CDのしくみ

CDやDVDは最近どこにでもあります。それらが音楽、データ、またはコンピュータソフトウェアを保持するために使用されるかどうかにかかわらず、それらは信頼できるパッケージで大量の情報を配布するための標準的な媒体になりました。コンパクトディスクは非常に簡単で安価に製造できるため、America Onlineは毎年何百万枚ものディスクを発送して、新しいユーザーを惹きつけています。また、コンピューターとCD-Rドライブをお持ちの場合は、必要な情報を含めて、独自のCDを作成できます。

この記事では、CDとCDドライブがどのように機能するかを見ていきます。また、CDのさまざまな形式と、このテクノロジーの将来についても見ていきます。

1. CDを理解する：資料
2. CDを理解する：スパイラル
3. CDを理解する：バンプ
4. CDプレーヤーのコンポーネント
5. CDプレーヤーの機能：レーザーフォーカス
6. CDプレーヤーの機能：追跡
7. CDエンコーディングの問題
8. CDデータフォーマット

アナログおよびデジタル録音のしくみで説明したように、CDには最大74分の音楽を保存できるため、CDに保存する必要のあるデジタルデータの合計量は次のとおりです。

44,100サンプル/チャネル/秒x2バイト/サンプルx2チャネルx74分x60秒/分= 783,216,000バイト

783メガバイト（MB）を超えるディスクに直径4.8インチ（12 cm）だけを収めるには、個々のバイトを非常に小さくする必要があります。 CDの物理的な構造を調べることで、これらのバイトがどれだけ小さいかを理解し始めることができます。

CDはかなり単純なプラスチック片で、厚さは約100分の4インチ（1.2 mm）です。ほとんどのCDは、透明なポリカーボネートプラスチックの射出成形品で構成されています。製造中、このプラスチックは、データの単一の連続した非常に長いスパイラルトラックとして配置された微細な隆起に感銘を受けます。すぐにバンプに戻ります。ポリカーボネートの透明な部分が形成されると、薄い反射性のアルミニウム層がディスク上にスパッタされ、バンプを覆います。次に、アルミニウムを保護するために、薄いアクリル層がアルミニウムの上にスプレーされます。次に、ラベルがアクリルに印刷されます。完全なCDの断面図（縮尺どおりではありません）は次のようになります。

CDには、ディスクの内側から外側に向かって循環するデータの単一のスパイラルトラックがあります。スパイラルトラックが中央から始まるという事実は、必要に応じてCDを4.8インチ（12 cm）より小さくできることを意味し、実際、CDプレーヤーに入れることができるプラスチック製の野球カードと名刺があります。CD名刺は、カードのサイズと形状がスパイラルを遮断する前に、約2MBのデータを保持します。

右の写真が印象に残っていないのは、データトラックが非常に小さいことです。幅は約0.5ミクロンで、1.6ミクロンでトラックが次のトラックから分離されています。（ミクロンは100万分の1メートルです。）そして、バンプはさらに小さいです...

トラックを構成する細長いバンプは、それぞれ幅0.5ミクロン、長さ0.83ミクロン、高さ125ナノメートル以上です。（ナノメートルは10億分の1メートルです。）バンプのポリカーボネート層を通して見ると、次のようになります。

バンプの代わりにCDの「ピット」についてよく読むでしょう。それらはアルミニウム側ではピットとして表示されますが、レーザーが読み取る側ではバンプです。

バンプの寸法が非常に小さいため、CDのスパイラルトラックは非常に長くなります。データトラックをCDから持ち上げて直線に伸ばすことができれば、幅は0.5ミクロン、長さは約3.5マイル（5 km）になります。

これほど小さなものを読むには、信じられないほど正確なディスク読み取りメカニズムが必要です。それを見てみましょう。

CDプレーヤーには、CDにバンプとして保存されているデータを見つけて読み取る役割があります。バンプがどれほど小さいかを考えると、CDプレーヤーは非常に正確な機器です。ドライブは、次の3つの基本コンポーネントで構成されています。

CDプレーヤーの内部では、理解しやすいデータ・ブロックにデータを形成し、（オーディオCDの場合）DACのいずれかにそれらを送信する際やコンピュータに関連するコンピュータ技術の良いビットがある場合には（そこにありますCD- ROMドライブ）。

CDプレーヤーの基本的な仕事は、バンプのトラックにレーザーを集中させることです。レーザビームは、ポリカーボネート層を通過するアルミニウム層を反射し、中光電子デバイスたことを検出する変化に当たる光。バンプは「ランド」（アルミニウム層の残りの部分）とは異なる方法で光を反射し、光電子センサーはその反射率の変化を検出します。ドライブ内の電子機器は、バイトを構成するビットを読み取るために、反射率の変化を解釈します。

最も難しいのは、レーザービームをデータトラックの中心に保つことです。このセンタリングは追跡システムの仕事です。追跡システムは、CDを再生するときに、レーザーを継続的に外側に移動する必要があります。レーザーがディスクの中心から外側に移動すると、バンプはレーザーを通過する速度が速くなります。これは、バンプの線形または接線方向の速度が、半径にディスクが回転する速度（rpm）を掛けたものに等しいために発生します。 ）。したがって、レーザーが外側に移動すると、スピンドルモーターはCDの速度を遅くする必要があります。このようにして、バンプは一定の速度でレーザーを通過し、データは一定の速度でディスクから排出されます。

CD-Rドライブをお持ちで、独自のオーディオCDまたはCD-ROMを作成したい場合は、ソフトウェアがすべての詳細を処理できるという点が魅力です。ソフトウェアに「これらの曲をこのCDに保存してください」または「これらのデータファイルをこのCD-ROMに保存してください」と言うと、ソフトウェアが残りの作業を行います。このため、独自のCDを作成するために、CDデータのフォーマットについて何も知る必要はありません。ただし、CDデータのフォーマットは複雑で興味深いので、とにかくそれについて見ていきましょう。

データがCDにどのように保存されるかを理解するには、データエンコーディング手法の設計者が処理しようとしていたさまざまな条件をすべて理解する必要があります。これはかなり完全なリストです：

CDにデータを保存するために使用されるいくつかの異なる形式があり、いくつかは広く使用されており、いくつかは長い間忘れられていました。最も一般的な2つは、CD-DA（オーディオ）とCD-ROM（コンピューターデータ）です。

CDおよび関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

関連記事

その他のすばらしいリンク