Compact disc, fork. CD, kompaktplate, digital plate for gjengivelse av lyd, bilder og data.

Compact disc, CD, brukes også ofte som systembetegnelse på kombinasjonen av plate og spiller.

Compact disc-systemet ble opprinnelig utviklet av Philips i Nederland og Sony i Japan, som en digitalisert erstatning for platespiller og LP-plater i vinyl. Systemet ble presentert i 1980 og overtok raskt det meste av markedet fra vinylplatene, men de senere år har vinylplatene igjen dukket opp som alternativ. CD-systemet egner seg imidlertid like godt for lagring av alle typer digital informasjon. Det ble derfor raskt tatt i bruk også på andre områder der det er behov for å lagre store datamengder, inntil 650/700 Mbyte. Det benyttes samme type CDer til alle anvendelsene, men dataformatet og avspillingsenhetene er noe forskjellige.

CD-platens størrelse og lagringskapasitet har en interessant bakgrunn. Philips mente i utgangspunktet at platen skulle inneholde 1 time med musikk, mens Sonys visepresident Norio Ogha som var veldig opptatt av klassisk musikk mente Beethovens 9. symfoni måtte få plass på platen. Den lengste innspillingen var på 74 minutter og dermed ble det dimensjonerende for CD-platens kapasitet på 650 Mbyte. Senere har det også dukket opp plater med noe mindre sporavstand og inntil 80 minutter/700 Mbyte kapasitet.

CD-systemet er siden videreutviklet med DVD-platene som har mye tettere lagringsmønster og større kapasitet (4,7 – 17 Gbyte) og videre som Blu-ray (BD) med enda større kapasitet (25 – 50 Gbyte); alle med samme fysiske størrelse som CD-platen (12 cm).

Selve CDen er laget av et plastmateriale, den er 12 cm i diameter med tykkelse på 1,2 mm og spilles bare på den ene siden. På den blanke overflaten er det rekker av avlange fordypninger. Fordypningene er 0,6 μm (1 μm = 1/1000 mm) brede, 0,12 μm dype og varierer i lengde fra 0,9 til 3,3 μm. Avstanden mellom nabosporene er bare ca 1,6 μm. Variasjonen mellom fordypninger og slette områder representerer det lagrede datasignalets "0-ere" og "1-ere". Hele den blanke flaten med fordypningene ligger beskyttet under et 1 mm tykt gjennomsiktig lag. Som en liten kuriositet kan nevnes at dette var de minste fysiske strukturer som ble produsert maskinelt da systemet ble lansert.

Informasjonen legges normalt inn i platen under produksjonsprosessen, men det er også mulig å legge informasjon inn i en tom plate ved hjelp av en såkalt CD-brenner.

Den lagrede informasjonen er delt opp i små enheter som er plassert på forskjellige steder på platen etter et bestemt system. Dette er med på å gjøre avspillingen mindre følsom for riper og støv på plateoverflaten. I tillegg til selve brukerdatasignalet er det lagret en del hjelpeinformasjon, bl.a. adresseinformasjon og feilkorreksjonskoder. Maksimal lagringskapasitet for en CD er 650/700 Mbyte, dvs. 650 eller 700 byte hver på 8 bit. 

Avspilleren består i prinsippet av forskjellige elektroniske kretser, et styrt drivverk som får platen til å rotere med konstant sporhastighet og et lesehode som består av en laserlyskilde, et linsesystem og en lysdetektor. Lesehodet er ikke i fysisk kontakt med selve CDen, det styres elektronisk og kan bevege seg fra platens ytterkant og inn mot sentrum med ekstremt stor nøyaktighet. Laseren som brukes har en bølgelengde på 780 nm, dvs. rød/fiolett farge.

Linsesystemet fokuserer lyset fra laserlyskilden til en prikk med diameter ca. 1 μm nøyaktig i det sjiktet der datasignalet ligger lagret, det vil si ca. 1,25 mm nede i CDen. På overflaten av platen er lysstrålen vesentlig bredere; dette gjør avlesningen mindre sårbar for riper og støv. Linsesystemet fanger også opp det reflekterte lyset fra platen, og leder det frem til lysdetektoren der det omgjøres til et elektrisk signal. Lys som reflekteres fra hhv overflate og fordypning har en en faseforskjell på om lag en halv bølgelengde og gjøre det enkelt for detektorkretsen å skille mellom 1-ere og 0-ere.

Avspilling av CDen skjer ved at det fokuserte laserlyset fra lesehodet følger sporet på platen mens den roterer. Når laserstrålen treffer et slett område, vil mye lys bli reflektert tilbake til lysdetektoren som da gir et sterkt elektrisk signal. Når strålen treffer en fordypning, vil detektoren motta vesentlig mindre lys og dermed gi et mye svakere elektrisk signal. Det elektriske signalet vil dermed variere i takt med mønsteret av slette områder og fordypninger langs sporet på platen.

Signalet fra lysdetektoren gjøres om til digitale koder og behandles videre i de digitale elektroniske kretsene. Først benyttes en del av hjelpeinformasjonen bl.a. til å styre lesehodet til riktig posisjon og til å rette eventuelle feil i datasignalet. Feilrettingsmekanismen kan rette opptil 4000 påfølgende bitfeil. Dette tilsvarer et uleselig område på 2,5 mm på CDen. Etter at eventuelle feil er rettet, viderebehandles brukerdatasignalet i andre deler av elektronikken. Denne viderebehandlingen vil være forskjellig, avhengig av om signalet representerer digitalisert musikk, digitaliserte bilder eller data.

CDen er et digitalt lagringsmedium og kan derfor brukes til lagring av alle typer digital informasjon. Det finnes nå CD-spillere for lyd (CD-audio), data og tekst (CD-ROM), fotografier (foto-CD), levende bilder (video-CD) eller kombinasjoner av disse (CD-ROM, CD-I). Det er i prinsippet ingen fysisk forskjell på en CD for musikk og en såkalt CD-ROM for lagring av data, men dataformatet, dvs. hvordan dataene ordnes og tolkes, vil være forskjellig for de ulike anvendelsene, derfor kan ikke alle CD-spillere lese alle typer CDer.

CD-audio, egentlig Compact Disc Digital Audio, er den standarden vi kjenner fra en vanlig musikk-CD og som var starten på CD-konseptet. Lydsignalene er digitalisert for å gi bedre lydgjengivelse, mindre støy og bedre atskillelse av stereokanalene enn i det analoge LP-platesystemet. På den analoge vinylplaten blir lydsignalene lagret i form av et spor som varierer horisontalt og vertikalt i takt med lyden (analogt). I et CD-system er lydsignalene målt (samplet og digitalisert) 44 100 ganger hvert sekund på hver kanal, og sample-verdiene er lagret som binære tallkoder. Hver kode består av 16 bit, dvs. en kombinasjon av 16 nuller og enere. Med to kanaler blir bitstrømmen lik 44,1 [kS/s] * 2 * 16 [bit/S] = 1,4112 [Mbit/s] til musikksignalet alene. I tillegg trenger vi plass til lagring av informasjon for feilkorrigeringen.

Ved avspilling gjøres tallkodene om til analoge signaler i en digital-analog-omformer for hver kanal. I mange CD-spillere benyttes oversampling for å bedre kvaliteten ytterligere. For hvert sekund musikk er det lagret mer enn 4 millioner nuller og enere (bit), likevel er det plass til mer enn 1 times musikkopptak på en CD.

CD-ROM, CD-Read Only Memory, Compact Disc Data Storage, er en CD-plate med innhold av data eller tekst. Innholdet på en CD-ROM brukes vanligvis i en datamaskin og leses inn i denne med en CD-ROM-spiller. Det er etter hvert blitt vanlig at store dataprogrammer eller informasjonsmengder formidles ved hjelp av CD-ROM plater. En plate kan lagre 650/700 Mbyte data, dette tilsvarer flere hundre tusen tettskrevne A-4 sider. Se også CD-ROM.

CD-I, CD-Interactive, er basert på en spesiell CD-spiller koblet til et vanlig TV-apparat. CD-I-platene kan inneholde både videosekvenser, bilder, lyder, grafikk og tekst. Brukeren kan ved hjelp av en håndkontroll (joystick) delta interaktivt med programmene på en måte som til en viss grad ligner på et TV-spill. Denne type CD kan også benyttes til lagring av levende film (video-CD); en plate har kapasitet til å lagre opptil 72 minutter levende video.

Foto-CD, Photo CD, er et system der vanlige bilder lagres på en CD-plate, avspilles med en foto-CD-spiller eller en CD-I-spiller og vises på fjernsynsskjermen. Med CD-I-spilleren er det mulig å manipulere bildene, f.eks. forstørre et utsnitt av bildet. Vanlige lysbilder eller negativer for papirbilder kan ved hjelp av spesielt utstyr (bildeskanner) overføres til en foto-CD- eller CD-I-plate.

Informasjonen på CDer er brent inn i metall. Til tross for at metallet er innkapslet i plast, vil det over tid trenge inn små mengder luft og fuktighet slik at metallet begynner å korrodere. Levetiden for en CD er avhengig av temperatur og luftfuktighet. Under gunstige forhold anslås levetiden til ca. 25 år.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.