یک لوح فشرده یک دیسک نوری است که برای ذخیره اطلاعات دیجیتالی استفاده می شود ، که در ابتدا برای ذخیره سازی اطلاعات صوتی توسعه پیدا کرده بود.

یک لوح فشرده استاندارد ، اغلب به عنوان لوح فشرده صوتی شناخته شده است برای متمایز ساختن آن از واریانس های آخر ، که اطلاعات صوتی را در یک قالب بندی موافق ذخیره می کند توسط استاندارد کتاب قرمز. یک لوح فشرده صوتی شامل چندین ترک اسریو که با استفاده از کدگذاری 16 بیت PCM با نرخ نمونه برداری 44.1 کیلو هرتز ذخیره می شوند. بیشتر لوح های فشرده قطری به اندازه 120 میلی متر دارند ، که برای نگه داری 74 دقیقه صوت و در عمل کمی بیشتر طراحی شده اند.

فناوری لوح فشرده با آخرین اصلاحات برای استفاده به عنوان یک وسیله ذخیره سازی اطلاعات طراحی شده ، که به CD-ROM مشهور است.

در اواخر دهه 1970 ، فناوری استفاده از لوح های لیزری ویدیوی ، پژوهشگران شرکت فیلیپس آزمایشات خود را همراه لوح های فشرده صوتی آغاز کردند، در ابتدا توسط تلفیق پهنای باند فرکانس FM و بعد از آن دیجیتالی کردن سیگنال های صوتی PCM شروع کردند.در پایان دهه 70 شرکت های فیلیپس و سونی و دیگر شرکت های اولیه ارائه کننده لوح های صوتی دیجیتالی بودند.

در سال 1979 شرکت های سونی و فیلیپس تصمیم گرفتند نیروهای خود را یکی کنند ، ونیروهای مشترک مهندسین خود را که گروهی بودند برای طراحی لوح های صوتی دیجیتالی . اعضای مهم نیروی کار Kees Immink و Toshi Doi بودند. بعد از یک سال آزمایشات و بحث ها و مشاوره ها نیروی کار استاندارد کتاب قرمز را پایه ریزی کرد. شرکت فیلیپس در عموم فرآیند تولید شرکت داشت ، که مبتنی بر شکست خوردن فناوری دیسک های ویدیویی لیزری بود. شرکت فیلیپس همچنین شرکت کرد در سوارسازی Eight-to-Fourteen ، EFM که ارائه می کرد هر دو اجرای بلند مدت و انعطاف پذیری بالای در برابر خسارات ناشی از جابه جایی مانند خراشیده شدن و ماندن جای انگشت را ارائه کرد. هنگامی که سونی روش اصلاح اشتباه را ابداع کرد، CIRC. حکایت لوح فشرده ، توسط عضو سابق نیروی کار نقل شده ، که اطلاعات زمینه ای از بسیاری از تصمیم گیری های تخصصی را به دست می دهد ، و شامل نمونه فرکانسی ، زمان پخش و قطر دیسک می باشد. به عقیده شرکت فیلیپس ، لوح فشرده مجموعا توسط گروه بزرگی از افراد که به عنوان یک تیم کار می کردنند اختراع شد.

لوح فشرده در سال 1983 به بازار عرضه شد ، و این اختراع اغلب به عنوان بیگ بنگ در انقلاب صنعت صوتی دیجیتالی شناخته می شود. لوح فشرده جدید با شوق و ذوق پذیرفته شد و مدیریت کیفیت آن نیز به طرز تحسین آمیزی پذیرفته شد. از نقطه شروع آن به عنوان قالب بندی موسیقی ، لوح فشرده برای در بر گرفتن دیگر استفاده ها رشد کرد. هم اکنون توسط آن امکان ارسال حجم بسیار زیادی از اطلاعات کامپیوتری به جای صوتی دیجیتالی فراهم شده است. یک کاربر لوح فشرده قابل ضبط برای ذخیره اطلاعات در اواخر دهه 1990 مقدمه چینی شد ، و این یک استاندارد غیر رسمی برای تبادل و انبار کردن اطلاعات کامپیوتر و موسیقی شد. لوح فشرده و مدل های بعدی آن به شدت موفق شده بود: در فروش جهانی سالیانه لوح فشرده صوتی ، CD-ROM و CD-R در حدود 30 بیلیون دیسک رسید.

لوح های فشرده از یک صفحه به ضخامت 1.2 میلی متر از جنس پلی کربنات پلاستیک ساخته شده که سطح آن توسط آلومینیوم بسیار رقیق و نازک پوشیده شده است. (در اصل طلا، که هنوز در برخی مواقع برای اطلاعات دراز مدت استفاده می شود.) لایه ای که توسط یک لاک الکل فیلم محافظت شده است . لاک الکل می تواند توسط یک برچسب چاپ شود. روش های متداول چاپ برای لوح های فشرده silkscreening و چاپ حاشیه می باشند. لوح های فشرده در دو اندازه در دسترس هستند. متداول ترین آن در قطر 120میلیمتر با ظرفیت 74 دقیقه صوت و 650 مگا بایت اطلاعات است( ظرفیت ذخیره سازی را ببینید). و همچنین آنهایی که به عنوان لوح های 80 میلی متری در دسترس هستند ، قالب بندی هستند که در اصل تنها برای لوح های فشرده صوتی استفاده می شود. لوح 80 میلی متری توانایی 21 دقیقه از موسیقی یا 180 مگا بایت از اطلاعات را دارد.

اطلاعات بر روی یک لوح فشرده استاندارد به مانند یک مسیر حلزونی از چاله ها ی ریزی در بالای لایه پلی کربنات کدگذاری می شود. ( منطقه بین چاله ها به عنوان برجستگی شیار خانها مشهور هستند) . هر چاله تقریبا 120 نانومتر عمق و 500 نانومتر پهنا دارد ، و این از 850 نانو متر تا 3.5 میکرومتر متفاوت است. فضای بین مسیر ها 1.6 میکرومتر است. برای فهمیدن مقیاس چاله ها و برجستگی های کی لوح فشرده ، اگر دیسک به انداذه یک استادیوم بزرگ شود ، یک چاله تقریبا به اندازه یک دانه شن خواهد بود . شیارهای حلزونی از مرکز دیسک شروع وبه طرف خارج تا لبه آن افزایش پیدا می کند، در اندازه ها و قالب های متفاوت در دسترس است.

یک لوح فشرده توسط تمرکز یک لیزر نیمه رسانای با طول موج 780 نانو متراز پایین لایه پلی کربنات خوانده می شود . تفاوت در ارتفاع بین چاله ها و برجستگی ها یک چهارم طول موج نور لیزر می باشد ، فاصله خطوط نصف اختلاف فاز طول موج بین نور منعکس شده از یک چاله و از برجستگی احطه شده آن می باشد. تداخل مخرب باعث کاهش شدت نور منعکس شده مقایسه شده برای هنگامی که لیزر بر روی یک برجستگی متمرکز شده است می شود.با اندازه گیری این شدت توسط یک دیود حساس نسبت به نور ، امکان خواندن اطلاعات از روی دیسک فراهم می شود.

چاله ها و برجستگی ها خودشان صفر و یک اطلاعات دو دویی را نمایش نمی دهند. در عوض یک تبدیل از چاله به برجستگی یا از برجستگی به چاله یک را نشان می دهد ، هنگامی تبدیلی نباشد صفر را نشان می دهد. این وقتی رمزگشایی شود توسط برگرداندن Eight-to-Fourteen Modulation با استفاده از اصلی کردن دیسک ، در پایان سطر اطلاعات ذخیره شده بر روی دیسک می شود.

قالب دیسک صوتی ، معروف به استاندارد کتاب قرمز، توسط شرکت سونی و فیلیپس در سال 1981 تنظیم شد. شرکت فیلیپس مسئول گواهی خاصیت هوشمند بودن مربوط به لوح فشرده می باشد که شامل علامت اختصاری CDDA است که بر روی دیسک نمایان است. در شرایط گسترده قالب یک کانال دوتایی (کانال 4 تایی بدون در نظر گرفتن قالب کتاب قرمز اختیاری است) استریو 16 بیت PCM که درنرخ نمونه برداری 44.1 کیلو هرتزی رمز گذاری شده است. Reed-Solomon error correction این امکان را به لوح فشرده می دهد که چرکنویس باشد برای یک رتبه بندی مطمئن باشد.

نرخ نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز از یک روش تبدیل صوت دیجیتالی به یک به یک سیگنال ویدیویی آنالوگ برای برای ذخیره سازی بر روی نوار ویدیویی به ارث رسیده است ، که بیشترین روش برای ذخیره سازی آن در زمانی که خصوصیت لوح فشرده شروع به توسعه کرد می باشد. وسیله ای که یک سیگنال صوتی آنالوگ را به صوت PCM تغییر می دهد ، و آن وسیله ای که یک سیگنال ویدیویی آنالوگ را تغییر می دهد مبدل PCM گفته می شود. این فناوری می تواند 3 نمونه را در یک خط افقی تنها ذخیره کند. یک سیگنال ویدیویی استاندارد NTSC در هر رشته 245 خط قابل استفاده دارد ، و 59.94 رشته در ثانیه، که برای 44056 نمونه کار می کند. به طور مشابه PAL 294 و خط و 50رشته دارد که برای 44100 نمونه بر ثانیه کار می کند . این سیستم همچنین می تواند 14 بیت نمونه همراه برخی تصحیح اشتباهات یا 16 بیت نمونه تقریبا بدون اصلاح اشتباهات را ذخیره کند. بحث طولانی درباره چه استفاده نمونه های 14 یا 16 بیت و یا 44.056 یا 44.1 کیلو نمونه بر ثانیه بود هنگامی که نیروی کار سونی قیلیپس لوح فشرده را طراحی کرد.PCM-1610 و PCM1630 سونی نمونه های معروف مبدل های PCM هستند که در ترکیب عطفی همراه U-Matic VCR سونی استفاده شد.

عموما لوح های فشرده با قالب بندی صوتی همراه با 3 حرف کد بر پشت آن می آیند، جایی که A باشد فهمیده می شود آنالوگ است و جایی که D باشد فهمیده می شود دیجیتال است. حرف اول نشان می دهد که آلبوم چگونه ضبط شده ، دومین نشان می دهد که چگونه میکس شده و سومی نشان می دهد که چگونه منتقل شده است. به عنوان نتیجه تقریبا همه لوح های فشرده اخیر با کیفیت AAD( ضبط و میکس آنالوگ ، انتقال دیجیتال به لوح فشرده ) هستند. گروه راک راش اولین فعال موسیقی بود که آلبوم را به صورت کاملا دیجیتالی ضبط کرد.

ما فهمیدیم که منطقه برنامه برابر با 86.05 سانتی متر مربع می باشد ، بنابر این طول شیار حلزونی شکل قابل ضبط 86.05/1.6 = 5.38 km می باشد. مسلم است یک سرعت پیمایش 1.2 متر بر ثانیه ، ما به خاطر داریم که زمان خواندن 74 دقیقه می باشد ، یا حدود 650 مگا بایت از اطلاعات بر روی یک CD-ROM می باشد. در صورتیکه قطر دیسک 115 میلی متر شده باشد ، حد اکثر زمان خواندن 68 دقیقه خواهد شد ، 6 دقیقه کمتر. یک دیسک توسط به کارگیری اطلاعات اندکی بیشتر قابل ذخیره سازی است. با استفاده از سرعت خطی 1.2 متر بر ثانیه و فاصله شیار 1.5 میکرومتر می شود به زمان خواندن 80 دقیقه و یا ظرفیت 700 مگا بایت رسید.

شیوه دیگر برای افزایش ظرفیت یک دیسک ذخیره اطلاعات بر روی شیاری می باشد که به طور معمول برای معلوم کردن پایان دیسک استفاده می شود ، و اغلب یک یا دو دقیقه امکان ضبط را می دهد. با این حال این دیسک ها ممکن است هنگامی که یه انتها برسند دچار مشکل شوند.

برای اولین سال های وجودش، لوح فشرده به طور کلی یک قالب بندی صوتی داشت. بنابر این ، در سال 1985 استاندارد کتاب زرد CD-ROM توسط شرکت های سونی و فیلیپس برقرار شد، که یک ذخیره اطلاعات نوری غیر فرار را مشخص می کرد که استفاده آن شبیه قالب فیزیکی لوح های فشرده صوتی بود ، و توسط گرداننده CD-ROM کامپیوتر قابل خواندن است.

کوچکترین هویت قالب لوح فشرده صوتی یک قاب گفته می شود. یک قاب می تواند شش نمونه اسریو 16 بیت را به طور کامل همساز کند که برابر 2*2*6 = 24 بایت می باشد. اطلاعات در یک CD-ROM در هردوی قالب ها و بخش ها سازماندهی می شوند. یک بخش CD-ROM شامل 98 قاب می باشد ، و 98*24 = 2352 بایت را نگهداری می کند. یک CD-ROM در ماهیت یک دیسک اطلاعاتی ، که به اشتباهات پنهان نمی تواند اعتماد کند، و بنابراین نیازمند تامین اعتماد بالایی از اطلاعات بازیافت شده می باشد. با تکیه برانجام کشف و اصلاح اشتباهات توسعه یافته ،یک CD-ROM یک لایه سومی برای Reed-Solomon error correction دارد. به خاطر داشته باشید که سیستم اصلاح اشتباهات CIRC استفاده شده در یک لوح فشرده با قالب صوتی دو لایه جاگذاری شده دارد. یک Mode-I CD-ROM ، که همه سه لایه با قابلیت اصلاح اشتباهات را دارد، که به طور خالص 2048 بایت از 2352 بر بخش را در دسترس دارد. در یک Mode-2 CD-ROM ، که بیشتر در فایل های ویدیویی استفاده می شود ، 2336 بایت بر بخش در دسترس داریم.

از قالب گیری تزریقی برای تهیه جرم لوح های فشرده استفاده می شود. یک چکش ساخته شده از رسانه های اصلی ( نوار صوتی ، دیسک اطلاعاتی و غیره ) با نوشتن بر روی دیسک شیشه ای (در اصل مانند شیشه ) با یک لایه رنگی حساس به نور توسط یک لیزر روکش می شود. این لایه رنگی که بعدا قلم زده می شود، برگی برای اطلاعات می باشد. سپس روکش می شود برای ساختن یک نسخه ساده از لوح فشرده. پلی کربنات مایع شده و تزریق شده در حفره قالب جایی که چکش الگوی چاله ها و برجستگی ها بر روی دیسک پلی کربنات منتقل می شوند. سپس توسط آلومینیوم و لاک الکل روکش می شود.

بنابراین ، همچنین لوح های فشرده با قابلیت ضبط وجود دارند که توسط باریکه لیزر که توسط نویسنده لوح فشرده استفاده می شود ضبط می شوند( که بیشتر مواقع به یک کامپیوتر متصل شده است ، الیته واحدهای مستقل هم در دسترس هستند.) و می توانند توسط بیشتر گرداننده های لوح فشرده خوانده شوند. ضبط کردن لوح های فشرده دائمی هستند و بیشتر از یکدفعه نمی توان بر روی آن ضبط کرد ، بنابراین این فرآیند را اغلب سوزاندن لوح فشرده نیز می گویند.

CD-RW یک حد وسط است که این امکان را می دهد که بتوان چند دفعه بر روی آن ضبط کرد و به همین ترتیب چند دفعه بر روی آن ضبط کرد. یک CD-RW تفاوت خیلی زیادی با در انعکاس برجستگی ها به عنوان یک لوح فشرده یا CD-R ندارد ، با این حال برخی از گرداننده های لوح های فشرده صوتی توانایی خواندن دیسک های CD-RW را ندارند ، هرچند که اکثر گرداننده های مستقلدی وی دی این توانایی را دارند.

لوح های فشرده با قابلیت ضبط توسط اطلاعات حلزونی تزریق شده ضبط می شوند. همچنین لایه رنگی حساس به نور به کار گرفته شده ، و همچنین دیسک ها فلزی و با لاک الکل پوشانده شده اند. لیزر نوشتن سوزاننده لوح فشرده خاصیت لایه رنگی را تغییر می دهد برای اینکه قابلیت خوانده شدن توسط لیزر گرداننده استاندارد لوح فشرده را برای دیدن اطلاعات لوح فشرده راداشته باشد .