fizika CD-a povjest nosača zvuka o digitalnoj tehnologiji CD pod mikroskopom difrakcija na CD-u čitanje digitanog zapisa budućnost se zove DVD
ako je informacija zapisana na, ili preciznije rečeno, u kompakt disku opisano je u ovom poglavlju.
Kao što smo vidjeli u poglavlju "DIGITALNI SVIJET", informacija u binarnom kodu (bez obzira da li je to zvuk, tekst ili slika) zapisana je nizom "nula" i "jedinica". U istom poglavlju smo pokazali i kako se ta binarna informacija može zapisati pomoću niza udubina i izbočina.
U CD-u je informacija zapisana pomoću RAVNINA i IZBOČINA. Pogledajmo dakle pobliže kako se u ustvarnosti informacija zapisuje na CD.
IZBOCINE I RAVNINE CD-a Nosač informacije na CD-u je plastični disk debljine 1.2mm. U plastični disk je s jedne strane utisnut niz udubina koje s druge strane diska, strane koja je obasjana laserskom svjetlošću tjekom reprodukcije imaju u stvarnosti efekt izbočina. Da izbjegnemo moguće zabune, napomenimo ovdje da je uobičajeno da se u anglo-američkoj literaturi za mikrostrukturu otisnutu u plastičnom disku koristi naziv "pits and lands" odnosno "udubine i ravnine".
Na slici gore, prikazan je dio površine diska s binarnim zapisom ;uzdužni presjek-gornja slika, poprečni presjek-donja slika. Treba dakako imati na umu da, iz praktičnih razloga, omjer veličina (debljina diska, visina i širina izbočina) nije realan. Kao što je na slici pokazano, širina izbočina je 0.5um a visina 125 nm tj. 0.125 um. Međusobni razmak nizova izbočina je 1.6 um. Veličina izbočina, te njihov međusobni razmak određeni su, kao što ćemo to u nastavku vidjeti, valnom duljinom laserske svjetlosti kojom se čita binarni zapis.
Disk u koji je uprešana binarna informacija proizveden je od visoko transparentne polikarbonatne plastike. Zbog svoje prozirnosti uprešani niz izbočina nevidljiv je za lasersko svjetlo sve dok se na njega ne nanese ultra-tanki film aluminija (za CD-ROM ove ponekad s koriste srebrni i zlatni filmovi) koji služi kao reflektirajući sloj (slika lijevo). Da je taj reflektirajući sloj jako tanak (50-100 nm) uvjerite se sami tako da pogledate kroz disk prema izvoru svjetlosti.
Ultra tanki aluminijski sloj zaštićen je slojem laka a na kraju dolazi, takozvani, grafički sloj, odnosno otisak informacje o sadržaju CD-a. Ni slika gore ne daje prave omjere debljina pojedinih slojeva. Dok je, kao što smo rekli, debljina plastičnog diska 1.2mm, reflektirajući sloj , sloj laka i grafički sloj zajedno nisu deblji od dvadestetak mikrona. Iz ovih podataka sasvim je jasno s koje strane prijeti opasnost svakom CD-u. I sami ste se, vjerojatno, uvjerili da vas sitna oštećenja plastičnog sloja ne ometaju da uspješno reproducirate sadržaj CD-a. I najsitnija oštećenja s grafičke strane (strane koja je vrlo blizu reflektirajućem sloju) mogu biti fatalna. No, ako imate u svojoj zbirci CD koji je oštećen do te mjere da se iz njega ne može "izvući" baš ništa, prije nego što ga bacite, posjetite stranicu "Compact Disc Repairman". Možda se vaš disk da popraviti!
Na slici lijevo prikazana je mikroskopska slika jednog dijela površine CD-a, na kojoj se jasno mogu uočiti nizovi izbočina. Slika ostavlja dojam kao da bi se digitalni zapis mogao "opipati". Ta impresija se dobiva jer je dobivena slika nastala refleksijom svjetla na aluminiskom sloju pa je zato preciznije reći da je slika lijevo, mikroskopska slika aluminijskog reflektirajućeg sloja, dok plastični sloj ostaje nevidljiv.
Zbog boljeg razumjevanja strukture CD-a bitno je napomenuti da se pokazalo nepraktično kodirati broj "1" pomoću ravnina a broj "0" pomoću izbočina (ili obrnuto).
Kao što slika lijevo pokazuje informacija u CD-u je zapisana tako da rubovi izbočina odgovaraju broju "1" a ravnine i izbočine broju "0". EFM kod (vidi poglavlje DIGITALNI SVIJET) osigurava da su rubovi dovoljno udaljeni jedan od drugoga. Potsjetimo se da u EFM kodu ne moze biti manje od dvije i ne više od deset uzastopnih nula. Na taj način je osigurano da duljina izbočine ili razmak izmedju njih ne može biti manji od 0.8um ali ne i veća od 3.5um. Tako se maksimalno smanjuje vjerojatnost pogrešnog čitanja binarnog zapisa.
Pogrešno čitanje binarnog zapisa može biti uzrokovano nizom razloga. Mi nećemo ulaziti u razloge pogrešnog očitavanja zbog elektroničkih razloga nego samo ukazati na greške koje nastaju zbog strukturalnih defekata.
Lijevo su prikazane mikroskopske slike binarnog zapisa s različitih dijelova diska. Tijekom procesa otiskivanja binarnog niza u polikarbonatnu plastiku može doći do defekata u obliku i veličin. Jasno je da je mala vjerojatnost da se korektno očita binarni zapis sa dijela diska prikazanog na slici krajnje desno. Medjutim, upravo zbog načina na koji je informacija zapisana (paritetne provjere, miješanje, i EFM kod) omogućavaju očitavanje zapisa čak i u slučaju da je 14.000 bita oštećeno. Drugim riječima, upravo zato jer je informacija na disku zapisana na digitalan način moguće je rekonstruirati orginalni zapis čak i u slučaju da su oštećenja dugačka i do 8 mm.
S nešto jednostavne matematike možemo dobiti čitav niz informacija o binarnom zapisu na CD-u. U nastavku ćemo pokazati kako možemo ocijeniti npr. ukupnu duljinu binarnog niza te prosječni broj okretaja diska.
Niz udubina utisnut u površinu CD-a počinje u unutrašnjem dijelu diska (radijus 25mm) i spralno se širi prema rubu diska (radijus 58mm) što daje širinu od 33mm na kojoj postoji zvučni zapis.
Zamislimo binarni zapis čine koncentrični krugovi umjesto spiralnog niza izbočina. Ako podijelimo širinu zvučnog zapisa na CD-u (33 mm) s razmakom binarnih zapisa (1.6um) dobijemo ukupni broj krugova N=20625. Ukupnu dužinu binarnog zapisa možemo procjeniti tako da ukupni broj krugova pomnožimo s prosječnim opsegom (58mm+25mm/2=41.5mm). Približna dužina digitalnog zapisa je prema tome D=20,625/41.5= 5.38km. Stvarna dužina zapisa je 6.5km. Vidimo da je naš jednostavni račun dao poprilično dobru ocjenu dužine.
Prosječni broj okretaja dobit ćemo tako da broj binarnih krugova podijelimo s ukupnim trajanjem zvučnog zapisa (20625/60) što daje 343 okretaja u minuti. Kao što smo rekli, informacija se s CD-a čita od centra prema periferiji. Da bi se očuvala konstantna brzina čitanja podataka broj okretaja diska se mijenja u vremenu tako da s početnih 500 okretaja u minuti (opm) padne na krajnjih 200 opm.
COMPACT DISK REPAIRMAN Ako neki od vaših omiljenih CD-ova nije u najboljoj formi zbog prevelike količine ogrebotina, ne očajavajte, jer možda nije sve izgubljeno. Na ovoj stranici možete saznati kako utvrditi da li se Vaš CD da popraviti i kako.
| SADRŽAJ | MALO POVIJESTI | DIGITALNI SVIJET | STRUKTURA CD-a | SVE BOJE CD-a |
| KAKO DO ZVUKA |
| BUDUCNOST CD-a |
ZADNJA PROMJENA: 3. ožujak 1998
ZADNJA PROVJERA HTML VEZA: 3. ožujak 1998
URL:http://eskola.hfd.hr/fiz_sva_stva/CD/struktura_CD-a/cd5.html