Az ODS CD-kről - Optikai lemezmegoldások
Jellemzők
A CD története
| 1938 | Alec Reeves angol mérnök feltalálja a leendő CD kódolási rendszerét, PCM (Pulse Code Modulation) nevet, amelynek akkoriban még nem volt gyakorlati haszna. |
| 1958 | Arthur Schawlow és Charles Townes amerikai fizikusok találják ki a lézert. |
| 1972 | A Philips kutató laboratóriumainak eindhoveni sajtótájékoztatóján bemutatják a VLP (video long play) rendszert, amely később a LaserVision lesz. A 30 cm átmérőjű lemez mindkét oldalon 30 perc lejátszási időt biztosított. Az audio és video oszlopokat egyaránt analóg formátumban kódolták. |
| 1978 | Májusban a Philips először mutatta be az akkor 11 cm átmérőjű Compact Disc-et, amely 14 bites szavakkal használta a PCM (impulzus kód moduláció) kódolást, és nem használt semmilyen korrekciós rendszert. a hibákból. |
| 1978 | Ősszel kezdődik az új LaserVision rendszer értékesítése az Egyesült Államokban. |
| 1980 | A Philips és a Sony bejelentette az együttműködés megkezdését a CD-k fejlesztése és marketingje terén. A Sony fő hozzájárulása a CD hibajavítással történő felszerelése volt. |
| 1982 | A Philips és a Sony a szokásos CD-t vörös könyvként adja ki |
| 1982 | Októberben Japánban megjelennek az első CD-k és a hozzájuk kapcsolódó olvasók. A CD ismert formája, azaz 12 cm átmérőjű, 16 bites/44,1 kHz-es PCM kódolást használ, és nagyon erős hibajavítóval rendelkezik. A lejátszási idő 74 perc. |
| 1983 | A CD-t Európában is kiadják (Anglia, Franciaország, Hollandia és Németország). |
| 1985 | A Philips és a Sony sárga könyvként is kiadja a CD-ROM szabványát. |
| 1986 | A Philips, a Sony és a Toshiba piacra dobja az első számítógépes CD-ROM olvasókat. |
| 1987 | A Philips piacra dob Video CD-ket 3 átmérőjű lemezekkel: 12, 20, 30 cm, amelyek 6, 2 x 20, illetve 2 x 60 perc képet és hangot kínálnak. A kép analóg, és a hang digitális, a CD paraméterein belül. |
| 1988 | A Philips és a Sony Green Book néven publikálja az interaktív CD-k szabványát. |
| 1989 | Megjelenik az első CD-R felvevő egység, amelynek ára 100 000 dollár. |
| 1991 | A Denon piacra dobja az első CD-lemezt. |
| 1992 | A Taiyo Yuden, más néven That gyártmányú első üres CD-R lemezek megjelennek az angliai piacon. |
| 1993 | Megjelent a Video CD, amely az első optikai lemezformátum, amelyen a képet digitálisan kódolták MPEG1 rendszerben. |
Rövid elmélet
A fény sajátos tulajdonságai lézer (fényerősítés a sugárzás stimulálásával - fényerősítés a sugárzás kibocsátásának stimulálásával) vannak:
- Monokromatikus; a hullámhossz nagyon pontosan van meghatározva. Ezzel szemben a napfénynek vagy az izzóknak nagyon széles a frekvenciaspektruma.
- CoerenЕЈa; minden fényenergia-csomag fázisban van egymással. Emiatt a lézerfény sokkal intenzívebb.
- fókusz; A lézerfény olyan sugárként jön létre, amely nagy pontossággal fókuszálható.
A fényes felületre vetített lézersugár visszaverődik a lézerforráshoz. Tegyük fel, hogy a forrás és a felület közötti távolság a lézer hullámhosszának egész sokszorosa. Ebben az esetben a visszavert hullám fázisban van a közvetlen hullámmal. Ha ugyanannak a területnek egy kis területe a hullámhossz negyedével magasabb, akkor a visszavert hullám már nem lesz fázisban a közvetlen hullámmal. A CD működési elve ezeken a fáziseltolódásokon alapul, amelyek a visszavert fény fényintenzitásának időszakos csökkenését eredményezik.
Ezek a gödrök, amelyeket a lézer a CD felületén leolvas, valójában gödrök 0,13 mikron az ellenkező felületen, azaz az 1/2-nek felel meg az olvasó lézerek hullámhossza ami 780 nm.
A lézersugár, bármennyire is fókuszálandó, nem tökéletesen pontos. A diffrakciós jelenség miatt a CD felületén koncentrikus körök által képzett fényfolt képződik, amelynek intenzitása a periféria felé csökken.
Annak érdekében, hogy a CD lejátszása optimális körülmények között történjen, a Philips és a Sony által kifejlesztett CD szabvány biztosítja a CD szélességét 0.5 mikron és a vágányok közötti távolság 1.6 mikron
CD jel kódolás
Mivel a hangot önmagában nem lehet rögzíteni, analóg energiaformává kell átalakítani. A telefon esetében ez az elektromos áram, a gramofonon a tű mechanikus mozgása, míg a magnón, a kazettás lejátszón és a videokazetta lejátszón a mágneses fluxussal van dolgunk. Az analóg jel hiányossága, hogy a tényleges jel mellett torzulások és háttérzajok jelentkeznek a felvétel során. Nem számít, mennyire igyekszik szűrni a jelet, lehetetlen teljes mértékben megtenni. A megoldás az analógról a digitálisra váltás. Ebben az esetben a hang átalakul bináris kódgá, azaz 0 és 1 számok sorozatává
Az audiojel nagymértékű kódolása megköveteli a mintavételt legalább a maximális hallható frekvencia kétszeresével megegyező frekvencián. Normál esetben ez 20 000 Hz, ezért a mintavételt másodpercenként legalább 40 000 alkalommal kell elvégezni. Az összes fent említett szabvány ezt az értéket 44 100 Hz-re állítja.
Az egyes minták esetében a hangnak megfelelő amplitúdót bináris rendszerben kell kódolni. A minimális torzítás érdekében a lehetséges értékek skálájának a lehető legnagyobbnak kell lennie. A nagy hűségű hangra vonatkozóan elfogadott szabvány a 16 bites szavak. Ez a 16-os teljesítménynél kettőt jelent, azaz 65 536 amplitúdószintet. Tehát a sztereó jelhez szükséges információátviteli sebesség 44 100 x 16 x 2 = 1 411 200 bit/másodperc.
Csak az optikai lemez megjelenésével vált lehetővé ilyen nagy mennyiségű információ tárolása, viszonylag korlátozott pénzügyi források mellett.