Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

Orbis pictus 21. století Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky CD, DVD přehrávače: Princip záznamu Obor:Elektrikář Ročník: 3. Vypracoval:Ing. Martin Slanina, Ph.D. OB21-OP-EL-ELZ-SLA-U-3-005

Princip optického záznamu Pro optický záznam se využívají média, která dovolují čtení zaznamenaných vzorů optickou cestou. Vytváření zaznamenaných vzorů nemusí být nutně provedeno optickou cestou, ale čtení je vždy optické (např. audio CD se typicky ve velkém objemu vyrábějí lisováním, tj. mechanicky). Optický záznam je vždy digitální. Optický záznam má oproti magnetickému několik výhod: -Jsou dosažitelné vyšší hustoty záznamu (DVD cca 400 Mb/cm2). -Čtení se provádí s využitím paprsku světla. Není nutný mechanický kontakt mezi čtecí hlavou a médiem, mechanické opotřebení je eliminováno. -Zaznamenaný vzor může být ochráněn plastikovým substrátem. -Záznam není ovlivněn elektrickým ani magnetickým polem. -Mohou být vytvořeny záznamy pouze pro čtení, což je velmi vhodné pro archivaci -Záznamy mohou být realizovány ve formě mechanických vzorů, jednoduše reprodukovatelných lisováním.

Čtení optického disku Přehrávání je založeno na vlastnostech monochromatického světla. (tj. takového světla, v jehož spektru je pouze jediná vlnová délka). Monochromatické světlo se vytváří pomocí laseru. Laserový paprsek může být zaostřen na velmi malý bod. S využitím interference (skládání vln) je možné snímat velmi malé změny fyzických rozměrů nebo změny optické odrazivosti a prostupnosti. Světelný paprsek se vytváří pomocí polovodičového laserového generátoru. Bez ohledu na způsob vytvoření zaznamenaného vzoru je čtení vždy provedeno optickou cestou.

Polovodičový laser Použití polovodičového laseru dovoluje dosáhnout velmi malých rozměrů čtecího (záznamového) zařízení. K emisi fotonů s energií h dochází při průchodu elektrického proudu P-N přechodem v propustném směru – podobně jako u luminiscenčních diod Polovodič je silně legovaný – koncentrace příměsi je větší než cm -3

Způsoby záznamu 1. Lisování Výroba lisováním s využitím „master“ disku. Zaznamenaný vzor má charakter střídajících se pitů (jamek) a landů (výstupků). Při čtení se využívá různě dlouhých drah laserových paprsků, dopadajících na jamky a výstupky reprodukční laser průhledný substrát pity a landy odrazivý povrch ochranná vstva potisk CD Zejména pro velké množtví vyrobených disků je lisování velmi cenově výhodné. Pro lisování se používá předloha (vzor, „master“), která vtiskne zaznamenávaný vzor do odrazivé vrstvy vyráběného disku.

Způsoby záznamu 2. Vypalování nepřepisovatelné: Je využita průhledná vrstva organického barviva, která se stane neprůhlednou při zahřátí záznamovým laserovým paprskem. CD-R laser průhledný substrát organické barvivo odrazivý povrch (zlato) ochranná vstva potisk přepisovatelné: Barvivo je nahrazeno materiálem, který je schopen měnit svůj stav: vysoká odrazivost – nízká odrazivost, v závislosti na aplikaci vhodného výkonu laseru. Nízký výkon slouží pouze pro čtení, vysoký výkon zabezpečí nízkou odrazivost média, střední výkon vrátí médiu normální (vysokou) odrazivost.

Uspořádání stop Záznam na optickém disku tvoří jedinou stopu spirálového tvaru: → snadnější sledování stopy při kontinuálním přehrávání, → pomalejší vyhledávání konkrétního místa ve stopě. Uveďmě si pro ilustraci uspořádání stop u magnetických disků, např. pevných počítačových HDD disků: → stopy mají kruhový tvar, jsou soustředné, → každá stopa uchovává jen část celkové zaznamenané informace, → kruhové stopy bývají rozděleny do sektorů – číslo stopy a číslo sektoru udávají fyzickou pozici paměťového místa na disku

Uspořádání stop Některé parametry současných systémů pro optický záznam: Srovnání velikosti paprsku: CDDVDBD vzdálenost stop (  m) 1,60,740,32 nejmenší délka pitu (  m) 0,830,40,15 vlnová délka laseru (nm) průměr disku (mm)120 tloušťka substrátu (mm)1,20,61,1 max. bitová rychlost (Mbps)1,411,0836,55

Vícevrstvý záznam Systémy DVD, Blu-Ray umožňují zaznamenávat do několika vrstev. Výběr vrstvy, se kterou se má pracovat, se provede správným zaostřením laserového paprsku. První vrstva je vybavena polopropustnou odraznou vrstvou, aby světlo mohlo procházet i k vrstvě druhé. Použitím dvouvrtvého oboustranného záznamu je možné vytvořit až 4 vrstvy => 4-násobná kapacita krycí vrstva polykarbonát kovová odrazná vrstva druhá záznamová vrstva mezera polopropustná kovová odrazná vrstva první záznamová vrstva polykarbonát laserový paprsek

CD disk (Compact Dics ) Původně určen pro záznam digitálního nekomprimovaného stereofonního zvuku: – vzorkovací kmitočet 44,1 kHz, – 16 bitů na vzorek, – maximální délka záznamu 74 minut. Lze použít i pro ukládání dat, zálohování: - kapacita * 2 * 2 * 74 * 60 = bajtů vzorkovací kmitočet bajtů na vzorek sekund kanálů minut Pro záznam videosignálů na disky CD existuje norma VideoCD: - pro komprimaci obrazu a zvuku je použit kodek MPEG-1 (1,2 Mbps pro video) - kvalita je srovnatelná s VHS (= na dnešní poměry nedostatečná).

DVD disk (Digital Versatile Disc ) Nabízí zhruba 7x větší kapacitu než CD: – lze zaznamenat např. až 133 min videozáznamu ve vysílací kvalitě, – pro komprimaci videa se používá MPEG-2, kompresní poměr dosahuje typicky okolo 40:1, – až osm zvukových doprovodů (jazyků) v kvalitě 5.1 Dolby Digital, – titulky v až 32 jazycích. Existuje i norma pro záznam pouze vysoce kvalitního zvuku – DVD Audio: – až 192kHz / 24 bitů, – komerčně nepříliš úspěšné.

BD disk (Blu-Ray Disc ) Jednovrstvý záznam pojme až 25 GB. Použití: – záznam komprimovaného videa ve vysokém rozlišení (až 1080p) – komprimace videa MPEG-2 / MPEG-4 AVC / VC-1 – zvukový doprovod až 7.1, je možné použít i bezeztrátový formát PCM, nebo kompresní formáty Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS-Pro. Konkurenční formát HD-DVD – vyvíjen do r. 2007, jeho podpora ukončena kvůli odklonu produkčních společností k formátu Blu-Ray.

[1]Laser a princip jeho činnosti. [Online] Cit Dostupný z WWW: [2]DeMOULIN, R. Understanding Dual Layer DVD Burning and Recording. [Online] Cit Dostupný z WWW: [3]LUTHER, A. C. Video Recording Technology. Norwood: Artech House, [4]BRAIN, M. How CDs Work. [Online] Cit Dostupný z WWW:

Děkuji Vám za pozornost Martin Slanina Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010