Compact disc

Er wordt een cd gemaakt van 1,2 millimeter (0,047 inch) dik, polycarbonaat plastic en weegt 14-33 gram. Van het centrum naar buiten zijn de componenten: het middelste spilgat (15 mm), het eerste overgangsgebied (klemring), het klemgebied (stapelring), het tweede overgangsgebied (spiegelband), het programma (data) gebied en de rand. Het binnenste programmagebied beslaat een straal van 25 tot 58 mm.

Een dunne laag aluminium of, zeldzamer, goud wordt op het oppervlak aangebracht, waardoor het reflecterend wordt. Het metaal wordt beschermd door een lakfilm die normaal gesproken direct op de reflecterende laag is aangebracht. Het label wordt op de laklaag gedrukt, meestal door zeefdruk of offsetdruk.

CD-gegevens worden weergegeven als kleine inkepingen die bekend staan als putjes, gecodeerd in een spiraalvormig spoor dat in de bovenkant van de polycarbonaatlaag is gegoten. De gebieden tussen kuilen staan bekend als landerijen. Elke put is ongeveer 100 nm diep bij 500 nm breed en varieert van 850 nm tot 3,5 µm lang. De afstand tussen de tracks (de toonhoogte) is 1,6 µm.

Bij het afspelen van een audio-cd laat een motor in de cd-speler de schijf draaien tot een scansnelheid van 1,2–1,4 m / s (constante lineaire snelheid , CLV) – gelijk aan ongeveer 500 RPM aan de binnenkant van de schijf en ongeveer 200 RPM aan de buitenkant. De track op de cd begint aan de binnenkant en draait spiraalsgewijs naar buiten, dus een schijf die van begin tot eind wordt afgespeeld, vertraagt de rotatiesnelheid tijdens het afspelen.

Het programmagebied is 86,05 cm2 en de lengte van de opneembare spiraal is 86,05 cm2 / 1,6 µm = 5,38 km. Met een scansnelheid van 1,2 m / s is de speelduur 74 minuten of 650 MiB aan gegevens op een cd-rom. Een schijf met gegevens die iets dichter zijn verpakt, wordt door de meeste spelers verdragen (hoewel sommige oude niet werken). Door een lineaire snelheid van 1,2 m / s en een smallere track-pitch van 1,5 µm te gebruiken, wordt de speelduur verlengd tot 80 minuten en de datacapaciteit tot 700 MiB.

Een cd wordt gelezen door een halfgeleiderlaser met een golflengte van 780 nm (nabij infrarood) door de onderkant van de polycarbonaatlaag te focusseren. De hoogteverschil tussen putten en landerijen resulteert in een verschil in de manier waarop het licht wordt gereflecteerd. Omdat de putjes in de bovenste laag van de schijf zijn ingesprongen en door de transparante polycarbonaat basis worden gelezen, vormen de putjes bij het lezen oneffenheden. De laser raakt de schijf en werpt een lichtcirkel die breder is dan het gemoduleerde spiraalvormige spoor, dat gedeeltelijk reflecteert vanaf het land en gedeeltelijk vanaf de bovenkant van eventuele hobbels waar ze aanwezig zijn. Als de laser over een put (hobbel) gaat, betekent de hoogte dat het deel van het licht dat wordt gereflecteerd vanaf de piek een halve golflengte uit fase is met het licht dat wordt gereflecteerd door het land eromheen. Dit veroorzaakt een gedeeltelijke annulering van de laserreflectie vanaf het oppervlak. Door de gereflecteerde intensiteitsverandering te meten met een fotodiode, wordt een gemoduleerd signaal teruggelezen van de schijf.

Om het spiraalpatroon van gegevens te accommoderen, laser wordt op een mobiel mechanisme in de schijflade van een cd-speler geplaatst. Dit mechanisme neemt meestal de vorm aan van een slee die langs een rail beweegt. De slee kan worden aangedreven door een wormwiel of lineaire motor. Waar een wormwiel wordt gebruikt , een tweede lineaire motor met kortere slag, in de vorm van een spoel en een magneet, maakt fijne positieaanpassingen om excentriciteiten in de schijf met hoge snelheid te volgen. Sommige cd-drives (met name die welke door Philips in de jaren tachtig en begin jaren negentig zijn vervaardigd) gebruiken een zwenkarm vergelijkbaar met die op een grammofoon. Met dit mechanisme kan de laser informatie van het midden naar de rand van een schijf lezen zonder het draaien van de schijf zelf te onderbreken.

De pits en landen vertegenwoordigen niet direct de nullen en enen van binaire gegevens.In plaats daarvan wordt een omgekeerde codering zonder terugkeer naar nul gebruikt: een verandering van pit naar land of land naar pit geeft een 1 aan, terwijl geen verandering een reeks van 0 “s aangeeft. Er moeten er minstens 2 zijn, en geen meer dan 10 0 “s tussen elke 1, die wordt bepaald door de lengte van de put. Dit wordt op zijn beurt gedecodeerd door de acht-tot-veertien modulatie die wordt gebruikt bij het beheersen van de schijf om te keren, en vervolgens de kruislings verschoven Reed-Solomon-codering om te keren, waardoor uiteindelijk de onbewerkte gegevens op de schijf worden onthuld. Deze coderingstechnieken (gedefinieerd in het Rode Boek) waren oorspronkelijk ontworpen voor digitale cd-audio, maar werden later een standaard voor bijna alle cd-formaten (zoals cd-rom).

IntegrityEdit

CDs zijn gevoelig voor beschadiging tijdens het hanteren en voor blootstelling aan het milieu. Putjes bevinden zich veel dichter bij de labelzijde van een schijf, waardoor defecten en verontreinigingen aan de heldere kant tijdens het afspelen onscherp zijn. Bijgevolg is de kans groter dat cds schade oplopen aan de labelzijde van de schijf. Krassen aan de heldere kant kunnen worden gerepareerd door ze opnieuw op te vullen met vergelijkbaar brekend plastic of door voorzichtig te polijsten. De randen van cds zijn soms onvolledig afgedicht, waardoor gassen en vloeistoffen de cd kunnen binnendringen en de metalen reflecterende laag kunnen aantasten en / of de focus van de laser op de putjes kunnen verstoren, een toestand die bekend staat als schijfrot. Men heeft ontdekt dat de schimmel Geotrichum candidum – onder omstandigheden van hoge hitte en vochtigheid – de polycarbonaatplastic en aluminium op cds consumeert.

De gegevensintegriteit van compact discs kan worden gemeten met behulp van oppervlaktefoutscanning, wat in staat om de snelheden van verschillende soorten datafouten te meten, bekend als C1, C2, CU en uitgebreide (fijnere) foutmetingen bekend als E11, E12, E21, E22, E31 en E32, waarvan hogere frequenties wijzen op een mogelijk beschadigde of onrein gegevensoppervlak, lage mediakwaliteit, verslechterende media en beschrijfbare media waarop is geschreven door een defecte cd-schrijver.

Scannen met fouten kan op betrouwbare wijze gegevensverlies voorspellen als gevolg van verslechtering van media. Ondersteuning voor het scannen van fouten varieert tussen leveranciers en modellen van optische schijfstations, en uitgebreid scannen op fouten (bekend als “geavanceerde foutscanning” in Nero DiscSpeed) is tot dusver alleen beschikbaar op Plextor en sommige optische stations van BenQ, vanaf 2020.

Schijfvormen en -diameters Bewerken

De digitale gegevens op een cd beginnen in het midden van de schijf en lopen door naar de rand, waardoor ze kunnen worden aangepast aan de verschillende beschikbare formaten. Standaard cds zijn verkrijgbaar in twee formaten. Verreweg de meest voorkomende is 120 millimeter in diameter, met een audiocapaciteit van 74 of 80 minuten en een datacapaciteit van 650 of 700 MiB (737.280.000 bytes). De schijven zijn 1,2 mm dik, met een gat in het midden van 15 mm. De officiële geschiedenis van Philips zegt dat deze capaciteit werd gespecificeerd door Sony-directeur Norio Ohga om de volledige negende symfonie van Beethoven op één schijf te kunnen bevatten. Dit is een mythe volgens Kees Immink, aangezien het EFM-codeformaat nog niet was beslist in december 1979, toen de beslissing werd genomen om de 120 mm te gebruiken. De goedkeuring van EFM in juni 1980 gaf 30 procent meer speeltijd, wat zou hebben geresulteerd in 97 minuten voor een diameter van 120 mm of 74 minuten voor een schijf zo klein als 100 mm. In plaats daarvan werd de informatiedichtheid met 30 procent verlaagd om de speelduur op 74 minuten te houden. De diameter van 120 mm werd overgenomen door volgende formaten, waaronder Super Audio CD, DVD, HD DVD en Blu-ray Disc. Schijven met een diameter van 80 mm (“mini-cds”) kunnen maximaal 24 minuten muziek of 210 MiB bevatten.