compact disc

Compact disc. Prinsipp for avspilling av en CD. En laserstråle søker over sporene i platen, og strålen blir så reflektert mot detektoren. Denne sender signaler (0 eller 1) videre til en mikroprosessor som omdanner dem til lydsignaler (audiosignaler).

Av /Store norske leksikon ※.
CD
Av .
Lisens: CC BY SA 3.0

Compact disc, forkortelse CD, kompaktplate, er en sirkulær plate for lagring av data, opprinnelig utviklet for distribusjon av musikk.

Faktaboks

uttale:
kˈåmpækt disk
også kjent som:

CD

Historikk

Compact disc-systemet ble opprinnelig utviklet av Philips i Nederland og Sony i Japan som en digital erstatning for platespiller og analoge LP-plater i vinyl. Systemet ble presentert i 1980 og overtok raskt det meste av markedet fra vinylplatene. Fra årtusenskiftet sank imidlertid CD-salget dramatisk, vesentlig på grunn av bruk av delings- og strømmetjenester for musikk.

CD-systemet ble raskt tatt i bruk for generell datalagring (CD-ROM), hvor én plate kunne lagre opp til 700 MB (megabyte). I 1996 ble en versjon med større lagringskapasitet (DVD) lansert, opprinnelig tenkt for videodistribusjon og med en kapasitet på opptil 17 GB (gigabyte), i 2006 kom Blu-ray disken (BD) med en kapasitet på 50 GB og mer.

Uansett kapasitet har alle disse platetypene samme dimensjoner.

Virkemåte

En CD (eventuelt en DVD eller Blu-ray disk) er et digitalt optisk lagringsformat. Den prinsipielle virkemåten er at en tynn laserstråle blir sendt mot og reflektert fra den roterende platen. Laserstrålen følger et spiralformet spor med variabel refleksivitet på platen. Ved hjelp av en fotodiode blir styrken på den reflekterte laserstrålen omdannet til et digitalt elektrisk signal.

Platen

Selve platen er laget av et plastmateriale, den er 120 millimeter i diameter med tykkelse på 1,2 millimeter, og spilles bare fra den ene siden. Diameteren sies å være et direkte ønske fra Sonys daværende visepresident Norio Ogha som argumenterte med at lange klassiske verk, som for eksempel Beethovens 9. symfoni måtte kunne rommes på én plate. Historien er omstridt; en mer troverdig forklaring er at Sony på denne måten fikk bremset Philips, som allerede hadde en prototype på 115 millimeter klar.

Det reflekterende sporet ligger under et beskyttende plastlag på 1,1 millimeter, slik at det er kun 0,1 millimeter igjen til siden med trykt etikett. Sporet er konstruert på forskjellige måter avhengig av bruksområdet.

  • På en masseprodusert CD danner sporet 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 digitale signalet. En CD av denne typen er som oftest en kommersiell lyd-CD (CD Audio) men kan også være forskjellig kommersiell programvare (CD-ROM). Uansett er det et ferdig fabrikkprodukt uten muligheter for manipulering av brukeren.
  • På en CD som en bruker selv kan skrive data til (CD-R, Compact Disc Recordable) består sporet av en rille med et spesielt farvestoffsjikt (engelsk dye). Sjiktet kan varmes opp med en laserstråle (data «brennes») slik at reflektiviteten forandres, og senere kan leses av igjen med en svakere laser som ikke forandrer sjiktet. En CD-R som er skrevet til kan ikke slettes eller overskrives.
  • En overskrivbar CD (CD-RW, Compact Disc ReWritable) bruker samme prinsippet som en CD-R, men med en metallegering istedenfor farvestoffet.

I tillegg til selve brukerdatasignalet er det lagret en del hjelpeinformasjon, blant annet adresseinformasjon og feilkorreksjonskoder. Dette bidrar til å gjøre avspillingen mindre følsom for mindre skader på plateoverflaten.

CD-spilleren

I spilleren finnes — i tillegg til nødvendig elektronikk — et styrt drivverk som får platen til å rotere med konstant sporhastighet, og et lesehode som består av en laserlyskilde, et linsesystem og en fotodiode. Sporhastigheten er på cirka 1,2 meter i sekundet, noe som som tilsvarer en rotasjonshastighet på fra cirka 500 rpm innerst til cirka 200 rpm ytterst. Lesehodet er ikke i fysisk kontakt med selve CDen, det styres elektronisk og kan bevege seg langs spiralen med ekstremt stor nøyaktighet. Laseren som brukes har en bølgelengde på 780 nanometer (nm), det vil si rød/fiolett farge. Linsesystemet fokuserer lyset fra laserlyskilden til en prikk med diameter cirka 1 μm nøyaktig i det sjiktet der datasignalet ligger lagret. På overflaten av platen er lysstrålen vesentlig bredere; dette bidrar også til å gjøre avlesningen mindre sårbar for riper og støv.

Signalet fra fotodioden gjøres om til digitale koder og behandles videre i de digitale elektroniske kretsene. Først benyttes en del av hjelpeinformasjonen blant annet 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 millimeter 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.

Logiske formater

Den opprinnelige CDen for lydsignaler (CD-Audio) hadde et dataformat som var tilpasset bruken: sekvensiell avspilling og mulighet til å finne forskjellige kutt innenfor den totale datastrømmen, som besto av et digitalt tokanals lydsignal med en samplingfrekvens på 44,1 kHz og en 16 bits ordlengde. Med innføringen av CD-ROM var det nødvendig å etablere et annet logisk format som tok hensyn til rask tilgang til de enkelte datafilene. En CD-brenner i dag kan brenne musikk i begge formater — som en sekvensiell strøm eller som et antall audiofiler — men kun den første typen kan normalt spilles av i en vanlig CD-spiller.

Levetid

Informasjonen på en CD er innkapslet i plast og er normal godt beskyttet fra ytre påvirkning. Allikevel vil det over tid kunne trenge inn små mengder luft og fuktighet slik at selve datamediet angripes. Siden avstanden mellom datasjiktet og etikett på en kommersiell lyd-CD er kun 0,1 millimeter, er det også en risiko for påvirkning den veien. Med stabil temperatur og luftfuktighet er det imidlertid ingen ting i veien for en kommersiell CD kan oppbevares i generasjoner.

Noe annet blir det for arkiver som ofte har basert seg på digital lagring på CD-R, og hvor kravet til dataintegritet er absolutt. Her må man basere seg på en mer pessimistisk antakelse med en levetid på ned mot 30 år.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg