CD چطور کار می‌کند؟

استفاده از CD آنقدر آسان و به صرفه‌است که این فن‌اوری اکنون به یکی از رایج‌‌ترین ابزار انتقال اطلاعات از جمله موسیقی و فیلم و عکس و اطلاعات تبدیل شده.
در اینجا نگاهی به فن‌آوری CD می‌اندازیم و در مورد پیشرفت‌های آینده این پدیده دیجیتال در آینده بحث خواهیم کرد.

ساختار فیزیکی:

CDها توانایی ضبط 74دقیقه صدا و موزیک را دارد. این مقدار را با محاسبات زیر می‌توان توجیح کرد:
44100سمپل بر کانال / ثانیه × 2 بایت بر سمپل × 2 کانال × 74 دقیقه × 60 ثانیه = 783216000 بایت
برای قرار دادن این مقدار بایت در روی CD به 12 سانتی متر قطر CD نیاز داریم. با این توصیفات متوجه می‌شوید که اندازه بایت‌ها روی CD چقدر کوچک است.
CD به سادگی یک تکه پلاستیک معمولی است. با قطر 1.2 میلی متر. این قطعه پلاستیک معمولاً به روش تزریق مذاب پلی کربن به درون یک قالب ساخته می‌شود.

در هنگام تزریق درون قالب یک سری پستی و بلندی درون CDایجاد می‌شود که در ادامه به توضیح آن می‌پردازیم. هنگامی که صفحه دیسک شکل می‌گیرد یک لایه آلومینیوم روی پستی بلندی‌ها را می‌گیرد و روی CD کشیده می‌شود.
سپس لایه نازک اکریلیک روی این لایه آلومینیوم اسپری می‌شود تا آن را محافظت کند. شکل زیر قطاعی از CD را نشان می‌دهد.

شیار‌های مارپیچ:

CD دارای شیار‌های مارپیچی است که از مرکز CD شروع می‌شوند و تا انتها ادامه دارند. این به این معنی است که CD می‌تواند کوچکتر از 12 سانتی متر نیز باشد. در حال حاظر CD ها در ابعاد کوچکتر نیز ساخته می‌شوند. تصویر زیر به شما نشان می‌دهد که تا چه حد این شیار‌ها کوچک هستند. هر شیار 0.5 میکرون است و هر شیار با شیار کناری 1.6میکرون فاصله دارد.

پستی و بلندی‌ها:

پستی بلندی‌ها که شیار‌ها از آن‌ها تشکیل شده‌اند 0.5 میکرون عرض دارند. مینیمم 0.83 میکرون طول دارد و ارتفاع آن 125 نانومتر است. ( نانو برابر یک میلیاردیوم است) شکل زیر نمای کلی از سطح این پستی بلندی‌ها را به شما نشان می‌دهد.

شاید جالب باشد بدانید که اگر می‌توانستیم شیار‌های مارپیچی را از سطح CD بردازیم و آن را روی خط مستقیم قرار دهیم عرض آن 0.5 میکرون و طول آن 5 کیلومتر می‌شد!
برای تشخیص همچنین شیار‌ها و پستی بلندی‌های کوچکی نیاز به مکانیزم بازخوانی دقیقی داریم. در ادامه به توضیح این مکانیزم می‌پردازیم.

اجزای دیسک خوان:

وظیفه دیسک خوان این است که این پستی بلندی‌ها و شیار‌ها را تشخیص دهد و آن‌ها را بازخوانی کند.
دیسک خوان از سه قسمت اصلی تشکیل می‌شود:
• یک موتور دیسک را می‌چرخاند. سرعت حرکت این موتور بین 200 تا 500 دور بر دقیقه است. بسته به نوع CD و سرعت بازخوانی
• یک لیزر و لنز روی هر کدام از شیار‌ها دقیق می‌شود
• یک سیستم تشخیص لیزر را روی شیار‌ها حرکت می‌دهد تا لیزر بتواند شیار‌ها را در ابعاد میکرون شناسایی کند
لیزر روی هر کدام از شیار‌ها دقیق می‌شود. سپس بازتاب هر کدام از شیار‌ها روی یک دستگاه تشخیص تغییر نور می‌افتد و توسط قطعه‌ای دیگر این تغییرات در نور به پالس‌های دیجیتالی تبدیل می‌شوند و به این ترتیب اطلاعات CD بازخوانی می‌شود.
مهم‌ترین جزء کار دستگاه این است که لیزر را با سرعتی برابر سرعت حرکت CD حرکت دهد تا لیزر بتواند روی هر کدام از شیار‌ها دقیق شود. به این ترتیب هر قدر که به اتنهای CDمیرسیم سرعت حرکت لیزر کم می‌شود تا لنز بتواند بازتاب تمام شیار‌ها را بخواند.
مشکل دیگری که هست این است که اگر در بین شیار‌ها یک پستی بلندی خالی باشد ترتیب خواندن اطلاعات به هم می‌خورد. برای حل این مشکل بجای دسته بندی بیت‌ها در بسته‌های 8 تایی آن‌ها را در تعداد 14 تایی دسته بندی می‌کنند. با این روش اگر فضای خالی هم باشد، آن قسمت 1 خوانده می‌شود و به عنوان یک بیت خالی حساب می‌شود.
مشکل دیگر این است که ممکن است لیزر و لنز یک بیت را نخواند. به همین دلیل بیت‌های اضافی به هر قسمت اضافه می‌شود تا دستگاه‌ بتواند قسمت‌هایی که خوانده نمی‌شود را صحیح کند و ترتیب اطلاعات بهم نخورد.
منبع: www.hamshahrionline.ir
/خ