CD
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.
A CD (a Compact Disc rövidítése) általában 700 MB (megabájt) kapacitású optikai tároló, amely hang, kép, valamint adat digitális formátumú tárolására használatos.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Műszaki specifikációk, a CD-k fajtái
Méreteit tekintve a CD általában 120 mm átmérőjű, és 1,2 mm vastag. Ritka ugyan, de léteznek a Mini–CD lemezek, 80 mm-es átmérővel. Legelőször 115 mm volt a szabvány, azonban 1979 után az 120 mm-es lemezek állandósultak, 1982-től jöttek forgalomba.
Az írható CD-ken az információt egy nagyon vékony filmszerű hordozórétegbe égetik be. Erre a célra infravörös színű lézerdiódákat alkalmaznak. Ezek fényét fókuszálva a hordozórétegben maradandó, kis tűszerű kráterek, elváltozások keletkeznek. Az információ kiolvasása szintén lézerfény segítségével történik, csak csökkentett energiaszinttel. A lemez információhordozó-rétegéről visszaverődő fényt az optoelektronikai fejegység érzékeli, és feldolgozza, megfelelő jeleket hozva létre az információ biztonságos kiolvashatóságához.
A CD-k különböző fajtái a következők:
- CD-DA (CD-Digital Audio, hanganyag tárolására)
- CD-ROM (adat, préselt)
- CD-R (írható)
- CD-RW (újraírható)
A CD-n a hangot az adathoz képest teljesen eltérő módon tárolják.
A CD megalkotásakor az egyik legnagyobb probléma a hibás bájtok kiszűrése volt. Ennek érdekében minden bájtot kibővítenek 14 bitre, melyből az utolsó hatot az előző nyolcból generálják egy algoritmussal. Ezzel nem csupán ellenőrizni lehet az adat sértetlenségét, de a módszer garantálja, hogy ne követhesse egymást 14 nulla (mivel akkor az olvasófej "elszámolhatná" magát).
- Az audió CD-k lejátszása úgy történik, hogy a beolvasott adatot keresztülfuttatják egy digitális-analóg átalakítón (DAC), ami egy számból egy adott nagyságú feszültséget produkál.
A CD-k az idő során nem csupán tárolóképességükben, hanem szerkezetileg is sokat fejlődtek. Amikor megjelentek az újraírható CD-k, az olvasófejeken is változtatni kellett. Ezeknél ugyanis olyan lemezanyagot kell használni, ami törölhető, azaz képes visszanyerni eredeti állapotát. Az újraírható CD-k felülete tükröződő és egy különleges festékkel van bevonva. Az írónak három, különböző erősségű lézersugárral kell rendelkeznie. A leggyengébb az olvasó lézer, ami nem változtatja meg a CD-t. A legerősebb az író lézer, ez annyira felmelegíti a festékréteget, hogy az opálossá válik, így később a lézersugár nem tud visszaverődni a CD felületéről. A törlő lézer valahol a másik kettő között van, és csak annyira melegíti fel a CD-t, hogy amikor a felső réteg lehűl, átlátszó legyen.
Ezeknek a CD-knek az egyesei és a nullái kevésbé térnek el egymástól, mint az egyszer írhatóknál, így olvasásuk valamivel bonyolultabb. Az olvasónak érzékenyebbnek kell lennie és először be kell magát kalibrálnia a CD elején található szakaszokkal.
A CD-ROM (angol: Compact Disc Read Only Memory) kb. az 1980-as évek végén piacra dobott univerzális adathordozó, illetve médialemez.
Csak olvasható (véglegesített) adathordozó. Két technológiával készülhet:
- Gyári préselt lemez: Általában nagy sorozatban készült lemezek (pl. műsoros audió CD). Az adathordozó rétegbe sablonnal préselik a jeleket.
- Otthon készített: Számítógépes, illetve asztali CD- vagy DVD-íróval készül. Az adathordozó rétegbe lézerrel égetik a jeleket.
[szerkesztés] Történet
Kétségtelen, hogy az 1979-es év hangtechnikai szenzációja a Philips cég bejelentése volt, miszerint az év második felétől sorozatban gyártja új hanglemezét és lemezjátszóját, a lézeres letapogatású "Compact Disc"-et. A technológiai eljárást már az 1970-es évek elején kidolgozták és még 1976-ban bejelentették. Azonban a teljes CD-gyártó apparátust és a lejátszókészülék-gyártó üzemet csak 1979-re tudták olyan helyzetbe hozni, hogy kisebb széria előállítására is alkalmas legyen. 1979-ben a Philips és a Sony egy rendkívüli képességekkel rendelkező kutatócsoportot hozott létre, az új digitális audiólemez megalkotására. A mérnökcsoport vezetői Kees Immink és Toshitada Doi voltak. Több mint egy éves kutatás után a mérnökcsoport nyilvánosságra hozta az ún. "Vörös Könyv"-et, mely a Compact Disc alapjait és struktúráját tartalmazta. A Philips szabadalmaztatta az általános gyártási eljárást, mely a videó LaserDisc technológiáján alapul. Valamint az Eight-to-Fourteen Modulation technológiát (EFM), mely egyszerre nyújt hosszú lejátszási időt és magas rezisztenciát az ujjlenyomatokkal és karcolásokkal szemben. Míg a Sony védjegye a hibakorrekciós eljárás, a CIRC.
Egy korábbi kutatócsoportban dolgozó mérnök a Compact Disc kifejlesztését "egy közösen, sok ember által létrehozott szellemi termék létrejötteként" jellemezte.
A Compact Disc 1982 végén lépett be az ázsiai piacra, s a következő év elején megjelent az amerikai illetve más piacokon is. Az első kereskedelmi forgalomba került CD-k 16 darab japán számot tartalmaztak és a CBS/Sony adta ki őket. Ezt az eseményt gyakran a digitális audióforradalom "Big Bang"-jeként emlegetik. Az új audiólemezt hatalmas érdeklődéssel és csodálattal fogadták, különösen a klasszikus zene rajongói, a kiváló minősége miatt. Ahogy a CD-lejátszók ára rohamosan csökkenni kezdett, úgy értek el egyre nagyobb közkedveltséget a pop- és rockzenei piacon is.
A CD-t eredetileg a hanglemezek utódjaként emlegették, de inkább mint adathordozó érte el sikereit, bár karrierje elején valóban csak és kizárólag zenei számok tárolására alkalmazták. 1985 júniusában a CD-ROM-ot (csak olvasható memória) és 1990-ben az újraírható CD-t (CD-RW) mutatta be a Sony és a Philips.
[szerkesztés] Az adatrögzítés technikája Audio CD-knél
Az audio-CD rögzítési technikája az impulzus-kódmodulációs rendszer (PCM = Pulse Code Modulation) alapelvét követi. A lemezre rögzítendő információt – mint analóg jeleket – először mintavételezéssel és kódolással digitális jelekké alakítják át. Az így előállított impulzus-kódmodulált jeleket egy mesterlemezre rögzítik argon lézersugár segítségével, amely az impulzusjeleknek megfelelő 0,1 mikrométer átmérőjű "lyukakat" éget be a lemez felületébe, körkörös spirálvonal mentén. Az audio-CD felvételi és lejátszási fordulatszáma 1800 fordulat/perc. A felvételt tartalmazó mesterlemez üvegből készül és aranybevonattal van ellátva. Ez képezi a sorozatgyártás alapját. A standard mesterlemezről először galvanoplasztikai úton negatív nyomóformát készítenek, amelynek felületén kiemelkedő pontok képezik a mesterlemezbe "égetett" lyukak helyét. E préselésre használható negatív lemezről tükröző bevonattal ellátott polikarbonát (PC) lemezbe préselik be a kódolt információkat, amelyek hű tükörképei az eredeti mesterlemezen lévő információnak.
Az audio-CD lejátszásához precíz felépítésű futómű és hajtómotor szükséges, amelynek fordulatszámát kvarcoszcillátoros szabályozó áramkör tartja +-0,05%-os tűréssel a névleges szinten.
A lemezen rögzített digitális jeleket optikai érzékelővel működő 2 mikrométer átmérőjű fénynyalábot kibocsátó hélium-neon lézer segítségével tapogatja le a készülék. A lézerfényt egy speciális fókuszáló eszköz vetíti a lemezre, amely mindössze 1,5 mm-re van elhelyezve a fókuszáló egységtől. A körben forgó lemezen mechanikai domborulatokat és mélyedéseket sorra letapogatja a fénynyaláb, s a domborulatokról visszaverődik (ezt érzékeli az optoelektronikai elem). E folyamat során tehát a visszaverődő lézerfényt a lemez digitális jelei modulálják. Ez a modulált fény az optoeletronikai átalakítóban modulált elektromos jellé alakul át, amelyet előbb egy digitális-analóg konverterbe vezetnek, majd az így kapott jelet egy dekódoló áramkörrel alakítják sztereo hangfrekvenciás jellé.
A CD-lejátszóban kettős szervorendszer biztosítja a kifogástalan minőségű lejátszást. Az egyik szervorendszer a futómű hajtómotorjának fordulatszámát vezérli, a másik pedig a lézersugár fókuszálóegységének nyomkövetését szabályozza. A nyomkövető szabályozó +-0,1 mikrométer pontossággal irányítja a lézersugarat a hanglemezen spirál alakban rögzített lyukak középpontjába, s ezek spirálmenetét követve, folyamatosan kijjebb húzza a fókuszáló egységet.
A PCM jelrögzítési és kódolási rendszerrel 2 Hz-től 20 000 Hz-ig +-0,1 dB-en belül egyenletes, lineáris frekvenciamenet rögzíthető. Az elérhető jel-zaj viszony sztereo lemezek esetben jobb, mint 85 dB, az áthallási csillapítás a két csatorna között nagyobb, mint 60 dB. A teljes átviteli rendszer harmonikus torzítása kisebb, mint 0,03%.
[szerkesztés] Gyártás
A CD tömeggyártási technológiája egy hidraulikus nyomásnak nevezett eljárás alapján történik, mely során kis műanyag granulátumokat magas hőmérséklet és jelentős nyomás hatására felhevítenek, majd ezt a forró olvadékot megfelelő formákba öntik, ahol hűlni és megszilárdulni hagyják. Amikor elérte a megfelelő hőmérsékletet, a műanyagkorongokat robotkarok segítségével emelik ki az öntőformából, és vágják bele a 15 mm-es lyukat a közepébe. Ez az eljárás eredményezi az üres CD lemezt. Miután a fémréteg is felkerült a lemez felületére, a CD készen áll a felhasználásra.
A CD írás során nagyerejű lézerrel kezelik a felületet, mely a napjainkban már igen elterjedt CD írókra hasonlít. Az eljárás első lépcsőjében egy negatív lemezt készítenek, mely a sokszorosítás alapjául szolgál. A továbbiakban ezt veszik alapul a gyártásban. Miután teljesen elkészül a lemez, a csomagoló üzembe kerül, ahol általában felmatricázzák, illetve a dobozát is megkapja.
[szerkesztés] Forrás
- Csabai Dániel: Magnósok évkönyve, 1980
