CD ROM е
Легендите на компактдиска
Въпреки факта, че е минало много малко време от изобретяването на компактдискове, това събитие вече е придобило много легенди.
Версия на Джеймс Ръсел
Има версия, че компактдискът е изобретен не от Philips и Sony, а от американския физик Джеймс Ръсел [2], който е работил в Optical Recording. Още през 1971 г. той демонстрира изобретението си за съхранение на данни. Той направи това за "лични" цели, като искаше да предотврати надраскване на виниловите си плочи от игли за звукозаписи. Осем години по-късно подобно устройство е "независимо" изобретено от Philips и Sony.
Деветата симфония на Бетовен и CD
Очевидци и преговарящи свидетелстват, че до май 1980 г. Philips и Sony не са имали общо мнение относно външния диаметър на диска. От гледна точка на инженерите на Sony, диаметър от 100 мм е достатъчен, тъй като позволява миниатюризиране на преносим плейър. От висшия мениджмънт на Philips идва идеята дискът да бъде не по-голям от диагонала на аудиокасета (115 mm), което има голям успех на пазара. Освен това в този случай дискът съответства на нормалната серия от линейни размери на английската система.en:Norio Ohga) [3] , музикант [4] , на свой ред вярва, че дискът трябва да може да съдържа 9-та симфония на Бетовен. В този случай, според него, до 95% от класическите произведения могат да бъдат разпространени на дискове. [5] [6] По-нататъшни изследвания показват, че например деветата симфония, изпълнена от Берлинската филхармония под диригентството на Херберт фон Караян, е с времетраене 66 минути. Най-дългото изпълнение е симфония под диригентството на Вилхелм Фуртванглер, изпълнена на фестивала в Байройт - 74 минути. Това, де, и поднесеначална точка в геометрията на диска. [7] [8]
„Както при повечето неща, красивата история няма нищо общо с реалния живот. Тази история дойде от перото на хора от PR на Philips“, казва бившият инженер на Philips Kees Schouhamer Immink. Реалността според него била друга. Близо до Хановер Philips вече е подготвила производствена линия за производство на компактдискове в завода [9]
Както и да е, през май 1980 г., с един удар на писалката на висшето ръководство на компанията, окончателният размер на диска беше определен на 120 mm, капацитетът на диска беше 75 минути аудиозапис, а честотата на семплиране беше 44,1 kHz. Всички останали технически параметри бяха преизчислени въз основа на съгласуваните данни.
Технически подробности
Геометрия на диска
CD е поликарбонатен субстрат с дебелина 1,2 mm и диаметър 120 mm, покрит с тънък слой метал (алуминий, злато, сребро и др.) и защитен слой лак, върху който обикновено се нанася графично изображение на съдържанието на диска. Принципът на четене през субстрата прави много лесно и ефективно защитата на информационната структура и премахването й от външната повърхност на диска. Диаметърът на лъча на външната повърхност на диска е около 0,7 mm, което повишава шумоустойчивостта на системата срещу прах и драскотини. Освен това на външната повърхност има пръстеновидна издатина с височина 0,2 мм, която позволява на диска, поставен върху равна повърхност, да не докосва тази повърхност. В центъра на диска има отвор с диаметър 15 мм. Теглото на диска без кутия е
15,7 гр. Теглото на диска в обикновена кутия за бижута („бижу“, а не „тънък“) е равно на
Кодиране на информация
Форматът за дисково съхранение, известен като "Червена книга", е разработен от компания, наречена Pulse Code Modulation (PCM) и честота44,1 kHz семплиране. Поради коригиране на грешки с помощта на кода на Рийд-Соломон, леките радиални драскотини не влияят на четливостта на диска. Philips също притежава всички права върху марката "Compact disc digital audio", логото на аудио CD формата.
Информационна структура
Информацията на диска е записана под формата на спираловидна писта от т. нар. питове (англ.pit- вдлъбнатина), екструдирани в поликарбонатна основа. Всяка яма е приблизително 100 nm дълбока и 500 nm широка. Дължината на вдлъбнатината варира от 850 nm до 3,5 µm. Пропуските между ямите се наричат земя (англ.land- пространство, основа). Стъпката на пистите в спиралата е 1,6 µm.
Разграничаване на дискове само за четене ("алуминий"), CD-RW - за многократен запис. Последните два вида дискове са предназначени за запис на специални рекордери. Някои CD плейъри и музикални центрове може да не възпроизвеждат такива дискове (наскоро всички производители на потребителски музикални центрове и CD плейъри включват поддръжка за четене на CD-R / RW в своите устройства).
Четене на информация
Данните от диска се четат с помощта на лазерен лъч с дължина на вълната 780 nm. Принципът на четене на информация от лазер за всички видове носители е да се регистрират промени в интензитета на отразената светлина. Лазерният лъч се фокусира върху информационния слой в петно с диаметър
1,2 µm. Ако светлината е фокусирана между ямките (на лещата), тогава фотодиодът регистрира максималния сигнал. Ако светлината попадне в ямата, фотодиодът регистрира по-нисък интензитет на светлината. Разликата между дисковете само за четене и дисковете с веднъж/запис се крие в начина, по който се формират ямите. В случай на диск само за четене, ямите са вид релефна структура (фазадифракционна решетка), а оптичната дълбочина на всяка яма е малко по-малка от една четвърт от дължината на вълната на лазерната светлина, което води до фазова разлика от половин дължина на вълната между светлината, отразена от ямата, и светлината, отразена от земята. В резултат на това се наблюдава ефектът на разрушителната интерференция в равнината на фотодетектора и се записва намаляване на нивото на сигнала. В случай на CD-R/RW, ямата е област с по-голямо поглъщане на светлина от земята (амплитудна дифракционна решетка). В резултат на това фотодиодът регистрира и намаляване на интензитета на отразената от диска светлина. Дължината на вдлъбнатината променя както амплитудата, така и продължителността на записания сигнал.
Скоростта на четене/запис на CD е определена като кратно на 150 KB/s (т.е. 153 600 байта/s). Например, 48-скоростно устройство осигурява максимална скорост на четене (или запис) на CD от 48 x 150 = 7200 KB/s (7,03 MB/s).
Защита срещу копиране
Спецификацията на CD не предвижда никакъв механизъм за защита срещу копиране - дисковете могат свободно да се дублират и възпроизвеждат. Въпреки това, започвайки през 2002 г., различни западни звукозаписни компании започнаха да се опитват да създават компактдискове, защитени от копиране. Същността на почти всички методи е умишленото въвеждане на грешки в данните, записани на диска, така че дискът да се възпроизвежда на домашен CD плейър или музикален център, но не и на компютър. Резултатът е игра на котка и мишка: такива дискове не могат да се четат на всички потребителски плейъри, но на някои компютри се четат, излиза софтуер, който ви позволява да копирате дори защитени дискове и т.н. Звукозаписната индустрия обаче не оставя надежда и продължава да тества нови и нови методи.
Philips заяви, че такива дискове не отговарят наспецификациите на "Червената книга", е забранено поставянето на знака "Компактен диск цифров аудио".
Съществуват и различни методи за защита срещу копиране за дискове с данни, като SecurDisc технологии и др.
Производство на CD
Първият етап от производството на CD е мастеринг - процесът на подготовка на данните за пускане в серия.
Вторият етап е фотолитография, процесът на изработване на дисков печат.
Върху стъкления диск се нанася слой фоторезист, върху който се записва информация. Фоторезистът е фоточувствителен полимерен материал, който променя своите физични и химични свойства под въздействието на светлина.
Третият етап е записването на информация.
Записът се извършва от лазерен лъч, чиято мощност се модулира от записваната информация. За да се създаде яма, мощността на лазера се увеличава, което води до разрушаване на химичните връзки на молекулите на фоторезиста, в резултат на което той се „дублира“.
Четвъртият етап е разработването на фоторезиста.
Повърхността на фоторезиста се подлага на киселинно (алкално) ецване, което отстранява (отмива с проявителя) онези участъци от фоторезиста, които не са били изложени на лазерния лъч.
Разработеният стъклен мастър диск се поставя във вана за нанасяне на покритие, където върху повърхността му електролитно се отлага тънък слой никел.
Шестият етап е щамповането на дискове чрез леене под налягане с помощта на получения печат.
Седмият етап е отлагането на огледален метален слой (алуминий, злато, сребро и др.) върху информационния слой.
Осмият етап е нанасянето на защитен лак.
Деветият етап е изчертаване на графично изображение - етикет (от английскиLabel).
Запис на CD
Има и дисковеза запис у дома:
Технология HD-BURN [10]
Същността на технологията за запис с висока плътност е прилагането на два нови принципа, които ви позволяват да записвате два пъти повече информация на конвенционален носител - CD-R диск.
1. Дължината на вдлъбнатината върху диска е намалена до 0,62 микрометра. Дължината на вдлъбнатината на конвенционален компактдиск е 0,83 микрометра. Това означава, че HD-BURN увеличава капацитета на диска с 1,35 пъти. Дължината на вдлъбнатината от 0,62 µm е избрана така, че всички съществуващи DVD видео плейъри и DVD-ROM устройства да могат да четат HD-BURN дискове след малка надстройка.
2. Използва се различна система за коригиране на грешки: вместо CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code - interleaved Reed-Solomon Code), се използва RS-PC (RS-PRODUCT Code) с 8-16 модулация. Това направи възможно увеличаването на капацитета с още 1,49 пъти. Според Sanyo новата система за коригиране на грешки RS-PC е не само по-компактна, но и значително по-ефективна от CIRC.
В резултат на това капацитетът на един CD, записан в режим HD-BURN, е два пъти по-голям от капацитета на CD, записан в нормален режим.
Количеството съхранявани данни
| 21 | 94 500 | 222 264 000 | 212.0 | 193 536 000 | 184.6 | |
| 63 | 283 500 | 666 792 000 | 635.9 | 580 608 000 | 553.7 | |
| "650MB" | 74 | 333 000 | 783 216 000 | 746.9 | 681 984 000 | 650.3 |
| "700MB" | 80 | 360 000 | 846 720 000 | 807.4 | 737 280 000 | 703.1 |
| 90 | 405 000 | 952 560 000 | 908.4 | 829 440 000 | 791.0 | |
| 99 | 445 500 | 1 047 816 000 | 999.3 | 912 384 000 | 870.1 |
