CD d’àudio

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
El logotip del CD Audio

El Compact Disc Digital Audio (abreviatures habituals: CD Audio , CD Audio , CD-Audio , Audio-CD , CD-DA , CDDA ) és un tipus de disc compacte que només conté àudio digital , que s’utilitza com a suport d’àudio .

El CD d’àudio va ser creat conjuntament per Sony i Philips . La primera versió final de les especificacions tècniques d' Àudio CD es va finalitzar el 1980. El 1982 es van publicar els primers CD d'àudio i el primer model de reproductor de CD d'àudio disponible comercialment, el Sony CDP-101 . Des d’un punt de vista cronològic, el CD d’àudio va ser la primera aplicació pràctica del disc compacte. Tots els altres formats i usos del disc compacte es deriven del CD d’àudio.

Ocupacions

El CD d’àudio va néixer com un format de disc compacte preimprès (per tant, com a mitjà d’informació de només lectura ) destinat a la indústria multimèdia per a la comercialització de contingut sonor , en particular per a la indústria discogràfica per a la comercialització de música . En aquests sectors de productes, inicialment era un competidor del disc de vinil, que el supliava gairebé completament en uns deu anys. Amb el naixement del CD-R , el 1988 , i del CD-RW , el 1997 , també s’ha convertit en un dels formats d’enregistrament més utilitzats en àudio domèstic, substituint en particular el Compact Cassette , de nou en deu anys.

Actualment, el CD d’àudio és l’estàndard més utilitzat per gravar àudio al Compact Disc, així com l’estàndard de facto utilitzat per la indústria discogràfica per publicar música mitjançant el Compact Disc. Per aquests motius, hi ha molts tipus de reproductors d’àudio CD que solen estar disponibles al mercat: des dels més compactes (dissenyats per utilitzar-se en moviment) fins als més sofisticats (dissenyats per proporcionar el millor rendiment sonor). Menys freqüents són els gravadors de CD d’àudio , capaços no només de reproduir l’àudio gravat en CD d’àudio, sinó també de gravar-lo.

Descripció

Comparació entre diferents suports òptics

L'estructura física del disc i els protocols d'emmagatzematge de dades es descriuen al Llibre vermell . Aquestes especificacions tècniques preveuen una capacitat màxima de Àudio estèreo de 700 MB i PCM mostrat a 44,1 kHz amb mostres de 16 bits , per tant, tenint en compte l’espai ocupat per a la correcció d’errors, una capacitat màxima de gravació de 74 minuts. Va ser Akio Morita , fundador i llavors president de Sony, que va imposar aquesta durada, de manera que de Beethoven tota la novena simfonia estava continguda en un sol disc [1] .

Al CD d’àudio, el so s’emmagatzema en forma digital : la tendència de la pressió sonora es mesura (es mostra) a intervals regulars i el valor es descriu mitjançant una seqüència de 16 bits . Com a conseqüència del teorema de Nyquist-Shannon , la freqüència de mostreig ha de ser almenys el doble de la freqüència màxima del senyal a adquirir, és a dir, com a mínim 40.000 vegades per segon per a la banda d’àudio. 20 kHz , per a cada canal estèreo.

Els bits estan gravats al disc en una sola pista de més de 5 km de longitud en forma d’àrees ( fosses i terres ) que reflecteixen més o menys la llum.

La cadena de processament que transforma la pista del disc en so es pot dividir en quatre seccions principals, així com un microprocessador central que supervisa tot i interactua amb l’usuari.

Cap de lectura

Lent d'un reproductor de CD

Aquesta és sens dubte la part més complexa i innovadora del reproductor de discos compactes , ja que, a diferència de la resta de sistemes de reproducció d’àudio, el cap no toca la superfície del suport, sinó que s’ha de mantenir alineada i a la distància adequada a través de diferents sistemes de servocontrol .

En particular, els problemes a afrontar són tres:

  • Mantingueu constant la velocitat lineal del disc per sota del cap per obtenir un flux constant de dades.

això implica que la velocitat angular del disc no pot ser constant, sinó que és major quan el cap està a prop del centre i menys quan es troba a la perifèria.

La solució adoptada per regular la velocitat de rotació consisteix en un buffer FIFO , una memòria en què les dades entren per un "costat" i es recuperen per l'altre. La recopilació de dades es realitza a una velocitat exactament determinada per un oscil·lador de quars, de manera que, a mesura que el flux d’entrada varia, el buffer s’omplirà més o menys. El sistema de retroalimentació actua sobre la velocitat angular per tal de mantenir constant la quantitat de dades emmagatzemades.

Aquest enfocament també compensa les variacions causades per la fricció, les vibracions i la inexactitud del motor (wow & flutter). Una memòria intermèdia de mida adequada combinada amb una lògica adequada permet compensar qualsevol salt de pista.

Intensitat de llum làser a les quatre seccions del sensor òptic
  • Mou el cap radialment per seguir la pista.

Mentre que en un plat giratori el cartutx s’arrossega per la mateixa ranura, en un disc compacte el cartutx no toca el registre, de manera que el seguiment de la pista s’ha de fer per mitjans òptics.
La llum làser reflectida pel disc se centra al centre d’un quadrat als vèrtexs dels quals hi ha quatre sensors òptics. En condicions de centratge, la intensitat de llum detectada és la mateixa per als quatre detectors, si en canvi la traça i, per tant, la taca de llum està lleugerament compensada, el senyal és més intens en alguns sensors. Un circuit electrònic mou la lent mitjançant un camp magnètic produït per solenoides adequats a l'interior del qual està suspesa la lent d'enfocament. Quan el desplaçament es troba al límit del rang d’acció de la lent, tot el cap es tradueix mitjançant un motor elèctric .

  • Mantingueu l’objectiu làser a la distància adequada del disc per aconseguir un focus constant.

Mirant un plat giratori , es pot observar el moviment vertical periòdic del cap a causa de la planitud imperfecta del registre. El mateix passa amb els discos compactes, encara que en menor mesura. Per a això, cal ajustar el focus del làser moment per moment.

El focus es comprova mitjançant els quatre sensors ja vistos. A la distància òptima, el nivell del senyal és el valor mínim per a tots els detectors.

Correcció d'errors

Com que el disc compacte no ofereix cap protecció contra la manipulació i el desgast, sovint es formen rascades o dipòsits de brutícia a la superfície que poden deteriorar la lectura. Per superar aquest problema, s’adopten tècniques complexes de correcció d’errors i redundància de dades.

Durant la fase d’escriptura, les dades corresponents als dos canals estèreo s’entrellacen primer, després de la qual es divideix la seqüència en trossos de 8 bits en què es realitza la codificació EFM (modulació de vuit a catorze) per evitar massa temps consecutius. seqüències de zero o una i al mateix temps augmenten la redundància de la informació. S’afegeixen 3 bits de sincronització més als 14 bits obtinguts, portant així la redundància al 112,5% (de 8 a 17 bits).

Després d'aquesta primera manipulació, la seqüència se sotmet a un processament posterior al final del qual s'obtenen agrupacions elementals (trames) de 588 bits. Cada fotograma es compon de 24 subgrups de 17 bits de dades intercalats amb 8 grups de 17 bits per a la correcció d'errors, més 27 bits de sincronisme i 17 d'informació per mostrar a la pantalla (número de pista, posició, etc.). La dispersió dels blocs de control permet reconstruir les dades que falten a causa d’un gran defecte a la superfície del disc.

Totes aquestes operacions han de ser realitzades al revés pel lector, per reconstruir la seqüència original de 16 bits per mostra per canal.

Conversió digital / analògica

En aquest pas fonamental, els bits es converteixen en un senyal analògic elèctric mitjançant un convertidor digital-analògic (DAC) per a cada canal estèreo. El senyal es mostra a 16 bits que corresponen a 65.535 nivells de voltatge. En general, el funcionament es basa en una xarxa de resistències amb valors adequadament determinats, la precisió dels quals determina el grau de linealitat del dispositiu.

A la sortida del convertidor, el senyal se sotmet a un filtre de pas baix per suprimir els harmònics produïts per la freqüència de mostreig.

Preamplificació d'àudio

Aquesta secció és similar a la de qualsevol altre dispositiu d’àudio analògic i inclou la funció d’ajust de volum i possiblement també les funcions de to, equilibri i igualació . Si el reproductor proporciona directament sortida per a auriculars o altaveus , també hi ha un amplificador d’ àudio.

Durada del suport

Un fenomen conegut com a podridura del disc o càncer de disc, a causa de la qualitat dels materials utilitzats durant el procés de fabricació, podria reduir la vida útil del mitjà òptic a un temps aproximat d’uns 10 anys. El problema es refereix a l'oxidació progressiva de l'alumini reflectant que es col·loca entre la capa de policarbonat i la capa de laca protectora [2] .

Regulació a Itàlia

És possible fer còpies privades ( art. 71 sexies et seq. ) En compliment del MTP , però no pot fer-ho tercers i no es poden proporcionar serveis externs de reproducció; si hi ha continguts interactius, si hi ha mesures de protecció tecnològica, no és possible exercir el dret de còpia.

No obstant això, és possible fer almenys una còpia analògica per a ús privat i personal. SIAE proporciona als autors de les obres una compensació justa pels dispositius de gravació i suports de còpies privades (tenint en compte els MTP).

Nota

  1. L'autobiografia d'Akio Morita: Made in Japan [1988]
  2. ^ (CA)Hi ha música segura al disc compacte? , a la BBC , el 27 d'agost de 2004.

Articles relacionats

Altres projectes

Control de l'autoritat GND ( DE ) 4346365-4