Diagram över CD-lager
- Ett polykarbonatskivlager har data kodade med hjälp av stötar.
- Ett glänsande skikt reflekterar lasern.
- Ett skikt lack skyddar det glänsande skiktet.
- Konstverk är screentryckt på toppen av skivan.
- A laserstråle läser CD-skivan och reflekteras till en sensor som omvandlar den till elektronisk data
En CD är tillverkad av 1,2 millimeter (0,047 tum) tjock, polykarbonatplast och väger 14–33 gram. Från centrum och utåt är komponenterna: centrumspindelhålet (15 mm), det första övergångsområdet (klämring), klämområdet (staplingsringen), det andra övergångsområdet (spegelband), programmet (data) området och fälgen. Det inre programområdet upptar en radie från 25 till 58 mm.
Ett tunt lager aluminium eller, sällan, guld appliceras på ytan, vilket gör det reflekterande. Metallen skyddas av en lackfilm som normalt snurrar belagd direkt på det reflekterande skiktet. Etiketten är tryckt på lackskiktet, vanligtvis med screentryck eller offsettryck.
Pits and Lands of en CD-skiva under ett mikroskop
CD-data representeras som små fördjupningar som kallas gropar, kodade i ett spiralspår gjutet i toppen av polykarbonatskiktet. Områdena mellan groparna är kända som länder. Varje grop är ungefär 100 nm djup och 500 nm bred och varierar från 850 nm till 3,5 pm lång. Avståndet mellan spåren (tonhöjden) är 1,6 µm.
När du spelar en ljud-CD snurrar en motor i CD-spelaren skivan till en skanningshastighet på 1,2–1,4 m / s (konstant linjär hastighet , CLV) – motsvarar cirka 500 varv per minut på insidan av skivan och cirka 200 varv per minut vid ytterkanten. Spåret på CD: n börjar inifrån och spiral utåt så att en skiva som spelas från början till slut saktar rotationshastigheten under uppspelning.
Jämförelse av olika optiska lagringsmedier
Programområdet är 86,05 cm2 och längden på den inspelningsbara spiralen är 86,05 cm2 / 1,6 µm = 5,38 km. Med en skanningshastighet på 1,2 m / s är speltiden 74 minuter, eller 650 MiB data på en CD-ROM. En skiva med data packad lite tätare tolereras av de flesta spelare (även om vissa gamla misslyckas). Med en linjär hastighet på 1,2 m / s och en smalare spårstigning på 1,5 µm ökar speltiden till 80 minuter och datakapaciteten till 700 MiB.
Groparna på en CD är 500 nm breda, mellan 830 nm och 3000 nm långa och 150 nm djupa.
En CD läses genom att fokusera en våglängd på 780 nm (nära infraröd) halvledarlaser genom botten av polykarbonatskiktet. Höjdförändringen mellan gropar och land resulterar i en skillnad i hur ljuset reflekteras. Eftersom groparna är indragna i skivans översta lager och läses genom den transparenta polykarbonatbasen, bildar groparna stötar när de läses. Lasern träffar skivan och kastar en ljuscirkel bredare än det modulerade spiralspåret som reflekterar delvis från land och delvis från toppen av eventuella stötar där de finns. När lasern passerar över en grop (bump) betyder dess höjd att den del av ljuset som reflekteras från dess topp är 1/2 våglängd ur fas med ljuset som reflekteras från landet runt det. Detta orsakar delvis avlägsnande av laserns reflektion från ytan. Genom att mäta den reflekterade intensitetsförändringen med en fotodiod avläses en modulerad signal från skivan.
För att tillgodose spiralmönstret av data, laser placeras på en mobil mekanism i skivfacket på vilken CD-spelare som helst. Denna mekanism har vanligtvis formen av en släde som rör sig längs en skena. Släden kan drivas av en snäckväxel eller linjär motor. Där en snäckväxel används , en andra linjär motor med kortare kast, i form av en spole och magnet, gör finjusteringar för att spåra excentriciteter i skivan med hög hastighet. Vissa CD-enheter (särskilt de som tillverkats av Philips under 1980-talet och början av 1990-talet) använder svängarm liknande den som ses på en grammofon. Denna mekanism gör det möjligt för lasern att läsa information från mitten till kanten på en skiva utan att behöva avbryta skivans snurrning.
Philips CDM210 CD D rive
Groparna och markerna representerar inte direkt 0 ”s och 1” s binära data.I stället används inverterad kodning som inte återgår till noll: en ändring från antingen grop till land eller mark till grop indikerar en 1, medan ingen förändring indikerar en serie på 0 ”. Det måste finnas minst 2 och ingen mer än 10 0 ”mellan varje 1, vilket definieras av gropens längd. Detta avkodas i sin tur genom att vända den åtta-till-fjorton-moduleringen som används för att bemästra skivan och sedan vända den tvärflätade Reed-Solomon-kodningen och avslöja slutligen rådata lagrade på skivan. Dessa kodningstekniker (definierade i den röda boken) designades ursprungligen för CD Digital Audio, men de blev senare en standard för nästan alla CD-format (t.ex. CD-ROM).
IntegrityEdit
CD-skivor är känsliga för skador under hantering och från miljöexponering. Gropar är mycket närmare skivans etikettsida, vilket gör det möjligt för defekter och föroreningar på den klara sidan att vara ur fokus under uppspelning. Följaktligen är CD-skivor mer benägna att skada på skivans etikettsida. Repor på den klara sidan kan repareras genom att fylla på dem med liknande brytningsplast eller genom noggrann polering. Kanterna på CD-skivor är ibland ofullständigt förseglade, vilket gör att gaser och vätskor kan tränga in i CD-skivan och korrodera det metallreflekterande skiktet och / eller störa laserns fokus på groparna, ett tillstånd som kallas skivrutt. Svampen Geotrichum candidum har hittats – under förhållanden med hög värme och fuktighet – att konsumera polykarbonatplast och aluminium som finns i CD-skivor.
Dataintegriteten för CD-skivor kan mätas med hjälp av ytfelsökning, vilket är kunna mäta hastigheterna för olika typer av datafel, kända som C1, C2, CU och utökade (finare korn) felmätningar kända som E11, E12, E21, E22, E31 och E32, varav högre hastigheter indikerar en eventuellt skadad eller oren datayta, låg mediekvalitet, försämrat media och inspelningsbara media skrivna till av en CD-skrivare som inte fungerar.
Felsökning kan på ett tillförlitligt sätt förutsäga dataförluster orsakade av media försämras. Stöd för felsökning varierar mellan leverantörer och modeller av optiska skivenheter, och utvidgad felsökning (känd som ”avancerad felsökning” i Nero DiscSpeed) har hittills bara varit tillgänglig på Plextor och vissa BenQ optiska enheter från och med 2020. p>
Skivformer och diametrar Redigera
De digitala data på en CD börjar i mitten av skivan och fortsätter mot kanten, vilket möjliggör anpassning till olika tillgängliga formatformat. Standard-CD-skivor finns i två storlekar. Den överlägset vanligaste är 120 millimeter (4,7 tum) i diameter, med en 74- eller 80-minuters ljudkapacitet och en datakapacitet på 650 eller 700 MiB (737,280,000-byte). Skivorna är 1,2 mm tjocka och har ett 15 mm mitthål. Den officiella Philips-historien säger att denna kapacitet specificerades av Sony-chefen Norio Ohga för att kunna innehålla hela Beethovens nionde symfoni på en skiva. Detta är en myt enligt Kees Immink, eftersom EFM-kodformatet ännu inte hade beslutats i december 1979, då beslutet att anta 120 mm fattades. Antagandet av EFM i juni 1980 tillät 30 procent mer speltid som skulle ha resulterat i 97 minuter för 120 mm diameter eller 74 minuter för en skiva så liten som 100 mm Istället sänktes dock informationstätheten med 30 procent för att hålla speltiden 74 minuter. Diametern på 120 mm har antagits av efterföljande format, inklusive Super Audio CD, DVD, HD DVD och Blu-ray Disc. Skivor med en diameter på 80 mm (”Mini-CD”) kan rymma upp till 24 minuters musik eller 210 MiB.
| Fysisk storlek | Ljudkapacitet | CD-ROM-datakapacitet | Definition |
|---|---|---|---|
| 120 mm | 74–80 min | 650–700 MiB | Standardstorlek |
| 80 mm | 21–24 min | 185–210 MiB | Mini-CD-storlek |
| 80 × 54 mm – 80 × 64 mm | ~ 6 min | 10–65 MiB | ”Visitkort” storlek |