CDS如何工作

经过:马歇尔大脑

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你有没有想知道光盘如何工作?William Whitehurst / Getty Images

CD和DVD.这些天到处都是。无论它们是用来持有音乐,数据或计算机软件,它们都已成为在可靠的包装中分配大量信息的标准介质。光盘如同易于生产的光盘,生产美国在线每年发出数百万美元来吸引新用户。如果您有计算机和CD-R驱动器,则可以创建您自己的CD,包括所需的任何信息。

在本文中,我们将介绍CD和CD驱动器的工作原理。我们还将查看不同的表格CD,以及该技术的未来持有情况。乐动-软件乐动体育网站5.0

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了解CD:材料

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CD的横截面

如讨论的那样模拟和数字录音方式乐动体育网站5.0,CD可以存储多达74分钟的音乐,因此必须存储在CD上的数字数据总量是:

44,100样品/通道/第二x 2字节/样品x 2通道x 74分钟x 60秒/分钟= 783,216,000字节

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为了将多于783兆字节(MB)适合在直径4.8英寸(12厘米)的圆盘上,要求各个字节非常小。通过检查CD的物理结构,您可以开始了解这些字节的小数。

CD是一个相当简单的塑料,大约四百分之四(4/100)英寸(1.2毫米)厚。乐动体育网站5.0大多数CD都包括一个注塑成型透明聚碳酸酯塑料。在制造过程中,这种塑料造成的微观凸块印象深刻,被布置为单个,连续,极长的数据螺旋轨道。我们会在片刻返回颠簸。一旦形成透明的聚碳酸酯,将薄,反射铝层溅射到盘上,覆盖凸块。乐动体育网站5.0然后将薄的丙烯酸层喷涂在铝上以保护它。然后将标签印刷到丙烯酸上。完整CD的横截面(不是缩放)看起来像这样:

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了解CD:螺旋

CD具有单螺旋轨道的数据,从盘内侧圈出到外部。如果需要,螺旋轨道在中心开始的事实意味着如果需要,CD可以小于4.8英寸(12厘米),实际上现在有塑料棒球卡和您可以放入CD播放器的名片。乐动体育网站5.0CD名片在卡的尺寸和形状切断螺旋之前持有大约2 MB的数据。

右边的图片甚至没有开始留下深刻的印象是数据轨道的令人难以置信的是 - 它大约是0.5微米宽,从下一个轨道分离1.6微米。(微米是百万分钟的百万分之一。)并且凹凸甚至更加微米......

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了解CD:颠簸

构成轨道的细长凸块每个宽度为0.5微米,最小值为0.83微米,高125纳米。乐动体育网站5.0(纳米是十亿分之十亿米。)通过聚碳酸酯层在凹凸上看,他们看起来像这样:

您通常会在CD上读取“凹坑”而不是颠簸。它们看起来像铝侧的凹坑,但在激光读取的侧面上,它们是凸起。

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凸起的圆形尺寸非常长,使螺旋轨道在CD上非常长。如果您可以将数据跟踪抬起CD并将其伸入直线,则将是0.5微米宽,近3.5英里(5公里)长!

要阅读这一点,你需要一个令人难以置信的精确的光盘读取机制。让我们来看看那个。

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CD播放器组件

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在CD播放器内

CD播放器具有在CD上查找和读取存储为凹凸的数据的工作。考虑到颠簸是多么小,CD播放器是一种非常精确的设备。该驱动器由三个基本组件组成:

  • 一种驱动马达旋转光盘。根据正在读取的轨道,该驱动电机精确控制以旋转200和500 rpm。
  • 一种激光A.镜头系统专注于并阅读颠簸。
  • 一种跟踪机制移动激光器组件,使激光的梁可以沿螺旋轨道遵循。跟踪系统必须能够在微米分辨率下移动激光器。

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CD播放器所做的:激光焦点

在CD播放器中,有一点计算机技术涉及将数据形成为可理解的数据块并将其发送到DAC(在音频CD的情况下)或计算乐动-软件机(在a的情况下光盘驱动器)。

CD播放器的基本工作是将激光聚焦在颠簸轨道上。激光束通过聚碳酸酯层,从铝层反射并击中检测变化的光电设备。凸块反射不同于“铝层的其余部分”(其余的铝层)的光,并且光电传感器检测到反射率的变化。乐动体育网站5.0驱动器中的电子设备解释反射率的变化,以便阅读比特弥补了字节

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此内容在此设备上不兼容。

CD播放器所做的:跟踪

最难的部分是将激光束保持在数据轨道上。这个中心是工作的跟踪系统。跟踪系统,因为它播放CD,必须持续向外乐动体育网站5.0移动激光。当激光从盘的中心向外移动时,凸块更快地移动过激光 - 这发生在凸块的线性或切向速度等于光盘旋转的速度的半径倍数(RPM))。因此,随着激光向外乐动体育网站5.0移动,主轴电机必须减慢CD的速度。这样,凸块以恒定速度通过激光器,并且数据以恒定速率从盘上脱离。乐动体育网站5.0

此内容在此设备上不兼容。

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CD编码问题

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可记录的CD.
照片礼貌Ernest Von Rosen,Amgmedia.

如果您有CD-R驱动器,并希望制作自己的音频CD乐动体育网站5.0或CD-ROM,您对此感兴趣的伟大事物之一是软件可以为您处理所有细节。您可以对您的软件说,“请在此CD上存储这些歌曲,”或“请存储在此CD-ROM上的这些数据文件,”软件将休息。因此,您无需了解CD数据格式的任何内容以创建自己的CD。但是,CD数据格式很复杂,有趣,因此让我们进入它。

要了解数据如何存储在CD上,您需要了解所有不同条件的数据编码方法的设计者正在尝试处理。这是一个相当完整的列表:

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  • 因为这激光正在使用凸块跟踪数据的螺旋,无法扩展间隙,其中数据轨道中没有凹凸。为了解决这个问题,使用EFM(844个调制)来编码数据。在EFM中,将8位字节转换为14位,通过EFM保证其中一些位将是1S。乐动体育网站5.0
  • 由于激光器希望能够在歌曲之间移动,因此需要将数据编码到音乐中,以便在光盘上讲述驱动器“在其中”。使用所谓的问题解决了这个问题子码数据。子码数据可以在轨道中编码激光器的绝对和相对位置,并且还可以将这些东西编码为歌曲标题。乐动体育网站5.0
  • 因为激光可能会误读凹凸,所以需要纠错码处理单位错误。要解决此问题,请添加额外的数据位,使驱动器能够检测单位错误并更正它们。
  • 因为CD上的划痕或斑点可能导致整个字节的字节是误读(称为突发错误),所以驱动器需要能够从这种事件中恢复。实际上解决了这个问题交错光盘上的数据,使其在其中一个光盘电路周围不顺序存储。驱动器实际上一次读取数据一革命,并且未对数据进行交互以便播放。乐动体育网站5.0
  • 如果几个字节在音乐中误读,那么在播放期间可能发生的最糟糕的事情就是一个很少的模糊。然而,当数据存储在CD上时,任何数据错误都是灾难性的。乐动体育网站5.0因此,在将数据存储乐动体育网站5.0在CD-ROM上时使用额外的纠错码。

CD数据格式

用于存储CD上的数据有几种不同的格式,一些广泛使用的数据和一些长期忘记的。两个最常见的是CD-DA(音频)和光盘(计算机数据)。

有关CD和相关主题的详细信息,请查看下一页上的链接。

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