Fakta o kompaktním disku

Fakta o kompaktním disku (CD), která možná neznáte

Přestože kompaktní disk oslavil již více než čtyři desetiletí od svého uvedení na trh, stále kolem něj koluje řada mýtů. Mnoho posluchačů například překvapí, že se CD nepřehrává od okraje ke středu jako gramofonová deska, ale přesně opačně. Pojďme se podívat na několik zajímavých technických faktů o médiu, které dodnes představuje jeden z nejspolehlivějších způsobů uchování digitální hudby.

CD se přehrává od středu směrem k okraji. Laser začíná číst data přibližně 25 mm od středu disku a postupně se posouvá až k jeho vnějšímu okraji. Celý záznam je uložen v jediné nepřerušené spirále.

Na rozdíl od gramofonové desky se CD neotáčí stále stejnou rychlostí. Audio přehrávače využívají systém CLV (Constant Linear Velocity), tedy konstantní lineární rychlost. To znamená, že data se pod laserem pohybují stále stejnou rychlostí, přibližně 1,2 až 1,4 metru za sekundu.

Aby byla tato rychlost zachována, musí se měnit otáčky disku. Na začátku přehrávání se CD otáčí přibližně 500 otáček za minutu, zatímco na konci pouze kolem 200 otáček za minutu. Servoelektronika přehrávače tyto změny neustále vyhodnocuje a plynule upravuje rychlost motoru.

Datová stopa na běžném audio CD měří po rozvinutí více než 5 kilometrů. Přesto je uložena na disku o průměru pouhých 12 centimetrů.

Rozteč jednotlivých závitů spirály činí pouze 1,6 mikrometru. Pro představu – lidský vlas má průměr přibližně 70 mikrometrů, takže do jeho šířky by se vešlo více než čtyřicet roztečí datové stopy.

Samotné prohlubně označované jako pits nejsou tím, co laser přímo čte. Laser vyhodnocuje změny odraženého světla při přechodu mezi prohlubněmi (pits) a rovnými plochami (lands). Právě tyto změny představují digitální informaci.

Hloubka jednotlivých pitů je přibližně 0,11 mikrometru, což odpovídá zhruba čtvrtině vlnové délky použitého laseru. Díky tomu dochází k interferenci odraženého světla, která umožňuje velmi přesné rozpoznání jednotlivých přechodů.

Laser používaný v běžných audio CD přehrávačích pracuje s infračerveným světlem o vlnové délce 780 nanometrů. Proto není jeho paprsek lidským okem prakticky viditelný.

Audio CD obsahuje více než dvě miliardy bitů digitálních dat. Při přehrávání jsou tato data zpracovávána v reálném čase, přičemž přehrávač průběžně kontroluje jejich správnost.

Součástí standardu CD je velmi účinný systém opravy chyb CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code). Díky němu dokáže přehrávač bez slyšitelných problémů opravit drobné škrábance, prach nebo otisky prstů. Teprve při větším poškození musí elektronika dopočítávat chybějící informace pomocí interpolace.

Standardní audio CD pojme přibližně 74 až 80 minut stereofonního záznamu v kvalitě 16 bitů při vzorkovací frekvenci 44,1 kHz. Tento formát, známý jako Red Book, byl definován společnostmi Sony a Philips již v roce 1980 a dodnes zůstává celosvětovým standardem.

Povrch CD tvoří průhledný polykarbonát silný přibližně 1,2 mm. Samotná reflexní hliníková vrstva se nachází těsně pod potiskem na horní straně disku. Proto bývá poškození horní strany často mnohem závažnější než běžné škrábance na spodní straně, které lze mnohdy rozleštit.

Po vložení disku do přehrávače se nejprve načte obsah disku (TOC – Table of Contents). Teprve poté se laser přesune na začátek první skladby a přehrávač začne plynule měnit otáčky podle aktuální polohy na disku.

Počítačové CD-ROM mechaniky často pracují odlišným způsobem. Místo systému CLV používají CAV (Constant Angular Velocity), tedy konstantní úhlovou rychlost. Díky tomu mohou dosahovat mnohonásobně vyšších přenosových rychlostí než běžné audio přehrávače.

Přestože dnes dominují streamovací služby, kompaktní disk zůstává jedním z nejspolehlivějších fyzických nosičů hudby. Při správném skladování si uchovává své vlastnosti po desítky let a díky přesně definovanému standardu poskytuje stále stejnou kvalitu reprodukce bez opotřebení záznamu při přehrávání.

Více než čtyřicet let od svého vzniku tak CD stále představuje mimořádně promyšlené technické dílo, které spojilo precizní optiku, mechaniku, digitální elektroniku i matematiku do jednoho z nejúspěšnějších audio formátů všech dob.