Usuari:Mcapdevila/CD-A (Red Book)

Aquest article tenia importants deficiències de traducció i ha estat traslladat a l'espai d'usuari.
Podeu millorar-lo i traslladar-lo altra vegada a l'espai principal quan s'hagin resolt aquestes mancances. Col·laboreu-hi!

CD-A, també conegut com a CDDA, són les sigles de Compact Disc Audio, que significa disc compacte d'àudio, (o Compact Disc Digital Audio, CD d'àudio digital), es tracta del primer sistema de gravació òptica digital i va començar a ser comercialitzat el 1983 per les empreses Philips i Sony.

El format

Amb el format del CD-A es pretenia superar les limitacions dels formats convencionals, instituint el primer sistema de reproducció de so que no es deteriorés amb l'ús, ja que pot reproduir-se moltes vegades, sense perdre qualitat de so.

El CD-A pertany a la família del Compact Disc. Aquesta família inclou també el CD-ROM, CD-R i CD-RW (cada un d'aquests formats disposa d'un estàndard).

El document anomenat Red Book o Llibre vermell defineix l'estàndard per els CD-A. Pertany a un conjunt de llibres de colors conegut com a Rainbow Books que conté les especificacions tècniques per a tots els formats de la família de discs compactes. La primera edició del Llibre vermell va ser publicada el 1980 per part de Philips i Sony i va ser adoptada pel Digital Audio Disc Committee ('comitè del disc digital d'àudio') i ratificada sota la norma IEC 908. L'estàndard no es distribueix lliurement i ha de ser llicenciat per Phillips.

El diàmetre del disc és de 120 mm (tot i que també es van comercialitzar CD de 250 MB amb un diàmetre de 8 cm).

L'àudio es registra en format digital, codificat mitjançant el sistema PCM amb una freqüència de mostreig de 44.100 mostres per segon (i per canal), amb una resolució de quantificació digital de 16 bits (el que permet un rang dinàmic de 96 dB) i amb dos canals (so estèreo).

A causa de la freqüència de 44.100 mostres per segon, segons el teorema de mostreig de Nyquist-Shannon aquest format permet reproduir freqüèncias de fins a 22 kHz, just sobre el límit superior de l'audició humana.

La capacitat estàndard del CD-A és de 74 minuts amb el format esmentat anteriorment, existint també varietats de 80 i 90 minuts. També hi ha discs amb diàmetre una mica menor (de 80 mm) que permeten el registre de 21 minuts d'àudio.

Reproductor de CD

Tot reproductor de CD té dos motors:

Motor de rotació del disc, en el qual es manté una Velocitat Lineal Constant (CLV, sigles en anglès de Constant Linear Velocity). Aquesta velocitat és d'1,3 m/s. Això significa que, en cada segon, el lector explora un tram la longitud és d'1,3 metres. Que la velocitat lineal sigui constant implica que la velocitat de rotació del disc (velocitat angular) no és uniforme. Quan el capçal de lectura és a prop de la vora, el motor fa girar el disc més lent que quan aquest està a prop del centre. La reproducció o gravació es realitza des del centre, on la velocitat angular és de 500 rpm; cap a la perifèria on aquesta és de 200 rpm. Un segon motor mou el capçal amb el díode làser a l'ample del disc.

Enregistrament de còpies comercials

Els CD-A comercials es graven en un procés de dues etapes:

La primera etapa consisteix en la gravació d'un disc mestre que es realitza sobre un disc de vidre polit cobert amb una fina làmina de material fotosensible. Un raig làser d'alta potència vaporitza petites parts del material que recobreix el vidre deixant unes marques. Després es ataca el disc químicament i on s'havia fixat les marques es produeixen petits buits: els pous (pits en anglès) i les valls (lands).
La segona etapa consisteix en l'enregistrament del disc estampador que estampa les còpies comercials calcant les protuberàncies del disc mestre.

Enregistrament òptic

Les gravadores de CD-Àudio (que no s'usen per a gravar discs comercials) segueixen un procés diferent, on el disc no és processat químicament, sinó que se segueix un únic procés de gravació òptica digital.

El disc compacte és un disc d'1,2 mm de gruix cobert d'una capa d'alumini reflectant i amb una base de policarbonat. Sobre aquesta superfície actuarà un raig làser i gravarà els buits. Una vegada registrada la informació, aquesta és protegida mitjançant una nova capa acrílica formada per laques i plàstics que intenten evitar que les marques (pous i valls) s'esborrin (si s'omplen els buits) o que es creïn nous buits.

Durant la gravació, un infraroig emet un raig làser cap a un mirall situat en el capçal i la llum reflectida en el mirall travessa una lent i queda enfocada un punt sobre la base de policarbonat. Aquesta llum enfocada va gravant buits, que contrastaran amb les zones on no hi ha buits.

Els punts (tant lands com pits) tenen una amplada de 0,6 micres de profunditat. Aquests punts configuren una mena de codi Morse que serà reinterpretat en la fase de reproducció durant la conversió digital a analògic. Aquests es van gravant en una única espiral (en la qual es poden arribar a integrar 99 pistes, tenint la separació entre les pistes una amplada d'1,6 micròmetres). L'espiral comença a l'interior del disc (propera al centre), i finalitza en la part externa.

Reproducció de CD

La lectura òptica és relativament senzilla. Durant la reproducció, quan el raig làser incideix sobre la capa d'alumini reflectant, la llum és reflectida, dispersada i reencaminada mitjançant una sèrie de lents i miralls cap a un fotodíode receptor.

Aquest fotodíode és capaç d'interpretar el senyal digital. Això es deu al fet que la llum que arriba a la vall és reflectida i va desfasada mig període respecte a la que ve del sortint (land), que és dispersada. Això permet al fotodíode convertir la informació òptica al codi binari:

Es dóna el valor 0 tant a la successió de sortints (lands), com a la successió de no sortints (pits).
Es dóna el valor 1 si es produeix un canvi de superfície en el sentit que sigui: tant pou - vall, com la vall - pou.

Un cop interpretat el senyal digital, l'envia a un convertidor digital-analògic que transforma el senyal digital en senyal elèctric analògic. Aquest senyal de sortida serà enviat als equips que hagin d'amplificar, processar o convertir novament en pressió sonora per poder sentir-la.

Correcció d'errors

Com a sistema de correcció d'errors, els CD-Àudio introdueixen una codificació (sigles en anglès de Cross-Interleave Reed-Solomon Code, en espanyol codi Reed-Solomon d'intercalació transversal). El codi Reed-Solomon deu el seu nom als seus desenvolupadors.

És un sistema útil si sorgeixen problemes durant la reproducció. No tenen per què ser grans problemes: una simple mota de pols, una esgarrapada, o una empremta dactilar poden produir errors.

Un sistema de correcció d'errors pot reconstruir el senyal si les mostres danyades (ja siguin errors aleatoris o errors de ràfega) no sobrepassen la capacitat del sistema. Quan es produeixen aquests errors lleus, el sistema els corregeix automàticament sense conseqüències per a la percepció sonora.

Quan el nombre d'errors és tal que no pot corregir automàticament, el sistema fa una interpolació, que consisteix a treure la mitjana matemàtica entre els valors adjacents (anterior i posterior). Encara que el valor interpolat no sigui el correcte, almenys, no produirà un efecte desagradable. La interpolació també rep el nom de mitjana o ocultació. Si es donen molts casos en què els valors hagin hagut de ser mitjanats, és possible que el disc estigui brut.

En els casos en què la interpolació no és possible, el que es fa és «retenir» la mostra anterior (hold). En aquest cas el que fa el sistema és anul·lar automàticament la sortida (mute) si detecta diverses retencions. Que le la sortida, indica que s'ha sobrepassat la capacitat de correcció d'errors de l'equip. Encara que l'equip permeti reproduir el senyal amb errors, el so resultant pot ser desagradable (amb distorsions) o pot desaparèixer.

Estat actual

La implantació del CD-A és tal, que ha desplaçat als discs de vinil i els casset s, fins a gairebé fer-los desaparèixer, excepte algunes excepcions.

Després de desenvolupar conjuntament el CD, Sony i Philips van tornar a treballar per treure un nou format digital que ocupés en el mercat el mateix lloc que el casset compacte i, el 1986, van treure al mercat la cinta de àudio digital (DAT). Després, cadascuna d'elles van treure al mercat, el 1992, dos nous formats digitals per separat:

Philips va desenvolupar un nou format de casset digital DCC (Digital Compact Cassette), que mai va arribar a implantar.
Sony va desenvolupar el minidisc que encara que va tenir una bona acceptació al principi, estava condemnat a ser efímer, ja que no trigaria a arribar el DVD-Àudio i el SACD.

El CD segueix sent un format d'àudio molt arrelat en el mercat tot i que avui competeix amb 2 nous formats multicanal anomenats formats d'alta definició d'àudio digital: el DVD-A i el SACD. Sí que s'ha verificat, en proves controlades doble-cec i amb una mostra significativa, que aquests formats (SACD i DVD-Audio) són indistingibles entre si.^[1]^[2] 25 anys després de la seva sortida al mercat, sembla clar que la decadència del CD-Àudio no és una conseqüència de l'aparició de nous suports (que a més inclouen sistemes de protecció anticòpia que mai són benvinguts pel client) sinó de les facilitats que avui possibiliten els formats comprimits (amb pèrdua o sense) per a la compra o còpia de material musical en línia a Internet. El suport físic del futur immediat és el disc dur d'alta capacitat amb continguts transferits per via electrònica.