CD 작동 방식

CD와 DVD 는 요즘 어디에나 있습니다. 음악, 데이터 또는 컴퓨터 소프트웨어를 보유하는 데 사용되든, 신뢰할 수 있는 패키지에 대량의 정보를 배포하기 위한 표준 매체가 되었습니다. 컴팩트 디스크는 생산하기가 너무 쉽고 저렴하여 America Online은 새로운 사용자를 유인하기 위해 매년 수백만 장의 CD를 보냅니다. 컴퓨터와 CD-R 드라이브가 있다면 원하는 정보를 포함하여 자신만의 CD를 만들 수 있습니다.

이 기사에서는 CD와 CD 드라이브가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 우리는 또한 CD가 취하는 다양한 형태와 이 기술의 미래에 대해 살펴볼 것입니다.

1. CD 이해: 자료
2. CD 이해하기: The Spiral
3. CD 이해하기: 범프
4. CD 플레이어 구성 요소
5. CD 플레이어가 하는 일: 레이저 초점
6. CD 플레이어의 기능: 추적
7. CD 인코딩 문제
8. CD 데이터 형식

아날로그 및 디지털 녹음 작동 방식 에서 설명했듯이 CD는 최대 74분 분량의 음악을 저장할 수 있으므로 CD에 저장해야 하는 디지털 데이터의 총량은 다음과 같습니다.

44,100샘플/채널/초 x 2바이트/샘플 x 2채널 x 74분 x 60초/분 = 783,216,000바이트

직경이 4.8인치(12cm)인 디스크에 783MB 이상을 담으려면 개별 바이트가 매우 작아야 합니다. CD의 물리적 구성을 살펴보면 이 바이트가 얼마나 작은지 이해할 수 있습니다.

CD는 두께가 약 100분의 4인치(4/100)인 상당히 단순한 플라스틱 조각입니다. CD의 대부분은 사출 성형된 투명한 폴리카보네이트 플라스틱 조각으로 구성되어 있습니다 . 제조 과정에서 이 플라스틱은 하나의 연속적이고 매우 긴 나선형 데이터 트랙으로 배열된 미세한 범프에 깊은 인상을 받았습니다. 우리는 잠시 후에 범프로 돌아갈 것입니다. 투명한 폴리카보네이트 조각이 형성되면 얇은 반사 알루미늄 층이 디스크 위에 스퍼터링되어 범프를 덮습니다. 그런 다음 알루미늄을 보호하기 위해 얇은 아크릴 층이 알루미늄 위에 뿌려집니다. 그런 다음 레이블이 아크릴에 인쇄됩니다. 전체 CD의 단면(크기 조정 아님)은 다음과 같습니다.

CD에는 디스크 내부에서 외부로 순환하는 단일 나선형 데이터 트랙이 있습니다. 나선형 트랙이 중앙에서 시작한다는 것은 원하는 경우 CD를 4.8인치(12cm)보다 작게 만들 수 있다는 것을 의미하며 실제로 CD 플레이어에 넣을 수 있는 플라스틱 야구 카드와 명함이 있습니다. CD 명함은 카드의 크기와 모양이 나선형을 자르기 전에 약 2MB의 데이터를 보유합니다.

오른쪽 그림은 데이터 트랙이 얼마나 믿을 수 없을 정도로 작다는 사실에 감명을 받기 시작하지 않았습니다. 너비는 약 0.5미크론이고 한 트랙과 다음 트랙을 분리하는 1.6미크론입니다. (마이크론은 100만분의 1미터입니다.) 그리고 범프는 훨씬 더 작습니다...

트랙을 구성하는 길쭉한 범프는 각각 너비가 0.5미크론, 최소 길이가 0.83미크론, 높이가 125나노미터입니다. (나노미터는 10억분의 1미터입니다.) 범프에서 폴리카보네이트 층을 통해 보면 다음과 같이 보입니다.

CD에서 범프 대신 "구덩이"에 대해 자주 읽습니다. 알루미늄 면에서는 구덩이처럼 보이지만 레이저가 읽는 면에서는 범프입니다.

범프의 크기가 매우 작기 때문에 CD의 나선형 트랙이 매우 길어집니다. CD에서 데이터 트랙을 들어 올려 직선으로 늘릴 수 있다면 너비는 0.5미크론이고 길이는 거의 5km입니다!

이 작은 것을 읽으려면 믿을 수 없을 정도로 정확한 디스크 판독 메커니즘이 필요합니다. 그 내용을 살펴보겠습니다.

CD 플레이어는 CD에 범프로 저장된 데이터를 찾아 읽는 역할을 합니다. 돌기가 얼마나 작은지를 생각하면 CD 플레이어는 매우 정밀한 장비입니다. 드라이브는 세 가지 기본 구성 요소로 구성됩니다.

CD 플레이어 내부에는 데이터를 이해할 수 있는 데이터 블록으로 만들어 DAC(오디오 CD의 경우) 또는 컴퓨터( CD- ROM 드라이브 ).

CD 플레이어의 기본 역할은 레이저를 범프의 트랙에 집중시키는 것입니다. 레이저 빔은 폴리카보네이트 층을 통과하여 알루미늄 층에서 반사 되어 빛의 변화를 감지하는 광전자 장치에 부딪힙니다 . 범프는 "랜드"(알루미늄 층의 나머지 부분)와 다르게 빛을 반사하고 광전자 센서는 반사율의 변화를 감지합니다. 드라이브의 전자 장치 는 바이트 를 구성 하는 비트 를 읽기 위해 반사율의 변화를 해석합니다 .

가장 어려운 부분은 레이저 빔을 데이터 트랙의 중앙에 유지하는 것입니다. 이 센터링은 추적 시스템 의 작업입니다 . 추적 시스템은 CD를 재생할 때 지속적으로 레이저를 바깥쪽으로 움직여야 합니다. 레이저가 디스크 중심에서 바깥쪽으로 이동함에 따라 범프는 레이저를 더 빠르게 지나쳐 이동합니다. 이는 범프의 선형 또는 접선 속도가 반경에 디스크가 회전하는 속도(rpm)를 곱한 값과 같기 때문에 발생합니다. ). 따라서 레이저가 바깥쪽으로 이동함에 따라 스핀들 모터 는 CD의 속도를 느리게 해야 합니다. 그런 식으로 범프는 일정한 속도로 레이저를 지나고 데이터는 일정한 속도로 디스크에서 나옵니다.

CD-R 드라이브가 있고 자신만의 오디오 CD 또는 CD-ROM을 제작하려는 경우 가장 좋은 점 중 하나는 소프트웨어가 모든 세부 사항을 처리할 수 있다는 사실입니다. 소프트웨어에 "이 노래를 이 CD에 저장하십시오." 또는 "이 데이터 파일을 이 CD-ROM에 저장하십시오."라고 말하면 나머지는 소프트웨어가 알아서 처리합니다. 이 때문에 자신의 CD를 만들기 위해 CD 데이터 포맷에 대해 아무것도 알 필요가 없습니다. 그러나 CD 데이터 포맷은 복잡하고 흥미롭기 때문에 어쨌든 들어가 보겠습니다.

데이터가 CD에 저장되는 방식을 이해하려면 데이터 인코딩 방법론의 설계자가 처리하려고 했던 다양한 조건을 모두 이해해야 합니다. 다음은 상당히 완전한 목록입니다.

CD에 데이터를 저장하는 데 사용되는 여러 형식이 있으며 일부는 널리 사용되는 형식과 오랫동안 잊혀진 형식입니다. 가장 일반적인 두 가지는 CD-DA (오디오)와 CD-ROM (컴퓨터 데이터)입니다.

CD 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.

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