Clasificarea discurilor optice; standarde folosite

Structura pistei unui compact disc

Tehnologia de realizare a compact discurilor

Structura unui disc inscriptibil

Structura unui disc reinscriptibil

Tehnologii de realizare ale DVD-urilor

Schema generală a unităţii CD-ROM

Ansamblul optic de citire al compact discurilor

Decodarea semnalului de radiofrecvenţă

CD poate fi înţeles ca un concept general de înregistrare digitală a semnalelor audio sau a datelor pe discuri de dimensiune mică care sunt apoi citite prin metode optice, cu ajutorul unei raze laser;

CD poate însemna unitatea propriu-zisă de citire a compact discului;

CD poate fi înteles ca fiind chiar compact discul luat ca obiect în sine.

Cele mai importante două categorii de discuri optice sunt compact discurile (CD) şi Digital Versatil Disc sau Digital Video Disc (DVD).

A) - Discuri R/O (Read/Only) sunt acele discuri care pot fi doar citite de către utilizator. Înscrierea lor cu informaţia dorită se face de către producător. Din această categorie fac parte:

- discurile video;- compact discurile (CD-ROM fiind principal exponent);- discurile DVD (Digital Versatil Disc sau Digital Video Disc).

B) – Discuri R/W (Read/Write) sunt acele discuri care pe lângă faptul că pot fi citite, pot fi şi înscrise (o dată sau de mai multe ori) de către utilizator:

- discuri înscriptibile (pot fi înscrise o singură dată);- discuri reînscriptibile (pot fi înscrise de mai multe ori);

Compact discurile cuprind CD-ROM-urile, compact discurile audio, compact discurile grafice, compact discurile multimedia, CD TEXT şi CD EXTRA. DVD-urile sunt şi ele de 3 categorii: audio, video şi de date (numite şi DVD-ROM).

Discurile înscriptibile se împart în: CD-R (CD-Recordable) şi DVD-R (DVD-Recordable). Discurile reînscriptibile se prezintă într-o diversitate mai mare: compact discuri magneto-optice (CD-MO), compact discuri Re-Write (CD-RW), alături de seria de DVD-uri - DVD-RW, DVD-RAM şi discuri +RW.

Clasificarea discurilor optice

Standarde pentru discurile optice Red Book – descrie proprietăţile fizice ale discului compact audio (CD-

DA) şi metoda de codificare a informaţiilor audio înregistrate. La înregistrare se foloseşte o metodă digitală de codare numită PCM (Pulse Code Modulation).

Yellow Book – prezintă specificaţiile pentru discul compact folosit la înregistrarea datelor incluzând caracteristicile discului, parametrii ansamblului optic de citire, codificarea datelor şi corecţia erorilor, structura datelor pe discul compact.

Green Book – prezintă compact discul interactiv (CD-I) şi sistemul de operare al acestei unităţi, incluzând formatul discului, structura de fişiere, codificarea semnalului audio prin metoda ADPCM, codificarea şi decodificarea informaţiilor video.

Orange Book – defineşte atât compact discurile înscriptibile CD-R şi cele reînscriptibile CD-RW cât şi cele realizate în tehnologia magneto-optică (CD-MO), inclusiv posibilitatea de înregistrare multi-sesiune;

White Book – defineşte specificaţiile pentru discul video incluzând formatul discului, structura de fişiere, codificarea MPEG, etc.

Blue Book – defineşte specificaţiile pentru discul audio îmbunătăţit, cunoscut şi sub denumirea de CD EXTRA (acesta este un disc multi-sesiune conţinând sesiuni de date şi audio, inaccesibil pentru înregistrare la utilizator);

Citirea informatiilor de pe compact disc (1)

În cele mai multe dintre unităţile CD-ROM, în vederea citirii informaţiilor, sistemul mecanic roteşte discul cu o viteză ce variază în funcţie de poziţia capului optic de-a lungul pistei în formă de spirală. Se spune că în cazul acestor unităţi, citirea datelor se face cu viteză constantă indiferent de plasarea lor pe disc. Procesul este numit citire cu viteză liniară constantă (CLV - Constant Linear Velocity).

Pentru a citi un bloc de date, capul optic se poziţionează pe pista spiralată şi apoi focalizează fasciculul laser în vederea citirii. În tot timpul procesului de citire, când capul de citire se deplasează spre exteriorul discului, viteza de rotaţie trebuie să se diminueze liniar pentru a compensa creşterea vitezei relative dintre cap şi suprafaţa discului. În acest mod se asigură o viteză constantă de citire a datelor indiferent de poziţia lor pe pistă.

Tehnologia bazată pe CLV, utilizata datorită cerinţei de compatibilitate cu discurile audio ce necesitau o rată constantă de transfer este încă des întâlnită pe piaţa de profil. În ultimii ani au apărut unităţi care lucrează similar ca unităţile de hard-disc, adică citesc informaţia cu viteză unghiulară constantă (CAV – Constant Angular Velocity). Principalul câstig a fost reducerea considerabilă a timpului de acces, deoarece nu mai trebuie cautata informatia pe pista spiralata incepand de la centru spre exterior, capul deplasandu-se rapid deasupra pistei ce contine informatia. In plus se simplifica sistemul de control al vitezei de rotaţie.

Astazi exista chiar unităţi ce permit ambele moduri de citire, CLV şi CAV, metoda alegandu-se in vederea optimizarii şi maximizarea transferului datelor de pe disc, functie de tipul informatiei aflate pe un anume disc. Se pare insa că viitorul aparţine tehnologiei bazate pe CAV.

Citirea informatiilor de pe compact disc (2)

Parametrii şi caracteristici (1) Viteza de rotaţie (viteza nominală), se măsoară în RPM

(rotaţii pe minut) şi se noteză uzual cu nX (n – număr întreg). Viteza 1X corespunde vitezei de rotaţie a discului audio. O unitate 20X, de exemplu, se va roti de 20 de ori mai repede. Nu putem preciza exact care este viteza de rotaţie deoarece unităţile cu viteze până la 12X lucrează pe sistemul CLV, modificându-şi viteza de rotaţie funcţie de poziţia capului pe pistă. De exemplu, o unitate 1X işi variază viteză de rotaţie între 210 RPM şi 540 RPM iar una 2X între 420 RPM şi 1080 RPM. În cazul unor astfel de unităţi se poate vorbi doar de o viteză medie de rotaţie (380 RPM şi 760 RPM, respectiv). La unităţile ce lucrează cu sistemul CAV, viteza de rotaţie este constantă şi are o valoare ce depinde de rata de transfer impusă, putând să ajungă astăzi chiar peste 10.000 RPM.

Parametrii şi caracteristici (2) Timpul de căutare (seek time). Acest timp este o măsură a

vitezei cu care unitatea CD-ROM găseşte datele solicitate. Timpul mediu de sector (latenţa). Reprezintă timpul mediu în

care un sector de date ajunge sub capul de scriere/citire, odată ce capul se află pe pista dorită. Acest parametru depinde de viteza de rotaţie a discurilor şi este destul de greu de estimat pentru unităţile CLV. În cazul unităţilor CAV, acest parametru se estimează similar ca la unităţile de hard disc.

Timpul de acces. Timpul de acces este definit ca timpul scurs de la trimiterea comenzii de citire până la începerea citirii efective a datelor de pe disc.

Rata de transfer a datelor. Acest parametru defineşte viteza cu care sunt livrate datele de către unitatea CD-ROM şi depinde direct de viteza de rotaţie. Pentru unităţile CLV, marcarea nX stabileşte exact rata de transfer a datelor care este de 150 kB/s pentru o unitate 1X ajungând până la 7,8 MB/s pentru una 52X. La unităţile CAV rata maximă de tansfer se poate calcula la fel (nX 150kB/s) dar această rată se poate obţine doar pentru sectoarele aflate la exteriorul pistei spiralate.

Discuri optice

Structura pistei unui compact disc (sectiune de-a lungul pistei)

STRUCTURA PISTEI Un disc compact are un diametru de 5,25 inch şi o grosime de aproximativ 1,2 mm. Discul are la bază un substrat transparent din policarbonat în care se stochează datele sub forma unor cavităţi (pits) de lăţime fixă dar lungime variabilă. Spaţiul dintre două cavităţi este numit suprafaţă (land). Cavităţile şi suprafeţele netede sunt definite din direcţia din care ele sunt citite de raza laser.

La citire, raza laser este diferit reflectată de către cavitate şi de suprafaţa netedă. Raza laser reflectată este apoi citită cu ajutorul unui element fotosensibil, la ieşirea căruia va rezulta un semnal binar cu ajutorul căruia se decodifică datele. În mod similar ca la unităţile de hard-disc unde simbolului logic 1 îi corespundea o tranziţie de flux, în cazul compact discurilor trecerii de la o cavitate la o suprafaţă netedă sau invers îi va corespunde un simbol 1 logic. Pe toată lungimea suprafeţelor şi a cavităţilor vor fi citite astfel doar simboluri logice 0, cu o frecvenţă impusă de semnalul de ceas al unităţii.

~30%

disc

Dioda laser Fotodetector

~100% Semnal analogic de radiofrecvenţă

Etaj de radiofrecvenţă

Pista în formă de spirală Poziţionarea sectoarelor

Organizarea datelor pe disc

Înaintea înregistrării pe disc, datele suferă o codare specifică. După codare, datele sunt înregistrate sub forma unor cavităţi şi suprafeţe pe o pistă în formă de spirală ce porneşte din mijlocul discului şi sfârşeşte la exteriorul lui. De-a lungul pistei în formă de spirală informaţia este organizată pe sectoare. De-a lungul pistei spiralate, inregistrarea informatiei urmeaza un traseu sinusoidal, pentru cresterea spatiului de inregistrare.

Forma sinusoidala a inregistrarii pe pista in forma de spirala

Structura pistei inregistrate

1 m

Pistă

Cavitate

0,5-0,6 m

0,9 – 3,3 m

1,6 m

Codificarea datelor Codarea utilizată în cazul compact discurilor este numită EFM (Eight to Fourteen Modulation). Prin această codare, fiecărui octet de date i se atribuie un cuvânt de cod format din 14 biţi, atribuirea făcându-se pe baza unei tabele de codare. Primele 8 astfel de corespondente sunt prezentate in tabelul de mai jos.

Cuvânt de 8 biţi Cuvânt de 14 biţi

00000000 01 0010 0010 0000

00000001 10 0001 0000 0000

00000010 10 0100 0010 0000

00000011 10 0010 0010 0000

00000100 01 0001 0000 0000

00000101 00 0001 0001 0000

00000110 00 0100 0010 0000

00000111 00 1001 0000 0000

Prin codarea EFM a semnalului de date se asigură:- reducerea numărului de biţi 1 logic, ceea ce se traduce printr-un semnal de

citire cu mai puţine fronturi, având deci o bandă de frecvenţă mai redusă;- elementele de control ale semnalului de ceas, ce se obţine din acelaşi

semnal citit de raza laser sunt statistic mai frecvente (cel puţin doi biţi 1 logic la un cuvânt de date de 8 biţi);

Codarea în vederea înregistrării datelor nu se opreşte la formarea codurilor pe 14 biţi. După obţinerea acestora, fiecărui grup de 14 biţi i se adaugă un grup suplimentar de trei biţi de legătură sau adaptare (merging bits). Aceşti biţi nu conţin informaţie utilă, însă au rolul de a asigura condiţia impusă de codarea EFM secţiunilor de legătură între două cuvinte independente de 14 biţi.

În procesul de citire este important ca semnalul obţinut să conţină şi o informaţie pentru sincronizarea semnalului de ceas ce stabileşte momentele la care data este citită. Sincronizarea periodică a ceasului propriu bazat pe o bucla PLL este asigurată de un cuvânt de sincronizare de 27 biţi (24 biţi conţin informaţii asupra sincronizării + trei biţi suplimentari de adaptare) periodic dispus pe pista de date.

Standardele Red Book pentru audio si Yelow Book pentru date prevad organizarea pe cadre si sectoare a datelor.

Tehnologia de realizare a discurile CD-ROM

prematriţarea (in cazul audio)

matriţarea turnarea prin injectare acoperirea prin centrifugare tipărirea

Etapele procesului de fabricaţie a unui compact disc:

Prematriţarea audio se utilizează în cazul înregistrărilor audio şi este prima etapă a procesului de înregistrare a datelor audio pe compact disc. Cu ajutorul unor convertoare analog-digitale de precizie şi a unui procesor digital de sunet, semnalul audio este transformat în semnal digital.

Matriţarea este operaţia prin care datele sunt înscrise sub forma unor cavităţi microscopice în stratul de fotorezist sau de material plastic dispus pe un disc matriţă realizat din sticlă. Operaţiunea se realizează cu ajutorul unui fascicul laser. Procesul de matriţare pe bază de fotorezist cuprinde mai multe etape ce sunt prezentate în figura urmatoare. Pe un disc de sticlă foarte bine şlefuit se depune un strat de adeziv şi apoi un strat neted de fotorezist. După o tratare prealabilă, stratul de fotorezist este expus fasciculului laser care gravează o serie de adâncituri în conformitate cu datele ce trebuie înregistrate. Imaginea obţinută este negativă. Pe discul astfel obţinut se depune un strat subţire de metal (argint) ce va constitui un electrod metalic pentru ultima fază, cea a depunerii metalice (nichel). Rezultatul final se numeşte matriţă metalică originală.

Matritarea

gravarea fotorezistorul

ui

fascicol laser

fotorezist

depunere metalică - electrod (Ag)

suport

suport de sticlă polizată

depunere metalică - matriţă (Ni)

După obţinerea matriţei metalice originale se produc copiile CD-urilor. Materialul din care se realizează aceste copii este de cele mai multe ori un policarbonat. Pentru producerea suporturilor CD-urilor finale se folosesc tehnici de turnare prin injectare. Policarbonatul este preferat pentru că este transparent, are dimensiuni stabile şi prezintă foarte puţine impurităţi.

Pentru ca discul să poată fi citit de un fascicul laser, suportul de policarbonat obţinut în etapa precedentă trebuie să fie acoperit cu un material ce reflectă lumina: aurul, argintul, cuprul sau aluminiul.

Pentru a proteja metalul reflectorizant de oxidare şi zgârieturi, peste acesta se depune prin acoperire centrifugală un strat subţire de plastic acrilic care este apoi tratat în lumină ultravioletă. Discul astfel obţinut este apoi acoperit cu o etichetă

Matritarea - continuare matriţă metalică

(Ni)

policarbonat transparent

Depunere reflectorizantă

(Al, Au)

policarbonat transparent

etichetă

policarbonat transparent

strat protector (plastic acrilic)

faţa pentru citire

Structura unui CD

Standardul Orange Book este cel ce stabileşte caracteristicile unui compact disc înscriptibil. Principiul înscrierii informaţiilor constă în schimbarea reflectivităţii prin încălzirea unui strat organic (un tip special de cerneală). Acest strat organic înlocuieşte succesiunea de cavitati si suprafete netede folosita la discurile CD-ROM. Atunci când este încălzită, cerneala îşi schimbă gradul de reflectivitate în acea regiune, simuland astfel o cavitate; spatiul cu cerneala neincalzita va simula o suprafaţa neteda. În vederea îmbunătăţirii proprietăţilor stratului organic şi pentru a-l apăra de coroziune şi oxidare, tehnologiile moderne utilizează acoperirea lui cu un strat reflectorizant format dintr-un aliaj de argint şi aur. Acest lucru apropie performanţele de reflectivitate ale discurilor înscriptibile de cele ale discurilor CD-ROM.

Tehnologia de realizare a discurile înscriptibile

Tehnologia de realizare a discurile înscriptibile

Figura 7.7 Structura unui disc înscriptibil (secţiune radială)

Strat protector (plastic)

Strat reflectorizant (aliaj Ag-Au)

Strat de înregistrare (cerneală specială)

Substrat transparent (policarbonat) Pista spiralată

(canelură)

Procesul de obţinere a suportului pentru discul înscriptibil este asemănător cu cel descris la CD-ROM. Ca şi în cazul precedent se foloseşte un substrat de policarbonat transparent. Pe acesta se crează o pistă în formă de spirală, sub forma unei caneluri, utilizata doar pentru ghidarea razei LASER. Astfel se asigură faptul că la înscriere se va urmări aceeaşi spirală ca şi în cazul CD-ROM. Stratul organic se depune uniform pe suprafaţa discului şi se acoperă cu un strat foarte subţire de aliaj Ag-Au reflectorizant. Deasupra este depus un strat protector dintr-un plastic rezistent.

Înscrierea informaţiilor se face cu ajutorul unui laser de putere mai mare decât cel folosit la citire (aceeasi unitate LASER ce are posibilitatea reglării puterii). Acolo unde laserul încălzeşte stratul organic peste o temperatura critică, cerneala îşi va schimba starea de reflectivitate devenind opaca (absoarbe lumina). Astfel, un laser de citire este diferit reflectat de stratul organic. Suprafeţele încălzite joacă rolul cavităţilor iar cele neîncălzite pe cel al suprafeţelor netede de la discul CD-ROM. De aceea, discurile CD-R pot fi citite de unităţile CD-ROM. Stratul de înregistrare este modificat ireversibil în procesul de scriere si de aceea procesul poate avea loc o singura data.

Inregistrarea multisesiune

zona PCA (Program Calibration Area) este zona utilizată pentru calibrarea energiei laserului folosit la scriere cu ajutorul unei scurte înregistrări ce are loc la începutul fiecărei sesiuni şi care este apoi citită şi evaluată

zona PMA (Program Memory Area) este utilizată pentru memorarea a maxim 99 numere ce reprezintă codurile ariilor cu o înregistrare specifică (de exemplu melodii) în cazul discurilor audio sau a adreselor sectoarelor de date în cazul discurilor de date;

zona Lead-In conţine tabela de conţinut a discului (în codarea minute, secunde şi cadre) pentru maxim 99 de zone şi informaţie de sincronizare pentru capul de citire înaintea intrării în zona de informaţie (audio sau date).• Aceste trei zone au un rol asemănător zonei de boot de la unitatea de hard-disc.

Pentru a putea permite modul de înregistrare multi-sesiune, structura logică a inregistrărilor pe un disc înscriptibil a fost modificată.

Tehnologia folosită se bazează pe schimbarea de fază dar nu utilizează câmpuri magnetice cum se întâmplă la discurile magneto-optice.

Structura se bazează tot pe un substrat transparent din policarbonat pe care este deja gravată o pistă în formă de spirală (sub forma unei caneluri), cu rol de ghidare. Peste acest substrat se depun alte 5 straturi. Stratul de înregistare se află între două straturi de dielectric care au rolul de a prelua excesul de căldură din timpul procesului de scriere.

Stratul de înregistrare este însă un strat cristalin (aliaj din argint, indiu, antimoniu şi telur) spre deosebire de stratul organic de la CD-R. Acest aliaj are proprietatea că încălzit la o temperatură relativ joasă (200o C), sub temperatura de topire şi apoi răcit devine cristalin.

Acelasi aliaj, daca este încălzit la o temperatură relativ înaltă (500-700o C), situatie in care aliajul se lichefiază, este apoi răcit, acesta devine amorf.

Starea cristalină permite trecerea unei raze laser până la stratul următor ce este un strat reflectorizant, pe când starea amorfă nu lasă să treacă raza laser decât într-o proporţie nesemnificativă. Aceste proprietăţi ale aliajului respectiv stau la baza procesului de reînscriere şi citire a informaţiilor, simulandu-se adanciturile si suprafetele netede ale CD-ROM-urilor.

Tehnologia de realizare a discurilor re-inscriptibile

Tehnologia de realizare a discurilor re-inscriptibile

Figura 7.9 Structura unui disc reînscriptibil

Strat protector (plastic)

Strat reflectorizant

Strat de înregistrare

(aliaj special)

Substrat transparent

(policarbonat) Pista spiralată

(canelură)

Straturi dielectrice

Unitatea CD-RW utilizează 3 nivele de

putere a laserului: nivelul de putere cel mai ridicat, folosit la

scriere transformă zonele atinse în zone amorfe;

nivelul mediu de putere care realizează zone cristaline, indiferent cum erau anterior;

nivelul scăzut de putere ce este folosit la citire.

Discurile DVD (Digital Versatile Disc sau Digital Video Disc)

Discurile DVD (Digital Versatile Disc sau Digital Video Disc) reprezintă noua generaţie de discuri optice obţinute prin îmbunătăţirea tehnologiilor utilizate la producerea compact discurilor clasice.

Discurile DVD au fost dezvoltate în primul rând pentru înlocuirea casetelor video şi de aceea organizarea informaţiei priveşte optimizarea procesului de redare a imaginilor şi a sunetului. Pe DVD-uri se înregistrează de obicei un canal principal ce conţine informaţii video şi mai multe canale audio (fie pentru stereofonie, fie pentru limbi diferite).

Pe un DVD datele sunt înregistrate, la fel ca şi pe CD, pe o pistă în formă de spirală care începe din mijlocul discului şi se termină spre periferie. În mod similar, informaţia este înregistrată sub forma unor cavităţi şi suprafeţe netede peste care este depus un strat reflectorizant ce reflectă diferit o rază laser. Caracteristicile DVD-urilor diferă însă esenţial ce cele ale CD clasice. În tabelul 7.5 se prezintă o comparaţie a principalelor caracteristici.

Caracteristica CD DVD

Diametrul discului (mm) 120 120

Grosimea discului (mm) 1,2 0,6

Spaţiul între 2 piste adiacente (m) 1,6 0,74

Lungimea minimă a cavităţii (m) 0,9 0,4

Lungimea de undă a laserului (nm) 780 640

Capacitate pe strat (GB) 0,64 4,4

Număr de straturi 1 1-4

Tabel comparativ privind parametrii CD versus DVD

Tehnologii de realizare ale DVD-urilorPentru a obţine o densitate mai mare a datelor, tehnologia de realizare a DVD-ului se deosebeşte în câteva puncte de cea a compact discului. DVD-ul este compus din două discuri lipite, ambele având câte o faţă utilă (ce poate fi citită). Există patru tipuri de DVD, care se deosebesc în funcţie de tehnologia de realizare şi de capacitatea de stocare.

Un exemplu de DVD cu doua straturi de inregistrare

Pentru a obţine capacitatea maximă de stocare de 17 GB, se îmbină două feţe cu câte două straturi fiecare.

Ca şi în cazul compact discurilor clasice au apărut variantele înscriptibile şi reînscriptibile ale DVD-urilor. Aceste variante poartă denumirea de DVD-R şi DVD-RAM. Tehnologiile de inregistrare sunt foarte asemanatoare cu cele de la CD.

Lungimea de undă a razei laser este mai mică dar puterea este mai mare comparativ cu compact discurile înscriptibile.

Cerinţele tot mai mari legate de capacitate au condus la introducerea unui nou standard HD-DVD (High Definition DVD). Cu ajutorul acestui nou tip de DVD se atinge o capacitate de stocare de 27 Gb pe un singur strat. Unitatea DVD foloseste un laser albastru (Blue Ray) cu lungimea de undă de 450 nm (comparativ cu 640 nm la DVD). Distanţa între spire se reduce la 0,34 m (faţă de 0,74 m la DVD) iar lungimea minimă a cavităţii va fi de 0,14 m (faţă de 0,4 m la DVD). Un astfel de DVD, chiar cu o singură faţă şi un singur strat va asigura posibilitatea înregistrării unui film de 2 ore într-o rezoluţie foarte ridicată (HDTV - 1920x1080).

Aspectul inregistrarilor pe suprafata DVD-ului

Discuri optice

Schema generală a unităţii CD-ROM

Unitatea CD-ROM

Structura interna a unei unitati CD

Sistemul mecanic este constituit dintr-o serie de motoare şi dispozitive electro-mecanice care asigură mişcarea discului şi deplasarea capului optic de citire deasupra compact discului. Acest sistem este responsabil de încărcarea/descărcarea discului în/din unitate, rotirea lui, deplasarea ansamblului optic de citire, inclusiv micile ajustări pentru corecţia focalizării şi centrarea corectă pe pistă a razei laser.

Sistemul optic pentru citirea discului este unul dintre elementele specifice tehnologiei optice. Principiul de funcţionare are la bază reflexia diferită a razei laser de către cavitate (reflexie aproape totală - 100%) in comparatie cu reflexia produsa de către suprafaţa netedă (reflexie în proporţie de aproximativ 30%), aşa cum este prezentat în figura urmatoare.

Citirea informatiei de pe CD

~30%

disc

Dioda laser Fotodetector

~100% Semnal analogic de radiofrecvenţă

Etaj de radiofrecvenţă

Citirea informatiei de pe CD

Schema de ansamblu a sistemului optic de citire este prezentată în figura urmatoare. Dioda laser emite un fascicul ce trece printr-o oglindă reflectorizantă unidirecţională şi este apoi direcţionat şi focalizat cu ajutorul a două lentile. Discul se află în mişcare de rotaţie şi fascicolul focalizat pe suprafaţa sa cade pe structura de cavităţi şi suprafeţe netede, fiind reflectat diferit de către acestea. Oglinda reflectorizantă unidirecţională direcţionează raza reflectată spre o fotodiodă la ieşirea căreia apare un semnal analogic, de înaltă frecvenţă (radiofrecvenţă).

Citirea informatiei de pe CD

Discuri optice

Ansamblul optic de citire al compact discurilor

Decodarea semnalului de radiofrecvenţă Semnalul electric rezultat la ieşirea fotodiodei

este amplificat şi comparat cu un nivel de prag. De fiecare dată când semnalul trece peste sau sub nivelul de prag se decodifică un simbol logic 1. Semnalul de ceas se recuperează în paralel cu decodificarea, prin filtrarea semnalului de radiofecvenţă şi sincronizarea unei bucle PLL calată pe frecvenţa de ceas.

În figura urmatoare este prezentată decodificarea semnalului de radiofrecvenţă în cuvinte de 17 biţi (14 biţi codaţi EFM şi cei 3 biţi de legatura suplimentar adăugaţi) din care se obţine apoi şirul de date originar (decodificat EFM).

Discuri optice

Decodarea semnalului de radiofrecvenţă

Influenta asupra procesului de citire a prafului sau a unei mizerii aflate pe suprafata discului

Poziţionarea pe pistă este controlată de un servosistem similar ca la unităţile de hard-disc desi nu există servoinformaţii înscrise pe disc. Pentru asigurarea controlului poziţiei corecte a razei laser pe centrul pistei se măsoară permanent nivelul semnalului reflectat. În practică, pe lângă fascicolul laser principal folosit pentru citire, mai sunt emise alte două fascicule laser ce sunt focalizate pe spaţiul dintre piste. Prin măsurarea nivelului celor trei raze laser reflectate, servosistemul corectează uşor poziţia sistemului optic pentru ca fasciculul principal să cadă chiar pe centrul pistei. Poziţia corectă se obţine pentru un semnal reflectat de nivel maxim la fasciculul principal şi de nivele minime şi egale pentru cele două fascicule laterale. Dacă nivelul semnalului reflectat corespunzător unui fascicul lateral creşte, atunci înseamnă că acesta cade parţial pe pistă şi sistemul optic va fi deplasat în direcţia acestuia, pentru corecţia erorii.