logo
полная шпора с рамкой

27. Дисковые носители информации (cd, cd-r, cd-rw, dvd, sacd)

Международный стандарт на систему цифровой лазерной звукозаписи “Компакт-диск” был принят в начале октября 1982 года. Этот стандарт определяет размеры и конструкцию компакт-диска (рисунок 8.1), принципы записи и считывания информации.

Компакт-диск имеет диаметр 120 мм, толщину 1,2 мм и диаметр центрального отверстия 15 мм. Вся поверхность диска разделена на зоны. Зона, где записана непосредственно информация, называется программной зоной. Она располагается между внешним диаметром Dпp и внутренним dпр. Максимальное значение Dпp равно 116 мм, значение dпр - 50 мм. К внутреннему диаметру dпр программной зоны примыкает зона вводной дорожки dв или зона ввода, ограниченная диаметром 46 мм. В этой зоне записано оглавление. К внешнему диаметру программной зоны Dпp примыкает зона выводной дорожки, или зона вывода, которая должна иметь внешний диаметр не менее, чем на 1 мм больше величины Dпp.

Зона выводной дорожки

Рисунок 8.2 - Конструкция компакт-диска. Вид сбоку

Формат CD-R и CD-RW. Большим шагом вперед стала техно-логия CD-R (или WORM - Write One Read Many), а появившаяся возможность перезаписи (CD-RW – CD-ReWritable) внесла фундамен-тальные изменения в использование компакт-дисков.

Принцип записи CD-R основан на “выжигании” лазером бита информации на записываемом слое, состоящем из органического красителя. Этот краситель способен однократно изменить свою отражающую способность. Соответственно изменится и отражающая способность диска, которую лазерный луч фиксирует при считывании. CD-R состоит из пяти слоев: прозрачной пластиковой подложки из поликарбоната, слоя красителя (синего, зеленого или красного), серебряного или золотого отражающего слоя, защитного слоя и верхнего слоя лака, обладающего высокой механической прочностью.

Многократная запись в CD-RW достигается благодаря специаль-ному комбинированному слою красителя, который реверсно изменяет свои характеристики при воздействии луча лазера. Запись производится при изменении состояния вещества записываемого слоя, когда вещество под нагревом переходит из кристаллического состояния в аморфное. Такой процесс называется фазовым переходом и широко применяется в магнитооптических устройствах. Но в отличие от магнитооптики запись на CD-RW определяется изменением отражающей способности поверхности. В связи с этим CD-RW диски более капризны при чтении, так как изменение отражательных свойств у них намного меньше, чем у CD-R. Структура данных дисков представлена на рисунке 8.4.

CD-R CD-RW

Рисунок 8.4 - Структура CD-R и CD-RW

DVD диски

В течение 1996 и начала 1997 годов крупнейшие производители электронной аппаратуры, среди которых такие известные фирмы как Matsushita, Sony, JVS, Hitachi, Toshiba, Mitsubishi и другие, наконец-то пришли к единому мнению относительно технических параметров нового видеоносителя дискового типа – DVD (Digital Video Disc). Изначально предполагалось, что этот формат предназначен в основном для записи видеоиоинформации, но в дальнейшем область его при-менения существенно расширилась и он стал использоваться для записи мультимедийных программ, хранения цифровых данных компьютера. Поэтому вскоре DVD стали расшифровываться как Digital Versatile Disc (цифровой универсальный диск).

Носитель – внешне очень похож на компакт-диск. Его диаметр и толщина, так же, как и у CD, 120 мм и 1,2 мм соответственно. В DVD проигрывателях используется лазер с более короткой длиной волны излучения – 0,635-0,65мкм (у CD- 0,78мкм). Это позволило уменьшить геометрические размеры считывающего пятна, а значит, и размеры пит – с 0,28 мкм до 0,15 мкм. Шаг дорожки также уменьшился с 1,6 мкм у CD до 0,74 мкм у DVD. Поэтому плотность записи у DVD значительно повысилась.

Конструктивно DVD бывает четырех видов: однослойные одно-сторонние, однослойные двухсторонние, двухслойные односторонние и двухслойные двухсторонние (рисунок 8.5). Однослойные одно-сторонние (single-sided, singel-layer) DVD-диски имеют емкость 4,7 Гб. На этом диске запись осуществляется на одну сторону, а на другой печатается этикетка. Внутренняя структура этого диска изображена на рисунке 8.5а.

Двухслойные диски DVD (single-sided, double-layer) емкостью 8,5 Гб показаны на рисунке 8.5б. Они имеют два покрытия, на которые наносится информация. Один слой в этом DVD-диске получается прозрачным, и сквозь него считываются данные второго внутреннего слоя. Это оригинальная идея, предложенная Sony и Philips, позволила увеличить емкость диска вдвое и потребовала применения специальной оптической головки с возможностью изменения фокуса. Процесс воспроизведения двухслойного DVD- диска происходит следующим образом: в начале лазерный луч фокусируется на внутренней стороне поверхности диска и считывает данные, проходя через полупрозрачное покрытие. По окончании процесса луч автоматически перефокусируется на питы внешнего слоя. Так как коэффициент отражения около 40% ,то при наличии буферной памяти переход с одного слоя на другой происходит незаметно.

Двухсторонние диски, предложенные фирмой Toshiba, устроены просто: два односторонних просто склеиваются рабочими сторонами наружу. Существуют два типа двухсторонних дисков – однослойные DVD-9 (double-sided single-layer) и двухслойные DVD-18 (double-sided single-layer), емкость соответственно 9,4 Гб и 17 Гбайт (рисунок 8.5в и 8.5г). Для чтения данных с обеих сторон необходимо переворачивать диск аналогично тому, как делается это с виниловой грампластинкой или же использовать сложную оптическую головку с двухсторонним расположением лазера.

После появления DVD-дисков появились DVD-R диски, то есть DVD-диски, на которые можно самостоятельно производить запись, и многократно перезаписываемые DVD-RW.

В настоящее время существует достаточно большая группа форматов DVD-дисков, основные характеристики которых приведены ниже.

• Однослойный односторонний DVD-1 (8 см, SS/SL):

1,4 Гбайт, приблизительно 30 мин видео.

Примечание: SS/DS означает single/double-sided — одно/двухсторонний, a SL/DL - single/dual-layer — одно/двухслойный.

Супераудиокомпакт-диск (SACD)

В конце 90-х годов фирмы SONY и Philips предложили принципиально новую технологию аналого-цифрового преобразования DSD (Direct Stream Digital), которая была реализована в формате SACD. Главным преимуществом нового формата является отсутствие децимации и интерполяции сигнала и связанных с ними ошибок преобразования. В отличие от формата CD каждая выборка сигнала кодируется не 16 битами, а всего лишь одним битом, но частота выборок составляет при этом 2822,4 кГц. Обратное цифроаналоговое преобразование при такой кодировке сводится при такой записи через высококачественный аналоговый фильтр низких частот. В результате становится возможным обеспечить недостижимое для других систем сочетание динамического диапазона 120 дБ – и полосы пропускания: от 0 до 100 кГц.

SACD представляет собой двухслойный диск с одним полупроз-рачным слоем, предназначенном для записей в формате CD, и другим, с повышенной плотностью информации (HD), на котором может быть записан двухканальный стереосигнал, шестиканальный сигнал и дополнительная информация: текст, графика , видео (рисунок 8.10).

Оба слоя SACD считываются с одной и той же стороны двумя различными лазерами. Нижний CD слой считывается лазером с длиной волны 780 нм, верхний HD слой – лазером с длиной волны 650 нм (рисунок 8.11). Помимо этого, лазерный звукосниматель для HD слоя имеет более высокую числовую апертуру линзы (0,6 против 0,45) и, следовательно, обладает более высоким разрешением.

Наличие двух информационных слоев делает возможным исполь-зование SACD и в обычных проигрывателях компакт-дисков (но в этом случае будет читаться только стереофоническая запись)

Yandex.RTB R-A-252273-3
Yandex.RTB R-A-252273-4