Cd-audio

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Nel giugno del 1980 è stato presentato sul mercato un rivoluzionario sistema di registrazione, conservazione e riproduzione del suono chiamato 'Compact Disc Digital Audio System' che comunemente viene abbreviato con il nome CD. Questo supporto è frutto della ricerca in collaborazione tra Sony e Philips. Il dispositivo desta subito l'interesse di privati e produttori grazie alle qualità che gli slogan pubblicitari gli attribuiscono. Il CD veniva pubblicizzato come supporto molto resistente e senza possibilità di usura. Questo supporto ha subito trovato un forte impiego, tanto che dieci anni dopo la sua scoperta ha preso il sopravvento sui tradizionali dischi in vinile.

Caratteristiche

Il Compact Disc è un disco di piccole dimensioni contenente informazioni registrate in forma digitale, mediante una sequenza di microcavità incise sulla superficie. La lettura del disco è ottica, ossia il disco viene letto mediante un raggio laser che viene riflesso dalla superficie a dipendenza di ciò che colpisce. Infatti, la sua superficie è composta da buchini microscopici "PIT" su di una pianura chiamata "LAND".

Lettura

Il metodo di lettura del CD, non richiedendo alcun contatto meccanico diretto, permette in teoria una durata del disco eccezionalmente lunga. I compact disc si basano tutti sulla stessa tecnologia, e utilizzano il medesimo sistema di codifica.

I dati sul compact disc sono incisi seguendo una traccia a spirale che parte dal centro e si espande verso l'esterno. Per poter leggere un flusso di dati costante bisogna variare la velocità angolare del disco. Quest'ultima può variare da 500 giri al minuto se leggiamo all'interno a 200 se leggiamo sulla parte esterna (velocità lineare costante pari a 1.4 m/sec).

Quando il fascio luminoso colpisce i PIT viene riflesso e captato da dei fotodiodi che hanno il compito di trasformare la luce in segnale elettrico. Il segnale ricavato dai fotodiodi dopo apposite trasformazioni (squadratura) è pronto per essere elaborato. Il segnale pulito si presenta con una forma ad onda quadra come quello di colore rosso in figura.

Codifica del segnale

Per motivi meccanici di costruzione e di lettura i dati presenti sul disco sono codificati in un dato modo. Per semplicità partiremo dal segnale analogico per arrivare a quello digitale presente sul CD.
In modo generale, per una trasmissione di dati, si utilizzano le seguenti codifiche:

Codifica sorgente: trasduttore ADC, il quale converte il segnale analogico in uno digitale a 16 bit

Codifica di canale: aggiunta di bit per l'identificazione e la correzione di errori di lettura (per es. bit e Byte di parità)

Codifica di linea: all'informazione viene data una forma che meglio si adatta alle particolarità della linea di trasmissione.

 Codificatore PCM (Pulse code modulator):

Si procede quindi alla codifica del segnale analogico in digitale PCM (Pulse code modulation). Il segnale analogico BF viene inizialmente campionato ad una frequenza di 44.1 kHz (una conversione ogni 22.7 µsec) e convertito in segnale digitale a 16 bit.
In questo modo occorre registrare 44.1 * 10*3 * 16 * 2 = 1.41 Mbit/sec.

Codificatore CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code):

Questo particolare tipo di codifica ovvia ai problemi di lettura causati per esempio da graffi sul disco. Il segnale audio, convertito a 16 bit viene raggruppato in trame che comprendono 6 campioni del canale destro e 6 del canale sinistro per un totale di 192 bit. Una trama viene suddivisa in 6 campioni da 32 bit. Mediante l'aggiunta di ulteriori bit di controllo, e il mescolamento non casuale di tutti i bit ad ogni trama, si crea la codifica CIRC.

C&D:

I comandi C&D aggiunti al segnale sono informazioni utili per la lettura.