leggermente sporchi e graffiati, quindi non vanno ricercati i possibili motivi del miglioramento del suono nel disco. Le spiegazioni più probabili per questo fenomeno sembrano essere gli stessi fattori che creano il diverso suono delle copie dei dischi abbinate digitalmente.

Dove posso trovare maggiori informazioni sui CD?