Захват дорожки на диске

Два другие фотоэлемента предупреждают смещение лазерного луча со светоотражающей дорожки.

Указания автоматов выполняют миниатюрные электромагниты. Одна пара электромагнитов перемещает линзу вверх-вниз, при этом происходит фокусировка, вторая – с одной дорожки (трека) на другую. Эта процедура называется – трекинг.

Компакт-диски (CD) используются только для воспроизведения записанной информации. Стирать и перезаписывать фонограмму на них нельзя.

Для записи в любительских условиях используются реверсивные компакт диски CD-R. Рабочий слой CD-R представляет собой пленку с низкой температурой испарения. При точечном нагреве лучом лазера пленка выделяет газы, которые образуют на месте точки микроскопическое вздутие. После облучения в зоне вздутия коэффициент отражения пленки резко возрастает. Такой диск можно использовать для однократной записи аудиоинформации в бытовых условиях и её многократного воспроизведения. Учитывая колоссальную информационную ёмкость, высокую точность копирования и стойкость записи к электромагнитным воздействиям при хранении, аудиофилы и профессионалы используют CD-R для накопления и длительного хранения ценной аудиоинформации.

В компакт-дисках третьего типа – CD-RW используется свойство некоторых полупроводников переходить под действием лазерного облучения из кристаллического состояния в аморфное. Фазовые переходы в рабочих слоях из таких материалов сопровождаются изменением их оптических свойств, что используется для фиксации фонограммы. Такие фазовые переходы могут осуществляться тысячи раз без потери первоначальных свойств. Оптические диски CD-R и CD-RW нашли широкое применение в современных компьютерных технологиях.

Магнитооптический способ записи и

воспроизведения звука

Основным недостатком всех магнитных носителей информации является их недолговечность. Случайный магнитный импульс может мгновенно уничтожить данные, записанные на кассетах. Даже в идеальных условиях они постепенно размагничиваются (стареют). К тому же поиск нужной информации на ленте занимает много времени.

Есть недостатки и у компакт-дисков, основным из которых является невозможность перезаписи информации, как это делается на компакт-кассетах.

Магнитооптический способ записи свободен от этих недостатков, дает возможность в десятки раз увеличить информационную емкость площади диска и, таким образом, минимизировать его размеры, доведя их до размеров 3,5" компьютерной дискеты. Как и у дискеты, собственно диск заключен в квадратный (7х7 см) пластмассовый корпус со щелью, закрытой защелкой. В отличие от обычных CD, диски с магнитооптической записью названы мини-дисками.

Мини-диск (Mini-Disk, MD) это магнитооптический носитель из прозрачного поликарбоната, содержащий магнитный слой из сплава тербия, железа и кобальта. Сплав имеет низкую (около 145°С) температуру Кюри, при которой происходит скачкообразное изменение его магнитных свойств, затрагивающих оптические свойства вещества.

Запись на MD осуществляется магнитной головкой. Лазер играет роль точечного нагревателя. Размер площадки на диске, которую разогревает лазер при каждом импульсе, составляет 0,5 кв. микрона. Магнитная головка намагничивает только разогретые точки, сообразно порядку следования нулей и единиц в цифровом сигнале, при этом изменяется кристаллическая структура магнитного слоя, а вместе с ней изменяется характер отражения света.

Сплав, из которого изготовлен активный слой магнитооптического диска, при обычной температуре из-за высокой коэрцитивной силы не может быть перемагничен приложенным к нему магнитным полем. Только при нагревании (достигнув температуры Кюри) соответствующий участок активного слоя можно перемагнитить. Благодаря таким свойствам рабочего слоя, мини-диски при обычной температуре не "боятся" воздействия магнитных полей и могут сохранять информацию сотни лет. Мини-диск допускает возможность многократной перезаписи.

Способ считывания информации с MD напоминает чтение CD-дисков и основывается на разном отражении луча лазера от намагниченных и не намагниченных точек сигналограммы, записанной на звуковой дорожке.

Сами мини-диски бывают двух типов: с возможностью перезаписи и без таковой. Информация на диски второго типа наносится на подложку в виде канавок, как у CD. И точно так же, как CD, их можно выпускать массовым тиражом – методом литья под давлением. А для придания им «товарного вида» шторка, открывающая доступ к поверхности диска, сделана только на тыльной стороне, поэтому рисунок обложки может занимать всю лицевую сторону диска.

Перезаписываемый диск сконструировать таким же образом невозможно, так как считывающая (магнитная) и записывающая (лазерная) головки находятся с разных сторон, поэтому и шторка у них двусторонняя.

Электронный способ записи звука на флэш-карты

Флэш-карта, или смарт-карта представляет собой микросхему размером 40х20 мм. Внутри плоского ударопрочного пластикового корпуса микросхемы находятся миллионы ячеек электронной флэш-памяти, интерфейс обмена данными и кварцевый генератор с частотой 20 МГц. К считывающему устройству модуль с флэш-памятью подключается посредством 10 позолоченных контактов. При извлечении модуля контакты закрываются специальными шторками, что препятствует их загрязнению или повреждению. Для записи модуль с флэш-картой подключается к одному из свободных портов компьютера.

Форматы записи аудиоинформации

Одной из основных проблем оцифрованных аудиосигналов является большой объем памяти, который занимает информация на звуконосителе. На обычном CD, записанном без компрессии в формате CD-DA (Compact Disk Digital Audio) на описание 1 секунды звучания тратится 172 Кбайт, одной минуты - 10 МГбайт и т.д. Памяти одной компьютерной дискеты хватило бы только на 8 секунд звучания.

Эта проблема решается с помощью cжатия аудиоинформации при записи. Известно много способов компрессии информации. Один из них, применяемый для записи на мини-диски, достигается с помощью алгоритма ATRAC - (Adaptive Transform Acoustic Coding - акустическое кодирование с адаптивным преобразованием). Система цифрового кодирования ATRAC, основана на результатах психоакустических исследований. В запись не попадают те данные, которые в силу механизма слухового восприятия человека маскируются, а значит, не слышны.

Многочисленные эксперименты показали, что без видимых потерь качества звучания можно избавиться от таких составляющих, как:

• звуки с очень высокой или очень низкой частотой, находящиеся вне пределов слышимости;

• звуки с небольшой или средней интенсивностью, соседствующие по частоте со звуками большой интенсивности (более интенсивный звук маскирует менее интенсивный)

• звуки с небольшой или средней интенсивностью, следующие по времени непосредственно за звуками большой интенсивности (сразу после принятия сильного звука человеческое ухо не в состоянии услышать слабый звук).

Компьютерная запись может быть подвержена ещё большей степени компрессии, благодаря наличию в компьютерах специальных звуковых карт и мощных процессоров (Pentium, Athlon и др.). Известны различные способы сжатия аудио и видео информации, но все они должны соответствовать требованиям, разработанным в стандартах MPEG – (Motion Picture Expert Group – экспертная группа по кинематографии) для компьютерных технологий.

Стандарты MPEG подразделяются на форматы (MPEG1 – для аудио и MPEG2, MPEG4 – для видео). В области аудио существуют ещё три уровня (layers) MPEG1. Первый, так называемый, MP1 поддерживает коэффициент компрессии (сжатия) до 14 раз, второй (МР2) – до 12 раз, третий (МРЗ) – до 10 раз.

Сила сжатия определяется также скоростью передачи данных или битрейтом, измеряемым в Кбит/с. MP1 поддерживает силы сжатия от 32 до 448 Кбит/с, МР2 - от 32 до 384 Кбит/с, третий, МРЗ - от 32 до 320 Кбит/с.

Основным форматом для записи и хранения аудиоданных в сжатом виде является формат mp3 (стандарт MPEG1, 3 уровень). Чтобы не путать цифру "3" с буквой "З" многие авторы используют аббревиатуру mp3, вместо MP3.

Наивысший эффект сжатия происходит путем удаления повторов одинаковых сигналов. Если определенный звук имеет одинаковую частотную характеристику и интенсивность или он отсутствует, то необязательно его кодировать с частотой 44,1 КГц, а можно значительно реже). Алгоритм компрессии mp3 использует, как и формат ATRAC, также избирательную фильтрацию и удаление слабо ощущаемых звуковых колебаний.

Огромные преимущества дает компрессия в mp3 при сохранении голосовой информации. В этом случае за счет "вырезания" пауз между словами и предложениями может быть достигнуто 30-40-кратное сжатие с незначительным искажением голоса и интонации. Компрессия mp3 с битрейтом 108 кбит/с позволяет записать на один CD-R до 200 песен или композиций, вместо 15, как в формате CD-DA (аудио-СD).

Процесс компрессии сопровождается небольшими искажениями, особенно в аудиоклипах, содержащих много высокочастотных звуков. При цифровом копировании аудиоданных с компакт-диска качество мрЗ-записи можно оценить как 94% от оригинала, т.е. эти искажения замечают, в среднем 6 человек из 100, что вполне приемлемо для большинства слушателей. Нужно помнить, что чем выше степень сжатия, тем ниже качество звучания, т.е. чем больше песен на диске, тем будет ниже качество их воспроизведения.

Наибольшее применение формат mp3 нашёл при изготовлении компьтерных дисков, в Интернете для обмена музыкальными файлами, в проигрывателях с флэш-памятью и с винчестерами, которые в быту называются mp3-плеерами.